Stationary Auger : Industrial Pyrolysis for Indonesia and SE Asia

Produksi biochar global pada tahun 2023 diperkirakan mencapai 350 ribu ton atau ekuivalen dengan 600.000 carbon credit dan diperkirakan akan terus meningkat. Dari perspektif ekonomi pendapatan dari produsen biochar, distributor, produsen pengolahan lanjut biochar (value-added producers) dan pembuat peralatan melampaui $600 juta pada 2023, dengan CAGR 97% antara 2021 dan 2023. Pendapatan diproyeksikan akan tumbuh mendekati $3,3 milyar pada tahun 2025 ini. Adanya carbon credit menjadi motivasi terbesar kedua untuk produksi biochar tersebut. Dengan adanya carbon credit tersebut terjadi lonjakan produksi biochar secara signifikan dari sebelumnya.  Pada tahun 2023 dari carbon credit biochar ini memberi kontribusi terbesar pada yakni 90% carbon removal di pasar karbon sukarela (voluntary carbon market) menurut data dari CDR.fyi. 

Dan bahkan produksi biochar dimana pendapatan dari penjualan langsung biochar tidak begitu besar atau dengan kata lain mereka mengandalkan pendapatan dari produksi biochar maka hal tersebut juga tetap menjadi bisnis yang menguntungkan. Sebagai negeri tropis maka Indonesia bisa dikatakan sebagai surga biomasa baik dari biomasa pertanian / perkebunan ataupun kehutanan. Apabila biomasa tersebut dikonversi menjadi biochar maka produksinya akan sangat besar begitu juga carbon creditnya. Penjualan biochar secara langsung (physical biochar) juga bisa dilakukan dengan baik karena sangat banyak lahan sub-optimal yang bisa diperbaiki ata diupgrade dengan menggunakan biochar, seperti lahan-ahan kering,lahan-lahan kritis, lahan pasca tambang dan sebagainya, yang jumlahnya mencapai puluhan bahkan ratusan juta hektar.

Hampir 80% produsen biochar tahun 2023 masuk kategori sedang, besar, sangat besar

Pemilihan alat produksi yang bisa menghasilkan biochar bersertifikat sehingga bisa mendapatkan carbon credit adalah hal yang penting selain itu juga memaksimalkan kapasitas produksi maka perlu peralatan produksi yang memadai. Alat pirolisis stationary auger adalah pilihan tepat untuk memenuhi persyaratan di atas. Selain menghasilkan biochar sebagai produk utama, produk-produk samping seperti excess heat, biooil dan syngas adalah keuntungan tambahan dari proses pirolisis dengan stationary auger tersebut. Pemanfaatan dan monetisasi produk-produk samping tersebut menjadi daya dorong semakin besar untuk produksi biochar dengan stationary auger. Saat ini juga masih banyak produsen biochar yang tidak memiliki sertifikasi atau standar untuk carbon credit  tersebut hal ini juga membuat mereka tidak bisa mendapatkan pendapatan dari carbon credit atau hanya business as usual dengan penjualan biochar saja. Tentu hal ini tidak menarik bagi perusahaan-perusahaan yang akan produksi biochar kapasitas besar.

Tapi mengapa produksi biochar di Indonesia dan Asia Tenggara masih sangat kecil dan bahkan belum banyak orang belum tahu tentang biochar ? Hal ini terkait kesadaran akan iklim, keberlanjutan dan lingkungan yang rendah dan lebih spesifik lagi pada biochar. Biochar sebagai solusi perbaikan kesuburan tanah sehingga produktivitasnya meningkat (baik tanaman pertanian/perkebunan maupun kehutanan) juga sebagai solusi iklim dengan carbon sequestration. Tetapi dengan tingginya masalah kesadaran iklim, keberlanjutan dan lingkungan apalagi dengan daya dorong ekonomi berupa carbon credit, sepertinya untuk tahun-tahun mendatang akan berbeda ceritanya. Tetapi memang ada alasan terkait rendahnya partisipasi produsen biochar di pasar karbon yakni terkait biaya dan kesulitan untuk mendapatkan sertifikat untuk menjual carbon credit tersebut, selain juga biaya untuk berpartisipasi pada carbon marketplaces. Tetapi dengan besarnya kapasitas produksi kapasitas industri dengan peralatan stationary auger tersebut, biaya dan kesulitan untuk mendapatkan carbon credit akan sepadan dengan keuntungan yang didapat.  

