3.6 FLOWCHART PENELITIAN
3.6.6 Flowchart Analisis Bio Oil
3.6.6.4 Flowchart Analisis Viskositas Bio Oil
Gambar 3.9 Flowchart Analisis Viskositas Bio Oil Mulai
Alat-alat dibersihkan dan bahan-bahan disiapkan
Sampel dimasukkan 10 ml ke dalam viskosimeter Ostwald
Sampel dihisap dengan karet penghisap sampai melewati batas atas
Sampel dibiarkan mengalir sampai melewati batas bawah
Selesai
Waktu dicatat apabila sampel telah mencapai batas bawah
3.6.6.5 Flowchart Analisis Nilai Kalor Bio Oil
Gambar 3.10 Flowchart Analisis Nilai Kalor Bio Oil Mulai
Dihidupkan alat bomb calorimeter
Diatur pada mode dynamic 25 °C
Dihidupkan chiller dan diatur suhu air pada 25 °C
Ditimbang sampel bio oil sebanyak 100 – 500 mg
Dimasukkan sampel bio oil ke dalam cawan sampel
Dimasukkan nilai berat sampel ke dalam alat bomb calorimeter
Dirangkai komponen pendukung dan dimasukkan ke dalam bomb calorimeter
Ditekan tombol start untuk mulai proses pembakaran
Selesai
Diamati dan dicatat hasil pada layar monitor
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 PENGARUH KATALIS NaCl PADA VOLUME BIO OIL YANG DIHASILKAN
Pelepah kelapa sawit yang dipirolisis tanpa dan dengan penambahan katalis pada penelitian ini mengasilkan bio oil, bio char dan gas. Bio oil yang dihasilkan dipengaruhi oleh kondisi operasi. Kondisi operasi pirolisis diantaranya yaitu penambahan katalis. Katalis dapat mempengaruhi perolehan produk pirolisis diantaranya bio oil. Pengaruh katalis pada perolehan volume bio oil dapat dilihat pada gambar 4.1 sebagai berikut.
Gambar 4.1 Pengaruh Katalis Terhadap Volume Bio Oil
Gambar 4.1 menunjukkan pengaruh katalis terhadap volume bio oil yang dihasilkan. Pada penelitian ini perolehan volume bio oil ditentukan saat bio oil pertama kali terbentuk pada pipa kondensor dan ditampung pada rentang waktu lima menit dengan suhu pirolisis yang berlangsung pada 30 oC sampai suhu 550 oC dijaga konstan. Pada grafik ditunjukkan bahwa penambahan katalis NaCl yang semakin meningkat menghasilkan volume bio oil yang juga meningkat. Masing-masing persen katalis yang ditambahkan selama 5 menit pertama diperoleh volume bio oil yang relatif tinggi. Pada menit ke-10 hingga menit ke-30 bio oil yang diperoleh menurun dibanding volume bio oil pada 5 menit pertama. Volume bio oil maksimum diperoleh
0
pada pirolisis dengan penambahan katalis 5 % yaitu sebesar 57 ml. Sedangkan volume bio oil minimum diperoleh dari pirolisis tanpa katalis yaitu sebesar 37 ml. Penurunan volume bio oil yang dihasilkan berhubungan dengan kecepatan reaksi, dimana kecepatan reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan. Konsentrasi komponen biomassa (selulosa, hemiselulosa, dan lignin) pada pirolisis akan berkurang dengan bertambahnya waktu pirolisis dan produk bio oil yang dihasilkan pada saat awal pirolisis cukup tinggi dan akan berkurang seiring bertambahnya waktu pirolisis (Anugra, 2011). Mekanisme reaksi pirolisis biomassa dapat dilihat pada gambar Gambar 4.2. Pada gambar tersebut biomassa yang mengandung komponen selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang dipirolisis akan mengalami pemecahan struktur menjadi molekul yang lebih sederhana seperti asam, alkohol, guaiakol dan lainnya. Volume bio oil yang dihasilkan dari penelitian ini meningkat pada rentang penambahan katalis 0 sampai 5 %.
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.2 Mekanisme Reaksi Perengkahan (a) Selulosa (b) Hemiselulosa (c) Lignin pada Biomassa (Cai, dkk., 2018)
Yield produk pirolisis pelepah kelapa sawit pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 4.3 berikut ini.
