PENGARUH SUHU DAN WAKTU PIROLISIS, SERTA TINGGI PELET TERHADAP PEMBUATAN BIO-OIL BERBAHAN BAKU PELET TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT SKRIPSI.

PENGARUH SUHU DAN WAKTU PIROLISIS, SERTA TINGGI PELET TERHADAP PEMBUATAN BIO-OIL BERBAHAN BAKU PELET TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT. SKRIPSI. Oleh MUHAMMAD TEJA HASMAR 150405066. DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JANUARI 2020. UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

PENGARUH SUHU DAN WAKTU PIROLISIS, SERTA TINGGI PELET TERHADAP PEMBUATAN BIO-OIL BERBAHAN BAKU PELET TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT. SKRIPSI. Oleh MUHAMMAD TEJA HASMAR 150405066. SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK. DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JANUARI 2020 2 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI. Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:. PENGARUH SUHU DAN WAKTU PIROLISIS, SERTA TINGGI PELET TERHADAP PEMBUATAN BIO-OIL BERBAHAN BAKU PELET TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT. dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya. Apabila di kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.. Medan,. Januari 2020. Muhammad Teja Hasmar NIM. 150405066. ii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI Skripsi dengan judul :. PENGARUH SUHU DAN WAKTU PIROLISIS, SERTA TINGGI PELET TERHADAP PEMBUATAN BIO-OIL BERBAHAN BAKU PELET TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT. dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian skripsi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.. Mengetahui,. Medan,. Desember 2019. Koordinator Skripsi. Dosen Pembimbing. Ir. Bambang Trisakti, M.T. NIP. 19660925 199103 1 003. Prof. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si NIP. 19680820 199501 1 001. iii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

LEMBAR PERSETUJUAN Tim Penguji menyetujui perbaikan skripsi:. Nama. : Muhammad Teja Hasmar. NIM. : 150405066. Judul : Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis, serta Tinggi Pelet terhadap Pembuatan Bio-oil Berbahan Baku Pelet Tandan Kosong Kelapa Sawit. yang telah diperbaiki sesuai saran dari Tim Penguji.. Pembimbing. Prof. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si NIP. 196808201995011001. (. ). (. ). (. ). Dosen Penguji I. Ir. Bambang Trisakti, M.T. NIP. 196609251991031003. Dosen Penguji II. Ir. Erni Misran, S.T., M.T., Ph.D NIP. 197309132000032001. iv UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

PRAKATA. Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan kasih dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan. Skripsi. dengan. judul. “PENGARUH. SUHU DAN. WAKTU. PIROLISIS, SERTA TINGGI PELET TERHADAP PEMBUATAN BIO-OIL BERBAHAN BAKU PELET TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Laboratorium Ekologi, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada : 1.. Ibu Ir. Maya Sarah, S.T., M.T., Ph.D., IPM selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.. 2.. Bapak Prof. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Dosen Pembimbing Penelitian yang telah memberikan pengarahan dan masukan selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.. 3.. Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.T. selaku Koordinator Penelitian sekaligus Dosen Penguji I yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.. 4.. Ibu Ir. Erni Misran, S.T., M.T., Ph.D. selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.. 5.. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik Kimia.. 6.. Keluarga tercinta, Alm. Abah Hasbullah Zakaria dan Ibunda Sumarni beserta ketiga abang penulis, yakni Iqbal Palawa, Bayu Hasteza dan Muammarsyah yang selalu memberikan motivasi juga dukungan moril maupun materil serta do’a yang tulus kepada penulis.. 7.. Rekan-rekan Tugas Rancangan Pabrik dan Kerja Praktek, Rizal, Raja, Iqbal, Delfa, Putri, Tita dan Fitri yang telah membantu penulis dan menjadi teman-. v UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

teman yang sangat baik dalam melewati dua tahapan seminar akhir menuju sidang sarjana. 8.. Rekan-rekan seperjuangan di Laboratorium Ekologi, Irvan, Iqbal, Raja, Naufal Azzam, Rizal, Azka dan Desi yang telah memberikan dukungan dan semangat dan menemani penulis dalam menyelesaikan penelitian.. 9.. Sahabat Wisuda Bareng yaitu Eldhien, Rama Dhoni, Anwar, Tito, Faisal, Fadhlan, Raja, Azzam, Delfa, Iqbal, Rizal yang telah menemani dan membantu penulis dalam melewati suka dan duka selama menjalani perkuliahan di Teknik Kimia USU.. 10. Abang senior 2014 yaitu Bang Agung, Bang Anshori dan Bang Haikel yang telah memberikan arahan dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan skripsi ini. 11. Sahabat penulis Tessar dan Fajar yang selalu memberikan kritik dan masukan agar penulis dapat menyelesaikan perkuliahan dengan baik. 12. Nanda Nurlina Harahap, yang selalu memberikan bantuan, semangat dan do’a kepada penulis juga menjadi teman bertukar cerita dalam segala hal termasuk penyelesaian penelitian dan skripsi ini. 13. Rekan-rekan seperjuangan di Stambuk 2015 yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada penulis dalam mengerjakan skripsi ini. 14. Adik-adik Stambuk 2016, 2017 dan 2018 yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada penulis dalam mengerjakan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.. Medan, 01 Desember 2019 Penulis. Muhammad Teja Hasmar. vi UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

DEDIKASI Skripsi ini saya persembahkan untuk : Abah & Mama yang kucinta Alm. Abah H. Hasbullah Zakaria & Ibunda Hj. Sumarni Kepada dua insan yang bahagiaku, surga mereka dan piluku, duka mereka Tak perduli hari masih berselimutkan kabut dan embun pagi yang dingin menusuk tulang belakang Kalian sudah siap untuk melangkah, mencari nafkah demi kami, keempat anakmu yang Allah kehendaki tumbuhnya berasal dari tetes keringatmu Selalu terbesit, ketika kepolosanku masih mengudara, nasihatmu terdengar riuh di telinga Namun kini, nasihat-nasihat itulah yang kupegang erat dalam menjalani hidup ini Kini, satu langkah besar sudah kuselesaikan, abah..mama.. Tak mungkin bisa tanpa do’a yang selalu kalian panjatkan Terima kasih Yaa Allah.. Kau jadikan mereka, orang tua ku. vii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

