Produksi Food Grade Activated Carbon

Mirip dengan bio pellet fuel dimana setiap user membutuhkan spesifikasi tertentu jenis pellet fuel tersebut, demikian juga dengan activated carbon. Pada dasarnya setiap bio pellet fuel juga memiliki user atau pasar tersendiri (untuk lebih jelas bisa dibaca disini) demikian juga activated carbon. Pilihan jenis baku dan proses produksi akan mempengaruhi kualitas atau karakteristik activated carbon tersebut. Seperti halnya bio pellet fuel yang bisa dibuat dari berbagai jenis biomasa, activated carbon juga bisa dibuat dari material berbasis karbon seperti biomasa dan batubara. Wood pellet adalah salah satu produk dari bio pellet fuel yang paling populer, dan coconut shell activated carbon adalah salah satu produk activated carbon yang paling populer.

Salah satu penggunaan activated carbon adalah untuk bidang pangan dan untuk itu juga memiliki karakteristik tersendiri. Hal terpenting dari activated carbon untuk pangan ini adalah masalah ke-halalan produk tersebut, misalnya secara teknis activated carbon bisa dibuat dari tulang binatang, apabila tulang binatang haram seperti babi maka jelas activated carbon tersebut juga haram atau tidak boleh digunakan. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah penggunaan activated carbon untuk produk pangan juga tidak boleh makanan dan minuman yang diharamkan misalnya minum-minuman beralkohol (minuman keras). Hal ini juga secara teknis activated carbon bisa digunakan untuk pemurnian alkohol tersebut.

“Maka hendaklah manusia itu memperhatikan makanannya. Sesungguhnya Kami benar-benar telah mencurahkan air (dari langit), kemudian Kami belah bumi dengan sebaik-baiknya, lalu Kami tumbuhkan biji-bijian di bumi itu, anggur dan hijauan , zaitun dan pohon kurma, kebun-kebun (yang) lebat, dan buah-buahan serta rumput-rumputan, untuk kesenanganmu dan untuk binatang-binatang ternakmu.” (QS 80 : 24-32)

Allah SWT memerintahkan kita untuk senantiasa memperhatikan makanan kita, hal ini karena Allah SWT tidak akan mengabulkan doa-doa kita apabila makanan yang kita konsumsi tersebut adalah barang haram. Activated carbon sebagai bahan pembantu untuk produksi pangan menjadi penting untuk mencapai kehalalan tersebut. Aplikasi activated untuk industri pangan terutama untuk menghilangkan warna dan bau tertentu dari produk-produk pangan tersebut. Beberapa contoh aplikasinya yakni pada pengolahan jus buah-buahan, madu, gula, pemanis, minyak makan (edible oil), soft drinks, sirup dan sebagainya. Pada industri air minum (potable water) activated carbon juga digunakan untuk menghilangkan rasa, bau dan kontaminan yang berbahaya.

Secara spesifik activated carbon yang sesuai standar industri pangan (food grade) juga memiliki karakteristik tersendiri. Karakteristik tersebut terkait kadar abu dan kimia abu. Kandungan abu activated carbon dihitung berdasarkan kandungan mineralnya atau komponen anorganiknya seperti Ca, Mg, Si, Fe dan sebagainya, yang tertinggal di dalam activated carbon setelah proses produksinya. Activated carbon untuk aplikasi pangan khususnya dan juga farmasi harus memiliki kemurnian tinggi dari pengotor berupa material anorganik atau mineral dalam abu tersebut. Untuk aplikasi tersebut activated carbon harus dibersihkan dengan dicuci dengan larutan asam dan sering diikuti dengan air supaya terbebas dari material anorganik abu tersebut.

Bioeconomy Model Untuk Indonesia Bagian 2

Selain dengan menggunakan pohon leguminoceae seperti kaliandra dalam bentuk kebun energi, seperti diuraikan lebih rinci pada bioeconomy model untuk Indonesia bagian 1, pohon bambu juga bisa digunakan sebagai tanaman perintis dan berdampak berkembangnya berbagai aktivitas bioeconomy turunannya. Mengapa pohon bambu juga bisa digunakan dalam hal ini? Pohon bambu yang termasuk kelompok rumput-rumputan (gramineae) bisa tumbuh di hampir semua tempat di Indonesia dan tahan terhadap kondisi kering, hal ini juga karena tumbuhan bambu termasuk jenis tumbuhan dengan photosintesis C4. Air tanah juga akan terangkat naik ke permukaan oleh tanaman bambu, sehingga daerah yang semula kering bisa menjadi subur dan air mudah tersedia, bahkan munculnya mata air sebagai akibat hutan atau kebun bambu tersebut, seperti dibaca disini. 

