Biomassa Liquid, Biomassa, Pengertian biomassa, Pohon Jarak – Tumbuh-tumbuhan dan bahan organik lainnya dapat diubah menjadi bahan bakar cair maupun gas dengan bantuan beberapa proses biologi dan proses kimia. Proses yang cocok untuk konversi ini tergantung dari sifat bahan organik yang banyak mengandung air. Proses-proses kimia seperti pirolisa atau reduksi katalitis lebih cocok untuk bahan yang kering dan tahan terhadap biodegrada
Pembuatan Biomassa Cair dengan proses permentasi
Fermentasi alkoholik merupakan suatu proses yang lama dikenal dan banyak dipakai. Ethyl alkohol atau etanol mudah dibuat dari berbagai hasil pertanian yang mengandung gula. Ragi merubah gula-gula heksose menjadi ethanol dan dioksida karbon sesuai rumus dibawah ini:
Gula-gula yang difermentasikan dapat berupa glukosa, fruktosa, sukrosa, maltosa, rafinosa, dan manosa. Gula tetes, suatu hasil tambahan dari produksi gula tebu mengandung 55% gula-gula dan dapat secara mudah dan murah difermentasikan menjadi ethanol.
Dalam proses demikian gula tetes diencerkan dengan air hingga mencapai kekentalan gula sebanyak 20%, kemudian dicampur dengan biakan ragi sebanyak 5% volume. Campuran ini difermentasikan selama 2-3 hari hingga mencapai nilai alkohol setinggi 9-10%. Alkohol ini kemudian diambil dengan proses destilasi. Satu liter alkohol dengan kemurnian 95% dapat diperoleh dari 2,5 liter gula tetes dengan biaya yang rendah.
Tanaman yang memiliki nilai kanji (strach) yang tinggi seperti hasil biji-bijian harus mengalami proses hidrolisa dengan enzim atau asam untuk menghasilkan gula sebelum difermentasi menjadi alkohol. Biji-bijian dicampur dengan air, dan dipanaskan untuk menjadikan kanji itu menyerupai agar-agar. Konversi menjadi gula dilakukan dengan enzim dan campuran gandum gerst dan cendawan amalisa yang didapat dari suatu jenis jamur tertentu (Aspergillus niger).
Kemudian dilakukan fermentasi dengan ragi. Selain alkohol, proses ini menghasilakan juga dua produk tambahan, yaitu dioksida karbon yang sangat murni (99,8%) serta biji-bijian terpakai yang dapat dimanfaatkan untuk makanan ternak. Selulosa adalah komponen utama semua tumbuh-tumbuhan, dan merupakan sepertiga sampai seperdua bahan kering tanaman. Dengan demikian selulosa merupakan sumber daya yang terbarukan yang terbanya di bumi. Sebagaimana halnya dengan kanji, selulosa harus mengalami proses hidrolisa dulu menjadi gula sebelum dapat difermentasi menjadi alkohol. Akan tetapi selulosa lebih sukar mengalami proses degradasi dari pada kanji. Selulosa melalui proses hidrolisa dapat menjadi gula dengan bantuan asam-asam kuat seperti asam belerang dengan jumlah yang besar. Banyak penelitian masih diperlukan untuk dapat dengan cara yang praktis membuat alkohol dari selulosa.
Proses Pirolisa
Pirolisa merupakan suatu proses destilasi destruktif daripada bahan organik. Destilasi ini dilaksanakan dalam sebuah bejana tertutup dengan atmosfer tanpa oksigen, dan dipanaskan hingga suhu dari 500 sampai 900ºC. Proses pirolisa telah lama dimanfaaatkan dengan mempergunakan kayu untuk memperoleh selain arang kayu, juga bahan-bahan kimia seperti metanol dan terpentin. Gas-gas yang dihasilkan porolisa dari bahan organik pada umumnya merupakan campuran metan, monoksida karbon, dioksida karbon, hidrogen dan hidrokarbon-hidrokarbon rendah. Selain itu dihasilkan cairan berupa minyak-minyak hidrokarbon dan bahan-bahan padat serupa arang kayu.
Gambar. Skema Proses Pirolisa
Gambar 2. memperlihatkan suatu skema dari proses pirolisa yang mempergunakan limbah kota sebagai bahan baku. Limbah kota dimasukkan di tempat A dan dipotong hingga mencapai ukuran kecil. Kemudian bahan baku dibawa ke tempat B untuk dikeringkan. Di tempat C dilakukan pemisahan: semua bahan organik seperti potongan-potongan logam dan gelas disisihkan sedangkan material lainnya yang merupakan bahan organik dibawa ke tempat D untuk digiling halus. Bejana E merupakan reaktor pirolisa. Di tempat F hasil-hasil pirolisa berupa gas, minyak dan arang dipisahkan. Jika suhu dalam reaktor dinaikkan komponen gas akan menjadi lebih besar.