Gambar 4.3 Yield Produk Pirolisis Pelepah Kelapa Sawit Menggunakan Katalis NaCl
Gambar 4.3 menunjukkan pengaruh katalis pada pirolisis pelepah kelapa sawit terhadap yield dari produk pirolisis. Pirolisis merupakan dekomposisi termal untuk memproduksi bio oil, bio char, dan syngas (Abnisa, dkk., 2013). Pada penelitian ini bio oil yang diperoleh masih mengandung tar. Yield bio oil meningkat pada rentang penambahan katalis NaCl 0 sampai 5 %. Yield minimum bio oil diperoleh pada pirolisis tanpa katalis yaitu 40,1114 g dan maksimum pada pirolisis dengan penambahan katalis 5 % sebesar 62,3805 g. Bio Char cenderung mengalami penurunan yield. Pada penelitian ini peningkatan persentase katalis menyebabkan gas yang terbentuk cenderung meningkat. Yield bio char maksimum diperoleh dari pirolisis tanpa katalis yaitu 313,1886 g dan minimum pada pirolisis dengan penambahan katalis 3 % yaitu 262,7633 g. Gas yang diperoleh cenderung mengalami peningkatan. Katalis pada pirolisis katalitik akan mempengaruhi yield komponen senyawa volatil, dimana katalis akan mendukung perengkahan komponen oligomer non volatil menjadi komponen monomer volatil sehingga senyawa volatil meningkat (Lu, dkk., 2009). Yield gas minimum diperoleh dari pirolisis dengan katalis 4 % yaitu 243,3789 g dan maksimum diperoleh pada penambahan katalis 3 % sebesar 282,1196 g.
4.2 PENGARUH KATALIS NaCl PADA YIELD BIO OIL
Analisis yield bio oil dilakukan untuk melihat jumlah bio oil yang dihasilkan dari pelepah kelapa sawit setelah mengalami proses pirolisis. Yield bio oil dihitung dengan membandingkan berat bio oil yang terbentuk dengan berat bahan baku yang digunakan dengan menggunakan Persamaan 3.1. Pengaruh katalis pada perolehan yield bio oil ditunjukkan pada gambar 4.4 berikut.
Gambar 4.4 Pengaruh Katalis NaCl pada Yield Bio Oil
Gambar 4.4 menunjukkan yield bio oil mengalami kenaikan seiring dengan meningkatnya persentase katalis NaCl yang ditambahkan. Yield bio oil maksimum diperoleh pada penambahan katalis 5 % sebesar 10,3967 %, sedangkan yield bio oil minimum diperoleh pada pirolisis tanpa katalis sebesar 6,6852 %. Katalis pada pirolisis dapat memecah struktur molekul kompleks seperti selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang tekandung pada bahan baku menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana seperti alkohol, fenol, aldehid, hidrokarbon, furan dan senyawa lainnya (Sa’diyah dan Sri, 2015). Hasil yield bio oil pada penelitian ini meningkat pada rentang penambahan katalis NaCl 0 sampai 5 %. Hasil penelitian yang dilakukan (Zhao dan Bao, 2016) diperoleh yield dari pirolisis tanpa katalis sebesar 53,81 % dan yield meningkat pada pirolisis berkatalis sampai penambahan katalis 3 % sebesar 57,61 % lalu menurun dengan penambahan katalis 4 dan 5 %. Perbedaan hasil yang signifikan antara penelitian ini dengan penelitian yang dilakukan oleh (Zhao dan Bao, 2016) dipengaruhi oleh kondisi prosesnya. Pada penelitian ini biomassa dipirolisis
0
dari suhu 30 oC sampai 550 oC sedangkan penelitian yang dilakukan oleh (Zhao dan Bao, 2016) pirolisis dimulai ketika reaktor sudah mencapai suhu 550 oC. Kondisi proses tersebut mempengaruhi dekomposisi lignoselulosa biomassa. Menurut (Ishak, dkk., 2008) hemiselulosa terdekomposisi lebih awal pada proses pirolisis lalu diikuti dengan selulosa dan lignin. Hemiselulosa terdekomposisi pada rentang suhu 220 oC sampai 315 oC, selulosa terdekomposisi pada rentang suhu 315 oC sampai 400 oC, dan lignin terdekomposisi pada rentang suhu 400 oC sampai 900 oC. Lignin memiliki komposisi kimia yang lebih kompleks dibanding selulosa dan hemiselulosa sehingga membutuhkan suhu tinggi agar terdekomposisi. Yield bio oil yang dihasilkan dipengaruhi oleh kondisi proses yang dilakukan dan karakteristik bahan baku yang digunakan (Ellens, 2009). Kadar lignin mempengaruhi yield bio oil yang dihasilkan, semakin tinggi kadar lignin yield bio oil akan semakin besar (Fahmi, dkk., 2008).
