KOVALEN: Jurnal Riset Kimia, 9.
, 2023: 132-139 https://bestjournal.
id/index.
php/kovalen Penentuan Suhu Optimum Pirolisis Serbuk Gergaji Batang Kelapa [Determination of the Optimum Temperature of the Pyrolysis of Coconut Trunk Sawdust Wast.
Andi Aladin1A.
Takdir Syarif1.
Andi Suryanto1.
Andi Magefira2.
Ardan2 .
Jurusan Teknik Kimia.
Fakultas Teknologi Industri.
Universitas Muslim Indonesia (UMI) .
Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia.
Fakultas Teknologi Industri.
Universitas Muslim Indonesia (UMI) Kampus UMI Jl.
Urip Sumaharjo No.
Km5 Makassar.
Sulawesi Selatan 90231.
Indonesia Abstract.
Research has been carried out on the utilization of biomass waste of coconut trunk sawdust using the pyrolysis method to produce two products simultaneously, namely charcoal and liquid smoke.
In order to obtain charcoal products with optimum calorific value, it is necessary to understand the optimum pyrolysis conditions.
One of the optimum conditions, namely pyrolysis temperature, was studied in this research.
Pyrolysis was carried out in a simultaneous pyrolysis reactor at a flow rate of argon inert gas into the reactor of 2 liters/minute and a pyrolysis time of 2.
5 hours with pyrolysis temperature variations of 350, 400, 450, and 500AC, respectively.
The study showed that the optimum temperature of 400oC was obtained which gave a yield of 34% charcoal with a calorific value of 7229 kcal/kg.
Compared to the calorific value of the raw material for coconut sawdust which is 4400 kcal/kg, there was an increase in the calorific value of the pyrolysis product by 64%.
Based on the optimum temperature condition, liquid smoke as a by-product was also obtained with a yield of 45%.
Charcoal can be used as a solid fuel or as a bioadsorbent in the treatment of liquid waste or clarification of liquid food products such as virgin coconut oil (VCO).
Grade 3 liquid smoke can be used as a biopesticide, while grade 1 liquid smoke can be used as a food preservative.
Given the benefits of the two pyrolysis products, both of the products from the current research have a promising market value.
Keywords: Sawdust, coconut stalks, pyrolysis, charcoal, liquid smoke Abstrak.
Telah dilakukan penelitian pemanfaatan limbah biomassa serbuk gergaji batang kelapa dengan metode pirolisis untuk menghasilkan dua produk secara simultan, yaitu arang .
dan asap cair .
iquid smok.
Untuk mendapatkan produk arang dengan nilai kalor yang maksimal, maka beberapa kondisi optimum pirolisis perlu diketahui.
Salah satu kondisi optimum yaitu suhu pirolisis, dipelajari dalam penelitian ini.
Pirolisis dilakukan di dalam sebuah reaktor pirolisis simulthan pada laju alir gas inert nitrogen masuk ke dalam reaktor 2 liter/menit dan waktu pirolisis 2,5 jam dengan variasi suhu pirolisis 350,400,450 dan 500AC.
Diperoleh hasil suhu optimum 400oC yang memberikan yield produk arang 34% dengan nilai kalor maksimum sebesar 7229 kkal/kg.
Dibandingkan nilai kalor bahan baku serbuk gergaji batang kelapa sebesar 4400 kkal/kg, terjadi peningkatan nilai kalor hasil pirolisis sebesar 64%.
Berdasarkan kondisi suhu optimum ini juga diperoleh produk samping asap cair dengan yield sebesar 45%.
Arang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar padat atau sebagai bioabsorben dalam pengolahan limbah cair atau penjernihan produk pangan cair seperti produk virgin coconut oil (VCO).
Asap cair grade 3 dapat dimanfaatkan sebagai biopestisida, sedangangkan asap cair grade 1 dapat dimanfaatkan sebagai bahan pengawet makanan.
Mengingat manfaat kedua produk pirolisis tersebut, maka keduanya memiliki nilai jual di pasaran yang siginifikan.
Kata kunci: Serbuk gergaji, batang kelapa, pirolisis, arang, asap cair.
Diterima: 16 Juli 2023.
Disetujui: 7 Agustus 2023 Sitasi: Aladin.
Syarif.
Suryanto.
Magefira.
Ardan.
Penentuan Suhu Optimum Pirolisis Serbuk Gergaji Batang Kelapa.
KOVALEN: Jurnal Riset Kimia, 9.
, 132-139.
