II. TINJAUAN PUSTAKA
2.4. Konservasi Dan Substitusi Energi
2.5.3. Gambaran Umum Proses
Biomassa yang merupakan bahan organik yang difermentasi secara an- aerobik, untuk menghasilkan gas dan limbah organik diproses secara bertahap. Alur proses sejak input biomassa dari berbagai jenis dan berbagai sumber sampai menjadi produk yang dapat segera dikonsumsi atau dimanfaatkan, dijelaskan da- lam alur proses pada Gambar 6. Secara umum proses pengelolaan untuk satu sik- lus lengkap adalah :
2.5.3.1. Persiapan Bahan Baku
Biomassa yang berasal dari berbagai sumber, masing-masing mempunyai karakteristik tersendiri. Setiap macam biomassa antara satu dengan lainnya mem- punyai perbedaan dalam ukuran dan kandungan bahan non-organik. Proses ter- sebut dilakukan secara berbeda diantara biomassa yang berasal dari sumber yang berbeda sesuai dengan bentuk, jenis dan kadar kandungan bahan non-organik.
Biomassa yang berasal dari limbah industri pengolahan kayu pada tahapan awal diproses untuk memisahkan bahan organik dengan bahan non-organik, teru- tama logam dan bahan yang sulit dirombak seperti plastik. Pemisahan juga dilaku- kan pada bahan organik, antara bahan yang langsung dapat difermentasikan de- ngan bahan yang memerlukan proses pendahuluan untuk dapat difermentasikan. Hasil proses pemisahan adalah bahan organik yang dapat dirombak dengan fer- mentasi anaerobik dengan tingkat kemurniannya sekitar 100% dan dalam ukuran diameter 10 sampai 20 mm. Selanjutnya bahan organik tersebut dipindahkan ke kolam pelarut dengan konveyor.
Biomassa yang berasal dari limbah pertanian dan limbah perkebunan pada tahapan pertama diproses untuk memisahkan bahan organik dengan bahan yang sulit atau tidak dapat dirombak seperti logam dan plastik. Hasil proses pemisahan adalah bahan organik yang tingkat kemurniannya sekitar 100%. Bahan organik yang sulit dirombak dengan fermentasi seperti bahan organik yang kandungan lig-
ninmya tinggi, diproses pendahuluan. Tahapan terakhir adalah proses penghalusan untuk mencapai potongan 10 sampai 20 mm dengan mesin pencacah. Selanjutnya bahan organik dipindahkan ke kolam pelarut dengan konveyor.
PENGENCERAN LARUTAN ORGANIK REAKTOR FERMENTASI ANAEROBIK GAS METANA GAS CO2 PENGOLAHAN PENDAHULUAN/ PENGHALUSAN PENGEPRESAN PADATAN ORGANIK PEMISAHAN GAS PENGOLAHAN AIR LIMBAH PENGE MASAN DISTRIBUSI PRODUK PERTANIAN ENERGI PRODUK PERKEBUN AN ENERGI LIMBAH PERTANIAN LIMBAH PERKEBUN AN LIMBAH INDUSTRI OLAHAN LIMBAH PETERNAK AN SAMPAH KOTA PENGOLAH AN KHUSUS PENGOLAH AN KHUSUS PENGOLAH AN KHUSUS PENGOLAH AN KHUSUS PENGOLAH AN KHUSUS PENGOLAH AN KHUSUS PENGE MASAN
Biomassa yang berasal dari limbah peternakan pada tahapan pertama diproses untuk memisahkan bahan organik dengan bahan yang sulit atau tidak dapat dirombak seperti logam dan plastik. Hasil proses pemisahan adalah bahan organik yang tingkat kemurniannya sekitar 100% dan dalam ukuran butiran halus atau serat yang tidak memerlukan proses pendahuluan. Selanjutnya bahan organik dipindahkan ke kolam pelarut dengan konveyor.