Pirolisis SBE : Solusi Penanganan Limbah yang Menguntungkan

Spent Bleaching Earth (SBE) yang merupakan limbah padat yang dihasilkan dari proses bleaching pada industri pengolahan CPO menjadi minyak goreng dan oleokimia semakin meningkat seiring produksi produk turunan sawit atau industri hilir sawit seperti minyak goreng dan oleokimia. Jumlah bleaching earth yang digunakan pada umumnya berkisar 0,5-2,0% dari total CPO yang dimurnikan, tergantung pada kualitas CPO yang akan diolah pada proses pemurnian. SBE termasuk dalam limbah bahan beracun berbahaya (B3) kategori 2 dari sumber spesifik khusus dengan kode limbah B413.  SBE dikategorikan sebagai limbah B3 karena mengandung minyak yang tinggi serta memiliki karakteristik yang mudah menyala dan bersifat korosif. SBE bisa dikategorikan sebagai limbah non-B3 apabila kandungan minyaknya di bawah 3%.

Penggolongan status SBE sebagai limbah B3 di Indonesia berbeda dengan status SBE di Malaysia yang juga merupakan produsen minyak sawit terbesar ke dua di dunia. Limbah SBE yang dihasilkan oleh industri refinery Malaysia tidak digolongkan sebagai limbah B3 namun tetap dikategorisasikan sebagai limbah padat hasil pabrik refinery yang pengolahannya diatur dalam Solid Waste Regulation (SWR) agar limbah tersebut dapat dimanfaatkan kembali menjadi produk bernilai ekonomi tinggi. 

Menurut Gabungan Industri Minyak Nabati Indonesia (GIMNI, 2021) menyebutkan dengan kapasitas refineri / pemurnian minyak sawit / CPO antara 600 ton sampai 2.500 ton per hari, dan dengan asumsi penggunaan bleaching earth (BE) sebesar 1%-2%, rerata akan menghasilkan SBE berjumlah 6-50 ton per hari. Dan menurut Direktorat Jenderal Pengelolaan Sampah, Limbah, Bahan Beracun dan Berbahaya (PSLB3) Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan menyebutkan SBE yang dihasilkan dari proses pemurnian minyak nabati di Indonesia pada tahun 2019 mencapai 779 ribu ton. Dari jumlah tersebut, sebanyak 51,47% (401 ribu ton) SBE diolah, sedangkan sisanya sekitar 48,39% (378 ribu ton) disimpan atau ditimbun. Jumlah yang sangat besar dan berpotensi mencemari lingkungan. 

SBE memiliki kandungan minyak sekitar 20-40%, sehingga mempunyai potensi untuk dimanfaatkan. Selain itu SBE juga mengandung  warna, gum/getah, logam yakni Silika, Alumunium oksida, Ferioksida, Magnesia, logam lain dan air. Pada dasarnya pengolahan SBE dilakukan memisahkan minyak dari padatannya.  Minyak yang bisa dipisahkan tersebut selanjutnya bisa digunakan sebagai bahan baku biodiesel bahkan bahan bakar pesawat terbang (bio-jet fuel) seperti halnya POME / PAO dan UCO. Dengan jumlah SBE yang tidak terolah mencapai sekitar 378 ribu ton per tahun, potensi minyak yang bisa diambil mencapai sekitar 115 ribu ton per tahunnya.   

Dengan pirolisis maka proses pemisahan fraksi padat dan cair dari SBE mudah dilakukan demikian juga recovery minyak bisa dimaksimalkan, demikian juga SBE tersebut menjadi limbah non-B3 karena kandungan minyaknya di bawah 3%. Lebih khusus lagi dengan pirolisis kontinyu maka volume limbah SBE yang mencapai 50 ton per hari pada unit refinery CPO tersebut bisa dengan mudah dilakukan. Besarnya potensi nilai ekonomi yang bisa didapatkan dari pemanfaatan SBE sayang sekali jika tidak dioptimalkan. Peluang pasar produk olahan dari limbah SBE juga diperkirakan akan cemerlang di masa depan, seiring dengan perkembangan preferensi pasar yang menuntut tersedianya produk yang eco-friendly dan sustainable.

