Biochar

BIOCHAR Renhart Jemi Program Pascasarjana Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan Universitas Palangka Raya 2013 Biochar • Biochar : arang dari bahan organik, melalui proses pirolisis (tanpa O2 dan suhu tinggi) • Bahan bakunya dari bahan organik atau bahan berlignoselulosa, seperti kayu, tempurung kelapa, pelepah kelapa sawit, tandan kosong kelapa sawit, limbah pertaninan, pupuk kadang Kelebihan Biochar • Mengikat dan menambah unsur hara dalam tanah • Menstabilkan pH tanah • Mengatasi pencemaran tanah • Simbiosis mikroorganisme • Mengurangi emisi gas rumah kaca • Mengikat air dalam tanah Permasalah Limbah Padat Industri Kelapa Sawit • Limbah padat: pelepah, cakang, tandan kosong kelapa sawit dan salt • 20% tandan kosong kelapa sawit merupakan limbah terbanyak dan penghasil emisi gas rumah kaca (CO2 dan NH4) paling tinggi diantara limbah industri kelapa sawit • Degradasi unsur hara dilahan kelapa sawit PEMBUATAN BIOCHAR BAHAN MENTAH Produksi biochar menggunakan biomasa organik seperti potongan kayu, TKKS, tongkol jagung, sekam padi dan kulit kacang, kulit kayu, limbah pabrik kertas, pupuk kandang, serta umumnya residu biomasa pertanian dan kehutanan. Biomasa – sisa-sisa tanaman – sisa bahan organik – tanaman untuk bioenergi – pupuk kandang Transportasi Energi Biofuel – bio-oil – hydrogen Hasil ikutan Industri OUTPUT Disamping biochar juga dihasilkan bioenergi Bisa ditambahkan N2, dalam bentuk gas NOX, SOX, CO2 untuk sintetis (syngas), meningkatkan C- sink atau bio-oils, yang dan kandungan hara dapat digunakan sebagai sumber panas, tenaga atau gabungan keduanya. Residu panas Dikembalikan ke tanah sebagai biochar BEBERAPA TEKNOLOGI PEMBUATAN BIOCHAR Berbagai cara pembuatan biochar, meliputi pembakaran biomasa dalam kondisi tanpa udara untuk menghindari penguapan gas-gas, dan menyisakan karbon.. Proses ini disebut dekomposisi termal, yang dapat dilakukan dengan 3 cara utama: 1. Pirolisis 2. Gasifikasi dan 3. Karboni-sasi hidrotermal. Unit pirolisis, 3R Agrocarbon – Hongaria Unit mobil Biochar, Engineering Corporation – USA gasifikasi pupuk kandang Coaltec di Peternakan Unggas Frye – USA Pengertian • Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya, di mana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Pirolisis adalah kasus khusus termolisis. Pirolisis ekstrem, yang hanya meninggalkan karbon sebagai residu, disebut karbonisasi • Gasifikasi adalah suatu proses perubahan bahan bakar padat secara termokimia menjadi gas, di mana udara yang diperlukan lebih rendah dari udara yang digunakan untuk proses pembakaran • Karboni-sasi hidrotermal PIROLISIS DAN FOTOSINTESIS Heat (500-600oC) Pirolisis (C6H12O6)m Biomasa (H2+CO+CH4+...+C5H12)+ +(H2O+...+CH3OH+CH3COOH+...)+C liquid char Gas Light Fotosintesis m(6CO2+6H2O) Karbon diokside dan air (C6H12O6)n +6mO2 Biomasa Oksigen Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit • Komposisi kimia tandan kosong kelapasawit limbah kelapa sawit terdiri dari selulosa (37,76%), lignin (22,23%), holoselulosa (66,07%) dan bahan terestraksi (7,78%). (Darnoko et al (2001) Selulosa Lignin Hemiselulosa Karakteristik Pirolisis • Air menguap pada suhu 100oC • Dekomposisi hemiselulosa pada suhu 200-260oC • Selulosa pada suhu 240-340oC • Lignin pada suhu 280-500oC Efisensi N oleh Biochar % N i t r o g e n 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 86.8 84.17 72.61 33.75 34.3 23.39 Struktur mikro bio-char dari cangkang kelapa sawit Analisis SEM dilakukan untuk melihat struktur mikro bio-char asal cangkang kelapa sawit. Struktur mikro bio-char dengan pembesaran 10.000 kali menunjukkan keporian yang relatif porous. Lubang pori terlihat tunggal dan ganda dengan ukuran bervariasi antara 2–5μm. Sumber: Santi & Goenadi 2010) Arang aktif • Arang yang diaktifkan dengan menggunakan suhu yang tinggi (>400oC) • Serta penambahan bahan pengaktif sesuai dengan tujuan arang aktif yang akan digunakan Pemakaian Kegunaan Jenis/Mesh Industri obat dan makanan Menyaring, penghilangan bau dan rasa 8x30, 325 Minuman keras dan Ringan Pengilangan warna, bau pada minuman 4x8, 4x12 Kimia perminyakan Penyulingan bahan mentah 4x8, 4x12, 8x30 Pembersih air Penghilangan warna, bau, penghilangan resin Budi daya udang Permurnian, penghilangan ammonia, netrite phenol dan logam berat 4x8, 4x12 Industri gula Penghilangan zat-zat warna, menyerap proses penyaringan menjadi lebih sempurna 4x8, 4x12 Pelarut yang digunakan Kembali Penarikan kembali berbagai pelarut 4x8, 4x12, 8x30 Pemurnian gas Menghilangkan sulfur, gas beracun, bau busuk asap 4x8, 4x12 Pengunaan Arang Aktif Briket Spesifikasi Briket • Kadar Air (%) • Nilai kalor merupakan ukuran panas atau energi yang dihasilkan. • Volatile matter (VM) zat terbang, Semakin banyak kandungan volatile matter pada biobriket maka biobriket semakin mudah untuk terbakar dan menyala Jenis Briket Terhadap Nilai Kalor 1. Tempurung kelapa 5.780 kal/gram Besar 2. Gergaji kayu jati 5.479 kal/gram Besar 3. Sekam padi 3.073 kal/gramBesar 4. Batubara terkarbonisasi 6.158 kal/gramSedang 5. Batubara non karbonisasi 6.058 kal/gramSedang Terima kasih