Penelitian menunjukkan uwi berpotensi menjadi bahan baku bioetanol alternatif.
Riset membuktikan umbi uwi mengandung karbohidrat tinggi, mencapai 32,64 persen, sehingga berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol.
Penelitian tersebut dilakukan oleh Hargono dari Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro (UNDIP) dalam riset berjudul Pembuatan Bioetanol dari Pati Umbi Uwi (Dioscorea alata) melalui Proses Fermentasi dan Distilasi. Riset ini dipublikasikan dalam jurnal Metana: Media Komunikasi Rekayasa Proses dan Teknologi Tepat Guna pada 2020.
Dalam risetnya, uwi terlebih dahulu diolah menjadi pati untuk memudahkan proses hidrolisis dan fermentasi. Pembuatan pati dilakukan dengan mengekstraksi bubur hasil parutan uwi menggunakan air.
Proses Fermentasi dan Distilasi
Tahap hidrolisis dan fermentasi dilakukan secara serentak melalui metode Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF). Proses SSF menghasilkan bioetanol berkadar rendah, sehingga diperlukan distilasi untuk meningkatkan kemurnian.
Penelitian ini menggunakan konsentrasi pati uwi 200 g/L, enzim Stargen TM 002 sebesar 1,5 persen (w/w), yeast 1,10 persen (w/w), dan suhu operasi 30 derajat Celsius.
Distilasi dilakukan dalam dua tahap menggunakan dua kolom. Kolom pertama tanpa bahan isian dilengkapi pipa pendingin spiral, sedangkan kolom kedua menggunakan bahan isian packing. Kedua tahap distilasi dioperasikan pada suhu 78 derajat Celsius.
Hasil Penelitian
Tujuan riset ini adalah mempelajari pengaruh waktu SSF terhadap konsentrasi bioetanol serta waktu distilasi tahap pertama dan kedua terhadap kemurnian etanol.
Proses SSF dilakukan selama 90 jam. Hasil terbaik diperoleh pada 72 jam dengan konsentrasi bioetanol 12,30 persen. Proses distilasi tahap pertama dan kedua masing-masing dilakukan selama 105 menit.
Hasil optimal distilasi dicapai pada waktu 90 menit untuk setiap tahap, menghasilkan konsentrasi bioetanol 27,93 persen pada tahap pertama dan 85,30 persen pada tahap kedua. Peneliti menyimpulkan bahwa rancangan distilasi dua tahap ini layak digunakan sebagai alat pemurnian bioetanol hasil SSF.
Temuan Riset Lain di Sulawesi Selatan
Riset serupa dilakukan oleh Idawati dalam tugas akhir Diploma D3 Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang berjudul Fermentasi Umbi Uwi Menjadi Bioetanol.
Penelitian ini menganalisis glukosa tepung uwi melalui tiga tahap, yakni hidrolisis kimia menggunakan HCl, liquifikasi dengan enzim α-amilase, serta sakarifikasi dengan enzim glukoamilase.
Hasil penelitian menunjukkan kadar glukosa tertinggi pada proses hidrolisis diperoleh dari berat tepung uwi 60 gram dengan konsentrasi HCl 5 persen, sebesar 6,28 persen (b/v).
Pada tahap liquifikasi, kadar glukosa tertinggi mencapai 8,49 persen (b/v) pada penggunaan 80 unit enzim α-amilase dengan suhu 90 derajat Celsius. Sementara pada sakarifikasi, kadar glukosa tertinggi sebesar 12,12 persen (b/v) diperoleh pada 100 unit enzim glukoamilase dengan suhu 70 derajat Celsius.
Sampel dengan kadar glukosa tertinggi difermentasi selama empat hari. Konsentrasi alkohol sebelum distilasi mencapai 12 persen, sedangkan setelah distilasi menghasilkan etanol dengan kemurnian 85,667 persen.
Alternatif Energi Terbarukan
Bioetanol dari pati uwi dipandang sebagai alternatif energi ramah lingkungan untuk mengurangi emisi gas buang kendaraan bermotor. Bioetanol umumnya digunakan sebagai campuran bahan bakar, sekitar lima persen etanol dalam bensin RON 92.
Bioetanol memiliki sifat mudah menguap, mudah terbakar, tidak bersifat karsinogenik, serta mudah larut dalam air. Titik didihnya berada di kisaran 78,37 derajat Celsius.
Sebagai bahan bakar berbasis tanaman, bioetanol juga dinilai terbarukan karena berasal dari sumber hayati yang dapat ditanam kembali. Pemanfaatan uwi sebagai bahan baku bioetanol dinilai dapat berkontribusi pada pengurangan ketergantungan terhadap bahan bakar fosil.
Pengembangan bioetanol dari uwi membuka peluang baru bagi sektor energi terbarukan di Indonesia, sekaligus memperluas fungsi uwi tidak hanya sebagai sumber pangan, tetapi juga sumber energi alternatif.***
