Cara Membuat Etanol dari Biomassa

Ada dua jenis etanol yang bisa diperoleh dari biomassa: etanol selulosa dan etanol konvensional. Kedua produk ini pada umumnya sama, namun mereka diproduksi dengan metode yang berbeda.

1. Etanol Selulosa
Sebelum konversi dimulai, dibutuhkan biomassa yang kaya akan selulosa. Selulosa merupakan senyawa organik yang ditemukan dalam dinding primer dan sekunder sel tumbuhan hijau dan juga di beberapa jenis ganggang dan bakteri. Namun, selulosa tumbuhan hijau merupakan yang paling umum digunakan untuk dikonversi menjadi etanol selulosa karena ketersediaannya yang luas.

Untuk tujuan skala industri, pulp kayu biasanya digunakan karena 50% dari kayu adalah selulosa. Kapas yang mengandung hingga 90% selulosa kadang-kadang juga digunakan. 

Ada tiga tahap dasar yang harus dilewati biomassa untuk dikonversi menjadi etanol selulosa: perlakuan pendahuluan, hidrolisis dan fermentasi menjadi etanol.

• Perlakuan Pendahuluan

Selulosa biasanya ditemukan di tengah-tengah polimer seperti lignin dan gula hemiselulosa. Tujuan utama proses ini adalah untuk memudahkan pemecahan selulosa dengan membuatnya lebih mudah diakses serta membuat gula hemiselulosa yang ada pada biomassa menjadi larut.

Bahan baku biomassa direndam dalam campuran asam dan enzim, dalam beberapa kasus juga dipanaskan. Hal ini dilakukan untuk memisahkan polimer yang tidak diinginkan dari selulosa sebelum memasuki tahap hidrolisis. Tahapan ini adalah tahap yang paling mahal karena kompleksitas proses. Masih banyak penelitian lebih lanjut yang diperlukan  di wilayah ini untuk membuatnya lebih efisien dan dengan demikian menjadi lebih murah.

• Hidrolisis

Tahapan ini dilakukan untuk memecah selulosa menjadi komponen-komponen gulanya. Ada dua jenis hidrolisis yang dapat dilakukan: hidrolisis kimia dan hidrolisis enzimatik.

Hidrolisis kimia
Selulosa pertama-tama diperlakukan dengan asam di bawah panas dan tekanan dan kemudian diairi yang akan membebaskan komponen gulanya. Metode ini tidak umum digunakan karena produk samping yang beracun, yang seringkali mengurangi efektivitas tahap berikutnya.

Hidrolisis enzimatik
Proses ini mirip dengan yang terjadi di dalam lambung binatang pemamah biak seperti sapi. Enzim yang mirip dengan selulosa dan telah disintesis secara buatan dengan bantuan bakteri dan jamur digunakan untuk memecah selulosa menjadi komponen gulanya. Hal ini terjadi dalam dua tahap, selulosa pertama-tama diubah menjadi molekul glukosa ganda yang dikenal sebagai selobiosa. Jenis Selulosa lain kemudian digunakan untuk mengkonversi selobiosa menjadi residu glukosa tunggal.

• Fermentasi Etanol

Fermentasi etanol merupakan proses akhir dimana komponen gula dikonversi menjadi etanol dengan menggunakan mikroba. Ragi roti adalah agen yang paling umum digunakan untuk proses ini. Destilasi kemudian dilakukan untuk memisahkan etanol dari air, mikroba dan residu.

2. Etanol Konvensional 
Etanol konvensional diproduksi dari biji-bijian seperti jagung dan gandum dimana pati pertama-tama dicairkan menggunakan enzim, kemudian enzim lain yang berbeda digunakan untuk mengubah pati cair menjadi gula yang kemudian difermentasi menjadi etanol. Proses selanjutnya sama dengan pada etanol selulosa.