Optimasi Kinerja Cooling Tower dengan Peningkatan Kualitas Air dengan Teknologi AOP Ramah Lingkungan

Cooling tower (menara pendingin) adalah perangkat penting dan vital bagi operasional berbagai industri pengolahan secara luas. Proses pendinginan tersebut bagi suatu industri pengolahan, industri kimia, industri migas (kilang minyak dan petrokimia), industri biofuel dan biorefinery, pembangkit listrik (berbahan bakar fossil fuel maupun biomasa), geothermal  hingga data center skala besar (hyperscale) sangat penting. Dengan kondisi proses yang tercapai maka industri tersebut bisa menghasilkan produk yang ekonomis / efisien dan stabil. 

Media pendingin di industri atau pabrik tersebut berupa air, dan air tersebut didinginkan dalam cooling tower. Dan udara dari atmosfer digunakan untuk mendinginkan air hangat dari proses di industri atau pabrik melalui alat cooling tower ini. Hal ini sehingga terjadi kontak langsung antara udara dari atmosfer dengan air hangat untuk didinginkan tersebut. Hal inilah yang menjadi salah satu sumber pengotor bagi air cooling tower tersebut. Sejumlah air tambahan (make-up water) juga perlu ditambahkan untuk mengganti air yang hilang seperti blow down, kebocoran dan sebagainya. 

Dengan operasional 24 jam secara terus menerus hampir setahun penuh dengan volume air pendingin yang disirkulasikan juga besar hingga ribuan ton/jam , tentu bukan hal sederhana untuk bisa menjaga kualitas air tetap baik dan stabil. Apabila kualitas air tidak bisa dijaga maka akan muncul sejumlah masalah serius. Sejumlah masalah bagi operasional cooling tower tersebut seperti korosi, kerak, terbentuk lapisan karena green algae, bahan-bahan organik dan sejumah mikro organisme akan menurunkan performa cooling tower tersebut. Apabila hal itu terjadi maka pertukaran panas akan tergangggu dan kebutuhan energi untuk operasional cooling tower akan meningkat. Ketika proses pendinginan tidak berjalan sebagaimana mestinya hal tersebut juga akan berpengaruh pada kualitas produk dan keawetan peralatan produksi, bahkan ekstrimnya jika cooling tower tidak berfungsi maka industri atau pabrik tersebut akan berhenti beroperasi (shut down). 

Pada kondisi cooling tower yang rusak atau efisiensi rendah seperti karena terjadinya kerak sehingga terjadi efek pembuangan panas yang rendah dan banyak kehilangan energi. Lalu terjadinya karat menyebabkan pipa rapuh dan bocor sehingga umur pakai pipa singkat saja. Lalu munculnya green algae, lumut dan lumpur dari akumulasi bahan organik hal-hal tersebut akan menganggu aliran air bahkan penyumbatan pada pipa dan kran-kran.  Pengganggu lainnya yakni adanya bakteri dan khususnya legionella (bakteri patogen yang menyebabkan legionellosis) yang menyebabkan berbagai masalah kesehatan.  

Air dingin sebagai output / produk dari cooling tower akan digunakan sebagai media pendingin dalam industri atau pabrik seperti kondensor maupun alat penukar panas lainnya.  Lapisan pengotor (fouling) yang terbentuk oleh kerak pada permukaan alat penukar panas (heat exchanger) pada akhirnya mengurangi koefisien perpindahan panas secara keseluruhan. Secara umum, sekitar 15% energi hilang setiap tahunnya karena penurunan efisiensi perpindahan panas yang disebabkan oleh pengotoran (fouling). Oleh karena itu, perlu dilakukan penggantian pipa secara berkala setiap 3 hingga 5 tahun sekali, dan itu bukan biaya yang murah. Bahkan jika masalah pengotor (fouling) ini tidak dikendalikan maka kehilangan panas (heat loss) dapat mencapai hingga 70% setelah lima tahun beroperasi.

Apabila terjadi masalah maka perbaikan perlu dilakukan dan sering kali perbaikan cooling towetr tersebut berbiaya mahal. Sejumlah perbaikan / reparasi pada cooling tower tersebut meliputi perbaikan struktur, penggantian komponen mekanik, drift eliminators, distribusi air dan tipe fill. Selain masalah desain dari pembuat alat cooling tower tersebut masalah kualitas air sangat berpengaruh pada performa hingga umur pakai peralatan tersebut. Hal ini sehingga salah satu solusinya yakni upaya untuk menjaga kualitas air tersebut harus dimaksimalkan. 

