Limbah Produksi Wood Chip untuk Produksi Wood Pellet atau Wood Briquette

Produksi wood chip sebagai bahan bakar biomasa pada cofiring PLTU milik PLN semakin marak akhir-akhir ini. Produksi wood chip adalah produksi bahan bakar biomasa paling mudah dibandingkan berbagai produk bahan bakar biomasa yang diproduksi industri saat ini. Ketersediaan bahan baku menjadi faktor utama keberlangsungan produksi. Nilai kalori dari wood chip tergantung dari spesies atau jenis kayu yang digunakan dan level kekeringannya (kadar air). Kayu-kayu keras dan kadar air rendah adalah produk ideal untuk wood chip tersebut. Dan karena memiliki bulk density yang rendah yakni sekitar 250 – 350 kg/m3 maka faktor transportasi menjadi aspek lain yang sangat diperhatikan untuk pengiriman produk wood chip tersebut.

Ukuran partikel wood chip juga sudah ditentukan sehingga handling dan penyimpanan lebih mudah dilakukan. Untuk mendapatkan ukuran wood chip sesuai ukuran partikel yang dikehendaki maka dilakukan pengayakan (screening) setelah batang atau potongan kayu dicacah dengan mesin chipper kayu. Dengan prasyarat tersebut maka ada produk yang ditolak / reject dari proses produksi tersebut yakni produk wood chip yang terlalu besar (oversize) dan produk yang terlalu kecil (undersize). Produk yang terlalu besar (oversize) tersebut bisa dikembalikan ke mesin chipper untuk dicacah kembali, tetapi produk wood chip yang ukuran partikelnya terlalu kecil (undersize) harus dimanfaatkan untuk hal lain sehingga selain produksi wood chip bisa zero waste juga memberi tambahan pendapatan bagi produsen wood chip tersebut. 

Ukuran partikel yang kecil seperti serbuk gergaji (sawdust) dari produksi limbah wood chip tersebut bisa dimanfaatkan untuk produksi wood pellet maupun wood briquette (pini kay briquette). Dan bahkan wood briquette lebih toleran terhadap ukuran partikel yang sedikit lebih besar karena produk wood briquette memiliki kepadatan (density) lebih tinggi dibanding wood pellet, selain itu wood briquette juga bisa diproses lanjut menjadi produk arang briket (sawdust charcoal briquette). Wood briquette sendiri biasa digunakan di negara-negara empat musim khususnya pada musim dingin untuk pemanas ruangan (home heating). Sedangkan arang briket (sawdust charcoal briquette) biasa digunakan untuk BBQ khususnya untuk negara-negara Timur Tengah dan Turki. 

Pada produksi wood chip tersebut diperkirakan limbah biomasa yang kurang lebih seukuran serbuk gergaji tersebut sekitar 20-25%, artinya jika produksi wood chip mencapai 5.000 ton/bulan maka limbahnya sekitar 1.000 – 1.250 ton/bulan. Hal ini cukup memadai untuk produksi wood briquette maupun arang briket (sawdust charcoal briquette) tersebut. Sedangkan apabila mau produksi wood pellet apalagi untuk pasar export biasanya dibutuhkan kapasitas produksi bisa sekitar 5.000 – 10.000 ton/bulan. Tentu saja hal tersebut tidak bisa dilakukan. Selain itu investasi peralatan untuk produksi wood briquette, arang briket (sawdust charcoal briquette) bahkan wood pellet untuk maksud tersebut juga jauh lebih besar dibandingkan dari produksi wood chip. Hal tersebut sehingga akan lebih masuk akal apabila produksi wood briquette ataupun arang briket (sawdust charcoal briquette) dilakukan oleh pihak lain. Pihak lain tersebut akan mengolah limbah pabrik wood chip tersebut menjadi wood briquette, arang briket (sawdust charcoal briquette) dan karena kompleksitas produksi serta biaya peralatan juga lebih tinggi maka wajar jika keuntungan yang didapat dari pengolahan limbah tersebut juga lebih tinggi. 

