BAB II DASAR TEORI 2.1 Biomassa 2.1.1 Pengertian ... - UNUD

1 5 BAB II DASAR TEORI Biomassa Pengertian Biomassa Secara umum Biomassa merupakan bahan yang dapat diperoleh dari tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung dan dimanfaatkan sebagai energi dalam jumlah yang sangat besar. Biomassa juga disebut sebagai fitomassa dan seringkali diterjemahkan sebagai bioresource atau sumber daya yang diperoleh dari hayati. basis sumber daya ini meliputi ratusan bahkan ribuan spesies tanaman daratan dan lautan, berbagai sumber pertanian, perhutanan dan limbah residu dari proses industri serta kotoran hewan. Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Selain digunakan untuk tujuan primer yaitu serat, bahan pangan, pakan ternak, minyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, Biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Pada umumnya digunakan sebagai bahan bakar adalah Biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk primernya.

2 Potensi Biomassa di Indonesia yang biasa digunakan sebagai sumber energi jumlahnya sangat melimpah. limbah yang berasal dari hewan maupun tumbuhan semuanya potensial untuk dikembangkan. Tanaman pangan dan perkebunan menghasilkan limbah yang cukup besar, yang dapat dipergunakan untuk keperluan lain seperti bahan bakar nabati. Pemanfaatan limbah sebagai bahan bakar nabati memberikan tiga keuntungan langsung. pertama, peningkatan efesiensi energi, secara keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada limbah cukup besar dan akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan. Kedua, penghematan biaya, karena seringkali membuang limbah biasa lebih mahal dari pada memanfaatkannya. Ketiga, mengurangi keperluan akan tempat penimbunan sampah karena penyediaan tempat penimbunan akan menjadi lebih sulit dan mahal, khususnya di daerah perkotaan.

3 Salah satu langkah untuk mengurangi emisi karbondioksida ialah melalui pengenalan energi terbarukan dan ramah lingkungan, energi tersebut merupakan 6 energi Biomassa . Biomassa membentuk bagiannya sendiri melalui proses fotosintesis. Konsentrasi gas karbondioksida di atmosfer tidak akan berubah selama karbondioksida yang dilepaskan oleh pembakaran Biomassa setelah pemanfaatan energi dikembalikan seperti semula, seperti proses reforestrasi, ini disebut netralitas karbon Biomassa . Energi yang menggantikan bahan bakar fosil dapat diperoleh dari siklus, yaitu pembakaran Biomassa , emisi karbondioksida dan refiksasi karbondioksida. oleh karena itu emisi karbondioksida dapat direduksi dengan cara mengganti bahan bakar fosil dengan Biomassa . Kandungan Biomassa Kandungan yang terdapat didalam Biomassa adalah karbon, oksigen dan hidrogen.

4 Hal ini ditunjukan pada tabel Pada table tersebut memperlihatkan komposisi dari berbagai Biomassa . Rumusan kimia Biomassa pada umumnya di wakili oleh , , , nilai koefisien dari x, y dan z ditentukan oleh masing-masing jenis Biomassa tersebut. Tabel Analisis Proximate dan Ultimate Beberapa jenis Biomassa (sumber : Asian BiomassHandbook) AshVolatile Fixed 0 0 0 residue 0 0 0 Oil Volatile bituminous analysis(wt,%,dry basis)SampleHigh Heating Value (MJ/KG)Ultimate analysis(wt,%,dry basis) Untuk menentukan sistem energi Biomassa , kandungan energi setiap jenisnya harus ditentukan terlebih dahulu.

5 Nilai kalor seringkali sebagai indikator kandungan 7 energi yang di miliki setiap jenis Biomassa . Nilai kalor adalah jumlah panas yang dihasilkan saat bahan menjalani pembakaran sempurna atau dikenal sebagai kalor pembakaran. Nilai kalor ditentukan melalui rasio komponen dan jenisnya serta rasio unsur di dalam Biomassa itu sendiri (terutama kadar karbon). Berikut cara mengetahui nilai kalor dan kandungan Biomassa : Analisis nilai kalor Analisis ini bertujuan untuk mengetahui nilai kalor yang mampu dibangkitkan dari setiap sampel bahan bakar yang diuji menggunakan bom kalori meter. Hasil pengukuran diperoleh dari selisih pengukuran dan antara asam benzoate (benzoid acid). Nilai kalor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : ..( ) Dengan sampel bahan uji seperti persamaan.

