Pengolahan Biomass

Laporan Penelitian: Pengolahan biomass menjadi biobriket dan cbm (campuran biomass minyak) sebagai bahan bakar alternatif pada industri pengecoran aluminium.

Salah satu sumber energi terpenting terutama untuk negara berkembang adalah biomassa. Dibandingkan dengan bahan bakar yang lain, biomassa mempunyai densitas yang rendah sehingga menyebabkan densitas energi yang rendah pula. Disamping itu, dari karakteristik densitas yang rendah dan berdebu dari biomassa juga menyebabkan masalah dalam transportasi, penanganan, penyimpanan dan pembakaran langsung. Salah satu teknologi yang menjanjikan adalah proses pembriketan. Teknologi ini secara sederhana didefinisikan sebagai proses densifikasi untuk memperbaiki karakteristik bahan bakar biomassa. Sifat-sifat penting dari briket yang mempengaruhi kualitas bahan bakar adalah sifat fisik dan kimia. Sebagai contoh adalah karakteristik densitas, ukuran briket, kandungan air, nilai kalor dan energi per satuan volume. Penelitian ini menyelidiki pemanfaatan biomassa yang melimpah sebagai sumber energi dengan menjadikannya biobriket. Dengan menggunakan analisis proximate diukur beberapa parameter seperti : kandungan air, volatile matter, kandungan abu, fixed carbon dan nilai kalor dari biomassa. Parameter-parameter tadi memberikan sifat teknis dari energi biomassa sebagai bahan bakar potensial pengganti bahan bakar fosil. Pemilihan biomassa berdasarkan nilai kalor yang tinggi, kandungan volatil yang tinggi, kadar abu rendah, kandungan fixed carbon sedang dan ketersediaannya yang melimpah. Kandidat biomassa yang dipilih untuk dijadikan biobriket adalah jerami, gergajian glugu dan gergajian kayu jati. Selama tes pembriketan, pengaruh ukuran partikel, kadar air dan temperatur biomassa pada tekanan pembriketan sebesar 450 kg/cm2 diuji terhadap kualitas briket. Kualitas briket ditentukan oleh nilai kuat tekannya. Dengan menggunakan alat tekan hidrolik bertekanan 500 kg/cm2, dibuat briket berbentuk silinder berdiameter 30 mm dengan atau tanpa bahan pengikat. Sebagai bahan pengikat digunakan kanji sebesar 5%. Dalam proses pembriketan, ukuran partikel divariasi 20, 40, dan 80 mesh, kandungan air divariasi 15%, 20% dan 25%, dan temperatur pembriketan divariasi pada 60o, 80o, 100o dan 120o. Dari data penelitian disimpulkan bahwa dengan tekanan pembriketan sebesar 450 kg/cm2 cukup bagus untuk membuat biobriket dari jerami, gergajian glugu dan gergajian kayu jati. Hasil biobriket yang optimum untuk semua bahan biomassa didapatkan untuk ukuran partikel 20 mesh, kandungan air kurang dari 15% dan dengan penambahan kanji 5%. Briket jerami yang dibuat dengan menggunakan preheating menunjukkan kuat tekan yang lebih tinggi, tetapi ini tidak terjadi pada briket glugu dan kayu jati. Briket dibakar pada alat uji pembakaran untuk mengetahui karakteristik pembakarannya.

Laju aliran udara divariasi pada kecepatan 0,6 m/s, 0,8 m/s, 1,0 m/s dan 1,2 m/s sedangkan ukuran partikel divariasi 20, 40, dan 80 mesh. Didapatkan bahwa laju aliran udara dan ukuran partikel berpengaruh pada karakteristik pembakaran. Dari uji pembakaran dapat digunakan untuk menentukan laju pembakaran, profil temperatur pembakaran, parameter kinetika pembakaran (energi aktivasi dan konstanta Arhenius) dan emisi CO. Biobriket menunjukkan laju pembakaran yang lebih tinggi, tetapi waktu pembakarannya lebih singkat dari briket batubara. Rendahnya nilai peak temperature dari biobriket mengindikasikan bahwa biobriket lebih mudah terbakar atau lebih reaktif dari briket batubara. Reaktifitas briket dari penelitian ini menurun dengan urutan : briket jerami, gergajian glugu, gergajian kayu jati dan batubara. Dari perhitungan kinetika pembakaran, tidak didapatkan korelasi antara nilai energi aktivasi dengan reaktifitas biobriket. Emisi CO dari biobriket terjadi terutama pada tahap pembakaran volatil (tahap devolatilisasi). Emisi CO dari biobriket lebih besar dari 50 ppm, melebihi ambang batas yang diijinkan, tetapi hal ini disebabkan karena desain ruang bakar dan kondisi pembakaran yang kurang optimum bukan karena sifat kimia biobriket.

Kata kunci : biomass, biobriket

Peneliti:
1. Tri Istanto
2. Suyitno
3. Wibawa Endra Juwana

Instansi: Fakultas Teknik UNS, Penelitian, Dikti, Hibah Bersaing, 2005.