Mengapa Sebaiknya Pabrik Sawit Menggunakan Pirolisis daripada dengan Tungku Pembakaran ?

Proses produksi pabrik sawit atau produksi CPO selalu membutuhkan kukus (steam) untuk sterilisasi, hal ini sehingga perlu boiler. Panas yang dibutuhkan boiler biasanya berasal dari tungku dengan bahan bakar berupa fiber dan cangkang sawit. Selain digunakan sterilisasi, kukus tersebut juga digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Dengan pirolisis kontinyu maka panas untuk boiler tersebut bisa disuplai dari produk syngas dan biooil. Selain itu pirolisis juga menghasilkan biochar sebagai produk utama dan pyroligneous acid yakni semacam cuka kayu. Kedua bahan terakhir akan sangat bermanfaat pada perkebunan sawit. Penggunaan kedua bahan bakar tersebut (bahan bakar gas dan cair) akan membuat tungku  menjadikan asap lebih bersih dibandingkan dengan membakar bahan bakar padat berupa fiber dan cangkang sawit yang biasa dilakukan selama ini. 

Banyak perkebunan sawit berada pada tanah-tanah masam sehingga perlu dinaikkan pH-nya dan biochar bisa digunakan secara efektif. Biaya terbesar operasional perkebunan sawit yakni pada pupuk dan penggunaan biochar akan meningkatkan efisiensi pemupukan sehingga mengurangi input pupuk dan menghemat biaya. Aplikasi biochar pada perkebunan sawit selain perbaikan kualitas tanah tersebut sehingga meningkatkan produktivitas buah kelapa sawit atau TBS juga sebagai bagian solusi iklim yakni carbon sequestration yang mendapat kompensasi berupa carbon credit. Carbon credit tersebut juga akan menjadi penghasilan tambahan bagi perusahaan sawit tersebut. Selain itu juga pyroligneous acid juga bisa sebagai pupuk dan biopestisida. 

Perkembangan teknologi pembakaran juga semakin berkembang yakni mulai dengan penggunaan moving grate hingga reciprocating grate digunakan untuk meningkatkan efisiensi boiler. Tetapi pertanyaan mendasarnya adalah seberapa menguntungkan penggunaan teknologi tersebut bagi perusahaan sawit secara umum ? Penggunaan tungku pembakaran tersebut hanya meningkatkan efisiensi boiler saja, sedangkan pada penggunaan pirolisis kontinyu selain panas boiler bisa dicukupi juga menghasilkan keuntungan lain berupa keuntungan lingkungan dan finansial. Keuntungan lingkungan dari perbaikan kondisi kesuburan tanah dan meminimalisir pupuk yang tercuci atau hilang ke lingkungan dengan teknik slow release fertilizer, untuk lebih detail baca disini dan juga pendapatan dari carbon credit yang jumlahnya juga besar. 

Aplikasi biochar tersebut untuk di perkebunan sawit sedangkan produksi biochar dari pabrik sawit sedangkan divisi kebun dan divisi pabrik merupakan dua organisasi terpisah dalam perusahaan sawit. Peran general manajer khususnya dibutuhkan untuk menangani hal tersebut sehingga tujuan besar perusahaan sebagai perusahaan yang menguntungkan, berwawasan lingkungan  dan berkelanjutan bisa tercapai. Faktor berupa memaksimalkan profit, perbaikan tanah dan lingkungan, serta bagian dari solusi iklim dengan carbon sequestration tersebut sehingga akan menjadi daya dorong yang kuat penggunaan pirolisis kontinyu dibandingkan tungku pembakaran. 

