Bioethanol dari Jerami

Secara umum jerami dan bahan lignoselulosa lainnya tersusun dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Selulosa dan hemiselulosa tersusun dari monomer-monomer gula sama seperti gula yang menyusun pati (glukosa). Selulosa ini berbentuk serat-serat yang terpilin dan diikat oleh hemiselulosa, kemudian dilindungi oleh lignin yang sangat kuat. Akibat dari perlindungan lignin dan hemiselulosa ini, selulosa menjadi sulit untuk dipotong-potong menjadi gula (proses hidrolisis). Salah satu langkah penting untuk biokonversi jerami menjadi ethanol adalah memecah perlindungan lignin ini.

Proses biokonversi jerami menjadi ethanol adalah :

panen -> pretreatment -> hidrolisis -> fermentasi -> distilasi -> dehidrasi.

Jerami padi yang baru saja dipanen dikumpulkan di suatu tempat. Jerami ini kemudian di cacah-cacah dengan mesin cacah agar ukurannya menjadi kecil-kecil dan siap untuk dilakukan pretreatment. Banyak cara untuk melakukan pretreatment, misalnya dengan cara ditekan dan dipanaskan secara cepat dengan uap panas (Steam Exploaded). Bisa juga dengan cara direndam dengan kapur selama waktu tertentu. Ada juga yang merendamnya dengan bahan-bahan kimia yang bisa membuka perlindungan lignin. Setelah pelindung lignin ini menjadi ‘lunak’, maka jerami siap untuk dihidrolisis.

Ada dua cara umum untuk hidrolisis, yaitu: hidrolisis dengan asam dan hidrolisis dengan enzyme. Hidrolisis asam biasanya menggunakan asam sulfat encer. Jerami dimasak dengan asam dalam kondisi suhu dan tekanan tinggi. Dalam kondisi ini waktu hidrolisisnya singkat. Hidrolisis bisa juga dilakukan dalam suhu dan tekanan rendah, tetapi waktunya menjadi lebih lama. Hidrolisis dilakukan dalam dua tahap. Pada tahap pertama sebagian besar hemiselulosa dan sedikit selulosa akan terpecah-pecah menjadi gula penyusunnya. Hidrolisis tahap kedua bertujuan untuk memecah sisa selulosa yang belum terhidrolisis. Dengan dua tahap hidrolisis ini diharapkan akan diperoleh gula dalam jumlah yang banyak.

hidrolisat jerami
Hidrolisat jerami

Cairan hidrolisat (hasil hidrolisis) asam memiliki pH yang sangat rendah dan kemungkinan ada juga senyawa-senyawa yang beracun untuk mikroba. Hidrolisat ini harus dinetralkan dan didetoksifikasi sebelum difermentasi menjadi ethanol. Tujuan dari netralisasi dan detoksifikasi adalah untuk menetralkan pH dan menghilangkan senyawa racun tersebut. Hidrolisat yang sudah netral tersebut siap untuk difermentasi menjadi ethanol.

Cara kedua hidrolisis adalah dengan menggunakan enzyme selulase. Enzyme ini memiliki kemampuan untuk memecah selulosa menjadi glukosa. Penggunaan enzyme lebih efisien dalam menghidrolisis selulosa. Keuntungan lainnya adalah bisa digabungkan dengan proses fermentasi yang dikenal dengan metode SSF (simultaneous sacharification and fermentation). Namun untuk saat ini harga enzyme masih mahal.

Proses fermentasi hidrolisat selulosa sama seperti proses fermentasi etanol pada umumnya. Mikroba yang umum digunakan adalah ragi roti (yeast). Setelah hidrolisat difermentasi selama beberapa waktu, maka tahap berikutnya adalah purifikasi ethanol. Proses purifikasi ethanol ini tidak jauh berbeda dengan purifikasi ethanol dari singkong. Prosesnya meliputi distilasi dan dehidrasi. Proses distilasi akan meningkatkan kandungan ethanol hingga 95%. Sisa air yang masih ada dihilangkan dengan proses dehidrasi hingga kandungan ethanol mencapai 99.5%. Ethanol siap digunakan untuk mobil Anda.


