Step-step itu

Ini cerita tentang penelitianku.

Aku berusaha untuk tetap fokus pada penelitianku. Banyak amanah yang aku emban, entah dengan sukarela, terpaksa, atau korban rekayasa. Secuil waktu yang kumiliki semakin terbagi-bagi. Salah satu yang jadi korbanya adalah waktu untuk nge-lab. Mau ngak mau, suka ngak suka, rela tidak rela, lab hanya aku singgahi sebentar saja.

Aku berusaha untuk tetap fokus pada penelitianku. Setiap malam meskipun sejenak aku coba untuk merangkai kembali ‘mimpi-mimpi’ dan membangun kembali langkah-langkah itu. Aku coba sempatkan untuk membaca jurnal-jurnal yang numpuk di sudut-sudut mejaku. Atau sekedar browsing untuk melihat perkembangan-perkembangan baru.

Distilasi Etanol

Secara sederhana distilasi adalah proses pemisahan bahan cairan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi etanol berarti memisahkan etanol dengan air.

Air mendidih pada suhu 100oC. Pada suhu ini air yg berada pada bentuk/fase cair akan berubah menjadi uap/fase gas. Meskipun kita panaskan terus suhu tidak akan naik (asal tekanan sama). Air akan terus berubah jadi uap dan lama kelamaan habis. Etanol mendidih pada suhu 79oC. Seperti halnya air, etanol berubah dari cair menjadi uap. Ada perbrdaan suhu cukup besar dan ini dijadikan dasar untuk memisahkan etanol dari air.

Distilator Skala Kecil

Distilasi adalah proses untuk memisahkan etanol dari air setelah proses fermentasi. Prinsip kerjanya sebenarnya cukup sederhana, yaitu berdasarkan titip didih dari air dan ethanol. Seperti sudah kita ketahui kalau air akan mendidih pada suhu 100oC. Pada suhu ini air akan mendidih dan kalau dipanaskan terus akan menguap. Titik didih etanol lebih rendah daripada titik didih air, yaitu pada suhu 79oC. Perbedaan titik didih ini digunakan untuk memisahkan etanol dari air.

Alat distilator sederhanya yang saya pakai di lab seperti gambar di bawah ini.

Mengukur Kadar Bioetanol

Mengukur kadar bioetanol dalam cairan fermentasi adalah salah satu hal penting yang harus kita ketahui, jika kita ingin membuat bioetanol. Ada banyak cara untuk mengukur bioetanol. Mulai dari cara yang paling mudah, rumit, dan paling canggih. Setiap metode pengukuran memiliki keunggulan dan kekurangannya sendiri-sendiri. Beberapa metode itu adalah analisis dengan GC (Gas Chromatography), HPLC (High Performance Liquid Chromatography), metode enzym, dan hydrometer. Tiga metode yang pertama sangat sensitif, dapat mengukur kadar bioethanol dalam konsentrasi yang sangat rendah, tetapi juga lebih rumit dan mahal. Metode enzym relatif lebih mudah dan murah dibandingkan dengan metode GC atah HPLC. Saat ini tersedia beberapa produk enzym kit untuk mengukur bioetanol. Tetapi metode ini masih cukup mahal untuk ukuran UKM atau rumahan. Metode terakhir adalah metode yang paling mudah, murah, tetapi juga kurang teliti. Meskipun begitu untuk ukuran UKM atau rumahan rasanya sudah cukup memadai.

Cara Mudah Melihat Kemurnian Bioetanol

Kemurnian bioetanol ini sangat penting, terutama bila bioetanol akan digunakan sebagai bahan bakar pencampur bensin. Kandungan air dalam bahan bakar akan merusak mesin. Ada cara yang sangat mudah untuk melihat kemurnian biotenol dengan memanfaatkan karakteristik yang khas dari biotenol ini.

Bioetanol memiliki ciri yang sangat khas. Bioetanol murni dapat bercampur dengan air. Campuran antara bietanol dengan air tidak bisa dibedakan dengan mata telanjang. Hebatnya lagi bioetanol murni juga bisa bercampur dengan bensin. Dan campurannya juga tidak bisa dibedakan dengan mata telanjang. Tetapi yang lebih menarik lagi adalah bensin tidak bisa dicampur dengan air. Campuran antara bensin dengan air akan membentuk dua lapisan. Lapisan yang bawah adalah air dan lapiran yang atas adalah bensin. Karakteristik ini dapat digunakan untuk melihat kemurnian bioetanol.

