II. TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Biomassa Kelapa Sawit Biomassa merupakan sumber daya energi terbarukan yang berasal dari berbagai sumber, seperti dari residu/produk samping perkebunan, pertanian, maupun sisa kegiatan kehutanan dan bahan-bahan organik lain yang terdapat di alam. Dengan mengekspos biomassa dapat dikonversi ke biofuel (Abellon, 2009). Menurut EL Bassam dan Maegard (2004), pada umumnya biomassa yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang memiliki nilai ekonomis rendah atau merupakan hasil ekstraksi produk primer. Sedangkan menurut Prihandana dan Hendroko (2007), Indonesia mempunyai potensi energi biomassa sebesar MW yang bersumber dari berbagai limbah biomassa pertanian, seperti : produk samping kelapa sawit, penggilingan padi, pabrik gula aren, produk samping jarak pagar, pabrik tembakau, pabrik gula, kakao, dan limbah pertanian lainnya. Biomassa merupakan sumber energi terbarukan dan tumbuh sebagai tanaman. Sumber-sumber biomassa adalah sebagai berikut (Kong. 2010): 1. Sisa-sisa hasil pertanian, seperti ampas tebu, batang dan serat jagung. 2. Sisa-sisa hutan, misalnya serbuk gergaji industri pengolahan kayu. 3. Sampah perkotaan, misalnya kertas-kertas bekas dan dedaunan kering. 4. Lumpur sisa pulp. 5. Sumber-sumber masa depan, seperti tanaman energi yang khusus ditanam. 4

2 6. Jenis tanaman lain yang tidak mengandung pati maupun gula yang dipakai untuk memproduksi bioetanol. Potensi energi biomassa sebesar 50,000 MW antara lain bersumber dari produk samping hasil pengolahan beberapa tanaman perkebunan dan pertanian, seperti: kelapa sawit, penggilingan padi, kayu, plywood, pabrik gula, kakao, dan lain-lain. Saat ini, jumlah energi biomassa yang telah dimanfaatkan hanya sebesar 302 MW dari total potensi energi biomassa yang ada atau setera dengan Biomassa merupakan salah satu potensi sumber energi terbarukan saat ini. Pada tabel 1 disajikan data mengenai potensi energi terbarukan di Indonesia. Tabel 1. Potensi energi terbarukan di Indonesia Sumber Potensi (MW) Kapasitas Terpasang (MW) Pemanfaatan () Large hydro Biomassa Geothermal Mini/micro hydro Energi cahaya/solar x 10-3 Energi angin x 10-3 Total , Sumber : Ditjen Listrik dan Pemanfaatan Energi (2001) dalam Prihandana dan Hendroko (2007). 5

3 Potensi limbah biomassa di Indonesia dapat dilihat dalam Tabel 2 yang menyajikan potensi beberapa jenis limbah pertanian, perkebunan dan beberapa industri yang menghasilkan limbah, termasuk diantaranya limbah yang dihasilkan pada proses produksi bio-fuel. Tabel 2. Potensi beberapa jenis limbah biomassa di Indonesia No Komoditi/produk Jenis limbah biomassa Potensi limbah 1 Padi (gabah) Batang padi 5000 kg/ton gabah 2 Beras Sekam padi 280 kg/ton gabah 3 CPO Pelepah daun ton/ha 4 CPO Tandan kosong (FEB) 200 kg/ton FFB 5 CPO Serat dan cangkang 420 kg/ton CPO 6 CPO Kayu (replanting) 74.5 ton/ha replanting 7 CPO Lumpur sawit NA 8 Jagung Bonggol jagung NA 9 Gula tebu Bagasse 280 kg/ton gula 10 Kelapa Serat 280 kg/ton kelapa 11 Kelapa Batok kelapa 150 kg/ton kelapa 12 Karet Kayu (peremajaan) 1500 m3/ha peremajaan 13 Minyak jarak Kulit /daging buah NA 14 Minyak jarak Cangkang buah NA 15 Minyak jarak Getah NA 16 Minyak jarak Ampas jarak 700 kg/ton biji jarak 17 Pengolahan kayu Serbuk gergaji m3/tahun 18 Pengolahan kayu Limbah kayu lainnya m3/tahun Sumber : Agustina,2003 dan sumber lain. 6

4 B. Bio-pellet Biomassa pellet merupakan bahan bakar hijau terbarukan dan padat, dalam arti pellet adalah sumber energi karbon netral. Karbon dikonsumsi selama siklus kehidupan perpohonan, dan kemudian dilepas lagi, efeknya adalah kenaikan nol tingkat karbon dioksida dalam atmosfer. Oleh karena itu hasil pembakaran biomassa pellet ini dapat membantu mengatasi perubahan iklim. Penanganannya dalam proses pembakaran lebih mudah dan bersih, sehingga sangat menarik digunakan. Limbah Kelapa sawit yang memiliki nilai energi tertinggi adalah cangkang kelapa sawit. Berikut adalah nilai kalor dari limbah kelapa sawit : Tabel 3. Nilai energi panas (calorific value) dari limbah kelapa sawit (berdasarkan berat kering) Bagian Rata-rata Calorific value (KJ/Kg) Kisaran (KJ/Kg) Tankos Kelapa Sawit Serat Cangkang Batang Pelepah Sumber : Maetal (2004) dalam Goenadletal (2005) 7

