BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui pross fotosintetik,

baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain adalah tanaman,

pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak.

Selain digunakan untuk tujuan primer serat, bahan pangan, pakan ternak, miyak

nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai sumber

energi (bahan bakar). Umum yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa

yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk

primernya.

Sumber energi biomassa mempunyai beberapa kelebihan  antara lain

merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) sehingga dapat

menyediakan sumber energi secara berkesinambungan (suistainable).  Di Indonesia,

biomassa merupakan sumber daya alam yang sangat penting dengan berbagai produk

primer sebagai serat, kayu, minyak, bahan pangan dan lain-lain yang selain digunakan

untuk memenuhi kebutuhan domestik juga diekspor dan menjadi tulang punggung

penghasil devisa negara.

Proses gasifkasi telah dikenal sejak abad lalu untuk mengolah batubara,

gambut. Atau kayu menjadi bahan bakar gas yang kini mulai dimanfaatkan. Pada

tahun-tahun terakhir ini. Proses gasifikasi mendapat perhatian kembali di seluruh

dunia, terutama untuk mengolah biomassa sebagai sumber energi alternatif yang

terbaharukan. Secara sederhana proses gasifikasi dapal dikatakan sebagai reaksi kimia

pada temperatur tinggi antara biomassa dengan udara.

Potensi biomassa di Indonesia yang bisa 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

memberi tiga keuntungan langsung. Pertama, peningkatan efisiensi energi secara

keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada limbah cukup besar dan

1

akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan. Kedua, penghematan biaya, karena

seringkali membuang limbah bisa 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.Selain pemanfaatan limbah, biomassa sebagai produk utama untuk

sumber energi juga akhir-akhir ini dikembangkan secara pesat.  Kelapa sawit, jarak,

kedelai merupakan beberapa jenis tanaman yang produk utamanya sebagai bahan

baku pembuatan biodiesel.  Sedangkan ubi kayu, jagung, sorghum, sago merupakan

tanaman-tanaman yang produknya sering ditujukan sebagai bahan pembuatan

bioethanol.

1.2. Tujuan

1) Dapat mengetahui Pemanfaatan teknologi Biomass Gasification

2) Dapat mengetahui tipe reaktor gasifikasi

1.3. Manfaat

1) Dapat memberikan informasi teknologi dari pemanfaatan gasifikasi biomassa

2) Mengetahui tipe-tipe reaktor gasifikasi

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2

2.1.Definisi Biomass Gasification

Gasifikasi biomassa merupakan teknologi lama yang sekarang menjadi

perhatian sebagai bahan bakar alternatif untuk menggantikan bahan bakar

konvensional saat ini. Gasifikasi ini merupakan konversi dari biomass padat (kayu,

arang kayu, sekam padi, dsb) secara termokimia yang kemudian menghasilkan gas

yang memiliki sifat mudah terbakar yang kemudian digunakan sebagai bahan bakar

pada motor pembakaran. Untuk mendapatkan gas hasil gasifikasi dilakukan

pemrosesan pada reactor yang dinamakan Downdraft/Upperdraft Gasifier. Dalam

pemakaian sebagai bahan bakar pada motor pembakaran dalam, dapat digunakan 100

% gas dengan aplikasinya pada motor bensin. Sementara pada motor diesel

pemakaiannya dikombinasikan dengan bahan bakar diesel cair.

Gasifikasi termokimia adalah sebagai konversi biomassa menjadi energi gas

dengan cara oksidasi parsial pada temperatur tinggi. Konversi ini dapat dilakukan

dalam jenis reaktor yang berbeda seperti moving bed gasifier dan fluid bed

gasifier.Gas yang dihasilkan sebagai bahan bakar gas untuk pembangkit listrik dan

pemanasan langsung dan juga dapat digunakan sebagai gas sintesis dalam industri

proses yang digunakan untuk menghasilkan metanol atau amonia.

Ketika digunakan untuk produksi panas atau listrik, gasifikasi harus bersaing

dengan pembakaran langsung biomassa bahan bakar alternatif. Produksi syngas dari

biomassa harus dibandingkan dengan produksi dari bahan bakar fosil. Sebuah negara

akan kurang rentan terhadap harga energi yang tinggi atau kekurangan energi jika

memiliki gasifikasi biomassa di pembuangan. Selain itu, ada banyak kasus di mana

gasifikasi biomassa memiliki kelebihan dibanding pembakaran langsung bahan bakar

biomassa atau fosil.

Misalnya skala kecil pembangkit listrik dapat direalisasikan tanpa perlu siklus

uap, hanya dengan pembakaran gas di mesin reciprocating. Pembakaran gas produser

dalam boiler yang ada, tanur atau tungku bisa sangat menarik. Keuntungan lain atas

pembakaran langsung adalah bahwa gas produser dapat dibersihkan dalam unit relatif

kompak sebelum pembakaran.

