Seperti yang sudah saya bahas pada tulisan sebelumnya, tentang upgrading bio-oil, bio-oil sendiri memiliki kelemahan, seperti:
(1) Viskositasnya yang tinggi
(2) Kandungan air yang tinggi
(3) Kandungan ash (abu) yang tinggi
(4) Nilai kalornya yang rendah
(5) Kurang stabil
(6) Dan bersifat korosif
Karena sifat-sifat diataslah, maka diperlukan adanya perlakuan atau teknik upgrading untuk meningkatkan sifatnya. Teknologi ini banyak sekali berkembang atau sedang pesat berkembang di Negara China.
Komponen bio-oil
Bio-oil itu = campuran dari (alcohols + acids + aldehydes + esters + ketones +phenols + lignin-derived oligomers)
 |
| From: Zhang et al. (2013) Upgrading of bio-oil from biomass fast pyrolysis in China: A review |
Berdasarkan tabel diatas, dapat diketahui bahwa kandungan oksigen dalam bio-oil baik dari sekam padi ataupun dari kayu adalah tinggi, jika dibandingkan dengan fossil oil. Hal inilah yang menyebabkan nilai kalornya lebih rendah. Selain itu, tingginya kandungan O2 menyebabkan ketikstabilan termal sehingga mengganggu kemampuan stabilitasnya saat disimpan. Selain itu, sifatnya yang sangat asam dapat menyebabkan karatnya alat-alat logam yang digunakan.
Kandungan aldehyde dan phenol dalam bio-oil bersifat kurang stabil, tidak jenuh, dan mudah mengalami proses polimerisasi, utamanya dalam keadaan asam, yang berpengaruh dalam peningkatan keasaaman bio-oil dan menurunkan sifat liquiditasnya.
Adapun kelebihan dari bio-oil adalah: (1) tidak terlalu beracun, (2) pelumas yang baik, (3) dan mudah terdegradasi (terurai).
Adapun teknik yang telah dikembangkan selama ini, adalah:
(1) Hydrogenasi
Perlakuannya adalah: tekanan kempa (10-20 MPa), temperature yang disetting sedemikian khusus, hydrogen, dan katalis.
(2) Hydrodeoxygenaton (HDO)
Teknik upgrading ini memiliki fungsi menurunkan kadar oksigen di dalam bio-oil, dengan memanfaatkan tekanan yang tinggi dari hydrogen dengan bantuan katalis. Teknik inilah yang tergolong paling baik dibandingkan dengan teknik lainnya, untuk sementara waktu.
Selama ini, teknik HDO menggunakan NiMo atau CoMo sulfide atau dibantu dnegan hydrotreating dari katalis.
Kelemahan dan tantangan dari teknik ini adalah kontaminasi produk dan deaktifasi katalis. Ada yang baik, artinya high catalytic activity, namun harganya mahal.
(3) Pyrolysis-catalyst
Dengan teknik ini, kandungan Oksigen dalam bio-oil dapat diturunkan. Selain itu, dengan catalytic pyrolysis dapat meningkatkan kandungan hidrokarbon aromatic, sehingga meningkatkan ikatan senyawa karbonnya.
Kelemahan dari teknik ini adalah deaktivasi katalis, reactor clogging (karena slagging), coke production, dan tingginya kandungan air dalam bio-oil.
(4) Catalytic cracking
Teknik ini dapat dibagi menjadi dua, yaitu: catalytic cracking sendiri (tradisional), dan (2) adalah catalytic cracking + catalytic pyrolysis. Teknik yang ke-dua adalah lebih baik dari yang pertama, dikarenakan dapat menghasilkan jumlah liquid (cairan) bio-oil yang lebih banyak dan kualitas yang lebih baik.
(5) Steam reforming
Teknik ini sudah banyak dikembangkan di China berupa reactor fluidized bed reactor (FB) atau fixed bed reactor. Selama proses, temperature disetting dalam kisaran 800-900 celcius dengan penambahan katalis (jika dibutuhkan)
Problemnya adalah dalam proses ini menghasilkan coke yang menyebabkan deaktivasi katalis.
(6) Molecular Distillation
Teknik ini adalah salah satunya yg masuk akal untuk dikembangkan untuk meningkatkan kualitas bio-oil. Dengan teknologi ini, bio-oil dapat di-upgrade dari: kandungan asam carboxylic, kandungan air, dan nilai kalornya.
Namun, karena kebutuhan dalam kondisi vakum yang tinggi menyebabkan kebutuhan energinya juga tinggi.
(7) Supercritical Fluids
Teknik ini memerlukan solvents (cairan pelarut) seperti methanol, ethanol, air, CO2, dll. Biasanya juga ditambahkan dengan bantuan katalis, seperti alumunium silicate, HZSM-5, dll. Dari hasil menunjukkan bahwa nilai kalornya dan pH meningkat.
Walaupun tergolong teknologi ramah lingkungan, dan dapat diproses dengan suhu yang normal, namun teknologi ini dirasa masih tergolong mahal dikarenakan harga solvents yang mahal.
(8) Esterifikasi
Teknik ini dilakukan dalam autoclave 250 ml, dengan katalis berupa exchange resins, atau MoNi, dll. Hasilnya menunjukkan bahwa bio-oil memiliki nilai kadar asam, air, dan viskositas yang rendah.
(9) Emulsifikasi
Ada yang bilang kalo teknik ini yang murah dan baik dalam penggunaan bio-oil. Dengan penambahan surfaktan, dapat digabungkan dengan diesel, dan hasilnya adalah lebih baik dibandingkan bahan diesel biasa. Namun, masalahnya masih rendahnya heating value, bersifat korosif, rendahnya nilai cetane, dll. Selain itu, teknologi ini membutuhkan kebutuhan energy yang tinggi.
Tulisan ini adalah terjemahan atau rangkuman dari:
Upgrading of bio-oil from biomass fast pyrolysis in China: A review
Oleh: Le Zhang, Ronghou Liu, Renzhan Yin,Yuanfei Mei
0 komentar:
Post a Comment