Biomassa: Perbedaan antara revisi

'''Biomassa''' adalah sebuah istilah yang digunakan untuk menyebut semua bahan[[senyawa organik]] yang berasal dari [[Tanaman|tanaman budidaya]], algae[[alga]], dan [[sampah organik]]. Pengelompokan biomassarbiomassa terbagi menjadi biomassa [[kayu]], biomassa bukan kayu, dan biomassa sekunder. Biomassa dapat dikategorikan menjadi [[limbah]] [[pertanian]], limbah [[kehutanan]], tanaman kebun energi, dan limbah organik. Sifat [[kimia]], sifat fisik, [[kadar air]], dan kekuatan mekanis pada berbagai biomassa sangat beragam dan berbeda-beda. Biomassa merupakan sumber [[energi terbarukan]] dengan kualitas yang rendah. Teknologi konversi [[termal]] yang menggunakan biomassa sangat rumit dan harus disesuaikan dengan pemanfaatannya. beragam tergantung pemanfaatannya dan relatif rumit. Dalam proses gasifikasi, karakteristik utama biomassa berkaitan dengan analisis [[Daftar istilah anatomi|proksimat]], analisis ultimat, temperatur fusi[[Abu (analisis kimia)|abu]] fusi, sifat mempan gerus, dan indeks pengembangan.{{Sfn|Sutanto|2018|p=5}} Biomassa dapat digunakan sebagai [[bahan bakar]] secara langsung atau melalui proses pembriketan. Selain itu, biomassa juga digunakan sebagai bahan bakar penghasil [[energi listrik]].{{Sfn|Direktorat Bioenergi|2016|p=21}}

Biomassa memiliki karateristik tertentu dalam proses [[gasifikasi]]. Dalam proses gasifikasi, karakteristik biomassa diperoleh melalui analisis proksimat, dan analisis ultimat. Pada analisis proksimat diperoleh karakteristik kadar air, abu, zat terbang dan nilai [[Panas|kalor]]. Pada analisis ultimat diketahui kadar [[karbon]], Hidrogenhidrogen, Oksigenoksigen, Nitrogennitrogen, dan Sulfursulfur. Selain itu, proses gasifikasi juga memperlihatkan adanya temperatur fusi abu, sifat mempan gerus, dan indeks pengembangan pada biomassa.{{Sfn|Sutanto|2018|p=5}}

Biomassa yang dibakar akan menghasilkan bahan-bahan organik berbentuk abu. AbuKandungan terdiriutama dari terutama:abu ini berupa silika, aluminium, besi, kalsium, magnesium, titanium, natrium, dan kalium. Kadar abu akan mempengaruhi biayaBiaya penanganan abu pada akhir proses gasifikasi. Bahkan pada beberapadan teknologi konversi biomassayang kandungandigunakan, abuditentukan inioleh sangatkadar perlu diperhatikan karena dapat mengganggu prosesabu.{{Sfn|Sutanto|2018|p=6}} KarakteristikFaktor abuutama padadalam temperaturpemilihan tinggiteknik merupakangasifikasi salahditentukan satuoleh faktorkarakteristik kritisabu dalampada pemilihankeadaan tekniktemperatur gasifikasitinggi. PadaTemperatur jenisoperasi gasifierpembuatan dengangas pengeluaranharus abumelebihi slagging,nilai temperatur operasiabu gasifierfusi harusketika beradaabu diatasyang Ashdibuang Fusionberbentuk Temperature (AFT)terak. Sedangkan pada jenispenghasil gasifiergas dengan pengeluaranabu buangan berbentuk abu kering, temperatur operasi gasifiertidak harusboleh beradamelebihi dibawahnilai AFT. Pada pengalaman pengembangan gasifikasi sekam padi, karakteristiktemperatur abu pada temperatur proses gasifikasi (600 – 800oC) dapat mengganggu kehandalan operasionalfusi.{{Sfn|Sutanto|2018|p=7}}

ZatKetika terbangbiomassa (volatilemengalami matter)proses adalahpemanasan atau pemanggangan, terjadi pelepasan senyawa-senyawa yang dilepasdisebut biomassazat saat mengalami pemanggangan atau pemanasanterbang. Zat terbang terdiritersusun dari H2gas hidrogen, COkarbon monoksida, CO2karbon dioksida, CH4metana, hidrokarbon ringan, tar, ammoniaamonia, senyawa sulfur, dan senyawa oksigen. KarbonSetelah terikatmelalui (fixedproses carbon)pirolisis, adalahpada padatan yangbiomassa masih tersisa bersamapadatan denganyang abudisebut setelahkarbon biomassaterikat. melewatiPadatan prosesini pirolisis.sebagaian Kadunganbesar utamamengandung karbon terikat adalah elemen C.{{Sfn|Sutanto|2018|p=6}}

