BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Minyak merupakan sumber daya alam yang sangat dibutuhkan bagi
kehidupan manusia saat ini. Minyak sangat dibutuhkan untuk bahan bakar kendaraan bermotor, kebutuhan rumah tangga, sebagai sumber pembangkit listrik dan juga kebutuhan industri dalam berbagai bidang. Kebutuhan akan minyak semakin meningkat dari tahun ke tahun. Bahan bakar minyak merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam kehidupan di Indonesia. Bahan bakar yang digunakan selama ini berasal dari mintak mentah yang diambil dari perut bumi, sedangkan minyak bumi merupakan bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui. Pada dasawarsa 70-an dan sebelumnya, minyak dan gas bumi telah memainkan peran yang penting dalam menyumbang devisa bagi negara dan menjadi andalan ekspor di Indonesia. Namun, keadaan ini tidak dapat lagi dipertahankan pada dasawarsa 90-an, karena diperkirakan masyarakat akan mengalami kekurangan bahan bakar. Dewasa ini, isu global yang sedang menjadi pembahasan serius adalah dengan menipisnya cadangan minyak bumi dan batu bara. Ketergantungan terhadap bahan bakar bersumber energi tak terbarukan harus dihindari, karena cepat atau lambat sumber energi tersebut akan habis. Sebagai gambaran, produksi minyak bumi Indonesia kini sekitar satu juta barel per hari, sedangkan untuk kebutuhannya sendiri dapat mencapai 1,3 juta barel sehingga kita kekurangan sekitar 300.000 barel yang harus dipenuhi dengan cara mengimpor (Pramudono, 2007). Selain itu, menurut SKK Migas, rasio cadangan produksi minyak Indonesia pada tahun 2013 hanya tinggal 11 tahun, jumlah cadangan minyak bumi Indonesia sebesar 3,6 miliar barrel atau hanya 0,2% dari total cadangan minyak di dunia, sementara cadangan gas Indonesia sebesar 104,25 triliun kaki kubik atau hanya sekitar 1,7% dari total cadangan gas dunia. Hal inilah yang membuat 1
2
Indonesia memutuskan untuk mengundurkan diri dari keanggotaan OPEC (Organization of Petroleum Exporting Countries) pada tahun 2008. Melihat permasalahan tersebut, maka kita harus segera mencari sumber energi lain yang dapat diperbaharui untuk mengatasi permasalahan tersebut. Namun di sisi lain, Indonesia merupakan negara tropis yang memiliki berbagai sumber daya alam yang melimpah. Sumber daya alam yang melimpah itu dapat dimanfaatkan sebagai potensi sumber energi sehingga dapat menjawab permasalahan yang kita hadapi. Indonesia sebenarnya memiliki potensi energi terbarukan sebesar 311.232 MW, tetapi kurang lebih hanya 22% yang dimanfaatkan (Mahajoeno, 2005). Potensi energi terbarukan yang besar dan belum banyak dimanfaatkan adalah energi dari biomassa. Potensi energi biomassa di Indonesia sebesar 50.000 MW. Namun hanya sedikit sekali yaitu hanya sebesar 320 MW yang sudah dimanfaatkan atau hanya 0,64% dari seluruh potensi energi biomassa yang ada (Anonim, 2006) Salah satu potensi yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan biomassa adalah kelapa sawit. Indonesia merupakan penghasil perkebunan kelapa sawit terbesar kedua di dunia setelah Malaysia. Kelapa sawit atau yang dalam bahasa latin disebut dengan Elaeis quineensis Jaco dan berasal dari famili Arecaceae merupakan salah satu sumber minyak nabati, dan merupakan salah satu primadona di dalam komoditi perkebunan. Potensi kelapa sawit di Indonesia cukup besar, data pada tahun 1999 menunjukkan bahwa potensi kelapa sawit di Indonesia berdasarkan luas perkebunannya mencapai 3.174.726 hektar dengan total produksi minyak mencapai 6.217.425 ton (Dirjen Perkebunan, 1999). Kelapa sawit juga merupakan salah satu komoditi andalan Indonesia yang perkembangannya sangat pesat. Seiring dengan produksi minyak kelapa sawit yang tinggi, produk samping atau limbah pabrik kelapa sawit pun juga menjadi tinggi. Akan timbul banyak masalah dalam penanganan limbah kelapa sawit yang berlebihan ini. Limbah kelapa sawit sendiri terdiri dari batang, daun, pelepah, sabut, tandan, dan cangkang. Dari satu hektar perkebunan kelapa sawit, dapat menghasilkan limbah kurang lebih sebesar 50-70 ton (Salathong, 2007). Dalam pembuatan satu ton CPO (Crude Palm Oil) limbah kelapa sawit berupa tandan