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.

Advertisements

41 responses to “Bioethanol dari Jerami

  1. mohon informasi lebih lanjut dimana saya bisa mendapatkan literaturnya, tksh

  2. Penambahan asam sulfat 10% termasuk prosses yang mana dan enzim pemecah selulusa contohnya enzim apa. terima kasih

  3. referensi tentang bioethanol dapat dilihat di http://www.sciencedirec.com atau di situsnya DOE (Departement of Energy USA). Di situs tersebut tersedia banyak informasi dan literatur. Coba juga untuk berkunjung ke Wiki dengan tag bioethanol. Semoga membantu.

  4. penambahan asam sulfat adalah untuk proses hidrolisis lignoselulosa. Proses ini juga bisa menggunakan enzyme selulose. Namun, metode yang digunakan sedikit berbeda.

  5. ass…salam kenal
    saya mahasiswa TL Undip semarang, saat ini saya sedang penelitian tentang bioethanol dari onggok, saya mau tanya menganai hidrolisis lignoselulose apakah sama untuk semua lignoselulose, misalnya padajerami & onggok apakahsama metodenya
    trus untuk hidrolisis onggok metode apa yang paling baik, kira2 saya bisa dapat literatur tentang hidrolisis lignoselulose dimana y?
    terimakasih sebelumnya…
    wass…

  6. Wa’alaikum salam.
    Salam kenal juga.
    Prinsip metode hidrolisis sebenarnya mirip-mirip saja. Tetapi ada beberapa variasi. Kalau di onggok ada yang menggunakan asam ada juga yang menggunakan enzime. Pilih saja salah satu. Mungkin menggunakan asam lebih murah dan mudah didapat.
    Beberapa waktu yang lalu ada juga dosen undip yang menghubungi saya, tetapi belum ada kabar lagi. namanya Bu Sri dosen teknologi pangan.
    Metode yang paling baik untuk hidrolisis onggok saya belum tahu. Silahkan kalau mau mencobanya sendiri.

    Saya telah membuat daftar bibliography tentang selulosic ethanol. Dari daftar ini mungkin bisa membantu mencari literatur di perpusatkaan. Kunjungi link di bawah ini

    https://isroi.wordpress.com/2008/03/25/bibliography-lengkap-tentang-cellulosic-ethanol/

    Semoga membantu.
    wass.

    isroi

  7. ass..
    salam kenal,
    saya mhasisiwa tekkim tingkat akhir,saya ingin mencoba mengambil judul skripsi (pemanfaatan waste pertanian untuk dijadikan glukosa dengan reaksi asam tanpa menggunakan enzym)dan artikel tentang bioetanol dari jerami ini sangat membantu saya dalam mendapatkan gambaran….,yang ingin saya tanyakan apa saya bisa mendapatkan prosedur lengkap dan alat-alat yang dipakai tentang artikel bioetanol dari jerami tetapi dalam skala lab,terimkasih atas bantuannya. saya sangat berharap bisa mendapat bantuan, terima kasih
    wass

  8. Wa’alaikum salam,
    Prosedur ilmiah untuk penelitian dalam skala lab banyak disebutkan di jurnal-jurnal ilmiah. Hidrolisis dengan asam sebenarnya teknologi yang berkembang sudah cukup lama. Anda bisa melihat daftar bibliography ini sebagai panduannya.

    https://isroi.wordpress.com/2008/03/25/bibliography-lengkap-tentang-cellulosic-ethanol/

    semoga membantu.
    Wassalamu’alaikum.

