MEMBUAT BIOETANOL DARI TETES TEBU

Bioetanol merupakan etanol yang dihasilkan dari bahan baku tumbuhan melalui proses fermentasi. Pembuatan etanol hasil fermentasi telah dilakukan sejak zaman dahulu yang dapat ditemukan pada minuman beralkohol seperti sake, arak, anggur, wine, dan minuman memabukan lainnya. Selain sebagai minuman memabukan, bioetanol juga digunakan sebagai campuran pada bahan bakar kendaraan.

Saat ini, penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar menjadi sangat penting. Semakin sedikitnya sumber energi fosil yang ada dibumi dan semakin tingginya pencemaran lingkungan menjadi faktor utama dibutuhkannya energi alternatif yang lebih ramah lingkungan. Penggunaan bioetanol menjadi bahan bakar kendaraan dapat menjadi sebuah alternatif yang aman, karena sumbernya berasal dari tumbuhan dan dapat mengurangi pencemaran lingkungan.

Meskipun memiliki berbagai keuntungan, produksi bioetanol juga dapat menimbulkan masalah. Bahan baku pembuatan bioetanol seperti tebu, jagung, dan singkong merupakan tanaman pangan yang banyak dikonsumsi masyarakat. Jika lahan tanaman pangan tersebut dialihkan menjadi lahan produksi bioetanol, maka produksi pangan akan menurun sehingga harganya menjadi naik..

Etanol dari tebu bukan hanya bisa diperoleh dari tetes tetapi juga bisa berasal dari ampas (bagasse) dan daun. Ini sekaligus untuk menepis kritik soal etika berkaitan persaingan penggunaan sumber pangan dan energi. Pengunaan bahanbahan yang bisa langsung dikonversi menjadi etanol seperti tetes, jagung, singkong, gandum, dan umbi-umbian sejauh ini menuai banyak kritik karena akan menurunkan suplai bahan pangan. Nah, kalau kembali ke tebu, maka hal tersebut bisa dihindari. Ampas (32% tebu) dan trash (14% tebu) merupakan senyawa lignoselulosa. Lignoselulosa dipecah menjadi selulosa, lignin dan hemiselulosa. Selulosa diuraikan menjadi glukosa terus menjadi etanol. Selulosa didegradasi menjadi silosa yang bisa diubah lebih lanjut menjadi silitol (silitol merupakan pemanis alternatif yang baik bagi kesehatan karena berkalori rendah dan tidak merusak gigi). Dengan cara ini, produksi etanol per ha tebu akan meningkat 2-3 kali lipat. Bila hanya mengandalkan tetes, produksi etanol per ha tebu kira-kira 1.200 liter. Dengan konversi ampas dan trash akan dihasilkan lebih dari 2.500 liter etanol per ha.

Bioetanol telah digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Residu yang ditemukan pada peninggalan keramik yang berumur 9000 tahun dari China bagian utara menunjukkan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh manusia prasejarah dari masa Neolitik.

Proses pembuatan etanol tergantung bahan bakunya. Bahan yang mengandung gula biasanya tidak atau sedikit saja memerlukan pengolahan pendahuluan . Tetapi bahan-bahan yang mengandung pati atau selulosa harus dihidrolisa terlebih dahulu menjadi gula, yaitu menjadi gula yang dapat difermentasikan. Pada ampas tebu terkandung karbohidrat jenis selulosa. Maka dari itu untuk bisa memperoleh etanol dari ampas tebu terlebih dahulu selulosa harus dihidrolisa. Untuk menghidrolisa selulosa dapat dilakukan dengan cara memanaskannya dengan air. Karena air tedapat H+ yang mampu menghidrolisis selulosa, namun untuk mendapatkan hasil yang sempurna bisa ditambahkan enzim yang biasa digunakan untuk penguraian karbohidrat. Jika telah didapatkan selulosa yang terhidrolisa dari bahan yang digunakan, fermentasi dapat dilakukan dan membutuhkan waktu sekurangnya tujuh hari untuk mendapatkan etanol. Dan kondisi fermentasi harus benar-benar dalan keadaan anaerob.         