 

Harga wood pellet dunia seperti juga cangkang sawit atau PKS (palm kernel shell) banyak mengalami fluktuasi, bahkan akhir-akhir ini harganya cenderung rendah. Cangkang sawit atau PKS (palm kernel shell) sendiri adalah bahan bakar biomasa yang menjadi kompetitor wood pellet di pasar global tetapi harganya lebih murah, karena berasal dari salah satu limbah padat pabrik sawit yang diproses dengan sederhana. Dengan kondisi tersebut ditambah dengan mendapatkan volume limbah dari pabrik wood chip yang memadai juga sangat sulit maka produksi wood briquette (pini kay briquette) atau arang briquette (sawdust chracoal briquette) menjadi pilihan yang rasional. Selain itu harga yang stabil dari dua produk tersebut membuat daya tarik semakin besar untuk mempertimbangkannya. 

Size Reduction dan Proses Konversi Biomasa

Ukuran Partikel Sawdust

Konversi biomasa thermal seperti pembakaran, gasifikasi dan pirolisis maupun pemadatan seperti pembriketan dan pemelletan mutlak membutuhkan size reduction atau pengecilan ukuran sampai ukuran partikel tertentu dari biomasa asalnya. Ukuran biomasa awal, ukuran partikel output dan kapasitas yang dikehendaki akan sangat berpengaruh terhadap jenis alat atau mesin yang digunakan. Unit konversi biomasa thermal maupun pemadatan akan membutuhkan ukuran partikel berbeda sebagai umpan atau inputnya. Secara mobilitas, saat ini telah ada berbagai unit size reduction yang stasioner maupun mobile,yang aplikasinya sesuai situasi dan kondisi yang mempengaruhinya.

Handling Sawdust di Industri

Pada konversi thermal, ukuran partikel output umumnya lebih besar daripada untuk proses pemadatan. Sedangkan pada proses pemadatan biomasa umumnya dibutuhkan ukuran partikel lebih kecil berkisar 4 mm sebagai inputnya, misalnya ketika hendak memproduksi wood pellet dengan diameter 6 mm, maka dibutuhkan ukuran partikel  4 mm, sedangkan bila wood pellet dengan diameter lebih besar ingin diproduksi maka ukuran partikel yang diperlukan juga lebih besar.  Apabila bahan bakunya memiliki ukuran besar seperti balok kayu umumnya akan digunakan 2 tahap size reduction untuk mencapai ukuran partikel yang dikehendaki, yakni chipper dan hammer mill, tetapi bisa juga dengan alat seperti wood crusher yang menepungkan batang kayu dengan sekali proses.  Batang kayu berukuran kecil dengan diameter kurang dari 10 cm bisa menjadi serbuk kayu dengan ukuran partikel rata-rata 4 mm dengan sekali proses, dengan alat kombinasi chipper dan hammer mill.Pertimbangannya tergantung antara lain kefektifan, cost produksi , perawatan & perbaikan serta harga unit itu sendiri.

Small Scale Size Reduction Unit

Large Scale Size Reduction Unit

Moblie chipper

Ada berbagai alat chipper tersedia saat ini, yakni drum chipper, disc chipper, screw chipper dan wheel chipper. Big drum chipper mampu bekerja dengan ukuran batang kayu hingga diameter 1 m, sedangkan disc chipper akn efektif untuk ukuran diameter batang kayu lebih kecil. Studi kasus pada industri wood pellet ada beberapa industri yang menggunakan 2 tahap size reduction, yakni chipper dan diikuti hammer mill dan sejumlah industri wood pellet hanya membutuhkan 1 tahap proses size reduction. Menepungkan bahan baku basah lebih sulit dengan hammer mill karena material bahan baku tersebut cenderung menutup lubang screen untuk keluaran output produk, tetapi resiko kebakaran dan ledakan lebih kecil ketika memroses bahan baku basah di hammer mill. Logam rotor untuk hammer mill umumnya dilapisi carbide metal untuk meningkatkan kekerasannya. Pengeringan juga akan lebih cepat ketika ukuran partikelnya lebih kecil. Beberapa pabrik wood pellet juga melakukan proses size reduction dengan ukuran partikel cukup besar yakni 1-2 cm kemudian dikeringkan dan dilakukan size reduction sekali lagi begitu keluar dari pengering dengan hammer mill hingga ukuran partikel yang dikehendaki. Hammer mill adalah alat yang biasa digunakan sebagai final size reduction sebelum masuk ke unit proses selanjutnya.    

Hammer Mill