Pemanfaatan Biomassa sebagai Energi Terb

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

i

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

ii

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

iii

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

I.3

Tujuan



Mengexplore pengetahuan seputar proses pemanfaatan biomassa.
Melaksakan ujian Biomassa

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.

1

2
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.

3

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.

4
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.

5
Contoh proses torefaksi:








II.3

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)

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.



6
Ikatan selulosa dipecah dengan adanya tekanan sebesar 1200 Kg/cm2 dan



suhu operasi 200 °C.



proses pemadatan berlangsung agar diperoleh hasil yang baik.

Moisture content dari biomassa harus lebih kecil dari 12% pada saat



Biomassa dilanjutkan ke mesin pengepres malalui conveyor.



ikatan di dalam biomassa.



Prose kompresi meningkatkan suhu pada bahan (biomassa) dan melunakan

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

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.

7

DAFTAR PUSTAKA

Azhar, dan Heri. 2009. Bahan Bakar Padat dari Biomassa Bambu dengan Proses
Torefaksi dan Desinfikasi. Jurnal Rekayasa Proses Vol.3 No.2.
.
Indah, Purnamasari. .
Ira, Fatmalasari. 2011. Pembuatan Bio-oil dengan Bahan Baku Cangkang Kelapa
Sawit melalui Pirolisasi. < www.core.ac.uk/download/pdf/11733483.pdf>.
Jessica, E. .
Puslitklaten. 2012. .
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
www.wtert.eu/default.asp?Menue=12&ShowDok=14