Namun, gasifikasi juga memiliki beberapa kelemahan. Teknologi ini lebih

rumit dibandingkan dengan pembakaran langsung. Gastight padatan penanganan,

pembersihan gas, bahan suhu tinggi dan keamanan harus memenuhi persyaratan yang

3

lebih parah daripada untuk peralatan pembakaran. Selain itu, konversi biomassa

menjadi bahan bakar gas selalu mengarah pada efisiensi termal menurun karena

kerugian panas dan konsumsi listrik untuk motor dan blower. Pemeliharaan dan

pengoperasian gasifier - kombinasi boiler yang rumit dibandingkan dengan sistem

pembakaran langsung dan biasanya membutuhkan perhatian operator lebih.Skala

kecil gasifikasi biomassa memiliki reputasi untuk menjadi merepotkan. Banyak

masalah yang dialami dengan penanganan padatan dan pembersihan gas. Alasan

untuk ini adalah bahwa hal itu sering tidak diperlakukan sebagai sistem yang

terintegrasi. Bahkan instalasi kecil untuk gasifikasi biomassa tanaman lengkap yang

terdiri dari:

(1) pretreatment, penyimpanan dan transportasi biomassa;

(2) gasifier dengan makan gastight;

(3) gas pendingin dan hati-hati memilih peralatan pembersihan gas;

(4) sistem kontrol;

(5) pengobatan dan pembuangan residu padat dan cair.

Gasifikasi adalah suatu proses perubahan bahan bakar padat secara termo

kimia menjadi gas, dimana udara yang diperlukan lebih rendah dari udara yang

digunakan untuk proses pembakaran. Selama proses gasifikasi reaksi kimia utama

yang terjadi adalah endotermis (diperlukan panas dari luar selama proses

berlangsung). Media yang paling umum digunakan pada proses gasifikasi ialah udara

dan uap. Produk yang dihasilkan dapat dikategorikan menjadi tiga bagian utama, yaitu

padatan, cairan (termasuk gas yang dapat dikondensasikan) dan gas permanen. Media

yang paling umum digunakan dalam proses gasifikasi adalah udara dan uap.

Gas yang dihasilkan dari gasifikasi dengan menggunakan udara mempunyai

nilai kalor yang lebih rendah tetapi disisi lain proses operasi menjadi lebih

sederhana.Beberapa keunggulan dari teknologi gasifikasi yaitu :

1. Mampu menghasilkan produk gas yang konsisten yang dapat digunakan

sebagai pembangkit listrik.

2. Mampu memproses beragam input bahan bakar termasuk batu bara, minyak

berat, biomassa, berbagai macam sampah kota dan lain sebagainya.

3. Mampu mengubah sampah yang bernilai rendah menjadi produk yang bernilai

lebih tinggi.

4. Mampu mengurangi jumlah sampah padat.

4

5. Gas yang dihasilkan tidak mengandung furan dan dioxin yang berbahaya.

2.2. Prinsip Proses Gasifikasi

Gasifikasi biomassa terdiri dari sejumlah langkah-langkah dasar.

Gambar 1. prinsip proses gasifikasi

1. Tahap pengeringan. Akibat pengaruh panas, biomassa mengalami pengeringan

pada temperatur sekitar100oC.

2. Tahap pirolisis. Bila temperatur mencapai 250oC, biomassa mulai mengalami

proses pirolisis yaitu perekahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil

akibat pengaruh temperatur tinggi. Proses ini berlangsung sampai temperatur

500oC. Hasil proses pirolisis ini adalah arang, uap air, uap tar, dan gas- gas.

3. Tahap reduksi. Pada temperatur di atas 600oC arang bereaksi dengan uap air

dan karbon dioksida. Untuk menghasilkan hidrogen dan karbon monoksida

sebagai komponen utama gas hasil.

4. Tahap oksidasi. Sebagian kecil biomassa atau hasil pirolisis dibakar dengan

udara untuk menghasilkan panas yang diperlukan oleh ketiga tahap tersebut di

atas. Proses oksidasi (pembakaran) ini dapat mencapai temperatur 1200oC,

yang berguna untuk proses perekahan tar lebih lanjut.

5

Biasanya mekanisme reaksi adalah rumit dan tergantung pada kondisi proses

(Meunier, 1962). Hasilnya adalah gas, terutama terdiri dari CO, H2, N2, CO2, uap dan

hidrokarbon. Komposisi gas ini sangat bervariasi dengan sifat biomassa, agen

gasifying, dan kondisi proses. Hal ini terbukti dalam nilai-nilai pemanasan yang

berbeda dari gas dari jenis proses yang berbeda. Dalam prakteknya mereka bervariasi

antara 3 dan 33 MJ/Nm3. Karena C: H: O jatah untuk berbagai jenis biomassa yang

sangat mirip, parameter utama yang mempengaruhi biomassa komposisi gas produser

adalah kadar air nya. Ketika biomassa mengandung lebih banyak air, agen yang lebih

gasifying (udara atau O2) diperlukan karena air harus memanas dan menguap. Sebuah

gas produser dari biomassa basah mengandung jumlah yang relatif tinggi uap,

hidrogen dan nitrogen dibandingkan dengan gas produk dari biomassa kering.

