Pemanfaatan Kulit Kayu (Bark) Untuk Energi, Pertanian dan Bahan Kimia

Photo diambil dari sini

Pada sejumlah industri pengolahan kayu seperti kayu lapis, barecore dan sebagainya limbah kulit kayu masih banyak yang belum dimanfaatkan. Kulit kayu tersebut bisa dimanfaatkan secara langsung sebagai sumber bahan bakar misalnya untuk pengeringan kayu itu sendiri dan inilah umumnya yang dilakukan saat ini, tetapi seringkali akibat jumlahnya yang berlebih ternyata tidak semuanya bisa termanfaatkan. Kulit kayu (bark) juga bisa digunakan untuk energi dalam bentuk lain, yakni dengan dibuat pellet seperti halnya wood pellet, tetapi karena nilai kalorinya tidak cukup tinggi akibat kandungan abu yang besar, maka cenderung dihindari. Pada proses produksi wood pellet untuk premium grade, kulit (bark) ini juga dipisahkan pada proses pengelupasan kulit (debarking) karena untuk mendapatkan kadar abu yang kecil yakni kurang dari 1%. Tentu ada banyak pilihan proses untuk memanfaatkan atau mengolah limbah kulit kayu tersebut, yang pada akhirnya dipilih adalah yang memberikan manfaat terbesar.

Hampir semua industri pengolahan membutuhkan energi baik berupa panas, listrik atau mekanik, sehingga kebutuhan energi sangat besar demikian juga usaha pertanian membutuhkan pupuk berkualitas tinggi untuk produktivitas hasil pertanian. Melihat potensi kebutuhan pasar yang besar tersebut maka pemanfaatan limbah kulit kayu sebaiknya diarahkan untuk kedua hal tersebut. Dengan (slow) pirolisis maka akan dihasilkan sejumlah produk yang bermanfaat dan bernilai ekonomi tinggi. Produk utamanya adalah arang, kemudian sejumlah produk samping yakni biooil, syngas dan pyrolysis acid (biomass vinegar) atau asap cair.  Arang selain bisa digunakan energi, tetapi karena kandungan abu-nya cukup tinggi penggunaan untuk pertanian lebih efektif. Arang pertanian (biochar)   memiliki banyak keunggulan pada pertanian, walaupun secara nutrisi arang (biochar) rendah tetapi kandungan karbon yang tinggi membuat material tersebut berpori-pori yang mampu menahan pupuk (slow release) dari pencucian, menjaga kelembaban tanah, menaikkan pH tanah dan rumah mikrorganisme penyubur tanah. Pada akhirnya penggunaan arang (biochar) untuk pertanian tersebut akan meningkatkan produktivitas dan kualitas hasil pertanian.

Sedangkan produk samping berupa biooil dan syngas, keduanya bisa langsung dibakar untuk menghasilkan energi. Pada tahap lebih lanjut biooil juga bisa dimurnikan menjadi grade bahan bakar yang lebih bagus seperti bensin atau solar (minyak diesel). Demikian juga syngas dengan diproses lanjut menggunakan katalis tertentu akan menjadi produk bahan kimia yakni metanol atau etanol. Bagaimana dengan pyrolysis acid (biomass vinegar)? Pyrolysi acid (biomass vinegar) atau asap cair pada porsi tertentu bisa digunakan untuk pengawet kayu, anti rayap dan pengental getah karet. Bau yang tidak enak pada karet akan sangat tereduksi drastis apabila menggunakan biomass vinegar sebagai bahan pengentalnya. Produk-produk tersebut juga lebih alami dan ramah lingkungan karena menggunakan bahan baku yang terbarukan, bukan dari sumber kelompok fossil. Pada prakteknya biasanya sejumlah bahan dari bahan baku fossil masih dibutuhkan dalam prosentase tertentu, tetapi secara bertahap tentu hal ini bisa dikurangi seiring kecenderungan penggunaan dari sumber terbarukan.

