Produksi Activated Carbon Dari Cangkang Sawit

Selain bisa langsung digunakan sebagai bahan bakar, untuk produksi arang maupun produk torrified, cangkang sawit juga bisa diolah untuk nilai tambah lebih tinggi yakni menjadi arang aktif (activated carbon). Salah satu keunggulan activated carbon dari cangkang sawit selain porsi micropore yang mayoritas yakni lebih dari 80%. Hal ini membuatnya cocok untuk menangkap (recovery) emas dan perak dari larutannya. Hal lain yang membuatnya cocok untuk aplikasi tersebut yakni karena tingkat kekerasannya. Activated carbon dari cangkang sawit akan memiliki karakteristik mirip dengan activated carbon dari tempurung kelapa. Bentuk granul adalah activated carbon yang biasa digunakan untuk recovery emas dan perak tersebut. Bentuk granul dibuat dengan cara menghancurkan baik tempurung kelapa maupun cangkang sawit hingga ukuran tertentu. 

Rotating Kiln Untuk Steam (Physical) Activation 

Produksi cangkang sawit Indonesia dan Malaysia sangat besar, yakni lebih dari 15 juta ton setiap tahunnya yang berasal dari limbah pabrik kelapa sawit. Ada sekitar 17 juta hektar perkebunan sawit dari kedua negara tersebut sebagai sumber kelapa sawit dan merupakan yang terbesar di dunia saat ini. Pemanfaatan cangkang sawit bisa dioptimalkan untuk produksi activated carbon tersebut. Permintaan activated carbon diprediksi terjadi peningkatan sekitar 10% pertahun dan kebutuhan mencapai hampir 4 juta ton pada tahun 2021 senilai 8,12 milliar USD (, sedangkan data pada tahun 2015 tercatat produksi activated carbon global sekitar 2,7 juta ton senilai 4,74 milliar USD. Powdered activated carbon (PAC) memiliki pangsa pasar terbesar diikuti granular activated carbon (GAC). Tingginya kebutuhan PAC terutama didorong oleh kebutuhan di sejumlah industri seperti kimia, petrokimia, makanan dan minuman untuk aplikasi  decolorizarion dan deodorization. Lebih khusus lagi penggunaan pada fase cair memiliki porsi terbesar. Dan kawasan Asia Pasifik adalah lokasi pasar terbesar untuk activated carbon tersebut. Lokasi Indonesia dan Malaysia yang kaya bahan baku cangkang sawit juga di kawasan Asia Pasifik, artinya produsen dan pasar bisa dalam satu kawasan, sehingga juga seharusnya menjadi pemain utama komoditas ini. 

Seiring kesadaran terhadap kelestarian yang semakin besar produksi activated carbon dari bahan baku terbarukan akan semakin ditingkatkan. Perlu diketahui bahwa produksi activated carbon dunia saat ini masih didominasi activated carbon dari bahan baku tidak terbarukan (non-renewable) yang mencapai hingga 80% dan sebagian diproduksi di negara-negara barat. Produksi activated carbon dapat dilakukan secara aktivasi kimia maupun fisika. Aktivasi kimia tidak begitu banyak dilakukan pada skala industri karena terkait polusi lingkungan yang ditimbulkannya, walaupun yield lebih besar dan suhu operasi yang digunakan lebih rendah. Aktivasi fisika terutama dengan steam paling banyak dilakukan dan tipe aktivasi ini yang cocok untuk cangkang sawit. Rotary kiln adalah alat yang paling banyak digunakan untuk aktivasi steam atau fisika tersebut. 

Sebelum diaktivasi cangkang sawit dibuat menjadi arang. Proses produksi arang sebagian besar masih tradisional, yang membuat terjadinya banyak polusi udara, yield kecil dan kehilangan energi yang besar. Modernisasi teknologi untuk produksi arang perlu dilakukan untuk mengatasi hal-hal tersebut diatas. Pirolisis atau karbonisasi kontinyu adalah teknologi untuk produksi arang yang merupakan bahan baku arang aktif tersebut. Dengan pirolisis atau karbonisasi kontinyu tersebut juga akan membuat proses produksi activated carbon menjadi sangat efisien. Hal tersebut karena salah satu komponen biaya tertinggi untuk proses produksi activated carbon bisa dicukupi dari produks samping pirolisis kontinyu yakni syngas dan biooil. Untuk lebih detail bisa dibaca disini. 

