Potensi Bioethanol dari Biomassa Lignoselulosa

Limbah lignoselulosa memiliki potensi besar sebagai bahan baku bioethanol. Sebagai contoh dari 1 ha sawah dapat diproduksi sebesar 766 hingga 1.148 liter bioethanol. Jika harga ethanol sekarang adalah Rp. 5.500,- maka nilainya adalah Rp. 4,210 juta hingga Rp. 6,316 juta. Jumlah yang tidak sedikit.

Ethanol dari Jerami Padi

Jerami padi mengandung kurang lebih 39% sellulosa dan 27,5% hemiselullosa. Kedua bahan polysakarida ini dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana yang selanjutnya dapat difermentasi menjadi ethanol. Potensi produksi jerami padi per ha kurang lebih 10 – 15 ton, jerami basah dengan kadar air kurang lebih 60%. Jika seluruh jerami per ha ini diolah menjadi ethanol (fuel grade ethanol), maka potensi produksinya kurang lebih 766 hingga 1,148 liter/ha FGE (perhitungan ada di lampiran). Dengan asumsi harga ethanol fuel grade sekarang adalah Rp. 5500,- (harga dari pertamina), maka nilai ekonominya kurang lebih Rp. 4,210,765 hingga 6,316,148 /ha. Lumayan besar juga.

Menurut data BPS tahun 2006, luas sawah di Indonesia adalah 11.9 juta ha. Artinya, potensi jerami padinya kurang lebih adalah 119 juta ton. Apabila seluruh jerami ini diolah menjadi ethanol maka akan diperoleh sekitar 9,1 milyar liter ethanol (FGE) dengan nilai ekonomi Rp. 50,1 trilyun. Jika dihitung-hitung ethanol dari jerami sudah cukup untuk memenuhi kebutuhan bensin nasional. Tapi ini hanya teoritis di atas kertas saja lho…… Realitanya….. itu tantangan saya sebagai peneliti.

Ethanol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

Kandungan selulosa dan hemiselullosa dari TKKS kurang lebih adalah 45% dan 26%. Sama seperti jerami padi, kedua polysakarida ini dapat dihidrolysis menjadi gula sederhana dan selanjutnya difermentasi menjadi ethanol. Sebuah pabrik kelapa sawit (PKS) dengan kapasitas 60 ton/jam dapat menghasilkan limbah kira-kira 100 ton/hari. Produksi limbah dapat meningkat atau berkurang tergantung pada TBS (Tandan Buah Segar) yang diolah. Jika seluruh TKKS ini diolah menjadi ethanol (fuel grade ethanol) maka potensinya diperkirakan sebesar 8,254 liter/hari. Nilai ekonominya kurang lebih Rp. 45,395,335 /hari.

Sekali lagi ini hanya teoritis di atas kertas. Tapi setidaknya ini memberi gambaran tentang besarnya potensi bioethanol yang bisa dihasilkan dari biomassa.

Sumber Limbah Lignoselulosa yang Lain

Indonesia kaya akan biomassa lignoselulosa. Dua contoh di atas adalah sebagian kecil dari potensi biomassa lignoselulosa yang ada di Indonesia. Masih banyak sumber biomassa yang lain. Sumber-sumber yang cukup besar antara lain: sampah organik kota, limbah industri kayu, limbah industri pulp/kertas, dan limbah-limbah agroindustri yang lain.

Tentunya setiap limbah memiliki karakteristik sendiri-sendiri yang menentukan bagaimana teknologi biokonversi yang tepat. Namun, pada prinsipnya setiap limbah organik lignoselulosa secara teoritis dapat diubah menjadi ethanol. Sekali lagi, potensi yang besar ini akan tetap menjadi potensi di atas kertas saja. Diperlukan upaya yang besar untuk mewujudkannya menjadi kenyataan. Peneliti, pemerintah, pengusaha, dan masyarakat secara bergotong-royong bisa mewujudkannya. Insya Allah.

Tantangan Penelitian

Dari uraian di atas jelas terlihat bahwa biomassa lignoselulosa memiliki potensi yang sangat besar sebagai bahan baku produksi bioethanol untuk bahan bakar (FGE). Yang saya sebutkan di atas baru sebagian kecil dari potensi biomassa lignoselulosa yang ada di Indonesia. Dari sawit saja masih ada: pelepah sawit, batang sawit pada saat replanting. Masih ada lagi bimassa bagase tebu, seresah tebu, limbah industri kayu/hutan, dan lain-lain. Namun ini hanya potensi di atas kertas. Artinya potensi ini tidak akan memiliki pengaruhnya apa-apa kalau tidak direalisasikan.

