Prospek Produksi Bioetanol dari Limbah Pertanian dan Sampah Organik

Yuana Susmiati

Abstract


Abstrak

Bioetanol merupakan salah satu bioenergi yang digunakan sebagai substitusi bensin dan bersifat ramah lingkungan. Bahan baku bioetanol yang bersumber dari tanaman budidaya membutuhkan biaya tinggi dan bersaing dengan penyediaan pangan. Limbah pertanian dan sampah organik mempunyai kandungan kimia yang potensial digunakan sebagai bahan baku alternatif pembuatan bioetanol. Tujuan dari kajian ini adalah menentukan potensi limbah pertanian dan sampah organik sebagai bahan baku bioetanol di Indonesia, mengidentifikasi jenis teknologi proses produksi bioetanol yang dapat dikembangkan, serta menentukan dampak pengembangan produksi bioetanol tersebut terhadap lingkungan, sosial ekonomi dan keberlanjutannya. Metode penelitian yang dilakukan meliputi pengumpulan data jumlah limbah pertanian dan sampah organik, penghitungan potensi bietanol yang dapat diproduksi dan analisis sesuai hasil kajian pustaka. Potensi limbah pertanian dan sampah organik di Indonesia pada tahun 2015 cukup tinggi yaitu 156.892.752,7 ton dan 1.035.889,2 ton serta dapat dikonversi menjadi bioetanol sebanyak 11.880.641,29 kiloliter dan 72.511,2 kiloliter. Teknologi proses pengolahan limbah pertanian dan sampah organik menjadi bioetanol dapat dilakukan secara Separate Hydrolysis and Fermentation (SHF), Simultaneous Saccharification Fermentation (SSF) dan Consolidated BioProcessing (CBP). Konsep keberlanjutan pengem-bangan bioetanol dari limbah pertanian dan sampah organik dituangkan dalam causal loop diagram dan memberikan dampak positif terhadap lingkungan, sosial dan ekonomi.

Kata kunci: bioetanol, limbah pertanian, sampah organik

 

Abstract

Bioethanol is environmentally friendly bioenergy used as a gasoline substitute. Bioethanol raw materials sourced from cultivated plants require high cost and compete with the provision of food. Agricultural waste and organic waste have potential chemical content used as alternative feedstock for bioethanol production. The objective of this study is to determine the potential of agricultural and organic waste as a raw material for bioethanol in Indonesia, to identify the types of bioethanol production process technologies that can be developed, and to determine the impact of bioethanol production development on the environment, socio-economic and sustainability. The research methods include collecting data on the amount of agricultural and organic waste, calculating bioethanol producing potential and analysis according to the results of a literature review. The potential of agricultural waste and organic waste in Indonesia in 2015 is quite high at 156,892,752,7 tons and 1,035,889.2 tons and can be converted into bioethanol as much as 11,880,641.29 kiloliters and 72,511.2 kiloliters. Separate Hydrolysis and Fermentation (SHF), Simultaneous Saccharification Fermentation (SSF) and Consolidated BioProcessing (CBP) are some of the technology that turns waste and organic waste into bioethanol. The concept of sustainable development of bio-ethanol from agricultural waste and organic waste is poured into causal loop diagrams and has a positive impact on the environment, social and economic.

Keywords: agricultural waste, bioethanol, organic waste

 


Keywords


bioetanol; limbah pertanian; sampah organik; agricultural waste; bioethanol; organic waste

Full Text:

PDF

References


Andari, Y., Mulyadi, A. H., & Puspawiningtyas, E. (2015). Pengaruh konsentrasi ragi dan waktu fermentasi pada proses pembuatan bioetanol dari air kelapa. In Seminar Nasional Teknologi 2015 (pp. 56–61). Purwokerto: Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

Anggorowati, D. A., & Dewi, B. K. (2013). Pembuatan bioetanol dari limbah sabut kelapa dengan metode hidrolisis asam dan fermentasi dengan menggunakan ragi tape. Industri Inovatif : Jurnal Teknik Industri, 3(2), 9–13.

Anggorowati, D. A., Pampang, H., & Yunita, L. (2015). Potensi Limbah Kulit Durian Sebagai Bahan Baku Pembuatan Energi Alternatif. In Seminar Nasional Teknologi 2015 (pp. 843–850). Malang: Institut Teknologi Nasional Malang.