Pelepah kelapa sawit mengandung lignin sebesar 19,87 % (Maulina, dkk., 2018). Hal ini menjadi pengaruh terhadap perolehan yield bio oil yang lebih rendah dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan oleh (Zhao dan Bao, 2016).
Pengaruh katalis NaCl pada peningkatan yield bio oil yang diperoleh disebabkan karena Na+ yang terurai dari katalis NaCl ukurannya sangat kecil sehingga dapat menembus ke dalam tekstur biomassa pelepah kelapa sawit untuk bereaksi dengan selulosa, hemiselulosa, dan lignin untuk membentuk komponen dengan rantai molekul yang lebih ringkas. Hal ini menjadi alasan utama menigkatnya yield bio oil dengan penggunaan katalis NaCl pada pirolisis (Zhao dan Bao, 2016).
Pada penelitian ini penambahan katalis secara langsung pada bahan baku terbukti dapat meningkatkan jumlah yield bio oil pelepah kelapa sawit dibandingkan tanpa penggunaan katalis. Hal ini sesuai dengan pendapat (Sukarjo, 1997) bahwa katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat dan penggunaan jumlah katalis yang optimum dapat menghasilkan bio oil lebih banyak.
4.3 PENGARUH KATALIS NaCl PADA DENSITAS BIO OIL
Densitas (massa jenis) adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda.
Densitas bahan bakar diperkirakan akan sangat berpengaruh terhadap laju konsumsi bahan bakar. Semakin besar densitasnya diprediksi akan semakin meningkatkan konsumsi bahan bakar atau semakin boros (Irawan, 2007). Densitas merupakan salah satu sifat fisik yang diuji untuk mengetahui kedekatan karakteristik produk cair komersial dengan produk cair hasil pirolisis (Peby, 2010). Densitas yang tinggi dapat menyebabkan bio oil akan memiliki bobot jenis yang lebih besar dibandingkan dengan fuel oil pada volume yang sama. Tingginya densitas bio oil dapat mengakibatkan terjadinya resiko kebocoran pada proses distribusi yang diakibatkan oleh pressure drop yang tinggi (Sahrani, 2019). Analisis densitas bio oil dilakukan menggunakan piknometer. Hasil analisis densitas bio oil pada berbagai jumlah katalis ditunjukkan pada Gambar 4.5 berikut.
Gambar 4.5 Pengaruh Katalis Terhadap Densitas Bio Oil
Gambar 4.5 menunjukan densitas cenderung menurun dengan meningkatnya jumlah katalis pada pirolisis. Densitas bio oil maksimum diperoleh pada pirolisis tanpa katalis sebesar 1,1923 g/ml, sedangkan densitas minimum diperoleh pada pirolisis dengan menggunakan katalis 5 % yaitu sebesar 1,1587 g/ml. Menurut Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi, densitas standar untuk Industrial Fuel Oil (IFO) dan Marine Fuel Oil (MFO) maksimal adalah 0,991 g/cm3. Nilai densitas yang diperoleh belum memenuhi densitas standar Keputusan Direktur
1.16
Jenderal Minyak dan Gas Bumi.
Secara umum densitas bio oil itu tinggi bisa mencapai 1,2 g/ml (Sensoz, 2003) dengan penambahan katalis dimungkinkan senyawa dengan berat molekul tinggi dapat terpecah menjadi molekul yang lebih rendah (Wibowo, dkk., 2017) sehingga dapat mempengaruhi densitas bio oil yang dihasilkan. Tingginya densitas bio oil disebabkan oleh senyawa kimia yang terkandung di dalam bio oil banyak yang mempunyai berat molekul yang tinggi seperti carbonic acid (Wibowo dan Djeni, 2015).