Teknologi AOP (advanced oxidation process) telah menjadi perhatian negara-negara maju untuk memaksimalkan kualitas air termasuk air sebagai media pendingin yang diproses dalam cooling tower. Teknologi AOP memberikan sterilisasi lengkap tanpa meninggalkan residu beracun dan menunjukkan daya oksidasi yang jauh lebih kuat daripada oksidan konvensional seperti klorin, klorin dioksida, dan kalium permanganat. Teknologi AOP yang dirancang khusus untuk kecepatan dan intensitas reaksi akan sangat efektif untuk tujuan tersebut.  

Dibandingkan treatment dengan bahan kimia, walaupun treatment secara kimia masih umum digunakan, tetapi terdapat pembatasan karena pencemaran lingkungan dan produksi formaldehida, serta karena para pekerja terkena bahaya yang serius. Seiring dengan semakin ketatnya pembatasan terhadap pencemaran lingkungan oleh pemerintah masing-masing, penggunaan bahan kimia akan semakin dibatasi. Beberapa negara maju mulai mengendalikan penambahan bahan kimia. Pemerintah Singapura melarang penambahan bahan kimia ke cooling tower sejak tahun 2008.

Jika tertarik mengetahui teknologi AOP dan aplikasinya untuk cooling tower water conditioner tersebut, silahkan kontak : eko.sbs@gmail.com

 

Pengolahan Limbah Batang Sawit untuk Produksi OPT Dust Block

Pada dasarnya ada banyak opsi untuk pengolahan limbah batang kelapa sawit dari program peremajaan sawit (replanting). Industri pengolahan kapasitas kecil menengah hingga besar bisa dibuat tergantung dari seberapa besar kebutuhan pasar dan kapasitas bahan baku. Teknologi sederhana hingga teknologi canggih juga bisa diaplikasikan pada industri tersebut. Salah satu opsi  pengolahan limbah batang sawit tersebut adalah dengan produksi OPT dust block. OPT dust block adalah kelompok produk biomaterial dengan penggunaan khususnya sebagai alas tidur hewan (animal bedding). Hewan ternak seperti sapi dan kuda membutuhkan animal bedding tersebut dan khususnya pada musim dingin.  

 

Mengapa animal bedding untuk sapi dan kuda cocok dengan OPT dust block tersebut ? Karakteristik material dari batang sawit yang memiliki kemampuan menyerap air cepat menjadi faktor penting. Produksi OPT dust block sebagai teknologi pemadatan (biomass densification) juga tidak sulit, sama seperti pembuatan cocopeat block. Dibandingkan dengan cocopeat block yang juga superior dalam penyerapan air tetapi karena harganya jauh lebih mahal, maka OPT dust block lebih menjadi pilihan. Selain itu cocopeat block pada umumnya telah digunakan sebagai media tanam.

Volume atau kapasitas produksi OPT dust block juga tidak akan setinggi untuk kebutuhan energi atau bahan bakar, misalkan apabila limbah batang sawit diolah menjadi pellet (OPT pellet) dan untuk bahan bakar pembangkit listrik, lebih detail baca disini. Tetapi sebagai solusi pemanfaatan limbah batang sawit sehingga tidak dibiarkan saja sehingga mencemari lahan, tentu produksi OPT dust block bisa sebagai solusi jitu. Ceruk pasar di sektor peternakan dengan aplikasi animal bedding  juga bisa terus meningkat seiring perkembangan sektor peternakan tersebut. Dan sebagai bisnis yang bisa memberi keuntungan finansial  dan juga sebagai solusi masalah lingkungan, tentu ini sangat menarik dan perlu dipertimbangkan.  

Blue Economy & Bioeconomy – Rumput Laut, Kelapa dan Nyamplung

Dengan garis pantai terpanjang kedua di dunia, berada di khatulistiwa sehingga beriklim tropis dan produsen kelapa terbesar di dunia maka menjaga dan terus mengembangkan kelapa sangat penting dan strategis bagi Indonesia, apalagi Indonesia yang sudah sejak dulu juga sudah terkenal dengan negeri nyiur melambai. Usia produktif pohon kelapa juga sangat panjang yakni 60 tahun sehingga bisa diwariskan lintas generasi. Pohon nyamplung yang mudah tumbuh dan banyak terdapat di kawasan pinggir pantai juga seharusnya dikembangkan, demikian juga potensi rumput laut juga harus ditingkatkan. Dengan perkembangan zaman untuk melakukan dekarbonisasi pada berbagai sektor kehidupan khususnya penggunaan energi terbarukan maka kelapa,nyamplung dan rumput laut bisa menjadi solusi jitu.