Teknologi ini pantas ada untuk dikembangkan karena krisis energi dunia pada paruh kedua tahun ini yang tergolong parah dan melanda seluruh negara di dunia telah membangkitkan keyakinan bahwa bioenergi merupakan alternatif pemecahan hal tersebut.

Indonesia merupakan salah satu negara yang sedang menghadapi persoalan energi yang serius akibat ketergantungan yang sangat besar terhadap energi fosil, sementara pengembangan bioenergi sebagai alternatif masih kurang mendapat perhatian. Sesungguhnya potensi Indonesia untuk mengembangkan bioenergi relatif besar, baik bioetanol maupun biodisel.

Salah satu potensi yang relatif besar adalah pengembangan bioetanol berbahan baku tebu. Dengan asumsi 80 liter bioetanol dapat dihasilkan dari 1 ton tebu (data teknis di Brazil) dan produktivitas tebu rata-rata 80 ton per ha, maka dari setiap ha lahan tebu dapat dihasilkan 6.400 liter etanol. Apabila etanol dari tebu dapat mensubstitusi 10% dari kebutuhan gasoline pada tahun 2010 (33,4 milyar liter), maka target tersebut bisa dicapai dengan pengembangan areal tebu seluas 522 ribu ha. Dengan target subsitusi tersebut, jumlah gasoline yang dapat disubstitusi sebesar 3.34 milyar liter atau lebih dari Rp 15 triliun. Data survey menunjukkan ketersediaan lahan di luar Jawa yang sesuai untuk tebu terdapat sekitar 750 ribu ha, disamping potensi arael existing industry seluas 420 ribu ha (areal tebu Indonesia tahun 1993/1994)

Nilai tambah bagi proses pembuatan ini adalah pemanfaatan bioetanol sangatlah luas. Tak heran permintaannya pun sangat tinggi di antaranya sebagai bahan bakar kendaraan bermotor hingga kompor ramah lingkungan. Selain itu, bioetanol juga diperlukan industri kosmetik, minuman, farmasi, dan parfum. 

Pembuatan bioetanol ini dapat dilakukan oleh semua kalangan masyarakat, karena proses pembuatan bioetanol dari kulit tebu ini tidak terlalu sulit dan alat-alat yang digunakan mudah didapatkan dan banyak tersedia serta Biaya untuk memproduksi bioetanol berbahan baku singkong berkisar Rp3.400-Rp4.000 per liter. Masyarakat dapat melakukannya sendiri dan mengolahnya sendiri. Masyarakat juga dapat langsung memproduksi dan memasarkan sendiri bioetanol ini.

Cara paling mudah membuat bioetanol adalah dengan bahan yang banyak mengandung gula, contohnya adalah tetes tebu atau molases. Tetes tebu merupakan produk samping dari pabrik tebu yang memiliki kadar gula sangat tinggi (>50%). Pembuatan bioetanol dari tetes tebu hanya melewati dua tahap utama saja.

Gambar 1. Tahapah utama pembuatan bioetanol dari tetes tebu

Bahan-bahan
1. tetes tebu/molasses (kadar gula 50%)
2. urea
3. NPK
4. Fermipan (ragi roti)
5. Air

Langkah-langkah pembuatan bioetanol

1. Pengenceran Tetes Tebu

Kadar gula dalam tetes tebu terlalu tinggi untuk proses fermentasi, oleh karena itu perlu diencerkan terlebih dahulu. Kadar gula yang diinginkan kurang lebih adalah 14 %. Misal: larutkan 28 kg (atau 22.5 liter) molasses dengan 72 liter air. Aduk hingga tercampur merata. Volume airnya kurang lebih 94.5 L. Masukkan ke dalam fermentor.
Catatan: jika kandungan gula dalam tetes kurang dari 50%, penambahan air harus disesuaikan dengan kadar gula awalnya. Yang penting adalah kadar gula akhirnya kurang lebih 14%.

