Category Archives: Bioenergy

TOPIK INTERNASIONAL TAHUN 2012 ; ENERGI YANG BERKELANJUTAN

Pada tahun 2012 PBB telah mengadopsi dua topik utama internasional  yang akan diterapkan secara intensif  yaitu penggunaan energi berkelanjutan (energi terbarukan) dan koperasi. Bahkan PBB mencanangkan bahwa tahun 2012 adalah Tahun Internasional Energi Berkelanjutan dan Tahun Internasional Koperasi.

Agar kedua program tersebut berjalan dengan sukses PBB telah membentuk beberapa organisasi, kelompok dan partai yang akan membantu mempercepat menuju realisasi proyek-proyek tersebut. Setiap negara didorong untuk berpartisipasi dalam berbagai macam proyek sehingga kita bisa memerangi kemiskinan.

Energi berkelanjutan atau energi terbarukan telah disetujui oleh PBB dan menjadi salah satu topik utama untuk tahun ini. Melalui Resolusi Majelis Umum PBB pada 16 Februari 2011.

Tujuan Penerapan Energy Yang Berkelanjutan

PBB telah mengajak sektor swasta, komitmen nasional serta menarik perhatian global terhadap pentingnya energi untuk pembangunan dan pengentasan kemiskinan. PBB telah menentukan tiga tujuan utama  yang akan dicapai setidaknya hingga tahun 2030:

Memastikan setiap orang mampu mengakses energi
Seperti yang kita ketahui akses yang baik terhadap energi telah merubah kehidupan jutaan orang di dunia. Energi terbarukan menciptakan peluang baru bagi masyarakat  untuk menghindar dampak terburuk dari kemiskinan.

Sektor energi juga menyediakan kesempatan bagi orang meningkatkan pendapatan, menyediakan pelayanan kesehatan, pendidikan dan menjaga lingkungan.

Tidak adanya pengembangan energi yang menurunkan risiko kesehatan manusia dan keselamatan masih berlangsung di beberapa negara. Ada hampir dua juta orang terbunuh setiap tahun, terutama perempuan dan anak-anak karena penggunaan energi yang tidak benar seperti nonefisien, kesalahan penggunaan alat memasak dan perangkat pemanas.

Meningkatkan laju  efisiensi energi

Pilihan terbaik dan paling efektif khususnya dari segi biaya adalah menyediakan sumber energi terbaharukan yang bebas dan efisien. Penggunaan energi yang  efisien dapat mengurangi jumlah energi yang selama ini terbuang sia-sia untuk penerangan dan kebutuhan lainnya.

Selanjutnya, meningkatkan efisiensi dalam pendistribusian sehingga bisa mengurangi energi yang hilang atau terbuang. Sehingga hasil efisiensi ini dapat digunakan untuk berinvestasi di proyek-proyek penting lainnya seperti pasokan energi tambahan atau perkembangan ekonomi.
Menggandakan pangsa energi terbarukan dalam bauran energi global

Saat ini, sumber energi terbarukan memberikan kontribusi sekitar 19 persen dari konsumsi energi global.

Mudah-mudahan, apabila didukung dengan kebijakan yang kuat dapat diterapkan dengan baik mungkin kita bisa mencapai lebih dari tiga seperempat energi dunia pada tahun 2050.

SELULOSA ETANOL

Selulosik etanol adalah biofuel yang dihasilkan dari kayu, rumput, atau dapat dimakan bagian non-tanaman. Ini adalah jenis biofuel yang diproduksi dari lignoselulosa , bahan struktural yang terdiri dari banyak massa tanaman. Lignoselulosa terdiri terutama dari selulosa , hemiselulosa , dan lignin . brangkasan Jagung , switchgrass , miskantus , woodchips dan produk sampingan dari rumput dan pemeliharaan pohon adalah beberapa bahan selulosa yang lebih populer untuk produksi etanol. Produksi etanol dari lignoselul.osa memiliki keunggulan bahan baku yang melimpah dan beragam dibandingkan dengan sumber-sumber seperti gula jagung dan tebu, tetapi membutuhkan sejumlah besar pengolahan untuk membuat monomer gula tersedia bagi mikroorganisme yang biasanya digunakan untuk memproduksi etanol melalui fermentasi

Switchgrass dan miskantus merupakan bahan biomassa utama yang dipelajari hari ini, karena produktivitas tinggi per hektar. Selulosa, bagaimanapun, adalah terkandung dalam hampir setiap tumbuhan alami, bebas-tumbuh, pohon, dan semak, di padang rumput hutan, dan bidang di seluruh dunia tanpa usaha pertanian atau biaya yang diperlukan untuk membuatnya tumbuh.

Menurut US Department of Energy studi dilakukan oleh Argonne National Laboratory dari Universitas Chicago , salah satu manfaat dari etanol selulosa adalah bahwa itu mengurangi gas rumah kaca emisi (GRK) sebesar 85% dari bensin reformulasi. Sebaliknya, pati etanol (misalnya, dari jagung), yang paling sering menggunakan gas alam untuk menyediakan energi untuk proses tersebut, mungkin tidak mengurangi emisi gas rumah kaca di semua tergantung pada bagaimana berbasis bahan baku tepung yang dihasilkan.

Metode Produksi

Ada dua cara untuk memproduksi etanol dari selulosa :

  • Cellulolysis proses yang terdiri dari hidrolisis pada pretreated bahan lignoselulosa,

menggunakan enzim untuk memecah selulosa kompleks menjadi sederhana gula seperti

glukosa dan diikuti oleh fermentasi dan distilasi .