Seraca umum proses produksi ethanol dari lignoselulosa adalah sebagai berikut:

bahan baku -> pretreatment -> hidrolisis -> fermentasi -> distilasi & dehidrasi -> fuel grade ethanol

Memproduksi ethanol dari biomassa lignosellulosa jauh lebih sulit daripada dari gula atau pati-patian. Proses yang harus dilewati juga lebih panjang. Salah satu tantangannya adalah bahwa secara alami lignoselulosa sulit untuk dihidrolisis. Selulosa secara alami diikat oleh hemiselulosa dan dilindungi oleh lignin, ini yang menyebabkan biomassa ini sulit untuk dihirolisis. Menghilangkan atau merusak pelindung lignin ini tidak mudah dan ini yang menjadi tantangan penelitian pengembangan teknologi produksi ethanol dari lignoselulosa. Karakteristik lignoselulosa sangat bervariasi, hal ini semakin membuat komplek metode untuk melakukan delignifikasi. Berdasarkan pengalaman saya TKKS jauh lebih sulit didelignifikasi daripada jerami.

Tantangan berikutnya adalah menghidrolisis selulosa. Selulosa terdiri dari rantai panjang glukosa yang membentuk rantai dengan pola ikatan tertentu. Untuk memotong-motong ikatan ini bukan juga hal yang mudah. Banyak cara yang sudah dikembangkan untuk melakukan hidrolisis, yaitu berbasiskan asam dan berbasiskan enzym. Penelitian hidrolisis selulosa dengan asam sudah berkembang cukup lama. Permasalahnnya adalah hidrolisis ini menggunakan bahan yang sangat korosif dan produknya pun bisa menghasilkan limbah yang berbahaya. Peralatan yang dibutuhkan untuk proses ini mahal demikian pula untuk mengolah hasil hidrolisis (hidrolisate) agar aman untuk fermentasi juga tidak mudah. Di sisi lain hidrolisis ini membutuhkan energi yang besar.

Hidrolisis dengan enzym lebih aman (enviromental frendly) dan lebih efisien. Namun di sisi lain, biaya untuk memproduksi enzyme tidak murah. Ada kabar bahwa sebuah perusahaan besar di AS sudah dapat memproduksi enzym dengan biaya yang rendah. Setelah lignoselulosa dihirodlisis langkah berikutnya sama seperti teknologi produksi ethanol dari gula atau pati-patian.

Saat ini sedang gencar-gencarnya dilakukan penelitian untuk merakit sebuah teknologi produksi ethanol dari lignoselulosa yang efisien dan ekonomis. Targetnya adalah merakit sebuah teknologi yang efisien dalam menghidrolisis selulosa/hemiselulosa dengan biaya yang kompetitif dengan biaya bahan bakar saat ini.

Indonesia sebenarnya belum terlambat untuk mengejar ketinggalan dengan eropa/amerika dalam hal pengembangan teknologi selulosik ethanol ini. Diperlukan kemauan politik yang kuat dari pemerintah untuk mendorong dan mendukung penelitian-penelitian selulosik ethanol. Demikian pula dukungan dari pihak industri juga sangat diperlukan. Biaya penelitian untuk mengembangkan selulosik ethanol memang tidak murah. Namun, bila penelitian dilakukan secara terarah dan didukung dengan dana yang cukup, maka membuat ethanol dari lignoselulosa yang ekonomis dan ramah lingkungan bisa menjadi kenyataan


DOWNLOAD BIOETHANOL

Silahkan didownload resources yang mungkin Anda perlukan juga:

Daftar bahan lain yang bisa didownload: Download Di Sini
Cara mendownload: Klik dua kali pada link yang akan didownload. Kemudian ikuti perintah selanjutnya. Kalau ada iklan yang muncul, klik aja iklannya atau langsung ke SKIP ADD yang ada di pojok kanan atas.


Referensi yang berkaitan:
cellulosic cell wall
Posted from WordPress for Android

Advertisements

28 responses to “Potensi Bioethanol dari Biomassa Lignoselulosa

  1. ya…banyak banget potensi di indo, negara kita tercinta
    sekarang kuw lgi penelitan ttg potensi tkks untuk jdi bioethanol
    mhon doanya semoga berhasil…..
    amen.

