Pemanfaatan Biomassa sebagai Energi Terb

(1)

UJIAN TENGAH SEMESTER

Pemanfaatan Biomassa sebagai Energi Terbarukan

DISUSUN OLEH :

NISA EL FITRI

(I8313038)

RIZKA RACHMANIAR

(I8313055)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

(2)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

rahmat yang diberikan karena dengan izin-Nya maka penulis dapat menyelesaikan

makalah yang berjudul Pemanfaatan Biomassa sebagai Energi Terbarukan.

Penulis berterimakasih kepada bapak Joko Waluyo, S.T., M.T. selaku dosen

pengampu mata kuliah Biomassa atas ilmu yang telah diberikan sehingga makalah

ini dapat terselesaikan.

Penulis menyadari bahwa makalah ini belum sempurna. Oleh karena itu,

saran dan kritik yang membangun dari rekan-rekan sangat dibutuhkan untuk

menyempurnakan makalah ini.

Surakarta, November 2015

Penulis

(3)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...i

KATA PENGANTAR...ii

DAFTAR ISI... ...iii

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang...1

I.2 Tujuan...1

I.3 Manfaat...1

BAB II ISI II.1 Proses Pirolisis...2.

II.1.1 Proses Pembuatan Bio oil dan Biochar (Arang) dengan Metode Pirolisis.. ...2

II.2 Proses Torefaksi...4

II.3 Proses Pembuatan Briket Biomassa...5

BAB III KESIMPULAN...7

DAFTAR PUSTAKA

(4)

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Biomassa merupakan bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintesis baik berupa produk maupun buangan (www.web.ipb.ac.id). Biomassa di Indonesia sangat tak terhingga jumlahnya. Biomassa dapat diperoleh dari tanaman, pepohonan, ubi, limbah pertanian, kotoran ternak, dan lain-lain. Dewasa ini, biomassa tidak hanya dimanfaatkan untuk pakan ternak, pembuatan minyak nabati dan lainnya namun kini telah dikembangkan penelitian akan biomassa sebagai sumber energi terbarukan. Pemanfaatan limbah pertanian, kotoran hewan dan pepohonan dapat meningkatkan nilai tambah dari limbah itu sendiri dengan memanfaatkan limbah tersebut menjadi produk-produk inovatif seperti halnya bio oil, arang, biodiesel, briket, bioetanol, biometanol, biobutanol dan lain-lain. Proses pengolahan biomassa tentunya juga beragam mulai dari transesterifikasi, pirolisis, torefaksi, karbonisasi. Pada bahasan kali ini, akan penulis paparkan tentang proses pembuatan bio oil dan arang dengan cara pirolisis, serta pemaparan tentang proses torefaksi dan pembuatan briket biomassa.

I.2 Tujuan

 Mengexplore pengetahuan seputar proses pemanfaatan biomassa.  Melaksakan ujian Biomassa

I.3 Manfaat

 Lebih memahami proses-proses pengolahan biomassa di lingkungan sekitar.

 Menumbuhkan rasa ingin meningkatkan nilai tambah pada limbah pertanian atau biomassa di lingkungan sekitar dengan

mengembangkan penelitian terkait pemanfaatan biomassa.

(5)

BAB II

ISI

II.1. Proses Pirolisis

Proses pirolis adalah proses dekomposisi termal dari material organik melalui proses pemanasan tanpa adanya penambahan udara ataupun oksigen di mana material mentah mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas (www.wtert.eu).

Produk utama pirolisis adalah bio oil, syn gas, dan biochar.

II.1.1 Proses Pembuatan Bio oil dan Biochar (Arang) dengan Metode Pirolisis

Bio-oil → bahan bakar cair berwarna gelap beraroma sperti asap dan diproduksi dari biomassa seperti sampah organik melalui teknologi pirolisa. Bio-oil sangat menjanjikan dan dapat digunakan untuk berbagai keperluan industri antara lain sebagai combution fuel dan power generation untuk memproduksi bahan kimia serta dapat dicampur dengan minyak diesel sebagai bahan bakar mesin diesel.

Biochar → pembenah tanah alami berbahan baku hasil pembakaran tidak sempurna (pirolisis) dari residu atau limbah pertanian yang sulit didekomposisi, seperti kayu-kayuan, kakao, dan lain-lain. Pembakaran tidak sempurna dilakukan dengan menggunakan alat pembakaran atau pirolisator suhu sekitar 2500 – 3500 C, selama 2-3,5 jam, sehingga diperoleh arang yang mengandung karbon tinggi dan dapat diaplikasikan sebagai pembenah tanah.

(6)

Bahan : Biomassa (e.g: pupuk berlebih, sisa kayu, limbah

konstruksi,residu dari pengolahan metana, dan limbah

proses pembuatan makanan)

Reaktor : - Horizontal Bed Biochar Reactor (produksi max. 4 ton

Char (Arang) / hari

- Vertical Silo Biochar Reactor ( produksi 300-330 Kg

Char / 1 ton input biomassa)

Kondisi operasi : Suhu di atas 300 °C

Proses pirolisis:

 Tahap Pengeringan. Suhu operasi 200 °C pengeringan fisik disertai produksi uap air, jika yang dimasukkan bahan biomassa yang basah maka perlu

disertakan atau dimasukan steam (uap air panas) ke dalam reakor.

 Tahap pirolisis. Suhu operasi 200 – 500 °C. Stuktur makromolekul pecah menjadi molekul kecil. Hasil proses yaitu gas, arang, uap air, dan uap tar.  Tahap reduksi. Suhu operasi 500 -1200 °C. Produk hasil pirolisis diturunkan

lebih lanjut menjadi karbon padat dan produk organik cair yang

menghasilkan gas yang stabil. Arang direaksikan dengan uap air dan karbon

dioksida untuk menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen.

