Biogas
adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan organik oleh
mikroorganisme pada kondisi langka oksigen (anaerob). Komponen biogas antara
lain sebagai berikut : ± 60 % CH4 (metana), ± 38 % CO2 (karbon
dioksida) dan ± 2 % N2, O2, H2, & H2S.
Biogas dibuat dengan memanfaatkan
kotoran ternak, karena itu dapat mengurangi pencemaran oleh kotoran ternak, dan
sisa-sisa biogas dapat dimanfaatkan untuk pupuk
Prinsip
pembuatan biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik secara anaerobik
(tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan gas yang sebagian besar adalah
berupa gas metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon dioksida, gas
inilah yang disebut biogas.
Bakteri yang membantu pembentukan biogas :
Bakteri yang membantu pembentukan biogas :
· Bakteri fermentatif :
Streptococci, Bacterioides, dan beberapa jenis Enterobacteriaceae
· Bakteri asetogenik : Kethanobacillus
dan Desulfovibrio
· Bakteri metana :
Methanobacterium, Methanobacillus, dan Methanococcus
B. Gasohol
Gasohol
merupakan bahan bakar untuk otomotif
yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui dan tidak menimbulkan polusi. Bahan baku yang paling banyak digunakan adalah tebu. Gasohol dihasilkan dari fermentasi khamir pada gula . Setelah tebu diambil gulanya, maka tersisa limbah
yang berserat yang disebut bagasse. Bagasse dapat dikeringkan dan dibakar
sebagai sumber energi untuk proses destilasi
pembuatan gasohol.
Proses pembuatan gasohol :
a. Penanaman tebu
b. Ekstrasi gula dengan memecah dan menggilas tebu
c. Pengkristalan sukrosa, yang menyisakan sirup
glukosa yang disebut molase
d. Fermentasi molase oleh khamir Saccharomyces cerevisiae menjadi alcohol pekat
e. Destilasi (penyulingan) alcohol pekat menjadi alcohol
murni (gasohol), memakai sumber tenaga dari bagasse.
Ada juga gasohol yang bahan bakunya berasal dari
singkong atau ubi kayu yang banyak dijumpai di kebun. Tanaman ini dipilih karena selain menanamnya
mudah, kadar pati singkong cukup tinggi, 28 sampai 30 persen. Di panen setelah
mencapai usia tanam 9 bulan. Lalu singkong-singkong tersebut diproses menjadi
ethanol, hingga kadar alkoholnya mencapai angka 99,5 % atau bioetanol fuel
grade. Selanjutnya dicampur dengan bensin biasa atau premium, dengan perbandingan
bensin 90 persen, etanol 10 persen.
Hasil campuran
bensin dengan bio-etanol inilah yang kemudian diberi nama dengan gasohol
bio-etanol 10% atau disingkat Gasohol Be-10 atau cukup disebut dengan gasohol.
Sebagai aditif atau substitusi bahan bakar otomotif, campuran etanol fuel grade
dengan bensin ini, bisa mencapai angka 20 %, tanpa harus mengubah mesin yang
sudah ada. Dari uji coba yang telah dilakukan, diperoleh beberapa keunggulan.
Gasohol mengandung oksigen yang membuat pembakaran lebih sempurna dan lebih
ramah lingkungan karena asap pembuangan tidak hitam.
C.Biodiesel
Biodiesel adalah
bioenergi atau bahan bakar nabati yang dibuat dari minyak nabati, baik minyak
baru maupun bekas penggorengan dan melalui proses transesterifikasi. Proses ini menghasilkan
dua produk yaitu metil esters (biodiesel)/mono-alkyl esters dan gliserin yang
merupakan produk samping. Bahan baku utama untuk pembuatan biodiesel antara
lain minyak nabati, lemak hewani, lemak bekas/lemak daur ulang, minyak kelapa,
minyak kelapa sawit, minyak jarak, minyak goreng bekas. Sedangkan sebagai bahan
baku penunjang yaitu alkohol. Pada pembuatan biodiesel dibutuhkan katalis untuk
proses esterifikasi. Biodiesel digunakan untuk bahan bakar alternative
pengganti BBM untuk motor diesel. Produk biodiesel tergantung pada minyak
nabati yang digunakan sebagai bahan baku serta pengolahan pendahuluan dari
bahan baku tersebut.
Alkohol yang digunakan
sebagai pereaksi untuk minyak nabati adalah methanol, namun dapat pula
digunakan ethanol, isopropanol atau butyl, tetapi perlu diperhatikan juga
kandungan air dalam alcohol tersebut. Bila. Hasil
biodiesel juga dipengaruhi oleh tingginya suhu operasi proses produksi, kandungan air (kandungan air
tinggi menyebabkan hasil biodiesel
kualitas rendah),
lamanya waktu pencampuran atau kecepatan pencampuran alkohol.