Bahan-Bahan Ethanol
Ethanol yang mempunyai rumus kimia C2H5OH antara lain dapat dihasilkan dari bahan-bahan baku biomassa berikut:
- Bahan-bahan yang mengandung hidrat arang dalam bentuk gula, seperti tebu dan nipah
- Bahan-bahan yang mengandung hidrat arang dalam bentuk zat tepung (strach) seperti kasava, ubi jalar, kentang dan sagu.
- Bahan-bahan selulosa yang mengandung arang dengan bentuk molekul yang lebih kompleks seperti kayu.
Proses pembuatan ethanol pada asasnya terdiri atas langkah-langkah sebagai berikut :
- Konversi arang hidrat menjadi gula yang dapat dicairkan dalam air. Fermentasi gula menjadi ethanol. Pemisahan ethanol dari air dan komponen-komponen lain dengan destilasi.
Keuntungan besar yang ada pada tebu adalah arang hidratnya sudah mempunyai bentuk yang seperti glukosa atau fruktosa sehingga langsung dapat difermentasi. Keuntungan kedua adalah bahwa ampas tebu yaitu sisa tebu yang tidak dapat dipakai lagi, masih dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar sehingga proses pembuatan ethanol dari tebu, tidak memerlukan bahan bakar dari luar. Direncanakan untuk mencampur alkohol 20% dengan bensin 80%, sehingga dapat memperoleh konservasi atau penghematan dalam penggunaan minyak bumi. Direncanakan untuk berangsur-angsur meningkatkan komponen alkohol dalam campuran ini, yang sering dinamakan gasohol.
Minyak Jarak
Seperti sedang berpacu dengan deadline, para ilmuwan energi giat mengembangkan energi terbarukan sebagai energi alternatif. Dari kalangan akademisi muncul solusi Minyak Jarak, yang dilontarkan oleh peneliti dari ITB, Robert Manurung, bekerja sama dengan kalangan swasta dan luar negri (jepang). Beliau dan tim mengklaim telah berhasil melakukan ekstrak biji jarak menjadi sumber bahan-bakar alternatif yang memiliki performa serupa dengan minyak solar.
Solusi sedemikian lengkap, bahkan sampai mekanisme pengentasan kemiskinan petani dengan menanam tanaman jarak ini, mengingat harga bahan pangan yang terus menurun dan harga energi yang terus naik. Memproduksi minyak jarak menggantikan minyak bakar makin ngetren akhir-akhir ini setelah harga minyak bumi melambung jauh dan menjadi barang langka serta mahal bagi masyarakat kecil. Harga BBM yang terus meningkat menjadikan beragai pihak harus inovatif. Salah satunya, kemungkinan menggunakan biji jarak untuk pembuatan minyak jarak yang bisa menggantikan bahan bakar itu.
Cadangan energi fosil semakin hari makin berkurang padahal kebutuhannya cenderung meningkat. Karena kondisi itulah para pakar energi memperkirakan bahwa energi fosil pada waktu tertentu akan habis terkonsumsi. Perkiraan yang ekstrem menyebutkan, minyak bumi akan habis jika dikonsumsi terus-menerus selama 200 tahun. Adapun batu bara akan habis terpakai dalam 400 tahun.
Tanaman semak
Jatropha Curcas L dikenal sebagai jarak pagar. Jarak pagar merupakan tanaman semak yang tumbuh cepat dengan ketinggian mencapai 3-5 meter. Tanaman ini tahan kekeringan dan dapat tumbuh di tempat bercurah hujan 200 milimeter per tahun hingga 1.500 milimeter per tahun. Jarak pagar hampir tidak memiliki hama karena sebagian besar bagian tubuhnya beracun. Tanaman ini mulai berbuah setelah berusia lima bulan dan mencapai produktivitas penuh pada usia lima tahun.
Buahnya elips dengan panjang satu inci, memiliki dua hingga tiga biji. Umur tanaman ini bisa mencapai 50 tahun. Biji, daging buah, dan cangkang bisa digunakan sebagai bahan bakar. Selain itu bagian-bagian tubuh jarak bisa digunakan untuk insektisida, pupuk, dan biogas. Saat panen perdana per pohon menghasilkan 1,5 hingga 2 kg biji jarak. Tapi, saat panen raya bisa mencapai 5 kg, bahkan 10 kg biji jarak per pohon.