Rusaknya lingkungan pada umumnya dimulai dari rusaknya tanah yang berubah menjadi kering dan tandus. Kondisi demikian menyebabkan tanah tidak dimanfaatkan dan semakin memperparah kerusakan hingga bisa terjadi penggurunan (desertifikasi). Rusaknya tanah bisa disebabkan penggunaan pupuk kimia, kurang atau tidak tersedia sumber air dan pengelolaan lahan yang tidak berkelanjutan. Pohon bambu yang juga mudah tumbuh bisa digunakan untuk memperbaiki kondisi tersebut. Untuk itu kebun bambu perlu banyak dibuat untuk merehabilitasi lahan dan juga manfaat secara ekonomi. Hanya memerlukan waktu sekitar 3 tahun pohon bambu sudah bisa dipanen dan selanjutnya bisa dipanen terus menerus hingga lebih dari 30 tahun. 

Bambu bisa untuk biomaterial, tetapi tentu pemanfaatan paling ekonomis adalah yang dicari. Bambu bisa dimanfaatkan untuk produksi berbagai macam produk seperti bahan bangunan, bahan baku kertas, sumber energi, activated carbon, hingga tekstil berkualitas tinggi dan untuk lebih rinci bisa dibaca disini. Banyaknya produk-produk yang bisa dihasilkan dari bambu tentu akan menjadi daya dorong tersendiri. Saat ini masih banyak sejumlah produk yang masih import, padahal seharusnya bisa diproduksi di dalam negeri. Bahan baku tekstil seperti katun dan wol adalah contoh bahan baku yang masih import dalam jumlah sangat besar, dan ini sebenarnya juga bisa disubtitusi dengan bahan baku dari bambu, bahkan kualitasnya lebih baik. 

Dengan perkebunan bambu yang memperbaiki kondisi lingkungan dan aspek ekonomi, selanjutnya pengembangan bisa terus dilakukan nantinya, seperti pembuatan kebun buah-buahan maupun peternakan khususnya domba. Tanah yang telah subur dan air mudah tersedia menjadikan berbagai pohon buah-buahan bisa tumbuh dengan baik, demikian pula bisa untuk pembuatan padang penggembalaan dengan rerumputan yang menghijau. Teknik penggembalaan rotasi sebagai teknik penggembalaan terbaik saat ini bisa diterapkan di padang penggembalaan tersebut. Sektor ekonomi berbasis hal tersebut menjadi semakin bergairah dan contoh bioeconomy riil. 

Bermula dari bambu, sektor ekonomi bangsa dan umat bisa menjadi kuat. Sektor-sektor strategis seperti pangan, sandang, papan, hingga energi bisa dicukupi dan tidak bergantung import. Ada puluhan juta hektar lahan tersedia di Indonesia, dan bisa digunakan untuk perkebunan bambu tersebut. Kondisi Indonesia yang beriklim tropis dengan curah hujan tinggi juga sangat mendukung perkebunan bambu di Indonesia. Mari kita perbaiki dan selamatkan lingkungan sekaligus untuk menjadi memimpin di era bioeconomy dengan perkebunan bambu,  industri pengolahannya dan pengembangannya. 

Sate dan Makanan Olahan Domba Kapan Saja!

Makan sate dan produk olahan domba memang lezat sehingga alangkah nikmatnya apabila bisa sering menyantapnya. Sebagian masyarakat kita bisa menikmati masakan-masakan tersebut hanya pada saat Idul Adha. Tentu saja hal ini harus terus ditingkatkan karena konsumsi daging rata-rata penduduk Indonesia masih rendah. Padahal protein adalah salah satu gizi essential yang sangat kita butuhkan. Dan untuk itu daging domba adalah daging terbaik walaupun banyak mitos yang menentangnya. Dalam Al Qur'an Surat 6 : 143-144, delapan ekor hewan yang berpasangan (4 pasang) tersebut adalah dua ekor (sepasang) domba, sepasang kambing, sepasang unta dan sepasang sapi. Dari serangkaian hewan ternak yang disebutkan dalam ayat-ayat di atas, domba disebut pertama, baru kambing, unta dan sapi. 

