Tandan Kosong Kelapa Sawit Pelet Hitam Sebagai Bahan Baku Proses Gasifikasi: Peningkatan Kualitas Biomassa Melalui Refraksi COMB (Counter Flow Multi-Baffle).
LEMBAR PERNYATAAN
Latar Belakang
Ekspor produk kelapa sawit merupakan sumber devisa negara yang penting dan industri pengolahan kelapa sawit (PKS) telah menyediakan lapangan kerja bagi jutaan masyarakat Indonesia. Selain volume produk utama berupa minyak sawit mentah, PKS juga menghasilkan limbah dengan jumlah yang sangat besar, termasuk tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang berjumlah 21-23%. Hal ini terutama karena PKS juga memproduksi bahan bakar lain yang lebih baik, yakni cangkang sawit dan ijuk.
Pemanfaatan TKKS sebagai bahan bakar pembangkit listrik mandiri masih sangat terbatas, hanya sekitar 5%. Secara teknis, TKKS belum diminati untuk digunakan sebagai bahan bakar padat dalam sistem pembakaran (pembangkit listrik tenaga uap) atau gasifikasi, atau sebagai komoditas yang bernilai tambah. Oleh karena itu, perlu dikembangkan sistem pengolahan TKKS menjadi bahan bakar padat yang mempunyai sifat fisik dan kimia yang lebih baik.
Kualitas TKKS sebagai bahan bakar dapat ditingkatkan dengan proses torefaksi, yaitu proses termal dengan suhu 200 – 300°C dalam kondisi tanpa oksigen dan laju pemanasan rendah atau waktu tinggal yang lama. Bahan bakar ini lebih baik dibandingkan biomassa asli karena mempunyai nilai energi, kepadatan kamba dan kepadatan energi yang lebih tinggi, bersifat hidrofobik (menyerap air lebih sedikit) dan memiliki rasio O/C yang lebih rendah.
Tujuan Khusus
Rumusan Masalah
Urgensi Penelitian
Manfaat Penelitian
Luaran yang Akan Diperoleh
Kontribusi Lembaga dan Mitra
Sawit Indonesia
Oleh karena itu, pengembangan kelapa sawit telah menciptakan lapangan kerja baru dan meningkatkan pendapatan petani.
Proses Ekstrasi Minyak Sawit
Limbah Padat
- Cangkang dan Sabut
- Abu boiler dan Solid Decanter
- Tandan Kosong
8 biji-bijian dan cangkang yang digunakan untuk produksi tenaga dan uap di PKS masing-masing menyumbang sekitar 85% biji-bijian dan 55% cangkang dari total produksi. Abu boiler dari PKS dikembalikan ke perkebunan dan digunakan sebagai pupuk pengganti unsur K, khususnya di tanah gambut. Decanter padat tersebut berasal dari mesocarp atau serat ampas buah sawit yang telah diolah di PKS.
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dihasilkan dari proses pengupasan yang memisahkan buah sawit menjadi pulp. TKKS merupakan limbah padat dengan persentase terbesar yang dihasilkan dari proses pengolahan CPO yaitu sekitar 21-23 persen. Mulsa TKKS dapat meningkatkan pertumbuhan vegetatif, meningkatkan unsur hara yang dapat diserap oleh akar tanaman dan meningkatkan produktivitas tanaman kelapa sawit.
Selain itu, mulsa TKKS juga mampu mengurangi erosi, mengurangi kehilangan unsur hara, menurunkan suhu permukaan tanah dan memberikan pelepasan unsur hara secara perlahan dalam jangka waktu yang lama. Kompos TKKS mempunyai khasiat yang bermanfaat antara lain: (1) memperbaiki struktur tanah agar lebih porous; (2) membantu kelarutan unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman; (3) homogen dan mengurangi risiko menjadi pembawa hama; (4) merupakan pupuk yang tidak mudah larut oleh air yang merembes ke dalam tanah dan (5) dapat diaplikasikan pada musim apa pun (Darnoko et al., 1993).
