Review tentang Teknologi Biorefineries dan Prospeknya di Masa Depan

Dalam tulisan ini, menjelaskan tentang:

(1) Preextraction hemiselulosa

(2) Meningkatkan nilai tambah bahan kimia (produk)

(3) Detoksifikasi

(4) Proses pemisahan ethanol 

(5) dan dehidrasi ethanol

---

Bioethanol akan semakin menjadi populer di masyarakat nanti di masa depan, maka dari itu dalam paper ini akan banyak membahas tentang teknologi biorefineries dengan pendekatan pada pengoptimalan produk bio-ethanol.

Selama ini, untuk mengurangi ketergantungan terhadap minyak bumi, maka blending (pencampuran) bio-ethanol dengan gasoline sudah banyak digalakkan. Adapun negara-negara yg sudah mengoptimalkan teknologi ini adalah Brazil , Finlandia, China, USA, dan negara2 di Eropa.

Keunggulan Bio-ethanol adalah tingginya kandung O2 sehingga menghasilkan pembakaran yang cukup lebih baik dibandingkan minyak bumi (gasoline). 

Umumnya, ada 3 macam teknologi biorefineries pengolahan biomass-to-ethanol:

(1) corn-to-ethanol

(2) teknologi dasar lignocellulosic to ethanol, dan 

(3) integrated lignocellulosic to ethanol and other co-products (termasuk integrated konsep forest biorefinery)

Adapun penjelasan dari masing2 untuk teknologi yg saya sebutkan diatas, penjelasan di bawah ini akan membantu dalam memahami masing-masing proses tsb:

1. Corn to ethanol

Umumnya terdapat 2 proses utama; yaitu dry-grind (67% sudah banyak digunakan) dan wet-grind (33% hanya sebagian)

Nah pada gambar 1 di bawah ini, dijelaskan tentang bagaimana mengolah jagung menjadi ethanol dengan menggunakan proses dry-grind

Selanjutnya, proses wet-grind dapat dilihat pada gambar di bawah berikut ini. 

Bio-refineries dari lignoselulosa menjadi ethanol

Teknologi dari lignoselulosa menjadi ethanol memiliki tantangan yang lebih lagi, disana kita akan diuji kemampuan teknologi separation kita, belum lagi techno-economicnya. Hmmm, bisa nggak ya jika dikembangkan di Indonesia?

Jawabannya adalah, masih belum bisa. Bagi penulis, teknologi ini memakan banyak uang dan energi. Walaupun mungkin bisa saja dilakukan, namun paling dalam skala lab. Di negara-negara maju saja, teknologi ini masih dipertimbangkan. Namun jika dilihat dengan detail, ternyata mereka membagi-bagi diri dari yg mau mengolah bagian pangkalnya, bagian akar, bagian buahnya, dan ada yang mengolah pada produk akhirnya. Semacam produksi automotif yang memiliki bagian-bagian masing-masing, atau lebih tepatnya dengan pabrik maskapai penerbangan. Hehe

Penjelasan.

Dari gambar 3 diatas, maka secara runtut, teknologi ini terdiri atas beberapa langkah:

(1) Pengolahan bahan baku

(2) Pretreatment dan conditioning bahan baku/ detoksifikasi

(3) Sakarifikasi dan co-fermentation

(4) Pemisahan produk hasil dan penjernihan produk (purification)

(5) Pengolahan limbah air proses

(6) Penyimpanan produk

(7) penggunaan lignin sebagai bahan bakar untuk listrik, uap, dan penggunaan lainnya

Pada gambar 4. merupakan proses integrated forest biorefinery. Pada proses hampir sama dengan proses lignoselulosa-menjadi-ethanol, namun dengan penambahan pada:

(1) pre-extraction hemicellulose, and separation hemicellulose dari komponen lainnya dalam extract;

(2) pemisahan antara serat yang pendek dan panjang

(3) pengolahan syngas (synthetic gas) dan konversinya

---

Gambar 5-7 merupakan proses ekstraksi hemiselulosa. Hal ini dilakukan karena hemiselulosa memiliki nilai kalor (heating value) yang rendah apabila disandingkan dengan lignin yg digunakan sebagai bahan bakar (fuel) dalam proses. Maka dari itu sangat disayangkan dan perlu dilakukan ekstraksi pemisahan hemiselulosa pada tahap awal proses. 

PRE-TREATMENTSnya terdiri atas:

1. dilute acide

2. lhw (liquid hot water)

3. steam explosion-based extraction

4. dilute acid-steam explosion

5. alkaline extraction

6. Ammonia fiber explosion

Tulisan ini merupakan hasil terjemahan dan saya kembangkan dengan bahasa saya sendiri dari jurnal Huang et al. (2008). A review of separation technologies in current and future biorefineries