PKSC Untuk Produksi Activated Carbon

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 20 juta hektar perkebunan sawit dari kedua negara (Indonesia dan Malaysia) 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. 

Tetapi memang diakui bahwa tempurung kelapa (coconut shell) adalah bahan favorit untuk produksi arang aktif saat ini, dan cangkang sawit (palm kernel shell) sepertinya akan menjadi prioritas berikutnya. Luas perkebunan kelapa Indonesia diperkirakan sekitar 3,7 juta hektar sehingga jumlah tempurung kelapa yang bisa dijadikan arang aktif (activated carbon) juga tidak sebanyak dari cangkang sawit karena luas perkebunan kelapa sawit Indonesia juga telah mencapai kurang lebih 15 juta hektar. Dengan luas perkebunan kelapa 3,7 juta hektar tempurung kelapa memiliki komposisi 12% dari buah kelapa sehingga total tempurung kelapa yang bisa dihasilkan berkisar 23.000 ton/tahun. Hal ini sangat kontras dengan cangkang sawit yang potensinya mencapai puluhan juta ton setiap tahunnya.

Karakteristik tempurung kelapa juga hampir sama dengan cangkang sawit. Demikian juga untuk penggunaan activated carbon yang mementingkan faktor berupa kekerasan dan kadar abu. Semakin keras bahannya dan semakin kecil kandungan abunya akan membuat kualitas activated carbon yang dihasilkan semakin baik. Saat ini ada kebutuhan arang cangkang sawit / PKSC (Palm Kernel Shell Charcoal) sebanyak 20.000 ton/tahun untuk bahan baku produksi activated carbon tersebut. Group-group perusahaan sawit yang memiliki sejumlah pabrik sawit (1 group perusahaan sawit memiliki 5 pabrik sawit adalah hal yang biasa di Indonesia) ataupun pihak swasta lain dengan mengambil bahan baku cangkang sawit / PKS dari pabrik-pabrik sawit tersebut untuk bisa memproduksi PKSC atau arang cangkang sawit untuk dieksport sebagai bahan baku untuk produksi activated tersebut. Penggunaan alat karbonisasi (pyrolysis) berkapasitas besar yang bekerja secara kontinyu dibutuhkan untuk mencukupi kebutuhan tersebut. Hal ini akan menjadi pengembangan usaha bagi perusahaan sawit tersebut dan semakin ramah lingkungan karena semakin sedikit limbah biomasa padat yang dihasilkan.   

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.

Produksi Arang Tempurung Kelapa dan Cangkang Sawit Secara Kontinyu

Indonesia sebagai pemilik perkebunan kelapa ( 4 juta hektar) dan kelapa sawit ( 11 juta hektar) terbesar di dunia, ternyata sebagian besar hasil perkebunan tersebut masih menghasilkan produk olahan primer seperti CPO dan PKO pada kelapa sawit dan minyak goreng pada kelapa. Produksi berbagai produk turunan berbasis kelapa dan kelapa sawit yang jumlahnya banyak dan nilai tambah secara ekonomis jauh lebih menarik sebagian besar belum dilirik, dipikirkan apalagi dilakukan. Padahal apabila hal itu dilakukan maka akan memberi nilai tambah lebih banyak, daya saing industri yang kuat dan tentu saja penyerapan tenaga kerja. Luasnya kebun, banyaknya buah, dan tingginya produksi olahan primer-nya seharusnya menjadi daya dorong ke arah pengolahan atau produksi berbagai produk hilir atau turunan. Sebaran industri yang tidak merata, akses pasar terhadap berbagai jenis produk turunan, kualitas SDM, infrastruktur dan lingkungan usaha yang kurang mendukung antara lain sejumlah faktor yang membuat pergerakan industri mengarah ke produk hilir tersebut lambat. Kebutuhan-kebutuhan materi esensial manusia, yang biasa disingkat 7F (Food, Fuel, Fiber, Fodder, Feedstock, Fertilizer, dan Favor),  juga sebagian besar bisa dipenuhi dengan berbasis kelapa dan sawit tersebut, sehingga pengolahan SDA perkebunan tersebut untuk pemenuhan 7F tersebut.   