Corresponding author E-mail: andi.
aladin@uni.
https://doi.
org/10.
22487/kovalen.
2477-5398/ A 2023 Aladin et al.
This is an open-access article under the CC BY-SA license.
KOVALEN: Jurnal Riset Kimia, 9.
, 2023: 132-139 Aladin et al.
LATAR BELAKANG
menghasilkan charcoal .
rang terkarbonisas.
Badan Pusat Statistik (BPS) mencatat, gas/uap, cairan tar .
Destructive distillation luas perkebunan kelapa di Indonesia sebesar atau destilasi kering adalah istilah lain dari 3,34 juta ha pada 2022, dengan produksi pirolisis yang merupakan proses penguraian hampir mencapai 3 juta ton pertahun .
9- secara tidak teratur dari bahan-bahan organik 2.
(BPS, 2.
Kelapa dikenal dengan yang disebabkan oleh adanya pemanasan tanaman dengan seribu manfaat atau istilah tanpa berhubungan dengan udara luar atau lain sebagai tanaman pohon kehidupan .
he kalaupun kontak dengan udara .
tree of liv.
, karena mulai dari batang, daun, seminimal mungkin (Aladin dkk.
, 2.
Suhu pirolisis berkisar antara 300 Ae 550 dimanfaatkan oleh manusia (Sudiarti, 2.
dan terkadang mencapai 700 Ae 900 oC Batang kelapa misalnya banyak digunakan tergantung jenis dan kompleksitas kandungan kimiawi bahan yang akan dipirolisis dan membangun rumah tradisional .
umah kay.
Salah satu limbah dari pemanfataan batang Proses kelapa adalah serbuk gergaji batang kelapa berbagai variabel, seperti yang selama ini masih kurang dimanfaatkan.
pirolisis, jenis dan kondisi bahan yang akan Serbuk gergaji batang kelapa dengan suhu dan waktu dipirolisis ukuran bahan, rasio bahan terhadap volume reaktor, konsentrasi udara oksigen, proximate dan ultimate dapat diolah secara penggunaan gas inert dalam reaktor dan lain- pirolisis menghasilkan dua produk simultan lain (Aladin dkk, 2.
yaitu produk arang .
dan asap cair Proses pirolisis banyak digunakan di .
iquid smok.
Arang dapat dimanfaatkan industri kimia untuk berbagai keperluan, antara sebagai bahan bakar padat atau sebagai lain menghasilkan arang, karbon aktif, produksi bioabsorben dalam pengolahan limbah cair kokas dari batubara muda, konversi biomassa atau penjernihan produk pangan cair seperti produk virgin coconut oil (VCO).
Asap cair menengah hingga berat dari minyak menjadi .
rade lebih ringan, seperti bensin.
biopestisida atau biodisfektan untuk membasi Secara umum produk utama dari proses penyebaran virus, seperti virus Covid-19.
Asap pirolisis bahan biomassa berbasis organic atau cair grade 1 dapat dimanfaatkan sebagai bahan karbon adalah char .
, bio-oil .
ar, pengawet makanan.
Mengingat manfaat kedua caira.
dan gas.
Char atau lebih sering disebut produk pirolisis tersebut, maka keduanya charcoal yaitu arang terkrbonisasi berwujud memiliki nilai jual di pasaran yang siginifikan padatan yang padat dengan karbon sehingga (Aladin dkk.
, 2.
padat kalori manfaat utamanya sebagai bahan bakar padat disamping untuk keperluan lain sebagai proses degradasi atau penguraian seperti sebagai absorben.
Tar atau bio-oil senyawa-senyawa berwujud cair manfaat utamanya sebagai karbon dengan pemanasan suhu tinggi .
oC bahan bakar cair disamping untuk keperluan atau lebi.
tanpa atau minim oksigen untuk lain misalnya sebagai bahan intermediat untuk Secara KOVALEN: Jurnal Riset Kimia, 9.
, 2023: 132-139 Aladin et al.
Gas diolah menjadi sumber energi.
Produk pirolisis utamanya sebagai bahan bakar gas disamping berupa charcoal dan syngas serta tar dan fuel juga untuk keperluan lainnya.
Ringkasnya oil merupakan sumber-sumber energi alternatif produk pirolisis baik wujud padat, cair dan gas yang sangat bermanfaat bagi pemenuhan pemanfatan utamanya sebagai sumber energi kebutuhan energi bagi masyarakat dan industri.
Jika reaktor pirolisis dirangkaian (Aladin dkk.