Katalisator dibutuhkan
pula guna meningkatkan daya larut pada saat reaksi berlangsung, umumnya katalis
yang digunakan bersifat basa kuat yaitu NaOH atau KOH atau natrium metoksida. Katalis tersebut pada umumnya sangat
higroskopis dan bereaksi membentuk larutan kimia yang akan dihancurkan oleh
reaktan alkohol. Jika banyak air yang diserap oleh katalis maka kerja katalis
kurang baik sehingga produk biodiesel kurang baik. Setelah reaksi selesai,
katalis harus di netralkan dengan penambahan asam mineral kuat. Setelah
biodiesel dicuci proses netralisasi juga dapat dilakukan dengan penambahan air
pencuci, HCl juga dapat dipakai untuk proses netralisasi katalis basa, bila
digunakan asam phosphate akan menghasil pupuk phosphat (K3PO4)
D. Pure Plant Oil (PPO)
Pure Plant Oil (PPO) adalah
minyak yang diperoleh secara langsung baik dari pemerahan atau pengempaan biji
sumber minyak, minyak yang telah dimurnikan, maupun minyak kasar tanpa
melibatkan modifikasi secara kimia. PPO biasa disebut juga sebagai unmodiefied oil atau SVO (straight vegetable oil). PPO dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung minyak baik yang berasal
dari hewan maupun tumbuh-yumbuhan melalui proses pemerahan. Pengembangan
PPO ini bertujuan sebagai solusi terhadap kelangkaan BBM dan isu lingkungan
yang ditimbulkan akibat penggunaan BBM. Dalam aplikasinya, PPO tidak dapat
digunakan secara langsung pada mesin diesel, karena membutuhkan modifikasi atau
tambahan peralatan khusus untuk mesin.
Proses
Produksi PPO :
a) Proses
Ekstrasi Mekanis
Proses Ekstrasi mekanis bertujuan
untuk memperoleh minyak dari biji yang mengandung minyak. Proses yang sering
digunakan adalah pengepresan hidrolik (hydraulic
presssing) dan pengepresan berulir (screw
press). Ekstrasi mekanis dipandang lebih ekonomis, terutama untuk
bahan-bahan yang mengandung minyak lebih besar dari 10%.
1.
Pengepresan Hidrolik (Hydraulic Presssing)
Metode hydraulic presssing merupakan proses ekstrasi dengan memanfaatkan
tekanan. Banyaknya minyak terekstrasi tergantung dari besarnya tekanan, lama
pengepresan, dan kandungan minyak dalam bahan asal. Tekanan yang umum digunakan
pada hydraulic presssing sekitar
140,6 kg/cm (136 atm) dan digunakan untuk bahan-bahan yang mengandung minyak
lebih besar dari 20%.
Biji yang mengandung minyak dimasak
dahulu sebelum dipres dengan tujuan menggumpalkan protein, mematikan
enzim-enzim terutama enzim lipase, dan untuk membuka sel-sel pembungkus minyak
di dalam daging biji. Biji kemudian dipres hingga menghasilkan minyak. Kemudian
dilanjutkan dengan penyaringan (filtrasi) untuk menghilangkan kotoran yang
masih terkandung dalam minyak.
2. Pengepresan
Berulir (Screw Pressing)
Pengepresan berulir memiliki beberapa
kelebihan dibanding pengepresan hidrilic yaitu :
a. Biji dapat langsung dipres sehingga
menghemat waktu proses.
b. Kapasitas produksi lebih besar
karena proses dapat berjalan kontinu.
c. Menghasilkan rendemen yang besar.
Sebagai contoh, biji jarak yang dipres
berulir menghasilkan minyak 27-30% dan dari jumlah biji.
Minyak yang diproses melalui metode
tersebut diproses lebih lanjut untuk menghilangkan fosfor dan asam-asam lemak
bebas dalam minyak. Proses penghilangan fosfor disebut degumming, yaitu menambahkan asa, (umumnya asam fospat) pada
konsentrasi 0,01-0,2%. Penghilangan asam-asam lemak bebas dalam minyak melalui
proses netralisasi dengan menambahkan larutan alkalin. Minyak yang telah mengalami proses degumming dan netralisasi disebut dengan PPO.
b) Proses
Ekstrasi dengan Pelarut
Metode
ekstrasi dengan pelarut menghasilkan minyak dengan rendemen tinggi. Namun,
metode ini tidak banyak digunakan karena memerlukan biaya investasi yang besar.
Bahan yang akan diekstrak minyaknya, dikecilkan ukurannya terlebih dahulu.
Umumnya proses ekstraksi berlangsung 6 jam. Biasanya, minyak yang dihasilkan
tidak perlu dimurnikan lebih lanjut.