Pabrik Dessicated Coconut dan Pirolisis Kontinyu

Ada sekitar 20 pabrik dessicated coconut (kelapa parut kering) yang beroperasi di Indonesia atau diperkirakan lebih dari 100 unit di seluruh dunia. Dengan kapasitas rata-rata 2 ton/jam pabrik dessicated coconut tersebut membutuhkan kurang lebih 16.200 butir kelapa setiap jamnya. Produk samping yang dihasilkan yakni tempurung dan air kelapa. Tempurung kelapa yang dihasilkan sekitar 6 ton/jam dan air kelapa 4,2 ton/jam. Pabrik dessicated coconut membutuhkan listrik dan panas untuk sterilisasi daging buah dan pengeringan kelapa parutnya. Energi berupa listrik dan panas tersebut bisa dipenuhi dari pemanfaatan tempurung kelapanya.

Ada beberapa teknologi untuk memanfaatkan tempurung kelapa tersebut sehingga diperoleh produk berupa energi listrik dan panas tersebut. Teknologi yang populer saat ini adalah dengan boiler steam turbine, dengan teknologi ini tempurung kelapa dibakar dalam tungku pembakaran dan memanaskan air dalam boiler sehingga menghasilkan kukus (steam) untuk menggerakan turbine dan selanjutnya menghasilkan listrik melalui generator. Teknologi seperti ini sama seperti pada pabrik kelapa sawit. Pada pabrik kelapa sawit sabut (fiber) dan sebagian cangkangnya digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik dan kukus (steam) tersebut juga digunakan untuk sterilisasi tandan buah segar sebelum diproses menjadi minyak.

Teknologi lain yang lebih baik adalah dengan pirolisis kontinyu. Hal tersebut selain menghasilkan listrik dan panas juga menghasilkan produk berupa arang. Arang tempurung kelapa adalah arang berkualitas tinggi dan banyak dibutuhkan sejumlah industri seperti industri arang briket dan arang aktif (activated carbon). Pada teknologi pirolisis tempurung tersebut tidak dibakar secara langsung, tetapi dipanasi dalam kondisi hampa udara. Produk pirolisis berupa syngas dan biooil digunakan untuk produksi listrik dan bisa juga panas, energi panas juga dihasilkan dari proses pirolisis itu sendiri yang eksotermis, sedangkan arang menjadi produk utama dari proses pirolisis tersebut. 

EFB Biochar dan Penghematan Pupuk Pada Perkebunan Sawit

 

Produktivitas kebun sawit tinggi serta rendemen minyak tinggi selalu menjadi tujuan pada bisnis kelapa sawit. Estimasi nutrient yang dibutuhkan untuk menghasilkan 25 ton TBS/ha/tahun adalah 192 N, 11 P, 209 K, 36 Mg, dan 71 Ca dalam kg/ha/tahun. Dengan produksi 25 ton TBS/ha/tahun akan dihasilkan minyak mentah sawit atau CPO sekitar 6,5 ton (25% dari TBS). Analogi dalam bidang peternakan dimana komponen pakan memegang 75% dari biaya produksi atau menjadi komponen biaya tertinggi, demikian juga dengan pupuk khususnya pada perkebunan sawit. Pupuk merupakan biaya termahal atau 60% dari total biaya pemeliharaan. Untuk mencapai produktivitas tersebut perhitungan kebutuhan secara praktis kurang lebih sebagai berikut : suatu afdeling dengan luas 1.000 hektar dengan 1 hektar terdiri 143 pokok, maka terdapat 143.000 pokok pohon sawit. Apabila dosis/pokok 2,5 kg, maka kebutuhan pupuk adalah 357.500 kg (357,5 ton), dengan harga pupuk kimia non subsidi misalnya Rp 10.000/kg maka biaya yang dikeluarkan adalah 3.575.000.000 (Rp 3,575 milyar). Apabila kebun seluas 10.000 hektar berarti kebutuhan pupuk Rp 35,75 milyar sedangkan apabila kebun sawit seluas 20.000 hektar berarti mencapai Rp 71,50 milyar. Suatu jumlah yang tidak sedikit tentunya.

