BIOMASSA SEBAGAI

SUMBER ENERGI TERBARUKAN

NURFATIHAYATI NIM 1210246888

e-mail: iyet.nurjaya0720@gmail.com

Mahasiswa Program Studi Magister Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Riau Kampus Binawidya Jl. H. R Subrantas Km. 12,5 Pekanbaru 28293

Tugas II Mata Kuliah Teknologi Energi Terbarukan

Pengampu : Dr. Syaiful Bahri

Pengertian Biomassa

Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintesis.

Contoh biomassa antara lain tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian dan limbah hutan, tinja dan kotoran ternak

2

Komposisi Biomassa

3

1. Selulosa

Polisakarida yang tersusun dari D-glukosa (sebuah monosakarida) yang terhubung secara seragam oleh ikatan -glukosida. Rumus molekulnya adalah (C6H12O6)n, dimana n adalah derajat polimerisasi dengan nilai kisaran beberapa ribu hingga puluhan ribu. Hidrolisis total selulosa menghasilkan D-glukosa, sedangkan hidrolisis parsial menghasilkan disakarida dan polisakarida dengan n berurutan dari 3 ke 10. Selulosa memiliki struktur kristal dan memiliki resistensi yang tinggi terhadap asam dan basa.

4

2. Hemiselulosa

Polisakarida yang unit-unitnya terdiri atas monosakarida dengan 5 karbon (seperti D-xilosa, D-arabinosa) dan monosakarida 6 karbon (seperti D-manosa, D-galaktosa dan D-glukosa). Jumlah monosakarida 5 karbon lebih banyak dibandingkan monosakrida 6 karbon. Rumus molekul rata-ratanya adalah (C5H8O4)n dengan derajat polimerisasi (n) antara 50 sampai 200. Karena n hemiselulosa lebih kecil dari selulosa maka hemiselulosa lebih mudah terurai dan kebanyakan dapat larut dalam larutan alkali.

5

3. Lignin

Merupakan senyawa dengan unit komponen fenilpropana dan turunannya yang terikat secara 3 dimensi. Struktur 3 dimensinya kompleks menyebabkan lignin sulit diuraikan oleh mikroorganisme dan bahan kimia sehingga memberikan kekuatan mekanis dan perlindungan untuk tumbuhan.

6

4. Pati

Merupakan polisakarida dengan unit komponennya D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan -glikosida. Struktur ikatan menyebabkan sebagian pati dapat larut dalam air panas (amilosa dengan bobot molekul 10.000 sampai 50.000 mencakup hampir 10-20% dari pati) dan sebagian lagi tidak dapat larut (amilopektin dengan bobot molekul 50.000 sampai 100.000 mencakup hampir 80-90% dari pati).

7

5. Protein

Merupakan senyawa makromolekul dimana asam amino dipolimerisasi dengan derajat yang tinggi. Perbedaan sifat protein tergantung pada jenis dan rasio komponen asam amino dan derajat polimerisasi. Protein tidak termasuk komposisi utama biomassa karena proporsinya lebih rendah dibandingkan selulosa, hemiselulosa dan lignin.

8

6. Komponen-komponen lain

(organik dan anorganik)

Jumlah komponen organik dalam biomassa ada yang tinggi (seperti gliserida pada minyak sawit dan sukrosa pada tebu) dan ada juga dalam jumlah yang sedikit tetapi memiliki nilai tambah yang tinggi sebagai ramuan obat (seperti alkaloid, pigmen dan terpena). Biomassa yang mengandung komponen anorganik terdapat dalam jumlah sangat kecil.

9

Unsur Kimia Biomassa

Unsur kimia yang terkandung dalam biomassa adalah karbon (C) yang berbasis campuran molekul organik yang mengandung Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N) dan sejumlah kecil atom lainnya, termasuk alkali, alkali tanah dan logam berat.

10

Tumbuhan sebagai Bahan Biomassa

Proses pembentukan biomassa oleh tumbuh-tumbuhan dilakukan dengan cara menyerap karbon dioksida (CO2) dari atmosfir memanfaatkan energi matahari yang disebut proses fotosintesis.