Pada prinsipnya kadar air sampai dengan 60% pada basis basah yang diterima,

namun dalam prakteknya angka ini terbatas pada 30-50%, tergantung pada jenis

reaktor, jika kualitas gas yang wajar yang akan diproduksi. Jika udara adalah agen

gasifying, gas produser mengandung 40-60% vol. % Dari N2. Hal ini dapat dikurangi

dengan menggunakan O2 atau O2-diperkaya udara. Isi N2 juga bisa menurun sedikit

menjadi pemanasan agen gasifying. Jika langkah-langkah tersebut menyebabkan

keausan tidak dapat diterima bahan komponen di dalam gasifier, steam dapat

ditambahkan ke agen gasifying. Akibatnya suhu akan menurun karena reaksi uap

karbon endotermik.Perbedaan dalam kondisi proses sangat tergantung pada jenis

reaktor.

2.3. Tipe Reaktor

Ada beberapa tipe reaktor gasifikasi, yang secara garis besar terbagi

menjadi fixed-bed dan fluidized bed. Reaktor tipe fluidized bed biasanya berukuran

besar dan menghasilkan daya dalam besaran MW. Sedang tipe fixed-beddigunakan

untuk memperoleh daya kecil dengan kisaran kW sampai beberapa MW.

Pada kebanyakan tipe reaktor fixed-bed (unggun tetap) sebenarnya terjadi

aliran secara lambat biomas dalam reaktor secara gravitasi. Itulah sebabnya tipe ini

juga disebut sebagai moving-bed (unggun merambat). Beberapa macam reaktor

gasifikasi yang paling banyak digunakan saat ini diberikan pada Tabel 1 berikut.

Tabel 1. Tipe reaktor gasifikasi

6

Moving beds Fluid beds Entrained

bedsCo-

current

Counter

current

Dense Circulatin

g

Suhu

°C

700-1200 700-900 < 900 < 900 ± 1500

Tar Rendah Tinggi Sedang Sedang Tidak ada

Kontrol Mudah Paling Mudah Sedang Sedang Kompleks

Skala < 5 MW < 20 MW 10 – 100

MW

> 20 MW > 100 MW

Pada tipe moving-bed, biomas akan mengalir ke bawah secara lambat dalam

reaktor berbentuk tabung, seiring dengan laju pembakaran yang terjadi pada bagian

bawah tumpukan tersebut. Pada tipe tersebut selama proses gasifikasi, front nyala api

terjadi di bagian bawah reaktor, sehingga nama lengkap untuk tipe ini adalah moving-

bed fixed-flame. Reaktor moving bed cocok untuk biomas yang mudah bergerak ke

bawah oleh gaya gravitasi misalnya serpih / cebis kayu (wood chips), kayu potong

kecil, tongkol jagung, tempurung kelapa, dan sebagainya. Tipe reaktor moving

bed yang saat ini beroperasi terdiri dari 2 macam yaitu down-draft (alir bawah)

atau co-current danup-draft (alir atas) atau counter-current. Penamaan alir bawah

atau atas tersebut adalah berdasar aliran masuknya udara dan keluarnya gas di dalam

reaktor.

Karena kandungan tarnya tinggi, reaktor tipe up-draft hanya cocok untuk

memasok gas untuk tungku dan tidak cocok untuk memasok bahan bakar untuk motor

bakar dalam. Untuk memperoleh bahan bakar bagi motor bakar dalam, reaktor yang

cocok adalah tipe down-draft, karena kandungan tarnya rendah sehingga lebih mudah

dan murah untuk membersihkannya. Pada Gambar 5 ditunjukkan skema reaktor

gasifikasi up-draft dan down-draft.

7

Gambar: Tipe Reaktor Gasifikasi

Gambar : Dua sub-tipe reaktor gasifikasi moving bed

Tipe reaktor downdraft ada 2 macam yaitu tipe yang menggunakan leher,

disebut juga dengan tipe “imbert”, serta tipe tanpa leher. Tipe tanpa leher ini antara

lain dikembangkan oleh University of California Davis (Baozhao dan Yicheng, 1994).

Tipe ini cocok untuk biomas yang sulit mengalir jika terhalang bentuk leher. Salah

satu umpan yang sangat cocok dengan tipe ini adalah sekam.

Selain itu, ditinjau dari aliran bahan dalam reaktor, di samping tipe unggun

merambat juga terdapat tipe reaktor yang biomas di dalamnya tidak mengalir. Pada

tipe ini selama proses, nyala api bergerak sepanjang tabung reaktor. Untuk tipe alir

bawah, nyala api merambat dari bagian bawah reaktor menuju bagian atas

(penyulutan di bawah), sedang untuk alir atas, nyala api bergerak dari atas ke bawah

(disulutnya dari permukaan atas). Dalam bahasa Inggris, nama yang lengkap untuk

tipe ini adalah fixed-bed moving-flame. 

8

A. Up-draft B. Down-draft

Karena tidak bisa dilakukan penambahan bahan bakar selama proses, tipe ini

disebut sebagai tipe batch. Tipe ini cukup sederhana sehingga banyak digunakan

untuk gasifikasi skala mikro untuk kebutuhan energi rumah tangga. Tipe reaktor yang

digunakan pada sistem batch tersebut adalah reaktor tanpa leher (throatless gasifier).

2.3. Aplikasi Gasifier

Hasil gas dari biomassa bisa digunakan atau dimanfaatkan untuk produksi dari

pemanasan dan listrik. Perantara atau pengantar dari gasifaying ini biasanya itu adalah

udara. Gas bisa juga digunakan sebagai syngas yang baru untuk produksi dari

methanol,ammonia atau subsitusi gas alam.Dan diperlukan gas bebas dari N2 dan

inerts lainnya. Metode yang digunakan biasanya gasifikasi dengan O2 tapi dengan

teknik yang lainpun juga bisa.