3
kosong dihasilkan sebesar 1,16 ton; serat sebesar 0,53 ton; cangkang sebesar 0,3 ton; dan abu sebesar 0,02 ton (Hayashi, 2007). Tetapi dalam penggunaannya cangkang sawit lah yang paling berpotensi pemanfaatanya menjadi bio-oil sebagai bahan bakar alternatif nantinya. Karena untuk tandan dan serat kelapa sawit sudah banyak pemanfaatannya antara lain sebagai pupuk, bahan pengisi jok mobil, pulp kertas, pakan ternak dan pemanfaatan bio-bricket (Surya, 2013). Cangkang kelapa sawit merupakan salah satu jenis limbah padat hasil samping dari industri pengolahan kelapa sawit, yang saat ini masih menimbulkan permasalahan bagi lingkungan hidup. Hal ini disebabkan karena limbah ini diproduksi dalam jumlah besar dan sukar terdegradasi atau terurai secara alami di lingkungan. Cangkang kelapa sawit
sendiri mengandung lignin (29,4%),
hemiselulosa (27,7%), selulosa (26,6%), air (8,0%), komponen ekstraktif (4,2%), abu (0,6%). Oleh karena itu, limbah cangkang kelapa sawit ini sangat berpotensi jika dikembangkan menjadi produk-produk yang bermanfaat dan memberi nilai tambah dari aspek ekonomi serta ramah lingkungan (Prananta, 2009). Dengan kondisi yang semacam itu sebenarnya banyak sekali manfaat yang dapat diperoleh dari pemanfaatan cangkang sawit tersebut sebagai pembuatan biooil. Salah satunya apabila dilakukan proses pirolisis terhadap cangkang sawit tersebut akan diperoleh rendemen berupa asap cair yang dapat diguakan sebagai biopreservatif baru pengganti presetvatif kimia, arang maupun tar. Asap cair merupakan hasil kondensasi dari pirolisis kayu yang mengandung sejumlah besar senyawa yang terbentuk akibat proses pirolisis konstituen kayu seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin. Proses pirolisa melibatkan berbagai proses reaksi yaitu dekomposisi, oksidasi, polimerisasi, dan kondensasi Pada setiap proses pirolisis limbah cangkang kelapa sawit akan menghasilkan produk berupa cairan, padatan, dan gas yang berbeda jumlahnya. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi banyak cairan, padatan, dan gas yang dihasilkan adalah pengaturan variasi temperatur reaktor. Pada penelitian sebelumnya oleh Alien pada tahun 2011 yang menggunakan fluidized bed reactor dengan bahan baku limbah kelapa sawit yang terdiri dari tandan, cangkang, dan serabut kelapa sawit, pirolisis dengan limbah cangkang sawit dengan temperatur
4
reaktor yang rendah akan menghasilkan produk cairan yang cenderung lebih sedikit, dan produk padatan yang lebih banyak. Sebaliknya, pirolisis limbah cangkang sawit dengan temperatur reaktor yang lebih tinggi akan menghasilkan produk cairan yang cenderung lebih banyak dan, produk padatan yang lebih sedikit. Namun jika temperatur terlampau tinggi maka produk cairan semakin sedikit dikarenakan produk gas yang akan meningkat. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi komposisi produk hasil pirolisis adalah jenis katalis, jenis bahan yang dipirolisis (feedstock) dan reformer. Produk cair yang didapat dari proses pirolisis cangkang kelapa sawit ini kemudian akan dianalisis kandungan fisika, kimia, dan gugus fungsinya apakah produk cair atau bio-oil ini mempunyai karakteristik sebagai bahan bakar alternatif pengganti diesel/solar atau sebagai bahan baku industri petrokimia. Sehingga nantinya dapat diambil kesimpulan variasi temperatur dari pirolisis cangkang sawit yang mana yang paling memiliki potensi dan kualitas terbaik untuk menghasilkan bio-oil. Setelah melakukan penelitian tersebut, maka akan dapat ditarik sebuah kesimpulan apakah dapat ditemukan suatu energi alternatif pengganti bahan bakar minyak diesel, sehingga dapat membantu menyelesaikan masalah mengenai krisis energi dan meningkatkan daya saing bangsa di bidang energi terbarukan.