PKS Tanpa Kebun
Meskipun pengomposan tandan buah kosong dalam kondisi aerobik lebih efektif, proses ini memerlukan mesin pencampur (turner) dan padat karya (Kananam et al., 2011). Beberapa permasalahan penting terkait bahan bakar biomassa adalah (Tumuluru et al., 2011; Alamsyah et al. rendahnya nilai energi karena kandungan air yang tinggi; (2) kepadatan energi yang rendah karena kepadatan sumbu yang rendah; (3) kepadatan sumbu yang rendah juga mempersulit logistik dan transportasi; (4) sifat higroskopis memperpendek umur simpan; (5) tingginya kadar bahan mudah menguap mengakibatkan rendahnya efisiensi pembakaran dan menghasilkan banyak asap; (6) tingginya kandungan bahan anorganik (Ca, Si, K) menyebabkan permasalahan terkait penanganan abu (sintering, peleburan, aglomerasi, terak); (7) ukuran, bentuk dan jenis yang tidak seragam membuat penanganan dan penyimpanan menjadi sulit. Namun penerapannya dalam bioenergi, teknologi ini masih tergolong baru yaitu di Perancis pada pertengahan 1980an (Acharya et al., 2012).
Aktivitas biologis biomassa (penguraian, jamur, pembusukan) dari produk penguraian sangat rendah, sehingga memperpanjang umur simpan tanpa degradasi. Hal ini memungkinkan penggunaan berbagai jenis biomassa kayu untuk energi dengan satu perangkat pembakaran, sehingga meningkatkan ketersediaan bahan bakar, keandalan pasokan dan mengurangi biaya bahan bakar serta mengurangi biaya penanganan dan penyimpanan. Biomassa torefaktif mempunyai rasio O/C (Gambar 2.1) dan kandungan zat volatil yang rendah, sehingga meningkatkan kualitas pembakaran (tanpa asap) dan menghasilkan efisiensi tinggi pada saat gasifikasi.
13 Torrefaksi digunakan sebagai pre-treatment dalam teknologi konversi biomassa seperti gasifikasi dan co-firing (co-firing dengan batubara) (van der Stelt et al., 2011).Kualitas produk torefaksi terutama ditentukan oleh karakteristiknya. biomassa, suhu dan waktu proses pengolahan. Semakin lama proses puntiran dapat menyebabkan hilangnya komponen energi sehingga kandungan energinya semakin menurun (Irawan et al., 2014).
Reaktor COMB
Pertama, biomasa dijadikan pelet (pelet putih), kemudian torefaksi dilanjutkan hingga menghasilkan pelet berwarna hitam. Dalam reaktor ini, biomassa diumpankan ke bagian atas kolom, sedangkan aliran gas panas diumpankan dari bagian bawah kolom. Karena kolom dilengkapi dengan penutup yang disusun pada sudut tertentu, pelet biomassa akan jatuh dan bersentuhan dengan aliran gas panas.
Kemudian, gas panas yang berlawanan arah akan menyentuh pelet yang jatuh melalui bilah masing-masing penghalang.
Aplikasi dan Pasar Torefaksi Biomassa
15 Fischer-Tropsch juga dapat memproduksi bahan bakar cair (biogasoline) untuk transportasi dari biomassa torefaksi. Kini, produk bahan bakar padat hasil torefaksi juga menjadi komoditas ekspor yang kompetitif di pasar Amerika dan Eropa.
Waktu dan Tempat Penelitian
Bahan dan Metode
- Pembuatan White Pellet
- Torefaksi Pellet
Produksi Gas Sintesis dari TKKS Biomassa PRODUKSI GAS SINTESIS DARI PELET HITAM DARI TKKS MELALUI PROSES TORREFACTING.