Pada penelitian ini katalis NaCl berpengaruh terhadap densitas bio oil yang dihasilkan. Hal tersebut disebabkan oleh peran katalis pada pirolisis dalam mendegradasi lignoselulosa menjadi komponen yang lebih sederhana. Bio oil yang diperoleh memiliki beberapa komponen asam organik yang menjadi salah satu alasan meningkatnya densitas bio oil yang dihasilkan.
Tabel 4.1 Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Minyak Jenis Minyak Bakar yang Dipasarkan Di Dalam Negeri
Karakteristik Satuan Batasan IFO-1 IFO-2
Min Maks Min Maks
Nilai Kalori MJ/kg 41,87 - 41,87 -
Densitas Kg/m3 - 991 - 991
Viskositas Kinematik
mm2/dt - 180 - 380
(Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi, 2008)
4.4 PENGARUH KATALIS NaCl PADA pH BIO OIL
pH merupakan derajat keasaaman suatu zat. Pengaruh katalis pada pirolisis terhadap pH bio oil yang dihasilkan ditunjukkan pada gambar 4.6 berikut.
Gambar 4.6 Pengaruh Katalis Tehadap pH Bio Oil
Gambar 4.6 menunjukkan bahwa pH bio oil dari pelepah kelapa sawit yang dipirolisis tanpa dan dengan penambahan katalis berada pada rentang 2,7-3,2. pH bio oil minimum diperoleh pada pirolisis dengan katalis 4 % sebesar 2,7. Sedangkan pH bio oil maksimum diperoleh pada pirolisis dengan katalis 1 % yaitu sebesar 3,2. pH bio oil yang diperoleh pada penelitian ini diperkirakan dipengaruhi oleh komponen asam pada bio oil. Bio oil yang dihasilkan dari pirolisis tanpa katalis memiliki kandungan asam sebesar 7,74 % dan menurun pada pirolisis dengan penambahan katalis 1 % menjadi 3,41 %. Hal tersebut diperkirakan mempengaruhi nilai pH bio oil yang diperoleh. Keasaman bio oil disebabkan oleh keberadaan asam organik yang terdapat pada bio oil (Chong, dkk., 2019). Pada penelitian ini pH minimum diperoleh dari pirolisis dengan penambahan katalis 4 % sebesar 2,7 diperkirakan karena kandungan asam. Dari tabel 4.2 dapat dilihat bahwa bio oil dari pirolisis 4 % katalis selain mengandung senyawa asam organik yang dapat mempengaruhi pH juga mengandung ester yang cukup tinggi. Hasil kromatogram uji GC- MS untuk bio oil dari pirolisis dengan penambahan katalis 4 % dapat dilihat bahwa ester yang terkandung tersebut berikatan juga dengan kandungan asam lainnya seperti senyawa
2.6
Dodecanoic acid, 1,2,3-propenyl ester (CAS) Glyceryl tridodecanoate. Nilai pH bio oil cukup asam dalam kisaran 2,5-3 (Easterly, 2002). Nilai pH bio oil seharusnya mendekati pH diesel agar lebih mendakati standar bahan bakar, yaitu sebesar 5.
Apabila tingkat keasaman bio oil terlalu tinggi, produk cair tersebut akan memiliki sifat korosif sehingga tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar (Purwanto, dkk., 2012). Derajat keasaman bio oil disebabkan adanya kandungan asam organik seperti asam asetat dan fenol yang dihasilkan pada proses pirolisis (Wibowo, 2016) yang terbentuk dari selulosa dan lignin serta zat ekstraktif yang bersifat asam (Wibowo dan Djeni, 2015). Salah satu kualitas bio oil yang baik sebagai bahan bakar adalah memiliki pH yang tinggi (Cai, dkk.,2018).
4.5 PENGARUH KATALIS NaCl PADA VISKOSITAS BIO OIL
Pengujian viskositas bio-oil hasil pirolisis pelepah kelapa sawit dilakukan menggunakan alat Viskosimeter Ostwald. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui nilai kekentalan dari bio oil yang dihasilkan dari penelitian ini. Gambar 4.7 menunjukkan grafik pengaruh katalis NaCl pada pirolisis terhadap viskositas bio-oil yang dihasilkan.
