Potensi Biomasa Untuk Produksi Bahan Kimia

Biomasa adalah sumber terbarukan berbasis karbon sehingga semua produk yang bisa diproduksi dengan bahan baku minyak dan gas bumi di industri petrokimia, juga bisa diproduksi dari biomasa di industri yang bisa dikatakan biorefinery dan sejenisnya. Senyawa kimia hidrokarbon yang paling digunakan dan diproduksi saat ini adalah etilene (ethylene). Pabrik petrokimia dengan produksi ratusan ribu hingga  jutaan ton per tahun banyak berdiri di seantero dunia. Dari senyawa etilene tersebut bisa dibuat banyak sekali produk terutama berbagai jenis plastik antara lain polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS) dan berbagai kimia organik lainnya. Produk-produk tersebut banyak sekali penggunaannya dalam kehidupan manusia seperti kemasan, transportasi, kelistrikan, elektronik, tekstil, konstruksi dan pengguna bahan kimia, pelapisan (coating) dan bahan perekat (adhesive).

Penggunaan terbesar ethylene terhitung sekitar 60% dari penggunaan global adalah untuk polyethylene, dengan jenis Low density polyethylene (LDPE), Linear low density polyethylene (LLDPE) dan High density polyethylene (HDPE). Konsumen pengguna terbesar kedua dari etilen adalah untuk ethylene oxide (EO) yang utamanya untuk membuat ethylene glycol.  Ethylene dichloride (EDC) dibuat dari klorinasi ethylene dan kemudian dipecah rantainya menjadi vinyl chloride monomer (VCM). Hampir semua VCM kemudian digunakan untuk membuat polyvinyl chloride (PVC) dengan aplikasi utama untuk industri konstruksi.  Ethylene dapat direaksikan dengan benzene untuk membuat ethylbenzene yang kemudian diproses lanjut menjadi styrene. Produk akhir dari styrene adalah polimer dan synthetic rubber seperti polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) dan styrene butadiene rubber (SBR).

 

Rute proses kimia pada dasarnya adalah sangat banyak dan lebih merupakan sisi “seni” bagi para perancang proses kimia terutama tergantung dari karakteristik bahan baku dan spesifikasi produk akhir yang menjadi target. Etilen dapat diproduksi dari gas metana. Pirolisis biomasa dan fermentasi limbah organik (proses biogas/bio-proses) akan dihasilkan gas terutama metana. Proses fermentasi biomasa mungkin akan dihasilkan jumlah gas metana lebih banyak tetapi proses produksi lebih lama. Hal ini karena proses biologi (bio-process) seperti fermentasi pada umumnya akan memakan waktu lebih lama daripada rute thermal (thermochemical) seperti pirolisis. Sedangkan pada industri petrokimia bahan baku untuk memproduksi ethylene sebagian besar menggunakan naphta. Harga gas metana dari proses tersebut dibandingkan gas metana dari tambang gas (LNG atau CNG) menjadi salah satu faktor penentu keekonomiannya. Metana dari proses pengolahan biomasa tersebut juga bisa diolah menjadi metanol.  Metanol dapat digunakan sebagai bahan baku produk kimia lainnya atau bahan bakar seperti bahan bakar jet. Tantangan terbesar untuk produksi bahan kimia dari biomasa saat ini adalah biaya produksi lebih rendah tetapi memiliki kualitas setara bahan kimia minyak bumi atau memberikan keunggulan lebih dengan biaya yang sama.

Memilih Pembangkit Listrik Energi Biomasa

Sejumlah daerah di Indonesia masih banyak yang belum teraliri listrik terutama daerah terpencil atau pelosok, padahal listrik adalah bentuk energi yang sangat banyak pemanfaatannya sehingga memudahkan manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya. Sedangkan di sisi lain dengan luasnya daerah dan iklim tropis, Indonesia adalah sumber biomasa melimpah baik berupa limbah-limbah agroindustri/pertanian ataupun yang diusahakan dengan cara ditanam. Biomasa ini bisa digunakan sebagai sumber energi pembangkit listrik.

Ada sejumlah teknologi melalui proses thermal untuk menghasilkan listrik tersebut. Teknologi gasifikasi paling populer untuk tujuan tersebut dibandingkan dengan pembakaran (combustion) dan pirolisis. Hal ini karena teknologi gasifikasi bisa dirancang untuk kapasitas relatif kecil dan masih ekonomis, sedangkan pembakaran (combustion) khususnya pada jenis steam powerplant  hanya ekonomis dan efisien pada kapasitas pembangkit listrik cukup besar yakni lebih dari  1 MW, sedangkan pembakaran (combustion) pada sistem Organic Rankine Cycle (ORC) mampu untuk produksi listrik skala lebih kecil. Perbedaan steam powerplant  yakni menggunakan fluida berupa kukus atau steam sedangkan pada ORC memanfaatkan fluida organik yang mampu menguap pada temperatur rendah. Jenis fluida organik tersebut saat ini masih mahal dan teknologi ini  tergolong masih baru sehingga belum banyak dikenal sehingga belum tentu cocok untuk digunakan di daerah terpencil atau pelosok Indonesia. Sedangkan pirolisis lebih cocok untuk produksi material seperti arang, torrefied biomass atau biooil, yang dipakai sebagai bahan bakar atau bahan kimia, atau arang bisa diolah lanjut sebagai arang aktif. 