Keampuhan minyak jarak sebenarnya sudah digunakan Jepang sejak Perang Dunia II sebagai bahan bakar pengganti minyak bumi. Ketika itu, banyak kapal laut logistik Jepang yang dikaramkan armada perang Amerika Serikat sehingga minyak jarak dilirik sebagai alternatif lain. BBM tersebut digunakan untuk tank dan pesawat tempur milik Jepang. Dulu masyarakat menggunakan jarak sebagai pengganti minyak tanah atau listrik. Caranya, buah jarak ditusuk dan dibakar seperti sate.
Ada lima jenis tanaman jarak, yakni jarak gajah, jarak puyuh, jarak lalat, jarak thailand, dan jarak jepang, Karena ukuran bijinya lebih besar, hingga kandungan minyaknya pun lebih banyak. Jarak gajah kandungan minyaknya mencapai 67 persen, sedangkan jarak jenis lainnya hanya sekitar 47 hingga 48 persen.
Mengembangkan tanaman jarak sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak (BBM). Selain itu, dikembangkannya jarak karena memiliki beragam keistimewaan dan multiguna, yakni minyak jarak digunakan sebagai bahan industri cat, logam, tekstil, serat sintetis, elektronik, dan obat-obatan.
Minyak jarak diharapkan sudah bisa diproduksi dan bertahap untuk mengurangi ketergantungan terhadap minyak bakar. Pengembangan energi alternatif ini adalah suatu keharusan karena kita tidak bisa terus-menerus mengandalkan energi dari minyak bumi yang tidak terbarukan dan suatu saat akan habis. Diharapkan petani menjadi ‘raja-raja minyak’ Indonesia.
Pengolahan Biji Jarak menjadi minyak jarak
Jarak yang dipilihnya adalah jarak pagar (Jatropha curcas) yang banyak ditanam secara tradisional oleh masyarakat di Sumba, Nusa Tenggara Barat, dan Kupang, Nusa Tenggara Timur. Keberhasilan pengembangan biodiesel jarak pagar ini tak hanya tergantung pada aspek pertaniannya, tapi juga sistem pengolahannya menjadi minyak jarak. Dalam satu hektare dapat dihasilkan biji jarak sekitar 4-6 ton. Normalnya, masyarakat sudah dapat memetik buah jarak setelah ditaman selama lima bulan.
Institut Teknologi Bandung dan Mitsubishi Research Institute, Jepang, menciptakan bahan bakar minyak dari 100 persen minyak jarak alami. Pembuatan minyak tersebut sangat sederhana. Cukup dengan mengukus 50 kilogram buah jarak selama satu jam. Lalu daging dihancurkan dengan mesin blender. Setelah itu, daging buah dan biji yang sudah dihancurkan dimasukkan ke dalam mesin tempa minyak. Dengan penekanan dongkrak hidrolik, ampas diperas hingga menghasilkan minyak. Wujud BBM dari biji jarak ini seperti minyak goreng, kental, licin, dan baunya tidak mencolok. Pada 10 kilogram biji jarak yang sudah dihancurkan akan dihasilkan 3,5 liter minyak jarak.
Cara membuat minyak jarak cukup mudah. Biji jarak dijemur selama dua hari, setelah itu dipecahkan untuk memisahkan daging dan kulit biji jarak. Daging biji jarak digiling dan diperas. Tiga kilogram biji jarak menghasilkan satu liter minyak jarak. Setelah berusia enam bulan, jarak pagar bisa dipanen bijinya. Untuk memenuhi minyak jarak satu rumah tangga selama setahun, dibutuhkan 100 pohon jarak. Satu hektar lahan bisa ditanami 2.500 pohon jarak dan bisa memenuhi kebutuhan bahan bakar untuk 25 keluarga.
Biji jarak mengandung 35-45 persen minyak, terdiri dari berbagai trigleserida asam risinoleta, plamitat, stearat dan kurkolat. Dari asam-asam tadi, asam risinoleat menjadi bahan dasar minyak jarak yang kadarnya mencapai 90 persen. Selain sebagai bahan bakar, minyak jarak memiliki banyak fungsi seperti untuk keperluan industri farmasi, plastik, kosmetik (bahan dasar lipstik dan sabun transparasi), pelumas, tekstil, cat, vernis, dan minyak pengering (drying oil).
Demikian penjelasan singkat mengenai Pengertian Biomassa Liquid semoga bermanfaat bagi anda. Silahkan share artikel ini jika dianggap berguna. Terima kasih
