Riset Politeknik Negeri Lampung menunjukkan proses torefaksi mampu meningkatkan kualitas Eucalyptus pellita sebagai bahan bakar padat. Perlakuan 300°C selama 20 menit dinilai memberi keseimbangan terbaik antara peningkatan energi dan retensi massa.
Tim peneliti mengamati peralatan yang digunakan dalam pengembangan teknologi konversi biomassa. Penelitian torefaksi Eucalyptus memanfaatkan reaktor kontinu tipe tubular dengan sistem pemanas oil jacket. Dokumentasi penelitian.
BANDAR LAMPUNG — Kayu Eucalyptus pellita berpeluang dikembangkan menjadi bahan bakar padat terbarukan dengan kualitas energi yang lebih tinggi. Melalui proses torefaksi, tim peneliti dari Politeknik Negeri Lampung dan Universitas Indonesia berhasil meningkatkan nilai kalor biomassa Eucalyptus hingga 5.376 kilokalori per kilogram (kcal/kg), sekaligus menurunkan kadar air dan meningkatkan kandungan karbon.
Penelitian tersebut dilakukan oleh Ir. Adam Wisnu Murti, S.T.,M.T., Ir. Agus Apriyanto, S.T.,M.T. Abrar Assalami,S.T.,M.T., Apt. Cut Syarifa Tursinah,S.Farm., M.Farm, Rafly Al Fathir, Muhammad Rifki Alghifari dan Hafidz Zakiyun Alrasyid. Kajian berfokus pada optimasi temperatur dan waktu tinggal dalam proses torefaksi untuk menghasilkan bahan bakar padat berbasis teknologi bersih. Penelitian tersebut didanai Politeknik Negeri Lampung melalui DIPA, Skema Penelitian Terapan Reguler dengan Kontrak No. 163.49/DST/PL15.8/PP/2026.
Eucalyptus Berpotensi Mendukung Transisi Energi
Biomassa menjadi salah satu sumber energi terbarukan yang semakin penting dalam upaya mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil. Eucalyptus dipilih karena ketersediaannya yang melimpah serta memiliki densitas dan energi per volume yang dinilai mendukung pemanfaatan sebagai bahan bakar padat.
Namun, biomassa mentah masih memiliki sejumlah keterbatasan, antara lain kadar air yang relatif tinggi, densitas energi yang lebih rendah dibandingkan batubara, sifat higroskopis, serta kestabilan penyimpanan yang kurang baik. Torefaksi digunakan sebagai perlakuan awal untuk memperbaiki karakteristik tersebut dengan memanaskan biomassa pada kondisi minim oksigen pada kisaran 200–300°C.
Teknologi ini juga relevan dengan pengembangan co-firing biomassa pada pembangkit listrik berbahan bakar batubara, karena dapat meningkatkan mutu biomassa sebelum dicampurkan ke dalam sistem pembakaran yang telah tersedia.
Diuji pada Tiga Temperatur dan Dua Waktu Tinggal
Eksperimen dilakukan menggunakan reaktor torefaksi kontinu tipe tubular dengan sistem pemanas oil jacket. Sampel Eucalyptus diuji pada temperatur 250°C, 275°C, dan 300°C dengan waktu tinggal 20 dan 30 menit. Sampel mentah digunakan sebagai pembanding.
Karakterisasi produk meliputi perubahan visual, nilai kalor, mass yield atau persentase massa produk yang tersisa, energy yield atau energi awal yang masih dipertahankan, rasio densifikasi energi, analisis proksimat, analisis ultimat, serta rasio atomik O/C dan H/C.
Secara visual, semakin tinggi temperatur, warna kayu berubah dari cokelat kekuningan menjadi cokelat tua hingga hampir hitam. Perubahan paling kuat terlihat pada 300°C, ketika sampel mulai menyerupai arang. Temuan ini menunjukkan temperatur menjadi faktor yang lebih dominan dibandingkan waktu tinggal dalam menentukan tingkat transformasi termal biomassa.
Nilai Kalor Naik hingga 5.376 kcal/kg
Sampel Eucalyptus mentah memiliki nilai kalor 3.666 kcal/kg. Setelah torefaksi, nilai kalor meningkat menjadi 4.098–5.376 kcal/kg, tergantung kombinasi temperatur dan waktu tinggal.
