Minyak Inti Sawit (PKO) dan Minyak Kelapa (CCO) Untuk Bio-Avtur (SAF)

Bio-avtur atau SAF (Sustainable Aviation Fuel) akan menjadi satu-satunya upaya dekarbonisasi pada sektor penerbangan hingga beberapa dekade ke depan. Tiga proses produksi terkemuka untuk produksi SAF yakni HEFA, FT dan ATJ.  Dan dari ketiga proses tersebut proses HEFA paling efisien dan paling kompetitif saat ini, diprediksi bertahan sampai 2030. Bahan baku atau feedstock untuk proses HEFA ini terutama adalah vegetable oil, used cooking oil/minyak jelantah, lemak binatang dan sebagainya. Proses HEFA juga telah disetujui oleh ASTM untuk digunakan sebagai bahan bakar penerbangan (bio-jet fuel) berdasarkan pada ASTM D7566-14. Pada tahun 2011 versi terbaru standard tersebut dipublikasikan bahwa memperkenankan hingga 50% produk bahan bakar penerbangan HEFA untuk ditambahkan pada bahan bakar jet konsensional atau bahan bakar dari minyak bumi (avtur). ASTM sendiri, sebagai suatu entitas, tidak memiliki wewenang atau menggerakkan proses pengembangan atau kualifikasi suatu teknologi SAF baru, melainkan hanya membuat kerangka kerja, proses, dan repositori  yang menjadi dasar bagi industri membuat metode pengujian, spesifikasi, klasifikasi, panduan, dan praktik untuk kebutuhan mereka sendiri. 

Bio-avtur atau SAF harus memiliki karakteristik dengan bahan bakar jet konvensional sehingga bisa digunakan dimana saja di seluruh dunia. Bahan bakar jet A terutama digunakan di AS dan jet A1 di seluruh dunia. Bahan bakarnya dapat dipertukarkan. Perbedaan utama antara kedua jenis ini adalah bahwa Jet A1 memiliki titik beku yang lebih rendah (-47oC, vs. -40oC) dan biasanya memiliki aditif penghilang statis (SDA) yang ditambahkan untuk membantu mengurangi penumpukan statis dalam bahan bakar selama penerbangan. Jet A1 adalah bahan bakar pilihan untuk penerbangan antarbenua. Mengingat volatilitas bahan bakar jet, komponen yang lebih disukai adalah hidrokarbon dalam kisaran parafin C10 hingga C15. Lebih jauh, untuk memenuhi spesifikasi titik beku (-47oC), parafin ini harus banyak bercabang untuk mencapai titik beku rendah tersebut. Hal ini sehingga bio-avtur atau SAF tersebut harus memiliki ikatan atom karbon atau ikatan C direntang C10-C15, dan pada rentang tersebut minyak inti sawit dan minyak kelapa paling sesuai karena tingginya komposisi asam laurat yang terdiri 12 atom C.  

HVO / HEFA - SPK (Hydro-processed Esters and Fatty Acids-Synthesized paraffinic kerosene) adalah parafin terbarukan (renewable paraffin) dengan sifat pembakaran yang mirip dengan parafin terbarukan lainnya seperti cairan Fischer-Tropsch, yang diproduksi melalui gasifikasi biomassa dan sintesis kimia. HVO / HEFA dapat diproduksi di fasilitas khusus yang menghasilkan 100% HVO, atau dapat diproses bersama (co-processing) dengan minyak fosil di kilang minyak. Dalam pemrosesan bersama, umpan berbasis bio yang biasanya 5-10% dicampur dengan umpan fosil. Proses HVO /HEFA selain untuk produksi renewable diesel (yang berbeda dengan biodiesel – FAME) juga dapat dimodifikasi untuk menghasilkan bio-avtur / SAF untuk aplikasi bahan bakar jet. AltAir Fuels memasok SAF berbasis HVO / HEFA dan memproduksi sekitar 13 juta liter per tahun.