RIWAYAT HIDUP PENULIS. Nama: Muhammad Teja Hasmar NIM: 150405066 Tempat/Tgl. Lahir: Lhokseumawe/13 Juli 1996 Nama Orang Tua: Alm. Hasbullah Zakaria & Sumarni Alamat Orang Tua: Jl. Bunga Melur IV No.6, Kota Medan Asal Sekolah : . TK Yayasan Pendidikan Arun, tahun 2000 - 2002. . SD Negeri 1 Lhokseumawe, tahun 2002 - 2004. . SD Negeri Percobaan Medan, tahun 2004 - 2008. . SMP Swasta Harapan 2 Medan, tahun 2008 - 2011. . SMA Swasta Darussalam Medan, tahun 2011 - 2012. . SMA Negeri 1 Anyer, tahun 2012 - 2014. Pengalaman Organisasi/Kerja: 1. Kepala Bidang Hubungan Keluar Instansi & Alumni HIMATEK (Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia) Fakultas Teknik USU periode 2018/2019. 2. Kepala Bidang Hubungan Masyarakat “CSG” (Himpunan Mahasiswa Muslim Departemen “Covalen Study Group”) Teknik Kimia USU periode 2017/2018. 3. Anggota UKM (Unit Kegiatan Mahasiswa) BIOGAS-USU 2017/2019 4. Kerja Praktek di PT. Pupuk Iskandar Muda, Lhokseumawe pada Desember 2018. Prestasi akademik/non-akademik yang telah dicapai: 1. Delegasi USU pada UI Youth Environmental Action di Universitas Indonesia tahun 2017. 2. Finalis Lomba Karya Tulis Ilmiah Green Chemistry di Universitas Padjadjaran tahun 2017.. viii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis, serta Tinggi Pelet Terhadap Pembuatan Bio-oil Berbahan Baku Pelet Tandan Kosong Kelapa Sawit ABSTRAK Bio-oil adalah senyawa polar yang dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar fosil cair dalam beberapa aplikasi. Bio-oil dapat dibakar dalam mesin diesel, boiler dan turbin untuk pembangkit listrik. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh konversi Pelet TKKS menjadi bio-oil melalui proses pirolisis. Tujuan khusus dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan dan menganalisis data pengaruh tinggi pelet, suhu dan waktu pirolisis terhadap produksi bio-oil. Metodologi penelitian meliputi karakterisasi bahan baku, pirolisis dan pengujan biochar maupun bio-oil melalui beberapa analisa. Variabel tetap adalah massa pelet (100 gram), variabel berubah adalah suhu pirolisis, yaitu : 300 oC ,400 oC dan 500 oC, waktu pirolisis, yaitu : 15 menit, 30 menit, 45 menit, 60 menit, 80 menit dan 100 menit dan tinggi pelet yaitu 1 cm, 2 cm, 3 cm dan 4 cm. Pengujian yang dilakukan terhadap biochar adalah analisa moisture content, volatile matter content, kadar abu dan fixed carbon. Sementara pengujian yang dilakukan terhadap bio-oil adalah analisa yield, densitas, viskositas, nilai kalor menggunakan alat bomb calorimeter dan analisa komponen menggunakan GC-MS. Hasil yield bio-oil tertinggi adalah 31,52 % dan terendah adalah 6,62 %. Nilai moisture content biochar tertinggi adalah 2,97 % dan terendah adalah 0,99 %. Nilai volatile matter content biochar tertinggi adalah 27 % dan terendah adalah 9,65 %. Nilai kadar abu biochar tertinggi adalah 24,54 % dan terendah adalah 3,85 %. Nilai fixed carbon biochar tertinggi adalah 71,93 % dan terendah adalah 63,87 %. Nilai densitas bio-oil yang paling banyak sesuai dengan rentang 0,815 - 0,870 g/ml terdapat pada tinggi pelet 1 cm dan suhu pirolisis 400 °C pada variasi waktu pirolisis 45, 60, 80 dan 100 menit dengan nilai densitas berurutan 0,827 g/ml, 0,834 g/ml, 0,845 g/ml dan 0,847 g/ml. Nilai viskositas bio-oil yang paling banyak sesuai dengan rentang 2 - 5 cSt terdapat pada tinggi pelet 4 cm dan waktu pirolisis 80 menit pada variasi suhu 400 °C dan 500 °C dengan nilai viskositas berurutan 2,047 cSt dan 2,014 cSt. Nilai kalor bio-oil tertinggi adalah 42,856 MJ/kg dan terendah 20,878 MJ/kg. Hasil analisa komponen bio-oil pada suhu pirolisis 500 °C, waktu 100 menit dan tinggi pelet 1 cm menunjukkan bahwa bio-oil banyak mengandung hidrokarbon fraksi berat (C14 – C19) sebesar 60,87 % sesuai dengan spesifikasi pada bahan bakar jenis diesel. Kata kunci: biomassa, TKKS, pelet, pirolisis, bio-oil. ix UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Effect of Pyrolysis Temperature and Time and Pellet Height on the Production of Bio-oil Made from Palm Oil Empty Fruit Bunch Pellets ABSTRACT Bio-oil is a polar compound that can be used as a substitute for liquid fossil fuels in several applications. Bio-oil can be burned in diesel engines, boilers and turbines for electricity generation. This study aims to obtain the conversion of OPEFB pellets into bio-oil through the pyrolysis process. The specific purpose of this research is to obtain and analyze data on the influence of pellet height, temperature and pyrolysis time on bio-oil production. The research methodology includes the characterization of raw materials, pyrolysis and biochar rationing and bio-oil through several analyzes. The fixed variable is the pellet mass (100 grams), the changing variable is the pyrolysis temperature, namely: 300 oC, 400 oC and 500 oC, pyrolysis time, namely: 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, 60 minutes, 80 minutes and 100 minutes and pellet height is 1 cm, 2 cm, 3 cm and 4 cm. Tests carried out on biochar are analysis of moisture content, volatile matter content, ash content and fixed carbon. While testing carried out on bio-oil is an analysis of yield, density, viscosity, heating value using a bomb calorimeter and component analysis using GC-MS. The highest bio-oil yield was 31.52% and the lowest was 6.62%. The highest value of biochar moisture content is 2.97% and the lowest is 0.99%. The highest value of biochar volatile matter content is 27% and the lowest is 9.65%. The highest value of biochar ash content was 24.54% and the lowest was 3.85%. The highest fixed carbon biochar value was 71.93% and the lowest was 63.87%. The highest bio-oil density values according to the range 0.815 - 0.870 g / ml are found at pellet height of 1 cm and pyrolysis temperature at 400 ° C at pyrolysis time variations of 45, 60, 80 and 100 minutes with sequential density values of 0.827 g / ml, 0.834 g / ml, 0.845 g / ml and 0.847 g / ml. The highest value of bio-oil viscosity according to the range of 2-5 cSt was at 4 cm pellet height and pyrolysis time 80 minutes at temperature variations of 400 ° C and 500 ° C with sequential viscosity values of 2,047 cSt and 2,014 cSt. The highest calorific value bio-oil was 42,876 MJ/kg and the lowest was 20,878 MJ/kg. The results of the analysis of the bio-oil component at 500 ° C pyrolysis temperature, 100 minutes time and 1 cm pellet height showed that the bio-oil contained a lot of heavy fraction hydrocarbons (C14 - C19) of 60.87% according to the specifications on diesel type fuels. Keywords: biomass, OPEFB, pellets, pyrolysis, bio-oil. x UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI. ii. PENGESAHAN SKRIPSI. iii. LEMBAR PERSETUJUAN. iv. PRAKATA. v. DEDIKASI. vii. RIWAYAT HIDUP PENULIS. viii. ABSTRAK. ix. ABSTRACT. x. DAFTAR ISI. xi. DAFTAR GAMBAR. xiv. DAFTAR TABEL. xviii. DAFTAR LAMPIRAN. xx. DAFTAR SINGKATAN. xxii. DAFTAR SIMBOL. xxiii. BAB I. BAB II. PENDAHULUAN. 1. 1.1 LATAR BELAKANG. 1. 1.2 RUMUSAN MASALAH. 3. 1.3 TUJUAN PENELITIAN. 3. 1.4 MANFAAT PENELITIAN. 3. 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN. 3. TINJAUAN PUSTAKA. 5. 2.1 KONSUMSI ENERGI DUNIA. 5. 2.2 TANAMAN KELAPA SAWIT. 7. 2.3 TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS). 8. 2.4 BIOMASSA. 11. 2.5 PELET. 11. 2.6 PIROLISIS. 12. 2.7 PRODUK PIROLISIS. 13. 2.7.1 Biochar. 13 xi UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