Sebuah pabrik pengolahan kayu yang efisien dan zero waste tentu menjadi idaman bagi pemilik pabrik. Zero waste juga sangat bagus dari perspektif lingkungan. Pemilik pabrik bisa mengintegrasikan pengolahan pemanfaatan limbah kulit kayu tersebut dalam sistem produksi yang sudah ada ataupun menjualnya ke pihak lain karena sudah cukup sibuk dan kewalahan dengan operasi harian yang dilakukan. Banyaknya limbah kulit kayu dari pabrik-pabrik pengolahan kayu yang belum termanfaatkan bahkan cenderung mencemari lingkungan dan prospek menarik dari produk-produk yang dihasilkan pengolahan limbah kulit kayu, bisa mendorong berbagai pihak untuk menjadikannya suatu usaha atau bisnis.  

Memanfaatkan Panas Limbah Untuk Produksi Listrik , Yang Digunakan Untuk Menjalankan Pabrik Wood Pellet

Sebagian besar industri pengolahan kayu membutuhkan proses pengeringan sebelum kayu tersebut diolah lebih lanjut, misalnya pada industri kayu lapis dan barecore. Pada proses pengeringan tersebut pada umumnya juga dihasilkan banyak panas limbah atau panas yang hilang dan terbuang percuma. Panas limbah tersebut sebenarnya bisa dimanfaatkan dengan teknologi ORC (Organic Rankine Cycle) yakni pembangkit listrik yang menggunakan fluida organik yang memiliki titik didih rendah sebagai penggerak turbinnya sehingga kebutuhan panas juga tidak besar. Semakin besar industri pengolahan kayu otomatis juga semakin besar volume kayu yang dikeringkan dan juga panas limbah yang dihasilkan.

Perbedaan utama ORC dengan pembangkit listrik pada umumnya (steam turbine) terletak pada fluida yang digunakan, yakni pada ORC menggunakan fluida organik yang harganya lebih mahal dibandingkan dengan hanya air sebagai bahan baku steam untuk penggerak turbin. Fluida organik yang biasa digunakan pada ORC adalah refrigerant R-123 dan keuntungan lain dari teknologi ini adalah pembangkit listrik bisa dibuat kapasitas kecil, mulai sekitar 500 KW. Sedangkan pada steam turbine kapasitas terkecil pembangkitnya dikisaran 5 MW atau sangat besar untuk kebutuhan industri pada umumnya. Saat ini juga teknologi ORC juga belum banyak dikenal apalagi untuk diterapkan di Indonesia. 

Pada industri pengolahan kayu seperti barecore dan kayu lapis juga dihasilkan banyak limbah kayu. Limbah kayu baik berupa serbuk gergaji, limbah planner dan potongan-potongan kayu adalah bahan baku untuk pabrik wood pellet.  Industri pengolahan kayu dengan kapasitas besar yang cocok untuk konfigurasi tersebut, yakni dengan produksi limbah kayu rata-rata diatas 3 ton/jamnya dan mampu menghasilkan listrik dari ORC diatas 500 KW. Penentuan kapasitas pabrik wood pellet 3 ton/jam adalah karena kapasitas minimal yang memberi keuntungan menarik.  Disamping itu untuk produksi wood pellet bahan baku limbah-limbah kayu tersebut juga perlu disesuaikan untuk produksi wood pellet baik ukuran maupun kekeringannya. Keuntungan dari limbah-limbah yang dihasilkan dari industri kayu adalah limbah-limbah tersebut memiliki tingkat kekeringan yang tinggi sehingga juga tidak memerlukan proses pengeringan untuk produksi wood pellet tetapi sebaliknya yakni  malah dibasahi dengan air sampai kadar air tertentu sehingga bisa digunakan untuk produksi wood pellet.  Skema konfigurasi pembangkit listrik ORC dan listriknya digunakan untuk produksi wood pellet tampak seperti skema dibawah ini.

Selain teknologi ORC, panas limbah (waste heat) yang dihasilkan dari pengeringan kayu juga bisa sebagai pembangkit listrik dengan teknologi stirling engine. Tetapi teknologi stirling engine saat ini hanya efektif baru sampai kapasitas 100 KW sehingga tidak cocok apabila digunakan untuk operasional pabrik wood pellet. Pemanfaatan panas limbah untuk produksi listrik dengan teknologi strirling engine mungkin lain waktu bisa kita bahas. Bahkan untuk pemanfaatan energi panas menjadi listrik pada skala kecil atau mikro juga dapat kita saksikan pada kompor masak, dengan menggunakan teknologi thermo-electric generator (TEG). Panas sebagai suatu energi tidak semestinya kita buang percuma tetapi harus dimanfaatkan pada berbagai hal yang bermanfaat.