NilaiBiomassa kaloryang (Heatingmengalami Value,pembakaran jugasecara seringsempurna disebutdan panasstoikiometrik pembakaran)akan adalahmenghasilkan pelepasan energi yang dilepaskandisebut saatdengan pembakarannilai biomassakalor secaraatau sempurnapanas dan stoikiometrikpembakaran. Nilai kalor dapat dinyatakan dalam terminologinilai higherkalor heatinglebih valuetinggi atau grossnilai caloritickalori value (HHV atau GHV)kotor, dan lowerdapat heatingpula valuedinyatakan ataudalam netnilai caloritickalor valuelebih (LHVrendah atau NHV)nilai kalor brsih. Perbedaan antara nilai HHVkalor kotor dan LHVnilai adalahkalor bersih terletak pada nilai panas pengembunan air hasil pembakaran. Nilai-Temperatur acuan yang digunakan untuk mencatat nilai HHVkalor ataukotr LHVdan biomassanilai dicatatkalor padabersih temperaturadalah referensi25 25˚C˚C.{{Sfn|Sutanto|2018|p=6}}

Biomassa merupakantersusun dari campuranberbagai kompleksmacam materialbahan organik. Sebagian besar biomassa tersusun sepertidari karbohidrat, lemak, dan protein,. sertaSisanya denganmerupakan mineral dalam jumlah yang sedikittersusun sepertidari natrium, fosfor, kalsium, dan besi. Senyawa utama yang membentuk biomassa adalah: selulosa, hemi-selulosa, dan lignin.{{Sfn|Sutanto|2018|p=11}}

SelulosaSebagian merupakanbesar senyawakandungan organikbiomassa yangtersusun palingdari umumsenyawa dijumpai di alamselulosa. KandunganPersentase selulosakandungan diberbeda-beda dalampad biomassatiap sampaijenis 90%,tanaman misalnyadengan dalamkisaran kapas,mencapai dan33% sampaihingga sekitar 3390%. dalamRumus sebagiankimia besarselulosa tanamanadalah lainC₆H₁₀O₅. RumusSelulosa umummemiliki selulosapolimer adalahdari C6H10O5)nglukosa dengan panjang polimer, n, sampaihingga 10.000, dengan unit utama molekul glukosa. SelulosaPada dikayu dalamkering kayudegan merupakanmassa komponenjenis utamayang denganberat, kadarkandungan selulosa sekitarmencapai 40-44% keringhingga berat44%. SelulosaPeran selulosa dalam biomassa adalah sebagai penghasil tar selama pirolisisproses biomassapirolisis.{{Sfn|Sutanto|2018|p=12}}

Hemi-selulosa adalahmerupakan polimer yang terdiri dari senyawa gulaglukosa dengan lima atom Ckarbon. HemiPersentase hemi-selulosa menempatidi fraksidalam biomassa pada rentangmencapai 15-% hingga 35%. Di dalam proses pirolisis,Kandungan hemi-selulosa mengalami degrasipenurunan palinglebih awalcepat dibandingkan terhadapdengan selulosa dan lignin. Hidrolisisselama hemiselulosaproses (perebusan sampai temperatur 200oC)pirolisis.Hemi-selulosa dapat menghasilkan: gula C5 (arabinosa dll), dan furfural (pelarutapabila danmengalami bahanperebusan dengan temperatur baku200 industri)˚C.{{Sfn|Sutanto|2018|p=12}}

LigninBiomassa merupakanmemiliki makromolekul senyawapengikat dasaryaitu fenoliklignin yang merupakan senyawamakromolekul pengikatdari dalamsenyawa strukturdasar biomassafenolik. Salah satuLignin kegunaandigunakan ligninsebagai adalahsulfaktan dalam bentuk ligno-sulfonat,. sebuahSulfaktan jenisini surfacedimanfaatkan activesebagai agent yang mungkin dapat dimanfaatkan dalampenjaga kestabilan lumpur pengeboran. PenelitianSifat terhadapyag molekul dasardimiliki lignin sedang marak akhir-akhir ini. Ligninyaitu tahan pengaruh termal, jadipenurunan degrasinilai ligninkandungan terjadi padadi akhir proses pirolisis (350-500oC350–500˚C). DegradasiHasil penurunan nilai kandungan lignin dapatsetelah gasifikasi akan menghasilkan tar dan senyawa fenolik yangpada gas dan sifatnya berbahaya bagi kesehatan, danmanusia. komponenKontak tarudara yang terbawaterjadi gaspada hasil gasifikasi. Tartar dan senyawa fenolik dapat mengalamimenyebabkan depolimerisasi ketika kontak dengan udara, yang membentuk deposit dalam saluran gas. Penelitian gasifikasi tidak terlepas dari upaya penyisihan tar dari gas hasil; atau pengurangan seminimum mungkin terbentuk di dalam proses gasifikasi agar tidak terbawa gas hasil.{{Sfn|Sutanto|2018|p=13}}

