PEMBUATAN BIO-OIL DENGAN PIROLISIS
PENGANTAR
Pirolisis
Pirolisis berasal dari kata Pyro (Fire/Api) dan Lyo (Loosening/Pelepasan) untuk dekomposisi termal dari suatu bahan organik. Jadi pirolisis adalah proses konversi dari suatu bahan organik pada suhu tinggi dan terurai menjadi ikatan molekul yang lebih kecil. Pirolisis merupakan suatu bentuk insinerasi yang menguraikan bahan organik secara kimia melalui pemanasan dengan mengalirkan nitogen sebagai gas inert. Proses ini menghasilkan uap organik, gas pirolisis dan arang. Uap organik yang dihasilkan mengandung karbon monoksida, metana, karbon dioksida, tar yang mudah menguap dan air. Uap organik kemudian dikondensasikan menjadi cairan. Cairan hasil pirolisis dikenal sebagai bio-oil (Awaluddin, 2007).
Proses pirolisis dikategorikan menjadi 4 tipe yaitu (Goyal dkk, 2006):
Pirolisis lambat (Slow Pyrolysis)
Pirolisis yang dilakukan pada pemanasan rata-rata lambat (5-7 K/menit). Pirolisis ini menghasilkan cairan yang sedikit sedangkan gas dan arang lebih banyak dihasilkan.
Pirolisis cepat (Fast Pyrolysis)
Pirolisis ini dilakukan pada lama pemanasan 0,5-2 detik, suhu 400-600oC dan proses pemadaman yang cepat pada akhir proses. Pemadaman yang cepat sangat penting untuk memperoleh prduk dengan berat molekul tinggi sebelum akhirnya terkonversi menjadi senyawa gas yang memiliki berat molekul rendah. Dengan cara ini dapat dihasilkan produk minyak pirolisis yang hingga 75 % lebih tinggi dibandingkan dengan pirolisis konvensional.
Pirolisis Kilat (Flash Pyrolysis)
Proses pirolisis ini berlangsung hanya beberapa detik saja dengan pemanasan yang sangat tinggi. Flash pyrolysis pada biomassa membutuhkan pemanasan yang cepat dan ukuran partikel yang kecil sekitar 105 - 250 μm.
Pirolisis katalitik biomassa
Pirolisis katalitik biomassa untuk membuktikan kualitas minyak yang dihasilkan. Minyak tersebut diperoleh dengan cara pirolisis katalitik biomassa tidak memerlukan teknik pra-pengolahan sampel yang mahal yang melibatkan kondensasi dan penguapan kembali.
Bio-Oil
Pengertian
Bio-oil adalah cairan yang dapat larut dalam air, bahan bakar yang dapat dioksigenasi, mengandung karbon, hidrogen dan oksigen. Dengan kandungan nitrogen dan sulfur yang sangat sedikit, bahkan kandungan sulfur didalamnya dapat diabaikan. Kandungan asam organik dalam bio-oil memberikan sifat asam pada bio-oil. Kandungan lainnya dalam bio-oil adalah air, tetapi air tidak bersifat kontaminan seperti pada petroleum, karena air bercampur dengan bio-oil. Kandungan air dalam bio-oil 15-30 wt% dan pH 2,8-3,8. Bio-oil berwarna gelap dengan penampilan yang mirip seperti kopi dan beraroma asap (Ensyn Group INC, 2001).
Komposisi Kimia Bio-oil
Bio-oil yang dihasilkan dari proses pirolisis mengandung air 15-30%, lignin pirolitik 20-30%, asam karboksilat 10-20% (terdiri dari asetat, formik, propionik dan glikol sebagai asam karboksilat terbanyak dan butirat, pentanoik serta heksanoik yang merupakan asam karboksilat yang dihasilkan sedikit), aldehid 14-25% (glikodehid, glyoxal, hidroksipropinol, metik glyoxal dan sedikit formaldehid, asetaldehid 2-furaldehid dan syringaldehid), gula 5-15% (levoglukosan, fruktosa, cellobiosan, glukosa dan sedikit mengandung oligosakarida, danydroglukofuranosa, keton 4-10% (hidroksipropana, siklopentanon, siklopentana, furanon, hidroksimetilpiron dan sedikit butirolakton, asetiloksipropanon), alkohol 2-10% (asetol, metanol, etilen glikol) dan padatan 2-8% (Freel dan Graham, 2002).
Kegunaan Bio-oil
Bio-oil dapat digunakan pada aplikasi sebagai berikut (Goyal dkk, 2006):
Digunakan sebagai pembangkit generator
Produksi bahan-bahan kimia dan resin
Dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk transportasi dan sebagai pengganti bahan bakar yang sangat baik
Digunakan sebagai bahan bakar pengikat untuk pelatisasi (membuat jadi pelat tipis) dan menjadikan batu dari bahan sisa organik yang dapat dibakar
Dapat digunakan sebagai asap cair
Produksi gula anhidrous seperti levoglukosan
Bio-oil dapat digunakan sebagai bahan pengawet seperti pengawet kayu
Campuran yang sesuai pirolisis cair dengan minyak diesel dapat digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel
Digunakan sebagai bahan perekat.
PROSES PEMBUATAN BIO-OIL DENGAN PIROLISIS
Reaktor dengan skala produksi 1 kg/jam
Gambar 5 menunjukkan reaktor dengan skala produksi 1 kg/jam sistem pirolisis bed fluida. Reaktor dengan skala produksi 1 kg/jam sama dengan Reaktor dengan skala produksi 150 g/jam yang juga menggunakan nitrogen sebagai gasfluida dan pasir sebagai bahan dasar. Pasir dipanaskan sampai temperatur sekitar 500 °C. Tandan kosong kelapa sawit yang dicuciberukuran 355 – 600 µm diolah ke dalam pasir panas mendidih dalam reaktor. Hasil reaksi melewati dua cyclone di mana arang dihilangkan. Uap-uap sisa diolah dengan daur ulang isopar dingin. Untuk menghilangkan aerosol yang tidak tertangkap oleh kolom pemadam, gas melewati pengendap elektrostatik yang sangat efektif menangkap aerosol. Cairan dikumpulkan pada kolom pemadam dansaluran ESP ke dalam tank pengumpulan biasa, yang juga berisi isopar.
Isopar lebih ringan daripada bio-oil, karenanya bio-oil mengalir ke dasar tank, sedang kanisopar menggumpal di atas, di tempat ceruk pompa untuk daur ulang kolom. Setelah dilakukan, ditemukan massa zat menempel pada dinding ESP 22,8% dan74% dari cairan pirolisis total yang terkumpul pada dinding ESP dan dalam Tank, secara berurutan.
Keterangan :
Tempat biomassa 7. Air pendingin keluar 13. Tangki/tank
Pengumpan ulir 8. Air pendingin masuk 14. Pompa
Reaktor Fluida 9. Kolom pemadam 15. Penyaring kapas
Gas pemanas 10. Pembakar 1 16. Kondensor es kering
Cyclone 1 11. Pembakar 26. Cyclone 2
12. Pengendap elektrostatik (ESP)
Sumber:
Jurmalina. 2009. Bio-Oil yang Dihasilkan Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit. Diperoleh dari https://www.scribd.com/doc/21270659/Bio-Oil diakses tanggal 21 November 2015
Sadaka, S., Boateng, A.A. 2009. Pyrolysis and Bio-Oil. University of Arkansas Division of Agriculture, U.S.
