Proses pengolahan dengan pelarut organic (organic solvent atau organosolv)

Proses ini pada awalnya dikembangkan sebagai proses alternatif untuk proses Kraft di industri pulp dan kertas. Salah satu proses komersial dengan pelarut organic ini adalah proses ALCELL dari Repap Enterprises Inc. (yang kemudian dibeli oleh UPM-Kymmene). Proses ini diterapkan di pabrik pulp dan kertas mereka di New Brunswick, Canada. Untuk skala kecil, proses ini lebih ekonomis dibandingkan proses Kraft, lebih sedikit isu lingkungan dan menghasilkan pulp berkualitas tinggi yang telah mengalami bleaching (31).

Di proses organosolv ini, pelarut organic atau campuran pelarut organic dengan air dan katalis asam anorganik (HCl atau H2SO4) digunakan untuk menghancurkan ikatan internal lignin dan hemicelluloses (14).

Pelarut organic melarutkan lignin dan hemicelluloses, tanpa merusak struktur cellulose. Lignin kemudian diendapkan untuk menghasilkan padatan lignin, sekaligus untuk mengambil pelarutnya kembali. Larutan sisanya mengandung xylose untuk biomassa yang berasal dari hardwood atau sisa pertanian (15).

Jika pelarutnya adalah alcohol, maka seluruh lignin akan dipisahkan dari biomassa tersebut (16).

Kondisi operasinya adalah sebagai berikut (14; 15; 16; 26). Temperature operasinya sekitar 180oC(15; 14) atau di rentang 100-250oC.Tekanannya sekitar 1 atm sampai 250 barg. Waktu tinggal sekitar 30 – 90 min. Jenis pelarut yang digunakan adalah methanol, ethanol, phenol, ethylene glycol, formic acid, dan asam asetat. Konsentrasi zat pelarut, misalnya ethanol adalah sebesar 35-70% ethanol di larutan air. Rasio antara pelarut dan biomassa sekitar 4/1 – 10/1 (w/w). Kondisi yang cocok sangat tergantung dari jenis biomassa yang digunakan (14).

Pengaruh proses ini terhadap biomassa adalah pelarutan lignin karena proses ini dikembangkan sebagai alternatif untuk proses Kraft (15).

Referensi di (14) menunjukkan bahwa lignin mengalami hidrolisis menjadi bagian2 kecil yg terlarut ke larutan ethanol. Cellulose mengalami hidrolisis secara parsial, menjadi bagian2 kecil yang masih tetap tidak larut di dalam larutan. Hemicelluloses mengalami hidrolisis yang sebagian besarnya menjadi komponen yang mudah terlarut (oligomers, monomers, dan asam asetat). Asam asetat menurunkan pH larutan, yang kemudian menstimulasi hidrolisis komponen2 lainnya. Beberapa gula C5 mengalami dehidrasi dan membentuk furfural.

Ketika ethanol yang digunakan, maka 79-95% dari lignin dapat dipisahkan dari biomassa. Akan tetapi, hal ini sekali lagi tergantung dari jenis feedstock  yang digunakan (32).

Proses ini juga cocok untuk biomassa dengan kandungan lignin  yang tinggi seperti softwoods (16).

Proses organosolv ini telah diaplikasikan secara komersial di industri pulp dan kertas (16). Pabrik organosolv di Newcastle berskala 15 t/d pulp (31).

Proses Lignol yang dikembangkan oleh Lignol Innovations Inc. (dibeli oleh Fibria Celulose SA) menggunakan 100 t/d biomassa (33). Pilot plant dari CIMV sebesar 40 kg/hr (34). Chempolis dengan proses formicobio nya memiliki kapasitas sebesar 75 t/d (35; 36).

Keuntungan proses ini adalah sangat selektif terhadap pemisahan lignin, larutan hemicelluloses, dan fraksi cellulose yang cukup murni. Lignin hasil proses ini tidak memiliki sulfur, memiliki kemurnian tinggi, dan berat molekul yang rendah. Metode ini adalah satu-satunya metode yang efektif untuk biomassa dengan kandungan lignin yang tinggi seperti softwood. Proses ini juga satu dari beberapa proses pengoalahanyang tidak memerlukan ukuran biomassa yang kecil (16).

Kerugian proses ini adalah tekanan operasinya yang relatif tinggi (15). Biaya bahan kimia dan, kadang2, katalis juga cukup membuat proses ini mahal. Oleh karena itu, pelarut dan katalis harus dipisahkan dan digunakan kembali untuk menurunkan biaya operasi (16).

Leave a Comment