  9. saya maha siswa sains kim smstr akhir.sya ingin membuat etanol dengan onggok singkon.bisa pa ga ya?trzz kl dengan skala industri bgmn ya.makasih
    mhon jwban dikirim ke email

  10. ass..
    untuk prosedur pembuatan bioethanol dari jerami, bisa tolong dipaparkan pada kondisi suhu berapa, tekanan berapa, konsentrasi asam yang digunakan berapa serta perlukah kita menjaga kondisis pH??
    terimakasih mohon bimbingannya
    wss

  11. ass…
    bisa tolong dijelaskan perubahan yang terlihat pada jerami untuk mengindikasi bahwa pelindung lignin ini menjadi ‘lunak’, maka jerami siap untuk dihidrolisis..
    lalu bisa tolong dijelaskan analisa apa yang dipakai untuk mengetahui kandungan selulosa, lignoselulosa,hemiselulosa pada bahan baku dan apakah di tempat bapak menyediakan fasilitas itu, jika ya apa kita bisa untuk meminjam sarana dan prasarananya.terima kasih

  12. Sdr. Dedy Wahyu

    Silahkan baca posting ini:
    https://isroi.wordpress.com/2008/04/30/fasilitas-terbatas-dana-terbatas-bukan-berarti-tidak-meneliti/

    Saya sulit menjelaskan, tetapi saya bisa merasakan apakah jerami yang sudah dipretreatment mudah dihidrolisis atau tidak. Tetapi jangan pernah menyerah, keterbatasan alat,fasilitas, bukan alasan untuk tidak meneliti.

    Sebenarnya saya sedang menulis artikel tentang karakteristik lignoselulosa untuk bioetanol. Saya akan jelaskan prosesnya mulai dari awal, kenapa harus dipecah dulu pelindung ligninnya, dst… Tapi karena minggu ini banyak hal lain yang menyita waktu, artikel itu belum sempat saya selesaikan. Silahkan berkunjung lagi ke blog saya beberapa waktu lagi. Atau cek lewat RSS.
    https://isroi.wordpress.com/feed/

    Secara singkat bisa saya jelaskan sedikit.
    1. Secara natural lignin berwarna coklat. Kalau jerami berubah warnanya menjadi agak putih, berarti ada sebagian lignin yang hilang.
    2. Lebih lunak daripada jerami aslinya. Lignin membuat jerami jadi keras dan liat. Kalau jerami menjadi lebih lunak daripada jerami aslinya, berarti pelindung ligninnya sudah mulai rusak.
    3. Biomassa (berat kering)-nya berkurang. Mungkin sebagian lignin larut, sehingga berat keringnya berkurang.
    Coba baca di link ini, foto di posting ini mungkin bisa memperjelas uraian di atas.
    https://isroi.wordpress.com/2008/04/15/biopulping-jerami/
    https://isroi.wordpress.com/2008/04/15/akhirnya-bisa-membuat-pulp-dari-jerami/

    4. Di analisa kandungan ligninnya (metode klason lignin). Kandungan lignin jerami yang siap dihidrolisis lebih rendah daripada jerami yang masih segar.

    Di lab saya bisa mengukur kandungan klason lignin dan selulosa. Saya rasa Balai Besar Selulosa di Bandung memiliki peralatan yang lebih lengkap daripada lab saya.

    Semoga membantu.

  13. Menurut Anda, Potensi apa yang ada didalam jerami sebagai bioethanol? Setahu saya jerami banyak mengandung silikatnya, shg pemanfaatan jerami lebih kearah pembuatan water glass membrane. Terima kasih

  14. Wah….Wah… Sungguh Luar Biasa sekali mas isroi…. Saya seperti tersengat listrik. Saya sudah searching tentang lignin ini namun saya belum menemukan artikel mengenai pemanfaatan limbah pulp untuk plasticizer. Namun bila saya memperhatikan kembali konsep plasticizer, maka penelitian limbah pulp untuk plasticizer sangatlah mungkin. Saya akan coba searching kembali. Dari beberapa searchingan saya, saya membaca bahwa ternyata lignin juga dapat digunakan sebagai perekat kayu laminasi dengan modifikasi Resorsinol Formaldehida.

    Pada plasticizer, lignosulfonate bisa meningkatkan workability pada beton cair dengan proses electrostatic repulsion. Lignosulfonat memberikan ion negative pada butir semen sehingga terjadi gaya tolak menolak pada semen (gelincir) sehingga semen bisa workable tanpa membutuhkan banyak air. Jenis lignosulfonate yang digunakan adalah sulfonate naphthalene kondensat dan sulfonate melamine formaldehide. Namun penggunaan plasticizer tipe ini kurang bagus karena ternyata hasilnya hanya bertahan selam 30 sampai 60 menit selanjutnya beton cair akan cepat mengeras, makanya di bentuk plasticizer baru tipe polycarboxylate. Namun mungkin bila dapat di modifikasi hasilnya akan lebih baik.

