INV04 Pemanfaatan Limbah Biomassa Pertan

(1)

Khairurrijal*, Mikrajuddin Abdullah, Ferry Iskandar, Memoria Rosi, Masturi Abstrak

Biomassa pertanian, yang berupa tangkai sisa, jerami, sekam, kulit kacang-kacangan atau biji-bijian, kayu limbah, daun, dan akar, sangat besar jumlahnya setiap tahun. Karena tersedia melimpah dan terbarukan,biomassa menjadi sumber daya yang penting. Melalui reaksi biokimia maupun termokimia, selain dapat diubah menjadi sejumlah besar energi, biomassa dapat juga sebagai sumber bahan mentah yang sangat menarik untuk kegiatan usaha produktif tingkat komunitas maupun industri skala besar. Beberapa contoh penggunaan biomassa sebagai sumber bahan mentah bagi bahan fungsional untuk perlengkapan rumah dan absorben utk pemurnian cairan dan gas.

Kata-kata kunci:

 140 milyar metrik ton

biomassa yang dihasilkan secara global setiap tahun.

 Biomassa: tangkai sisa, jerami,

sekam, kulit kacang atau biji, kayu limbah, daun, dan akar.

 Melalui reaksi biokimia maupun termokimia,

biomassa dapat diubah menjadi energi.

 Biomassa dapat juga sebagai sumber bahan mentah

yang sangat menarik untuk kegiatan usaha tingkat komunitas maupun industri skala besar.

(2)

 Saat ini biomassa dibiarkan membusuk atau dibakar secara terbuka.

 Kerugian pembusukan: pelepasan

gas metan ke udara terbuka dan leachate.

 Pembakaraan langsung

mengakibatkan polusi udara yang mengancam kesehatan manusia dan ekologis.

http://new.kidlabels.com

http://www.realscience.org.u k/science-discussion-climate-change-clouds.html

http://lib.bioinfo.pl/blid:1742

Memaparkan beberapa contoh penggunaan biomassa sebagai sumber bahan mentah bagi

 pembuatan absorben untuk pemurnian cairan

dan gas

 pembuatan bahan fungsional untuk

(3)

 Karbon aktif, yang juga dikenal sebagai karbon berpori, adalah bentuk karbon yang diaktifkan oleh proses oksidasi terkontrol untuk membentuk

struktur karbon berpori.

http://www.igcl.com/php/ac tivated_carbon.php

 Ukuran pori sangat

bervariasi, retakan tampak hingga void molekular, dan menyebabkan luas

permukaan sangat besar.

 5 gram karbon aktif memiliki

permukaan seluas lapangan bola!

 Karbon aktif (karbon

berpori) mengadsorb

(4)

 3 bentuk umum karbon aktif:

 Granular partikel bentuk ireguler berukuran 0,2-5 mm.

 Tepung partikel berukuran kurang dari 0,2 mm.

 Pelet partikel bentuk silinder berdiameter 0,8-5 mm.

 Struktur pori

 Mikropori; jejari < 1 nm

 Mesopori; jejari 1-25 nm

 Makropori; jejari > 25 nm

M. Rosi, dkk., J. Nanosains Nanotek, Edisi Khusus, hh. 26-28 (2009)

www.china.com.cn

 Mikropori paling efektif

untuk menjebak molekul-molekul kecil dalam aplikasi fase gas atau cairan.

 Mesopori paling cocok untuk

mengadsorp molekul-molekul besar seperti molekul-molekul warna.

(5)

 Metoda aktivasi fisika (1)

[M. Rosi, M. Abdullah, dan Khairurrijal, J. Nanosains Nanotek., Edisi Khusus, hh. 26-28 (2009)].

 Alat: tungku dan pengontrol suhu

 Bahan mentah: limbah pertanian (tempurung)

 Langkah utama:

 1. Dehidrasi untuk membuang air dari

tempurung (yang telah dipotong-potong)

 2. Karbonisasi (pirolisis) untuk menghasilkan

arang karbon. Bentuk ukuran sama.

 3. Aktivasi arang dengan uap air untuk

menghasilkan pori

 Metoda aktivasi fisika (2)

 Reaksi Air-Gas:

C + H2O -> CO + H2 -175,440 kJ/(kg mol)

 Reaksi ini endotermik, temperatur dijaga dengan

pembakaran parsial dari CO and H2 yang terbentuk

 2CO + O2 -> 2CO2 +393,790 kJ/(kg mol)

 2H2 + O2 -> 2H2O +396,650 kJ/(kg mol)

 Udara ditambahkan proporsional sedemikian

(6)

 Metoda aktivasi kimia (1)

[M. Rosi, M. P. Ekaputra, F. Iskandar, M. Abdullah, and Khairurrijal, AIP Conf. Proc. Vol. 1325, hh. 86-89 (2010)].

 Alat: tungku dan pengontrol suhu

 Bahan mentah: limbah pertanian (tempurung)

 Langkah utama:

 1. Dehidrasi untuk membuang air dari

tempurung (yang telah dipotong-potong)

 2. Karbonisasi (pirolisis) untuk menghasilkan

arang karbon. Bentuk ukuran sama.

 3. Aktivasi arang dengan bahan kimia (NaOH,

H3PO4, ZnCl2) untuk menghasilkan pori

 Metoda aktivasi kimia (2)

(7)

[1. Masturi, M. Abdullah, and Khairurrijal , J. Mater. Cycles Waste Manag , Vol. 13, hh. 225-231 (2011).

2. Masturi, A. P. Swardhani, E. Sustini, M. Bukit, Mora,

Khairurrijal, and M. Abdullah, AIP Conf. Proc. Vol. 1284, hh. 59-63 (2010)].

 Alat: Cetakan, pemanas

 Bahan:

 limbah pertanian (daun, sekam)

 polivinil asetat (PVAc) sebagai perekat

 nanopartikel silika sebagai pengisi

 Langkah utama:

 1. Keringkan limbah dan blender menjadi tepung.

 2. Larutkan PVAc dalam air.

 3. Campurkan tepung, silika dan larutan.

 4. Masukkan ke dalam cetakanhot-press

(8)

Khairurrijal*

Kelompok Keahlian Fisika Material Elektronik

Fakultas Matematika dan Ilmupengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganeca 10 Bandung 40132

email: [email protected]

Ferry Iskandar

Memoria Rosi

Masturi