, 2017.
Lee et al.
, 2.
dengan kendensor maka produk oil dan Untuk mendapatkan produk arang hasil gas/uap tersebut dapat terkondensasi menjadi pirolisis dengan nilai kalor yang maksimal, cairan yang disebut asap cair .
iquid smok.
maka beberapa parameter operasi prilosisis (Varma et al.
, 2.
seperti telah disebutkan di atas .
uhu dan Aladin dkk.
dan Hijrah dkk.
waktu pirolisis, ukuran partikel bahan dan lain- telah melakukan penelitian pirolisis limbah lai.
perlu diketahui kondisi optimumnya.
plastik gelas air kemasan pada suhu 400 oC Berdasarkan uraian di atas, dalam penelitian dengan metode pirolisis menghasilkan bahan mengamati parameter kondisi optimum pirolisis bakar minyak (BBM) plastik.
Minyak yang bahan limbah serbuk gergaji batang kelapa dihasilkan dari uji kimia menunjukkan kualitas dengan batasa masalah yang disajikan dalam setara dengan bahan bakar premium .
inyak Aladin dkk.
dan Aladin et al.
Tujuan optimum pirolisis limbah serbuk gergaji batang .
telah melakukan penelitian pirolisis limbah biomassa pada suhu sekitar 400-500 oC .
harcoal dengan nilai kalor maksimu.
dengan metode pirolisis lambat .
low pirolisi.
menghasilkan dua produk simultan, yaitu charcoal dan liquid smoke.
Produk charcoal
METODE PENELITIAN
Bahan dan Peralatan lebih lanjut dimanfaatkan sebagai absorben Alat uatama yang digunakan dalam dalam penjernihan VCO, penjernihan air, penelitian ini yaitu seperangkat alat pirolisis pengolahan limbah cair, sebagai bahan bakar simultan hasil desain oleh Aladin dkk.
padat dalam bentuk briket.
Produk asap cair yang telah dipatenkan.
Rangkaian umum alat lebih lanjut dimanfaatkan untuk berbagai utama seperti dalam Gambar 1.
keperluan sebagai pestisida alternatif, sebagai Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah serbuk gergaji batang pohon disisnfektan, handsanitzer, pengawet makanan kelapa yang diperoleh dari daerah penghasil seperti pengawet ikan dan pengawet daging.
Kabupaten Bulukumba.
Sulawesi Manfaat terbesar teknologi pirolisis selama Selatan.
Bahan bantu berupa gas inert Ar (Argo.
, yang bertujuan untuk meminimalisasi penyediaan energi.
Menariknya bahan-bahan gas oksigen yang ada di dalam reaktor pirolisis.
limbah dan sampah berbasis karbon yang tidak Penelitian dilaksanakan di Laboratorium memiliki nilai ekonomi bahkan menjadi perusak Operasi Teknik Kimia dan laboratorium Riset, lingkungan dan mrusak estetika lingkungan.
Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknologi dengan penerapan teknologi pirolisis dapat Industri.
Unversitas Muslim Indonesia (UMI) KOVALEN: Jurnal Riset Kimia, 9.
, 2023: 132-139 Aladin et al.
Makassar.
Analisis proksimat dan pengukuran Jangan membuka tutup reaktor pirolisis dalam nilai kalor dilakukan di Sucofindo Makassar.
kondisi masih panas, sebab arang dalam reaktor akan menyala hingga terbakar habis dan hanya menyisakan abu jika kontak dengan Produk utama charcoal sebanyak CC .
yang sudah dingin dikeluarkan dari reaktor, disimpan dalam wadah tertutup rapat, jangan disimpan di ruang terbuka .
ersifat Serbuk gergaji batang kelapa Dikeringkan dibawah sinar matahari terik selama 3 hari Gambar 1 Rangkaian alat pirolisis simultan Serbuk gergaji batang kelapa basis kering ditimbang 1000 g Prosedur Penelitian alirkan gas inert Argon dengan laju alir konstan 2 liter/menit Bahan baku limbah biomassa serbuk gergaji batang kelapa .
asis kerin.
, seberat W 1000 gram dimasukkan ke dalam reaktor pirolisis, lalu tutup reaktor dipasang dan dikunci erat, dialirkan gas argon masuk ke dalam Pirolisis serbuk gergaji batang dengan waktu tetap 2,5 jam variasi suhu 350, 400, 450 dan 500 .
C) reaktor hingga penuh berlebih dengan bantuan alat control flowmeter yang dipasang di tabung Kompor gas bertekanan mulai dinyalakan.