2.7.2 Bio-oil. 14. 2.7.3 Gas. 16. BAB III METODOLOGI PERCOBAAN. 17. 3.1 LOKASI. 17. 3.2 BAHAN DAN PERALATAN PENELITIAN. 17. 3.2.1 Bahan Penelitian. 17. ` 3.2.2 Peralatan Penelitian. 17. 3.3 RANCANGAN PERCOBAAN PENELITIAN. 18. 3.4 PROSEDUR PENELITIAN. 20. 3.4.1 Pirolisis Pelet TKKS. 20. 3.4.2 Analisa Yield Bio-oil. 21. 3.4.3 Analisa Moisture Content Biochar. 21. 3.4.4 Analisa Volatile Matter Content Biochar. 22. 3.4.5 Analisa Kadar Abu Biochar. 22. 3.4.6 Analisa Fixed Carbon Biochar. 23. 3.4.7 Analisa Densitas Bio-oil. 23. 3.4.8 Analisa Viskositas Bio-oil. 23. 3.4.9 Analisa Nilai Kalor Bio-oil. 24. 3.4.10 Analisa Gas Chromatography – Mass Spectrometry. 24. 3.5 FLOWCHART PENELITIAN. 25. 3.5.1 Flowchart Pirolisis Pelet TKKS. 25. 3.5.2 Flowchart Analisa Moisture Content Biochar. 26. 3.5.3 Flowchart Analisa Volatile Matter Content Biochar. 27. 3.5.4 Flowchart Analisa Kadar Abu Biochar. 28. 3.5.5 Flowchart Analisa Fixed Carbon Biochar. 29. 3.5.6 Flowchart Analisa Densitas Bio-oil. 30. 3.5.7 Flowchart Analisa Viskositas Bio-oil. 31. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. 32. DESAIN PABRIKASI DAN INSTALASI UNIT REAKTOR PIROLISIS. 32. 4.1.1 Desain Pabrikasi Unit Reaktor Pirolisis. 32. 4.1.2 Instalasi Unit Reaktor Pirolisis. 34. xii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

4.2. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP YIELD BIO-OIL. 4.3. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLIS TERHADAP MOISTURE CONTENT BIOCHAR. 4.4. 35. 39. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP VOLATILE MATTER CONTENT BIOCHAR. 4.5. 42. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP KADAR ABU BIOCHAR. 4.6. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP FIXED CARBON BIOCHAR. 4.7. 53. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP VISKOSITAS BIO-OIL. 4.9. 49. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP DENSITAS BIO-OIL. 4.8. 46. 56. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP NILAI KALOR BIO-OIL. 60. 4.10 ANALISIS KOMPONEN PADA BIO-OIL MENGGUNAKAN GC-MS (GASS CHROMATOGRAPHY – MASS SPECTROMETRY) BAB V. 64. KESIMPULAN DAN SARAN. 68. 5.1 KESIMPULAN. 68. 5.2 SARAN. 70. DAFTAR PUSTAKA. 71. xiii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). 9. Gambar 2.2. Tandan Kosong. 11. Gambar 2.3. Pelet TKKS. 11. Gambar 3.1. Unit Reaktor Pirolisis. 20. Gambar 3.2. Flowchart Pirolisis Pelet TKKS. 25. Gambar 3.3. Flowchart Analisa Moisture Content Biochar. 26. Gambar 3.4. Flowchart Analisa Volatile Matter Content Biochar. 27. Gambar 3.5. Flowchart Analisa Kadar Abu Biochar. 28. Gambar 3.6. Flowchart Analisa Fixed Carbon Biochar. 29. Gambar 3.7. Flowchart Analisa Densitas Bio-oil. 30. Gambar 3.8. Flowchart Analisa Viskositas Bio-oil. 31. Gambar 4.1. Desain Lengkap Unit Reaktor Pirolisis (a) Sketsa Unit Reaktor (b) Unit Reaktor. Gambar 4.2. 34. Yield Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Gambar 4.3. 36. Yield Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. Gambar 4.4. 36. Yield Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. Gambar 4.5. 37. Yield Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. Gambar 4.6. 37. Yield Bio-oil pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 500 °C dan Waktu 100 Menit. Gambar 4.7. 38. Moisture Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Gambar 4.8. Moisture Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. Gambar 4.9. 39. 39. Moisture Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. 40. xiv UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Gambar 4.10. Moisture Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. Gambar 4.11. Moisture Content Biochar pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 500 °C dan Waktu 100 Menit. Gambar 4.12. 40. 41. Volatile Matter Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Gambar 4.13. 43. Volatile Matter Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. Gambar 4.14. 43. Volatile Matter Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. Gambar 4.15. 44. Volatile Matter Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. Gambar 4.16. 44. Volatile Matter Content Biochar pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 500 °C dan Waktu 100 Menit. Gambar 4.17. Kadar Abu Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Gambar 4.18. 48. Fixed Carbon Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Gambar 4.23. 47. Kadar Abu Biochar pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 300 °C dan Waktu 15 Menit. Gambar 4.22. 47. Kadar Abu Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. Gambar 4.21. 46. Kadar Abu Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. Gambar 4.20. 46. Kadar Abu Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. Gambar 4.19. 45. 49. Fixed Carbon Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. 50. xv UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Gambar 4.24. Fixed Carbon Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. Gambar 4.25. Fixed Carbon Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. Gambar 4.26. 52. Densitas Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Gambar 4.28. 53. Densitas Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. Gambar 4.29. 53. Densitas Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. Gambar 4.30. 54. Densitas Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. Gambar 4.31. 54. Densitas Bio-oil pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 300 °C dan Waktu 80 Menit. Gambar 4.32. 56. Viskositas Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Gambar 4.33. 57. Viskositas Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. Gambar 4.34. 57. Viskositas Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. Gambar 4.35. 58. Viskositas Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. Gambar 4.36. 58. Viskositas Bio-oil pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 400 °C dan Waktu 80 Menit. Gambar 4.37. 59. Nilai Kalor Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Gambar 4.38. 60. Nilai Kalor Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. Gambar 4.39. 51. Fixed Carbon Biochar pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 300 °C dan Waktu 100 Menit. Gambar 4.27. 50. 61. Nilai Kalor Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. 61. xvi UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Gambar 4.40. Nilai Kalor Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. Gambar 4.41. 62. Nilai Kalor Bio-oil pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 500 °C dan Waktu 100 Menit. Gambar 4.42. 63. Kromatogram Hasil Analisis GC-MS pada Sampel Bio-oil (Tinggi Pelet TKKS 1 cm, Suhu Pirolisis 500 °C, Waktu Pirolisis 100 Menit). Gambar L3.1. 64. (a) Biochar ukuran 1 cm, (b) Biochar ukuran 2 cm, (c) Biochar ukuran 3 cm, (d) Biochar ukuran 4 cm dan (e) Bio-oil hasil kondensasi gas pirolisis. L3-1. Gambar L3.2. (a) Furnace (b) Oven dan (b) Neraca Digital. L3-2. Gambar L3.3. Bomb Calorimeter. L3-3. Gambar L3.4. Piknometer. L3-4. Gambar L3.5. Viskosimeter Ostwald. L3-4. Gambar L3.6. Gas Chromatography – Mass Spectrometry. L3-5. Gambar L4.1. Hasil Analisa Nilai Kalor Bio-oil. L4-5. Gambar L4.2. Hasil Analisa GC-MS Bio-oil. L4-7. xvii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

