Characterization of Rubberwood (Hevea brasiliensis) Pellets Torrefied with Counter-Flow Multi Baffle (COMB) Reactor

Abstract

Indonesia has the largest rubberwood (Hevea brasiliensis) plantation area in the world. Rubberwood is mainly planted for latex production and as latex production declines with age, rubberwood is generally felled. The logging waste and industrial waste of rubberwood-based products could be utilized as raw materials to produce biomass pellets. The quality of biomass pellets can be increased through torrefaction, a thermal process in the temperature range of 200-300°C under an inert atmosphere. This study aimed to evaluate the effect of torrefaction on the characteristics of rubberwood pellets. The torrefaction of rubberwood pellets was conducted using the Counter-Flow Multi Baffle (COMB) reactor, a reactor that could perform torrefaction within a short residence time of up to 5 min. The temperature used in this study was 200°C, 250°C, dan 300°C with a residence time of 3 min. The color change, physical properties, chemical composition, and heating value were evaluated. The results showed that the pellet’s color changed from light brown into black pellets, showing the overall color change (∆E*) of 29,12, 54,27, and 66,71, after torrefaction at 200°C, 250°C, and 300°C, respectively. The equilibrium moisture content of the pellets decreased from 12,25% to 3,54%. The water immersion test also showed that the torrefied pellets have a better hydrophobicity, which is an advantage when pellets are stored in a humid condition. The oven-dry density of pellet decreased from 1,15 g/cm3 to 1,09 g/cm3, 1,04 g/cm3, and 0,96 g/cm3, after torrefaction at temperatures of 200°C, 250°C, and 300°C, respectively. Torrefaction caused a decrease of cellulose and hemicellulose contents, an increase of lignin content, and a remarkable increase in the heating value of 1,71-18,32% with increasing torrefaction temperature. The results proposed that torrefaction using the COMB reactor could provide a great improvement in the quality of rubberwood pellets to improve the additional value of the products.Keywords: black pellet, Counter-Flow Multi Baffle, rubberwood (Hevea brasiliensis), torrefaction

Effects of Torefaction with Counter-Flow Multi Baffle (COMB) Reactor and Electric Furnace on the Properties of Jabon (Anthocephalus cadamba) Pellets

“…Limbah dari industri kayu dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku energi alternatif seperti dengan mengkonversi menjadi pelet kayu untuk meningkatkan nilai tambah produk (Gultom et al 2017). Pengembangan bioenergi seperti pelet biomassa kayu dapat diterapkan untuk menghasilkan energi terbarukan (Rubiyanti et al 2019). Tetapi pelet biomassa memiliki kekurangan seperti memiliki nilai kalor yang rendah, kadar air tinggi, dan mudah menyerap air (Akbar et al 2013).…”

“…Keunggulan yang sangat menonjol dari reaktor ini dibandingkan dengan proses torefaksi biomassa konvensional adalah waktu tinggal yang sangat singkat, yaitu sekitar 3-5 menit. Torefaksi dengan reaktor COMB dapat menghasilkan bahan bakar padat yang memiliki karakteristik lebih baik dibandingkan biomassa asal, seperti nilai kalor tinggi dan kadar air yang rendah (Hidayat et al 2018b(Hidayat et al , 2019Iryani et al 2019;Rubiyanti et al 2019). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh torefaksi dengan reaktor COMB dan electric furnace terhadap peningkatan mutu pelet kayu jabon (Anthocephalus cadamba).…”

“…Studi yang dilakukan Hidayat et al (2017b) menunjukkan bahwa kayu pinus yang diberi perlakuan perlakuan panas pada suhu 180°C -200°C memiliki nilai ∆E* >12 atau berubah total. Rubiyanti et al (2019) juga melaporkan bahwa warna pelet kayu karet berubah total setelah torefaksi pada suhu 200°C -300°C.…”

“…Hasil penelitian sejalan dengan Hidayat et al (2018) yang melaporkan penurunan kerapatan kayu gmelina (Gmelina arborea), jabon (Melia azedarach), okan (Cylicodiscus gabunensis), dan paulownia (Paulownia tomentosa) setelah perlakuan panas pada suhu 200°C -220°C (Hidayat et al 2015(Hidayat et al , 2016(Hidayat et al , 2017ca;b, 2018a;Hidayat and Febrianto 2018). Hasil penelitian lainnya yang dilakukan Rubiyanti et al (2019) Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai kadar air setelah melalui proses torefaksi. Pelet kayu jabon ukuran panjang dan pendek sebelum torefaksi memiliki kadar air sebesar 12,41% dan 12,33%.…”

“…Tabel 2 menunjukkan bahwa penurunan kadar air pada pelet berukuran pendek lebih besar dibandingkan dengan pada pelet berukuran pendek. Hasil penelitian ini sejalan dengan Rubiyanti et al (2019) yang menyatakan bahwa pelet kayu karet sebelum torefaksi dengan kadar air 12,25% menurun setelah torefaksi hingga mencapai 3,54%. Torefaksi dengan menggunakan suhu yang semakin tinggi menyebabkan penguapan air dan bahan ekstraktif serta degradasi hemiselulosa sehingga kadar airnya semakin menurun (Hidayat et al 2015;Widarti 2017).…”