Biomassa Cair (Biofuel, Bioetanol dan Biodiesel)

Biofuel
Bahan bakar hayati atau biofuel adalah setiap bahan bakar baik padatan, cairan ataupun gas yang dihasilkan dari bahan-bahan organik. Biofuel dapat dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah industri, komersial, domestik atau pertanian. Ada tiga cara untuk pembuatan biofuel: pembakaran limbah organik kering (seperti buangan rumah tangga, limbah industri dan pertanian); fermentasi limbah basah (seperti kotoran hewan) tanpa oksigen untuk menghasilkan biogas (mengandung hingga 60 persen metana), atau fermentasi tebu atau jagung untuk menghasilkan alkohol dan ester; dan energi dari hutan (menghasilkan kayu dari tanaman yang cepat tumbuh sebagai bahan bakar).

Cara Memproduksi Biofuel
Ada dua strategi umum untuk memproduksi biofuel. Strategi pertama adalah menanam tanaman yang mengandung gula (tebu, bit gula, dan sorgum manis) atau tanaman yang mengandung pati/polisakarida (jagung), lalu menggunakan fermentasi ragi untuk memproduksi etil alkohol. Strategi kedua adalah menanam berbagai tanaman yang kadar minyak sayur/nabatinya tinggi seperti kelapa sawit, kedelai, alga, atau jathropa. Saat dipanaskan, maka keviskositasan minyak nabati akan berkurang dan bisa langsung dibakar di dalam mesin diesel, atau minyak nabati bisa diproses secara kimia untuk menghasilkan bahan bakar seperti biodiesel. Kayu dan produk-produk sampingannya bisa dikonversi menjadi biofuel seperti gas kayu, metanol atau bahan bakar etanol.


Bioetanol
Bioethanol merupakan senyawa Hidrokarbon dengan gugus Hydroxyl (-OH) dengan 2 atom karbon (C) dengan rumus kimia C2H5OH bioetanol cairan yang tidak berwarna, memiliki titik didih 78,4°C, tidak mudah menguap, dapat terurai di alam(biodegredable), kandungan racunnya rendah serta sedikit menimbulkan polusi lingkungan. Secara umum Ethanol lebih dikenal sebagai Etil Alkohol yang kemudian dipopulerkan dengan nama Bioetanol. Bioetanol merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat menyerupai minyak premium. Bioetanol adalah etanol yang dibuat dari biomassa yang mengandung komponen gula, pati, maupun selulosa. Dalam dunia industri, etanol umumnya digunakan sebagai bahan baku industri turunan alkohol, campuran untuk minuman keras, serta bahan baku farmasi dan kosmetika. Berdasarkan kadar alkoholnya, etanol terbagi menjadi tiga grade yaitu grade industri dengan kadar alkohol 90-94 %, netral dengan kadar alkohol 96-99,5% (untuk minuman keras atau bahan baku farmasi), sedangkan grade bahan bakar adalah dengan kadar alkohol di atas 99,5 %.
Sumber Bioetanol
Tabel 1 Potensi tanaman sebagai bahan baku etanol

No.	Jenis Tanaman	Hasil Panen (Ton/ha/tahun)	Etanol (liter/ha/tahun)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.	Jagung Singkong Tebu Ubi Jalar Sorgum Sorgum manis Kentang Bit	1-6 10-50 40-120 10-40 3-12 20-60 10-35 20-100		400-2.500 2.000-7.000 3.000-8.500 1.200-5.000 1.500-5.000 2.000-6.000 1.000-4.500 3.000-8.000

Proses Pembuatan Bioetanol

Biodiesel
Biodiesel adalah bahan bakar yang terbuat dari  minyak  tumbuh-tumbuhan  atau  lemak hewan.  Biodiesel  merupakan  nama  yang diberikan  untuk  bahan  bakar  yang  terdiri dari  mono-alkyl  ester  yang  berasal  dari asam  lemak  yang sumbernya  renewable limit, dikenal  sebagai  bahan  bakar  yang ramah lingkungan dan menghasilkan emisi gas  buang  yang  relatif  lebih  bersih dibandingkan  bahan  bakar  konvensional. Biodiesel  tidak  beracun,  bebas  dari belerang,  aplikasinya  sederhana  dan berbau harum.
Biodiesel  memiliki  sifat  fisis  yang  sama dengan  minyak  solar  sehingga  dapat  digunakan sebagai  bahan  bakar  alternatif  untuk  kendaraan bermesin  diesel.  Dibanding  bahan  bakar  solar, biodiesel  memiliki  beberapa  keunggulan,  yaitu: (1)  biodiesel  diproduksi  dari  bahan  pertanian, sehingga  dapat  diperbaharui; (2)  memiliki bilangan  cetane  yang  tinggi; (3) ramah lingkungan  karena  biodiesel  tidak  mengandung  sulfur  sehingga  tidak  ada  emisi SOxy; (4) aman dalam penyimpanan dan transportasi karena tidak mengandung  racun.