DAFTAR TABEL. Halaman Tabel 1.1 Data Penelitian Terdahulu Pembuatan Bio-oil, Bio-char dan Produk Gas. 2. Tabel 2.1 Jumlah Cadangan Minyak Dunia. 5. Tabel 2.2 Jumlah Produksi Minyak Dunia. 6. Tabel 2.3 Konsumsi Minyak Dunia. 6. Tabel 2.4 Konsumsi Energi Terbarukan Dunia. 6. Tabel 2.5 Data Perkembangan Distribusi Perkebunan Kelapa Sawit Indonesia 2013-2017. 7. Tabel 2.6 Perkembangan Luas Lahan, Produksi dan Produktivitas Kelapa Sawit Indonesia 2013-2017. 8. Tabel 2.7 Analisis Elemental dan Proximate dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Berdasarkan Basis Berat Kering. 9. Tabel 2.8 Komposisi Kimia dari TKKS Berdasarkan Basis Berat Kering. 10. Tabel 2.9 Jenis, Potensi dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit. 10. Tabel 2.10 Estimasi Produk CPO dan Limbah Sawit (ton/hari) untuk Masa Operasional 24 jam/hari. 10. Tabel 2.11 Nilai Bulk Density dan Heating Value dari Proses Densifikasi. 12. Tabel 2.12 Metode Pirolisis dan Variannya. 13. Tabel 2.13 Spesifikasi Standar Indonesia Arang Kayu SNI 01-6235-2000. 14. Tabel 2.14 Metode Standar Sifat-Sifat dari Produk Bio-oil. 15. Tabel 2.15 Karakteristik Bahan Bakar Diesel (Diesel Fuel). 15. Tabel 3.1 Rancangan Percobaan Penelitian. 18. Tabel 4.1 Detail Desain Unit Reaktor Pirolisis. 32. Tabel 4.2 Komponen Senyawa yang Terkandung pada Sampel Bio-oil (Tinggi Pelet TKKS 1 cm, Suhu Pirolisis 500 °C, Waktu Pirolisis 100 Menit). 65. Tabel 4.3 Persentase Berbagai Jenis Bahan Bakar pada Sampel Bio-oil Berdasarkan Rantai Karbon Tabel L1.1 Data Hasil Analisa Yield Bio-oil. 66 L1-1. xviii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tabel L1.2 Data Hasil Analisa Moisture Content Biochar. L1-4. Tabel L1.3 Data Hasil Analisa Volatile Matter Content Biochar. L1-7. Tabel L1.4 Data Hasil Analisa Kadar Abu Biochar. L1-10. Tabel L1.5 Data Hasil Analisa Fixed Carbon Biochar. L1-13. Tabel L1.6 Data Hasil Analisa Densitas Bio-oil. L1-16. Tabel L1.7 Data Hasil Analisa Viskositas Bio-oil. L1-19. Tabel L1.8 Data Hasil Analisa Nilai Kalor Bio-oil. L1-22. xix UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

DAFTAR LAMPIRAN. Halaman LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN. L1-1. L1.1. DATA HASIL ANALISA YIELD BIO-OIL. L1-1. L1.2. DATA HASIL ANALISA MOISTURE CONTENT BIOCHAR. L1.3. DATA HASIL ANALISA VOLATILE MATTER CONTENT BIOCHAR. L1.4. DATA HASIL ANALISA KADAR ABU BIOCHAR. L1.5. DATA HASIL ANALISA FIXED CARBON BIOCHAR. L1-4. L1-7 L1-10 L1-13. L1.6. DATA HASIL ANALISA DENSITAS BIO-OIL. L1-16. L1.7. DATA HASIL ANALISA VISKOSITAS BIO-OIL. L1-19. L1.8. DATA HASIL ANALISA NILAI KALOR BIO-OIL. L1-22. LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN L2.1. L2-1. CONTOH PERHITUNGAN ANALISA YIELD BIO-OIL. L2.2. L2-1. CONTOH PERHITUNGAN MOISTURE CONTENT BIOCHAR. L2.3. L2-1. CONTOH PERHITUNGAN ANALISA VOLATILE MATTER CONTENT BIOCHAR. L2.4. L2-2. CONTOH PERHITUNGAN KADAR ABU BIOCHAR. L2.5. L2-2. CONTOH PERHITUNGAN FIXED CARBON BIOCHAR. L2.6. L2-2. CONTOH PERHITUNGAN ANALISA DENSITAS BIO-OIL. L2.7. CONTOH. L2-3 PERHITUNGAN. VISKOSITAS BIO-OIL. ANALISA L2-3. xx UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

L2.8. PERHITUNGAN ANALISA NILAI KALOR. L2-4. BIO-OIL LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN. L3-1. L3.1. HASIL PIROLISIS BIOCHAR. L3-1. L3.2. ALAT ANALISA BIOCHAR. L3-2. L3.3. ALAT ANALISA NILAI KALOR BIO-OIL. L3-3. L3.4. ALAT ANALISA DENSITAS BIO-OIL. L3-4. L3.5. ALAT ANALISA VISKOSITAS BIO-OIL. L3-4. L3.6. ALAT ANALISA KOMPONEN BIO-OIL. L3-5. LAMPIRAN 4 HASIL PENGUJIAN LABORATORIUM. L4-1. L4.1. HASIL ANALISA NILAI KALOR BIO-OIL. L4-1. L4.2. HASIL ANALISA GC-MS BIO-OIL. L4-6. xxi UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

DAFTAR SINGKATAN. ASTM. American Society for Testing and Material. CPO. Crude Palm Oil. GC-MS. Gas Chromatography – Mass Spectrometry. Mtoe. Million tonnes of oil equivalent. PKS. Pabrik Kelapa Sawit. POME. Palm Oil Mill Effluent. TBS. Tandan Buah Segar. TKKS. Tandan Kosong Kelapa Sawit. SNI. Standar Nasional Indonesia. xxii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

