CARA MEMBUAT BAHAN BAKAR BENSIN (BIOETANOL) DARI BERAS

Tingginya harga bahan bakar minyak, salah satunya adalah bensin, membuat rakyat kecil semakin berat untuk menghadapi dinamika hidup sehari-hari. Berbagai penelitian telah dilakukan oleh para ahli untuk menghasilkan bahan bakar dari sumber lain sebagai bahan bakar alternatif. Salah satu yang sedang mendapat perhatian serius adalah pemanfaatan sumber nabati sebagai bahan bakar. Bahan bakar nabati selain ramah lingkungan, juga merupakan sumber bahan bakar yang bisa diperbarui karena sumber bahan bakar tersebut bisa ditanam dan dikembangkan.

Salah satu pencapaian positif dari penelitian tersebut adalah pemanfaatan bioetanol sebagai sumber bahan bakar. Beberapa sumber bahan baku yang bisa digunakan untuk memproduksi bioetanol tersebut diantaranya adalah beras, ubi, jagung, dan jarak.

MEMBUAT BAHAN BAKAR BENSIN DARI BERAS
Beberapa negara di belahan dunia ini seperti Brazil, Perancis, Jerman, Swedia, Amerika Serikat, India, dan beberapa negara lainnya sudah sejak permulaan abad ke-20, menjadikan etanol sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Sebut saja pemilik perusahaan kendaraan kelas dunia, yang melahirkan mobil Ford, yakni Henry Ford, telah memandang etanol sebagai bahan bakar masa depan. Sayangnya, ketika harga BBM jenis petroleum jauh lebih murah, para produsen kendaraan merancang kendaraannya dengan bahan bakar tersebut, sehingga kehadiran petroleum jauh lebih dominan.

Setelah masyarakat dunia merasakan bahwa betapa dahsyatnya dampak negatif yang ditimbulkan BBM terhadap kelestarian alam, kesehatan manusia, serta kelanggengan bumi ini, barulah mereka menyadari bahwa perlu dicarikan alternatif pengganti BBM yang tidak memiliki dampak negatif, atau setidak-tidaknya dampak negatifnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan BBM.

Karena faktor-faktor itulah, kemudian etanol kembali menjadi primadona masyarakat dunia, terutama para pengguna mesin otomotif. Bahkan pemakaiannya pun sudah sangat luas, misalnya saja di Brazil, Cile, bahkan Amerika Serikat sekalipun. Di negeri Samba, penggunaan etanol sudah merambah ke seluruh jenis kendaraan bermotor, bahan bakar yang dipakainya mengandung sedikitnya 20% etanol. Kondisi ini terjadi pada pertengahan tahun 1980, yakni lebih dari 90% mobil baru yang digunakan di Brazil, mesinnya dirancang untuk menggunakan bahan bakar etanol murni. Lalu bagaimanakah dengan Indonesia?

Pembuatan etanol atau yang akrab disebut alkohol, pada dasarnya sudah berlangsung ribuan tahun lalu. Masyarakat dunia sebenarnya secara tidak sadar telah memproduksi etanol melalui makanan atau minuman yang dibuatnya. Kenapa hal itu tidak disadarinya? Barangkali memang tujuan utamanya adalah produksi makanan atau minuman, walaupun memang di dalam makanan dan minuman itu sendiri mengandung etanol. Cara pembuatannya pun amatlah sederhana, yakni dengan membubuhi ragi ke dalam bahan baku yang berasal dari tanaman pangan.

Sebagai contoh, masyarakat kita sebenarnya sudah sangat akrab dengan pembuatan tape beras ketan, yang berwarna hitam maupun berwarna putih. Pembuatan tape beras ketan itu sebenarnya memiliki prinsip yang sama dengan pembuatan etanol, karena memang pada dasarnya di dalam tape beras ketan yang dihidangkan di hari-hari istimewa itu pun mengandung cukup banyak etanol. Sehingga proses pembuatan etanol itu sendiri sebenarnya bukanlah hal yang aneh bagi masyarakat kita, sedangkan khusus untuk beras (bukan ketan), biasanya dibuat menjadi minuman berkadar etanol cukup tinggi seperti sake, minuman khas orang Jepang.

Hal serupa juga dilakukan oleh masyarakat di belahan Eropa, yakni dengan menggunakan buah anggur sebagai bahan bakunya. Dengan melalui proses fermentasi, buah anggur berubah menjadi khomar/arak/minuman keras, gandum menjadi bir. Tentu saja, pembuatan minuman atau penganan tersebut sesuai dengan adat istiadat masyarakat si pembuatnya. Bagi masyarakat Eropa, Jepang, atau Amerika, pembuatan etanol diperuntukkan bagi minuman keras seperti bir, sake, vodka, dan lain-lain, sedangkan di Indonesia pembuatan etanol diperuntukkan bagi makanan tape seperti tape ketan hitam atau tape singkong.