Kaidah dalam Al Qur'an, sesuatu yang disebut pertama memiliki keutamaan daripada sesudahnya. Nah, disinilah domba memiliki keutamaan dibandingkan hewan ternak lain yang disebut dalam ayat tersebut, walaupun semua hewan tersebut dagingnya halal dimakan. Indikasi lain tentang keutamaan domba juga bisa kita dapati pada peristiwa Qurban, yakni ketika Nabi Ibrahim diperintah Allah SWT untuk menyembelih putranya yakni Ismail, lalu oleh Allah SWT menyelamatkan Ismail dan menggantinya dengan domba besar. Peristiwa tersebut kemudian kita peringati setiap tahun dan menjadi syariat Qurban pada hari raya Idhul Adha setiap 10 Dzulhijah. Selain itu bahwa semua Nabi dan Rasul adalah penggembala domba, adalah indikasi lain bahwa daging domba adalah daging terbaik tersebut dan domba yang digembala adalah harta terbaik. 

Porsi Asupan Protein Menurut Al Qur'an

Pertanyaan selanjutnya yang bisa muncul adalah adakah panduan lain lebih spesifik tentang pola makan khususnya protein ? Al Qur'an juga mengindikasikan sumber protein dari ternak besar menempati porsi terbesar dibanding unggas dan ikan. Sumber protein hewani yakni dari ternak besar terungkap dalam setidaknya 7 ayat atau 64%, dari ikan terungkap dalam 3 ayat atau 27% dan dari unggas terungkap dalam 1 ayat atau 9%. Sehingga untuk pemenuhan kebutuhan protein prioritasnya adalah dari ternak besar, khususnya yang digembalakan, karena selain menghasilkan protein yang murah, juga menyuburkan lahan-lahan untuk berbagai kebutuhan manusia.

Supaya sate dan olahan daging domba bisa dimakan kapan saja dan di mana saja, inovasi pangan dibutuhkan. Kita tentu sudah tidak asing lagi dengan berbagai makanan yang dikalengkan sehingga bisa tahan lebih lama seperti gudeg, rendang, mangut lele dan sebagainya. Tentu hal tersebut juga sangat mungkin bagi daging domba. Hal tersebut juga untuk semakin memasyarakatkan daging terbaik tersebut, sehingga ketika disebut daging, masyarakat nantinya asosiasinya ke daging domba bukan daging sapi atau ayam seperti yang terjadi hari ini. Apabila kondisinya seperti itu, maka industri peternakan domba akan semakin berkembang pesat. Peternakan domba tersebut bisa diintegrasikan dengan berbagai perkebunan besar dan untuk lebih detailnya bisa dibaca disini. 

Produksi Listrik Dari Pepohonan

Aktivitas mikroba tanah yang menguraikan berbagai bahan organik sehingga menjadi nutrisi bagi pepohonan dan photosintesisnya ternyata bisa dikonversi menjadi listrik. Proses yang terjadi adalah perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik. Hal ini mirip seperti proses aki atau baterai yang merupakan sumber energi kimia menjadi energi listrik. Lalu bagaimana persisnya alat yang bisa mengubah aktivitas mikroba dan photo sintesis tersebut hingga menjadi listrik? Sebuah perusahaan Belanda, Plant-E telah membuktikan konsep tersebut dan mengaplikasikannya pada kehidupan nyata. Sejumlah gadget maupun penerangan jalan dilaporkan telah memanfaatkan listrik yang dikonversi dari aktivitas di pepohonan tersebut.