Gambar 4.7 Pengaruh Katalis NaCl Terhadap Viskositas Bio Oil
Gambar 4.7 menunjukkan nilai viskositas cenderung menurun seiring dengan bertambahnya jumlah katalis yang ditambahkan pada pirolisis. Gambar 4.7 menunjukan nilai viskositas bio oil maksimum diperoleh dari pirolisis dengan katalis
1.96
1 % sebesar 2,1219 mm2/s. Viskositas bio oil minimum diperoleh pada pirolisis dengan katalis 5 % nilai viskositas yang diperoleh sebesar 1,9683 mm2/s. Viskositas yang diperoleh pada penelitian ini cenderung menurun diperkirakan karena pengaruh komponen yang terkandung dalam bio oil yang berbeda-beda pada masing-masing run.
Viskositas standar untuk diesel fuel berdasarkan ASTM D-975 yakni 2 – 5 mm2/s.
Pada Gambar 4.5, viskositas yang diperoleh sesuai dengan standar diesel fuel yaitu pada run 2, 3, 4, dan 5. Viskositas bio oil dipengaruhi oleh adanya senyawa-senyawa dengan berat molekul tinggi (Wibowo, dkk., 2017). Pada penelitian ini bio oil yang dihasilkan mengandung beberapa senyawa dengan berat molekul yang cukup tinggi seperti asam organik diantaranya 9-Octadecenoic acid, 12-(acetyloxy)-, methyl ester dengan berat molekul 354,52 g/ml.
4.6 PENGARUH KATALIS NaCl PADA NILAI KALOR BIO OIL
Nilai kalor adalah kandungan energi yang dilepaskan saat bahan dibakar. Pada penelitian ini, nilai kalor dari bio oil ditentukan untuk mengetahui potensi bio oil menjadi bahan bakar cair. Bio oil yang diperoleh pada penelitian ini di treatment dengan menguapkan kandungan air lalu ditambah dengan etanol. Untuk dapat menggunakan cairan pirolisis secara langsung (dibakar langsung), harus dipisahkan antara cuka kayu (kandungan air) dan fase minyaknya. Meskipun sudah dipisahkan dengan cuka kayu, bio oil masih mengandung air sekitar 15–20% yang berikatan dengan senyawa kimia lainnya yang menyebabkan kemampuan terbakarnya termasuk kategori lambat dibandingkan dengan bahan bakar bensin (Wibowo dan Djeni, 2015).
Kualitas bio oil seperti keasaman, volatilitas, dan nilai kalor dapat diperbaiki dengan mencampurkan bahan aditif polar seperti etanol (Stamatov, dkk., 2006). Etanol yang ditambahkan pada bio oil berfungsi untuk memperbaiki atomisasi yang lemah (Wibowo dan Djeni, 2015). Etanol memiliki nilai kalor sebesar 26,8 MJ/kg (McCormick, 2001). Nilai kalor bio oil yang diperoleh pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.6.
Gambar 4.8 Pengaruh Katalis Terhadap Nilai Kalor Bio Oil
Gambar 4.8 menunjukkan nilai kalor bio-oil mengalami fluktuasi dengan bertambahnya persen katalis pada pirolisis. Nilai kalor bio oil maksimum diperoleh dari pirolisis dengan katalis 1 % sebesar 33,6994 MJ/kg sedangkan nilai kalor bio oil minimum diperoleh pada pirolisis dengan katalis 4 % nilai kalor yang diperoleh sebesar 19,0474 MJ/kg. Nilai kalor minimum dari pirolisis dengan 4 % katalis diperkirakan karena kandungan bio oil. Salah satu senyawa yang mudah terbakar yang terkandung pada bio oil yaitu fenol. Tabel 4.2 menunjukkan bahwa pada penambahan katalis 0 % dan 4 % senyawa fenol relatif rendah dibandingkan dengan variasi katalis yang lain. Selain itu, hasil kromatogram uji GC-MS dapat dilihat bahwa terdapat beberapa % area yang tidak terdeteksi nama senyawanya. Hal tersebut diduga menjadi pengaruh nilai kalor menjadi rendah untuk bio oil dari pirolisis tanpa katalis dan dengan katalis 4 %. Kualitas suatu bio oil biasanya ditentukan dengan nilai kalor. Nilai kalor menjadi salah satu acuan layak atau tidak suatu bio oil sebagai pengganti bahan bakar.