Perkembangan teknologi yang kini semakin maju telah menghasilkan produk lain yang semakin tinggi nilainya. Kini, hasil konversi etanol bukan hanya bersumber dari tanaman pangan melainkan juga bersumber dari bagian lain dari tanaman. Bahkan, dari etanol pun kembali dikonversi menjadi produk lain. Namun, tentu saja semakin banyaknya produk etanol, terlebih bahan bakunya bersumber dari bagian tanaman pangan, berakibat pada semakin murahnya harga etanol.

Tetapi di abad ke-20 sampai abad ke-21 saat ini, pemakaian etanol sebagai bahan bakar kendaraan bermotor sudah mencapai lebih dari 2/3 produksi dunia. Dengan begitu, telah memposisikan etanol sebagai bahan bakar terbesar di belahan dunia ini. Di Brazil saja pemakaian etanol untuk bahan bakar kendaraan bermotornya sudah menyentuh angka 40-45% dan di Amerika Serikat sendiri tidak kurang dari 1,2% pasaran bensin bersumber dari etanol. Artinya, pasaran bahan bakar kendaraan bermotor di Amerika Serikat berjumlah sekitar 570 juta ton. Yakni, dengan pasaran etanol pada posisi 2.000 juta ton (atau 80 kali produksi dunia sekarang).

Besarnya penggunaan etanol menjadi bahan bakar tidak lepas dari tumbuhnya kesadaran manusia terhadap dampak lingkungan. Bayangkan saja, BBM telah distempel sebagai sumber utama polusi dunia, sementara etanol (bioetanol) terbukti merupakan bahan bakar terbarui yang ramah lingkungan. Tidak hanya itu, biaya pembuatannya pun relatif lebih sederhana dan lebih murah, serta tidak harus berburu sampai ke lepas pantai untuk mendapatkan sumber minyaknya.

Di samping itu, kehadiran etanol mampu mengurangi beban impor BBM. Khusus untuk Indonesia, selain bisa mengatasi krisis bahan bakar rumah tangga seperti minyak tanah dan gas, juga bisa mendongkrak peningkatan jumlah tenaga kerja yang sangat luar biasa, dan sangat cocok dikembangkan di kawasan perkebunan tanaman pangan.

Sebelum kita mulai melangkah pada cara-cara pembuatan etanol, ada baiknya kita mengetahui lebih dulu beberapa proses yang harus dilalui selama pembuatan etanol berlangsung. Proses-proses tersebut adalah Gelatinasi, Fermentasi, dan Destilasi.

1. Proses Gelatinasi
   Proses gelatinasi adalah proses pengubahan bahan baku menjadi bubur, proses pemanasan dengan 100°C, kemudian dilakukan proses pendinginan.
   Proses Gelatinasi dibutuhkan dalam pembuatan etanol dengan tujuan untuk mengubah karbohidrat menjadi gula sederhana.
2. Proses Fermentasi
   Proses fermentasi adalah proses perubahan gula yang dilakukan oleh ragi. Dalam hal ini, ragi dari jenis Sacaromyses C (jasad renik dari keluarga vegeta) ini melakukan proses pelepasan ikatan kimia rantai karbon dari glukosa dan fruktosa. Pelepasan itu dilakukan satu demi satu, kemudian kembali dirangkai secara kimiawi menjadi molekul etanol, gas karbon dioksida, serta menghasilkan panas. Saat melakukan pekerjaannya, ragi mengeluarkan enzim yang sangat kompleks, dan mampu merombak monosakarida menjadi etanol dan karbon diokasida.
   
   Selama proses fermentasi, ragi yang jumlahnya miliaran ini bekerja siang dan malam tanpa diperintah. Dengan pekerjaan yang begitu rapi dan teratur, gugusan karbon yang berasal dari gula dilepaskan satu demi satu dari ikatan kimianya. Uniknya, Para ragi ini bertanggung jawab, karena tidak hanya melepaskannya, tapi disusul lagi dengan merakit kembali menjadi gugusan baru etanol. Pekerjaan yang dilakukan tanpa henti itu akhirnya mengeluarkan panas (kenaikan suhu), dan panas yang timbul justru bisa mematikan ragi. Tidak hanya itu, ragi juga bisa mati karena sudah cukup banyak alkohol yang dihasilkannya. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam proses fermentasi, yakni:
   
   • Kandungan monosakarida
   • Derajat keasaman, ideal antara 4,8 s/d 5
   • Temperatur mash tidak lebih dari 30°C (ragi menjadi tidak aktif pada temperatur di atas 30°C atau 32°C dan pada kadar alkohol 12%
   • Fermentasi berlangsung selama 1-2 hari
3. Proses Distilasi
   Proses distilasi adalah proses pemisahan antara alkohol dengan air dan bahan padat lainnya melalui penyulingan.