DAFTAR SIMBOL. Simbol. Keterangan. Dimensi. 1. Massa jenis produk bio-oil. gram/ml. 2. Massa jenis air. gram/ml. μbio-oil. Kekentalan bio-oil. cSt. μair. Kekentalan air. cSt. Cv. Panas jenis bomb calorimeter. m. Massa produk bio-oil. Gram. m1. Massa bahan baku pelet. Gram. m2. Massa produk biochar. Gram. v. Volume produk bio-oil. Mililiter. T1. Suhu air pendingin sebelum penyalaan. °C. T2. Suhu air pendingin sesudah penyalaan. °C. t1. Waktu bio-oil mencapai batas bawah. Detik. t1. Waktu air mencapai batas bawah. Detik. kJ/kg°C. xxiii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Energi merupakan hal yang sangat penting untuk perngembangan peradaban. modern saat ini. Tercatat pada tahun 2011, 15 Terawatt (TW) energi telah dikonsumsi oleh kurang lebih 7 miliar orang di dunia. Pada tahun 2050, jumlah tersebut diperkirakan akan naik menjadi (Hossain et al., 2016). Berdasarkan asumsi pertumbuhan pendapatan domestik bruto sebesar 5,6% per tahun selama periode 2015-2050, kebutuhan energi nasional diprediksi akan mencapai 238,8 MTOE (Mega ton oil of equivalent) pada tahun 2025 (ESDM, 2013). Namun, dunia modern sekarang ini masih sangat bergantung pada bahan bakar fosil, yang mana cadangan bahan bakar fosil semakin menipis dan tidak dapat diperbaharui (Hossain et al., 2016). Oleh karena semakin menipisnya cadangan bahan bakar fossil sebagai sumber energi, sumber daya energi alternatif menawarkan solusi untuk menggantikan bahan bakar fosil. Salah satu energi alternatif yang dapat digunakan adalah bahan bakar dari biomassa. Energi biomassa adalah sumber energi yang berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif. Biomassa yang digunakan sebagai bahan bakar alternatif harus ramah lingkungan, mudah diperoleh, dan lebih ekonomis. Salah satu sumber biomassa yang berasal dari limbah alam adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) (Maryono et al., 2013). Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah padat industri kelapa sawit yang menjadi salah satu sumber biomassa berlimpah di Indonesia. TKKS mempunyai potensi untuk dikembangkan menjadi produk energi karena kaya akan komponen lignoselulosa (Zakaria et al., 2013). Konversi biomassa menjadi produk dan bahan bakar yang berguna dengan menggunakan teknologi pirolisis untuk menghasilkan bio-oil, biochar dan produk gas yang merupakan salah satu alternatif paling menjanjikan saat ini (Azizan et al., 2009). Beberapa peneliti terdahulu telah melaporkan hasil penelitian terkait pembuatan bio-oil, biochar dan produk gas yang disajikan pada Tabel 1.1. 1 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tabel 1.1 Data Penelitian Terdahulu Pembuatan Bio-oil, Biochar dan Produk Gas No. Peneliti. Judul Penelitian. Hasil Penelitian. 1. (Asadullah et al., 2007). Pengaruh Temperatur Terhadap Bio-oil Hasil Pirolisis Tandan Kosong Kelapa Sawit. Hasil terbaik diperoleh pada suhu 300 °C dengan yield sebesar 58 % dan pada suhu 400 °C diperoleh HHV tertinggi yaitu sebesar 23,37 MJ/Kg.. 2. (Shariff et al., 2014). Produksi dan Karakterisasi Biochar Dengan Pirolisis Lambat Buah Kelapa Sawit. Hasil biochar tertinggi diperoleh pada suhu 400 °C dengan 27,02 % berat diperoleh dari pirolisis lambat EFB dengan kadar abu 4,65 % berat.. 3. (Shafie et al., 2012). Pengaruh Temperatur Pirolisis Terhadap Kandungan dan Kapasitas Ketahanan Air pada Biochar. Variasi suhu yang digunakan adalah 300, 350, dan 400 °C. Yield biochar tertinggi diperoleh sebesar 21,5 % pada suhu pirolisis 300 ºC.. 4. (Sukiran et al., 2014). Pirolisis Tandan Kosong: Pengaruh Suhu Terhadap Hasil dan Komposisi Produk Gas. Yield gas tertinggi dan terendah adalah masing-masing 42,98 % dan 31,55% pada 600 °C dan 300 °C. Gas-gas yang terdeteksi adalah Karbon Monoksida (CO), Karbon Dioksida (CO2), Metana (CH4), Etana (C2H6) dan Etilena (C2H4).. Berdasarkan penelitian terdahulu, peneliti tertarik untuk mengkaji terkait produksi bio-oil dengan proses pirolisis menggunakan bahan baku TKKS. Lalu akan dilakukan analisa terkait kualitas dan kuantitas produk bio-oil, biochar dan produk gas hasil dari pirolisis tandan kosong kelapa sawit yang dipengaruhi oleh suhu pirolisis, waktu pirolisis dan tinggi pelet tandan kosong kelapa sawit.. 2 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

1.2. RUMUSAN MASALAH Pirolisis biomassa menjadi bio-oil dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti. suhu, waktu dan tinggi pelet. Pada penelitian ini akan dipelajari bagaimana pengaruh suhu, waktu dan tinggi pelet pada pirolisis TKKS menjadi biooil sehingga akan diketahui kualitas dan kuantitas dari bio-oil, biochar dan produk gas yang dihasilkan.. 1.3. TUJUAN PENELITIAN Tujuan utama dari penelitian ini adalah konversi pelet TKKS menjadi. biochar, bio-oil dan produk gas melalui pirolisis. Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah untuk menganalisis data pengaruh tinggi pelet, suhu dan waktu pirolisis terhadap produksi bio-oil yang dihasilkan.. 1.4. MANFAAT PENELITIAN Penelitian ini diharapkan dapat:. 1.. Memberikan informasi bahwa pelet TKKS dapat diubah menjadi bio-oil, biochar serta produk gas melalui proses pirolisis. Memberikan informasi mengenai suhu pirolisis, waktu pirolisis dan ukuran. 2.. pelet terhadap banyaknya bio-oil yang dihasilkan.. 1.5. RUANG LINGKUP PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di Pusdiklat LPPM USU dan Laboratorium Ekologi,. Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah pelet TKKS yang diperoleh dari PT. Toba Hijau Sinergi. Variabel-variabel dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Variabel tetap: Massa pelet. = 100 gram. b. Variabel berubah: Tinggi pelet. = 1, 2, 3, 4 cm. Waktu reaksi. = 15, 30, 45, 60, 80 dan 100 menit. Suhu pirolisis. = 300, 400 dan 500 oC. 3 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Data yang dikumpulkan selama percobaan konversi pelet TKKS menjadi biooil adalah : 1. Yield Bio-oil 2. Moisture content Biochar, dengan menggunakan standar ASTM D 2867-70 3. Volatile matter content Biochar, dengan menggunakan standar ISO 562-1981 4. Kadar abu Biochar, dengan menggunakan standar SNI 01-2891-1992 5. Fixed carbon Biochar, dengan menggunakan standar ASTM D 1762-84 6. Nilai kalor Bio-oil, dengan menggunakan standar IKA C-2000 7. Kandungan Bio-oil, dengan menggunakan Gas Chromatography - Mass Spectrometry 8. Densitas Bio-oil dengan menggunakan standar ASTM D-4052 9. Viskositas Bio-oil dengan menggunakan standar ASTM D-445. 4 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1. KONSUMSI ENERGI DUNIA Bahan bakar fosil konvensional semakin menipis pada saat sekarang ini,. sedangkan penggunaan energi semakin meningkat dari tahun ke tahun (Yuan et al., 2015). Energi pada dasarnya digunakan di semua sektor ekonomi suatu negara seperti pertanian, industri, telekomunikasi, perawatan kesehatan, dan transportasi. Saat ini, permintaan energi banyak bersumber dari bahan bakar fosil (Izah dan Ojesanmi, 2017). Peningkatan konsumsi energi primer dunia hanya sebesar 1% di tahun 2016, mengikuti pertumbuhan 0,9% pada tahun 2015 dan 1% pada tahun 2014. Seperti yang terjadi pada tahun 2015, pertumbuhan konsumsi energi primer di bawah ratarata di semua wilayah kecuali Eropa dan Eurasia. Semua bahan bakar kecuali minyak dan tenaga nuklir tumbuh berada di bawah rata-rata. Konsumsi energi di China tumbuh hanya 1,3 % di tahun 2016. Pertumbuhan selama 2015 dan 2016 adalah yang terendah selama periode dua tahun sejak 1997-98. Namun demikian, China tetap menjadi pasar pertumbuhan energi terbesar di dunia untuk tahun ke 16 berturut-turut (BP Statistical, 2018). Adapun data-data terkait cadangan minyak dunia, produksi minyak dunia, perbandingan konsumsi minyak dunia dengan pendapatan per kapita, dan konsumsi energi terbarukan sampai akhir tahun 2016 telah disajikan pada Tabel 2.1 sampai dengan Tabel 2.4.. Tabel 2.1 Jumlah Cadangan Minyak Dunia Regional Amerika Utara Amerika Tengah dan Selatan Eropa dan Eurasia Timur Tengah Afrika Asia Pasifik TOTAL Sumber: BP Statistical (2018). 1996 (triliun barrel) 127,3 90,7 142,8 674,0 74,9 39,0 1148,8. 2006 (triliun barrel) 221,7 110,8 137,6 755,9 116,9 45,5 1388,3. 2015 (triliun barrel) 227,5 329,0 154,9 803,0 128,2 48,8 1691,5. 2017 (triliun barrel) 262,0 378,5 183,3 923,6 144,9 54,8 1947,4. 5 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tabel 2.2 Jumlah Produksi Minyak Dunia Regional (produksi dalam ribu barrel per hari) Amerika Utara Amerika Tengah dan Selatan Eropa dan Eurasia Timur Tengah Afrika Asia Pasifik TOTAL Sumber: BP Statistical (2018). 2013. 2014. 2015. 2016. 2017. 15545. 16948 18833. 19733. 19270. 7376. 7407. 7659. 7761. 7474. 17127 28518 9247 8372 86183. 17174 17206 28213 28515 8612 8307 8252 8307 86606 88826. 17479 30065 8297 8369 91704. 17716 31789 7892 8010 92150. Tabel 2.3 Konsumsi Minyak Dunia Regional (dalam Million tonnes oil equivalent) Amerika Utara Amerika Tengah dan Selatan Eropa dan Eurasia Timur Tengah Afrika Asia Pasifik TOTAL Sumber: BP Statistical (2018). 2013. 2014. 2015. 2016. 2017. 22894 6826 18594 8760 3571 30031 90676. 23364 7073 18370 8950 3720 30636 92113. 23421 7171 18287 9180 3771 31195 93025. 23753 7139 18450 9300 3866 32494 95002. 23843 6976 18793 9431 3937 33577 96557. 2013. 2014. 2015. 2016. 2017. 59,6 14,1 101,5 0,2 1,4 61,8 238,5. 69,3 16,4 114,1 0,3 1,7 79,0 280,7. 77,2 20,2 123,8 0,4 2,7 93,0 317,3. 83,6 24,0 141,6 0,5 4,2 112,7 366,7. 97,1 28,2 144,0 0,7 5,0 144,5 419,6. Tabel 2.4 Konsumsi Energi Terbarukan Dunia Regional (dalam Million tonnes oil equivalent) Amerika Utara Amerika Tengah dan Selatan Eropa dan Eurasia Timur Tengah Afrika Asia Pasifik TOTAL Sumber: BP Statistical (2018). 6 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