SecaraBiomassa umummerupakan skemasalah pemanfaatan bioenergi darisatu bahan baku hinggadalam menghasilkanproduksi energibioenergi. akanSumber dijelaskanbiomassa padayang skemadigunakan dibawahpada ini. Bioenergi merupakan energi terbarukan yangbioenergi berasal dari bahansampah baku organikkota. BerdasarkanBiomassa asalmenghasil energi sumbernya,primer bahanyang bakuberbentuk bioenergicair dapat dibagi menjadi 2 (dua), yaitu: Tanaman Penghasil Energi (dikhususkan untuk menghasilkansebagai bahan bakar) dan Biomassa (produk samping dari suatu kegiatan usaha)nabati. Selanjutnya,Pada melaluibentuk proses/teknologi tertentugas, daribiomassa bahandigunakan baku tersebut dihasilkan energi primer yang dapat dibagi menjadi 3sebagai (tiga)biogas, yaitu:sedangkan Cairdalam (Bahanbentuk Bakarpadat Nabati),biomasaa Gasdimanfaatkan (Biogas)sebagai ,biobriket. dan Padat (Biobriket). Ketiga energi primer ini dapat langsung dimanfaatkan sebagai bahan bakar (untuk sarana transportasi atau industri). atauSelain itu, energi primer ini dapat dikonversidiubah lagi menjadi energi sekunder yaitu Listrikenergi Nabatilistrik berbahan bakar nabati. BahanPenggunaan bakubiomassa untuk menghasilkan listrikproduk nabatibioenergi jugatidak bisamemerlukan berasalproses darikhusus biomassa/sampahdan kota,dapat yanglangsung tanpadigunakan proses sebelumnya menghasilkansebagai energi primer.{{Sfn|Direktorat Bioenergi|2016|p=4}}

BiomassaKonversi dapat dikonversibiomassa menjadi energi dapat melalui tiga alur proses yaitu (Gambar 2.2): termokimia, biokimia, danatau ekstraksi biji yang mengandung minyakberminyak. AlurPada termokimiakonversi ataubiomassa konversidengan termalalur meliputi:termokimia, biomassa mengalami proses pembakaran, gasifikasi, pirolisis, torefaksi dan hidrotermal.{{Sfn|Sutanto|2018|p=8}} Pembakaran mengubah energi dalam (panasPanas pembakaran) bahan bakar padat diubah menjadi panas. Selain energi panas, pembakaran juga menghasilkandan gas cerobong (flueyang gas):terdiri CO2dari dankarbon H2Odioksida dan (uap air). Panas pembakaran selanjutnya dimanfaatkan untuk produksi kukus (steam) untukpada pemanas proses atau fluida kerja turbin-kukus untuk produksi kukus. Panas hasil pembakaran banyakjuga dimanfaatkan untuk reaksiberbagai kimia,kegiatan misalnyausaha diyang dalammemerlukan tungkureaksi pemanggangan keramik, kiln semen dan sebagainyakimia.{{Sfn|Sutanto|2018|p=8-9}} Proses pirolisis ditujukan semula untuk mendapatkan bahanBahan bakar padat, berbentuk arang dengan kualitas yang lebih tinggi dari biomassabiomassanya asalnya.dapat Hasildiperoleh degradasidengan biomassaproses dalampirolisis. Selain itu, proses pirolisis jugamenyebabkan berupadegradasi cairanbiomassa yang menghasilkan senyawa organik (berbentuk cair. Senyawa yang dihasilkan yaitu tar, hidrokarbon berat dan asam-asam organik),. danProses pirolisis juga menghasilkan gas-gas (CO,yaitu CO2karbon monoksida, H2Okarbon dioksida, C2H2uap air, C2H4asetilena, C2H6etena, dll)dan etana. FraksiPecahan masing-masingsenyawa produkyang pirolisisdihasilkan tergantungoleh proses pirolisis pada: biomassa ditentukan oleh temperatur akhir pirolisis, dan laju pemanasan (Tabel 2.1). {{Sfn|Sutanto|2018|p=9}}

SecaraBiomassa sederhanadimaanfaatkan selama proses gasifikasi biomassauntuk dapatmenghasilkan dikatakangas sebagaibahan bakar. Proses pembentukan gas dilakukan melalui reaksi kimia pada temperatur tinggi antara biomassa dengan agen gasifikasi. (gasityingBahan agent)agen untukgasifikasi menghasilkandapat gasberupa bahanudara, bakaroksigen, yangatau disebutuap gas produserair.{{Sfn|Sutanto|2018|p=14}} GasifyingProses agentpembentukan dapatgas berupabahan udarabakar ataupada O2biomassa ataumemanfaatkan jugaproses dicampurpirolisis. denganBiomassa uapdijadikan air.sebagai Padaumpan gasifikasi biomassakarena skalamemiliki tepat-guna,elemen agenutama gasifikasiberupa adalahkarbon, udarahidrogen yangdan murahoksigen.{{Sfn|Sutanto|2018|p=149}}