Proses produksi semen :
Kegiatan pabrik semen terdiri dari tiga tahap yaitu penambangan bahan baku, proses produksi semen, dan proses pemasaran. Proses Tahap pertama dalam proses produksi semen adalah penambangan, penggilingan dan homogenisasi bahan baku. Tahap berikutnya adalah proses kalsinasi kalsium karbonat yang dilanjutkan dengan proses sintering oksida kalsium yang dihasilkan dengan silika, alumina dan oksida besi pada temperatur tinggi (1400 oC) sehingga dapat terbentuk klinker. Klinker tersebut kemudian digiling bersama gipsum dan bahan lainnya untuk menghasilkan semen. Jumlah rata-rata bahan baku yang dibutuhkan untuk memproduksi satu ton klinker adalah 1,5 – 1,6 ton yang terdiri dari batu kapur, tanah liat, pasir silika dan pasir besi. Sebagian besar dari material yang diproses lepas ke udara sebagai emisi karbon dioksida (CO2) pada reaksi kalsinasi. Industri semen merupakan proses produksi high energy karena membutuhkan banyak bahan bakar pada saat proses pembakaran di Kalsiner dan Kiln. Sekitar 30 – 40 % dari total production cost hanya digunakan untuk membiayai kebutuhan bahan bakar ini, sehingga perlu di upayakan adanya subtitusi bahan bakar fosil menggunakan bahan bakar alternatif
Pemanfaatan biomassa :
Penggunaan bahan bakar minyak pada industri semakin meningkat sehingga memerlukan biaya yang sangat tinggi untuk proses produksi, ditambah dengan munculnya kebijakan pemerintah mengenai kenaikan harga BBM maka biaya produksi yang akan ditanggung oleh industri akan semakin tinggi. Sehingga perlu suatu industri mempertimbangkan untuk menggunakan bahan bakar pengganti yang lebih efisien yang dapat menurunkan biaya produksi seperti batubara. Batu bara merupakan salah satu bahan bakar fosil yang berbentuk batuan sedimen yang mudah terbakar, terbentuk dari endapan organic terutama dari sisa-sisa tumbuhan, dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Salah satu industry yang menggunakan batubara yaitu industry semen yang digunakan sebagai bahan bakar dalam kiln untuk membentuk clinker kiln yang merupakan bahan dasar semen(Arya dkk., 2019).
Industri semen merupakan salah satu industri penyumbang CO2 yang sangat besar, karena membutuhkan banyak bahan bakar dalam proses produksinya. Berdasarkan data dari Carbon Dioxide Information Analysis Center pada tahun 2000, batu bara merupakan sumber utama emisi CO2 di dunia dan mencapai 74% dari total emisi. Proses produksi di industri semen termasuk proses produksi yang high energy karena membutuhkan banyak bahan bakar pada saat proses pembakaran di Calciner dan Kiln. Dalam proses produksinya, jumlah rata-rata bahan baku yang dibutuhkan untuk memproduksi satu ton klinker adalah 1,5–1,6 ton yang terdiri dari batu kapur, tanah liat, pasir silika, dan pasir besi. Sebagian besar dari material yang diproses lepas ke udara sebagai emisi karbon dioksida (CO2) pada reaksi kalsinasi.
Banyak proses industri dalam ruang tertutup menggunakan gas CO2, akan tetapi konsentrasi yang meningkat di atmosfer menyebabkan adanya pemanasan global yang makin tinggi.
Oleh karena itu, industri semen mencari sumber energi alternatif yang ramah lingkungan, yang dapat menurunkan emisi gas CO2 untuk menurunkan kadar gas rumah kaca di atmosfer.
Salah satunya adalah memanfaatkan limbah sebagai sumber energi dengan cara co-processing sehingga membantu pengelolaan limbah sekaligus mengamankan pasokan bahan bakar tak terbarukan. Limbah tersebut digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk menggantikan batubara. Sejauh ini, telah banyak dikembangkan berbagai macam sumber bahan bakar alternatif yaitu gandum, tebu dan jagung tetapi penggunaannya masih menghasilkan dampak samping yang tidak diinginkan yaitu naiknya harga bahan baku pangan. Sehingga,
dikembangkan bahan bakar alternatif pertanian lain yaitu jerami, sekam padi, dan serbuk gergaji agar tidak mengganggu rantai pangan. Penggunaan bahan bakar alternatif bermanfaat untuk suatu industry yaitu penurunan emisi gas CO2 dan efisiensi biaya produksi. Bahan bakar alternatif yang ingin dikembangkan adalah limbah media jamur yang berasal dari serbuk gergaji dengan tujuan yaitu untuk melihat efisiensi penggunaan limbah media jamur sebagai bahan bakar alternatif dalam mereduksi emisi gas CO2 di industri semen.