2.2. TANAMAN KELAPA SAWIT Tanaman kelapa sawit (Elaeis sp) merupakan komoditi andalan ekonomi. Indonesia karena selain merupakan penghasil devisa juga merupakan salah satu alternatif upaya peningkatan kesejahteraan masyarakat melalui pembukaan lapangan pekerjaan dan lapangan usaha (Nur, 2014). Ada dua family dari kelapa sawit, yaitu Elaeis guineensis yang berasal dari Afrika Barat dan Elaeis oleifera yang berasal dari Amerika Tengah dan Amerika Selatan (Kerdsuwan & Laohalidanond, 2011). Family kelapa sawit yang ditanam di Indonesia adalah Elaeis guineensis (Nur, 2014). Indonesia merupakan negara agraris yang memiliki arti bahwa pertanian masih memegang peranan yang sangat penting dari keseluruhan perekonomian nasional.. Salah. satu. komoditi. perkebunan. yang. sedang. digalakkan. pengembangannya adalah kelapa sawit. Komoditas kelapa sawit mampu mengangkat namanya menjadi salah satu komoditas perkebunan yang handal bahkan menduduki peringkat ekspor tertinggi dari komoditi perkebunan lainnya (Nawiruddin, 2017). Tabel 2.5 menampilkan data perkembangan distribusi perkebunan kelapa sawit di Indonesia. Tampak bahwa pulau Sumatera telah mencapai puncak pertumbuhan, kemudian beralih ke Pulau Kalimantan dan Sulawesi. Dan pada Tabel 2.6 Menampilkan data produktivitas perkebunan kelapa sawit di Indonesia masih pada kisaran nilai 2,6-2,9 ton/hektar. Tabel 2.5 Data Perkembangan Distribusi Perkebunan Kelapa Sawit Indonesia 20132017 Nama Pulau 2013 2014 2015 2016 2017 Sumatera 6.682.228 6.985.723 7.032.857 7.191.738 7.400.353 Kalimantan 3.306523 3.471.843 3.714.292 4.178.992 4.340.060 Jawa 33.712 34.915 33.367 35.739 36.597 Sulawesi 318.880 334.235 367.877 387.671 404.060 Papua 123.677 129.494 111.883 120.359 126.608 10.465.020 10.956.231 11.260.277 11.914.499 12.307.677 Luas Total Sumber: Badan Pusat Statistik (2018). 7 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tabel 2.6 Perkembangan Luas Lahan, Produksi da n Produktivitas Kepala Sawit Indonesia 2013-2017 Kelapa Sawit 2013 2014 2015 2016 2017 Indonesia Lahan (Ha) 10.465.020 10.956.231 11.260.277 11.914.499 12.307.677 Produksi (ton) 27.782.004 29.344.579 31.070.015 33.229.381 35.359.384 Produktivitas 2,654 2,676 2,759 2,788 2,872 (ton/Ha) Sumber: Badan Pusat Statistik (2018). Kegunaan produk utama kelapa sawit antara lain untuk bahan pangan, kesehatan, dan bahan baku energi. Kegunaan produk perkebunan kelapa sawit untuk bahan baku energi dapat diperoleh dengan mendayagunakan semua produk yang tidak digunakan untuk makanan dan kesehatan. Maka dapat diperoleh bahan baku energi seperti pelepah, tempurung (cangkang sawit), sabut, batang pohon, tandan kosong, dan limbah cairnya (POME – Palm Oil Mill Effluent) (Nur, 2014).. 2.3. TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) seperti yang ditampilkan pada gambar. 2.1 adalah salah satu limbah padat yang dihasilkan dari industri kelapa sawit. Setelah tandan buah segar dipanen, tandan tersebut disterilkan dalam horizontal steam sterilizer bertujuan untuk menonaktifkan enzim dalam pericarp dan melonggarkan buah dari tandan. Lalu, tandan hasil sterilisasi diumpankan ke rotary drum thresher untuk memisahkan buah yang telah disterilkan dari tandan. Tandan buah ini disebut sebagai tandan kosong kelapa sawit (Kerdsuwan dan Laohalidanond, 2011). Pada banyak kasus, TKKS dibuang dekat pabrik pengolahan sawit lalu dibiarkan terurai secara alami atau digunakan sebagai bahan pembakaran boiler atau dibakar langsung menjadi abu dan digunakan sebagai sumber pupuk kalium (Nur, 2014).. 8 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Gambar 2.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Tandan kosong kelapa sawit yang merupakan sumber biomassa berlimpah di Indonesia yang mempunyai potensi untuk dikembangkan menjadi produk energi karena mengandung banyak komponen lignoselulosa (Sukiran et al., 2014). Di bawah ini merupakan data analisis elemental dan proximate dari TKKS dan komposisi kimia dari TKKS berdasarkan basis berat kering yang di tampilkan pada Tabel 2.7 dan Tabel 2.8. Tabel 2.7 Analisis Elemental dan Proximate dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Berdasarkan Basis Berat Kering Komponen / Sifat Nilai Analisis Elemental Karbon 49,07 Hidrogen 6,48 Nitrogen 0,7 Sulfur <0,10 Oksigen 38,29 Kalium 2 Analisis Proximate Kadar air 7,95 Volatil 83,86 Kadar abu 5,36 Fixed carbon 10,78 Low Heatimg Value (MJ/kg) 17,2 High Heating Value (MJ/kg) 19,35 Sumber: (Abdullah et al., 2011). 9 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tabel 2.8 Komposisi Kimia dari TKKS Berdasarkan Basis Berat Kering Komponen % Berat Selulosa 59,7 Hemiselulosa 22,1 Lignin 18,1 Sumber: (Abdullah dan Bridgwater, 2006). Pada Tabel 2.9 terlihat potensi limbah yang dapat dimanfaatkan sehingga mempunyai nilai ekonomi yang tidak sedikit. Salah satunya adalah potensi limbah yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber unsur hara yang mampu menggantikan pupuk sintesis dan energi (Ditjen PPHP, 2006). Tipe pabrik pengolah kelapa sawit yang umumnya beroperasi di perkebunan terdiri 30, 45, 60, 75, 90, dan 120 ton/jam TBS. Serta Pada Tabel 2.10 merupakan estimasi produk CPO dan limbah sawit pada kapasitas pabrik kelapa sawit (PKS) dengan masa operasional 24 jam/hari.. Tabel 2.9 Jenis, Potensi dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit Jenis Potensi per ton TBS Manfaat (%) Tandan Kosong 23,0 Pupuk,kompos, energi, pulp, papan partikel Wet Decanter Solid 4,0 Kompos, Makanan ternak, pupuk Cangkang 6,5 Arang, karbon aktif Serabut (fiber) 13,0 Energi, pulp kertas, papan partikel, pupuk kompos Limbah Cair 50,0 Pupuk, biogas Sumber: (Ditjen PPHP, 2006). Tabel 2.10 Estimasi Produk CPO dan Limbah Sawit (ton/hari) untuk Masa Operasional 24 jam/hari Kapasitas Tandan Inti CPO Sabut Cangkang POME (ton/jam) Kosong Sawit 30 151,2 165,6 108 43,2 50,4 201,6 45 226,8 248,4 162 64,8 75,6 302,4 60 302,4 331,2 216 86,4 403,2 403,2 90 453,6 496,8 324 129,6 151,2 604,8 120 604,8 662,4 432 172,8 201,6 806,4 Sumber: (Nur, 2014). Total TBS 720 1080 1440 2160 2880. 10 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