Adalah suatu alat konverter berupa elektrode positif (katode; menangkap elektron atau reduksi) dan negatif (anode; melepas elektron atau oksidasi) yang mengubah energi kimia tersebut menjadi listrik. Proses photosintesis yang terjadi di tumbuhan yang menghasilkan bahan organik menurut penelitian tersebut ternyata tidak sepenuhnya digunakan oleh tumbuhan tersebut bahkan yang dikeluarkan atau dibuang ke tanah jumlahnya cukup banyak lewat akar  Di sekitar akar tersebut terjadi perombakan bahan organik oleh mikroorganisme dalam rangka mendapatkan energy. Pada fase ini terjadi pelepasan elektron sebagai limbah. Dalam sel elektrokimia reaksi redoks spontan menghasilkan listrik, begitulah prinsipnya, sehingga bisa digunakan sebagai sumber listrik. 

Arus listrik adalah aliran elektron dan tiap elektron bermuatan 1,6E-19 coulomb. Semakin besar perbedaan potensial sel antara kedua elektrode tersebut maka semakin besar arus listrik yang dihasilkan. Logam-logam tertentu digunakan sebagai elektrode, semakin mulia golongan logam tersebut akan semakin sulit teroksidasi. Sehingga kelompok logam yang lebih mulia digunakan sebagai katode atau penangkap elektron. Mikroorganisme sebagai sebagai anode yang melepaskan elektron atau terjadi oksidasi sedangkan katode yang dibuat dari logam tertentu sebagai penangkap electron tersebut atau reaksi reduksi. Penelitian tersebut juga menunjukkan pertumbuhan tanaman tidak terganggu dengan pemasangan elektrode untuk produksi listrik tersebut.

Untuk mengoptimalkan proses produksi listrik tersebut, bisa dilakukan yakni dengan mengoptimalkan sumber energi kimia tersebut. Aktivitas mikroba dalam tanah bisa dioptimalkan dengan membuat kondisi yang optimum untuk pertumbuhan mikroba tersebut, diantaranya dengan pola pertanian organik dan penggunaan biochar. Pupuk kimia akan membunuh mikroba tanah, karena membuat tanah menjadi asam. Selain itu pupuk kimia juga merusak struktur atau kimia fisika tanah. Tanah menjadi keras dan berbagai nutrisi atau bahan organik menjadi mudah lepas. Tanah yang keras juga akan meminimalisir aktivitas mikroba tanah. Biochar dengan fungsinya antara lain sebagai rumah mikroba dan menahan nutrisi bagi tanaman akan mengoptimalkan proses konversi bahan organik, sehingga juga akan mengoptimalkan proses produksi listrik tersebut. Kebun energi dengan pepohonan jenis leguminoceae yang pada akarnya bisa mengikat nitrogen dari atmosfer karena simbiosis dengan mikroba acetobacter juga seharusnya semakin meningkatkan produksi listrik tersebut.

Faktor kedua untuk dioptimalisasi adalah  photosintesisnya. Faktor-faktor seperti ketersediaan nutrisi yang cukup, air dan sinar matahari membuat photosintesis berjalan optimal. Ketersediaan nutrisi yang cukup juga sangat terkait aktivitas mikroba dan ketersediaan bahan organik sebagai sumber pakannya. Indonesia dengan kondisi iklim tropis, matahari bersinar sepanjang tahun dengan rata-rata 12 jam/hari dan curah hujan yang tinggi menjadikannya sangat potensial untuk pertumbuhan pepohonan atau khususnya photosintesi itu sendiri. Kelebihan lain di Indonesia adalah bahwa unit tersebut tidak bisa beroperasi ketika tanah tertutup salju dan ini tidak kita temui di Indonesia. Pada musim dingin yang bersalju tumbuh-tumbuhan berhenti tumbuh atau fase dorman sehingga photosintesis tidak terjadi. Sejumlah pepohonan memiliki jenis photosintesis C4, yakni photosintesis yang tanaman lebih adaptif pada daerah kering dan panas.  Photosintesis C4 membuat produksi gula bertambah dan fotorespirasi minimum atau dikenal fotosintesis efektif. Sehingga faktor ketiga yang bisa dioptimalisasi adalah dengan pemilihan jenis pepohonan yang memiliki photosintesis jenis C4, misalnya pohon bambu.