6 ( ) Dimana : = Temperature pada benzoid acid = Temperature pada Biomassa = Temperature awal = Temperature awal = Massa benzoid acid (1 gram) = Massa Biomassa (1 gram) Pengujian Proximate dan Ultimate Pengujian kandungan biomass secara proximate dan ultimate dibutuhkan untuk mengetahui karakter dan komposisi dari suatu material, secara fisik, kimia dan fuel properties, biomass yang akan dipakai. Analisa proximate bertujuan untuk menganalisa kandungan air (moisture), volatil matter, karbon tetap, dan abu. 8 Sedangkan analisa ultimate bertujuan menyatakan komposisi karbon, hidrogen, nitrogen, belerang, dan oksigen. Massa Biomassa awal umumnya diistilahkan sebagai as received (mengandung air, abu, volatil, dan karbon). Kadar abu dari biomass berkisar dari 1% sampai 12% untuk kebanyakan jerami-jeramian. Hasil analisis ultimate dan proximate umumnya diberi tambahan keterangan daf (dry ash free) yang memiliki arti bahwa hasil analisa pada Biomassa tidak mengikutsertakan kandungan air dan abu.

7 Gambar Analisa Proximate dan Ultimate (Sumber : Wulandari, 2009) Tabel Contoh Proximate Ultimate Biomass (Sumber : Wulandari, 2009) 9 Produk dan Pemanfaatan Biomassa a. Produk Biomassa Ada tiga tipe bahan bakar yang dihasilkan oleh Biomassa dan dipergunakan untuk berbagai macam kebutuhan, antara lain : 1. Cairan berupa : ethanol, biodiesel dan methanol 2. Gas berupa : biogas ( , ), producer gas (CO, , , ), syngas (CO, ) 3. Padat berupa : arang Penggunaan ethanol dan biodiesel sebagai bahan bakar kendaraan transportasi dapat mengurangi emisi gas . Oleh karena itu Biomassa bukan hanya energi terbarukan tapi juga bersih atau ramah lingkungan, dan dapat digunakan sebagai sumber energi secara global. Gambar Teknologi Konversi Biomassa (Sumber : Anonim, 2006) 10 Biomassa merupakan sumber energi tertua yang dikenal oleh manusia, kontribusinya terhadap total pemanfaatan energi di Indonesia masih sangat kecil.

8 Pemahaman keterbatasan dari sumber energi fosil dan kepedulian terhadap kelangsungan penyediaan sumber energi. Akan tetapi harga dan energi yang terus menerus menurun saat ini menyebabkan perkembangan teknologi tidak begitu pesat. Maka pada tahun 1980an kepedulian terhadap emisi yang disebabkan oleh penggunaan energi fosil mengakibatkan dikeluarkannya Kyoto protocol yang membatasi emisi yang diperbolehkan dilepas ke udara bebas. b. Pemanfaatan Biomassa Untuk memanfaatkan sumber energi berupa Biomassa sebagai bahan bakar maka diperlukan sebuah teknologi untuk mengkonversikannya. terdapat beberapa teknologi untuk mengkonversi Biomassa yang diperlihatkan pada gambar Proses pembakaran secara langsung adalah teknologi yang paling sederhana, Biomassa dibakar dan akan menghasilkan energi panas yang digunakan misalnya untuk memanaskan tungku atau boiler.

9 Konversi termokimiawi adalah teknologi konversi Biomassa yang memerlukan perlakuan panas untuk memicu reaksi kimia, yang akan menghasilkan gas yang memiliki karateristik tertentu sebagai bahan bakar. Sedangkan konversi biokimiawi adalah teknologi konversi Biomassa yang menggunakan bantuan mikroba dalam menghasilkan bahan bakar, berikut adalah contohnya : 1. Biobriket Briket adalah salah satu cara yang digunakan untuk mengkonversi sumber energi Biomassa ke bentuk Biomassa lain dengan cara dimampatkan sehingga bentuknya menjadi lebih teratur. Briket yang terkenal adalah briket batubara namun tidak hanya batubara saja yang bias dibuat briket. Biomassa lain seperti sekam, arang sekam, serbuk gergaji, serbuk kayu dan limbah-limbah Biomassa yang lainnya. Pembuatan briket tidak terlalu sulit, alat yang digunakan juga tidak terlalu rumit. 2. Pirolisis Pirolisis adalah penguraian Biomassa karena adanya panas pada suhu yang lebih dari 500 C.

10 Pirolisis juga diartikan sebagai dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya, dimana material 11 mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Pirolisis adalah kasus termolisis. Pirolisis ekstrim, yang hanya meninggalkan karbon sebagai residu disebut karbonisasi. Pada pirolisis terdapat beberapa tingkatan proses yaitu pirolisis primer dan pirolisis sekunder. Pirolisis primer adalah pirolisis yang terjadi pada bahan baku (umpan), sedangkan pirolisis sekunder adalah pirolisis yang terjadi atas pertikel dan gas atau uap hasil pirolisis primer. Perlu diingat bahwa pirolisis adalah penguraian karena panas, sehingga keberadaan sangat dihindari pada proses ini karena akan memicu reaksi pembakaran. 3. Liquefaction Liquefaction merupakan proses perubahan wujud dari gas ke cairan dengan proses kondensasi, biasanya melalui pendinginan, atau perubahan dari padat ke cairan dengan peleburan, bisa juga dengan pemanasan atau penggilingan dan pencampuran dengan cairan lain untuk memutuskan ikatan.