Evaluasi tekno-ekonomi

Untuk membandingkan proses pengolahan mana yang cocok untuk feedstock dan produk tertentu, analisis tekno-ekonomi mesti dilakukan. Akan tetapi, analisis proses secara tekno-ekonomi hanya bisa dilakukan ketika data eksperimen telah ada (13). Meskipun demikian, beberapa studi dari NREL dan beberapa universitas di bawah ini memberikan sedikit indikasi.

Skala aplikasi

Dari informasi yang telah dikumpulkan sampai saat ini, Gambar 15 menunjukkan skala aplikasi proses pengolahan biomassa seperti yang telah dijelaskan di bagian sebelumnya. Seperti diketahui bersama, proses seperti peledakan steam telah lama digunakan di industri pembuatan fiber-board. Sedangkan proses gabungan antara peledakan steam dan asam berkonsentrasi rendah telah digunakan secara komersial di produksi bioethanol. Sementara itu, di industri pulp dan kertas, NaOH telah digunakan secara luas.

15

Gambar 15. Aplikasi skala teknologi pengolahan awal biomassa

Dua teknologi yang sedang berkembang pesat, pengolahan dengan air panas dan pelarut organic telah dikembangkan sampai ke skala pilot (30 – 100 t/d biomassa). Pabrik Pekin dari Pacific Ethanol menggunakan air panas (~ 30 t/d) dan Chempolis (proses formicobio) menggunakan organosolv (~75 t/d). Proses pengolahan lainnya masih berskala lab.

Yield proses pengolahan

NREL dan beberapa universitas telah berusaha untuk memberikan gambaran seimbang mengenai proses2 ini untuk feedstock yang sama, yakni bongkol jagung (corn stover). Para pesertanya adalah anggota Biomass Refining Consortium for Applied Fundamentals and Innovation (CAFI). Tujuan konsorsium ini adalah untuk menghasilkan pemahaman bersama tentang hidrolisis biomassa untuk komersialisasi (19; 41).

Bongkol jagung (corn stover) adalah jenis feedstock pertama yang mereka ujicobakan. Komposisinya ditunjukkan di Gambar 16. Proses yang dievaluasi ditunjukkan di gambar Gambar 17.

16

Gambar 16. Komposisi bongkol jagung yang digunakan di evaluasi CAFI tersebut

17

Gambar 17. Teknologi pengolahan awal yang dievaluasi di proyek CAFI (41)

Penilaian ini didasarkan pada yield gula, baik itu xylose maupun glucose, dari setiap proses pengolahan. Eksperimen ini dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama adalah proses pengolahan awalnya (stage 1), dan tahap kedua adalah hidrolisis secara enzimatik (stage 2). Hasilnya ditunjukkan di Gambar 18. Hasil di gambar tersebut merupakan yield gula maksimum untuk setiap proses pengolahan. Kondisi operasi yang diperlukan untuk itu ditunjukkan di Gambar 19.

Di Gambar 18, angka pertama di setiap stage adalah total gula (monomer dan oligomer) yang didapat di larutan. Angka kedua hanya gula monomer yang ada di larutan tersebut. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa kebanyakan xylose sebagai monomer terlarut di proses pengoalah dengan asam konsentrasi rendah. Dengan maksimum xylose 37.7% dari total gula, maka yield monomer xylose dengan proses dengan asam konsentrasi rendah ini adalah 31.2/37.7 = 82.7% dari maksimum yang bisa diperoleh.

18

Gambar 18. Yield xylose dan glucose untuk setiap proses pengolahan awal dan diikuti oleh proses hidrolisis enzimatik (19)

19

Gambar 19. Kondisi operasi yang digunakan untuk menghasilkan yield gula maksimum

Selain angka2 di gambar tersebut, mereka juga memerhatikan bahwa lime dan ARP memisahkan lignin dan meninggalkan sisa padatan yang hampir keseluruhan mengandung cellulose dan hemicelluloses. Proses AFEX, ternyata, tidak memisahkan lignin atau hemicelluloses dari cellulose. Hampir 100% seluruh padatan (cellulose, hemicelluloses, dan lignin) tetap berada sebagai padatan di  proses AFEX ini (19).

Pertimbangan ekonomis

Analisis biaya juga dilakukan di proyek CAFI ini. Perkiraan biaya capital dilakukan untuk proses produksi bioethanol berkapasitas 2000 ton dry biomassa/hari. Model prosesnya dibuat di Aspen Plus dan perkiraan biaya dilakukan dengan metode sendiri dan Questimate (Aspen Tech.) (19). Hasilnya ditunjukkan di Gambar 20.

20

Gambar 20. Rangkuman biaya produksi bioethanol dari bongkol jagung dengan beberapa proses pengolahan awal

Biaya investasi langsung untuk pengolahan air panas sangatlah rendah dibandingkan proses lainnya. Padahal total biayanya hampir sama dengan yang lain. Hal in disebagbkan oleh proses pengolahan awal ini memiliki keterbatasan di konsentrasi biomassa yang diperbolehkan. Akibat dari konsentrasi biomassa yang rendah ini, biaya peralatan di hilir reactor ini sangat besar dibandingkan dengan yang lain (19). Biaya untuk membuang air ini sangatlah besar. Oleh karena itu, secara keseluruhan, teknologi2 ini tidak memiliki perbedaan yang cukup mencolok dari segi investasi untuk produksi bioethanol.

Sementara itu, biaya investasi dari proses pengolahan lainnya hampir sama.

Leave a Comment