Sedangkan untuk kapasitas listrik yang dihasilkan cukup kecil, untuk setiap m2 menghasilkan sekitar 28 kwh/tahun atau 0,1 kWh/hari. Apabila penggunaan rumah tangga menghabiskan 10 kwh/hari berarti dibutuhkan perkebunan seluas 100 hektar. Apabila suatu kelompok masyarakat berjumlah 100 rumah dengan masing-masing 10 kWh/hari berarti kebutuhan lahannya mencapai 10.000 hektar. Beberapa daerah pedalaman dengan kebutuhan listrik minimal dan memiliki perkebunan cukup luas bisa jadi cocok dengan teknologi ini. Perkebunan-perkebunan besar dengan populasi pohon yang padat seperti perkebunan teh, tebu, kebun energi dan sebagainya diprediksi lebih efektif implementasinya. Penerapan sensor-sensor dalam dunia pertanian dan IoT (Internet of thing) bisa menggunakan listrik dari sumber ini. Selain itu aktifitas mendaki gunung bisa lebih menyenangkan apabila jalan setapak yang dilalui diterangi lampu-lampu yang listriknya berasal dari pepohonan di hutan kanan kirinya. Plant e sejauh ini menggunakan listrik yang dihasilkan untuk charging handphone dan gadget lainnya serta penerangan jalan. Pada akhirnya sumber energi dari pepohonan semakin membuktikan firman Allah SWT yakni QS Yaasiin (36) : 80 & QS Waqi'ah: 71-72. Untuk lebih detail pengembangan energi berbasis Al Qur'an bisa dibaca disini. 

Activated Carbon Untuk Industri Emas dan Perak

Pada awalnya arang kayu dengan luas permukaan 200 m2/gram digunakan untuk mengekstrak emas dan perak dari larutannya. Seiring perkembangan arang aktif yang memiliki luas permukaan 1000 m2/gram digunakan untuk hal tersebut tentunya juga dengan semakin meningkatnya efisiensi ekstraksi tersebut. Hal tersebut mendorong produksi arang aktif (activated carbon) di seluruh dunia. Tempurung kelapa (coconut shell) adalah bahan favorit untuk produksi arang aktif saat ini, dan cangkang sawit (palm kernel shell) sepertinya akan menjadi prioritas berikutnya.

Arang aktif (activated carbon) memiliki luas permukaan besar karena banyaknya pori-pori dari permukaannya. Pori-pori tersebut sengaja dibuat untuk meningkatkan efisiensi penjerapan (adsorption). Semakin banyak pori-pori terbentuk semakin luas permukaan activated carbon tersebut. Berdasarkan ukurannya pori-pori tersebut dibedakan menjadi macropore, mesopore dan micropore. Macropore adalah ukuran pori terbesarnya yang berada pada sisi luar atau permukaan activated carbon tersebut dan sebagai pintu masuk material yang akan dijerap (adsorb) selanjutnya melalui mesopore yang berukuran medium hingga terakhir ke micropore. Micropore inilah terminal terakhir material yang dijerap. Ukuran pori micropore berkisar 10 angstrom, mesopore 100-1000 angstrom dan macropore lebih besar 1000 angstrom (1 angstrom = 1e-10 meter). Bahan baku atau material activated carbon, pilihan proses aktivasi yang digunakan dan kondisi operasinya yang akan menentukan luas permukaan activated carbon tersebut yang terdiri dari macropore, mesopore dan micropore tersebut. Kekerasan dan kepadatan bahan juga sering menjadi pertimbangan penting mengingat penggunaan activated carbon itu sendiri, misalnya sejumlah ekstraksi dilakukan dengan pengadukan dan ada juga dengan operasi kolom. 

Penggunaan spesifik arang aktif untuk penjerapan material atau industri tertentu biasanya juga membutuhkan spesifikasi tertentu. Activated carbon yang digunakan pada fluida cairan akan optimal bila dirancang khusus pada kondisi tersebut, demikian juga yang akan digunakan pada fluida gas. Ukuran material target serta cara ekstraksinya akan menentukan spesifikasi teknis arang aktif tersebut. Demikian juga pada emas dan perak, yang ekstraksinya dengan pengadukan dan operasi kolom. Sehingga bahan baku dari tempurung kelapa umumnya masih menjadi pilihan utama karena memiliki tingkat kekerasan dan kepadatan yang tinggi sehingga tahan abrasi. Dan demikian juga cangkang sawit juga bisa digunakan mengingat level kekerasan yang juga tinggi. Sehingga activated carbon yang digunakan harus memenuhi kriteria berupa cukup keras, cukup aktif dan ukuran partikel yang sesuai. Pada ekstraksi emas activated carbon yang diproduksi dengan aktivasi fisika (steam activation) yang digunakan. Rotary kiln adalah alat aktivasi dengan bahan baku seperti tempurung kelapa, sedangkan alat fluidized bed dan multi hearth kiln umum digunakan untuk activated carbon dari batubara.