5
1.2.
Rumusan Masalah Pada penelitian ini difokuskan pada perbedaan karakterisitik produk bio-
oil hasil pirolisis pada variasi temperatur 450°, 500°, 550°, dan 600°C menggunakan bahan limbah cangkang kelapa sawit 1. Bagaimanakah pengaruh variasi suhu terhadap karakteristik kandungan kimia dan fisika dari produk bio-oil cangkang kelapa sawit yang diujikan dengan massa awal 300 gram? 2. Bagaimana perbandingan yield produk bio-oil dari tiap variasi suhu cangkang kelapa sawit yang diujikan? 3. Dengan mengidentifikasi kandungannya dengan karakteristik bahan bakar yang ada sekarang, bagaimana menentukan temperatur yang tepat dalam pirolisis cangkang kelapa sawit untuk penggunaan produk bio-oil sebagai bahan bakar alternatif?
1.3.
Batasan Masalah Batasan masalah pada pada penelitian “Analisa kandungan bio-oil hasil
pirolisis limbah cangkang sawit berdasarkan variasi temperatur” adalah sebagai berikut : 1. Produk hasil pirolisis yang diteliti adalah produk bio-oil hasil pirolisis cangkang kelapa sawit pada variasi temperatur 450°, 500°, 550°, dan 600°C. 2. Sistem terisolasi dengan baik, perpindahan panas secara konduksi, konveksi, dan radiasi dari pemanas ke udara luar diabaikan. 3. Tidak terjadi kebocoran pada reaktor, pipa, dan tabung penampang minyak. 4. Debit air pendingin yang konstan pada proses kondensasi. 5. Tekanan udara awal pada reaktor sama dengan tekanan udara atmosfer. 6. Pengujian karakteristik bio-oil yaitu pengujian berat jenis, viskositas, pH, nilai kalor, dan kandungan gugus fungsi dan kandungan. 7. Pengujian pembakaran bio-oil dengan uji pembakaran visual.
6
1.4.
Tujuan Penelitian Berdasarkan uraian dari rumusan masalah penelitianm maka yang menjadi
tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Menganalisis pengaruh variasi temperatur terhadap karakteristik produk bio-oil hasil pirolisis cangkang kelapa sawit dengan massa awal 300 gram. 2. Mengetahui perbandingan karakteristik produk bio-oil yang dihasikan dari proses pirolisis dengan jenis bahan bakar diesel. 3. Mengetahui perbandingan fraksi padat, cair, dan gas pada berbagai variasi suhu. 4. Membuat bio-oil dari hasil pirolisis dan melakukan pengujian untuk kerja bio-oil sebagai bahan bakar alternatif atau bahan baku industri petrokimia.
1.5.
Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian “Analisa kandungan bio-oil hasil pirolisis limbah
cangkang sawit berdasarkan variasi temperatur” adalah : 1. Memberikan tambahan sumber data (database) terkait karakteristik dari produk bio-oil pirolisis limbah cangkang sawit dengan variasi temperatur tertentu. 2. Mengurangi tingkat limbah industri kelapa sawit dan bahkan menjadikan limbah tersebut menjadi produk yang bermanfaat dan berkualitas. 3. Memberikan gambaran mengenai potensi pengaplikasian produk pirolisis di masyarakat. 4. Memperluas ilmu pengetahuan yang bermanfaat bagi perkembangan sumber energi terbarukan dan juga dunia pendidikan.