Pabrik Sawit: Ganti Boiler Saja? Apa Sekaligus Mencari Solusi untuk Bebas Problem Tandan Kosong Sawit dan Keuntungan Tambahan ?

Seiring dengan bertambah luasnya perkebunan sawit di Indonesia yang saat ini sekitar 17 juta hektar, maka demikian juga pabrik sawit yang dibutuhkan juga semakin banyak. Sekitar 10 tahun pabrik sawit di Indonesia sekitar 1.000 unit tetapi informasi terbaru berdasarkan data Kementerian Pertanian Republik Indonesia, jumlah Pabrik Kelapa Sawit (PKS) yang aktif beroperasi di Indonesia tercatat mencapai sekitar 1.200 hingga 1.500 unit pabrik. Lokasi pabrik sawit tersebut terutama di dua pulau besar di Indonesia yakni di Sumatera (52,69%) dan Kalimantan (42,71%) sedangkan sisanya di Sulawesi, Papua dan beberapa pulau lain relatif sangat kecil (masing-masing dibawah 3%). Sedangkan ditinjau dari kepemilikannya yakni mayoritas pabrik sawit di Indonesia ternyata perusahaan swasta besar (93%) dan hanya sisanya milik perusahaan negara (7%). Sebuah perusahaan swasta besar bisa memiliki belasan bahkan puluhan pabrik sawit tersebut. 

Dan salah satu peralatan utama untuk operasional pabrik sawit yakni boiler. Bahkan boiler ini, dengan mekanisme proses produksi pabrik sawit saat ini hukumnya wajib bagi pabrik sawit, lebih detail alasannya bisa dibaca disini. Boiler juga bisa dikatakan “jantung” pabrik sawit yang menggunakan air menjadi uap air bertekanan tinggi (steam) untuk menjalankan proses produksi dan pembangkit listrik untuk pabrik sawit tersebut dan perumahan karyawannya. Sebagai mana lazimnya alat produksi, boiler juga memiliki masa pakai. Dan ketika masa pakai boiler tersebut terlampaui maka bukan hanya tidak ekonomis karena biaya perawatan dan operasional menjadi mahal tetapi juga berbahaya. 

Photo diambil dari sini

Rata-rata masa pakai (lifespan) yakni berupa umur teknis dan ekonomis boiler pabrik sawit adalah 20 tahun. Ketika masa pakai terlampaui investasi penggantian boiler baru menjadi lebih mengun-tungkan. Mayoritas PKS di Indonesia menggunakan jenis Water Tube Boiler (Boiler Pipa Air) (misalnya merek Takuma atau Vickers). Ketel uap jenis ini mengalirkan air di dalam ratusan pipa yang dipanaskan dari luar menggunakan bahan bakar limbah sawit berupa cangkang (shell) dan serabut (fiber). Karena pipa-pipa ini berinteraksi langsung dengan panas ekstrem dan kerak air, bagian internal inilah yang paling cepat aus. Tiga faktor utama yang mempengaruhi masa pakai boiler tersebut adalah kualitas air umpan (boiler feed water), karakteristik bahan bakar dan perawatan berkala. 

Ketika sampai masa penggantian boiler tersebut, sedangkan di sisi lain melihat banyaknya limbah tandan kosong sawit yang menggunung dan tidak dimanfaatkan, mungkin pihak pabrik sawit juga akan berpikir apakah bisa memanfaatkannya sebagai bahan bakar boiler. Tetapi dengan ukuran yang besar dan kadar air tinggi (>60%), bagaimana caranya ? Tentu ini sebuah pemikiran yang wajar dan inovatif ketika mendapati momentum penggantian boiler sekaligus menghadapi masalah limbah biomasa. Secara teknis sebagai limbah biomasa maka tentu bisa digunakan, tetapi secara ekonomis apakah treatment atau persiapan tandan kosong hingga siap digunakan sebagai bahan bakar bisa diterima ? Ini tantangannya.

Sebuah bukti yang teruji akan meyakinkan semua keraguan atau narasi yang cuma sebatas teori. Demikian juga dengan unit yang bisa mengolah tandan kosong tersebut sekaligus sebagai tambahan sumber energi bagi operasional boiler (cogeneration) pada pabrik sawit tersebut. Dengan penggunaan alat tersebut selain masalah limbah biomasa tandan kosong sawit bisa teratasi, juga cangkang sawit yang selama ini menjadi bahan bakar boiler bersama sabut bisa 100% langsung dijual dan menjadi sumber pendapatan. Tidak hanya itu, ternyata kandungan abu tandan kosong yang kaya kalium / potassium (30% up) juga potensial sebagai pupuk, termasuk untuk digunakan di perkebunan sawit tersebut, untuk lebih lengkap bisa dibaca disini. Mengunjungi dan melihat secara langsung unit tersebut beroperasi juga bisa dilakukan sebagai upaya pembuktian sehingga menambah keyakinan pabrik sawit yang tertarik dengan solusi tersebut. 