Activated carbon pada dasarnya bisa dibuat dari berbagai bahan yang mengandung karbon (carbonaceous material) seperti batubara, tempurung kelapa, cangkang sawit, kayu, bambu, heavy oil bahkan tulang. Setiap bahan, jenis aktivasi dan kondisi operasi prosesnya menentukan kualitas atau karakteristik activated carbon tersebut. Activated carbon dari tempurung kelapa memiliki banyak micropore, sedangkan activated carbon dari kayu didominasi mesopore dan macropore (micropore hanya memiliki porsi kecil) karena struktur kayu juga lebih terbuka. Untuk activated carbon dari batubara distribusi micropore, mesopore dan macropore hampir merata. Berdasarkan karakteristik diatas maka activated carbon tempurung kelapa banyak digunakan untuk menjerap molekul-molekul kecil dari gas dan cairan. Penggunaannya seperti masker gas, solvent recovery dan gold recovery. Sedangkan activated carbon dari kayu untuk penjerapan molekul-molekul besar seperti menjerap pewarna organik di industri. Sedangkan activated carbon batubara untuk penjerapan molekul-molekul organik dengan ukuran bervariasi dan penggunaannya umumnya untuk pengolahan air minum dan pengolahan air limbah. 

Setelah emas atau perak terjerap ke pori-pori activated carbon, tahap selanjutnya adalah memungut atau melepaskannya (delution) dari activated carbon. Ada 2 teknologi yang biasa digunakan untuk tahap ini yakni AARL elution process dan Zadra elution process. Perbedaannya electrowinning merupakan bagian integral Zadra circuit tetapi menjadi bagian terpisah pada AARL circuit. Zadra mendominasi di kawasan Amerika Utara sedangkan AARL mendominasi di Southern Hemisphere, tempat dimana teknologi tersebut awalnya dikembangkan. Manakah yang terbaik? Faktor operator dan kinerja alat yang lebih menentukan. 10 Nnegara produsen emas terbesar saat ini antara lain China, Australia, Amerika Serikat, Rusia, Afrika Selatan, Peru, Kanada, Ghana, Indonesia dan Uzbekistan.  

Heat Gasifier dan Stirling Engine Untuk Solusi Listrik Desa Terpencil

Desa-desa terpencil yang jauh dari jaringan listrik PLN akan sulit mendapatkan pasokan listrik, apalagi yang berada di pulau-pulau kecil dengan penduduk terbatas. Desa-desa terpencil tersebut juga pada umumnya merupakan desa-desa tertinggal sehingga masih perlu perhatian khusus. Saat ini desa-desa seperti itu masih sangat banyak ditemukan di Indonesia, yakni 60% atau sekitar 50.000 desa, sebagai gambaran lebih riil di Jawa dengan rasio rata-rata 3 dari 10  sedangkan di Sumatra rasionya rata-rata 7 dari 10 dan Irian 9 dari 10 desa masuk desa tertinggal. Salah satu upaya memberi perhatian dan mengembangkan desa-desa tersebut adalah dengan tersedianya aliran listrik untuk berbagai keperluan mereka termasuk akses informasi dengan dunia luar. Ketersediaan energi khususnya listrik juga mendorong mereka untuk bisa mandiri dengan berabagai macam produksi. 