Proses tahapan pertama terhadap biomassa yang berasal dari sampah kota adalah proses pemilahan, untuk memisahkan bahan yang dapat dimanfaatkan kembali (reuse) yang terdiri atas bahan non-organik, plastik, dan logam. Proses ta- hapan selanjutnya adalah memilahkan bahan organik berdasar ukuran, yaitu ukur- an diameter bahan diatas 20 mm dan ukuran diameter kurang dari 20 mm. Bahan organik yang mempunyai ukuran di atas 20 mm dilanjutkan dengan proses peng- halusan untuk mendapat potongan 10 sampai 20 mm. Kemudian bahan organik di- pilah antara yang kandungan ligninnya tinggi dengan yang kandungan ligninnya rendah. Bahan organik yang kandungan ligninnya tinggi di proses pendahuluan. Bahan organik yang mempunyai ukuran kurang dari 20 mm diproses untuk memi- sahkan butiran bahan dari logam yang menggunakan peralatan magnetik. Tahap- an terakhir adalah memindah bahan organik ke kolam pelarut dengan konveyor.
Biomassa yang berasal dari pertanian energi, mula-mula diproses untuk me- misahkan bahan organik dengan bahan non-organik, terutama logam dan bahan- bahan yang tidak dapat dirombak seperti plastik. Hasil proses pemisahan tersebut adalah bahan organik yang kemurniannya sekitar 100 %. Bahan organik yang sulit dirombak dengan proses fermentasi anaerobik, yaitu bahan organik yang kan- dungan ligninnya tinggi, diproses pendahuluan. Tahapan terakhir adalah proses penghalusan untuk mencapai potongan 10 sampai 20 mm dengan mesin pencacah. Selanjutnya bahan organik ini dipindah ke kolam pelarut dengan konveyor.
Proses untuk memisahkan bahan organik dengan bahan non-organik meru- pakan tahapan awal dari persiapan biomassa yang berasal dari perkebunan energi. Hasil proses pemisahan ini adalah bahan organik yang tingkat kemurniannya se- kitar 100%. Tahapan selanjutnya adalah memisahkan bahan organik yang kan- dungan ligninnya tinggi, terutama yang berasal dari batang dan dahan, yang ke- mudian diproses pendahuluan untuk merombak komponen ligninnya. Selanjutnya
bahan dihaluskan dengan proses penghalusan untuk mencapai potongan 10 sam- pai 20 mm dengan mesin pencacah. Tahapan akhir bahan organik dipindahkan ke kolam pelarutan dengan peralatan konveyor
2.5.3.2. Pembentukan Larutan
Bahan organik yang berasal dari berbagai sumber biomassa yang merupakan hasil dari proses persiapan bahan baku dan mempunyai ukuran yang cukup halus dicampur menjadi satu kesatuan. Kadar air bahan organik campuran biomassa tersebut diukur secara sampling. Hasil pengukuran kadar air bahan sebagai acuan menetapkan jumlah air yang dicampurkan untuk membuat larutan bahan organik.
Berdasarkan hasil pengukuran kadar air bahan organik, dilakukan pemberi- an air pada bahan organik yang sudah dihaluskan, untuk membuat larutan organik yang cukup encer dengan konsentrasi 7 % sampai dengan 10 %. Pada tingkat kon- sentrasi 7 % sampai dengan 10 % bahan kering akan menciptakan kondisi yang baik untuk proses pencernaan bakteri anaerob, sehingga tercipta lingkungan yang baik untuk pembentukan gas bio (Pandey, 1997).
Air tambahan untuk memenuhi kebutuhan larutan pada konsentrasi tertentu diberikan pada saat bersamaan dengan pemasukan bahan organik yang baru kedalam reaktor fermentasi. Kegiatan tersebut dilakukan secara berkelanjutan dan kontinyu untuk menghasilkan gas yang berkelanjutan pula. Penambahan air dan bahan organik yang baru dilakukan dengan menggunakan sistem pemipaan. 2.5.3.3. Fermentasi Anaerobik.
Pada tahapan feremntasi anaerobik, larutan organik mengalami biokonversi secara fermentasi anaerobik dalam reaktor fermentasi. Di dalam reaktor fermen- tasi terjadi proses dekomposisi bahan organik dalam larutan yang berlangsung dalam kondisi yang anaerobik yang menghasilkan gas dengan bantuan berbagai jenis organisme mikro, terutama bakteri-bakteri metana. Sebagian besar gas yang terbentuk adalah gas metana (CH4) dan gas karbondioksida (CO2), yang terbentuk
antara 7 sampai 13 hari sejak larutan organik segar difermentasi dalam reaktor fermentasi. Gas yang dihasilkan ditampung dalam tangki penampungan gas yang suhu dan tekanannya dikontrol sekitar suhu dan terkanan atmosfir. Gas di dalam tangki penampungan dengan menggunakan sistem pemipaan dialirkan ke proses
pemisahan parsial oleh separator untuk mendapat produk gas metan pada kadar minimal 95%.