Produksi Arang Aktif Dari Tempurung Kelapa dan Cangkang Sawit

Perbesaran luas permukaan akibat semakin banyaknya pori-pori mikro sehingga memiliki kemampuan penjerapan / adsorbsi yang besar adalah tujuan utama produksi arang aktif. Karakteristik pori-pori itupun bervariasi tergantung dari aplikasi atau penggunaan arang aktif tersebut sebagai contoh pori-pori arang aktif yang digunakan pada zat cair, akan berbeda yang digunakan pada zat gas. Karakteristik pori-pori tersebut bisa dirancang dan dibuat sewaktu proses produksinya. Pada dasarnya pembuatan arang aktif akan melibatkan suhu tinggi dan bahan pembantu pengaktivasi yang bisa berupa uap air (steam), CO2 atau bahan kimia, tergantung karakteristik arang aktif atau lebih spesifik pada pori-pori arang aktif tersebut yang secara umum dihitung luas permukaan (surface area) arang aktif tersebut. Selain itu kekerasan (hardness) arang aktif juga merupakan faktor kualitas penting lainnya dari arang aktif tersebut. Tulisan ini adalah lanjutan dari tulisan sebelumnya tentang produksi arang dari tempurung kelapa dan cangkang sawit secara kontinyu. Alhamdulillah bisa terlaksana penulisannya.

Produksi arang aktif membutuhkan bahan baku arang sebagai bahan bakunya. Arang tersebut bisa diproduksi secara tradisional maupun modern. Kualitas arang akan berpengaruh pada kualitas produk akhir arang aktif. Produksi arang modern secara kontinyu akan bisa membuat seluruh proses produksi arang aktif menjadi efisien apabila keduanya diintegrasikan menjadi satu. Pada proses pembuatan arang yang biasanya perlu didinginkan terlebih dahulu supaya menjadi arang, maka hal tersebut tidak perlu dilakukan apabila produksi arang secara kontinyu. Hasil dari karbonisasi atau pengarangan langsung masuk ke unit aktivasi dengan hanya sedikit menaikkan suhunya, yakni kalau pada karbonisasi berkisar 600 C dan pada aktivasi berkisar 900 C. Apabila menggunakan bahan baku arang dari proses tradisional, maka butuh energi yang jauh lebih besar untuk mencapai suhu aktivasi sekitar 900 C tersebut.

Setelah keluar dari proses aktivasi maka arang aktif tersebut didinginkan dengan melepas sejumlah panas yang cukup besar. Panas yang dilepas dalam jumlah yang cukup besar tersebut dapat digunakan untuk pengeringan tempurung kelapa atau cangkang sawit, sehingga secara khusus proses karbonisasi /pengarangan menjadi lebih efisien demikian juga secara keseluruhan dengan aktivasinya. Bahan pembantu untuk aktivasi dimasukkan dalam proses aktivasi tersebut yang diatur kondisi operasinya baik suhu, tekanan maupun waktu tinggal (residence time) untuk mendapatkan kualitas dan kuantitas arang aktif yang dikehendaki. Dalam kondisi aktivasi tersebut arang diibaratkan seperti bahan yang dilubangi oleh bahan aktivasi tersebut pada panas tinggi. Ada banyak varian arang aktif yang bisa dirancang secara spesifik sesuai kegunaannya, sehingga kondisi operasi dan bahan-bahan pembantu aktivasi juga ada variasi.

Penggunaan arang aktif terutama pada industri pangan (food) termasuk minuman dan obat-obatan, pemurnian logam mulia (favor) dan industri migas (fuel). Begitu luas dan besarnya penggunaan arang aktif ini sehingga merupakan peluang besar juga bagi Indonesia yang memiliki bahan baku terbaik yang juga kuantitasnya terbesar di dunia yakni tempurung kelapa dan cangkang sawit.  Akankah ini juga akan kita sia-siakan? Semestinya tidak. InsyaAllah.