Berdasarkan kondisi di atas sehingga dibutuhkan pembangkit-pembangkit kecil yang bisa dioperasikan di desa-desa terpencil tersebut. Konsep desentralisasi akan mampu menjangkau daerah-daerah tersebut. Untuk menjalankan pembangkit-pembangkit tersebut dengan mudah juga dibutuhkan sumber energi yang banyak terdapat di desa-desa tersebut dan biomasa khususnya kayu-kayuan pada umumnya banyak dan berlimpah di daerah-daerah pedesaan tersebut. Bahkan untuk mendapatkan pasokan sumber energi kayu-kayuan tersebut bisa juga dilakukan secara khusus misalnya dengan pembuatan kebun energi. Kebun energi dengan tanaman leguminoceae seperti kaliandra akan sangat efektif dan efisien untuk terus menjaga pasokan kayu pada pembangkit-pembangkit tersebut. Selain itu kebun energi juga sangat dimungkinkan untuk diintegrasikan dengan peternakan seperti domba dan sebagainya.

Gasifikasi adalah teknologi yang banyak digunakan untuk pembangkit listrik dari biomasa atau masuk kelompok power gasifier. Masalah operasional pada gasifikasi biasanya pada pembersihan gas. Tar adalah pengotor utama unit gasifikasi sehingga perlu sering perawatan untuk menjaga gasnya tetap bersih. Semakin baik unit pembersihan gas (syngas cleaning system) maka periode perawatan semakin jarang dan begitu juga sebaliknya. Semakin baik unit tersebut biasanya juga akan semakin rumit dan semakin mahal. Mesin motor bakar (internal combustion engine) selalu membutuhkan pasokan bahan bakar bersih untuk bisa beroperasi secara stabil. Bahan bakar kotor akan mengganggu operasional pembangkit tersebut, seperti kerak dan penyumbatan pada ruang bakar dan sebagainya. 

Alternatif lain pembangkit listrik biomasa tersebut adalah dengan stirling engine. Stirling engine memiliki kesamaan dengan internal combustion engine yakni alat atau konverter yang menghasilkan energi mekanik yang selanjutnya diubah menjadi listrik dengan generator. Perbedaannya stirling engine adalah heat engine yang mengubah panas menjadi energi mekanik. Sedangkan produksi panas dilakukan diluar alat tersebut, sehingga stirling engine bisa juga sebagai external combustion engine apabila sumber panas berasal dari pembakaran diluar unit tersebut. Dalam hal inilah sehingga gasifikasi juga bisa digunakan, tetapi diposisikan sebagai heat producer atau penghasil panas yang digunakan untuk oleh stirling engine. Gasifier yang menggunakan biomasa untuk menghasilkan panas masuk kelompok heat gasifier. Konfigurasi heat gasifier lebih sederhana dibandingkan dengan power gasifier, hal ini dikarenakan pada heat gasifier tidak dibutuhkan perangkat pembersihan dan pengkondisian gas yang rumit seperti pada power gasifier. Apalagi yang digunakan adalah jenis downdraft gasifier yang jumlah pengotor tarnya sudah minimal.

Skema dari power gasifier

Skema dari heat gasifier

Stirling engine sama seperti gasifikasi juga bukan hal baru. Kedua teknologi ini banyak digunakan ketika terjadi krisis energi beberapa dekade lalu. Saat itu kedua teknologi tersebut banyak digunakan untuk menggerakan berbagai sarana transportasi dan juga pembangkit listrik. Ketika kondisi saat ini kesadaran penggunaan bahan bakar fossil semakin harus dikurangi atau bahkan tidak boleh menggunakan bahan bakar fossil atau karena tekanan aspek lingkungan maka energi terbarukan menjadi pilihan dan teknologi seperti gasifikasi dan stirling engine muncul kembali. Faktor spesifik untuk kondisi Indonesia juga turut menjadi daya dorong adalah daerah yang luas dan masih banyak berada di daerah terpencil sedangkan pasokan khususnya bahan bakar minyak sulit didapat sementara biomasa kayu-kayuan melimpah dan sangat mudah didapat. Solusi pembangkit listrik biomasa skala kecil yang praktis, mudah operasional, efisien dan minim perawatan akan menjadi solusi kelistrikan Indonesia dan juga solusi lingkungan. 