    Pada pemanfaatannya untuk perekat kayu laminasi atau sebagai gen pengeras kayu, lignin memang di rancang sebagai pengeras atau perekat (mohon informasi proses terjadinya/reaksinya, saya kurang tahu). Klo tingkat kekerasan kayu/kerekatan pada kayu laminasi di tentukan oleh banyaknya lignin maka semakin banyak lignin maka kayu tersebut akan semakin keras yah. Klo gitu, seandainya manusia bisa merekayasa perbanyakan lignin pada sifat gen/dna tumbuhan maka lignin bisa diperbanyak dan pengerasan kayu bisa di rekayasa/diciptakan yah. Wah hebat sekali klo ini memang dapat terwujud. Tandan kosong kelapa sawit juga mengandung lignin yang berlimpah yah. Wah berarti bahan plasticizer memang sangat berlimpah yah.

    Saya punya temen, ia pernah mengutarakan kepada saya tentang rencana skripsinya. Ia bilang ia direkomendasikan oleh kakaknya untuk mencoba membuat beton dengan cairan hitam semacam limbah, saya pikir itu pastilah black liquor. Saya jadi mengerti sekarang maksud kakaknya.

    Hebat mas…. Saya sangat tertarik…

    Mas katanya ntar mau da perkumpulan/pelatihan untuk semua penulis buku elex media komputindo yah. Saya melihat nama mas sebagai salah satu anggota diblognya pak wiryanto dewobroto, dosen teknik sipil uph, mas kenal gak? Klo sempat ketemu sampaikan salam saya yah, saya lumayan sering berkunjung ke blognya pak wir juga.

    Ya udah sampai disini dulu cakap2nya yah, di tunggu lho balasannya. Senang bisa tukar pikiran dengan mas, jangan bosan2 yah mas, terima kasih banyak.

  15. sorry2 lupa di edit. perkumpulannya dah selesai kan, maaf lupa, sekalian minta link yg ngebahas pemanfaatan black liquor untuk plasticizer dan beton/aspal yah, thx..

  16. saya sangat tertarik dgn hasil penelitian ini.kira kira bakteri dri spesies apa yg digunakan dalam proses ini? dan kalo boleh tanya, meskipun sdkt menyimpang.bs ndak selulosa dipecah menjadi protein?

  17. saya sangat tertarik dengan penelitian yang telah anda kerjakan. tulisan2 anda telah banyak membantu saya. saya mau bertanya, apakah selama ini telah dilakukan penelitian yang sama tentang reject pulp? yang saya tau ini merupakan limbah padat pabrik pulp yang belum termanfaatkan. terima kasih.

    • selamat datang di blog saya, semoga bermanfaat. Penelitian pemanfaatan limbah kertas/reject pulp untuk bahan baku ethanol sedang dikerjakan oleh beberapa mahasiswa. Memang limbah pulp adalah limbah yang sangat potensial sebagai bahan baku bioetanol. Terima kasih.

      isroi

  18. Yth pak isroi

    saya sangat tertarik dengan penelitian bp….klo boleh saya minta tolong buat bapak,,gimana sih,,reaksi senyawa jerami padi,,,pada saat dihidrolisis…..

    • reaksi umumnya sebenarnya ada di buku-buku biokimia umum, yaitu hidrolisis selulosa menjadi glukosa atau hemiselulosa menjadi glukosa + monosakarida.
      selulosa –> glukosa
      hemiselulosa –> glukosa + monosakarida lain

  19. mohon diinformasi lebih lanjut bagaimana saya bisa mendapatkan artikel tentang pengolahan jerami dijadikan suatu Gas, thanks.