Dari prinsip kerjanya gasifikasi dibedakan menjadi 3 jenis:

a. Updraft gasifier

Pembakaran berlangsung di bagian bawah dari tumpukan bahan bakar dalam

silinder, gas hasil pembakaran akan mengalir ke atas melewati tumpukan bahan bakar

sekaligus mengeringkannya. Bahan bakar dimasukkan ke dalam ruang bakar dari

lubang pemasukan atas.

b.   Crossdraft gasifier

Udara disemprotkan ke dalam ruang bakar dari lubang arah samping yang

saling berhadapan dengan lubang pengambilan gas sehingga pembakaran dapat

terkonsentrasi pada satu bagian saja dan berlangsung secara lebih banyak dalam suatu

satuan waktu tertentu.

c.   Downdraft gasifier

Gas hasil pembakaran dilewatkan pada bagian oksidasi dari pembakaran

dengan cara ditarik mengalir ke bawah sehingga gas yang dihasilkan akan lebih bersih

karena tar dan minyak akan terbakar sewaktu melewati bagian tadi

.

2.4. Pemanfaatan Teknologi Biomass Gasification

Gas biomas dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Sebagai bahan

bakar, gas biomas mempunyai pemanfaatan yang cukup luas, antara lain untuk

memasak, menggerakkan turbin gas, menggerakkan motor bakar dalam, sebagai

bahan bakar pada ketel uap, serta untuk penerangan. Pada jaman perang dunia kedua,

9

diperkirakan sekitar satu juta kendaraan bermotor yang menggunakan bahan bakar gas

biomas (Anonim, 1986). Pada saat ini, pemanfaatan utama gas biomas adalah untuk

menjalankan motor stasioner pembangkit listrik. Jika gasnya dibakar untuk

menghasilkan panas, misalnya pada pembakaran di kompor, sistem gasifikasi

memiliki kelebihan dibanding pembakaran biomas secara langsung.

Karena berbentuk gas, pembakaran gas biomas jauh lebih mudah dikontrol

dibanding pembakaran biomas secara langsung, sehingga hal tersebut menguntungkan

dari segi konservasi energi serta penekanan polusi udara.

Keuntungan gasifikasi antara lain: lebih bersih, karena pembakaran lebih

sempurna sehingga emisi polutan lebih rendah. Selain itu lebih mudah pengaturan laju

pembakarannya. Sedangkan kekurangan sistem gasifikasi dibanding pembakaran

langsung yaitu peralatan lebih rumit dan lebih mahal serta memerlukan ketrampilan

yang lebih tinggi. Semula, penggunaan gas biomas untuk memasak, baik di tingkat

rumah tangga maupun industri kecil tidak banyak dikembangkan, karena di negara

maju dan di perkotaan, masyarakat lebih memilih kompor gas LPG yang cara

penggunaannya lebih mudah.

Sedangkan untuk pedesaan, masyarakat lebih memilih cara pembakaran

biomas secara langsung, karena peralatan yang dibutuhkan pada teknologi gasifikasi

masih dianggap terlalu rumit dibanding dengan teknologi tungku pembakaran biasa.

Baru pada beberapa tahun terakhir ini, orang mulai tertarik untuk mengembangkan

penggunaan gas biomas untuk keperluan memasak. Hal tersebut terpicu oleh adanya

krisis energi serta makin mahalnya harga bahan bakar fosil. Di samping itu juga

terbantu oleh adanya kampanye cara hidup yang lebih sehat dan lebih ramah

lingkungan. Penggunaan teknologi gasifikasi biomas dalam hal ini dianggap sebagai

teknologi yang lebih ramah bagi pengguna dan lingkungannya. Negara yang cukup

maju dalam hal pemanfaatan teknologi gasifikasi biomas adalah India dan China.

Terdapat cukup banyak laporan tentang penerapan teknologi gasifikasi biomas

di kedua negara tersebut. Palit dan Mande (2007) melaporkan bahwa TERI (The

Energy and Resources Institute), sebuah lembaga yang mengembangkan teknologi

gasifikasi biomas di India, sampai tahun 2007 telah berhasil memasang lebih dari 350

sistem gasifikasi biomas di berbagai wilayah di India dengan total kapasitas lebih dari

13 MW termal. Beberapa pemanfaatan teknologi gasifikasi disebutkan dalam laporan

tersebut antara lain untuk memasak, pengolahan kapulaga, dan pengolahan biji aren.

10

Sedangkan Mande dan Kishore (2007) menyebutkan penggunaan teknologi gasifikasi

biomas untuk pembuatan benang sutera, pengolahan kapulaga, pembuatan garam,

pengeringan bata, memasak untuk upacara keagamaan, pemanasan air hotel, memasak

untuk sekolahan, pembakaran mayat, dan untuk pengolahan karet alam. Sementara itu

IISc (Indian Institute of Science) telah membuat sistem gasifikasi biomas untuk

berbagai keperluan antara lain pelistrikan pedesaan, pengeringan, pengolahan logam,

dan pembangkit tenaga di beberapa industri di India (Dassapa et al, 2003).