 Tahap oksidasi. Suhu operasi 1200 °C. Sebagian kecil biomassa dibakar untuk proses perekahan tar lebih lanjut.

(7)

Penjelasan diagram alir proses secara umum (proses pirolisis)  Biomassa di keringkan dan digiling

 Tungku pemanas berisi pasir dipanaskan dengan udara bertekanan tinggi  Biomassa dan pasir yang telah dipanaskan dimasukkan ke dalam pirolizer lalu

diteruskan ke dalam separator.

 Pada separator terjadi pemisahan antara pasir, char dan fase yang akan diteruskan ke kondensor.

 Pasir dikembalikan ke tungku pemanas, char diteruskan ke penyimpanan char (arang).

 Fase selanjutnya yaitu dilanjutkan ke condensor. Uap hasil proses pirolisis dikondensasi. Uap yang yang tidak terkondensasi dikembalikan ke pemanas

untuk memanaskan pirolizer, tungku pemanas pasir dan untuk proses

pengeringan biomassa.

 Liquid dari hasil kondensasi ditampung sebagai bio oil pada penampungan

bio oil.

II.2 Proses Torefaksi

Torefaksi adalah pengolahan secara termal terhdap biomassa pada

temperatur 230 °C - 280 °C dalam keadaaan hampa udara dan dalam waktu yang

singkat sekitar 2 jam. Dalam proses ini hemiselulosa terdegradasi sedangkan

kandungan lignin dan selulosannya tetap. Biomassa yang telah mengalami

torefaksi akan memberikan beberapa keuntungan antara lain kandungan airnya

menjadi rendah, sedikit mengeluarkan asap, dan nilai panas meningkat.

(8)

Contoh proses torefaksi:

 Serpihan kayu kadar air 40-50 % dikeringkan.  Serpihan kayu memasuki proses torefaksi.

 Pada proses torefaksi zat-zat volatil dilepaskan hingga kayu mengandung 10% energi (basis kering)

 Setelah selesai, maka diperoleh serpihan kayu dengan bulk density yang besar, nilai kalor yang tinggi.

 Dilakukan pemadatan material (pembentukan briket)

II.3 Proses Pembuatan Briket Biomassa

Briket → sepotong bahan yang mudah terbakar yang biasa digunakan dalam memicu api , baik dalam boiler , grill atau di ruang terbuka seperti lubang api . Briket biasanya berbentuk persegi atau persegi panjang , tetapi juga dapat ditemukan dalam bentuk lainnya .

Proses:

 Biomassa (e.g : Bambu) dipotong kecil-kecil sampai berukuran diameter yang ditentukan oleh briquetter. (Moisture content 10-15%)

 Biomassa yang telah mengalami size reduction diteruskan ke dalam tempat penyimpanan melalui hopper dengan cara difluidisasi.

(9)

 Ikatan selulosa dipecah dengan adanya tekanan sebesar 1200 Kg/cm2_dan suhu operasi 200 °C.

 Moisture content dari biomassa harus lebih kecil dari 12% pada saat proses pemadatan berlangsung agar diperoleh hasil yang baik.

 Biomassa dilanjutkan ke mesin pengepres malalui conveyor.

 Prose kompresi meningkatkan suhu pada bahan (biomassa) dan melunakan ikatan di dalam biomassa.

 Briket dibentuk dengan cara didinginkan dengan udara di bawah tekanan.  Briket dikemas dan siap dipasarkan.

(10)

BAB III

KESIMPULAN

Biomassa di Indonesia sangat melimpah jumlahnya dan memiliki potensi

yang sangat besar untuk dijadikan bahan dasar pembuatan energi terbarukan

melalui berbagai macam proses yakni pirolisis dan torefaksi. Melalui proses ini

maka bahan yang tadinya hanya sekadar limbah saja akan memiliki nilai tambah

yakni peningkatan nilai kalor, densitas, dan tentunya menjadi lebih bermanfaat.

(11)

DAFTAR PUSTAKA

Azhar, dan Heri. 2009. Bahan Bakar Padat dari Biomassa Bambu dengan Proses Torefaksi dan Desinfikasi. Jurnal Rekayasa Proses Vol.3 No.2. <www.jurnal.ugm.ac.id /jrekpros/article /view/ 563/382>.

Indah, Purnamasari. <www.academia.edu/8393101/Pirolisis>.

Ira, Fatmalasari. 2011. Pembuatan Bio-oil dengan Bahan Baku Cangkang Kelapa Sawit melalui Pirolisasi. < www.core.ac.uk/download/pdf/11733483.pdf>. Jessica, E. <

http://biomassmagazine.com/articles/1524/the-beauty-of-biomass-briquettes>.

Puslitklaten. 2012. < www.puslitklaten.wordpress.com/2012/12/11/pembenah-tanah-biochar/>.

www.ars.usda.gov/Main/docs.htm?docid=19898

www.biochar.info/biochar.large-scale-biochar-production.cfml

www.biochar-us.org/biochar-production

www.esptk.fti.itb.ac.id/herri/

www.jie.or.jp/biomass/AsiaBiomassHandbook/Indonesian/Part-4_I.pdf

www.redivivus.co.il/briquetting-press/manufacturing-process.aspx

www.topellenergy.com/technology/what-is-torrefaction/

www.web.ipb.ac.id

www.wisegeek.com/what-is-a-briquette.htm