Membuat Bioethanol Sendiri di Rumah

Bioethanol yang dicampurkan dengan bensin sudah terbukti dapat meningkatkan nilai oktan bensin. Pencampuran bioethanol 10% saja dengan bensin nilai oktannya hampir sama dengan pertamax. Maanfaat bioethanol tidak hanya itu saja, ada banyak manfaat lain, seperti: pembakaran menjadi lebih sempurna, lebih irit, dan mengurangi emisi gas rumah kaca. Kalau anda penasaran dan ingin mencoba bioethanol bisa membuat sendiri lho.

Bahan-bahan yang diperlukan untuk membuat bioethanol terutama adalah bahan-bahan yang banyak mengandung gula. Pilihan bahan yang bisa dipakai:

Membuat Bioetanol dari Gula Pasir

Jika anda kesulitasn mendapatkan tetes/molasses, bioetanol dapat juga dibuat dengan menggunakan gula pasir. Proses pembuatan bioetanol dari gula pasir pada prinsipnya sama dengan pembuatan bioetanol dari tetes tebu (lihat di sini). Yang perlu diperhatikan adalah kadar gulanya kurang lebih 14%. Jadi untuk setiap 1 kg gula pasir dapat ditambahkan kurang lebih 7.1 liter air.
Bahan-bahan lain yang bisa dibuat bioetanol antara lain adalah: nira tebu (air perasan tebu), nira sorgum manis (air perasan batang sorgum manis), nira kelapa (badeg), nira aren, madu, dan lain-lain.

Membuat Bioetanol dari Tetes

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

Belajar dari Paten Kuno Tentang Bioethanol dari Kayu

Ini adalah paten terkuno yang aku temukan tentang proses pembuatan bioethanol selulosa. Ditemukan oleh HK Moore dan dipatenkan pada tanggal 2 Desember 1919 dengan nomor 1,323,540. Peten ini sudah berumur 89 tahun. Patennya sudah tidak berlaku dan temuannya sudah menjadi ‘public domain’. Jadi tidak ada salahnya kalau kita belajar dari paten ini.

Seperti yang sudah sering saya tulis di blog ini, kalau bioethanol merupakan salah satu biofuel masa depan. Dapat memproduksi bioethanol dari biomassa lignoselulosa merupakan impian banyak orang. Alangkah indahnya jika produksi ini bisa diproduksi dalam skala kecil/ukm, sehingga negeri ini tidak terlalu tergantung pada bahan bakar impor. Mungkin dengan mempelajari penemuan ini dapat memberi inspirasi untuk membuat teknologi produksi bioethanol yang lebih efisien dan lebih ekonomis. Semoga bermanfaat

---

Catatan: Di dalam dokumen paten banyak disebutkan istilah teknik yang kurang saya mengerti, dan beberapa istilah lama. Saya hanya menyebutkan tahapan-tahapan pokoknya saja. Moore juga banyak menjelaskan teknis pabrikasi, juga tidak saya sebutkan di sini.

---

Moore tidak menyebutnya dengan bioethanol tetapi ethyl alcohol from wood. Di sini saya menyebutkan bioethanol, maksudnya sama. Di dalam dokumen paten itu Moore hanya menyebutkan tiga tahapan pokoknya, tetapi di sini saya sebutkan empat tahapan. Tahapan yang saya tambahkan adalah pretreatment yang disebutkan secara implicit dalam dokumen itu. Tahapan itu adalah: pretreatment, hidrolisis, fermentasi, dan distilasi.

Literatur Pilihan untuk Bioethanol Selulosa

Seperti yang sudah saya sampaikan pada posting sebelumnya tentang topik penelitian bioethanol. Di posting ini saya ingin berbagi tentang literatur-literatur yang sebaiknya dibaca jika Anda ingin menekuni tentang bioethanol selulosa ini. Sebagian literature ini gratis, tetapi karena akses internet saya terbatas tidak semua linknya bisa saya berikan. Udah lama sekali dapatnya, lupa dari mana. Semoga bermanfaat.

Breaking the Biological Barrier to Cellulosic Ethanol: A Joint Research Agenda

Buku ini merupakan salah satu hasil workshop biofuel yang dilaksanakan di tahun 2005. Buku ini berisi status teknologi ethanol selulosa saat ini dan tantangan-tantangan ke depan. Dengan membaca buku ini minimal kita bisa tahu kemajuan teknologi bioethanol saat ini. Tentunya dengan melihat di bagian agenda riset (road map) bisa memberi inspirasi penelitian bagi kita.