Bioetanol merupakan sumber energi terbarukan yang berpotensi mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil. Limbah pertanian seperti kulit nanas, kulit mangga, dan buah busuk dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku bioetanol. Penelitian ini bertujuan merancang mesin pengolah limbah pertanian menjadi bioetanol skala kecil yang mengintegrasikan proses pencacahan, hidrolisis-fermentasi, dan distilasi. Unit pencacah menggunakan tabung berdiameter 320 mm dan tinggi 400 mm, digerakkan motor 0,5 HP pada 1.400 rpm dengan sistem direct drive. Unit hidrolisis–fermentasi berkapasitas 45 liter menggunakan tabung berdiameter 340 mm dan tinggi 500 mm, pengaduk paddle, serta band heater 1.500 W. Unit distilasi berkapasitas 15 liter dilengkapi band heater 1.500 W dan kondensor spiral stainless steel 304. Hasil simulasi statik menunjukkan displacement rangka pencacah 0,043 mm, connector dan mata pisau 0,895 mm, tegangan maksimum rangka hidrolisis–fermentasi 20,97 MPa, dan tegangan maksimum pengaduk 4,148 × 10⁻³ MPa. Berdasarkan hasil simulasi statik menunjukkan bahwa komponen yang dirancang masih berada dalam batas aman terhadap tegangan luluh material. Motion analysis menunjukkan konsumsi daya 155 W pada 1.400 rpm dan kecepatan sudut 8.400 deg/s. Hasil flow simulation kondensor menunjukkan bahwa temperatur pada inlet sebesar 65–86°C mengalami penurunan menjadi 21,27–22,73°C pada outlet, dengan penurunan temperatur rata-rata sebesar 54,27°C.