Jika tumbuh-tumbuhan tidak dimakan oleh binatang atau manusia, maka penghancurannya dilakukan oleh mikroorganisme atau pembakaran. Proses penghancuran secara alami oleh mikroorganisme akan melepaskan CO2 dan metana (CH4) ke atmosfir. Sedangkan penghancuran melalui proses pembakaran hanya melepaskan CO2. Proses ini terjadi semenjak tanaman ada di muka bumi yang dikenal sebagai siklus karbon.

11

Siklus Karbon 12

Bahan Biomassa

Ada 5 kategori bahan dasar biomassa:

Kayu baru (virgin wood), terdiri dari kayu dan produk lain (kulit pohon dan serbuk gergaji) yang berasal dari aktivitas pengelolaan hutan tamanam industri atau dari pengolahan kayu.

Tanaman energi (energy crops), tanaman yang khusus ditanam untuk aplikasi energi seperti perkebunan jarak.

Residu pertanian (agricultural residues), residu dari aktivitas pertanian atau hasil panen.

Sisa makanan (food waste), dari pabrik makanan dan minuman, pada saat persiapan pengolahan, dan limbah pasca produksi.

Limbah industri dan sisa produk (industrial waste and co-product), dari pabrik dan industri-industri pengolahan.

13

MENGAPA MENGGUNAKAN

BIOMASSA?

14

Keuntungan menggunakan Biomassa sebagai Bahan Bakar Berkelanjutan

15

Biomassa yang berkadar C rendah mampu menghasilkan bahan bakar yang emisi karbonnya relatif kecil dibanding bahan bakar fosil.

Biomassa sangat mudah ditemukan di sekitar kita sehingga ketersediaannya berkesinambungan.

Penyediaan sumber biomassa akan menawarkan peluang usaha baru sehingga dapat mendukung ekonomi pedesaan.

Pembentukan jaringan produksi dan penggunaan lokal dapat menekan biaya terutama biaya transportasi terlebih lagi tidak ada wilayah di Indonesia yang tidak mampu memproduksi biomassa.

Penggunaan bahan bakar biomassa berarti menyediakan insentif ekonomi untuk mengelola hutan yang dapat meningkatkan keaneka ragaman hayati.

Penggunaan bahan bakar biomassa dapat menekan berbagai polutan atmosfer seperti sulfur dioksida, yang mana kita ketahui bahwa sulfur dioksida dapat memberikan kontribusi terhada hujan asam (acid rain).

16

TEKNOLOGI KONVERSI

BIOMASSA

Konversi Fisika 17

Proses penggerusan, penggerindaan dan pengukusan untuk mengurai biomassa dengan tujuan meningkatkan luas permukaan sehingga proses selanjutnya (kimia, termal dan biologi) bisa dipercepat.

Proses pemisahan, ekstraksi, dan penyulingan untuk mendapatkan bahan berguna dari biomassa.

Proses pemampatan, pengeringan atau kontrol kelembaban dengan tujuan membuat biomassa lebih mudah diangkut dan disimpan.

Konversi Kimia

18

Proses hidrolisis, oksidasi parsial, pembakaran, karbonisasi, pirolisis, reaksi hidrotermal untuk penguraian biomassa. Penghasilan elektron dari oksidasi biomassa dapat digunakan pada sel bahan bakar untuk menghasilkan listrik.

Proses sintesis, polimerisasi dan hidrogenasi untuk membangun molekul baru atau pembentukan kembali biomassa.

Konversi Biologi 19

Proses fermentasi (seperti fermentasi etanol, fermentasi metana, fermentasi aseton-butanol, fermentasi hidrogen) dan perlakuan enzimatis yang berperan pada penggunaan bioetanol generasi kedua.

Proses fotosintesis dan fotolisis untuk memperbaiki sistem biomassa menjadi lebih baik.

KESIMPULAN 20

Biomassa merupakan bahan bakar yang bersumber dari tumbuh-tumbuhan.

Komposisi biomassa terdiri dari selulosa, hemiselulosa, lignin, pati, protein, dan komponen-komponen kecil lain berupa organik dan anorganik.

Unsur kimia yang terdapat dalam biomassa adalah karbon (C) yang berbasis campuran molekul organik yang mengandung Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N) dan sejumlah kecil atom lainnya, termasuk alkali, alkali tanah dan logam berat.

Perbedaan antara biomassa dan bahan bakar fosil adalah skala waktu proses terjadinya.

Untuk merubah biomassa menjadi bioenergi dapat dikonversi secara kimia, fisika dan biologi.

21