Minyak kelapa sama seperti minyak inti sawit (Palm Kernel Oil / PKO) memiiki kandungan asam laurat yang tinggi, sehingga sangat cocok untuk produksi Sustainable Aviation Fuel (SAF). Saat ini Indonesia sedang mencanangkan produksi SAF dari minyak sawit yakni minyak inti sawit tersebut menjadi 3% pada tahun ini (2026). Kebijakan ini dipercepat untuk mendukung target dekarbonisasi sektor penerbangan. Produksi minyak inti sawit berkisar 5 juta ton/tahun dengan penggunaan utama saat ini sebagai sangat beragam, mencakup industri makanan (margarin, cokelat, kue), kosmetik (sabun, sampo, lipstik), oleokimia (asam lemak, gliserol), hingga energi terbarukan (SAF)-masih tahap awal, serta produk non-makanan seperti pelumas. sedangkan potensi minyak kelapa sebesar 2,9 juta ton dengan penggunaan utama memasak (minyak goreng), industri makanan olahan (biskuit, margarin, es krim), kosmetik (sabun, sampo, pelembap), kesehatan (dikonsumsi langsung sebagai Virgin Coconut Oil (VCO)) dan farmasi (basis salep), perawatan kulit/rambut dan oleokimia. Mengapa minyak kelapa dan minyak inti sawit sangat cocok untuk produksi SAF, lebih detail baca disini.

Sebagai tambahan potensi bahan baku SAF dari kelapa bahwa di organisasi penerbangan sipil internasional / International Civil Aviation Organization (ICAO) telah memasukkan kelapa non-standar di dalam positive list ICAO – ICAO document – CORSIA Default Life Cycle Emissions Values for CORSIA Eligible Fuels, Edisi ke-6 pada tanggal 28 Oktober 20024. Kelapa non-standar itu meliputi kelapa tua berukuran sangat kecil, sudah bertunas, mulai membusuk atau berjamur dan yang pecah. Berdasarkan data dari sejumlah riset bahwa jumlah kelapa non standar di Indonesia diperkirakan mencapai 30% dari produksi kelapa Indonesia.  

Terkait kelapa, pemerintah semestinya membatasi atau melarang export kelapa bulat. Hal ini selain akan menghambat industri pengolahan kelapa dalam negeri juga lebih khusus pengembangan SAF tersebut, Selain itu upaya replanting kebun kelapa juga harus dilakukan. Luas kebun kelapa yang harus direplanting saat ini mencapai ratusan ribu hektar, seperti di Riau saja dengan area kebun kelapa 426.579 hektar (11,4% dari luas perkebunan di provinsi tersebut, lebih detail baca disini) perlu melakukan replanting kelapa 72 ribu hektar,  sedangkan kecepatan replanting sangat rendah sehingga produktivitas kelapa terus menurun. Sedangkan untuk pohon nyamplung dan rumput laut perlu sosialisasi hingga gerakan aksi nyata sehingga mampu memenuhi target produksi dan diharapkan. 

Sedangkan minyak nyamplung bisa dimanfaatkan untuk produksi biodiesel / FAME. Dari rencana pemerintah untuk meningkatkan campuran biodiesel dari B-40 ke B-50,ini berarti mensyaratkan minyak nabati khususnya minyak sawit menjadi hampir 60 juta ton/tahun. Sementara saat ini produksi minyak sawit mentah atau CPO berkisar 50 juta ton/tahun dan peningkatan 20% atau menjadi 60 juta ton/tahun tentu tidak mudah. Apalagi saat ini perluasan kebun sawit (ekstensifikasi) menjadi sorotan publik yang tajam dengan atensi publik yang luas. Sejumlah bencana alam khususnya dan terutama banjir Sumatera yang telah membawa korban jiwa ribuan manusia dengan ekstensifikasi kebun sawit sebagai tersangkanya, semakin menyulitkan upaya peningkatan produksi minyak sawit melalui perluasan lahan tersebut. Dan memang perluasan lahan (ekstensifikasi) tersebut harus selalu dalam koridor keberlanjutan / sustainibility, sehingga sawit bisa menjadi berkah dan bukan bencana.

