24712594 Bio Refinery
-
Upload
herman-yosef -
Category
Documents
-
view
44 -
download
9
Transcript of 24712594 Bio Refinery
BIOREFINERY
Oleh : ZAFIRA KANARA (F34070116)
Sebuah biorefinery adalah fasilitas yang mengintegrasikan proses konversi
biomas dan peralatan untuk memproduksi bahan bakar, daya, panas, dan nilai
tambah bahan kimia dari biomassa. Konsep yang analog pada biorefinery untuk
hari ini kilang minyak bumi, yang menghasilkan beberapa bahan bakar dan
produk dari minyak bumi. Biorefining telah didefinisikan sebagai proses
berkelanjutan biomassa menjadi bio spektrum berbasis produk (pangan, pakan,
bahan kimia, bahan-bahan) dan bioenergi (biofuel, kekuasaan dan atau panas).
Konsep yang biorefinery menggantikan minyak bumi dengan biomassa
dan meminimalkan limbah. Kemajuan dalam genetika, bioteknologi, proses kimia,
dan teknik yang mengarah ke konsep manufaktur baru untuk mengkonversi
biomassa terbarukan untuk bahan bakar dan produk berharga, umumnya disebut
sebagai "biorefinery." Integrasi tanaman sebagai sumber bahan baku dan energi
dengan teknologi manufaktur biorefinery menawarkan potensi untuk
pengembangan berkelanjutan bahan dan kekuatan yang akan mengarah pada
paradigma manufaktur baru. Biorefinery secara terpadu, bernilai tinggi bahan
kimia (misalnya, pengharum, penyedap) akan diekstraksi terlebih dahulu.
Kemudian polisakarida dan lignin tanaman akan diolah menjadi "nilai tambah"
kimia, blok bangunan untuk produk-produk sintetis dan bahan bakar. Residu dari
proses yang mungkin mengalami pengolahan lebih lanjut (misalnya, untuk
menghasilkan gas sintesis), menjadi tujuan untuk mengurangi jumlah limbah
terselesaikan pada akhir proses. Pengembangan terpadu juga akan mempengaruhi
biorefineries penelitian dalam ilmu pengetahuan dan genetika tanaman, baik untuk
meningkatkan hasil dan untuk menghasilkan bahan baku lebih mudah diproses.
(AJ Ragauskas et all, 2006)
Menurut Dr Fabien Deswarte, bidang terbarukan mengubah bahan baku
(misalnya tanaman, limbah kehutanan, dan proses-proses lain dengan-produk dan
limbah) ke biomaterial yang berguna, biokimia dan bahan bakar bio dalam satu
fasilitas terpadu, secara umum disebut Biorefinery.
Biorefinery
Biorefinery dapat diperoleh dari modifikasi fisik dan kimia pati, selulosa
dan Chitosan; ekstraksi dan fraksinasi tanaman metabolit dan (bio-) modifikasi
kimia feedstocks terbarukan menjadi produk bernilai tinggi dan platform bahan
kimia, minyak tanaman menjadi energi (bahan bakar, listrik dan panas), makanan
dan bioproducts (speciality dan komoditi bahan kimia dan / atau bahan) membuat
optimal penggunaan sungai samping yang dihasilkan selama pertanian
/pemanenan, pengolahan primer (misalnya ekstraksi minyak dan penyulingan) dan
pengolahan sekunder (misalnya transesterifikasi).
Dengan memproduksi beberapa produk, sebuah biorefinery mengambil
keuntungan dari berbagai komponen di dalam biomassa dan karenanya
memaksimalkan nilai biomassa berasal dari bahan baku. Sebuah biorefinery bisa
menghasilkan satu atau beberapa volume rendah, tetapi bernilai tinggi,
nutraceutical kimia atau produk dan nilai rendah, tapi volume tinggi transportasi
bahan bakar cair, seperti biodiesel atau bioetanol (lihat juga alkohol bahan bakar).