  2. Amin. Kalau berhasil saya dikabari ya…
    Kita bisa saling berbagi tentang pengalaman masing-masing.
    Selamat

  3. mohon pencerahan pembuatan bioethanol skala rumah tangga dan kirim ke
    email amgsby-admexport@amfg.co.id

  4. assalamualaikum. pa tau infonya tentang hidrolisis asam pada selulosa hingga menjadi alpha selulosa.
    terimakasih akan infonya.

  5. saya kurang jelas dengan maksud anda hidrolisis sellulosa menjadi alfa selulosa. Hidrolisis dengan asam sebenarnya teknik klasik. Variasi yang digunakan umumnya adalah konsentrasi asam, suhu, dan waktu hidrolisis. Suhu juga terkait dengan tekanan.
    Yang saya kerjakan adalah hidrolisis selulose menjadi monomernya, yaitu glukosa. Maaf tidak bisa banyak membantu.

    [isroi]

  6. Assalamualaikum pak….

    kalo hidrolisis lignoselulosa (TKKS) pake asam pekat, kondisi operasinya gimana pak ? memisahkan monosakaridanya dari asam gimana pak ? saya sangat tertarik dengan penelitian Bapak, trimakasih banyak….
    Wass….

  7. pak saya ingin menaynyakan tentang bioethanol tebu untuk tugas akhir saya, bagian apa dari tebu yang bisa dijadikan bio ethanol? bagaimana caranya.? ma kasih pak..

  8. maaf pak internetnya error. pak mengingat tebu adalah bahan pangan sya ingin membuatnya dari limbah tebunya.. saya membaca tentang lignoselulosa. yang ditulis oleh bapak. apakah sulit jika menggunakan lignoselulosa, kira2 waktunya berapa lama…

  9. o, iya pak mf lupa.. apa yang dimaksud biomassa bagase tebu dan seresah tebu.. itu bagian mananya pak.. jika memungkinkan saya ingin meminta informasi lebih lanjut.. terima kasih.. untuk jurnalnya. dan referensi literatur

  10. Salam kangenn…..
    pak kyai biologi masih inget gak sama aku??
    tanggal 26 juni 2008 saya ke bogor diklat bioetanol..
    Met ketemu disana..

  11. bukankah lignin busa dihilangkan dengan NaOH seperto pada proses pembuatan pulp, jerami kita potong kecil-kecil kita masak dgn NaOH 80 cel kemudian kita holangkan sisa kandungan NaOHnya maka yang tertinggal sellisolanya aja dan bisakhan diproses menjadi bioetanol

  12. Betul sekali, proses tersebut memang bisa dilakukan dan sudah dicoba.

  13. Bakterinya pake apa , yg saya tahu zymomonas mobilis, dimana saya dpt membelinya

  14. Pak Isroi atau Pak Indra, berapa waktu yg diperlukan untuk memasak jerami dg NaOH tersebut ? Kemudian bagaimana cara menghilangkan sisa kandungan NaOH nya ?

    Bisa tolong jelaskan langkah teknis pretreatment dan hidrolisis untuk jerami dan tebu ?

    Terima Kasih

  15. Pa Isroi ,

    Apakah bisa prrteatment Jerami menggunakan larutan NaOH , dilakukan pd suhu kamar tanpa ada tambahan energi , seperti yg dikatakan Pa Xiujin Li dari tekhnik kimia Bejing ?
    Lalu berapa konsentrasi NaOH , dan bagaimana menghilangkan sisa NaOH setelahnya ?
    Mohon tanggapannya

    • Saya belum membaca laporan dari Xiujin Li. Tetapi pretreatment dengan NaOH sama seperti yang digunakan pada proses pembuatan pulp. Tujuannya adalah untuk mengurangi kandungan lignin. Saya tidak tahu konsentrasi yang digunakan oleh Xiujin Li. Kalau untuk pembuatan pulp biasanya berkisar antara 5-15% (b/b), tergantung jenis bahannya. NaOH dihilangkan dengan cara dicuci.
      Semoga bermanfaat.

  16. apa saja kandungan limbah bioetanol dri jerami padi?
    mikroorganisme dapat darimana ya ?

    • Limbah tergantung pada proses yang dilakukan. Kalau prosesnya kimia, berarti ada sisi bahan kimia yang digunakan, kemudian hasil degradasi lignin (phenol, HMF, dll), slude atau sisi jerami yang ikut larut. Kalau prosesnya biologi, limbahnya lebih sedikit. Misal: hasil degradasi lignin, debris sel, dan lain-lain. Mikroba apa maksudnya….????Semoga membantu.