Standar nilai kalor berdasarkan ASTM D-975 untuk diesel fuel yakni sebesar42,640 MJ/kg, sedangkan menurut Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi, nilai kalor standar untuk Industrial Fuel Oil (IFO) minimal adalah 41,870 MJ/kg.
Berdasarkan hasil uji nilai kalor bio oil dari penelitian ini belum mencapai standar ASTMD-975 maupun standar Keputusan Jenderal Minyak dan Gas Bumi. Pada penelitian yang dilakukan oleh (Zhao dan Bao, 2016) bio oil yang diperoleh dari pirolisis tanpa katalis memiliki nilai kalor sebesar 25,77 MJ/kg dan meningkat dengan
0
penambahan katalis sampai pada penambahan katalis 3 % menjadi 27,09 MJ/kg lalu menurun dengan penambahan katalis 4 dan 5 %. Ditinjau dari pengelompokan senyawa yang dikandung bio oil hasil penelitiannya bahwa komponen yang mudah terbakar yang menjadi pemicu nilai kalor adalah fenol, alkohol, aldehid, furan dan keton. Pirolisis yang dilakukan oleh (Zhao dan Bao, 2016) berlangsung pada suhu 550
oC dan laju gas N2 300 ml/menit. Pada penelelitian ini, proses pirolisis dimulai dari suhu 30 oC hingga mencapai suhu 550 oC dan tanpa menggunakan gas N2. Jika pirolisis dijalankan langsung pada suhu tinggi maka proses perengkahan akan lebih cepat terjadi dan diperoleh yield bio oil yang tinggi dengan kandungan bio oil dengan berat molekul yang rendah dan diperkirakan komponen hidrokarbon akan terbentuk.
4.7 PENGARUH KATALIS NaCl TERHADAP KOMPONEN BIO OIL DENGAN ANALISA GC-MS
Analisa GC-MS dilakukan untuk mengetahui komponen kimia yang terkandung di dalam bio oil. Kadar komponen kimia ditunjukan dengan % area. Komponen yang terdeteksi GC-MS pada bio oil yang dihasilkan dari pirolisis tanpa katalis, dengan katalis 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, dan 5 % masing-masing terdapat 50 peak. Gambar 4.8 sampai dengan Gambar 4.13 menunjukkan hasil kromatogram analisis GC-MS bio oil.
Gambar 4.9 Kromatogram Komponen Bio Oil dari Pirolisis Tanpa Katalis
Gambar 4.10 Kromatogram Komponen Bio Oil dari Pirolisis dengan Katalis 1 %
Gambar 4.11 Kromatogram Komponen Bio Oil dari Pirolisis dengan Katalis 2 %
Gambar 4.12 Kromatogram Komponen Bio Oil dari Pirolisis dengan Katalis 3 %
Gambar 4.13 Kromatogram Komponen Bio Oil dari Pirolisis dengan Katalis 4 %
Gambar 4.14 Kromatogram Komponen Bio Oil dari Pirolisis dengan Katalis 5 %
Persentase area senyawa yang terkandung dalam bio oil yang telah dikelompokkan ditunjukkan pada tabel 4.2 berikut.
Tabel 4.2 Persentase Area Komponen Bio Oil
Komponen
Tabel 4.2 menunjukkan persentase area komponen bio oil yang diperoleh dari pirolisis tanpa dan dengan katalis. Komponen tertinggi yang dikandung bio oil dari masing-masing run yaitu senyawa fenol. Senyawa fenol maksimum diperoleh dari pirolisis dengan katalis 1 % sebesar 25,55 % dan minimum diperoleh dari pirolisis tanpa katalis yaitu 21,13 %. Fenol merupakan salah satu komponen utama penyusun bio-oil bersamaan dengan senyawa fenolik lainnya (Afiqah, 2017). Kandungan fenol dalam cairan hasil pirolisis dipengaruhi oleh kandungan lignin bahan dan suhu pirolisis (Girard, 1992). Lignin pada dasarnya adalah suatu senyawa yang sangat stabil dan sukar dipisahkan, sehingga baru akan terurai pada suhu tinggi seperti pada proses pirolisis suhu 400-900 oC (Djatmiko, dkk., 1985). Selain fenol komponen organik yang terkandung dalam bio oil yaitu alkohol, asam organik dan senyawa karbonil seperti keton, dan aldehid yang merupakan turunan lignin lainnya (Diebold, 1997).