Sumber Biodiesel
Biodiesel dapat dihasilkan dari berbagai jenis tumbuhan. Saat ini yang umum digunakan adalah penggunaan minyak sawit, jarak, jagung sebagai campuran solar.
Tabel 2 Potensi tanaman sebagai bahan baku biodiesel

Tanaman	Produksi Minyak  (L/ha)
Jagung Soybean Biji bunga matahari Jarak Kelapa Kelapa Sawit Mikroalga (kandungan lipid 70%) Mikroalga (kandungan lipid 30%)	172 446 1190 1892 2689 5950 136.900 58.700

Keunggulan Biodiesel
•    Biodiesel tidak beracun.
•    Biodiesel adalah bahan bakar biodegradable.
•    Biodiesel lebih aman dipakai dibandingkan dengan diesel konvensional.
•    Biodiesel dapat dengan mudah dicampur dengan diesel konvensional, dan dapat digunakan di sebagian besar jenis kendaraan saat ini, bahkan dalam bentuk biodiesel B100 murni.
•    Biodiesel dapat membantu mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil, dan meningkatkan keamanan dan kemandirian energi.
•    Biodiesel dapat diproduksi secara massal di banyak negara, contohnya USA yang memiliki kapasitas untuk memproduksi lebih dari 50 juta galon biodiesel per tahun.
•    Produksi dan penggunaan biodiesel melepaskan lebih sedikit emisi dibandingkan dengan diesel konvensional, sekitar 78% lebih sedikit dibandingkan dengan diesel konvensional.
•    Biodiesel memiliki sifat pelumas yang sangat baik, secara signifikan lebih baik daripada bahan bakar diesel konvensional, sehingga dapat memperpanjang masa pakai mesin.
•    Biodiesel memiliki delay pengapian lebih pendek dibandingkan dengan diesel konvensional.
•    Biodiesel tidak memiliki kandungan sulfur, sehingga tidak memberikan kontribusi terhadap pembentukan hujan asam.

Keunggulan Etanol Dibandingkan Bensin
•    Etanol bisa digunakan dalam bentuk murni atau sebagai campuran untuk  bahan bakar bensin maupun hidrogen. Interaksi etanol dengan hidrogen bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi sel bahan bakar  ataupun dalam mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) konvensional.
•    Etanol memiliki angka research octane 108.6 dan motor octane 89.7 Angka tersebut (terutama research octane) melampaui nilai maksimal yang mungkin dicapai oleh bensin  walaupun setelah ditambahkan aditif tertentu.
•    Etanol memiliki satu molekul OH dalam susunan molekulnya. Oksigen yang berikatan  di dalam molekul etanol tersebut membantu penyempurnaan pembakaran antara campuran udara dan bahan bakar di dalam silinder.
•    Rentang keterbakaran (flammability) yang lebar, yakni 4.3 – 19 vol% (dibandingkan dengan gasoline yang memiliki rentang keterbakaran 1.4 – 7.6 vol%), pembakaran campuran udara dan bahan bakar etanol menjadi lebih baik.
•    Rendahnya emisi CO dibandingkan dengan pembakaran udara dan bensin, yakni sekitar 4%.
•    Etanol juga memiliki panas penguapan yang tinggi, yakni 842 kJ/kg/ Tingginya panas penguapan ini menyebabkan energi yang dipergunakan untuk  menguapkan ethanol lebih besar dibandingkan bensin.
Keunggulan dari Biofuel
•    Sumber energi terbarukan yang lebih ramah lingkungan dibandingkan bahan bakar fosil, karena biofuel secara signifikan mengurangi emisi gas rumah kaca dibandingkan bahan bakar fosil. Bahkan ada yang mengatakan bahwa biofuel bersifat karbon netral, tapi hal ini tak selamanya benar karena dibutuhkan banyak energi untuk menumbuhkan tanaman bahan bakunya dan untuk mengubahnya menjadi bahan bakar, jadi ini pasti agak mengurangi dampak positifnya terhadap lingkungan.
•    Biofuel generasi pertama dapat mengurangi sampai 60% emisi karbon dibandingkan bahan bakar fosil, sedangkan pada biofuel generasi kedua angka ini telah naik menjadi 80%.
•    Keamanan pasokan. Permintaan tinggi untuk minyak bumi telah meningkatkan harga minyak, dan juga adanya masalah tertentu dalam hal pasokan seperti masalah geopolitik. Biofuel memastikan pasokan konstan karena bahan bakunya dapat tumbuh dan diproduksi di dalam negeri, tanpa perlu diimpor.
•    Biofuel juga memiliki potensi untuk memecahkan masalah energi di negara berkembang karena sebagian besar negara tersebut beralih ke batubara untuk memacu pertumbuhan ekonomi mereka. Batubara adalah sumber energi yang paling murah tetapi batubara juga merupakan sumber energi paling kotor, dan produksi biofuel dalam negeri di negara berkembang berarti menurunkan tingkat polusi pembangkit listrik batu bara, dan mengurangi dampaknya terhadap perubahan iklim.

~ Semoga Bermanfaat ~

Silakan berikan komentar Anda untuk perbaikan artikel dan blog ini.