Teknologi gasifikasi inilah yang saat ini paling populer dan banyak digunakan untuk membangkitkan listrik dari biomasa. Dan apabila ditinjau lebih spesifik maka gasifikasi tumpukan tetap (fixed bed) dengan aliran udara downdraft –lah yang paling banyak digunakan karena terutama operasional lebih mudah dan syngas yang dihasilkan lebih bersih sehingga mudah dikondisikan sebagai bahan bakar generator untuk menghasilkan listrik.  Sedangkan gasifikasi fluidized bed banyak digunakan pada kapasitas pembangkit lebih besar dan bahan bakar limbah agroindustri/pertanian, karena alasan salah satunya kandungan klorin yang tinggi limbah agroindustri/pertanian yang korosif terhadap logam. 

Rise in pellet exports to Asia

Feb. 2, 2015 - Pellet exports from North America rose in the 3Q/14 after a stable first half of the year that could be characterized as a temporary plateau. While pellet exports to Europe were up just marginally, the increase to Asia was more noticeable. Up until 2014, more than 95% of wood pellets leaving US and Canadian ports were destined for Europe.

However, during 2014 there was a shift in Canadian exports from Europe to Asia, with pellet plants in British Columbia shipping record volumes to South Korea during the 3Q/14, as reported in the North American Wood Fiber Review. (Note. Due to irregularities with Customs data, NAWFR collects trade data from a number of sources including Canadian and US customs export data, European import data and from quarterly conversations with both pellet exporters and port contacts.)

Total Canadian overseas pellet exports rose slightly in the 3Q/14 from the previous quarter, but they were still 15 per cent below their high of over half a million tons in the last quarter of 2013. Shipments from both Western and Eastern Canada to Europe fell in the first three quarters of 2014; in the 3Q/14, shipments were at their lowest level since 2011. Export volumes for the Asian market have followed a more positive trend, with increased shipments for six consecutive quarters.

British Columbia's pellet shipments overseas will likely remain stable during most of 2015 until the first of five announced pellet mills starts commercial operation late in 2015 or early 2016. There are currently plans to add over 800,000 tons of pellet capacity in the province during 2015/16 with South Korea being the target market (read more about the expansion plans in the NAWFR, www.woodprices.com).

In the US, pellet exports continue to be dominated by bulk shipments out of the US South to Europe, with only minor container volumes primarily shipped from the US West Coast to Asia. The US overseas pellet exports rose to over one million tons in the 3Q/14, with the growth in shipments having continued without pause since late in 2011.

The North American Wood Fiber Review has tracked wood fiber markets in the US and Canada for over 20 years and it is the only publication that includes prices for sawlogs, pulpwood, wood chips and biomass in North America. The 36-page quarterly report includes wood market updates for 15 regions on the continent in addition to the latest export statistics for sawlogs, wood pellets and wood chips.
- See more at: http://www.canadianbiomassmagazine.ca/pellets/rise-in-pellet-exports-to-asia-5069#sthash.1UxGPLHv.dpuf

Source : http://www.canadianbiomassmagazine.ca/pellets/rise-in-pellet-exports-to-asia-5069

Memilih Rotary Dryer Untuk Pengeringan Serbuk Kayu Pada Pabrik Wood Pellet dan Wood Briquette

Pada proses berbagai pengeringan material di industri, jenis pengering tipe rotary dryer atau drum dryer banyak digunakan. Keunggulan pengering jenis ini adalah mampu bekerja secara kontinyu sehingga mampu menghandle material dalam kapasitas cukup besar dan operasionalnya mudah. Sedangkan pada pabrik wood pellet dan wood briquette hampir semua menggunakan pengering jenis ini. Pengering jenis ini memanfaatkan udara panas dari sumber panas untuk proses pengeringannya.

Untuk mencapai tujuan pengeringan yang dikehendaki, maka proses pengeringan di dalam alat harus berjalan efektif. Luas permukaan kontak antara material yang dikeringkan dengan udara panas harus sebesar mungkin. Untuk maksud itu rotary dryer atau drum dryer dilengkapi sirip-sirip (flight) yang membantu memaksimalkan luas kontak antara partikel serbuk kayu dengan udara panas.  Lamanya waktu kontak  serbuk kayu dengan udara panas dan besarnya luas kontak antara keduanya adalah variabel yang diatur untuk mencapai tingkat kekeringan material yang dikehendaki.