Pertanyaannya adalah upaya apa yang bisa dilakukan untuk menekan biaya pupuk tetapi produktivitas sawit meningkat. Suatu hal yang kontradiktif sepertinya karena mengurangi pasokan pupuk tetapi mengharap produktivitas tinggi. Disinilah perlunya kita mengkaji dan mendalami fakta yang terjadi di lapangan. Dengan iklim tropis dan curah hujan yang tinggi membuat pupuk yang tercuci (leaching) besar. Suatu kondisi misalnya di daerah berbukit dan bergelombang maka ketika turun hujan pupuk yang tercuci sangat besar, bahkan sia-sia saja pemupukan yang dilakukan karena tidak terserap oleh pohon sawit sebagai targetnya. Tingginya tingkat ketercucian dari pemakaian pupuk oleh air hujan tersebut membuat pupuk yang tersedia secara riil hanya sedikit saja atau sejumlah analisis rata-rata hanya tersisa 50% saja. Dengan pupuk yang tersedia hanya sedikit otomatis juga sedikit pula yang terserap oleh pohon sawit tersebut. Ketika misalnya ketercucian (leaching) bisa dikurangi hingga 30% saja berarti pupuk yang masih tersedia menjadi 70%, sehingga pupuk terserap semakin banyak dan produktivitas sawit juga meningkat.

Tahap awal yang bisa dilakukan adalah yakni dengan biaya pupuk yang sama tetapi produktivitas sawit bisa meningkat hingga misalnya 30%. Selanjutnya jika hal tersebut bisa dicapai, konsumsi pupuk diturunkan misalnya hingga 30% tetapi produktivitas sawit bisa dipertahankan pada level tersebut. Hal tersebut dimungkinkan terjadi ketika biochar telah menjadi koloni mikroba dan kualitas tanah meningkat sehingga serapan pupuk maksimal. Biochar adalah salah satu media yang bisa digunakan untuk hal tersebut. Tandan kosong sawit atau EFB (empty fruit bunch) yang banyak tersedia di pabrik-pabrik sawit dan umumnya belum dimanfaatkan bisa sebagai bahan baku produksi biochar. Pabrik sawit dengan kapasitas produksi 60 ton/jam TBS akan menghasilkan EFB atau tankos 13,2 ton/jam sehingga jika pabrik sawit tersebut beroperasi 20 jam/hari maka EFB atau tankos yang dihasilkan 264 ton/harinya. Pada produksi biochar dengan pirolisis juga bisa dihasilkan asap cair (liquid smoke) yang bisa juga digunakan sebagai pupuk.

Mengapa biochar bisa digunakan untuk meningkatkan produktivitas kelapa sawit bahkan mengurangi konsumsi pupuk ? Hal tersebut karena biochar dengan pori-porinya dengan luas permukaan sekitar 200 m2/gram mampu menahan pupuk tersebut dari pencucian, menjaga kelembaban dan banyak mikroba tanah yang bisa hidup dalam pori-pori tersebut sehingga memperbaiki sifat fisika dan kimia tanah. Biochar bisa bertahan hingga ratusan tahun di dalam tanah sehingga tidak perlu ditambahkan setiap tahun ketika jumlahnya telah memadai. Implementasi biochar bisa dimulai dari skala kecil hingga skala yang massif. Untuk mengolah tandan kosong pada pabrik sawit tersebut menjadi biochar dibutuhkan alat pirolisis kontinyu, untuk lebih jelas bisa dibaca disini. Untuk memonitor efektifitas biochar pada perkebunan sawit saat ini bisa menggunakan teknologi internet atau IoT (Internet of Things) dan untuk lebih detail bisa dibaca disini dan disini.

Produksi Activated Carbon dari Tempurung Kelapa

Tidak perlu diragukan lagi activated carbon dari tempurung kelapa adalah activated carbon yang paling populer saat ini dari kelompok bahan baku terbarukan (renewable resource). Indonesia sebagai pemilik perkebunan kelapa terbesar di dunia tetapi produksi activated carbon dari tempurung kelapa masih rendah. Berbeda dengan kelapa sawit yang pada umumnya dimiliki oleh perkebunan besar dengan bisnisnya yang terorganisir dengan ratusan pabrik pengolahnya, maka kelapa sebagian besar dimiliki oleh perkebunan rakyat, kurang terorganisir sehingga industri pengolahannya tidak berkembang. Nah, bagaimana supaya perkebunan kelapa dan industrinya bisa berkembang? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut perlu diketahui bahwa perkebunan kelapa dan industri pengolahannya banyak mengalami kemunduran. Hal ini karena sektor perkelapaan masih kurang mendapat perhatian. Selain itu pola pendekatan untuk industri kelapa yang pemiliknya sebagian besar perkebunan rakyat juga semestinya berbeda dengan industri kelapa sawit yang umumnya dimiliki oleh perkebunan besar.