  20. maaf sebelumnya, menurut saya penelitian ini kurang efisien pernah sy baca di bbrapa situs klo 15 ton jerami cuma bisa menghasilkan sekitar 700san liter ethanol,itupun klo tdak salah. dan sy coba hitung yieldnya cuma skitar 5,6%. sedangkan treatmentnya ribet,, dan ada banyak proses. sy mau tanya apa ada proses yang lebih simple dan lebih hemat tanpa mengurangi hasil…..

    • Memang benar, dalam beberapa penelitian hasilnya kurang memuaskan. Sebenarnya potensi yield bioetanol dari jerami sekitar 12%. Ini yang saat ini menjadi konsern banyak peneliti di dunia: bagaimana membuat bioetanol selulosa menjadi ekonomis. Salah satu point pentingnya adalah masalah pretreatment. Saya juga sedang fokus bagaimana mencari metode pretreatment yang murah dan efisien. Semoga saja ketemu dan berhasil.

  21. salam kenal mas
    saya rochim Sby,saya penggemar artikel2 yang mas buat
    ada sedikit pertanyaan mohon bantuan?
    saya sudah praktek buat bioetanol dr limbah tetes tebu,dari proses awal sampai proses fermentasi sdh berjalan lancar kendala yang muncul adalah saat proses destilasi padahal suhu sdh mencapai 94 drajat C,tapi tidak keluar bioetanol yang diharapkan.itu kenapa ya mas? thank atas bantuannya

    • Kalau ada etanolnya, seharusnya di suhu 80oC sudah keluar etanolnya. Ini salah satu tandan kalau ada etanol. Kalau sampai suhunya setinggi itu tidak keluar tetesan air ya..mungkin tidak ada etanolnya.
      Coba cek di hasil fermentasinya, ada bau etanol tidak. Rasanya asem tidak? Kalau asem, mungkin jadinya asam laktat.

  22. Saya bagus, Mahasiswa fakultas peternakan UNPAD…Saya mau tanya jerami yang telah di hidrolisis 2 x setelah proses apakah masih mengandung hemiselulosa???

  23. dmn saya bisa analisa selulosa untuk penelitian saya??
    mohon blez k email saya.sudah frustasi ni cri2 lab.

  24. mau tanya
    cara menetralkan dan detokfikasinya gimana ?

  25. pak..bisa kasih info tentang mekanisme glukosa menjadi etanol dengan hidrolisis asam tanpa menggunakan enzim.

  26. Assalamu’alaikum,,,,
    pak, saya mw tanya, pretreatmen jerami padi menggunakan NaOH,
    apakaH semakin lama waktu pretreatmen dan semakin banyak NaOH yg digunakan akan menghasilkan banyak Etanol,.?? misalnya bgini,
    waktu : 30,45,60,75,90 menit
    konsentrasi NaOH : 0%,0,5%,1%,1,5%,2%
    dri variabel trsbut kira2 mana yg menghasilkan bnyak etanol??
    tolong penjelasannya,,,

    • Wa’alaikum salam.
      Produksi bioetanol ditentukan oleh kandungan gula-nya (selulosa dan hemiselulosa) dan dibatasi oleh digestibiliti dari holoselulosa tersebut. Berapa suhu yang digunakan untuk pretreatment, kalau ingin seperti proses pulping suhunya sekitar 180oC. Selain itu juga perlu diketahui berapa konsentrasi NaOH yang digunakan. Coba baca-baca tentang proses pulping dengan menggunakan NaOH, ada rumus untuk menghitung kebutuhan NaOH berdasarkan bilangan kappanya.
      Saya tidak bisa menjawab pertanyaan terakhirnya, tidak bisa dijawab atau dihitung dari data itu.

  27. Assalamualaikum pak..
    saya putra, dari UNRAM. saya butuh informasi terkait prosentase hasil etanol yang didapatkan dari jerami, mungkin bapak bisa kasih referensi terkait hal tsb berdaslkan hasil penelitian yg up to date..

  28. ok makasih pak,,

  29. suka bangett..penjabaranya enak bgt dicernaa..thanks a lot sudah berbagi ilmu

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 )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ 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 )

Connecting to %s