Anisah, D., Herliati, & Widyaningrum, A. (2014). Pemanfaatan sampah sayuran sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Jurnal Konversi, 3(1), 13–18.

Badan Pusat Statistik. (2015). Tabel Dinamis Holtikultura, Perkebunan dan Tanaman Pangan. Jakarta. Retrieved from https://www.bps.go.id/site/pilihdata.html

Badan Pusat Statistik. (2016). Statistik Lingkungan Hidup Indonesia 2016. Jakarta: Badan Pusat Statistik Indonesia.

Baharuddin, M., Sappewali, S., Karisma, K., & Fitriyani, J. (2016). Produksi bioetanol dari jerami padi (Oryza sativa L) dan kulit pohon dao (Dracontamelon) melalui proses sakarifikasi dan fermentasi serentak (SFS). Chimica et Natura Acta, 4(1), 1. https://doi.org/10.24198/cna.v4.n1.10441

Banerjee, R., Chintagunta, A. D., & Ray, S. (2017). A cleaner and eco-friendly bioprocess for enhancing reducing sugar production from pineapple leaf waste. Journal of Cleaner Production, 149, 387–395. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.02.088

Bey-Ould Si Said, Z., Haddadi-Guemghar, H., Boulekbache-Makhlouf, L., Rigou, P., Remini, H., Adjaoud, A., … Madani, K. (2016). Essential oils composition, antibacterial and antioxidant activities of hydrodistillated extract of Eucalyptus globulus fruits. Industrial Crops and Products, 89, 167–175. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.05.018

Chintagunta, A. D., Ray, S., & Banerjee, R. (2017). An integrated bioprocess for bioethanol and biomanure production from pineapple leaf waste. Journal of Cleaner Production, 165, 1508–1516. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.07.179

EPA. (2014). Greenhouse Gas Equivalencies Calculator (WWW Document). Retrieved from https://www.epa.gov/energy/greenhousegas-equivalencies-calculator

Erna, Said, I., & Abram, P. H. (2017). Bioetanol dari limbah kulit singkong (Manihot esculenta Crantz) melalui proses fermentasi. Jurnal Akademika Kimia, 5(3), 121–126. https://doi.org/10.22487/j24775185.2016.v5.i3.8045

Fachry, A. R., Astuti, P., & Puspitasari, T. G. (2013). Pembuatan bioetanol dari limbah tongkol jangung dengan variasi konsentrasi asam klorida dan waktu fermentasi. Jurnal Teknik Kimia Universitas Sriwijaya, 19(1), 60–69.

Fathimah, S., Idiawati, N., Adhityawarman, & Arianie, L. (2014). Penentuan kinetika hidrolisis enzimatis dalam pembuatan etanol dari tandan kosong kelapa sawit. Kimia Khatulistiwa, 3(4), 46–51.

Fitriani, Bahri, S., & Nurhaeni. (2013). Produksi bioetanol jagung (Zea mays) dari hasil proses delignifikasi. Natural Science: Journal of Science and Technology, 2(3), 66–74.

Fuadi, A. M., & Pranoto, H. (2016). Pemanfaatan limbah tandan kosong kelapa sawit sebagai bahan baku pembuatan glukosa. CHEMICA: Jurnal Teknik Kimia, 3(1), 1–5.

Guerrero, A. B., Ballesteros, I., & Ballesteros, M. (2018). The potential of agricultural banana waste for bioethanol production. Fuel, 213, 176–185. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.10.105

Guerrero, A. B., & Muñoz, E. (2018). Life cycle assessment of second generation ethanol derived from banana agricultural waste: Environmental impacts and energy balance. Journal of Cleaner Production, 174, 710–717. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.298

Hafid, H. S., Rahman, N. A. A., Shah, U. K. M., Baharuddin, A. S., & Ariff, A. B. (2017). Feasibility of using kitchen waste as future substrate for bioethanol production: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 74, 671–686. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.071

Handler, R. M., Shonnard, D. R., Griffing, E. M., Lai, A., & Palou-Rivera, I. (2016). Life cycle assessments of ethanol production via gas fermentation: Anticipated greenhouse gas emissions for cellulosic and waste gas feedstocks. Industrial & Engineering Chemistry Research, 55(12), 3253–3261. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5b03215

Hasanah, N., Zaenab, S., & Rofieq, A. (2015). Perbedaan Kadar Bioetanol Hasil Fermentasi Berbagai Dosis Ragi Tape dari Limbah Sayuran dan Buah. In Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Biologi “Peran Biologi dan Pendidikan Biologi dalam Menyiapkan Generasi Unggul dan Berdaya Saing Global” (pp. 149–156). Malang: Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang.