Karakteristik tersebut menjadikan bio-oil sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan (Hambali, dkk., 2007).
Keberadaan Na+ pada katalis NaCl dapat meningkatkan pemecahan beberapa ikatan dalam cincin pyranose untuk terdekomposisi menjadi produk yang lebih kecil seperti fenol dan alkohol (Zhao dan Bao, 2016). Pada penelitian ini kandungan fenol meningkat dari pirolisis tanpa katalis dan dengan menggunakan katalis. Hal tersebut menunjukkan bahwa katalis NaCl berpengaruh terhadap pemecahan struktur lignoselulosa kelapa sawit menjadi molekul yang lebih sederhana.
Hasil penelitian yang dilakukan (Zhao dan Bao, 2016) bahwa kandungan bio oil dari sekam padi yang diperolehnya dari pirolisis tanpa dan dengan katalis bahwa fenol, alkohol, dan furan meningkat. Hal tersebut diperkirakan peran katalis dalam pirolisis yang membantu mempercepat pemecahan struktur lignoselulosa.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian yang telah dilakukan adalah:
1. Katalis pada pirolisis mempengaruhi banyaknya bio oil yang dihasilkan, penambahan jumlah katalis yang optimum dapat meningkatkan bio oil yang dihasilkan sehingga yield bio oil meningkat.
2. Volume bio oil maksimum diperoleh dari pirolisis dengan katalis 5 % sebesar 57 ml.
3. pH bio oil tertinggi diperoleh dari pirolisis dengan katalis 1 % yaitu sebesar 3,2 sedangkan tanpa katalis pH bio oil sebesar 2,9.
4. Penggunaan katalis berpengaruh pada densitas bio oil yang dihasilkan, pada pirolisis tanpa katalis densitas bio oil sebesar 1,1923 g/ml dan cenderung menurun seiring jumlah katalis yang ditambahkan seperti pada pirolisis dengan katalis 5 % densitas bio oil yang diperoleh sebesar 1,1587 g/ml.
5. Nilai kalor maksimum diperoleh dari pirolisis dengan penambahan katalis 1
% yaitu sebesar 33,6994 MJ/kg dan minimum diperoleh dari pirolisis dengan 4 % katalis sebesar 19,0474 MJ/kg.
6. Komponen utama penyusun bio oil yaitu fenol maksimum diperoleh daripirolisis dengan katalis 1 % sebesar 25,55 %.
5.2 SARAN
Saran yang dapat diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah:
1. Melakukan pirolisis langsung pada suhu tinggi misalnya 600 oC untuk melihat pengaruh karakterisasi bio oil yang dihasilkan dibandingkan dengan pirolisis yang dilakukan pada suhu 30 oC hingga mencapai 550 oC.
2. Melakukan pirolisis dengan penggunaan gas N2 untuk mempelajari pengaruhnya terhadap proses pirolisis.
DAFTAR PUSTAKA
Abnisa, F., Arami-Niya, A., Daud, W. M. A. W., dan Sahu, J. N. 2013.
Characterization of Bio-oil and Bio-char from Pyrolysis of Palm Oil Wastes.
Bioenergy Research, 6(2), pp: 830 – 840.
., ., , ., dan Noor, I M.
2013. Utilization of oil palm tree residues to produce bio-oil and bio-char via pyrolysis. Energy Conversion and Management, 76, pp: 1073 – 1082.
Adjaye, J. D., Katikaneni, S. P. R., dan Bakhshi, N. N. 1996. Catalytic conversion of a biofuel to hydrocarbons: Effect of mixtures of HZSM-5 and silica-alumina catalystson product distribution. Fuel Processing Technology, 48(2), pp: 115 – 143.
Afiqah, N. 2017. Conventional and Microwave Pyrolysis of Empty Fruit Bunch and Rice Husk Pellets. Thesis. Department of Chemical and Biological Engineering.
Afiqah, N. 2017. Conventional and Microwave Pyrolysis of Empty Fruit Bunch and Rice Husk Pellets. Thesis. Department of Chemical and Biological Engineering.