Parameter dan Metode Analisis
Analisis proksimat pelet dilakukan untuk menentukan sifat-sifat seperti kadar air, kadar abu, nilai kalor dan komposisi kimia. Uji hidrofobisitas pelet dilakukan dengan cara merendam pelet dalam air dan mengamati perubahannya selama 12 jam.
Pelet dan Nilai Komersial
Proses pembuatan pelet
Mula-mula TKKS yang telah diparut dialirkan ke dalam alat pengering uap melalui konveyor ulir sepanjang 30 meter dengan suhu 116 oC. TKKS yang keluar dari steam Dryer dikeringkan kembali dalam Rotary Dryer (Gambar 5-3) dengan panjang 5 m dan suhu 90 oC. Misalnya, panas yang digunakan dalam proses pengeringan TKKS diperoleh secara cuma-cuma dari pabrik kelapa sawit.
Serbuk TKKS selanjutnya dialirkan ke mesin press pelet tipe I berbentuk cincin vertikal yang beroperasi pada tekanan 55 MPa. Jika konsumen menginginkan pil yang lebih keras maka pil yang diperas tunggal diumpankan ke mesin press pil II yang bekerja dengan tekanan 90 MPa dan kapasitas 3 ton/jam. Apabila kebutuhan pelet sedang tinggi maka mesin pelet pres II dapat dioperasikan dengan mesin press 1X, sehingga kapasitas totalnya bisa mencapai 6 ton/jam (pelet pres 1X).
Dari sampel pelet yang kami peroleh, pelet yang dipres tunggal lebih rapuh dibandingkan dengan pelet yang dipres ganda, hal ini terlihat dari banyaknya serpihan (fallout) pelet selama perjalanan.
Karakteristik Fisik Pelet TKKS
Terlihat pelet TKKS yang dipres 1X mempunyai diameter yang lebih besar (selisih hampir 1 mm) dibandingkan dengan pelet TKKS yang dipres 2X. Terlihat bahwa pelet TKKS mempunyai berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan pelet kayu jabon dan pelet kayu gummi. Perbandingan Berat Jenis Pelet TKKS Individu dengan Pelet Kayu Parameter TKKS 1X TKKS 2X Kayu Jabon Kayu Karet.
Pelet TKKS yang dihasilkan dengan pengepresan 2X (tekanan 90 MPa) mempunyai diameter rata-rata lebih kecil yaitu 8,88 mm, kepadatan tiap pelet lebih tinggi (1,551 kg/cm3), lebih tinggi dibandingkan pelet dengan pengepresan 1X. Karena kepadatan pelet TKKS lebih tinggi dibandingkan dengan pelet biomassa kayu, maka pelet TKKS harus dipotong-potong untuk mendapatkan berat yang sesuai untuk melakukan proses torefaksi. Nilai camber Density menunjukkan bahwa dalam kemasannya, 1X pelet TKKS yang dikompres hanya memakan ruang sebesar 42%, sedangkan 2X pelet TKKS yang dikompres memakan ruang sebesar 44%.
Hal ini sesuai dengan ukuran (diameter) pelet TKKS yang dicetak 2X lebih kecil sehingga dapat menempati ruang lebih banyak. Terlihat pelet TKKS memiliki kadar air yang lebih rendah dibandingkan dengan bahan baku TKKS kering.
Komposisi Mineral
Laporan perkembangan menyebutkan bahwa torefaksi pelet TKKS menggunakan reaktor COMB sulit dilakukan karena pelet TKKS memiliki kepadatan lebih tinggi dibandingkan pelet kayu. Hal ini menyebabkan pelet TKKS lebih cepat jatuh ke dalam reaktor sehingga waktu tinggal yang direncanakan tidak tercapai. Sebagian kecil pelet TKKS yang berukuran kecil (panjang ± 1 cm) mengalami torefaksi dan menjadi pelet berwarna hitam.