Hayuningtyas, S. K., Sunarto, & Sari, A. L. A. (2014). Produk bioetanol dari jerami padi (Oryza sativa) melalui hidrolisis asam dan fermentasi dengan Saccharomyces cerevisiae. Bioteknologi, 11(1), 1–4. https://doi.org/10.13057/biotek/c110101

Irfan, M. (2013). Pengembangan Produksi Bioetanol dari Limbah Pertanian. Kutubkhanah, 16, 1–6.

Irvan, Prawati, P., & Trisakti, B. (2015). Pembuatan bioetanol dari tepung ampas tebu melalui proses hidrolisis termal dan fermentasi: Pengaruh pH, jenis ragi, dan waktu fermentasi. Jurnal Teknik Kimia USU, 4(2), 27–31.

Jannah, A. M. (2010). Proses fermentasi hidrolisat jerami padi untuk

menghasilkan bioetanol. Jurnal Teknik Kimia Universitas Sriwijaya, 17(1), 44–52.

Jaspi, K., Yenie, E., & Elystia, S. (2015). Studi timbulan komposisi dan karakteristik sampah domestik Kecamatan Tampan Kota Pekanbaru. JOM FT Universitas Riau, 2(1), 1–6.

Jin, E., & Sutherland, J. W. (2016). A Proposed Integrated Sustainability Model for a Bioenergy System. Procedia CIRP, 48, 358–363. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.03.159

Khaidir. (2016). Pengolahan limbah pertanian sebagai bahan bakar alternatif. Jurnal Agrium, 13(2), 63–68.

Khawla, B. J., Sameh, M., Imen, G., Donyes, F., Dhouha, G., Raoudha, E. G., & Oumèma, N.-E. (2014). Potato peel as feedstock for bioethanol production: A comparison of acidic and enzymatic hydrolysis. Industrial Crops and Products, 52, 144–149. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2013.10.025

Kresna, M. (2017). DKI Hasilkan 4 Ribuan Ton Sampah Makanan Per Hari. Retrieved March 28, 2018, from https://tirto.id/dki-hasilkan-4-ribuan-ton-sampah-makanan-per-hari-cjti# 22 February, 2017

Kristina, Sari, E. R., & Novia. (2012). Alkaline pretreatment dan proses simultan sakarifikasi - fermentasi untuk produksi etanol dari tandan kosong kelapa sawit. Jurnal Teknik Kimia Universitas Sriwijaya, 18(3), 34–43.

Listyati, D. (2015). Peluang peningkatan pendapatan petani dari kulit buah kakao. Sirkuler Inovasi: Tanaman Industri Dan Penyegar, 3(3), 145–156.

Ma, Y., Cai, W., & Liu, Y. (2017). An integrated engineering system for maximizing bioenergy production from food waste. Applied Energy, 206, 83–89. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.08.190

Malle, D., Kapelle, I. B. D., & Lopulalan, F. (2014). Pembuatan bioetanol dari limbah air kelapa melalui proses fermentasi. Indonesian Journal of Chemical Research, 2(1), 155–159.

Morales, M., Quintero, J., Conejeros, R., & Aroca, G. (2015). Life cycle assessment of lignocellulosic bioethanol: Environmental impacts and energy balance. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 42, 1349–1361. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.10.097

Muin, R., Lestari, D., & Sari, T. W. (2014). Pengaruh konsentrasi asam sulfat dan waktu fermentasi terhadap kadar bioetanol yang dihasilkan dari biji alpukat. Jurnal Teknik Kimia Universitas Sriwijaya, 20(4), 1–7.

Murni, Arifan, F., & Abidin, Z. (2015). Optimasi proses bioetanol dari kulit kopi dengan menggunakan proses hidrolisis vibrous bed bioreaktor. Traksi : Majalah Ilmiah Teknik Mesin, 15(1), 1–9.