Pada saat yang sama pembangkit listrik dan proses panas, melalui gabungan panas
dan tenaga (CHP) teknologi, untuk dipakai sendiri dan mungkin cukup untuk
penjualan listrik ke utilitas lokal. Nilai tinggi meningkatkan profitabilitas produk,
tingginya volume bahan bakar membantu memenuhi kebutuhan energi, dan
kekuatan produksi yang membantu menurunkan biaya energi dan mengurangi
emisi gas rumah kaca dari fasilitas listrik tradisional. Meskipun ada beberapa
fasilitas yang dapat disebut bio-penyulingan, bio-kilang belum dilaksanakan
sepenuhnya. Biorefineries masa depan mungkin memainkan peran utama dalam
memproduksi bahan kimia dan bahan-bahan yang secara tradisional dihasilkan
dari minyak bumi. Beberapa contoh biorefinery potensial telah diajukan, mulai
dari bahan baku seperti tembakau, rami jerami dan residu dari produksi bioetanol
http://en.wikipedia.org/wiki/Biorefinery
Konseptual Biorefinery
Konsep biorefinery dibangun di atas dua "platform" berbeda untuk
mempromosikan produk yang berbeda. "Sugar platform" didasarkan pada proses
konversi biokimia dan berfokus pada fermentasi gula diekstraksi dari bahan baku
biomassa. "Syngas platform" didasarkan pada proses konversi thermochemical
dan berfokus pada gasifikasi biomassa feedstocks dan produk dari proses
konversi. Ilustrasi dari Kilang Biomassa Konsep. Biomassa dikonversi menjadi
gula menggunakan proses konversi biokimia dan syngas menggunakan proses
thermochemical. Feedstocks gula yang dihasilkan, residu, dan syngas yang
kemudian digunakan untuk menghasilkan tenaga, bahan bakar, bahan kimia dan
produk.
Penerapan Biorefinery
Untuk masa depan, sedang diusahakan membuat etanol langsung dari
lignocellulose pada kayu, atau dari bahan-bahan selulosa lainnya seperti jerami,
biomass lainnya dan kertas bekas. Generasi kedua pabrik-pabrik bioethanol akan
lebih efisien dibanding dengan produksi etanol dari hasil pertanian. Teknologi ini
memperbesar prospek pabrik pulp untuk menjadi "bio-refinery" yang sebenarnya,
yaitu memproduksi "cellulosic ethanol". Teknologi "cellulosic ethanol" masih
dalam tahap eksperimen, tetapi sudah pada tingkat yang sangat lanjut, dengan
eksperimen-eksperimen terhadap katalis, enzim dan mikro organik.
Kegiatan Pengembangan Biorefinery
Biomassa Program yang terlibat dengan enam biorefinery besar proyek-proyek
pembangunan yang difokuskan pada teknologi baru untuk mengintegrasikan
produksi yang diturunkan dari biomassa bahan bakar dan produk lainnya dalam
satu fasilitas. Penekanannya adalah pada menggunakan proses baru atau yang
ditingkatkan untuk memperoleh produk-produk seperti etanol, 1,3 propandiol,
polylactic asam, isosorbide, dan berbagai bahan kimia lainnya.
* Generasi Kedua Dry Mill Refinery (Brom dan Associates, Inc) Proyek ini
akan meningkatkan ekonomi yang ada pabrik etanol kering etanol dengan
meningkatkan hasil dan menciptakan produk-co tambahan.
* Integrated Jagung berbasis Biorefinery (EI du Pont de Nemours & Co, Inc)
Proyek ini akan membangun bio berbasis fasilitas produksi untuk mengkonversi
jagung dan stover ke beragi gula untuk produksi nilai-tambah bahan kimia.
* Membuat Industri Biorefining Terjadi (Cargill Dow LLC Nasional) Proyek
ini akan mengembangkan dan memvalidasi teknologi proses dan sistem pertanian
yang berkelanjutan untuk ekonomi menghasilkan gula dan bahan kimia seperti
asam laktat dan etanol.
* Advanced Biorefining dari Distiller's Gabah dan Jagung Stover blends (High
Plains Corp) Proyek ini akan mengembangkan teknologi baru untuk
memanfaatkan biomas penyuling's gandum dan jagung stover campuran untuk
mencapai hasil etanol yang lebih tinggi secara signifikan dengan tetap menjaga
nilai pakan protein.