2. Penambahan Urea dan NPK

Urea dan NPK berfungsi sebagai nutrisi ragi. Kebutuhan hara tersebut adalah sebagai berikut:
a. Urea sebanyak 0.5% dari kadar gula dalam larutan fermentasi.        
b. NPK sebanyak 0.1% dari kadar gula dalam larutan fermentasi.        
Untuk contoh di atas, kebutuhan urea adalah sebanyak 70 gr dan NPK sebanyak 14 gr. Gerus urea dan NPK ini sampai halus, kemudian ditambahkan ke dalam larutan molasses dan diaduk.

3. Penambahan Ragi

Bahan aktif ragi roti adalah khamir Saccharomyces cereviseae yang dapat memfermentasi gula menjadi etanol.Sebaiknya tidak menggunakan ragi tape, karena ragi tape terdiri dari beberapa mikroba. Kebutuhan ragi roti adalah sebanyak 0.2% dari kadar gula dalam larutan molasses. Untuk contoh di atas kebutuhan raginya adalah sebanyak 28 gr. 
Ragi roti diberi air hangat-hangat kuku secukupnya. Kemudian diaduk-aduk perlahan hingga tempak sedikit berbusa. Setelah itu baru dimasukkan ke dalam fermentor. Fermentor ditutup rapat.

4. Fermentasi

Proses fermentasi akan berjalan beberapa jam setelah semua bahan dimasukkan ke dalam fermentor. Kalau anda menggunakan fermentor yang tembus padang (dari kaca misalnya), maka akan tampak gelembung-gelembung udara kecil-kecil dari dalam fermentor. Gelembung-gelembung udara ini adalah gas CO2 yang dihasilkan selama proses fermentasi. Kadang-kadang terdengar suara gemuruh selama proses fermentasi ini. Selama proses fermentasi ini usahakan agar suhu tidak melebihi 36oC dan pH nya dipertahankan 4.5 – 5. Proses fermentasi berjalan kurang lebih selama 66 jam atau kira-kira 2.5 hari. Salah satu tanda bahwa fermentasi sudah selesai adalah tidak terlihat lagi adanya gelembung-gelembung udara. Kadar etanol di dalam cairan fermentasi kurang lebih 7% – 10 %. 

5. Distilasi dan Dehidrasi

Setelah proses fermentasi selesai, masukkan cairan fermentasi ke dalam evaporator atau boiler. Panaskan evaporator dan suhunya dipertahankan antara 79 – 81oC. Pada suhu ini etanol sudah menguap, tetapi air tidak menguap. Uap etanol dialirkan ke distilator. Bioetanol akan keluar dari pipa pengeluaran distilator. Distilasi pertama, biasanya kadar etanol masih di bawah 95%. Apabila kadar etanol masih di bawah 95%, distilasi perlu diulangi lagi (reflux) hingga kadar etanolnya 95%.
Apabila kadar etanolnya sudah 95% dilakukan dehidrasi atau penghilangan air. Untuk menghilangkan air bisa menggunakan kapur tohor atau zeolit sintetis. Tambahkan kapur tohor pada etanol. Biarkan semalam. Setelah itu didistilasi lagi hingga kadar airnya kurang lebih 99.5%. 

Bioetanol dari Gula Pasir

Jika anda kesulitasn mendapatkan tetes/molasses, bioetanol dapat juga dibuat dengan menggunakan gula pasir. Prosedur umumnya sama seperti yang sudah dijelaskan di atas, hanya mengganti tetes dengan gula pasir. Yang perlu diperhatikan adalah kadar gulanya kurang lebih 14%. Jadi untuk setiap 1 kg gula pasir dapat ditambahkan kurang lebih 7.1 liter air.

Pencampuran Bioetanol dengan Bensin

Bioetanol yang bisa digunakan sebagai bahan bakar adalah bioetanol dengan kadar air 99.5%. Bioetanol ini bisa dicampurkan dengan bensin dengan perbandingan bietanol : bensin sebesar 1 : 9 atau 2 : 8. 

SUMBER : 

http://isroi.com/2008/12/15/membuat-bioetanol-dari-tetes/

http://energidanteknologi.blogspot.com/2013/06/cara-membuat-energi-alternatif-bbm-dari.html