Penerapan teknologi gasifikasi biomas untuk pembangkit tenaga listrik di

China antara lain dilaporkan oleh Wu et al (2009) dengan bahan bakar sekam.

Sementara itu, Chen (2011) melaporkan bahwa di China, salah satu di antara

penerapan teknologi gasifikasi biomas yang jumlahnya cukup banyak ialah untuk catu

gas bakar yang disalurkan ke perumahan. Jumlah stasiun produksi gas dimaksud,

sampai tahun 2007 adalah tercatat sebanyak 600 buah, sedangkan jumlah pembangkit

tenaga listrik sesuai data tahun 2008 adalah sebanyak 40 buah. Salah satu skema

sebuah stasiun produksi gas bakar untuk komunitas ditunjukkan pada gambar 6 yang

diambil dari makalah Chen (2011).

Gas biomas dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Sebagai bahan

bakar, gas biomas mempunyai pemanfaatan yang cukup luas, antara lain untuk

1.     memasak,

2.     menggerakkan turbin gas,

3.     menggerakkan motor bakar dalam,

4.     sebagai bahan bakar pada ketel uap,

5.     serta untuk penerangan.

Pada jaman perang dunia kedua, diperkirakan sekitar satu juta kendaraan

bermotor yang menggunakan bahan bakar gas biomas (Anonim, 1986). Pada saat ini,

pemanfaatan utama gas biomas adalah untuk menjalankan motor stasioner

pembangkit listrik. Jika gasnya dibakar untuk menghasilkan panas, misalnya pada

pembakaran di kompor, sistem gasifikasi memiliki kelebihan dibanding pembakaran

biomas secara langsung. Karena berbentuk gas, pembakaran gas biomas jauh lebih

mudah dikontrol dibanding pembakaran biomas secara langsung, sehingga hal

tersebut menguntungkan dari segi konservasi energi serta penekanan polusi udara.

Keuntungan gasifikasi antara lain: lebih bersih, karena pembakaran lebih

sempurna sehingga emisi polutan lebih rendah. Selain itu lebih mudah pengaturan laju

11

pembakarannya. Sedangkan kekurangan sistem gasifikasi dibanding pembakaran

langsung yaitu peralatan lebih rumit dan lebih mahal serta memerlukan ketrampilan

yang lebih tinggi. Semula, penggunaan gas biomas untuk memasak, baik di tingkat

rumah tangga maupun industri kecil tidak banyak dikembangkan, karena di negara

maju dan di perkotaan, masyarakat lebih memilih kompor gas LPG yang cara

penggunaannya lebih mudah.

Sedangkan untuk pedesaan, masyarakat lebih memilih cara pembakaran

biomas secara langsung, karena peralatan yang dibutuhkan pada teknologi gasifikasi

masih dianggap terlalu rumit dibanding dengan teknologi tungku pembakaran

biasa.Baru pada beberapa tahun terakhir ini, orang mulai tertarik untuk

mengembangkan penggunaan gas biomas untuk keperluan memasak. Hal tersebut

terpicu oleh adanya krisis energi serta makin mahalnya harga bahan bakar fosil. Di

samping itu juga terbantu oleh adanya kampanye cara hidup yang lebih sehat dan

lebih ramah lingkungan. Penggunaan teknologi gasifikasi biomas dalam hal ini

dianggap sebagai teknologi yang lebih ramah bagi pengguna dan lingkungannya.

Negara yang cukup maju dalam hal pemanfaatan teknologi gasifikasi biomas

adalah India dan China. Terdapat cukup banyak laporan tentang penerapan teknologi

gasifikasi biomas di kedua negara tersebut. Palit dan Mande (2007) melaporkan

bahwa TERI (The Energy and Resources Institute), sebuah lembaga yang

mengembangkan teknologi gasifikasi biomas di India, sampai tahun 2007 telah

berhasil memasang lebih dari 350 sistem gasifikasi biomas di berbagai wilayah di

India dengan total kapasitas lebih dari 13 MW termal.

2.5. Penerapan Teknologi Biomassa

Saat ini, unit lengkap disediakan oleh sejumlah perusahaan besar. Mereka dibagi

menjadi unit skala kecil dan skala menengah. Unit dengan kapasitas termal dibawah

1MW digunakan terutama untuk pembangkit listrik. Ini dipilih sebagai kriteria

sebagai unit skala kecil. Lebih dari 1 MW satuan panas mendominasi dalam aplikasi

pemanas langsung. Unit skala besar memiliki keluaran panas lebih dari 40 MW. Ini

adalah ukuran di mana produksi metanol menjadi menarik. Mereka belum belum

pernah menerapkannya untuk biomassa

12

13

4.1 Unit skala kecil

Sebuah survei disajikan pada Tabel 1 tentang unit skala kecil yang tersedia secara

komersial atau dalam fase demonstrasi. Sangat sulit untuk memberikan data tentang

reabilitas dan durabilitas, karena sejumlah unit baru saja mencapai tahap akhir

pengembangan. Selain itu, banyak unit skala kecil dibuat di area terpencil.