Oleh karena itu, setiap pil harus dikurangi dengan cara memotong pil sehingga panjangnya sekitar 1 sampai 2 cm. Hal ini masih belum menyelesaikan masalah sehingga proses torefaksi harus diulang beberapa kali (4-5 repetisi) untuk mencapai hasil pelet hitam yang diinginkan. Namun memperkecil ukuran pelet dengan memotongnya hingga panjang ± 1 cm merupakan langkah yang tidak masuk akal.
Torefaksi Menggunakan Oven (Solusi I)
Torefaksi Menggunakan Reaktor Rotary (Solusi II)
Reaktor juga dilengkapi dengan quick coupler yang memudahkan penyambungan poros ke motor listrik. Karakteristik pelet hasil torefaksi menggunakan reaktor putar pada berbagai waktu 20 hingga 40 menit dan suhu operasi antara 200 hingga 250 oC disajikan pada Tabel 5-10. Terlihat komponen hemiselulosa mengalami penurunan pada proses torefaksi, sedangkan selulosa tetap dan lignin meningkat.
Peningkatan nilai komponen selulosa dan lignin terjadi karena adanya penurunan komponen hemiselulosa dan ekstraktif sehingga meningkatkan nilai relatif komponen selulosa dan lignin. Hasil tersebut menunjukkan bahwa produksi pelet torefaksi dapat dilakukan dengan menggunakan reaktor berputar dengan waktu proses antara 30 hingga 40 menit. Sifat-sifat pelet TKKS mempunyai pengaruh yang besar terhadap proses torefaksi, sehingga sangat penting untuk mengetahui faktor-faktor penting yang menghasilkan pelet TKKS yang cocok untuk pirolizer COMB.
Karya Baru di Sekampung, Lampung Timur merancang mesin pelet screw press tipe TKKS dengan motor 24 HP (Gambar 5-22). Oleh karena itu, diperlukan penelitian dan perbaikan lebih lanjut terkait bahan baku seperti kelembutan partikel TKKS yang dihasilkan dari mesin pencacah, kadar air dan penambahan bahan aditif, atau yang berkaitan dengan kerja mesin seperti tekanan kerja mesin pelet, putaran (RPM) benang mesin untuk pelet. dan panjang benang.
Rencana Lanjutan
Industri Kelapa Sawit Indonesia Menuju 100 Tahun Negara Kesatuan Republik Indonesia (Industri Minyak Sawit Mentah Indonesia Setelah 100 Tahun Persatuan Bangsa-Bangsa Republik Indonesia). Keberlanjutan industri kelapa sawit Indonesia: perannya dalam pertumbuhan ekonomi, pembangunan pedesaan, pengentasan kemiskinan dan kelestarian lingkungan. Kegiatan Penelitian Badan Pengelola Dana Perkebunan Kelapa Sawit Judul Penelitian: Biji Hitam Tandan Kelapa Sawit Kosong Sebagai Bahan Baku.
Unit Kerja : Jurusan Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung. Judul Penelitian: Pelepah sawit kosong dari pelet hitam sebagai bahan baku proses. Pembayaran biaya kepada mentor pada workshop dan kuliah umum “Konversi termal gasifikasi biomassa kelapa sawit”. Tandan Kelapa Sawit Kosong Black Pellet As.. diisi dengan segala publikasi yang berkaitan dengan penelitian/kajian yang dilakukan).
Makalah UPGRADING TORREFAKSI PELET BIOMASSA TANDAN BUAH KOSONG UNTUK GASIFIKASI BAHAN BAKU MENGGUNAKAN REAKTOR COMB (COUNTER-FLOW MULTI-BAFFLE) (Dewi Agustina IRYANI, Agus HARYANTO, Wahyu HIDAYAT, AMRUL, Mareli TALAMBANUA, Udin HASANUDIN, Sihyun L. EE) , dipresentasikan pada TAE 7 September 2019, Praha, Republik Ceko. Pemanfaatan limbah cair tahu untuk menurunkan kadar kalium pada tandan kosong kelapa sawit (TKKS) melalui proses pencucian.