  • Gasifikasi yang mengubah lignoselulosa menjadi bahan baku gas karbon monoksida dan

hidrogen. Gas-gas ini dapat dikonversi menjadi etanol melalui fermentasi atau kimia

katalisis. Seperti biasa untuk produksi etanol murni, metode ini termasuk penyulingan .

Cellulolysis (pendekatan biologi)

Ada empat atau lima tahap untuk menghasilkan etanol menggunakan pendekatan biologis:

1. Sebuah “pretreatment” fase, untuk membuat bahan lignoselulosa seperti kayu atau jerami

setuju untuk hidrolisis,

2. hidrolisis selulosa (cellulolysis), untuk memecah molekul menjadi gula;

3. Pemisahan larutan gula dari bahan-bahan sisa, terutama lignin ;

4. Mikroba fermentasi larutan gula;

5. Distilasi untuk menghasilkan alkohol sekitar 95% murni.

6. Dehidrasi dengan ayakan molekul untuk membawa konsentrasi etanol lebih dari 99,5%

Pada tahun 2010, ragi strain rekayasa genetik telah dikembangkan yang menghasilkan selulosa sendiri-enzim yang mencerna. Dengan asumsi teknologi ini dapat ditingkatkan ke tingkat industri, itu akan menghilangkan satu atau lebih langkah cellulolysis, mengurangi waktu yang dibutuhkan baik dan biaya produksi.

Syahrul Rachmad

Mahasiswa Teknologi Hasil Hutan 46

KAYU SEBAGAI BAHAN BAKU BIOENERGI

Kayu merupakan biomass yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia. Seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi kini kayu tidak hanya digunakan untuk membuat perabot rumah tangga ataupun furniture namun penggunaanya telah lebih jauh menyangkut sifat kimia kayu sebagai sumber energi terbaharukan (renewable resources) sebagai biomass berlignoselulosa. Bahan berlignoselulosa sebagian besar terdiri dari campuran polimer karbohidrat (selulosa dan hemiselulosa), lignin, ekstraktif, dan abu. Terkadang disebutkan holoselulosa yaitu komponen karbohidrat yang terdiri dari selulosa dan hemiselulosa.

Selulosa

Selulosa adalah polimer glukosa (hanya glukosa) yang tidak bercabang. Bentuk polimer ini memungkinkan selulosa saling menumpuk/terikat menjadi bentuk serat yang sangat kuat. Panjang molekul selulosa ditentukan oleh derajat polimerisasinya (DP). DP selulosa tergantung pada jenis tanaman dan umumnya dalam kisaran 2000 – 27000 unit. Selulosa dapat dihidrolisis menjadi glukosa dengan menggunakan asam atau enzim. Selanjutnya glukosa yang dihasilkan dapat difermentasi menjadi etanol.

Hemiselulosa

Hemiselulosa mirip dengan selulosa yang merupakan polimer gula. Namun, berbeda dengan selulosa yang hanya tersusun dari glukosa, hemiselulosa tersusun dari bermacam-macam jenis gula. Monomer gula penyusun hemiselulosa terdiri dari monomer gula berkarbon 5 (C-5) dan 6 (C-6), misalnya: xylosa, mannose, glukosa, galaktosa, arabinosa, dan sejumlah kecil rhamnosa, asam glukoroat, asam metal glukoronat, dan asam galaturonat. Xylosa adalah salah satu gula C-5 dan merupakan gula terbanyak kedua di di biosfer setelah glukosa. Kandungan hemiselulosa di dalam biomassa lignoselulosa berkisar antara 11% hinga 37 % (berat kering biomassa). Hemiselulosa lebih mudah dihidrolisis daripada selulosa, tetapi gula C-5 lebih sulit difermentasi menjadi etanol daripada gula C-6.

Lignin adalah molekul komplek yang tersusun dari unit phenylphropane yang terikat di dalam struktur tiga dimensi. Lignin adalah material yang paling kuat di dalam biomassa. Ligninlah yang menyebabkan pohon berdiri dengan tegak. Lignin menyebabkan kayu menjadi kaku. Lignin sangat resisten terhadap degradasi, baik secara biologi, enzimatis, maupun kimia. Karena kandungan karbon yang relative tinggi dibandingkan dengan selulosa dan hemiselulosa, lignin memiliki kandungan energi yang tinggi khususnya untuk pembakaran.

Glukosa

Glukosa (C6H12O6) adalah gula sederhana (monosakarida). Glukosa adalah salah satu produk utama fotosistesis, energi awal bagi respirasi dan merupakan komponen structural pada tanaman.  Glukosa merupakan gula C-6 yang memiliki beberapa bentuk, tetapi ummnya digambarkan sebagai cincin karon seperti gambar di bawah ini.

Lima karbon dan satu oksigennya membentuk cincin yang disebut cincin   piranosa. Bentuk yang paling stabil adalah aldosa berkarbon 6. Pada cincin ini setiap karbon terikat dengan gugus samping hidroksil dan hydrogen kecuali pada atom ke-5 yang terikat pada atom ke 6 di luar cincin membentuk suatu gugus CH2OH.

Etanol

Etanol disebut juga etil alkoho, alcohol murni, alcohol absolute atau alcohol saja.adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tidak berwarna, dan merupakan alcohol yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Etanol termasuk ke dalam alcohol rantai tunggal  dengan rumus kimia C2H5OH. Etanol dapat diproduksi melalui fermentasi glukosa. Umumnya biokonversi glukosa menjadi etanol dilakukan dengan memanfaatkan yeast. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut:

C6H12O6 -> 2CO2 +2C2H5OH + Panas