HEFA diproduksi dengan hidrogenasi dan hidrocracking minyak nabati maupun lemak binatang menggunakan hidrogen dan katalis pada suhu dan tekanan tinggi. Pada hydroteating process ini, oksigen dilepaskan dari feedstock yang terdiri dari trigliserida dan / atau asam lemak ini. Hal ini akan menghasilkan hidrokarbon rantai lurus (paraffin) dengan berbagai properti dan ukuran molekul tergantung dari karakteristik bahan baku dan kondisi operasi proses yang dilakukan. Dengan tingginya kandungan laurat pada minyak inti sawit dan minyak kelapa maka yield akan tinggi karena kandungan minyak tersebut berada pada rentang bio-avtur yakni C10 - C15 . Hal ini berbeda apabila menggunakan vegetable oil yang rantai karbonnya lebih panjang misalnya CPO, minyak nyamplung atau minyak kanola. Apabila menggunakan minyak nabati dengan rantai panjang maka yield akan kecil dan perlu proses cracking extra untuk meningkatkan yield bioavtur atau SAF nya. 

Konversi ini biasanya melalui dua tahap yakni hydrotreatment lalu diikuti dengan hydrocracking/isomerisasi. Proses hydrotreatment ini biasanya dilakukan pada suhu 300 -390 C dan untuk treatment trigliserida, biasanya akan dihasilkan propana sebagai produk samping. Semakin banyak hidrogen ditambahkan semakin sedikit propana yang dihasilkan.  Produk akhir hidrokarbon rantai lurus tersebut bisa disesuaikan sesuai tipe bahan bakar tertentu misalnya untuk bio-avtur atau bio jet fuel atau SAF ini, yakni dengan isomerasi dan proses cracking tersebut. Hidrogen yang digunakan dalam produksi HEFA saat ini sebagian besar berasal dari sumber fosil atau blue hydrogen. Katalis untuk ini dapat berupa katalis hidroproses kilang sederhana (simple refinery hydro-processing catalysts). Katalis ini dapat disesuaikan untuk mengisomerisasi rantai parafin guna menurunkan titik leleh (melting point) produk. Jika perlu, tahap isomerisasi kedua digunakan untuk menjalankan tugas ini guna mencapai sifat aliran dingin bahan bakar jet yang dibutuhkan (jet fuel cold flow properties) yakni Jet A atau Jet A-1.

Saat ini Pertamina telah berhasil menghasilkan bio-avtur atau SAF dari minyak inti sawit atau olahan PKO yakni refined bleached deodorized palm kernel oil (RBDPKO) bernama bioavtur J2.4 atau mengandung bahan nabati berupa RBDPKO 2,4%. Produksi bioavtur ini dilakukan melalui metode co-processing Hydrotreated Esters and Fatty Acids (HEFA) dan memiliki kapasitas 9.000 barel per hari. Bioavtur J.24 tersebut telah sukses dilakukan uji terbang komersial pada pesawat Boeing 737-800 NG milik PT Garuda Indonesia (Persero) Tbk. (GIAA) pada 4 Oktober 2023. Dan untuk ke depan selain dari sekgi kuantitas yakni porsi minyak nabati (PKO) lebih besar bahkan juga penggunaan minyak nabati lainnya seperti minyak kelapa, minyak CPO, minyak nyamplung dan sebagainya, juga diharapkan kualitas bioavtur juga semakin baik . Selain itu ada juga rencana dari lembaga lain yakni produksi biovatur atau SAF dari minyak kelapa dengan kerjasama dengan Jepang.  

Dalam industri bahan bakar penerbangan, ASTM berfungsi sebagai standar internasional untuk kualitas bahan bakar jet, dan memainkan peran penting dalam memastikan keselamatan, kualitas, dan keandalan Bahan Bakar Penerbangan Berkelanjutan (SAF).  ASTM menetapkan persyaratan untuk kriteria seperti komposisi, volatilitas, fluiditas, pembakaran, korosi, stabilitas termal, kontaminan, dan aditif, antara lain untuk memastikan bahwa bahan bakar tersebut kompatibel saat dicampur. ASTM International (American Society for Testing and Materials) adalah organisasi internasional yang mengembangkan standar teknis untuk berbagai bahan, produk, proses, sistem, dan layanan. Bahan bakar jet harus memenuhi spesifikasi kualitas yang ketat agar memenuhi syarat untuk digunakan dalam industri penerbangan.  

