Biomassa adalah sumber energi terbarukan yang berasal dari bahan organik seperti limbah pertanian, limbah kayu, biomassa hutan, dan lainnya. Artikel ini akan menjelaskan berbagai proses konversi biomassa yang digunakan untuk memanfaatkan potensi energi terbarukan yang dimilikinya.
Proses konversi biomassa umumnya melibatkan beberapa tahapan utama. Berikut ini adalah tahapan-tahapan umum dalam proses konversi biomassa:
1. Pengolahan Pra-Konversi
Tahapan ini melibatkan persiapan biomassa sebelum memasuki tahapan konversi utama. Biomassa mentah sering kali mengandung kelembaban yang tinggi, sehingga pengeringan menjadi langkah awal yang penting. Biomassa kemudian dapat dihaluskan atau digiling untuk mengurangi ukuran partikel, meningkatkan luas permukaan yang terpapar selama proses konversi. Pada beberapa kasus, terutama saat menggunakan biomassa lignoselulosa seperti jerami, tahap pemisahan fraksi juga dapat dilakukan untuk menghilangkan komponen yang tidak diinginkan seperti lignin.
2. Proses Konversi Utama
Tahap ini melibatkan konversi biomassa menjadi bentuk energi yang lebih berguna. Beberapa proses konversi utama yang umum meliputi pembakaran, gasifikasi, fermentasi, dan pyrolysis.
- Pembakaran: Proses ini melibatkan pembakaran biomassa dalam boiler atau tungku dengan pasokan oksigen yang cukup. Biomassa terbakar, menghasilkan panas yang dapat digunakan untuk pemanasan, menghasilkan uap untuk pembangkit listrik, atau pemanasan proses industri. Proses ini relatif sederhana dan umum digunakan dalam sistem pemanas dan pembangkit listrik skala kecil hingga besar.
- Gasifikasi: Gasifikasi melibatkan pemanasan biomassa pada suhu tinggi di lingkungan dengan oksigen terbatas atau tanpa oksigen. Proses ini mengubah biomassa menjadi gas sintetis yang dikenal sebagai gas bio. Gas bio terdiri dari hidrogen (H2), karbon monoksida (CO), metana (CH4), dan berbagai senyawa lainnya. Gas bio ini dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam mesin pembangkit listrik, mesin penggerak, atau dapat diubah menjadi bahan kimia seperti metanol dan etanol. Gasifikasi biomassa dapat memberikan efisiensi energi yang tinggi dan mengurangi emisi gas rumah kaca dibandingkan dengan pembakaran langsung biomassa.
- Fermentasi: Fermentasi anaerobik adalah proses di mana mikroorganisme menguraikan bahan organik dalam biomassa menjadi biogas. Biogas yang dihasilkan terutama terdiri dari metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2). Proses ini umumnya digunakan dalam pengolahan limbah organik seperti limbah pertanian, limbah peternakan, dan limbah makanan. Biogas yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk memasak, pemanasan, atau pembangkit listrik.
- Pyrolysis: Proses pyrolysis melibatkan pemanasan biomassa pada suhu tinggi dalam lingkungan tanpa oksigen. Biomassa terdekomposisi menjadi tiga produk utama: biochar (karbon aktif), biooil (bahan bakar cair), dan gas. Biochar dapat digunakan sebagai pupuk tanah yang kaya akan karbon organik dan membantu meningkatkan kesuburan tanah serta menyerap dan menyimpan karbon. Biooil dapat digunakan sebagai bahan bakar atau sebagai bahan baku dalam produksi bahan kimia.
3. Pemurnian dan Pemanfaatan Produk
Setelah tahapan konversi utama, produk yang dihasilkan mungkin perlu melalui tahapan pemurnian atau modifikasi sebelum dapat digunakan secara efektif. Pemurnian melibatkan pemisahan dan penghilangan komponen yang tidak diinginkan dari produk yang dihasilkan. Sebagai contoh, dalam kasus gasifikasi, gas bio yang dihasilkan dapat mengandung partikel atau senyawa yang harus dihilangkan sebelum digunakan. Pemurnian ini dapat melibatkan proses seperti penjernihan, penyaringan, atau pemisahan menggunakan metode kimia atau fisika.
4. Penggunaan dan Aplikasi Energi Biomassa
Produk yang dihasilkan dari konversi biomassa dapat digunakan dalam berbagai aplikasi energi. Biomassa dapat digunakan untuk pembangkit listrik melalui proses pembakaran atau gasifikasi. Panas yang dihasilkan dari proses konversi juga dapat digunakan untuk pemanasan rumah, bangunan komersial, atau proses industri. Selain itu, biomassa dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk transportasi dalam bentuk biofuel. Produk-produk yang dihasilkan dari konversi biomassa juga dapat digunakan dalam industri kimia untuk menghasilkan bahan baku dan produk kimia yang bernilai tambah.
Sumber
- “Bioenergy: Biomass to Biofuels” oleh Anju Dahiya (CRC Press, 2014)
Bioenergy: Biomass to biofuels – Google Books - “Biomass Conversion: The Interface of Biotechnology, Chemistry, and Materials Science” oleh Chinnappan Baskar et al. (Springer, 2013)
(PDF) Biomass Conversion: The interface of biotechnology, chemistry and materials science - “Biomass for Renewable Energy, Fuels, and Chemicals” oleh Donald L. Klass (Elsevier, 2020)
Biomass for Renewable Energy, Fuels, and Chemicals – 1st Edition
Image by Freepik