Charcoal Asap Cair kontrol suhu distel pada suhu 350 oC dengan bantuan termometer kopel, air kondensor suhu 10 oC dialirkan dengan bantuan pompa sirkulasi dan proses pirolisis dibiarkan hingga waktu 2,5 Perhitungan Yield.
Analisis proximate, ultimate, dan nilai kalor Perhitungan Yield jam terhitung sejak suhu target .
oC) Proses pirolisis dihentikan, dengan Gambar 2 Diagram alir prosedur penelitian Prosedur di atas diulangi dengan variasi kendensor dimatikan (Aladin et al.
, 2.
suhu yang lain, yaitu 350, 400, 450, 500 oC.
Produk samping asap cair .
iquid smok.
yang atau dapat mengikuti diagram alir prosedur tertampung sebanyak LS .
Kelima produk arang berdasarkan dan disimpan di dalam wadah botol dan variasi suhu pirolisis tersebut dianalisis meliputi kemudian ditutup rapat.
Produk asap cair ini analisis proksimat dan pengukuran nilai kalor.
disebut asap cair grade 3.
Produk utama arang Produk terkarbonisasi .
dibiarkan mendingin di dalam reaktor hingga suhu di bawah 60 oC.
Persamaan .
demikian juga yield asap cair .
(YCC, %).
Aladin et al.
KOVALEN: Jurnal Riset Kimia, 9.
, 2023: 132-139 (YLS, %) dihitung dengan Persamaan .
Data Tabel menunjukkan bahwa sehingga materi lepas ke lingkungan (M, %) serbuk gergaji batang kelapa potensi dapat dapat dihitung dengan prinsip neraca massa, digunakan sebagai bahan bakar berdasarkan menggunakan Persamaan .
nilai fixed carbon sebesar 18,6% (ADB) dengan YCC (%) = [ CC / W ] x 100 nilai kalor 4418 kkal/kg (ADB) dan kandungan YLS (%) = [ LS / W ] x 100 karbon hingga 48% (ADB).
M (%) = 100 Ae [ YCC YLS ] A.
Suhu Optimum Berdasakan sebagai fungsi suhu pirolisis, dibuat grafik kontinyu lalu ditentukan suhu optimum yang memberikan nilai kalor maksimum atau nilai Hasil pengamatan variasi suhu pirolisis aspek biaya operasi.
simulthan charcoal dan asap cair, dirangkum dalam Tabel 2.
Tabel 2 Pengaruh suhu pirolisis serbuk gergaji batang kelapa HASIL DAN PEMBAHASAN Suhu .
C) Arang .
Asap Cair .
Yield Arang Massa Karakteristik Limbah Serbuk Gergaji Batang Kelapa Hasil karakteristik diperoleh berupa data pengukuran nilai kalor bahan mentah limbah Kalor .
kal/k.
serbuk gergaji kayu batang kelapa seperti disajikan dalam Tabel 1.
Data Tabel 2 menunjukkan bahwa yield Tabel 1 Analisis proximate, ultimate dan nilai kalor serbuk gergaji batang kelapa Uji Parameter Unit Hasil .
asis ADB*) Analisis Proximate produk arang .
berkurang dengan meningkatnya suhu pirolisis dari 350 ke 450 oC.
Ini berarti proses pirolisis semakin sempurna Namun penurunan yield tidak lagi signifikan bahkan Moisture .
% wt
3,49
Ash Content
% wt
2,05
Volatile Matter
% wt
75,86
pirolisis dari 450 ke 500 oC, seperti terlihat pada Fixed Carbon % wt Gambar 3.
Total Sulfur
% wt
0,06
cendrung konstan dengan meningkatnya suhu
Hidrogen
% wt
5,86
Karbon
Nitrogen
% wt
% wt
47,67
0,62
Oksigen
% wt
38,33
Pengukuran Kalor Calorific Value Kkal/Kg * ADB (Air dried basi.
: data dinyatakan sebagai persentase terhadap bahan kecuali kandungan air Yield Analisis Ultimate Suhu Pirolisis .
C) Gambar 3 Pengaruh suhu pirolisis terhadap yield charcoal.
KOVALEN: Jurnal Riset Kimia, 9.
, 2023: 132-139 Aladin et al.
Penelitian yang dilakukan Qiram dkk.
mengatakan faktor kehilangan massa dengan naiknya suhu pirolisis akibat proses pemanasan bahan sehingga penguapan kandungan Yield Selain itu, suhu pirolisis juga menyebabkan proses pelepasan gas dalam Proses kehilangan massa ini sesuai dengan Suhu Pirolisis .