Yang Perlu Diperhatikan Saat Membuat Bahan Bakar Bensin Atau Bioetanol

1. Menyiapkan Ragi
   
   • Untuk 1.000 liter mash, dibutuhkan sebanyak 0,5 kg ragi. Kandungan total gula yang ada pada mash berkisar antara 20-22%.
   • Sebelumnya, ragi dibiakkan di dalam tangki berisi 10 liter mash selama kurang lebih 1 jam pada suhu maksimal 30°C.
2. Kebersihan
   Hal yang sangat penting untuk diperhatikan adalah kebersihan peralatan, karena sangat berpengaruh pada jumlah etanol yang dihasilkannya nanti. Jika peralatan yang dipakai dalam kondisi kotor, dapat dipastikan ragi dan mikro organisme liar yang berterbangan di udara bebas atau yang memang sudah lama 'bercokol' pada kotoran, merupakan penyebab utama terjadinya kontaminasi. Jelas ini sangat merugikan. Sebab, mikro organisme liar yang bernama Azetobacter akan menghasilkan vinegar, demikian juga dengan Lactobacillus family akan mengubah etanol menjadi asam laktat. Kalau sudah begitu jumlah etanol yang dihasilkannya akan jauh berkurang.

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin Atau Bioetanol

Beras merupakan salah satu jenis tanaman yang memiliki sumber pati, yakni berupa senyawa karbohidrat yang kompleks. Karena itulah, sebelum dilakukan proses fermentasi, pati yang terkandung di dalam beras tersebut diubah terlebih dahulu menjadi glukosa, yakni karbohidrat yang lebih sederhana. Dalam proses penguraian pati tersebut diperlukan bantuan dari cendawan Aspergillus sp, yakni sejenis jamur pengurai makanan atau yang biasa disebut ragi.

Selama proses penguraian berlangsung, cendawan/ragi ini akan menghasilkan enzim yang bernama alfaamilase dan glikoamilase. Kedua enzim itu memiliki peran penting, yakni menguraikan pati menjadi glukosa atau gula sederhana. Setelah proses penguraian ini berlangsung, barulah fermentasi bisa dilakukan, sehingga menghasilkan etanol.

Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk membuat etanol, namun pada umumnya dilakukan dengan cara sebagai berikut:

1. Beras dicuci bersih.
2. Kemudian dimasak dengan panci sampai menjadi bubur. Selanjutnya dipanaskan dengan malat. Malat adalah beras berkecambah yang mengandung enzim pengurai pati menjadi karbohidrat yang lebih sederhana, yang disebut maltosa.
   
   Maltosa memiliki rumus molekul yang sama seperti sukrosa tetapi mengandung dua unit glukosa yang saling mengikat, sedangkan sukrosa mengandung satu unit glukosa dan satu unit fruktosa.
3. Ragi kemudian dimasukkan ke dalam bubur, lalu biarkan hangat (sekitar 35°C) selama beberapa hari sampai proses fermentasi berlangsung sempurna. Tutup rapat dan jangan biarkan udara masuk ke dalam campuran, tujuannya untuk mencegah terjadinya oksidasi etanol menjadi asam ethanoat (asam cuka).
   
   Setelah kira-kira 4-5 hari, akan keluar etanol dengan kadar etanol berkisar 90%, atau disebut juga "minyak tanah BE.40".
   
   (Pembentukan etanol terjadi karena enzim-enzim dalam ragi mengubah karbohidrat (maltosa atau sukrosa) menjadi lebih sederhana (glukosa dan fruktosa). Kemudian mengubah karbohidrat sederhana tersebut menjadi etanol dan karbon dioksida .
4. Karena kadar etanol 90% ini belum cukup berfungsi sebagaimana layaknya minyak tanah, maka kadar etanol perlu ditingkatkan menjadi 95%. Kadar etanol di bawah 95% mengandung (Pb).
5. Agar etanol inl bebas dari Pb, perlu ditambahkan batu kapur (gamping).