Mushlihah, S., & Trihadiningrum, Y. (2013). Produksi Bioetanol dari Limbah Tongkol Jagung sebagai Energi Alternatif Terbarukan. In Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi VXIII (pp. D–15–1 – D–15–8). Surabaya: Program Studi Magister Manajemen Teknologi Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Nadia, A., Fauziah, A., Mayori, E., & Sunardi. (2017). Potensi limbah lignoselulosa kelapa sawit di Kalimantan Selatan untuk produksi bioetanol dan xylitol. Quantum : Jurnal Inovasi Pendidikan Sains, 8(2), 41–51.

Ni’mah, L., Ardiyanto, A., & Zainuddin, M. (2015). Pembuatan bioetanol dari limbah serat kelapa sawit melalui proses pretreatment, hidrolisis asam dan fermentasi menggunakan ragi tape. INFO-TEKNIK, 16(2), 227–242.

Nikmah, K., & Astuti, A. (2010). Kajian Fermentasi Bioetanol dari Sisa Makanan Rumah Makan dengan Berbagai Konsentrasi dan Bentuk Inokulum Jamur Aspergilus oryzae. Yogyakarta.

Nisa, W. W. (2014). Produksi Bioetanol dari Onggok (Limbah Padat Tapioka) dengan Proses Sakarifikasi dan Fermentasi Serentak Menggunakan Khamir Hasil Isolasi dari Tetes Tebu. Skripsi. Jurusan Kimia Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim. Malang.

Nuryanti, L., Muria, S. R., & Chairul. (2014). Pembuatan bioetanol limbah padat sagu menggunakan enzim selulase dan yeast Saccharomyces cereviseae dengan proses simultaneous sacharification and fermentation (SSF). JOM FT Universitas Riau, 1(1), 1–6.

Pratiwi, Eka, P., Yatim, M., & Edahwati, L. (2010). Pemanfaatan limbah kulit buah cokelat sebagai bioethanol. In Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Soebardjo Brotohardjono “Ketahanan Pangan dan Energi” (pp. 1–10). Surabaya: Universitas Pembangunan Veteran.

Purba, D. E. H., Suprihatin, I. E., & Laksmiwati, A. A. I. A. M. (2016). Pembuatan bioetanol dari kupasan kentang (Solanum tuberosum L.) dengan proses fermentasi. Jurnal Kimia, 10(1), 155–160.

Purwati, L. S., & Nurhatika, S. (2016). Efektivitas penggunaan bioetanol dari limbah pulp kakao (Theobroma cacao L.) terhadap lama pembakaran kompor bioetanol. Jurnal Sains Dan Seni ITS, 5(1), 11–16.

Retno, D. T., & Nuri, W. (2011). Pembuatan Etanol dari Kulit Pisang. In Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia (pp. 11–1 – 11–7). Yogyakarta: Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta.

Rimppi, H., Uusitalo, V., Väisänen, S., & Soukka, R. (2016). Sustainability criteria and indicators of bioenergy systems from steering, research and Finnish bioenergy business operators’ perspectives. Ecological Indicators, 66, 357–368. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.02.005

Said, M., Diah, A. W. M., & Sabang, S. M. (2014). Sintesis bioetanol dari jerami padi (Oryza sativa L) melalui fermentasi. Jurnal Akademika Kimia, 3(4), 178–182.

Saisa, & Syabriana, M. (2018). Produksi bioetanol dari limbah kulit kopi menggunakan enzim Zymomonas mobilis dan Saccharomyces cereviseae. Jurnal Serambi Engineering, 3(1), 271–278.

Sarkar, N., Ghosh, S. K., Bannerjee, S., & Aikat, K. (2012). Bioethanol production from agricultural wastes: An overview. Renewable Energy, 37(1), 19–27. https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.06.045

Seguí Gil, L., & Fito Maupoey, P. (2018). An integrated approach for pineapple waste valorisation. Bioethanol production and bromelain extraction from pineapple residues. Journal of Cleaner Production, 172, 1224–1231. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.284

Setyawati, H., & Rahman, N. A. (2011). Bioetanol dari kulit nanas dengan variasi massa Saccharomyces cereviceae dan waktu fermentasi. Jurnal Teknik Kimia, 6(1), 1–4.