* MBI / USDA (Yohanes Ashworth)
Aktivitas Pengembangan Biorefinery DOE
* Platform Biorefinery Baru Intermediate (Cargill, Inc) Proyek ini akan
mengembangkan teknologi biobased untuk menghasilkan berbagai produk yang
berbasis pada HP 3-asam yang diproduksi oleh fermentasi karbohidrat.
* Pemisahan Serat dan Konversi Jagung untuk Bahan Bakar dan Bahan Kimia
(Asosiasi Petani Jagung Nasional) Proyek ini akan mengembangkan suatu proses
terpadu untuk pemulihan Hemiselulosa, protein, dan komponen minyak dari serat
jagung untuk konversi ke dalam produk-produk bernilai tambah.
Pabrik Bio-Metanisasi Pertama di Singapura
Pada Tahun Emas 2 (Tahun 2005), sebuah pabrik pengolahan limbah
organik dibangun di Singapura oleh perusahaan limbah IUT. Pabrik ini dibuat
untuk mengubah sampah makanan dan sampah organik dari hotel, dapur, dan
pabrik makanan menjadi energi bersih dan kompos. Dengan menggunakan proses
bio-metanisasi, maka bakteri akan menguraikan sampah makanan menjadi
kompos serta gas metan. Gas ini ditampung dan digunakan untuk menjadi bahan
bakar mesin besar bertenaga gas untuk menghasilkan listrik. Ini adalah yang
pertama di Singapura dan terbesar di Asia. Pabrik ini memiliki kapasitas 800 ton
sampah organik setiap harinya dan menghasilkan listrik yang cukup untuk
menjalankan operasi pabrik ini serta lebih dari 10.000 fasilitas industri lainnya.
Banyak negara lain yang juga memiliki pengembangan yang sama, atau
membantu petani serta industri pabrik untuk memiliki fasilitas mengubah sampah
di pabrik mereka sendiri sehingga energi yang dihasilkan menjadi lebih murah
dan tersedia dengan cepat.
Referensi: http://www.iutglobal.com/iut-tech-bio-methanisation.asp
Generator Ringan yang Mengubah Sampah Menjadi Listrik
Professor Nathan
Mosier of the Purdue
University works with
the tactical
biorefinery designed
to convert waste into
electricity
Peneliti dari Universitas Purdue telah menciptakan kilang bahan bakar bio
ringan, sebesar sebuah kendaraan van, yang mengubah makanan, kertas, dan
sampah plastik menjadi listrik.
Kilang bahan bakar bio ini memproses limbah yang beraneka ragam pada
saat yang sama. Sampah makanan difermentasikan menjadi etanol dengan
menggunakan ragi industri serta mengubah plastik, kertas, maupun residu sampah
lainnya menjadi metana dan propane kualitas rendah yang menggunakan unit gas.
Gas dan etanol kemudian disalurkan ke pembakaran mesin disel yang menjadi
sumber tenaga generator untuk menghasilkan listrik. Sistem ini sangat efisien dan
dapat menghasilkan 90% energi lebih banyak dari yang dibutuhkan sistem ini
sendiri, dengan sisa pembakaran abu yang tidak berbahaya.
Walaupun dikembangkan untuk digunakan oleh militer, penciptanya
berharap agar dapat digunakan oleh masyarakat sipil, seperti di daerah pemulihan
bencana atau sebagai sistem pembangkit tenaga tambahan.
Referensi: http://www.technologyreview.com/Energy/18183/
Mengubah Biomass dan Sampah Makanan Menjadi Energi yang Bisa
Dipergunakan
Profesor Ruihong Zhang
dari UC Davis menyekop
sisa makanan dari
restoran di San Francisco
ke sistem pengubah
energi biogas
Profesor Ruihong Zhang di kampus Universitas California Davis telah
mengembangkan pencerna anaerobik yang menggunakan bakteri untuk mengubah
sampah makanan, sisa hasil panen, dan biomass lainnya menjadi gas hidrogen
serta metana yang dapat dibakar untuk menghasilkan listrik atau digunakan
sebagai bahan bakar kendaraan.