  17. assalamualaikum Pak,

    saya senang sekali bisa membaca blog bapak dan menambah banyak pengetahuan. Saya mahasiswa Univ. Brawijaya program pemuliaan tanaman, saya tertarik dengan bioethanol dari selulose, terutama dari sisa jagung (corn stover)…
    saya membutuhkan literatur tentang potensi jagung lokal di Indonesia sebagai bahan bioethanol, mungkin bapak mempunyai pengetahuan yang bisa sangat bermanfaat bagi saya, karena saya sedang mencoba untuk mengkaji usaha pemuliaan jagung sebagai pemenuhan pangan dan energi(bio ethanol)….

    sebelumnya terima kasih, wassalam

  18. Pak kaLo permodelan matematika nya dari hidrolisis selulola nya gimana yah pak ?? Sedangkan variable yang dipakai itu apa yah pak ??
    Terima Kasih…

  19. Pa Isroi yth ,
    Saya mendapatkan jurnalnya Xiujin Li tentang Physicochemical Characterization of Rice Straw Pretreated with Sodium Hydroxide in the Solid State for Enhancing Biogas Production di :http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/ef8000967 .
    Mohon tanggapannya ,
    Wassalam
    Dadang

    • Sodium hydrosida atau NaOH atau soda api sudah lama sekali digunakan pada proses pembuatan pulp. Namun, pada proses pembuatan pulp menggunakan konsentrasi yang lebih tinggi dari 6%, kurang lebih 10%. Proses pembuatan pulp ini memang bertujuan untuk menghilangkan lignin, karena lignin larut oleh basa kuat. Namun anehnya dia melakukan pada suhu kamar selama waktu yang lama sekali 3 minggu. Proses pembuatan pulp menggunakan NaOH 10% (tepatnya harus lewat percobaan), pada suhu dan tekanan tinggi, hanya memerlukan waktu sekitar 1 jam saja. Saya rasa cara ini kurang praktis dan limbahnya juga berupa black liquor yang berbahaya untuk lingkungan.
      Kalau Anda ingin melakukan proses yang mirip ini, sebaiknya melakukan seperti pada proses pembuatan pulp. Atau lebih mudah lagi dengan menggunakan kapur tohor saja. Jerami direndam dengan kapur tohor, kurang lebih seminggu, sudah hancur ligninnya dan sudah siap untuk dibuat biogas.
      Demikian semoga bermanfaat.

  20. salam kenal pak..
    thanks bwt infony..
    pak, adakah peluang bioetanol dr batang atu pelepah pisang??
    kira2 kadar selulosa dan hemiselulosa brp??
    cara menghidrolisisny gmana??
    kalo pake asam kira2 berpa persen???
    thanks b4

    • Salam kenal juga.
      1. Peluang yang dimaksud di sini bagamaina? Saya rasa kalau peluang selalu ada?
      2. Saya belum pernah dapat data tentang kadar lignoselulosa pada pelepah pisang, jadi tidak bisa mengira-ngira.
      3. Metode hidrolisis sudah saya sebutkan di posting yang lain, silahkan dibaca-baca,
      4. Metode hidrolisis asam kan ada dua, mau pake yang mana? Bisa lihat di leteraturnya sebagai patokan awal.
      Semoga membantu.

  21. terimakasih pak..
    dari artikel bapak ada dikatakan bahwa hidrolisis selulosa ada proses pretreatment terlebih dahulu..
    untuk batang pisang sendiri proses pretreatment bagaimana???
    thanks b4

  22. asssalamualaikum….

    salam kenal pak, saya kebetulan mahasiswi teknik kimia yang ingin melakukan penelitian tentang bioetanol dari jerami padi,, namun saya masih bingung mengenai proses hidrolisanya, kira-kira asam apa saja yang bisa digunakan? dan jika menggunakan enzim? selain S. Cerevisae , enzim apalagi yang dapat digunakan? dan dimana kita bisa mendapatkannya?

    saya tunggu jawaban anda, pak…
    mynameistitinnuraini@gmail.com

    terima kasih..

    • Wa’alaikum salam,
      Ada banyak metode hidrolisis: bisa pakai asam atau pakai enzim. Coba lihat di posting tentang literatur bioethanol, bisa dicari-cari di literatur itu. Hidrolisisnya mengikuti literatur yang dipilih saja. Kalau pakai asam, asam yang biasa dipakai adalah asam sulfat, sedangkan kalau pakai enzim yang dipakai adalah enzim selulase.
      S. cereviseae adalah khamir bukan enzim yang digunakan pasa saat fermentasi etanol.
      Semoga membantu.
      Wassalam.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s