Jenis reaktor saat ini yang paling umum

digunakan adalah cocurrent moving bed, karena unit ini digunakan untuk pembangkit

listrik atau tenaga penarik dan tar-gas diperlukan untuk ini Penerapan-penerapan ini

(Gambar 2). Ratusan unit sederhana digunakan untuk memproduksi arang setiap

tahun di daratan Brazil dan Filipina dengan aplikasi ini. Di Eropa dan Amerika Utara

sejumlah kecil unit memproduksi untuk di ekspor ke negara-negara berkembang.

Aplikasi secara dalam sering diarahkan untuk pengurangan sampah. Misalnya,

limbah kayu dari pabrik penggergajian dapat digunakan untuk produksi listrik untuk

pabrik.

Umumnya gasifiers moving bed yang terkenal luas berfungsi baik untuk arang

dan biomassa yang memiliki ukuran dari 10 hingga 100 mm, jika kadar abu di bawah

6% berat dari basis kering dan kadar air di bawah 25% dari basis basah. Dimana yang

lebih disukai untuk menjaga kadar abu di bawah 2%. Contohnya adalah blok kayu,

serpihan kayu kasar, batok kelapa, dan tongkol jagung. Pilihan antara arang dan kayu

sangat tergantung pada keadaan lokal. Selama ini produksi arang sekitar 60% dari

nilai kalor kayu yang terbuang. Walaupun, produksi tar-gas bebas dari arang adalah

sederhana dan pada dasarnya mengurangi biaya investasi dalam gasifier dan

pembersihan peralatan gas. Waktu yang diperlukan untuk pemeliharaan juga

menurun. Ketika ada penyaluran distribusi untuk arang, sering bahan bakar yang lebih

disukai atas kayu.

14

Kebanyakan unit dapat memuat hingga 100 Kg/h biomassa. Sepenuhnya

pabrik produksi gas otomatis dipasang terutama di negara-negara industri. Komponen

internal gasifier dapat terdiri dari baja yang sederhana serta baja tahan panas dan

keramik, ini ditentukan oleh kemudahan perbaikan dan persentase ketersediaan

operasi. Sebuah sistem pembersihan gas menyeluruh sangat penting untuk mesin

pembakaran internal. Tar dan partikel debu yang lebih besar dari 3 µm harus

dihilangkan sepenuhnya. Lebih disukai untuk memiliki tidak lebih dari 10 mg/Nm3

debu. Siklon sering diikuti oleh sistem pembersihan basah atau kering yang sering

dipakai. Komposisi dari gas yang diproduksi dari kayu dan arang ditunjukkan pada

Tabel 2. Konsumsi

energi internal unit bervariasi dari 1 sampai 10% dari total listrik yang dihasilkan, ini

menjadi sangat tergantung pada baik atau tidak kipas gas yang digunakan. Pada

tingkat harga energi sekarang, umumnya waktu pengembalian untuk sistem unit skala

kecil adalah lama untuk memberikan ekonomi yang wajar. Mereka hanya dapat

dipakai dibawah kondisi tertentu, seperti daerah yang terpencil dengan harga minyak

yang tinggi, ketersediaan limbah dengan nilai Ekonomi yang rendah atau sebagai

akibat dari kebijakan administratif (Foley dan Barnard, 1983; Mahin. 1984). Untuk

yang pertama dan kedua teknologi generasi (Reed 1970, 1980) mengisyaratkan

mampu memberikan perbaikan sehubungan dengan penanganan, penyaluran, dan

dalam meningkatkan fleksibilitas biomasa memiliki kandungan abu tinggi isi

(Groeneveld et al. 1985)

15

4.2 Unit skala menengah

Unit Skala Menengah telah dikembangkan untuk tujuan pemanasan langsung

dan untuk produksi metanol (Gambar 3). Pada skala ini cocurrent moving bed

digantikan oleh counter-current moving bed dan fluidized bed gasifier; pertama,

karena kandungan tar dalam gas produk tidak ada masalah untuk pemanasan

langsung, dan kedua, karena penanganannya lebih mudah. Untuk unit pemanasan

langsung udara digunakan sebagai agen gasifikasi. Untuk skala yang lebih besar

16

memerlukan operasi otomatis dan keramik atau bahan yang tahan panas yang sering

digunakan. Sistem yang paling sederhana terdiri dari gasifier diikuti oleh siklon yang

panas dan pembakar gas panas. pada jenis reaktor gas produser dipasok ke burner

pada suhu 300-800°C. Pengeluran sistem burner harus dikonversi atau diganti.

Tingkat debu dalam gas produser mungkin dua atau tiga kali lebih besar dari standar

emisi, karena pelarutan terjadi selama proses pembakaran. Emisi gas tidak menjadi

masalah karena biomassa memiliki belerang dan klor dalam konten rendah.