C) Proses-proses ini menyebabkan biomassa kehilangan sebagian massanya.
Gambar 4 Pengaruh suhu pirolisis terhadap yield liquid smoke Berdasarkan data hasil penelitian Tabel 2 combustible seperti CO2, senyawa organik, dan juga terlihat pengaruh suhu pirolisis terhadap uap air, dihilangkan pada temperatur antara nilai kalor produk arang.
Nilai kalor meningkat 100oC dan 200oC.
Di atas temperatur 200oC, signifikan dari bahan mentah serbuk gergaji terjadi pemecahan struktur komponen bahan batang kelapa sebesar organik menjadi gas dengan massa molekul arang hasil pirolisis suhu 350 oC sebesar 6400 yang rendah.
Proses ini selanjutnya akan kkal/kg, dan meningkat lagi sebesar 7229 menyisakan bahan dalam bentuk charcoal kkal/kg pada suhu 400 oC.
Meningkatnya suhu sehingga massa awal biomassa berkurang Menghilangnya sehingga meningkatkan nilai fixed carbon, moisture .
dan volatile matter berarti akibatnya semakin meningkat nilai kalor bahan meningkatkan nilai fixed carbon sehingga arang hasil pirolisis tersebut.
komponen-komponen berdampak positif meningkatnya nilai kalor.
Data Tabel 2 juga menunjukkan yield produk asap cair .
iquid smok.
meningkat dengan meningkatnya suhu pirolisis pada rentan suhu pengamatan 350 Ae 400 oC.
Hal ini disebabkan makin tinggi suhu maka makin Nilai Kalor .
kal/k.
teori dalam slow pirolysis.
Produk- produk non- khususnya komponen air dan volatile matter Namun di atas suhu 400 oC, peningkatan banyak pula bahan terdekomposisi, teruapkan, yang selanjutnya terkondensasi menjadi asap 4418 kkal/kg menjadi Suhu pirolisis .
C) Gambar 5 Pengaruh suhu pirolisis terhadap nilai kalor produk charcoal yield asap cair tidak signifikan lagi bahkan Namun peningkatan suhu dari 400 ke 500 cendrung konstan, seperti terlihat pada gambar Hal ini menunjukkan pada suhu jenuh di atas signifikan, bahkan cendrung konstan, seperti 400 oC proses pirolisis relatif sudah sempurna, terlihat pada Gambar 5.
Hal ini disebabkan semua materi yang akan menguap sudah bahwa pada suhu yang tinggi .
i atas 400 oC) tidak lagi meningkatkan nilai kalor secara kandungan moisture dan volatile matter sudah KOVALEN: Jurnal Riset Kimia, 9.
, 2023: 132-139 Aladin et al.
krisis, nilai fixed carbon sudah maksimal, suhu optimum tersebut .
oC) dengan waktu sehingga niai kalorpun sudah maksimal.
pirolisis 2,5 jam dan laju alir gas inert argon Dari data hasil penelitian dan uraian di masuk reaktor pirolisis 2 liter/menit, diperoleh atas dapat disimpulkan bahwa suhu optimum produk arang dengan karakteristik .
nalisis untuk pirolisis limbah serbuk gergaji batang kelapa adalah 400 oC yang memberikan produk content 4,01%, volatile matter 16,85%, fixed char coal dengan nilai kalor maksimum sebesar carbon 76,67%.
Berdasrkan nilai kalor dan 7229 kkal/kg dan juga memberikan produk karakteristik ini, produk arang pirolisis limbah asap cair dengan yield maksimun sebesar 450 g per 1000 g bahan baku atau yield 45%.
standar SNI.
Berdasarkan 2,47%, tersebut .
oC) dengan waktu pirolisis 2,5 jam dan laju alir gas inert argon masuk reaktor 2 liter/menit, diperoleh produk arang dengan UCAPAN TERIMAKASIH Penulis kepada Direktur DRTPM Kemdikbud Ristek yang telah membiayai penelitian ini pada karakteristik Tabel 3.
skema PTUPT tahun anggran 2022-2224.
Tabel 3.
Karakteristik arang produk pirolisis Parameter Mutu SNI dengan no kontrak induk penelitian : No 079/E5/PG.
PL/2023.
Unit
Hasil
Moisture 2,47 O8
Ash Content
4,01
DAFTAR PUSTAKA