Menyulap Biomassa Menjadi Energi

Sejak zaman purba manusia telah mengenal pembakaran biomassa. Pembakaran bersifat sederhana, biomassa dibakar dan menghasilkan panas yang digunakan untuk berbagai macam kebutuhan.cara seerhana ini menjadikan produk energi yang dihasilkan menjadi tidak efektif dan efisien.
Zaman sekarang, ketika teknologi mulai maju, teknologi pengolahan biomassa menjadi energi mengalami kemajuan pula. Dibawah ini akan di jelaskan berbagai macam bentuk pengolahan biomassa menjadi energi melalui pembakaran ataupun proses non-pembakaran.

Thermochemical
Proses ini terbagi menjadi 3 bagian yaitu : 

Pembakaran langsung

Pembakaran langung telah dilakukan sejak zaman dahulu. Biomass dikeringkan untuk menghilangkan kadar air dan langsung dibakar kedalam api. Salah satu contoh proses pembakaran langusng yang sampai saat ini amsih dipergunakan adalah pembakaran pada boiler/tungku pabrik gula. Ampas tebu hasil ekstraksi gula, setelah dikeringkan di masukan kedalam boiler. Panas yang dihasilkan akan mendidihkan air dalam boiler sehingga timbul uap. Uap ini lah yang di pergunakan sebagai penggerak turbin untuk menghasilkan energi listrik

Gasifikasi

Gasifikasi merupakan suatu proses untuk mengkonversi material karbon seperti batubara, minyak dan biomassa kedalam karbon monoksida dan hidrogen dengan mereaksikan material pada temperatur tinggi dengan mengkontrol oksigen. Hasil campuran gas disebut gas sintesis (synthesis gas) atau biasa disebut dengan syngas. Gasifikasi merupakan metode yang efisien dalam mengkonversi material orgranik menjadi energy dan merupakan aplikasi yang bersih.
Keuntungan dari proses gasifikasi ini adalah sangat efisien bila dibandingkan dengan pembakaran langsung. Gas sintetik memiliki dua keuntungan yaitu bisa dibakar langsung menggunakan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) ataupaun diekstak menjadi methaanol dan hidrogen.

Pirolisis

Pirolisis merupakan suatu proses dekomposisi material organic dengan panas tanpa mengandung oksigen. Bila oksigen ada pada suatu reactor pirolisis maka akan bereaksi dengan material sehingga membentuk abu(ash). Untuk menghilangkan oksigen, pada proses pirolisis biasanaya di bantuk oleh aliran gasn inner sebgai fungsi untuk mengikat oksigen dan mengeluarkan dari reactor.
Produk pirolisis berupa gas, fluida carir dan padat berupa carbon dan abu. Gas hasil pirolisis dapat diekstrak menjadi bahan bakar gas. Sedangkan carbon dapat dimanfaatkan menjadi bahan bakar padat.

Biochemical

Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material organik dengan bantuan bakteri. Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen disebut anaerobik digestion Gas yang dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa metana. material organik yang terkumpul pada digester (reaktor) akan diuraiakan menjadi dua tahap dengan bantuan dua jenis bakteri. Tahap pertama material orgranik akan didegradasi menjadi asam asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam. Bakteri ini akan menguraikan sampah pada tingkat hidrolisis dan asidifikasi. Hidrolisis yaitu penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai panjang seperti lemak, protein, karbohidrat menjadi senyawa yang sederhana. Sedangkan asifdifikasi yaitu pembentukan asam dari senyawa sederhanaSetelah material organik berubah menjadi asam asam, maka tahap kedua dari proses anaerobik digestion adalah pembentukan gas metana dengan bantuan bakteri pembentuk metana seperti methanococus, methanosarcina, methano bacterium.

Anaerobik Digestion

Perkembangan proses Anaerobik digestion telah berhasil pada banyak aplikasi. Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang keberadaanya melimpah dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai. Aplikasi anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah pertanian limbah peternakan dan municipal solid waste
Ada beberapa jenis reaktor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah reactor jenis kubah tetap, reaktor terapung , raktor jenis balon, jenis horizontal, jenis lubang tanah, jenis ferrocement. Dari keenam jenis digester biogas yang sering digunakan adalah jenis kubah tetap dan jenis Drum mengambang. Beberapa tahun terakhi ini dikembangkan jenis reaktor balon yang banyak digunakan sebagai reaktor sedehana dalam skala kecil.
         
Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)

Reaktor ini disebut juga reaktor china. Dinamakan demikian karena reaktor ini dibuat pertama kali di chini sekitar tahun 1930 an, kemudian sejak saat itu reaktor ini berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor ini memiliki dua bagian yaitu digester sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri,baik bakteri pembentuk asam ataupun bakteri pembentu gas metana. bagian ini dapat dibuat dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton. Strukturnya harus kuat karna menahan gas aga tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome).
Dinamakan kubah tetap karena bentunknya menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak (fixed). Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan mengalir dan disimpan di bagian kubah.Keuntungan dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah daripada menggunaka reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak menggunakan besi yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan perawatannya lebih mudah. Sedangkan kerugian dari reaktor ini adalah seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah karena konstruksi tetapnya.

Reaktor floating drum

Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di india pada tahun 1937 sehingga dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang sama dengan reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan peralatan bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak naik turun yang berfungsi untuk menyimpan gas hasil fermentasi dalam digester. Pergerakan drum mengapung pada cairan dan tergantung dari jumlah gas yang dihasilkan.
Keuntungan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung volume gas yang tersimpan pada drum karena pergerakannya. Karena tempat penyimpanan yang terapung sehingga tekanan gas konstan. Sedangkan kerugiannya adalah biaya material konstruksi dari drum lebih mahal. faktor korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan menggunakan tipe kubah tetap.

Reaktor balon

Reaktor balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah tangga yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam penanganan dan perubahan tempat biogas. reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai digester dan penyimpan gas masing masing bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat. Material organik terletak dibagian bawah karena memiliki berat yang lebih besar dibandingkan gas yang akan mengisi pada rongga atas.





Fermentasi

Fermentasi merupakan salah satu proses anaerob yang mengkonversi glukosa, fruktora dan s sukrosa menjadi etanoll dan karbon dioksida. Etanol dari gula sebagai bahan bakar digunakan sebagai campuran premium (bensin) telah di aplikasikan secara luas oleh beberapa engara di amerika dan eropa yaitu brazil, amerika, prancis, swedia dan spanyol. Campuran antara ethanol dan premium memiliki keuntungan dari kandungan emisi yang di hasilkan yaitu menurunkan angka NO.
Reaksi yang terjadi dalam proses fermentasi memecah glukosa (sukrosa atau fruktosa), (C₆H₁₂O₆), dan menghasilkan menjadi etanol (2C₂H₅OH) dan energi. reaksi ini merupaka jenis ekstoterm dengan menghasilkan panas atau energi. .

Persamaan Reaksi Kimia
C₆H₁₂O₆ + 2C₂H₅OH + 2CO₂ + energy

Chemical
Ekstraksi mekanik merupakan proses chemical yangpada prinsipnya proses ekstraksi biomassa menjadi energy dengan memberikan tekanan atau peremasan biomassa sehingga kandungan minyak akan keluar, Hasil akhir yang diperoleh pada proses ekstraksi adalah caira / liquid. Sisa dari proses ini berupa ampas yang kemanfatannya masih bias ditingkatkan sebagai bahan baker padat ataupun diolah menjadi arang aktif yang berguna bagi indsutri.

Referensi
www.poweralternatives.com
www.learnnc.com
Singh, R.K and Misra, 2005, Biofels from Biomass, Department of Chemical Engineering National Institue of Technology, Rourkela
Presiden Republik Indonesia, 2006, Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 Tentang Kebijakan Energi Nasional, Jakarta
Prihandana, R. dkk, 2007, Meraup Untung dari Jarak Pagar, Jakarta , P.T Agromedia Pustaka
Tim Nasional Pengembangan BBN, 2007, BBN, Bahan Bakar Alternatif dari Tumbuhan Sebagai Pengganti Minyak Bumi
Daugherty E.C, 2001, Biomass Energy Systems Efficiency:Analyzed through a Life Cycle Assessment, Lund Univesity.
Instruksi Presiden, Instruksi Preiden No 1 tahun 2006 tertanggal 25 januari 2006 tentang penyediaan dan pemanfaatan bahan bakar nabati (biofuels), sebagai energi alternative, Jakarta.
Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2004, Potensi energi terbaharukan di Indonesia, Jakarta