Pohon nyamplung dengan produktivitas hampir sama dengan pohon sawit sangat menarik untuk dikembangkan untuk produksi biodiesel tersebut atau lebih praktisnya menambah 10 juta ton / tahun untuk mencapai proporsi B-50 tersebut. Sepanjang garis pantai Indonesia yang sangat panjang bisa sebagai lokasi perkebunan kelapa dan nyamplung. Selain itu dari rumput laut dari limbahnya juga bahan baku potensial untuk energi terbarukan tersebut, baik ethanol, biodiesel maupun SAF.

Sedangkan dari sektor rumput laut, selain untuk produksi agar, karaginan dan alginat yang banyak digunakan untuk produk pangan, dari limbah rumput laut bisa dihasilkan biofuel. Limbah industri rumput laut dapat mencapai 65-75% dari bahan baku segar yang diproses. Jumlah yang sangat besar ini seringkali terbuang sia-sia tanpa dimanfaatkan lebih lanjut yang dapat meningkatkan nilai tambah. Karena limbah rumput laut padat mengandung selulosa dalam prosentase tinggi dan hanya sedikit lignin, limbah ini berpotensi diolah menjadi bioethanol hingga bahan bakar penerbangan berkelanjutan (SAF). Rute proses yakni ATJ atau alcohol to jet fuel bisa digunakan untuk produksi bahan bakar penerbangan berkelanjutan (SAF) tersebut. Sementara ini limbah rumput laut biasanya dibuang di tempat pembuangan sampah, yang dapat menyebabkan masalah bau tidak sedap. Spesifikasi limbah industri dari spesies E. cottonii yakni kadar air 3,66%; abu 36,84%; protein 1,78%; karbohidrat 11,36%; selulosa 0%; hemiselulosa 12,86%; lignin 0%. Sedangkan spesifikasi limbah industri dari spesies Gracilaria sp. dan Gelidium sp.: selulosa 26,92%; hemiselulosa 16,11%; lignin 15,38%; abu 16,72%; kadar air 12,94%; NaCl 3,77%. 

Setelah usia produktif habis atau berakhir maka pohon kelapa dan pohon nyamplung tersebut ditebang. Batang pohon kelapa dan pohon nyamplung sangat cocok untuk kayu bangunan yang digunakan untuk perumahan. Hal ini sehingga akan menambah nilai ekonomi dan merupakan kebutuhan yang akan terus dibutuhkan. Bahkan upaya meningkatkan kualitas kayu juga bisa dilakukan dengan upaya rekayasa bahan kayu tersebut seperti dengan CLT (cross laminated timber) dan sebagainya. 

Dan seperti halnya sawit, baik kelapa dan nyamplung juga menghasilkan cangkang atau tempurung. Sama seperti halnya cangkang sawit yang bisa digunakan untuk bahan bakar demikian juga tempurung kelapa dan cangkang nyamplung. Bahkang cangkang sawit atau dikenal dengan PKS (palm kernel shell) adalah kompetitor utama wood pellet di pasar bahan bakar biomasa global. Tetapi karena kualitasnya tempurung kelapa lebih bagus atau lebih sesuai untuk produksi briket arang dan karbon aktif (activated carbon), maka umumnya tempurung kelapa dikarbonisasikan atau dibuat arang. Arang tersebut adalah produk antara atau bahan baku briket arang dan activated carbon tersebut. Lebih detail tentang produksi activated carbon dari tempurung kelapa baca disini. Sedangkan cangkang nyamplung karena belum banyak diproduksi maka pemanfaatannya juga masih terbatas, tetapi apabila jumlahnya besar seperti produksi cangkang sawit, maka bisa jadi akan seperti cangkang sawit, atau mungkin juga seperti pemanfaatan di tempurung kelapa. 

Selain itu baik produksi atau ekstraksi minyak kelapa dan minyak nyamplung akan dihasilkan bungkil. Bungkil kelapa dan bungkil sawit tersebut bisa sebagai pakan ternak, tetapi bungkil sawit butuh nyamplung butuh proses tambahan sehingga tidak beracun dan aman untuk pakan ternak tersebut. Pengembangan blue economy di pesisir laut Indonesia ini semestinya menjadi perhatian penting sebagai solusi ekonomi yang ramah lingkungan yang sesuai dengan kondisi dan potensi masyarakat Indonesia serta sejalan dengan concern masyarakat global untuk dekarbonisasi sebagai mitigasi perubahan iklim dan global warming. Selain juga mendukung ketahanan pangan dan pakan.