2.4. BIOMASSA Biomassa merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang telah diakui. dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar fosil dengan nilai tambah mengurangi efek rumah kaca (Chaiwong et al., 2013). Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses sintesa, baik berupa produk maupun buangannya (ESDM, 2015). Biomassa yang berasal dari pertanian, limbah organik, makanan, dan industri kehutanan dapat digunakan untuk produksi energi (Ruengvilairat et al., 2012).. 2.5. PELET Pelet atau biopellet adalah bahan bakar biomassa berbentuk pelet yang. memiliki keseragaman ukuran, bentuk, kelembapan, densitas, dan kandungan energi (Abelloncleanenergy, 2009). Pada proses pembuatan pelet, biomassa diumpankan ke dalam pellet mill yang memiliki dies dengan ukuran diameter 6-8 mm dan panjang 10-12 mm (Mani et al., 2006). Menurut Ilhamsyah (2015), proses pemampatan biomassa menjadi briket atau pellet dilakukan untuk, meningkatkan kerapatan energi bahan, meningkatkan kapasitas panas (kemampuan untuk menghasilkan panas dalam waktu lebih lama dan mencapai suhu yang lebih tinggi).. Gambar 2.2 Tandan Kosong. Gambar 2.3 Pelet TKKS. 11 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tabel 2.11 Nilai Bulk Density dan Heating Value dari Proses Densifikasi Bulk Density, kg/m3 Baling 70-90 Pelletization 450-650 Sumber: Miranda et al., (2008). Heating Value, MJ/kg 970-1300 6480-10080. Ukuruan pelet secara umum berdiameter 0,15 - 0,75 inchi. Pelet diproduksi dengan bentuk silinder, namun terkadang berbentuk segitiga, persegi, oval, dan lainlain. Diameter terbesar biasanya ditemukan jarang lebih besar dari 1,25 – 1,375 inchi. Dari segi ekonomi, penggunaan partikel ukuran diamater 0,15 – 0,2 inchi lebih memuaskan daripada memproduksi pelet dengan ukuran yang lebih besar karena mengurangi dampak pelet yang lebih mudah hancur (California Pellet Mill, 2011). Beberapa keunggulan proses densifikasi dalam pembuatan pelet, di antaranya: meningkatkan nilai kalor total per satuan volume, memudahkan transportasi dan penyimpanan produk akhir, mempunyai keseragaman bentuk dan kualitas (Ilhamsyah, 2015). Faktor yang mendukung keberhasilan pembuatan pelet, antara lain kadar air dari bahan baku, densitas bahan baku, ukuran partikel, kekuatan serat, karakteristik pelumas bahan baku dan adanya pengikat alami (Jannasch et al., 2011). Pelet kualitas yang baik memiliki sifat keras, kuat, halus dan mengkilap pada permukaan (Yee, 2015).. 2.6. PIROLISIS Pirolisis adalah proses dekomposisi termal dari komponen organik tanpa. kehadiran oksigen dalam prosesnya untuk menghasilkan cairan, gas dan arang (Himawanto et al., 2011). Pirolisis dapat digambarkan sebagai degradasi termal material dengan tanpa kehadiran oksigen. Pirolisis merupakan salah satu teknologi yang paling menjanjikan dalam hal pemanfaatan biomassa. Beberapa keuntungan pirolisis antara lain memiliki rasio konversi yang tinggi, produk-produknya memiliki kandungan energi yang tinggi, produk-produk yang dihasilkan dapat ditingkatkan menjadi bahan dasar keperluan lain serta pengontrolan proses yang lebih mudah (Kabir et al., 2017).. 12 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Pirolisis dalam pengembangannya didasarkan pada dua konsep yang berbeda, yaitu pirolisis lambat dan pirolisis cepat atau pirolisis kilat (flash pyrolysis). Proses tersebut berbeda satu sama lain dalam hal kimia, hasil, dan kualitas produk (Hastuti et al., 2015). Metode pirolisis dan variannya diberikan dalam Tabel 2.12.. Tabel 2.12 Metode Pirolisis dan Variannya Teknologi Waktu Pirolisis Tinggal Karbonisasi Hari Lambat 5 – 30 menit Cepat 0,5 – 5 detik Flash-cair < 1 detik Flash-gas < 1 detik Ultra < 0,5 detik Vakum 2 - 30 detik Hidro-pirolisis < 10 detik Metano-pirolisis < 10 detik Sumber: Sukiran (2009). Laju pemanasan Sangat rendah Rendah Sangat tinggi Tinggi Tinggi Sangat tinggi Medium Tinggi Tinggi. Suhu (oC) 400 600 650 < 650 < 650 1000 400 < 500 > 700. Produk Arang Bio-oil, Gas, Bio-char Bio-oil Bio-oil Bahan kimia, Gas Bahan kimia, Gas Bio-oil Bio-oil Bahan kimia. Berikut faktor-faktor yang mempengaruhi proses pirolisis antara lain: 1. Waktu, semakin lama waktu proses pirolisis berlangsung maka produk yang dihasilkan (residu padat, tar, dan gas) semakin naik. 2. Suhu, semakin tinggi suhu proses pirolisis maka laju pirolisis semakin besar dan konversi semakin tinggi. 3. Ukuran partikel, luas permukaan per satuan berat semakin kecil maka proses akan menjadi lambat. 4. Berat partikel, semakin banyak bahan yang dimasukkan maka produk yang dihasilkan semakin meningkat (Ramadhan dan Ali, 2013).. 2.7. PRODUK PIROLISIS. 2.7.1. Biochar Biochar adalah produk padatan dari pirolisis biomassa, yang merupakan salah. satu teknologi yang tersedia untuk produksi bioenergi. Biochar dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam bentuk briket dan secara alternatif dapat menjadi karbon aktif serta digunakan dalam proses pemurnian. Penambahan biochar ke tanah telah. 13 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