Proyek Energi Biogas dimulai oleh universitas tersebut dan dianggap
sebagai alat peraga berskala besar yang pertama dari teknologi ini di Amerika
Serikat. Setiap ton sampah makan dapat menghasilkan energi yang cukup untuk
menghasilkan listrik bagi 10 rumah di Kalifornia setiap hari.
Sistem yang dikembangkan Profesor Zhang berbeda dari pencerna
anaerobik lainnya yang dibiasanya digunakan di sarana pengolahan air kotor dan
peternakan. Sistem ini dapat memproses lebih banyak macam benda padat dan
sampah cair, termasuk sisa makanan, sampah pekarangan, rabuk hewan, dan
jerami padi. Dibandingkan dengan sistem lainnya, sistem ini lebih efisien serta
hanya memerlukan setengah dari waktu yang biasanya diperlukan untuk
mengubah sampah menjadi energi. Lebih jauh lagi sistem ini menghasilkan dua
gas bersih - hidrogen dan metana, sementara sistem yang lain hanya menghasikan
metana.
Referensi: http://www.news.ucdavis.edu/search/news_detail.lasso?id=7915
Membuat Energi dari Air Asam
Petani Moses
Urio berharap
agar dia tidak
harus membeli
diesel lagi
Di Tanzania, sebuah pengalih bio-gas dikembangkan sebagai bagian dari
proyek yang lebih besar yang didanai pemerintah Swiss untuk memberikan
penghasilan tambahan kepada para petani kopi.
Sistem pengalih ini dapat mendaur-ulang limbah dari proses biji kopi
mentah, yang sangat asam. Sifat asam ini sangat disukai oleh mikroorganisme,
dan hasil akhir dari proses ini adalah gas metana yang dapat digunakan untuk
menggantikan diesel sebagai sumber tenaga mesin para petani.
Sistem pengalih bio-gas ini tidak hanya menolong para petani untuk
mendapatkan uang yang lebih banyak dari kopi mereka, tetapi juga dapat
mengurangi pengrusakan lingkungan yang dapat disebabkan oleh air yang bersifat
asam.
Referensi: http://news.bbc.co.uk/2/hi/africa/6571547.stm
Menggunakan Bakteri untuk Memisahkan Hidrogen dari Sampah Coklat
Tim Riset Inggris yang dipimpin oleh Lynne Mackaskie di Universitas
Birminghan, Inggris Tengah, menemukan bahwa bakteri Escherichia coli, bila
diberi makan dengan limbah dari pabrik coklat maka akan memproduksi
hidrogen, salah satu bahan bakar dari daur ulang paling bersih. Penemuan bahwa
Hidrogen dapat dipisahkan dari sampah makanan dapat merupakan penemuan
penting baik bagi industri dan lingkungan karena proses ini bekerja baik dengan
banyak jenis limbah lainnya, tidak terbatas hanya pada limbah coklat.
Referensi: http://environment.about.com/od/renewableenergy/a/chocolatefuel.htm
Mengubah Limbah Makanan Menjadi Gas untuk Masak
Sebuah laboratorium nasional di Filipina telah mengembangkan biogas
ringan ramah lingkungan yang dapat mengubah sampah dapur menjadi gas yang
dapat digunakan melalui proses fermentasi alami. Sistem ini dapat menyimpan
lebih dari 211 liter sampah dapur yang dapat diuraikan. Proses fermentasi
memakan waktu semalam dan gas yang dihasilkan dapat digunakan untuk
keperluan masak untuk satu hari.
Biorefineries terintegrasi menggunakan berbagai kombinasi feedstocks
dan teknologi konversi untuk menghasilkan berbagai produk, dengan fokus utama
pada produksi biofuel. Produk sampingan dapat meliputi bahan kimia (atau bahan
lainnya) dan panas dan kekuasaan. Bahan baku yang terbarukan dimanfaatkan
dalam biorefineries terintegrasi termasuk, namun tidak terbatas pada: biji-bijian
seperti jagung, gandum, sorgum, dan barley; energi tanaman seperti switchgrass,
Miscanthus, willow dan poplar, dan pertanian, hutan, dan residu industri seperti
bagasse, stover, sedotan, thinnings hutan, serbuk gergaji dan limbah pabrik kertas.