Sebagai produsen top dunia untuk kelapa dan kelapa sawit, seharusnya industri hilir berbasis kedua bahan baku tersebut lebih mudah dan cepat direalisasikan, misalnya produksi sabun mandi terbaik bisa dihasilkan dari minyak kelapa dan seharusnya menjadi standar dunia, demikian juga produksi biodiesel terbaik dari minyak sawit yang juga seharusnya menjadi standar dunia dan sebagainya. Hal itu sangat mungkin dilakukan. Kalau tidak kita-kita yang mengolahnya maka peluang itu cepat atau lambat pasti akan diambil orang lain. Dengan potensi katakan 6 milyar penduduk dunia atau 250 juta penduduk Indonesia saja, tentu potensi pasarnya sangat besar. Sabun mandi misalnya dengan dipadu dengan aroma harum khas minyak atsiri maka kualitasnya juga akan istimewa. Apalagi Indonesia juga salah satu produsen top dunia untuk minyak atsiri. Mengeksport produk olahan primer tentu juga menguntungkan, tetapi bagaimana kalau membuat berbagai produk yang siap pakai sehingga memberi nilai tambah atau keuntungan lebih besar? Saya kira kita semua setuju.

Limbah berupa tempurung dari kelapa atau sawit yakni cangkang, yang juga jumlahnya melimpah seiring produksi kedua buah tersebut, juga bisa ditingkatkan nilai tambahnya, yakni dengan dibuat arang. Penggunaan arang ini juga sangat banyak, terutama di industri pangan dan industri baja (favor).  Produksi arang secara tradisional dengan proses produksi lama, rendemen kecil dan asap yang banyak seharusnya mulai ditinggalkan dan menggunakan teknologi yang lebih mudah, cepat dan mampu mengolah jumlah banyak yakni secara kontinyu. Pada proses kontinyu pada sisi inlet bahan baku masuk sedangkan pada outlet keluar produk berupa arang tersebut secara terus menerus. Proses aktivasi arang akan dihasilkan arang aktif yang memiliki tingkat kegunaan lebih besar dan nilai tambah lebih besar, terutama di industri pangan dan industri mineral-logam. Produksi arang aktif dari arang tempurung maupun arang sawit akan dibahas setelah ini. InsyaAllah.

Tempurung kelapa adalah 12% dari buah kelapa sehingga jumlah tempurung kelapa berkisar 23.000 ton/tahun sedangkan cangkang sawit adalah 6% dari buah sawit dan 20% biasanya digunakan bahan bakar boiler pabrik sawit itu sendiri sehingga jumlah cangkang sawit dengan lebih dari 600 pabrik sawit di Indonesia maka jumlahnya juga akan sangat besar. Sebagai contoh : pada pabrik sawit kapasitas kecil saja yakni 30 ton TBS/jam dihasilkan cangkang 900 ton/bulan, dan sekitar 200 ton/bulan untuk menambah kekurangan kalori mesocarb fibre untuk bahan bakar boiler, sehingga ada kelebihan 700 ton/bulan limbah cangkang sawit.  Jumlah yang sangat besar dan menarik untuk dikembangkan. Konversi rata-rata dari bahan baku ke arang adalah 25% dengan kandungan fixed carbon minimal 75%. Kadar fixed carbon bisa dinaikkan tetapi tingkat konversinya menjadi lebih kecil. Bagi yang tertarik  yang akan menekuni produksi arang tersebut kami bisa menyediakan alat untuk produksi arang tersebut dengan kapasitas berkisar mulai 5 ton/hari dan silahkan mengirim email ke cakbentra@gmail.com. Semoga ini bisa menjadi langkah kecil untuk menginspirasi berbasis kelapa dan kelapa sawit – sebagai produsen top dunia dan bisa dijalankan mulai pada skala kecil-menengah