Co-processing merupakan suatu metode pemusnahan limbah melalui pembakaran terkendali yang sekaligus meningkatkan nilai tambah limbah dalam bentuk recovery energi dan material untuk bahan baku proses produksi. Limbah yang dapat digunakan untuk menggantikan bahan baku disebut
“mineral waste”, dan limbah yang dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar disebut “caloric waste”
Metode :
Pembakaran Co-Firing Limbah Media Jamur dengan Batu Bara
Pembakaran limbah media jamur dilakukan pada berbagai komposisi campuran dengan batu bara (limbah media jamur : batu bara), yaitu 100% : 0%; 80% : 20%; 75% : 25%; 50% : 50%;
25% : 75%, dan 0% : 100%. Kemudian, emisi yang dihasilkan dari pembakaran diukur pada saat aliran laminer (konstan) dengan menggunakan alat Gasboard 3000P untuk mengetahui nilai gas yang diemisikan sebagai akibat dari pembakaran bersama biomassa limbah media jamur dengan batu bara. Berikut hasil proses Pembakaran Co-Firing Limbah Media Jamur dengan Batu Bara :
Berdasarkan table diatas dapat dilihat bahwa emisi CO2 adalah indikator utama. Pembakaran dikatakan sempurna apabila dalam reaksi pembakaran tersebut tidak terbentuk gas karbon monoksida (CO). Pada pembakaran sempurna seluruh karbon terbakar habis membentuk gas CO2 dan seluruh hidrogen terkonversi menjadi uap air (H2O). Variabel-variabel lain yang memegang peranan penting dalam proses pembakaran antara lain udara berlebih, ukuran partikel, dan karakteristik bahan bakar. Pada Tabel diatas terlihat bahwa emisi CO2 terbesar dihasilkan pada pembakaran menggunakan batu bara saja, yaitu dengan nilai emisi sebesar 20,57%. Tetapi ketika telah diberikan campuran biomassa dengan komposisi 25%, 50%, 80%
dan 100%, emisi CO2 terlihat menurun, walaupun penurunannya tidak selalu sebanding dengan penambahan biomassanya. Hal ini dapat disebabkan oleh lebih banyaknya kemampuan biomassa yang dapat terbakar dibandingkan dengan batubara. Penurunan emisi terbaik yaitu pada saat pembakaran dengan menggunakan 100% biomassa saja. Hal tersebut membuktikan bahwa limbah media jamur dapat digunakan sebagai biomassa karena memberikan emisi CO2 yang kecil jika dibandingkan dengan batu bara.
Namun jika ingin diaplikasikan ke dalam industri semen, tentu saja sulit untuk menggunakan 100% limbah media jamur karena disamping membutuhkan jumlah yang banyak, nilai kalor yang dihasilkan juga tidak terlalu besar. Maka dari itu pemakaian limbah media jamur sebagai biomassa masih perlu dilakukan pencampuran dengan batu bara, untuk mendapatkan nilai kalor yang memadai. Berdasarkan Tabel diatas pembakaran pada komposisi campuran biomassa : batu bara 25% : 75% memberikan hasil yang terbaik, karena menghasilkan emisi gas SO2, CO2 dan CO terkecil.
Monitoring :
Dalam implementasi co-processing yaitu pemanfaatan limbah biomass sebagai bahan bakar alternatif ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu :
1. Sebelum proyek berjalan maka harus mengetahui ketersediaan limbah biomass dilapangan dengan cara melakukan mapping ke daerah terdekat dengan pabrik.
2. Mendesain peralataan fasilitas transport yang sesuai dengan karakteristik limbah biomass yang akan digunakan.
3. Melakukan pengendalian operasi secara benar dengan cara operator diikutkan dalam trainning dan studi banding ke perusahaan yang sudah berpengalaman.
Cara mengukur udara ambien dan emisi :
DAFTAR PUSTAKA
Ratnawati, R. and Frista, R., 2012. PENGGUNAAN LIMBAH MEDIA JAMUR SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF DALAM UPAYA PENURUNAN EMISI CO2 PADA INDUSTRI SEMEN. Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik, 2(1), pp.9-14.
Arya, T.D., Sriyanti, S. and Pulungan, L., 2019. Analisis Batubara untuk Bahan Bakar Pembakaran Klinker di PT Cemindo Gemilang Semen Merah Putih Kecamatan Bayah Kabupaten Lebak Provinsi Banten. Prosiding Teknik Pertambangan, pp.344-349.