Komposisi gas produk yang didinginkan sangat mirip dengan nilai yang diberikan

dalam Tabel 2, dengan pengecualian untuk hidro karbon. Persentase CH4 dan senyawa

yang lebih tinggi bisa sampai 10% volume dari pada CO dan H2. Akibatnya gas

dengan kepadatan energi yang lebih tinggi diperoleh. Namun demikian, sistem

kondensasi ter, bersama-sama dengan partikel debu, dapat mengakibatkan

penyumbatan pada pipa. Countercurrent moving bed menerima biomassa dengan

spesifikasi yang agak lebih luas daripada reaktor cocurrent. Dalam unit komersial

limbah kayu untuk gasifikasi memiliki dimensi dari 10 hingga 100 mm, kadar air

hingga 40% (basis basah). dan berat abu 2% (basis kering). Jika kadar air tinggi

akibatnya suhu reaktor menjadi rendah, untuk itu O2 dapat ditambahkan ke agen

gasifikasi (Hummels IEP dan Funk, 1980). Pada proses operasi terak dengan O2 juga

mungkin terbentuk (Fisher et al, 1976). Gasifier Countercurrent kurang sensitif

terhadap penyaluran daripada jenis cocurrent. Pengembangan untuk gasifier saat ini

sedang dilakukan secara komersial. itu bertujuan untuk meningkatkan kinerja operasi

(Jackson, 1982; Sirois dan perhitungannya Houn, 1985). Fluidized bed gasifier cocok

untuk jenis biomassa apa saja, seperti serbuk gergaji, serutan, sekam, dan serbuk

sabut. jerami dengan kadar air tinggi, hingga 50% berat (basis basah) dan partikel

yang memiliki ukuran luas dapat diterima; Kandungan abu hingga 20% juga diterima,

kecuali mengandung komponen yang mudah mencair. Gas produksi dari cocurrent

moving bed mengadung tar, tetapi lebih sedikit dibanding gas dari countercurrent

moving bed. Pada suhu 800oC, merupakan kelemahannya . Karena sistem kontrol

yang rumit, tempat fluidized bed digunakan untuk unit skala medium dan skala

besar. Pembangunan diarahkan pada desain unit yang lebih murah (Moreno dan

Goss,1983). Sistem yang digunakan disajikan dalam Table 3, adalah Fluid Bed

dengan sirkulasi cepat juga dikembangkan untuk batubara. Akumulasi adalah daur

17

ulang bed melalui siklon dan didapatkan pengeluaran yang lebih tinggi per unit

volume dari reaktor.

BAB III

KESIMPULAN

18

1. Gasifikasi biomassa merupakan teknologi lama yang sekarang menjadi perhatian

sebagai bahan bakar alternatif untuk menggantikan bahan bakar konvensional saat

ini. Gasifikasi ini merupakan konversi dari biomass padat (kayu, arang kayu,

sekam padi, dsb) secara termokimia yang kemudian menghasilkan gas yang

memiliki sifat mudah terbakar yang kemudian digunakan sebagai bahan bakar

pada motor pembakaran.

2. Tipe reaktor gasifikasi yang diterapkan itu adalah moving bed dan fluidized bed.

3. Gas biomas dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Sebagai bahan bakar,

gas biomas mempunyai pemanfaatan yang cukup luas, antara lain untuk

a.     memasak,

b.     menggerakkan turbin gas,

c.     menggerakkan motor bakar dalam,

d.     sebagai bahan bakar pada ketel uap,

e.     serta untuk penerangan.

4. Pada penerapan teknologi gasifikasi biomas untuk pembangkit listrik melalui

teknologi turbin gas maupun dengan motor bakar dalam, gas dari reaktor harus

dibersihkan dahulu agar dapat digunakan dengan baik tanpa merusak atau

mengurangi kinerja peralatan.

DAFTAR PUSTAKA

Abril, P.L.(1985). ‘Fully automatic wood gasifier with associated burner’, in

CSIR

19

Babu, S.P (1980). ‘Non catalytic fluidized bed hydroconversion of biomass to

SNG’ ,in IGT, 136-387

Beenackers, A.A.C.M., and van Swaaij, W.P.M.(1984). ‘Gasification of

biomass, a state of the art review’ in : A.V. Bridgewater (ed.).

Thermochemical Processing of Biomass, But-terworth, London.

Beijer Institute (ed.)(1985). ‘producer gas conference 1985, The Beijer

Institue, Stockholm.

Bickle, R.S., Edwards, A.J., and Moss, G.(1982) In W. Palz and G. Grassi

(eds.), Energy from Biomass, vol.2, p.43, Reidel Dordrecth, The

Netherlands.

Bircher, K.G. (1982). Economics of an 80 MM btu/hr wood gasifier

installation, IGT.

Blomkvits, G. (1982). Swedish gasification reasearch and development at RIT,

in Strub, E., et al., 896,918.

Bridgewater, A.V. (1984). Thermochemical processing of Biomass,

Butterworths, London.

Chrysostome, G. And Lamsle, J.M. (1982). ‘Pressurized oxygen blown

fluidized bed gasifier’,EEC, 28,49.

CSIR, (1985). Proceedings of Symposium on Forest Products Research

International. Pretoria, South Africa. Council for Scientific Research

(April 1985).

Dennetiere, A. (1977). Developpment de moteurs diesel/gaz fonctionnant avec

du gaz pauvre de gazogenes at avec d’autres gaz, 12th Int. Congress on

Combustion Engines, Tokyo, Japan.

Dubois, P. (1982). Pressurized wood gasification with oxygen or electrical

heating, IGT, 763,775.

ECC 3 (1985). International Conference on Biomass (1985: Venice). Energy

from Lbiomass: 3er E.C Conference, W. Plaz, J. Coombs and D.O Hall

(eds.). Elsevier Applied Science Publishers, London.