Selain faktor   teknis tentu faktor ekonomis akan menadi pertimbangan penting untuk implementasi peralatan tersebut. Dengan memperhatikan sejumlah faktor khususnya yang berjalan selama ini pada operasional usaha industri sawit tersebut maka analisa keekonomian yang lengkap dan akurat bisa dilakukan untuk mencapai keputusan penggunaaan alat tersebut. Dan di era ketika bahan bakar terbarukan, efisiensi, zero waste, dan peningkatan profit usaha, maka bagi pabrik sawit yang saat ini sedang dalam masa menjelang penggantian boilernya, peralatan ini, yang bekera sebagai sumber energi tambahan (cogeneration) bagi boiler pabrik sawit layak dipertimbangkan. 

Konstruksi Carbonisation Furnace Untuk Industri Sawdust Charcoal Briquette

Berbeda dengan tungku pembakaran (combustion furnace) yang banyak digunakan di industri dan kadang menjadi bagian dari unit boiler, tungku karbonisasi (carbonisation furnace) memiliki fungsi dan tujuan yang berbeda. Tungku pembakaran di industri pada awalanya sangat sederha berupa tungku tiga batu di ruangan terbuka sehingga tidak efisien dan banyak terjadi kehilangan panas. Seiring perkembangan zaman tungku tersebut saat ini dibuat sedemikian rupa sehingga panas yang dihasilkan tidak banyak terbuang tetapi secara efektif bisa dimanfaatkan. Teknik pembakaran seperti grate combustion, fluidized bed dan pulverized digunakan untuk memaksimalkan proses pembakaran yang terjadi dan juga material pembuatan tungku juga disesuaikan jenis refractory atau bata tahan apinya. Refractory tersebut menyesuaikan dengan suhu operasi dalam tungku tersebut selain itu refractory tersebut juga berfungsi sebagai isolator sehingga panas yang hilang bisa diminimalisir. Tungku pembakaran di industri memang bertujuan untuk memaksimalkan pengambilan panas yang terjadi dari proses pembakaran yang terjadi di dalamnya.  

Sedangkan tungku karbonisasi bertujuan untuk sarana proses karbonisasi (pyrolysis) dengan output utama berupa arang. Ditinjau dari proses produksi memang ada sedikit perbedaan, hal ini karena pada proses pembakaran (oksidasi) maka oksigen atau udara dibuat berlebih sehingga proses pembakaran bisa sempurna. Sedangkan pada proses karbonisasi (pyrolysis) merupakan proses pembakaran tidak sempurna (oksidasi parsial) sehingga jumlah udara atau oksigen yang masuk ke dalam tungku dibatasi (direct heating) atau bahkan tidak menggunakan oksigen atau udara sama sekali (indirect heating). Suhu operasi pada tungku karbonisasi juga lebih rendah dibandingkan dengan tungku pembakaran, sehingga batu bata biasa tertentu bisa digunakan. Perbedaan lainnya adalah pada tungku pembakaran proses pembakaran yang dilakukan secara kontinyu, sedangkan pada tungku karbonisasi secara batch. Proses karbonisasi pada umumnya juga memakan waktu relatif lama yakni berkisar 7-14 hari.


Tungku karbonisasi dengan model missouri kiln seperti gambar di atas paling umum dan banyak digunakan hari ini. Hal tersebut terutama terkait dengan kualitas produk sawdust charcoal briquette yang dihasilkan. Dengan tungku karbonisasi seperti di atas variabel proses produksi berupa heating rate bisa dikontrol dengan baik dan selain itu biaya pembuatan tungku karbonisasi juga cukup murah karena pada umumnya hampir semua material berasal dari lokal setempat. Tungku karbonisasi jenis lainnya biasanya menawarkan waktu proses lebih singkat tetapi kualitas produk sawdust charcoal briquette lebih rendah.    

Salah satu hal yang umum terjadi pada proses karbonisasi adalah banyaknya kehilangan panas yang terjadi seperti contoh diagram di atas, hal ini karena konversi dari sawdust briquette ke sawdust charcoal briquette berkisar 25%. Panas adalah bentuk energi yang potensial untuk berbagai keperluan, sehingga seharusnya dimanfaatkan (waste heat recovery). Pemanfaatannya antara lain untuk berbagai pengeringan atau pemanasan, sehingga sangat mungkin industri ini diintegrasikan dengan industri lainnya.