Pada waktu tinggal 20 menit, nilai kalor tercatat 4.098 kcal/kg pada 250°C, 4.174 kcal/kg pada 275°C, dan 4.796 kcal/kg pada 300°C. Perlakuan 300°C selama 20 menit meningkatkan nilai kalor sekitar 30,8 persen dibandingkan biomassa mentah.
Ketika waktu tinggal diperpanjang menjadi 30 menit, nilai kalor meningkat menjadi 4.376 kcal/kg pada 250°C, 4.394 kcal/kg pada 275°C, dan mencapai 5.376 kcal/kg pada 300°C. Kondisi terakhir merupakan nilai kalor tertinggi dalam penelitian, atau meningkat sekitar 46,6 persen dibandingkan bahan mentah.
TEMUAN KUNCI
• Nilai kalor tertinggi: 5.376 kcal/kg pada 300°C selama 30 menit.
• Kondisi kompromi terbaik: 300°C selama 20 menit.
• Pada 300°C–20 menit: mass yield 74%, energy yield sekitar 96,8%, densifikasi energi sekitar 131%.
• Pada 300°C–30 menit: fixed carbon 32,31% adb; rasio O/C 0,467 dan H/C 1,221.
Nilai Kalor Tertinggi Belum Tentu Kondisi Terbaik
Peningkatan nilai kalor ternyata diikuti konsekuensi berupa berkurangnya massa produk. Pada 300°C selama 30 menit, mass yield turun menjadi sekitar 52 persen. Dari massa awal dua kilogram, produk padat yang tersisa hanya sekitar 1,036 kilogram.
Pada kondisi yang sama, energy yield turun menjadi sekitar 76 persen. Artinya, walaupun energi per kilogram meningkat tajam, sebagian energi awal telah berpindah ke volatil, gas, tar, dan produk termal lainnya selama proses.
Sebaliknya, perlakuan 300°C selama 20 menit menghasilkan keseimbangan yang lebih baik. Nilai kalor mencapai 4.796 kcal/kg, mass yield 74 persen, energy yield sekitar 96,8 persen, dan densifikasi energi sekitar 131 persen. Karena itu, kondisi ini dinilai sebagai kompromi paling menarik di antara kombinasi yang diuji.
Kadar Air Turun, Karbon Meningkat
Torefaksi juga memperbaiki karakteristik kimia Eucalyptus. Kadar air biomassa mentah sebesar 22,04 persen turun menjadi kisaran 2,62–6,34 persen pada sampel hasil torefaksi. Penurunan kadar air menjadi salah satu indikator penting peningkatan kualitas bahan bakar dan kestabilan penyimpanan.
Pada kondisi 300°C selama 30 menit, karbon terikat mencapai 32,31 persen pada basis air-dried. Analisis ultimat menunjukkan kandungan karbon meningkat dari 39,26 persen pada biomassa mentah menjadi 57,27 persen, sementara kandungan oksigen turun dari 53,25 persen menjadi 35,61 persen.
Rasio atomik O/C juga turun dari 1,018 menjadi 0,467, sedangkan H/C turun dari 2,137 menjadi 1,221. Berdasarkan diagram Van Krevelen yang digunakan dalam penelitian, karakteristik elementer produk pada 300°C selama 30 menit bergerak mendekati karakter bahan bakar padat peringkat lignit, meskipun tingkat karbonisasinya masih di bawah batubara peringkat menengah dan tinggi.
Membuka Peluang Pengembangan Bahan Bakar Padat Bersih
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa torefaksi efektif meningkatkan kualitas energi Eucalyptus pellita. Meski demikian, pemilihan kondisi operasi tidak cukup hanya mengejar nilai kalor tertinggi. Retensi massa dan energi tetap menjadi pertimbangan penting agar proses dapat berlangsung efisien.
Bagi pengembangan energi biomassa, kondisi 300°C selama 20 menit menawarkan kombinasi yang menjanjikan karena mampu meningkatkan nilai kalor secara signifikan sambil mempertahankan sebagian besar energi awal dalam produk padat.
Temuan tersebut dapat menjadi dasar pengembangan lebih lanjut Eucalyptus sebagai bahan bakar padat terbarukan, termasuk untuk kebutuhan co-firing dan aplikasi energi biomassa lain yang membutuhkan kualitas bahan bakar lebih stabil, lebih kering, dan memiliki densitas energi lebih tinggi. (Red)