Secara teknis industri kelapa bisa mencontoh industri kelapa sawit, terutama pada pemanfaatan limbah biomasa untuk menjalankan industrinya. Pabrik kelapa sawit lebih efisien penggunaan limbah biomasanya untuk mengekstrak minyak mentah kelapa sawit (CPO) yakni dengan menghasilkan listrik dan steam. Limbah biomasa pada pabrik sawit yang biasa dimanfaatkan sebagai sumber energi yakni sabut dan cangkang. Sedangkan pada industri kelapa masih banyak limbah biomasanya yang tidak dimanfaatkan di pabriknya. Sabut, janjang, pelepah hingga tempurung bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi pabrik pengolahan kelapa. Kalau pada industri sawit didapat 2 macam minyak yakni CPO atau minyak mentah sawit dari sabut sawit dan PKO atau minyak kernel sawit dari kernel buahnya, sedangkan pada kelapa, daging buahnya bisa untuk menghasilkan kopra, minyak, santan, maupun kelapa parut kering (dessicated coconut) dan airnya untuk produksi nata de coco. Terlihat bahwa produk dari kelapa lebih banyak dan variatif daripada kelapa sawit. Baik produk kelapa sawit maupun kelapa utamanya adalah untuk produk pangan yang kebutuhannya terus meningkat.

Apabila semua limbah biomasa tersebut bisa dimanfaatkan maka sangat mungkin industri itu mampu mencukupi sendiri kebutuhan energinya dari limbah biomasanya, bahkan bisa berlebih. Tempurung kelapa bisa dimanfaatkan lanjut untuk pengolahan arang aktif, artinya juga tempurung kelapa tersebut tidak semua digunakan untuk energi atau bahkan semua tempurung dialokasikan untuk produksi arang aktif. Pada industri sawit juga tidak semua cangkang sawit dibakar atau digunakan untuk energi pada pabrik sawit tersebut, sehingga cangkang sawit tersebut salah satunya bisa untuk produksi arang aktif (activated carbon), untuk lebih detail produksi activated carbon dari cangkang sawit bisa dibaca disini. Proses produksi arang aktif (activated carbon) dari tempurung kelapa juga hampir sama dengan produksi arang aktif dari cangkang sawit.

Walaupun merupakan pemilik perkebunan kelapa terluas di dunia, yakni 3,7 juta hektar tetapi dibandingkan perkebunan sawitnya yang mencapai 12 juta hektar, maka perkebunan kelapa relatif kecil. Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan produk berbasis kelapa, maka semestinya perkebunan kelapa juga semakin ditingkatkan. Sentra-sentra perkebunan kelapa saat ini seperti di Riau, Sumatera Selatan, Bengkulu, Gorontalo dan sebagainya yang saat ini banyak rusak perlu dipulihkan kembali salah satunya dengan diintegrasikan dengan penggembalaan domba dan selanjutnya ditingkatkan. Dengan luas perkebunan kelapa 3,7 juta hektar tempurung kelapa memiliki komposisi 12% dari buah kelapa sehingga total tempurung kelapa berkisar 23.000 ton/tahun.

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. 

Activated Carbon Untuk Industri Apa Saja!

Activated carbon atau arang aktif adalah bahan yang banyak sekali digunakan di berbagai industri, sebagai bahan pembantu proses atau pengolahannya. Industri makanan, minuman, energi, tambang hingga farmasi menggunakan activated carbon ini. Kebutuhan akan activated carbon juga terus meningkat sehingga produksi juga juga perlu terus ditingkatkan. Indonesia memiliki potensi besar sebagai produsen activated carbon kelas dunia mengingat berlimpahnya potensi bahan baku yang tersedia. 