Counter-current drum dryer

Co-current drum dryer

Pada banyak penggunaan rotary dryer menggunakan pola aliran lawan arah (counter-current) pada proses pengeringannya, karena hal itu membuat proses pengeringan berjalan secara bertahap. Tetapi khusus pada serbuk kayu penggunaan pola aliran tersebut tidak bisa dilakukan, karena serbuk kayu adalah material yang mudah terbakar. Untuk itu pengeringan serbuk kayu menggunakan jenis aliran searah (co-current). Serbuk kayu basah bertemu langsung dengan udara panas tidak membahayakan atau aman dilakukan yang terjadi pada aliran searah (co-current) sedangkan serbuk kayu kering bertemu udara panas dengan resiko kebakaran sangat tinggi pada aliran lawan arah (counter-current).  

Fungsi Ganda Cyclone Pada Pabrik Wood Pellet dan Wood Briquette

Cyclone adalah alat yang terutama untuk mengeliminasi debu pada pabrik wood pellet dan wood briquette karena bahan bakunya berupa partikel kecil seperti serbuk atau powder, yakni serbuk kayu. Walaupun ukuran partikel lebih besar bisa jadi mayoritas tetapi partikel yang ukurannya sangat lembut seperti debu pasti akan selalu ada dan beterbangan sehingga kalau tidak diatasi secara maksimal akan menimbulkan masalah kesehatan terutama pernafasan dan penglihatan. Cyclone cukup efektif dan murah dibandingkan alat eliminasi debu lainnya sehingga sangat populer digunakan pada industri ini.

Cyclone juga bisa dirangkai dan dirancang secara khusus tergantung dari penggunaannya. Dalam banyak kasus di pabrik wood pellet dan wood briquette cyclone dipasang tidak hanya satu tetapi dua, yang satu sebagai cyclone primer dan lainnya sebagai cyclone sekunder. Cyclone primer akan menangkan ukuran partikel lebih besar sedangkan cyclone sekunder menangkan ukuran partikel halus, dan partikel sangat halus lalu dibuang ke atmosfer sehingga sudah bisa ditoleransi oleh lingkungan. Ukuran partikel yang halus dari cyclone sekunder selanjutnya dicampur lagi dengan ukuran yang lebih besar (kasar) selanjutnya keduanya akan diumpankan untuk dipadatkan atau dicetak dalam pelletiser pada wood pellet atau extruder pada wood briquette.

Sebuah alat berupa silo atau hopper bisa ditambahkan setelah cyclone tersebut sebagai penampung sementara sebelum ke alat cetak tersebut diatas.   Dalam beberapa kasus bahkan cyclone dengan konfigurasi seperti diatas juga berfungsi ganda yakni sebagai penampung sementara sebelum pemadatan atau pencetakan tersebut. Konfigurasi cyclone seperti diatas juga selain mengeliminasi debu sebagai fungsi utama juga akan meminimalisir hilangnya bahan baku serta mengeliminasi alat tambahan seperti bag filter dan sebagainya.

Menilik Produksi Wood Pellet dan Wood Briquette

Selain teknologi sama, faktor biaya produksi wood pellet ternyata hampir sama dengan produksi wood briquette tipe screw, yakni daya 1 hp setara untuk produksi wood pellet 8,3 kg sedangkan pada wood briquette tipe screw 1 hp setara untuk produksi wood briquette 8 kg. Tetapi pada wood briquette perlu tambahan pemanasan pada ujung die untuk membantu proses densifikasi tersebut. Biaya pengeringan diantara keduanya juga hampir sama, yakni berkisar Rp 250/kg dengan mensyaratkan tingkat kekeringan atau kadar air yang sama sebagai umpan pellet maupun briquette pada level sekitar 10%.  Sedangkan biaya size reduction apabila bahan baku perlu penyesuaian ukuran menjadi sesuai untuk partikel yang dibutuhkan untuk produksi wood pellet dan wood briquette, juga relatif sama yakni setara 30 watt untuk setiap kilogramnya.  

Kelebihan pada wood briquette adalah bisa diproses lanjut menjadi charcoal briquette sedangkan pada wood pellet tidak. Tetapi wood pellet karena ukurannya kecil dan relatif mudah “mengalir” untuk pengumpanan sehingga banyak diaplikasikan pada pengumpanan otomoatis (automatic feeding). Mau produksi wood pellet atau wood briquette? Tentu harus dipertimbangkan masak-masak plus minus kedua produk tersebut.