Biomassa adalah organisme hidup dan organisme yang baru saja mati yang bisa digunakan untuk bahan bakar. dan tidak termasuk organisme yang sudah dikonversi menjadi bahan bakar fosil. Didalam pembangkit energi, biomassa mengacu pada limbah pabrik yang digunakan untuk menghasilkan energi melalui pembakaran.
Metode konversi menjadi bahan bakar bio-fuel sebagian besar diklasifikasikan sebagai bahan kimia, termal dan biokimia. Ini adalah sumber energi terbarukan yang tertua dan paling tersebar luas. Biofull Ini memiliki berbagai banyak konversi.
Pembakaran langsung secara tradisional dilakukan dengan menggunakan bahan bakar kayu. Proses lanjutan seperti pirolisis (proses pembuatan arang), fermentasi dan pencernaan anaerob mengubah sumber-sumber ini menjadi bentuk yang lebih padat dan mudah diangkut seperti minyak dan etanol. Batubara adalah produk dari proses pirolisis, yang pembakarnya tanpa oksigen.
Bio-fuel adalah bahan bakar yang berasal dari biomassa. Seperti yang disebutkan sebelumnya, biomassa adalah segala bahan organik yang hidup dan mati dan berasal dari tanaman hingga limbah organik. Dalam kebanyakan kasus, biomassa yang mengandung banyak minyak atau gula sangat ideal untuk dugunakan sebagai energi.
Istilah bioenergi mengacu pada energi yang diperoleh dari organisme baik hidup atau mati. Ini tidak termasuk bahan bakar fosil. Kita dapat mengklasifikasikan bahan bakar nabati berdasarkan sumbernya atau berdasarkan generasi.
Klasifikasi Bio-Fuel menurut Sumber
- Bahan bakar kayu – Berasal dari pohon,atau semak-semak. Contoh bahan bakar kayu termasuk arang dan kayu.
- Bahan bakar agro – Diperoleh dari biomassa produk pertanian seperti tanaman mati atau dari bagian tanaman lain seperti sereal. Bahan bakar agro sebagian besar berasal dari tanaman gula dan minyak.
- Produk sampingan kota – Berasal dari limbah yang dikumpulkan dari kota-kota besar. Ada dua kategori sampah kota. Limbah padat bio-fuel berasal dari pembakaran langsung limbah padat dari industri atau institusi komersial. Biofuel limbah cair / gas diperoleh dari fermentasi limbah yang dikumpulkan.
Klasifikasi Bio-Fuel Berdasarkan Generasi
- Generasi pertama – Diproses dari minyak nabati gula dan lemak hewani yang ditekan menjadi minyak untuk pembakaran dalam mesin atau difermentasi dan diolah menjadi etanol untuk tujuan yang sama. Produk akhirnya adalah minyak, bio-diesel, alkohol, syngas, bio-fuel padat dan biogas.
- Generasi kedua – Berasal dari selulosa dan limbah (bukan makanan). Limbah ini berasal dari batang tanaman dan kayu, bio-hidrogen, bio-alkohol, DMF dimetil formamida, diesel kayu, alkohol campuran, dan bio-dimetil eter DME.
- Generasi ketiga – Ditemukan dalam ganggang, yang diyakini menghasilkan energi tinggi dengan biaya rendah. Energi dari ganggang dikenal sebagai oil-gae.
Cara memproduksi biomassa
Bahan organik diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan yang dikenal sebagai bio-energi. Bahan yang digunakan dalam proses produksi energi disebut sebagai bahan baku.
Untuk lebih memahami biomassa, kita akan mengeksplorasi berbagai sumber terlebih dahulu.
Produksi biomassa akan dipengaruhi oleh jumlah bahan organik. Ini tergantung berdasarkan bahan organik yang di area tersebut. Biomassa dianggap sebagai energi terbarukan karena bisa diperbarui kerena selama ada tanaman dan hewan maka kita akan memperoh bahan organik tersebut.
