Produksi Bahan-Bahan Kimia dari Biomasa

Hampir semua bahan kimia yang dibuat dari minyak bumi (petroleum based chemical) juga bisa dibuat dari biomasa (bio-based chemical).  Itulah mengapa biomasa punya peran strategis ketika terjadi kelangkaan minyak bumi (fossil fuel). Masalah teknologi dan keekonomian umumnya yang menjadi kendala implementasi produksi bahan kimia dari biomasa. Walaupun produksi bahan kimia dari biomasa belum sesiap produksi bahan bakar (biofuel) dan sudah banyak terimplementasi saat ini tetapi diprediksi produksi bahan kimia dari biomasa akan mencapai kemajuan lebih cepat daripada biofuel, hal ini karena bahan kimia memiliki nilai tambah atau kentungan lebih besar daripada biofuel.   

Tantangan terbesar untuk bahan kimia dari biomasa adalah biaya produksi lebih  rendah tetapi memiliki kualitas setara bahan kimia minyak bumi atau memberikan keunggulan lebih dengan biaya yang sama. Ada dua rute yang digunakan untuk produksi bahan kimia dari biomasa saat ini, yakni rute biologi (bio-process)  dan rute thermal (thermochemical). Rute biologi dengan mikroorganisme dan fermentasi  memiliki kecepatan proses lebih lambat daripada rute thermal. Saat ini sebagian besar produksi bahan kimia menggunakan rute biologi dan beberapa menggunakan rute thermal.  

Asam asetat, ethyl asetat dan etanol adalah beberapa bahan kimia telah diproduksi dari biomasa. Bahan kimia khusus seperti succinic acid yang banyak digunakan pada plastics,  fibers,  polyesters and  pigments, diproduksi dengan rute biologi.  Dengan kapasitas sekitar 15.000 ton/tahun pabrik succinic acid dibuat di Lousiana, US.  Sedangkan levulinic  ketal adalah bahan kimia khusus yang dibuat melalui rute thermochemical,  yang akan diproduksi kurang lebih 5.000 ton/tahun pada tahap awal di Golden Valley Minnesota. Levulinic ketal sebagai alternatif petroleum-based plasticizers, polyols dan solvent.

Model Semi-Kontinyu Produksi Arang Tempurung Kelapa

Rendahnya kualitas arang tempurung kelapa membuat pemanfaatan menjadi produk turunan selanjutnya menjadi terbatas dan terkendala. Sebagaian besar produksi arang tempurung kelapa masih dilakukan secara tradisional bahkan banyak yang tidak menggunakan kaidah yang benar seperti menyiram air untuk memadamkan arang yang masih berupa bara api. Salah satu produk turunan arang tempurung yang memiliki kualitas dan nilai tambah yang tinggi adalah untuk produksi arang aktif (activated carbon).  Ada lebih dari 150 varian arang aktif dan penggunaannya sangat luas pada berbagai industri. Sebagai negara dengan luas kebun kelapa terluas di dunia, tentu, sebuah peluang yang sangat menarik dan masih sangat terbuka.

Produksi arang aktif dimulai dari bahan baku arang yang berkualitas. Kualitas arang yang tinggi dibuat dari bahan baku memenuhi standar dan proses produksi modern. Pengaturan kondisi operasi berupa suhu, waktu tinggal dan kecepatan pemanasan adalah sejumlah variable proses yang harus dilakukan dengan mudah untuk menghasilkan produk yang standard dan stabil. Untuk mencapai kualitas produk yang diinginkan juga dilakukan dengan pengaturan kondisi proses. Efisiensi energi dan konversi ke produk yang  tinggi adalah parameter untuk tercapainya derajat keekonomian proses produksi yang tinggi.

Sementara proses batch telah banyak dilakukan, dibawah ini skema proses produksi arang tempurung kelapa secara semi-kontinyu, sebelum meningkat ke proses kontinyu.  Sumber panas dihasilkan dari gasifikasi sekam padi. Hal ini karena sekam padi banyak tersedia di berbagai tempat dan masih dianggap limbah sehingga belum dimanfaatkan. Seluruh uap dari hasil pirolisis di recycle sebagai sumber bahan bakar di tungku bersama gas dari gasifikasi sekam padi. Pirolisis dengan sistem indirect heating memungkinkan proses yang terjadi benar-benar tanpa oksigen atau hampa udara. Pada akhir proses akan didapat produk berupa produk utama berupa arang tempurung kelapa dari proses pirolisis dan arang sekam sebagai produk samping dari proses gasifikasi. Kualitas dan kuantitas arang yang dihasilkan dari gasifikasi juga berbeda dengan arang dari proses pirolisis karena kondisi operasi dan adanya oksigen pada proses gasifikasi.