Ada beberapa standar dari ASTM terkait bahan bakar jet ini, yakni pertama, ASTM D1655: Ini adalah spesifikasi bahan bakar jet konvensional yang menetapkan persyaratan untuk Jet A dan Jet A-1 yang diproduksi dari minyak bumi. Spesifikasi ini telah digunakan secara global oleh industri penerbangan sejak tahun 1959 untuk memastikan ketersediaan bahan bakar jet yang aman dan konsisten untuk semua pesawat. Kedua, ASTM D4054: Praktik standar ASTM ini mendefinisikan cakupan pengujian properti bahan bakar, rig, dan mesin yang perlu dipertimbangkan saat mengevaluasi bahan bakar jet sintetis baru. Praktik ini juga menjelaskan keseluruhan proses evaluasi dan peran penting produsen mesin dan pesawat untuk memastikan catatan keselamatan bahan bakar jet yang baik dipertahankan dengan bahan bakar baru ini. Ketiga, Jalur ASTM D7566: Sesuai ASTM D4054, jalur mencakup definisi komponen pencampuran bahan bakar jet sintetis sebagaimana didefinisikan oleh: bahan baku yang diizinkan; proses konversi dan atributnya; dan karakteristik akhir dari komponen murni. Semua ini dirinci baik dalam isi D7655 maupun Lampirannya. Jalur tersebut juga akan menentukan persyaratan pencampuran.

Agar jalur produksi SAF baru dapat dimasukkan dalam D7566, bahan bakar tersebut harus menjalani pengujian ekstensif untuk menentukan rasio campuran maksimum dengan bahan bakar jet konvensional dan menunjukkan bahwa campuran tersebut sesuai dengan tujuannya. Prosedur ini diuraikan dalam ASTM D4054, ‘Praktik Standar untuk Evaluasi Bahan Bakar Turbin Penerbangan Baru dan Aditif Bahan Bakar’.

Setiap batch bahan bakar jet perlu disertifikasi sebelum digunakan. Sementara bahan bakar jet konvensional disertifikasi sebagai bahan bakar D1655 (atau turunannya), SAF murni disertifikasi sesuai persyaratan spesifikasi ketat yang tercantum dalam Lampiran D7566 yang terkait dengan jalur produksi SAF. SAF bersertifikasi D7566 dicampur dengan bahan bakar jet konvensional hingga rasio campuran maksimum yang diizinkan. SAF campuran tersebut kemudian disertifikasi sesuai dengan persyaratan campuran D7566, dan dengan demikian secara otomatis menerima sertifikasi D1655, sehingga sepenuhnya sesuai dengan Jet A/A-1 (‘bahan bakar drop-in’) dan siap digunakan dalam infrastruktur dan peralatan bahan bakar jet yang ada. Singkatnya, ASTM sangat penting bagi industri bahan bakar penerbangan karena merupakan dasar standar internasional untuk kualitas bahan bakar jet, dan SAF khususnya.  

Menghidupkan Industri Kelapa Terpadu Bagian 7 : Integrasi Produksi VCO, Nata de Coco, Dan Arang Tempurung

Pada dasarnya kampanye penyelamatan kebun kelapa (tree of life) adalah menghidupkan industri kelapa terpadu. Rusak dan tidak terpeliharanya perkebunan kelapa akibat tidak adanya pendanaan untuk menjaga, merawat dan mengembangkannya secara berkelanjutan (sustainable).
 
Bioeconomy didefinisikan sebagai produksi berbasis pengetahuan dan menggunakan sumberdaya biologi atau makhluk hidup untuk menghasilkan produk-produk, proses-proses, dan jasa-jasa pada sektor ekonomi dalam kerangka sistem ekonomi berkelanjutan.

Salah satu pertanyaan mendasar tentang industri kelapa terpadu adalah mengapa sebaiknya usaha kelapa dibuat secara terpadu atau terintegrasi? Mengapa tidak mengolah salah satu bagian saja bagian dari kelapa? Hampir di semua wilayah buah kelapa dijual dalam bentuk butiran tanpa sabut. Ketika bahan baku berupa kelapa butiran tersebut maka seluruh bagiannya bisa diolah dan menjadi berbagai produk. Dan ketika hanya mengolah salah satu bagian saja dari kelapa sebagai contoh tempurung untuk produksi arang dan air kelapa untuk produksi nata de coco, maka itu berarti hanya mengambil limbah atau produk samping dari pengolahan atau pemanfaatan kelapa utama yang pada umumnya adalah daging buah kelapa. Kondisi tersebut sangat bergantung pada  pengolahan atau pemanfaatan utama buah kelapa tersebut. Hal serupa mirip dengan industri pengolahan biomasa seperti wood pellet dan briket yang berasal dari limbah penggergajian (sawmill) maupun industri kayu.  Dan ketika seluruh bagian buah kelapa tersebut bisa diolah maka hal itu akan semakin ekonomis dan efisien serta tidak dihasilkan limbah. Kombinasi dari jenis pengolahan kelapa tersebut turut menentukan tingkat efisiensi dan keekonomisan produksinya. Pemanfaatan energi secara efisien adalah salah satu kunci suksesnya. Sehingga apabila kombinasi pengolahan kelapa tersebut bisa mengefisienkan pemakaian energi, sehingga pemakaian energi eksternal bisa dikurangi atau bahkan dihilangkan, maka hal tersebut kondisi terbaik yang dicari.