Cara lain dari pembuatan etanol dari beras bisa mengikuti langkah-langkah berikut:

1. Ambil beras sebanyak 25 kilogram. Semua jenis beras dapat dijadikan sebagai bahan bakunya.
2. Kemudian bersihkan dengan air sampai cukup bersih.
3. Beras dimasukkan ke dalam tangki/dandang besar berkapasitas 120 liter, lalu tambahkan air hingga mencapai volume 100 liter.
4. Panaskan hingga suhu 100°C atau sampai mendidih sambil terus diaduk, hingga hancur menjadi bubur. Jika air dianggap kurang, tambah lagi airnya sampai benar-benar menjadi bubur.
5. Kemudian masukkan bubur tadi ke dalam tangki/dandang lainnya untuk proses sakarifikasi, yakni proses penguraian pati menjadi glukosa. Diamkan sampai dingin, dan setelah dingin taburkan cendawan Aspergilus sp./ragi ke dalam bubur tadi. (Untuk kebutuhan menguraikan 100 liter bubur pati beras diperlukan sedikitnya 10-12 liter larutan cendawan Aspergillus atau 10% dari total bubur).
   
   Perlu diketahui bahwa tingkat konsentrasi cendawan mencapai 100 juta sel/ ml. Sebelum cendawan digunakan, sebaiknya dibenamkan terlebih dahulu ke dalam bubur yang telah dimasak, tujuannya agar adaptif dengan sifat kimia bubur. Pada tahap ini, cendawan akan berkembang biak dan bekerja mengurai pati.
6. Dua jam kemudian, bubur akan berubah menjadi 2 lapisan, yaitu lapisan air dan endapan gula.
7. Jika perubahan itu sudah berlangsung, aduk kembali pati yang sudah berubah menjadi gula tersebut.
8. Kemudian masukkan ke dalam tangki fermentasi. (Sebelum difermentasi, larutan pati mengandung kadar gula 17-18%. Kondisi ini sangat cocok untuk hidup dan berkembangnya bakteri Saccaromyces, dan akan bekerja menguraikan gula menjadi alkohol.
   Perlu diperhatikan: Jika kadar gulanya terlalu tinggi, perlu ditambahkan air. Sebaliknya, jika kadar gulanya terlalu rendah, perlu ditambahkan gula.
   Lalu, tutup tangki/dandang tersebut hingga benar-benar rapat, agar tidak terjadi kontaminasi dan menjaga Saccaromyces agar bekerja lebih baik. Sebab, fermentasi berlangsung secara anaerob (tidak memerlukan oksigen pada suhu 28°-32°C).
9. Setelah 3-4 hari, larutan pati tadi akan berubah menjadi 3 lapisan, yakni endapan protein pada lapisan terbawah, lapisan air pada bagian tengah, dan lapisan etanolnya di bagian teratas. Hasil fermentasi ini disebut juga bir (sake), karena telah mengandung etanol (alkohol) sebanyak 6-12%.
10. Lakukan penyedotan larutan etanol dengan menggunakan selang plastik. Jangan lupa gunakan kertas/kain penyaring berukuran 1 mikron, untuk menyaring endapan protein.
11. Setelah seluruh etanol dipisahkan, lakukan destilasi atau penyulingan, yakni dengan menggunakan tangki/dandang yang sudah dipasangi pipa, dimana pipa itu dialirkan ke tangki/dandang lainnya.
12. Tujuan penyulingan ini untuk memisahkan etanol dari air, yakni dengan cara memanaskannya pada suhu 78°C atau sampai etanol mendidih. Sehingga akan terjadi penguapan pada etanol, dan mengalirkannya melalui pipa yang terendam air sehingga terkondensasi dan kembali menjadi etanol cair.
13. Hasil penyulingan ini menghasilkan etanol dengan kadar 95%, atau tidak dapat larut dalam bensin. Etanol jenis ini sudah dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah untuk memasak. Namun, jika kadarnya masih ingin ditingkatkan, yakni agar dapat larut pada bensin, harus dilakukan proses penyulingan yang kedua.
14. Larutan etanol yang dibutuhkan berkadar 99% (etanol kering), memerlukan destilasi absorbent, yakni dengan cara memanaskan etanol 95% hingga suhu 100°C, agar etanol dan air menguap. Uap tersebut masuk melalui pipa yang dindingnya sudah dilapisi zeolit atau pati. Zeolit tersebut berfungsi untuk menyerap kadar air tersisa hingga diperoleh etanol berkadar 99%.

Dengan kadar etanol 99%, bisa digunakan sebagai campuran bensin untuk kendaraan bermotor, karena sudah cukup larut dalam bensin.