Berdasarkan produksinya biomasa dibagi menjadi 2 :
- Produksi primer energi ini didapatkan dari tanaman melalui proses fotosintesis.Kelebihan energi yang dihasilkan disimpan dan berada di ekosistem. Produksi primer ini dapat diperkirakan dari berapa banyak hutan yang terlindungi dari kerusakan tahun tertentu.
- Produksi sekunder adalah penyerapan bahan organik sebagai jaringan tubuh oleh organisme. Ini termasuk konsumsi oleh hewan yaitu memberi makan, baik pada hewan lain atau pada tanaman. Ini juga melibatkan penguraian bahan organik oleh mikroorganisme. Produksi sekunder dapat diperkirakan sebagai total daging yang diproduksi per tahun.
Meskipun biomassa dapat diukur sebagai massa organisme yang hidup dan mati di lingkungan tertentu, produksi lebih sulit untuk diperkirakan.
Pembakaran Langsung untuk Panas
Pembakaran langsung untuk panas adalah metode tertua untuk konversi biomassa menjadi energi dan Konversi termokimia (pembakaran) dapat dicapai dalam beberapa cara menggunakan bahan baku yang bervariasi.
Pembakaran biomassa mandiri
Pembakaran biomassa mandiri dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai jenis bahan baku, ukuran aplikasi dan rute konversi.
a) Generator berbasis biomassa: Minyak nabati, seperti jarak, dapat menggantikan diesel dalam generator diesel untuk menghasilkan listrik untuk aplikasi off-grid atau mini-grid independen.
b) Pembangkit listrik berbasis biomassa: Panas yang dihasilkan oleh pembakaran biomassa langsung dalam boiler dapat digunakan untuk menghasilkan listrik melalui turbin uap atau mesin. Efisiensi listrik dari siklus uap tidak tinggi tetapi saat ini merupakan rute termurah dan paling dapat diandalkan untuk menghasilkan daya dari biomassa dalam aplikasi yang berdiri sendiri (IEA Bioenergy, 2009).
c) Pembangkit kogenerasi berbasis biomassa (CHP): Pembangkitan bersama adalah proses menghasilkan dua bentuk energi yang berguna, biasanya listrik dan panas, dari sumber bahan bakar yang sama. Co-generation secara signifikan meningkatkan efisiensi keseluruhan pembangkit listrik (dan karenanya daya saingnya) jika ada aplikasi ekonomi untuk limbah panasnya (IEA Bioenergy, 2009). Dalam hal ini terdapat kecocokan yang baik antara produksi panas dan permintaannya, pembangkit panas dan daya gabungan (CHP), yang juga disebut pembangkit kogenerasi, dapat memiliki efisiensi keseluruhan (termal + listrik) dalam kisaran 80-90%. Proses penggunaan panas dari pembakaran biomassa untuk proses industri (mis. Untuk pengeringan produk seperti ubin), sudah mapan di beberapa industri, mis., Pulp dan kertas, pabrik gula, dan pabrik minyak kelapa sawit.)
d) Pabrik limbah-ke-energi berdasarkan Limbah Padat Kota (MSW): Limbah padat kota (MSW) adalah bahan baku yang sangat beragam dan biasanya sangat terkontaminasi, membutuhkan teknologi yang kuat dan kontrol yang ketat terhadap emisi, meningkatkan biaya limbah ke fasilitas energi, yang menyebabkan MSW tetap menjadi sumber energi yang sebagian besar tidak dieksploitasi meskipun memiliki potensi yang signifikan di sebagian besar negara (IEA Bioenergy, 2009).
Jenis-jenis Pembakaran
berikut ini adalah Berbagai jenis pembakaran:
- Fixed bed combustion – Ini adalah metode di mana biomassa padat pertama-tama dipotong kecil-kecil dan kemudian dibakar di atas permukaan yang rata dan rata.
- Fluid-bed combustion – Bahan bakar dididihkan di bawah tekanan tinggi dicampur dengan pasir. Pasir berfungsi untuk mendistribusikan panas secara merata.
- Burner combustion – Dalam metode ini, debu kayu dan debu halus ditempatkan dalam burner mirip dengan bahan bakar cair.