Produksi Pellet dan Briket Dari Limbah Pabrik Kayu Sengon

Pohon sengon adalah pohon yang banyak ditanam masyarakat diberbagai daerah dalam kawasan hutan rakyat. Saat ini diperkirakan luas perkebunan sengon tersebut mencapai lebih dari 1 juta hektar. Kayu adalah produk utama dari perkebunan sengon tersebut. Kayu tersebut diolah menjadi berbagai produk dari kayu gelondongan, kayu papan, kayu lapis, barecore, hingga pallet. Kayu sengon termasuk kayu lunak dan dihasilkan dari panen kayu dari perkenunan tersebut diusia pohon kurang lebih 5 tahun. Sentra-sentra perkebunan sengon di Indonesia terpusat pulau Jawa dan Kalimantan.

Limbah dari pengolahan kayu sengon tersebut yakni serbuk gergaji (sawdust), potongan-potongan kayu, kulit kayu dan kayu serutan (planner shaving). Masih banyak limbah-limbah tersebut yang belum dimanfaatkan bahkan mencemari lingkungan. Produksi wood pellet dan wood briquette dengan bahan baku tersebut akan mengatasi masalah lingkungan, menggerakkan sektor ekonomi dari pengolahan limbah atau khususnya bioeconomy yang diprediksi akan menjadi trend dalam waktu tidak lama lagi. Industri pengolahan kayu sengon paling sederhana yakni penggergajian kayu (saw mill) yang jumlahnya paling banyak dibandingkan industri pengolahan lebih hilir. Setiap penggergajian kayu rata-rata menghasilkan limbah serbuk gergaji 3 m3/hari (600 kg/hari) sehingga untuk 10 saw mill saja dihasilkan 6 ton/hari serbuk gergaji dengan kadar air rata-rata 30%.

Produksi briket dan pellet dari limbah kayu tersebut banyak kesamaannya, karena pada dasarnya teknologinya sama yakni pemadatan biomasa (biomass densification). Perbedaan dari produksi briket dan pellet hanya pada bagian akhir saja yakni mesin pemadatan atau mesin press (compactor)-nya. Pada produksi pellet di industri bentuknya sama yakni berupa silinder, hanya diameternya saja yang berbeda dan tidak ada perbedaan teknologi pemelletan tersebut. Ring die pellet press adalah pelletiser yang umum digunakan untuk pemelletan biomasa di industri khususnya berbahan baku biomasa kayu (woody biomass). Sedangkan pada briket, selain ukuran yang berbeda-beda, bentuk dari briket juga berbeda-beda. Briket umumnya juga memiliki tingkat kepadatan (densitas) lebih tinggi daripada pellet, bahkan bisa lebih dari dua kali lipatnya. Pellet memiliki kepadatan sekitar 650 kg/m3 sedangkan briket bisa mencapai 1400 kg/m3. 

Cara paling mudah membedakan briket dengan pellet yakni dari ukuran fisiknya. Briket memiliki ukuran lebih besar daripada pellet. Pembriketan pada umumnya juga lebih mudah dibandingkan pemelletan. Berbeda dengan pellet yang hanya menggunakan roller press, produksi briket menggunakan beberapa macam teknologi yakni, screw press, hydraulic dan piston press. Ulasan singkat teknologi tersebut bisa dibaca disini. Teknologi screw press memiliki banyak kelebihan dibandingkan hydraulic dan piston press, antara lain pada teknologi screw press briket yang dihasilkan juga memiliki lubang ditengah sehingga memudahkan pembakaran, dan juga mudah untuk diarangkan (karbonisasi). Teknologi screw press juga menghasilkan briket secara kontinyu, tidak seperti hydraulic yang beroperasi secara batch.

Faktor lain yang juga sangat mempengaruhi pengolahan limbah kayu sengon ini, tentu saja investasi atau harga peralatan atau unit produksi tersebut. Unit produksi pellet secara umum lebih mahal daripada briket, bahkan unit produksi briket hanya sekitar separuh unit produksi pellet. Hal tersebut membuat entry barrier produksi briket lebih mudah atau lebih kecil dibandingkan produksi pellet. Bahkan teknologi screw press briket telah dikuasai dengan baik di Indonesia termasuk sampai proses karbonisasinya dan telah beroperasi lebih dari 25 tahun. Fabrikasi dan suku cadang screw press briquette juga telah sepenuhnya dikuasai, sehingga pengolahan limbah kayu sengon lebih mudah diimplementasikan segera.