VCO cukup banyak dikenal dan populer dikalangan masyarakat Indonesia. Beberapa waktu lalu produk ini meledak di pasaran dan banyak industri kecil bermunculan untuk memproduksinya. Sayang trend ini hanya bertahan sebentar saja. Seiring surutnya atau turunnya permintaan VCO di dalam negeri cukup banyak produsen-produsen tersebut yang menutup usahanya dan beralih ke profesi lainnya. VCO memiliki kandungan utama berupa asam laurat (lauric acid), yakni asam lemak rantai sedang (MCFA : Medium Chain Fatty Acid) yang banyak manfaat bagi kesehatan. Mengkonsumsi VCO juga akan memberi tambahan energi instan, dan tidak ditimbun dalam bentuk lemak. Untuk lebih jelas dibaca di sini. Selain terdapat di VCO, asam laurat juga terdapat pada minyak inti sawit (PKO : Palm Kernel Oil) dan ASI (air susu ibu). Pabrik minyak inti sawit (pabrik PKO atau KCP : kernel crushing plant) tidak sebanyak pabrik sawit (pabrik CPO). Banyak pabrik CPO yang tidak memiliki pengolahan kernel (KCP) atau inti sawitnya.  

Minyak inti sawit (PKO) ini juga biasa disebut minyak laurat dan menjadi pesaing bagi VCO. Hal ini seperti juga terjadi antara minyak goreng sawit yang bersaing dengan goreng kelapa. Beberapa pihak mungkin lebih tertarik dengan VCO karena berasal dari kelapa, sedangkan PKO berasal dari sawit dan saat ini sedang mengalami kampanye buruk dari Eropa, walaupun hal tersebut bisa saja sebagai bagian perang dagang. Minyak kelapa dari kopra juga pernah mengalami hal serupa. Indonesia yang dalam sejarahnya pernah menjadi penghasil kopra terbesar selanjutnya industri kelapanya hancur akibat perang dagang dengan minyak kedelai di Amerika Serikat.  

Sedangkan untuk pasar export selain butuh spesifikasi atau kualitas yang lebih baik juga pada umumnya diwajibkan dengan disertai sertifikasi organik. Sertifikasi organik tersebut adalah sesuatu hal yang tidak mudah apalagi untuk usaha kecil. Informasi dari APCC (Asia Pacific Coconut Community) bahwa Philipina adalah produsen terbesar VCO saat ini walaupun luas kebun kelapa masih dibawah Indonesia dengan volume export terus bertambah. Tercatat bahwa export VCO Philipina pada tahun 2006 sebanyak 461 ton selanjutnya sembilan tahun kemudian yakni pada tahun 2015 meningkat menjadi 36.313 ton. Industri kelapa di Philipina juga lebih berkembang daripada di Indonesia, hal ini nampak dari banyaknya komoditas exportnya dari produk kelapa. Philipina mengeksport 30 macam produk kelapa sedangkan Indonesia hanya 14 macam produk.

Kombinasi pengolahan kelapa terpadu yang bisa dikombinasikan dengan produksi VCO adalah produksi nata de coco dan arang tempurung kelapa. Produksi VCO bisa dilakukan dengan skala menengah sehingga tempurung kelapa yang dihasilkan juga tidak begitu banyak sehingga produksi arang dengan tungku karbonisasi secara batch sudah memadai. Panas yang hilang atau terbuang dari proses karbonisasi selanjutnya bisa diambil lagi dan digunakan untuk memasak air kelapa pada produksi nata de coco. Selain itu apabila nata de coco tersebut dijual dalam bentuk siap konsumsi, maka nata de coco perlu dimasak minimal 3 kali sehingga menjadi lunak dan bersih. Pemasakan tersebut juga bisa menggunakan panas limbah dari proses karbonisasi tersebut. Produksi nata de coco tersebut akan menjadi kompetitif dan lebih menguntungkan karena tidak perlu menggunakan energi panas eksternal seperti LPG.