- Rotary furnace combustion – Tungku pembakaran digunakan untuk membakar bahan organik dengan kadar air tinggi. Sisa makanan atau limbah pertanian limbah lainnya dibakar dengan cara ini.
Pirolisis
Pirolisis adalah bentuk lain dari pemrosesan bahan bakar nabati dengan membakar pada suhu yang sangat tinggi tanpa oksigen, yang dapat menyebabkan pembakaran sempurna. Ini dapat menyebabkan perubahan fisik dan kimia. Tidak adanya proses oksidasi atau halogenasi menghasilkan bahan bakar bio yang sangat padat yang dapat digunakan dalam pembakaran dan bisa dikonversi menjadi gas.
- Pirolisis lambat terjadi pada suhu sekitar 400oC. Ini adalah proses pembuatan arang padat.
- Pirolisis cepat terjadi antara 450oC hingga 600oC dan menghasilkan gas organik, uap pirolisis, dan arang. Uap diproses dengan kondensasi menjadi bentuk cair sebagai biooil. Proses Ini harus dilakukan dalam 1 detik untuk mencegah reaksi lebih lanjut. Cairan yang dihasilkan adalah cairan coklat gelap lebih padat dari biomassa kayu dan memiliki kandungan yang sama dalam hal energi.
Bio-oil memiliki sejumlah keunggulan. Lebih mudah untuk diangkut, dibakar, dan disimpan. Banyak jenis bahan baku dapat diproses melalui pirolisis untuk menghasilkan bio-oil.
Diagram yang diberikan di bawah ini menjelaskan proses konversi energi menjadi bentuk yang dapat digunakan dari bahan bakar nabati melalui Pirolisis.
Fermentasi alkohol
Fermentasi alkohol adalah proses yang mengubah gula menjadi selulosa. Proses ini menghasilkan etanol dan karbon dioksida sebagai produk sampingan. Proses ini dianggap anaerob karena berlangsung tanpa adanya oksigen. Selain membuat roti dan membuat minuman beralkohol, proses ini menghasilkan bahan bakar beralkohol.
Produk-produk yang dihasilkan dari fermentasi alkohol :
- Aseton adalah produk yang digunakan untuk produksi bahan tambahan makanan, melarutkan lem, penipisan cat, penghilang lemak dan produk kosmetik.
- Hidrogen digunakan sebagai zat pendingin dalam industri listrik. Ini juga digunakan dalam sel hidrogen untuk produksi energi.
- Butanol menghasilkan bahan bakar yang lebih baik daripada etanol. Itu juga digunakan sebagai bahan dalam cat, produk kosmetik, resin, pewarna, ekstraksi polimer dan dalam pembuatan serat sintetis.
- Etanol digunakan sebagai bahan bakar, komponen cat, dan aditif dalam antiseptik. Ini juga digunakan dalam minuman beralkohol.
Pencernaan anaerobik Biogas
Pencernaan anaerob adalah proses biologis dimana bahan organik dipecah untuk menghasilkan biogas tanpa adanya oksigen. Mikroorganisme seperti bakteri Asidogenetik dan asetogen mengubah materi yang dapat terbiodegradasi menjadi biogas. Selain sebagai sumber energi, juga merupakan metode pengendapan limbah dan teknik pelestarian lingkungan.
dibawah ini adalah proses step by step nya
- STEP 1 – Pemecahan bahan organik menjadi molekul yang cukup besar untuk konversi. Proses ini dikenal sebagai hidrolisis.
- STEP 2 – Asidogen bertindak atas materi yang terurai dan mengubahnya menjadi asam lemak volatil (VFA) bersama amonia, CO2 dan hidrogen sulfida. Proses ini disebut asidogenesis.
- STEP 3 – VFA selanjutnya dipecah menjadi asam asetat, karbon dioksida dan hidrogen.
- STEP 4 – Tahap terakhir adalah kombinasi emisi di atas untuk menghasilkan metanol, karbon dioksida, dan air.