Manfaat dari biorefinery terpadu sangat banyak karena bahan baku dan
diversifikasi produk. Saat ini ada beberapa tingkatan yang berbeda dalam
biorefineries integrasi yang menambahkan keberlanjutan mereka, baik secara
ekonomi dan lingkungan. Sebagai contoh, beberapa konsep biorefinery hanya
memproduksi etanol atau biodiesel, sedangkan konsep lainnya menggabungkan
sepenuhnya peternakan atau panas dan kekuasaan, dan produk biobased lainnya.
Kebanyakan dari kilang ini hampir mandiri dalam hal konsumsi energi. Terus
perkembangan di bidang feedstocks, dan proses konversi (baik biokimia dan
thermochemical) memungkinkan lebih ekonomis dan ramah lingkungan pilihan
untuk biorefineries terpadu. Hal ini juga memungkinkan untuk biorefineries untuk
menyebar ke wilayah geografis yang lebih luas dari Amerika Serikat.
Ekonomi dan keuntungan produksi meningkat dengan tingkat integrasi
dalam biorefinery. Inilah mengapa Program Biomassa terfokus pada
pengembangan dan menggunakan teknologi yang dapat dipaketkan untuk
mengaktifkan dan menetapkan fasilitas biorefinery terintegrasi.
Saat ini, infrastruktur biofuel distribusi terutama terkonsentrasi di Midwest
Amerika Serikat, karena akses ke bahan baku dan etanol dan biodiesel fasilitas
produksi. Ekspansi di luar daerah ini diperlukan.
Biomas untuk Biofuels diagram rantai suplai dengan sorot merah segmen
distribusi biofuel. Produksi bahan baku (foto dari dua laki-laki dalam bidang
switchgrass) mengarah ke logistik bahan baku (menggabungkan foto penuai di
ladang jagung), yang mengarah pada produksi biofuel (foto biorefinery), yang
mengarah kepada distribusi biofuel (foto dari pompa bahan bakar untuk E85 ),
yang mengarah pada akhir biofuel digunakan (foto mobil).
Etanol disampaikan oleh truk dari biorefineries ke terminal rak mana
dicampur dengan bensin. Dari terminal rak itu didistribusikan ke setiap stasiun
pengisian bahan bakar dengan truk. Proses ini cukup ekonomis di Midwest:
Namun, itu bukan pilihan yang menarik untuk pengiriman di luar Midwest,
terutama karena kenaikan volume.
Pipa kemungkinan besar akan memainkan peran besar dalam distribusi
masa depan etanol di Amerika Serikat. Karena sifat etanol (alkohol sebagai bahan
bakar dapat lebih korosif dan menyerap lebih banyak air) lagi studi perlu
dilakukan untuk mengevaluasi keselamatan memanfaatkan sistem perpipaan saat
ini di tempatnya.
DAFTAR PUSTAKA
AJ Ragauskas, CK Williams, BH Davison, G. Britovsek, J. Cairney, CA Eckert, J.
Frederick, JP Hallett, D. Leak, CL Liotta, JR Mielenz, R. Murphy, R. Templer,
dan T. Tschaplinski. "Jalan ke depan untuk biofuel dan biomaterial," Science 311
(5760): 484-89 (2006).
http://en.wikipedia.org/wiki/Biorefinery
http://kontaktuhan.org/news/news184/ga_46.htm
http://rafflesia.wwf.or.id/library/admin/attachment/clips/2006-08-09-287-0012-
001-03-0892.pdf
http://www.nrel.gov/biomass/biorefinery.html?print
http://www.ornl.gov/sci/besd/research_highlights.shtml
http://www.york.ac.uk/res/gcg/GCG/members/academic/fabs/fabs.htm
http://www1.eere.energy.gov/biomass/integrated_biorefineries.html