Saat ini produsen-produsen activated carbon besar malah berada di luar Indonesia seperti Eropa dan Amerika. Padahal baik Eropa maupun Amerika tidak memiliki sumber bahan baku yang berlimpah atau sebagian besar import termasuk dari Indonesia. Bahan baku activated carbon yang paling favorit saat ini adalah tempurung kelapa dan sekali lagi Indonesia adalah negara dengan luas perkebunan kelapa terbesar di dunia, yakni sekitar 3,7 juta hektar. Tempurung kelapa sawit atau cangkang sawit juga bisa menjadi bahan baku pilihan selanjutnya. Dengan luas perkebunan sawit Indonesia sekitar 12 juta hektar, cangkang sawit yang dihasilkan lebih dari 10 juta ton/tahunnya. 

Bahan baku activated carbon terutama adalah arang (charcoal). Arang tersebut selanjutnya diaktivasi untuk menjadi arang aktif (activated carbon). Proses pembuatan arang yakni dengan karbonisasi atau pyrolysis. Tempurung kelapa sebagai contoh bahan baku arang, maka setelah diarangkan menjadi arang tempurung kelapa (coconut shell charcoal), yang selanjutnya arang ini menjadi bahan baku arang aktif. Sehingga pada dasarnya proses produksi arang aktif yakni melalui 2 tahapan proses yakni pyrolysis (karbonisasi) dan aktivasi. Proses produksi arangnya atau proses karbonisasi (pyrolysis) sama seperti proses pengarangan biomasa pada umumnya, untuk lebih detail bisa dibaca di sini. Saat ini pada kapasitas besar produksi arang tersebut dilakukan secara kontinyu dengan dengan indirect-heating. Rotating kiln dan heated auger pyrolyser adalah peralatan yang umum digunakan untuk produksi arang secara kontinyu tersebut. Integrasi produksi arang secara kontinyu dan proses aktivasi bisa dibaca di sini. 

Sedangkan tahap aktivasi bisa dilakukan dengan dua cara yakni aktivasi secara fisika dan kimia. Pilihan aktivasi tersebut tergantung dari target luas permukaan, distribusi pori dan keekonomian. Steam activation adalah aktivasi fisika yang paling banyak digunakan, sedangkan aktivasi kimia sangat beragam. Semakin luas permukaan dari activated carbon semakin mahal harganya juga sebanding dengan biaya produksinya. Peralatan aktivasi yang biasa digunakan ada 2 macam yakni, rotating kiln dan fluidized bed. Dari 2 peralatan ini jenis rotating kiln lebih banyak digunakan daripada fluidized bed. Harga peralatan rotating kiln lebih murah karena konstruksi dan operasionalnya lebih mudah daripada sistem fluidized bed. Fluidized bed system biasanya digunakan untuk produksi activated carbon kualitas lebih tinggi karena distribusi dan rekayasa pori lebih baik akibat fluidisasi. 

Standard dan kualitas activated carbon ditentukan terutama berdasarkan luas permukaan, distribusi pori, ukuran dan kekerasannya. Parameter angka iodine biasa digunakan juga untuk kualitas activated carbon. Semakin tinggi angka iodine semakin baik kualitas activated carbon tersebut. Angka iodine adalah angka yang menunjukkan seberapa besar adsorbent atau activated carbon tersebut dapat mengadsorpsi iod. Semakin besar nilai angka iod maka mengindikasikan semakin besar pula daya adsorpsi (penjerapan) dari adsorben atau arang aktif tersebut. Sebaliknya semakin tinggi kadar air dan kadar abu yang terkandung dalam karbon aktif akan mengakibatkan banyak pori yang akan tertutup oleh pengotor tersebut sehingga luas permukaan akan semakin kecil. Dimana luas permukaan berhubungan erat dengan daya jerap karbon aktif.Semua biomasa pada dasarnya bisa digunakan sebagai bahan baku arang aktif karena memiliki kandungan karbon. Aplikasi secara spesifik arang aktif tersebut yang menentukan pilihan bahan baku dan pilihan aktivasinya.