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