E. Biobriket
Biobriket adalah bahan bakar yang
potensial dan dapat diandalkan untuk rumah tangga. Biobriket mampu menyuplai
energi dalam jangka panjang. Biobriket didefinisikan sebagai bahan bakar yang
berwujud padat dan berasal dari sisa-sisa bahan organik yang telah mengalami
proses pemampatan dengan tekan tertentu. Harga
biobriket relatif murah dan terjangkau masyarakat.
Proses pembuatan biobriket meliputi 4 tahap, yaitu
pengeringan, penggerusan, pencampuran, dan pembentukan campuran menjadi
biobriket.
Pembuatan biobriket bisa menggunakan
sekam, bungkil jarak pagar, dan tempurung kelapa sebagai bahan
bakunya. Pembuatan biobriket menggunakan sekam, sekam yang telah kering
diarangkan terlebih dahulu dengan tujuan memperbaiki sifat fisik sekam.
Pengarangan dilakukan dengan memanaskan sekam dalam drum. Proses berakhir jika
sekam terlihat berwarna gelap seperti terbakar.
F. Bio-oil
Bio-oil adalah sejenis
minyak seperti halnya minyak jarak, minyak sawit atau minyak kelapa yang
diperoleh dari hasil ekstraksi bahan yang mengandung minyak. Bio-oil juga
merupakan bahan bakar cair berwarna gelap, beraroma, seperti asap, dan
diproduksi dari biomassa seperti kayu, kulit kayu, kertas atau biomassa lainnya
melalui teknologi pirolisa. Bahan baku bio-oil dapat berupa bagas (ampas tebu),
limbah pertanian jagung(klobot dan tongkol jagung), limbah industry pulp dan
kertas, serbuk kayu gergaji, tandan kosong kelapa sawit.
Proses pembuatan Bio-oil :
Fast
pyrolysis adalah dekomposisi termal dari komponen organic
tanpa kehadiran oksigen dalam prosesnya untuk menghasilkan cairan, gas, dan
arang. Cairan yang dihasilkan ini lebih lanjut kita kenal sebagai bio-oil.
Produk yang dihasilkan dalam proses fast
pyrolisis tergantung dari komposisi biomassa yang digunakan sebagai bahan
baku, kecepatan, serta lama pemanasan. Rendemen cairan tertinggi yang dapat
dihasilkan dari proses fast pyrolysis
berkisar 78% dengan lama pemanasan 0,5-2 detik, suhu 400-600ᵒC, dan proses
pemadaman yang cepat pada akhir proses. Pemadaman yang cepat sangat penting
untuk memperoleh produk dengan berat molekul tinggi sebelum akhirnya
terkonversi menjadi senyawa gas yang memiliki berat molekul rendah.
Proses produksi bio-oil dimulai dengan persiapan bahan baku lignoselulosa
seperti kayu atau limbah agroindustri menjadi partikel-partikel yang lebih
kecil hingga berdiameter kurang dari 1mm. Pengecilan ukuran dimaksudkan untuk
mempercepat reaksi pirolisis. Selanjutnya, bahan dimasukkan ke dalam reactor yang
dipanaskan pada suhu 450-500ᵒC tanpa kehadiran oksigen. Di dalam reactor
pirolisis, partikel akan dikonversi menjadi uap yang dapat dikondensasi, gas
yang tidak dapat dikondensasi, dan padatan arang. Kemudian, produk
ditransportasikan ke dalam cyclone. Di
dalam cyclone, gas yang dapat
dikondensasi akan dikondensasikan (selanjutnya disebut sebagai bio-oil) dan
arang yang terbentuk dipisahkan. Sementara itu, gas yang tidak dapat
terkondensasi (termasuk didalamnya CO2, H2, CH4,)
akan dibakar dibakar dan dikembalikan ke reactor untuk menjaga panas proses.
Dalam reaksi produksi bio-oil tidak dihasilkan limbah. 100% bahan baku
dikonversi menjadi bio-oil dan arang, sedangkan gas yang tidak dapat
dikondensasi dikembalikan ke dalam proses sebagai sumber energy. Tiga produk
akhir yang dihasilkan dalam proses
pirolisis yaitu (60-75wt%), arang (15-20wt%), dan gas tidak terkondensasi
(10-20wt%).
Arang merupakan by product dalam
pembuatan bio-oil, berwujud padatan berbentuk granular. Seperti halnya bio-oil
, arang termasuk bahan bakar ramah lingkungan. Arang dapat digunakan sebagai
bahan bakar karbon aktif dan setelah dimurnikan dapat digunakan sebagai bahan
pensubstitusi anthracite coal yang
umumnya dimanfaatkan dalam pembuatan baja .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar