Gasifikasi Pada Jobong Kapur

     

JOBONG KAPUR  INOVASI UNTUK EFFIISIENSI ENERGY DAN SWITCHING  ENERGY     

           

1.Kapur tohor.    Kapur  tohor  (quick  lime)  adalah  hasil  kalsinasi  batu  kapur  (calcium  carbonate)  pada  temperature diatas 900 celsius , garis besar reaksi adalah CaCO3  Æ CaO + CO2.  Dalam  perdagangan  kapur  tohor  digunakan  sebagai  campuran  bangunan,  kendali  pH  pada  proses pengolahan limbah cair industry, neutralisasi dan pemurnian nira pada semua industry  gula tebu, industry pengeboran dan pertambangan dll.        2.Jobong kapur.    Jobong tradisional.  Jobong  kapur  adalah  tempat  batuan  kapur  dibakar  ,  hamper  disemua  Negara  dikenal  jobong  tradisional  yang  hamper  hamper  serupa  dengan  jobong  tradisional  di  Indonesia,  dicirikan  dengan  invest  yang  murah  dengan  teknologi  sederhana  dengan  menggunakan  bahan  bakar  kayu , minyak kasar maupun batubara dengan effisiensi yang relative rendah (dibawah 20%).   

 

Jobong tradisional Indonesia.   

 

 

    Jobong modern.  Jobong kapur modern umumnya dapat berbentuk vertikal dan rotary dua duanya dioperasikan  continu dengan teknologi yang lebih tinggi, investasi yang mahal dengan menggunakan bahan  bakar minyak, gas (LNG, LPG maupun CNG)  maupun batubara.   

Vertical lime kiln Jepang.   

 

    Rotary Lime kiln di Freeport Papua.  Type  jobong  modern  diatas  adalah  type  padat  modal  dan  teknologi,  agak  krang  sesuai  dikembangkan untuk usaha usaha kecil dan menengah.   

    Pengembangan jobong di Malawi.    4 ton perhari  kapasitas, mixed feed (kapur dan arang), hembusan paksa, vertical kiln.   

 

        Jobong  kapur  yang  dikembangkan  oleh  The  Scumacher  Centre  for  Technology  and  Development di Malawi, bagian luar kiln adalah carbon steel tebal mm, diameter rongga dalam  1,1  meter  dan  bagian  atas  dikerucutkan  dengan  diameter  0,8  mtr,  lapisan  dalam  adalah  batu  tahan api, diluarnya adalah batu isolasi dan bagian paling luar adalah batu merah.  Bagian  bawah  dilengkapi  dengan  4  pintu  untuk  keluaran  kapur  dan  dilengkapi  dengan  hembusan udara dari blower 5,5 kw, batu kapur diisikan berlapis dengan arang (arang sebagai  bahan bakar), 5,7 ton batu kapur pecahan 7,5 sd 12.5 cm  memerlukan 0.8 ton arang kayu tiap  hari.               

  6 ton perhari vertical kiln bahan bakar minyak.   

       Jobong  dibuat  dari  batu  tahan  api  yang  diperkuat  dengan  carbon  steel  silinder  sedangkan  bagian  liar  dari  pasangan  batu  merah  biasa,tebal  dinding  bagian  bawah  kurang  lebih  1  meter  dan  bagian  atas  kurang  lebih  0,5  meter,  penggunaan  minyak  tentu  sudah  diperhitungkan  untung ruginya , utnuk mendapatkan kwalitas tinggi penggunaan oli bekas tidak disarankan .  Dari  10,5  ton  batu  kapur  mentah  perhari  atau  438  kg  perjam,  pecahan  4  cm  sd  15  cm  akan  dihasilkan kurang lebih 6 ton kapur .  Zona  pemanasan  dapat  diilustrasikan  sbb:  3  meter  bagian  atas  adalah  zona  pemanasan  awal  (pre heating), 1,7 meter dibawahnya adalah zona calsinasi dengan temperature 1.100 celsius,  kecepatan penururan adalah 0,2 mtr perjam yang artinya batu kapur pada proses calsinasi akan  mengalami pemanasan 8 sd 9 jam, tiga buah burner dipasang sekeliling kiln dengan sudut 120  derajat.  Energy yang diperlukan dinyatakan 1.500 kkal per kg kapur (6 kg kapur per liter bahan bakar),  atau kapasitas burner yang diperlukan adalah 13 kg minyak perjam kali tiga burner atau total 39  liter minyak perjam, atau 936 kg minyak per 24 jam, effisiensi app 40%.  Dengan  pendekatan  converse    factor  CO2  tiap  kg  heavy  oil  3.223    maka  pada  operasi  kiln  tersebut tiap hari akan menghamburkan  CO2 sebesar 3.016 ton atau kurang lebih 0,5 ton  CO2  perton kapur.  

  3.Bahan bakar.    Bahan bakar yang banyak digunakan untuk jobong kapur adalah kayu bakar (dongkel kayu jati,  kayu  mahoni  dll)  dan  serbuk  gergajian  kayu  (wood  molding),  penggunaan  batu  bara  masih  relative  jarang  digunakan  karena  teknologi  pembakaran  yang  cenderung  menimbulkan  polusi  dan  mengganggu  lingkungan  (baik  bau  maupun  asap),  beberapa  jobong  verikal  kontinu  dioperasikan dengan menggunakan minyak kasar dengan campuran oli bekas dll.   

 

 

  Bahan bakar kayu dan serbuk gergajian , mahal dan agak sulit didapat.  Penggunaan kayu maupun serbuk gergajian kayu pada kondisi saat ini sebenarnya sudah kurang  ekonomis  (  Rp  350/kg  kapur  dihasilkan      ‐  55%  dari  harga  jual),  dan  juga  ada  kecenderungan  mempercepat kerusakan lingkungan (terutama kerusakan hutan).   

  Polusi asap dan bau menyengat . 

 

      4.  Effisiensi energy.    Hampir hamper tidak ada tolok ukur effisiensi energy yang digunakan oleh para pengrajin , hal  ini karena keterbatasan keterbatasan baik teknologi maupun info teknologi, maupun  permodalan  yang sampai kepada mereka, rasa puas dan bersukur apabila ada keuntungan dan  keluh kesah apabila menderita kerugian adalah bagian dari budaya para pengrajin, upaya upaya  improvement dll meskipun hanya sedikit hamper hamper tidak dilakukan.    Memang sangat sedikit referensi yang menyajikan berapa sebenarnya energy yang diperlukan  untuk  kalsinasi  per  satuan  berat  kapur,andaikan  adapun  sangat  terlalu scientis  sehingga  tidak  semua  orang  akan  memahami,  pendekatan  pendekatan  dari  referensi  didapatkan  kebutuhan  energy  untuk  calsinasi  perton  kapur  yang  dihasilkan  adalah  dalam  kisaran  3.200  MJperton  kapur ( 764.800 kkal/ton kapur) .    Data data dari lapangan agak susah untuk disimpulkan 14 truk serbuk gergajian kayu (@ 4 ton  pertruk)  untuk  menghasilkan  40  ton  kapur  tohor,  dengan  rata  rata  kandungan  kalori  serbuk  gergaji dalam kisaran 3.500 kkal/kg maka diperlukan energy sebesar 14 truk kali 4.000 kg kali  3.500 kkal = 196.000.000 kkal/ 40 ton atau sama dengan 4.900 kkal per kg kapur (15,5% eff).  Lepas dari angka angka matematis diatas memang dilapangan terjadi ineffisiensi energy karena  berbagai  alas  an  antara  lain  tingginya  heat  losses,  system  operasional    dll  sehingga  beberapa  referensi menyatakan bahwa  effisiensi energy hanya dalam kisaran 15%.       

5. Propose.    Beberapa  kelemahan  diatas  dapat  dieliminir  dengan  melakukan  beberapa  improvement  baik  peralatan maupun system operasional pembakaran kapur, improvement meliputi “penggantian  bahan  bakar  dengan  residu  pertanian  dengan  teknologi  gasifikasi”  terpasang  pada  “  Vertikal  continu  lime  kiln  manual  feeding  dan  unloading”  ,  vertikkal  lime  kiln  dikembangkan  berdasar  vertical lime kiln yang ada di Bali (gambar diatas) dengan switching  penggunaan bahan bakar  dari minyak ke biomass gasifikasi dengan sasaran sbb:     

Ilustrasi proposal vertical kiln dengan biomass gasifikasi.         

 

Sasaran.    Effisiensi dan diversifikasi energy.  Secara  ekonomis  industry  pembakaran  kapur  adalah  industry  padat  energy  ,  lebih  dari  50%  pengeluaran adalah untuk biaya energy, dengan propose diatas diharapkan pengeluaran biaya  untuk energy dalam kisaran  30% dari harga jual produksi dan  dengan limitasi investasi yang  harus  tersimulasi  sehingga  layak  untuk  didanai  oleh  perbankan,  hal  ini  akan  membangkitkan  kembali  kelangsungan  hidup  pengrajin  kapur  yang  saat  ini  mengalami  kesulitan  energy,  sehingga  juga  berdampak  terserapnya  kembali  tenaga  tenaga  kerja  yang  sudah  terbiasa  dilingkaran usaha perkapuran.    Lingkungan.  Penggunaan  bahan  bakar  batu  bara  berdampak  negative  akibat  buangan  gas  CO2,  sementara  dengan bahan bakar kayu maupun serbuk gergajian kayu meskipun menghasilkan CO2 neutral  tetapi ada kecenderungan terhadap kerusakan hutan (deforestation) seperti halnya yang terjadi  di  Negara  Negara  lain,  disamping  itu  polusi  udara  baik  asap  maupun  bau  dari  pembakaran  kapur  dengan  batubara,  minyak  kasar  maupun  kayu  dengan  pembakaran  yang  kurang  sempurna  .Penggunaan  biomas  residu  pertanian  dengan  teknologi  gasifikasi  perlu  diterapkan  untuk  mengeliminasi  dampak  negative  tersebut  diatas  dengan  predikasi  awal  tiap  kg  kapur  memerlukan  0,8  kg  biomas  dengan  konversi  factor  2.3  maka  tiap  kg  pembakaran  kapur  akan  dikeluarkan  CO2  netral sebesar 1.8 ton.      Limbah padat dan cair.  Limbah  pembakaran  sekam  (atau  tongkol  jagung  dll)  dengan  terapan  gasifikasi  berupa  arang  (char)  yang  dapat  digunakan  sebagai  organic  fertilizer  (pupuk  organic)  dengan  kandungan  beberapa hara macro dan C organic yang relative tinggi sehingga dapat berfungsi sebagai soil  conditioner  mempunyai  kemampuan  menahan  air  dan  nutrisi  (water  and  nutriti  retainer),  aplikasi  pada  tanah  yang  marginal  akan  dapat  ditanami  tanaman  tanaman  keras  utamanya  disekeliling jobong, dengan perhitungan tiap pohon akan menyerap 0,5 sd 1 ton   CO2 pertahun  maka  integrasi  ini  selain  menguntungkan  secara  ekonomis  juga  berdampak  positip,  kelebihan  arang  yang  masih  mempunyai  nilai  ekonomis  dapat  dijual  pada  masarakat  petani.  Kecil  sekali  limbah cair yang keluar dari sebagian kondensasi berupa  asap cair yang ditampung dan tidak  dihamburkan  kelingkungan,  asap  cair  sangat    beracun  dengan  kandungan  phenol  dll  dapat  dimanfaatkan sebagai pengawet makanan organic (food preservative ) maupun untuk organic  perstiside (pestisida organic) yang keduanya adalah ramah lingkunan.      Kwalitas produk.  Pembakaran  dengan  gas  bakar  dari  gasifier  tidak  menyertakan  abu  maupun  ikutan  lainnya  sehingga  diprediksi  produk  tidak  terkontaminasi  ikutan  ikutan  lain  dan  akan  dihasilkan  kapur  tohor dengan kwalitas yang lebih baik.     

Konstrain.    Bahwa  biomass  gasifier  untuk  pembakaran  kapur  belum  pernah  dilaksanakan  di  Indonesia,  maka  tentu  perlu  keberanian  berdasar  perhitungan  teknis  dan  ekonomis  untuk  melakukan  inovasi inovasi, kepedulian beberapa fihak terkait diharapkan member partisipasi nyata.            .