Ditulis oleh Hasna Fariha*
Pemanfaatan energi terbarukan menjadi perhatian utama dalam upaya mengurangi ketergantungan pada sumber energi konvensional dan mengatasi dampak negatif perubahan iklim. Biomassa, sebagai sumber energi terbarukan, memiliki potensi besar untuk memenuhi kebutuhan energi dunia dengan cara yang berkelanjutan. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengkonversi biomassa menjadi energi adalah melalui proses gasifikasi (Arhamsyah, 2010).
Gasifikasi adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung karbon untuk mengubah material baik cair maupun padat menjadi bahan bakar gas mampu bakar melalui proses pembakaran. Gasifikasi menghasilkan gas sintetis yang utamanya terdiri dari hidrogen (H2), karbon monoksida (CO), metana (CH4), dan dan pengotor anorganik seperti NH3, HCN, H2S, debu halus, serta pengotor organik yaitu tar (Wirandika, 2016). Gas ini dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik atau sebagai bahan baku untuk industri kimia.
Syngas merupakan singkatan dari gas sintetis, merupakan campuran gas yang terdiri dari hidrogen (H2) dan karbon monoksida (CO), serta kadang-kadang mengandung metana (CH4), karbon dioksida (CO2), dan sejumlah kecil senyawa lainnya. Proses utama untuk menghasilkan syngas melibatkan konversi bahan baku karbon seperti batu bara, minyak bumi, atau biomassa. Pada umumnya, syngas digunakan sebagai bahan bakar atau bahan dasar dalam berbagai proses industri, termasuk produksi amonia, metanol, dan hidrokarbon lainnya (Afin, 2021). Selain itu, syngas dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam pembangkit listrik untuk menghasilkan energi. Syngas dapat dihasilkan dari berbagai bahan baku, termasuk biomassa dan limbah, memberikan potensi untuk sumber energi yang lebih berkelanjutan.
Sumber: detik.com
Nanas (Ananas comosus L.) merupakan salah satu komoditas buah unggulan ketiga Indonesia. Produksi nanas Indonesia pada tahun 2015 sebesar 1,76 juta ton, pada tahun 2016 sebesar 1,85 juta ton dan pada tahun 2020 diperkirakan mencapai 2,08 juta ton. Dengan meningkatnya produksi nanas, maka jumlah limbah akan meningkat. Untuk meningkatkan nilai ekonomi, limbah kulit nanas dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku proses gasifikasi biomassa. Berdasarkan hasil penelitian, didapat bahwa komposisi kulit nanas terdiri dari 24,16% selulosa, 20,4% mengandung hemiselulosa, 6,5% mengandung lignin, dan ash 11,8%. Hasil penelitian (Casabar, 2019) juga didapat bahwa kulit nanas mengandung 14% selulosa, 20,2% mengandung hemiselulosa, dan 1,5% mengandung lignin. Adanya selulosa dalam limbah kulit nanas menyebabkan kulit nanas sangat potensial sebagai bahan baku proses gasifikasi biomassa.
Pada proses gasifikasi biomassa (kulit nanas), perubahan dalam jumlah steam atau udara yang dimasukkan akan memengaruhi reaksi kimia di dalam reaktor gasifikasi, yang pada akhirnya berdampak pada komposisi gas sintesis (syngas) yang dihasilkan.
Steam berfungsi sebagai agen gasifikasi dan sumber oksigen untuk reaksi reforming. Penambahan steam dalam proses gasifikasi cenderung meningkatkan produksi hidrogen (H₂) dan karbon dioksida (CO₂), sementara menurunkan konsentrasi karbon monoksida (CO) dan metana (CH₄). Hal ini disebabkan oleh reaksi water-gas shift, dimana CO bereaksi dengan H₂O menghasilkan CO₂ dan H₂. Dengan demikian, rasio H/CO meningkat seiring dengan penambahan steam.
Penambahan udara sebagai agen gasifikasi meningkatkan oksidasi parsial karbon, yang dapat meningkatkan suhu reaksi dan mempengaruhi komposisi syngas. Penelitian menunjukkan bahwa penambahan oksigen (komponen utama udara) dapat meningkatkan kandungan CO dan CO₂ dalam syngas, sementara kandungan H₂ cenderung menurun. Hal ini disebabkan oleh peningkatan suhu yang mendorong reaksi pembakaran lebih lanjut, mengurangi produksi H₂.
Rasio atomik H/C dalam syngas dipengaruhi oleh komposisi bahan baku dan kondisi operasi gasifikasi. Penambahan steam cenderung meningkatkan rasio H/C karena peningkatan produksi H₂. Sebaliknya, penambahan udara dapat menurunkan rasio H/C karena peningkatan oksidasi yang menghasilkan lebih banyak CO dan CO₂. Namun, rasio H/C juga dipengaruhi oleh faktor lain seperti suhu operasi dan jenis biomassa yang digunakan.
Referensi:
- Afin, A. P. dan Kiono, B. F. T. 2021. Potensi Energi Batubara serta Pemanfaatan dan Teknologinya di Indonesia Tahun 2020–2050: Gasifikasi Batubara. Jurnal Energi Baru dan Terbarukan, 2(2), 144-122.
- Arhamsyah, A. 2010. Pemanfaatan Biomassa Kayu Sebagai Sumber Energi Terbarukan. Jurnal Riset Industri Hasil Hutan, 2(1), 42-48.
- Casabar, J. T., Unpaprom, Y., dan Ramaraj, R. 2019. Fermentation Of Pineapple Fruit Peel Wastes For Bioethanol Production. Biomass Conversion And Biorefinery, 9, 761-765.
- Wirandika, W. 2016. Karakterisasi Proses Gasifikasi Campuran Limbah Kayu Merawan dan Tempurung Kelapa Dengan Sistem Downdraft Kontinyu. Doctoral Dissertation. Politeknik Negeri Sriwijaya.
*Universitas Sebelas Maret, hasenfr10@gmail.com