Engstrom, F., and Ahlstrom, O (1980). Pyroflow, a circulating fluid bed

reactor for Biomass, IGT, 555, 567.

Feldmen, M.F. (1981). Steam gasification of wood in a MSFB gasifier, IGT,

529,548.

20

Fisher, F., and Gwosdz, J. (1921). Kraftgas, Theorie und Vergasung fester

Brennstoffe.Spamer, Leipzig, Germany.

Fisher, T.F., Kasbohm. M.L., and Reviro, J.R. (1976). The Purox system,

Chemical Engineering Progress, 75-79.

Foley, G., and Barnard, G. (1983). Biomass Gasification in Developing

countries, Earthscan, London.

Franken, G., Adlhock, W., and Koch, W. (1980). Chem.Ing.Techn. 52, 324.

Furlong, L.E (1979). Catalytic coal Gasification, Exxon Research and

Enggineering Co., Baytown , Texas.

Groeneveld, M.J. (1980). The cocurrent moving bed gasifier, Ph.D. Thesis,

Twente University of Technlogy, The Netherlands.

Groeneveld, M,j., van Amerongen, J., and Hos, J.J (1985). Production of tar-

free gas in an annular cocurrent moving bed gasifier, CSIR.

Groeneveld, M.J., Gellings, P.E and Hos, J.J (1983). Production of a tar-free

gas in an annular cocurrent moving bed gasifier, IGT, 433,450.

Helmstetter, A.J. (1978). A technical and economical evaluation of the

Baltimore Landguard demonstration, Proc. National Waste Processing

Conf., ASME(Am. Soc. Mech. Eng.), Chicago.

Hoogendoorn, J.C. (1976) Coal gasification at Sasol, In; D.M. Considine (ed),

Energy Technology Handbook, pp.1/285-1/296, McGraw Hill, New

York.

Hos, J.J., and van Swaaij, W.P.M (1982). Gasification of solid wastes with a

coccurrent moving bed reactor, IGT, 333,351.

Hos, J.J., and van Swaaij, W.P.M (1982). Gasification of solid wastes with a

coccurrent moving bed reactor, IGT, 631,645.

Hummelsiep, H., and Funk, H.(1980). Gasification of solid waste linked with

purification IGT, 721, 737.

Igarashi, M. (1984). Pyrolysis of municipal solid wasted Japan. Transactions

of the ASME, vol.106, p.377.

IGT (1980). Symposium: Energy from Biomass and Wastes IV (Buena Vista).

Institue of Gas Technology, Chicago.

IGT (1981). Symposium: Energy from Biomass and Wastes V (Buena Vista).

Institue of Gas Technology, Chicago.

21

IGT (1982). Symposium: Energy from Biomass and Wastes VI (Buena Vista).

Institue of Gas Technology, Chicago.

IGT (1983). Symposium: Energy from Biomass and Wastes VII (Buena Vista).

Institue of Gas Technology, Chicago.

IGT (1984). Symposium: Energy from Biomass and Wastes VIII (Buena

Vista). Institue of Gas Technology, Chicago.

Jackson, J.F. (1982). Design, Commecial Operation and Costs of Two 25

Million btu/hr Air Blown Gasifiers. IGT, 721, 737.

Jaster, K.W. (1985) Modern Development in Fixed Bed and Fluid Bed

Gasification, CSIR.

Klass, D.L. (1980) Energy From Biomass and Wastes, 1979 Updated, IGT,

1,41.

Lancet, M.S., and Curren, G.P (1982). US patent 139915, Conoco, 15-6-1982

Lammers, Schulze, P (1985). Environmental aspects of the gasification of

biomass, EEC 3, 874-878.

Lindner, C., and Reimert, R. (1982). In: W. Palz and G. Grassi (eds.), Energy

from biomass, vol.2, p.115.Reidel, Dordrecht, The Netherlands.

Mahin, D.B. (1984). DownDraf gasifier-engine systems, Bioenergy Systems

Report Series, Front Royal, Virginia, USA.

Meunier, J. (1962). Vergasung fester Brennstoffe and oxydatieve Umwandlung

von Kohlenwassertoffen. G. Thieme Verlag, Stuttgart, FRG.

Moreno, F.E., and Goss, J.R. (1983). Fluidized bed gasification of high ash

agricultural wastes, IGT, paper 24.

Rambush, N.E. (1923). Modern Gasproducers, Benn Brothers, London.

Reed, T.B. (1979), (1980). A Survey of Biomass Gasification, SERI TR-33-

239, 3 vols., Golden, CO.80401.

Rock, K.L. (1982). Production of Methanol from Mixed Synthesis gas derived

from wood and natural gas, IGT 737, 763.

Schlapfer, P., and Tobler, J. (1937). Theoretische und Praktische

Untersuchungen ber den Betrieb von Motorfahrzeuge mit Holzgas,

Selbstverlag der Gesellschaft, Bern, Switzerland.

SERI. (1979). Generatorgas: the Swedish experience from 1939-1945, Solar

Energy Research Institute SP-33-140, Golden CO, USA.

22

Sirois, H.R., and Calhoun, J.(1985). Retrofit wood gasification systems for

boilers, commercial case studies, CSIR.

Strub, E.et al.(eds.)(1982). Energy from Biomass, Applied Science Publishers,

London.

23