Penggunaan bahan bakar fosil berdampak pada pencemaran lingkungan, sehingga mendorong pemanfaatan energi alternatif seperti bioetanol dari limbah pertanian. Penelitian ini bertujuan menganalisa pengaruh variasi suhu pemanas dan debit air pendingin terhadap kinerja distilasi pada mesin pembuat bioetanol. Eksperimen dilakukan menggunakan variasi suhu pemanas (65°C, 78°C, 86°C) dan debit pendingin (3,33 L/mnt, 3,75 L/mnt, 4,29 L/mnt) pasca proses hidrolisis dan fermentasi limbah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa peningkatan debit air pendingin berbanding lurus dengan peningkatan kinerja kondensor. Debit maksimal memicu turbulensi yang mengikis lapisan batas termal, sehingga meningkatkan nilai NTU dan efektivitas distilasi. Pada kondisi suhu 86°C dengan debit 4,29 L/mnt didapatkan nilai qh sebesar 10,41Watt dan qmax sebesar 11,56 Watt sehingga efektivitas tertinggi mencapai 90%. Namun, untuk menjaga kemurnian bioetanol, kondisi operasi paling optimal adalah pada suhu 78°C (sesuai titik didih etanol) dengan debit pendingin 4,29 L/mnt. Pada kondisi tersebut, kinerja kondensor tetap optimal dengan nilai qh sebesar 10,25 Watt dan qmax sebesar 11,4 Watt sehingga efektivitas mencapai 89% tanpa memicu penguapan air secara berlebih.