Siswati, N. D., Yatim, M., & Hidayanto, R. (2010). Bioetanol dari limbah kulit kopi dengan proses fermentasi. Jurnal Hasil Riset, 1–4.

Sugiarta, I. K. A., Kusuma, I. G. B. W., & Santhiarsa, I. G. N. N. (2017). Pengujian alat konversi sampah menjadi etanol. Jurnal Mettek: Jurnal Ilmiah Nasional Dalam Bidang Ilmu Teknik Mesin, 3(1), 53–59.

Sukowati, A., Sutikno, & Rizal, S. (2014). Produksi bioetanol dari kulit pisang melalui hidrolisis asam sulfat. Jurnal Teknologi & Industri Hasil Pertanian, 19(3), 274–288.

Susanti, A. D., Prakoso, P. T., & Prabawa, H. (2013). Pembuatan bioetanol dari kulit nanas melalui hidrolisis dengan asam. Ekuilibrium, 12(1), 11–16.

Trisakti, B., Silitonga, Y. B. R., & Irvan. (2015). Pembuatan bioetanol dari tepung ampas tebu melalui proses hidrolisis termal dan fermentasi serta recycle vinasse (pengaruh konsentrasi tepung ampas tebu, suhu dan waktu hidrolisis). Jurnal Teknik Kimia USU, 4(3), 17–22.

Ulya, M. (2011). Pemanfaatan Limbah Industri Pertanian Sebagai Sumber Bioetanol. In Prosiding Konferensi Nasional “Inovasi dalam Desain dan Teknologi” (pp. 349–356). Surabaya: Sekolah Tinggi Teknik Surabaya.

Wachid, M. (2011). Potensi bioethanol dari limbah kulit ari kedelai limbah produksi tempe. Gamma, 6(2), 113–122.

Wang, L., Littlewood, J., & Murphy, R. J. (2013). Environmental sustainability of bioethanol production from wheat straw in the UK. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 28, 715–725. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.08.031

Wardani, A. K., & Pertiwi, F. N. E. (2013). Produksi etanol dari tetes tebu oleh Saccharomyces cereviseae pembentuk flok (NRRL-Y265). Agritech, 33(2), 131–139.

Widyaningrum, T. (2017). Pengaruh Dosis Ragi dan Waktu Fermentasi Kulit Mangga (Mangifera indica) terhadap Kadar Bioetanol Hasil Fermentasi. In The 5th University Research Colloquium Proceeding (pp. 1239–1247). Yogyakarta: Universitas Ahmad Dahlan.

Widyatmoko, H., & Duhita, S. A. (2012). Pembuatan etanol dari limbah ampas kelapa dengan menggunakan Rhizopus olisgoporus dan Saccharomyces cereviseae dengan penambahan phospat. Indonesian Journal of Urban and Environmental Technology, 6(1), 15–22.

Wijayanti, K., & Sunardi. (2011). Pengolahan Ampas Tahu Menjadi Etanol sebagai Alternatif Sumber Bahan Bakar Nabati Non-Pangan. In Prosiding Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia III “Teori Aplikasi Sains dalam Isu Globalisasi Lingkungan, Profesionalisasi Pembelajaran dan Kewirausahaan” (pp. 362–368). Surakarta: Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan PMIPA FKIP Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Woods, J., & Bauen, A. (2003). Technology Status Review and Carbon Abatement Potential of Renewable Transport Fuels in the UK. London.

Wulandari, R. R. A., & Utami, B. (2015). Pembuatan Bioetanol dari Kelapa Tua Menggunakan Proses Fermentasi. In Prosiding Seminar Nasional Kimia 2015 (pp. 147–152). Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Kimia Fakultas MIPA Universitas negeri Yogyakarta.

Wusnah, Bahri, S., & Hartono, D. (2016). Proses pembuatan bioetanol dari kulit pisang kepok (Musa acuminata B.C.) secara fermentasi. Jurnal Teknologi Kimia Unimal, 5(1), 57–65.

Zabed, H., Sahu, J. N., Suely, A., Boyce, A. N., & Faruq, G. (2017). Bioethanol production from renewable sources: Current perspectives and technological progress. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 71, 475–501. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.076




https://doi.org/10.21776/ub.industria.2018.007.02.1

Refbacks

  • There are currently no refbacks.