5 Biopelet adalah bahan bakar biomassa berbentuk pelet yang memiliki keseragaman ukuran, bentuk, kelembapan, densitas, dan kandungan energi (Abelloncleanenergy 2009). Pada proses pembuatan biopelet, biomassa diumpankan ke dalam pellet mill yang memiliki dies dengan ukuran diameter 6-8 mm dan panjang mm (Mani et al. 2006). Fantozzi dan Buratti (2009) menyatakan bahwa terdapat 6 tahapan proses pembuatan biopelet, yaitu: perlakuan pendahuluan bahan baku (pre-treatment), pengeringan (drying), pengecilan ukuran (size reduction), pencetakan biopelet (pelletization), pendinginan (cooling), dan silage. Residu hutan, sisa penggergajian, sisa tanaman pertanian, dan energy crops dapat didensifikasi menjadi pelet. Proses peletisasi dapat meningkatkan kerapatan spesifik biomassa lebih dari 1000 kg/m3 (Lehtikangas 2001 dan Mani et al. 2004). Penggunaan biopelet telah dikenal luas oleh masyarakat di negara-negara Eropa dan Amerika. Pada umumnya biopelet digunakan sebagai bahan bakar boiler pada industri dan pemanas ruangan di musim dingin. Biopelet tersebut mempunyai standar tertentu seperti yang disajikan pada Tabel. 8

6 Tabel 4. Standar biopelet pada beberapa negara Parameter Unit Austria (a) Jerman (a) Amerika (b) Prancis (c) Diameter Mm Panjang Densitas Kadar air Kadar abu Nilai kalor Sulfur Nitrogen Mm kg/dm3 MJ/kg 5 x d <50 < > >0.64 >1.15 <10 <12-15 <0.50 <1.50 <2 (standar) <1 (premium) 6 > >19.08 >16.9 <0.04 < <0.10 <0.3 < Klroin <0.02 <0.03 <0.03 <0.07 Abrasi < Bahan tambahan < Sumber: a)hahn (2004); b)pfi (2007); c)douard (2007) Menurut Liliana (2010) sebelumnya telah dilakukan menggunakan bahan baku limbah bungkil jarak pagar. Hasil penelitian Liliana (2010) menunjukkan bahwa kualitas biopelet terbaik diperoleh pada biopelet bungkil jarak pagar dengan penambahan bungkil jarak terkarbonisasi sebanyak 20 dan memiliki ukuran diameter sebesar 8 mm. Kualitas tersebut diukur dari parameter nilai kalor pembakaran. Semakin tinggi nilai kalor pembakaran yang dihasilkan, maka kualitas biopelet semakin baik. Zamirza (2009) menambahkan bahwa penambahan bahan perekat tapioka sebanyak 3 (b/b) pada biopelet bungkil jarak 9

7 mampu meningkatkan nilai kalori pembakaran biopelet bungkil jarak dari 4473 kkal/kg menjadi 4914 kkal/kg. C. Parameter Mutu 1. Densitas (Massa Jenis) Berat Jenis atau Massa Jenis adalah tingkat kerapatan suatu benda yang di istilahkan juga dengan Density (densitas). Massa Jenis berbeda dengan Massa, untuk menghitung massa jenis suatu benda adalah dengan membandingkan total massa dengan total volume. Suatu benda atau zat yang memiliki Massa Jenis lebih kecil akan memiliki Volume lebih besar dibandingkan zat dengan Massa yang lebih besar. Sebagai contoh adalah air dan minyak, karena Massa jenis minyak lebih kecil daripada massa jenis air sehingga minyak akan selalu berada diatas air apabila kita campur dalam satu wadah. 2. Hardness Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force) dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendiri suatu keadaan dari suatu material ketika material tersebut diberikan gaya maka struktur mikro dari material tersebut sudah tidak bisa kembali ke bentuk asal artinya material tersebut tidak dapat kembali ke bentuknya semula. 10

8 3. Durability Durability pellet adalah ketahanan partikel pellet yang dirumuskan sebagai persentase dari banyaknya pellet utuh setelah melalui pelakuan fisik dalam alat uji tumbling cane terhadap jumlah pellet semula sebelum dimasukkan ke dalam alat. Pellet yang baik mempunyai durability >90 atau kandungan tepung <10. Nilai durability pellet sangat ditentukan oleh penggunaan bahan baku dalam formulasi dan teknis operasional pellet. Penyesuaian teknis operasional pelleting dapat mempengaruhi durability yaitu penggunakan ukuran diameter lubang cetakan yang tepat. 4. Nilai Kalor Bahan Bakar (LHV) Prinsip pembakaran bahan bakar sejatinya adalah reaksi kimia bahan bakar dengan oksigen (O). Kebanhyakan bahan bakar mengandung unsur karbon (C), hidrogen (H), belerang (S), akan tetapi memiliki kontribusi yang penting terhadap energi yang dilepaskan adalah C dan H. Masing-masing bahan bakar mempunyai kandungan C dan H. Jumlah energi yang dilepaskan pada proses pembakaran dinyatakan sebagai entalpi pembakaran yang merupakan beda entalpi antara produk dan reaktan dari proses pembakaran sempurna. Entalpi pembakaran dapat dinyatakan sebagai Higher Heating Value (HHV) atau Lower Heating Value (LHV). 11