Secara periodik dalam jumlah yang tertentu, larutan bahan organik yang baru dimasukkan kedalam reaktor fermentasi, yaitu ketika larutan bahan organik yang lama telah mencapai tingkat produksi gas yang minimal. Pada keadaan ope- rasi yang normal, setiap periode reaktor fermentasi memerlukan larutan bahan or- ganik segar dari biomassa dalam jumlah tertentu.
Bersamaan dengan pengisian larutan bahan organik baru dilakukan pengam- bilan padatan organik sebagai residu fermentasi. Padatan organik masih memiliki unsur hara, sehingga merupakan produk organik yang berguna untuk tanaman. Jumlah produk organik sekitar 40 % dari bobot kering bahan organik yang dila- rutkan. Produk bahan organik dengan menggunakan konveyor dipindahkan ke unit proses pengepresan, untuk mendapatkan bahan organik dengan kadar air yang cukup rendah.
2.5.3.4. Pemisahan Gas Dan Pengemasan Gas
Gas hasil fermentasi anaerobik meliputi gas metana (50 - 60%), karbon- dioksida (35 - 40%), dan gas lainnya. Proses pemisahan parsial untuk mendapat- kan gas metana dengan kemurniannya di atas 95%. Proses pemisahan dilakukan dengan proses fisika, yaitu dengan pengembunan metana. Gas metana yang diha- silkan mempunyai tekanan pada kondisi standar, yaitu sebesar tekanan atmosfir.
Gas metana sebagai produk utama selanjutnya dikemas sesuai dengan peng- gunaannya. Pengemasan gas metana untuk konsumsi rumahtangga dengan meng- gunakan botol baja seperti yang digunakan pada kemasan gas elpiji untuk rumah- tangga. Penggunaan gas untuk kebutuhan lain disesuaikan dengan tujuan konsum- sinya. Gas metana untuk bahan bakar pembangkit tenaga listrik dapat mengguna- kan instalasi pemipaan.
2.5.3.5. Pengepresan Limbah Organik Dan Pengemasan Bahan Organik Limbah bahan organik sebagai residu dari proses fermentasi yang mempu- nyai kadar air di atas 75 % diproses lebih lanjut untuk mendapat kadar air sekitar 15 %. Proses dilakukan secara mekanis dengan penekanan terhadap limbah orga- nik pada tekanan sekitar 3 Bar, sebagian besar air dalam bahan organik terpisah dari bahan (Khurmi dan Gupta, 2004).
Bahan organik padat sebagai produk sampingan, selanjutnya dikemas sesu- ai dengan penggunaannya. Penggunaan untuk pupuk konsumsi rumahtangga dike- mas sesuai bobot yang biasa digunakan di pasaran, yaitu umumnya untuk bobot 25 atau 50 kg. Kemasan dalam bentuk curah dalam volume besar untuk pemu- pukan yang wilayahnya luas dapat menggunakan kenderaan truk ukuran kecil maupun ukuran besar. Pengemasan bahan organik sebagai bahan urugan atau se- bagai bahan baku industri bahan dalam bentuk curah dan didistribusikan dengan menggunakan truk.
2.5.3.6. Pengolahan Limbah Cair.
Limbah cair yang barasal dari proses fermentasi dan proses-proses lainnya, yang tidak dipergunakan sebagai lumpur aktif atau sebagai pupuk cair dialirkan ke Pusat Pengelolaan Limbah (PAL) yang terdapat di sentra energi. Proses pelunakan dan pereduksian bahan pencemaran yang terdapat dalam limbah cair dilakukan terutama dengan proses secara biologis. Cairan keluaran PAL memenuhi baku mutu air tertentu sesuai dengan penggunaan air di lingkungan sentra energi me- nurut peraturan yang berlaku.