menunjukkan berbagai manfaat dan sangat dipengaruhi oleh sifat dari bahan baku dan kondisi pirolisis yang digunakan untuk produksi biochar (Basso, 2012). Penentuan harga biochar dipengaruhi oleh feedstock, biaya dari unit pirolisis, jenis penyimpanan dan fasilitas produksi. Harga biochar berkisar antara US$ 200500/ton (USBI, 2012). Spesifikasi standar ekspor produk char yang dijelaskan pada Tabel 2.13.. Tabel 2.13 SNI Bubuk Arang Tempurung Kelapa 06-4369-1996 Sifat Biochar Moisture (%) <6 Abu (%) <5 Karbon (%) >70 Volatil (%) < 20 Nilai kalor (Kal/gr) 5000 Kal/gr Sumber: Standar Nasional Indonesia (2000). Menurut Sukiran (2009), nilai bakar biochar dengan variabel pengaruh suhu reaksi antara 300 – 700 oC diperoleh nilai bakar tertinggi adalah 25,98 MJ/kg pada suhu 400 oC dan nilai bakar terendah adalah 22,98 MJ/kg pada suhu 700 oC.. 2.7.2. Bio-oil Bio-oil merupakan campuran yang kompleks dengan sejumlah besar molekul. ukuran besar yang hampir melibatkan semua jenis organik beroksigen (Taufik, 2009). Kandungan dari bio-oil, antara lain aldehida, keton, dan senyawa lain yang dapat bereaksi melalui kondensasi selama penyimpanan atau penanganan untuk membentuk molekul yang lebih besar (Mohan et al., 2006). Bio-oil adalah senyawa polar yang dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar fosil cair dalam beberapa aplikasi. Bio-oil dapat dibakar dalam mesin diesel, boiler, turbin untuk pembangkit listrik, meskipun masih diperlukan pengerjaan yang lebih lanjut untuk menunjukkan kehandalan dalam jangka panjang (Kulyk, 2012). Sebagai pengganti diesel, bahan bakar bio-oil dapat menghasilkan tenaga di mesin diesel kecil stasioner dan turbin gas di kisaran 1-10 MW. Sebagai energi bersih, biooil tidak mengandung emisi SOx, mengandung NOx rendah dan CO2 netral. Dibandingkan dengan bahan bakar biomassa lainnya, bio-oil dapat disimpan,. 14 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

dipompa, dan diangkut dengan cara yang mirip dengan produk berbasis minyak bumi. Hal ini dapat membuat bio-oil lebih ekonomis untuk digunakan karena transportasi dan penyimpanan bahan bakar cair yang jauh lebih murah daripada bahan bakar fosil cair (Sukiran, 2009). Berbeda dengan bahan bakar minyak bumi, bio-oil mengandung kandungan oksigen yang besar, biasanya 45%-50% (Sukiran, 2009). Bio-oil bercampur dengan hidrokarbon cair karena bersifat polaritas yang tinggi dan hidrofilik alami (Mohan et al., 2006). Karakteristik produk bio-oil meliputi densitas, kadar air, viskositas, nilai bakar, pH, kadar abu, titik tuang, analisa unsur karbon, hidrogen, nitrogen, dan oksigen. Metode standar sifat-sifat dari produk bio-oil disajikan pada Tabel 2.14.. Tabel 2.14 Metode Standar Sifat-Sifat dari Produk Bio-oil Sifat Metode Densitas (kg/m3) ASTM D 4052 Kadar air (w/w %) ASTM D 1744 Nilai bakar (MJ/kg) ASTM D 2015 Viskositas (cSt) ASTM D 445 Ultimate analysis (w/w %) Karbon ASTM D 482 Hidrogen ASTM D 4052 Oksigen ASTM D 5373 Sumber: Sukiran (2009). Dalam penelitian ini, bio-oil yang dihasilkan akan dibandingkan dengan karakteristik dari bahan bakar diesel (diesel fuel). Karakteristik bahan bakar diesel berdasarkan ASTM D-975 dapat dilihat pada Tabel 2.15.. Tabel 2.15 Karakteristik bahan bakar diesel (diesel fuel) Karakteristik Nilai Kalor (MJ/kg) Densitas (g/ml) Viskositas (cSt) Sumber: Sukiran (2009). Nilai 42,640 0,815 – 0,870 2–5. 15 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

2.7.3. Gas Produk utama ketiga dari pirolisis adalah gas. Biasanya gas terjebak dalam. botol gas atau kantong gas, dan kemudian dianalisis menggunakan kromatografi gas (GC). Komponen gas terutama terdiri dari H2, CO2, CO, dan CH4 bersamaan dengan C2H4 dan C2H6. CO2 dan CO akan terbentuk pada suhu yang lebih rendah, sedangkan H2 terbentuk pada suhu yang lebih tinggi (Sukiran, 2009). Pada umumnya, diantara kandungan gas lain hasil pirolisis, kandungan CH4 menunjukkan tren yang terus bertambah seiring bertambahnya suhu pirolisis berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Hal tersebut terjadi karena terjadi pemutusan ikatan C=H pada suhu tinggi lebih banyak melepaskan CH4 dan H2. Peningkatan CH4 juga dapat dikaitkan dengan reaksi hidrogasifikasi yang lebih besar di dalam lingkungan yang kaya H2 (Afiqah, 2017).. 16 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1.. LOKASI Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Ekologi, Departemen Teknik Kimia,. Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.. 3.2.. BAHAN DAN PERALATAN PENELITIAN. 3.2.1. Bahan Penelitian Bahan baku diperoleh dari PT. Toba Hijau Sinergi dengan menggunakan. karung dan dilapisi dengan plastik sehingga kadar air terjaga selama di perjalanan dan pada saat penyimpanan. Pelet dipotong sesuai ukuran dan dimasukkan ke dalam plastik sampel. Kemudian dimasukkan ke dalam desikator sehingga pelet yang telah dipotong tidak terkontaminasi senyawa lain sebelum dilakukan proses pirolisis.. 3.2.2. Peralatan Penelitian Pada penelitian ini peralatan yang digunakan antara lain:. Unit Reaktor Pirolisis. 7.. Gelas Ukur. Termometer. 8.. Piknometer. Erlenmeyer. 9.. Stopwatch. Neraca digital. 10. Desikator. Beaker glass. 11. Furnace. Cawan petri. 12. Viskosimeter Ostwald. 17 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.3. Rancangan Percobaan Penelitian Tabel 3.1 Rancangan Percobaan Penelitian. Run 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36. Waktu (menit) 15. 30. 45. 60. 80. 100. 15. 30. 45. Tinggi Pelet (cm) 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4. Suhu (°C). 300. 400. 18 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tabel 3.1 Lanjutan Run 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72. Waktu (menit) 60. 80. 10. 15. 30. 45. 60. 80. 100. Tinggi Pelet (cm) 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4. Suhu (°C). 400. 500. 19 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.4. PROSEDUR PENELITIAN. 3.4.1 Pirolisis Pelet TKKS Berikut ini adalah prosedur untuk pirolisis pelet TKKS: 1. Unit reaktor pirolisis (furnace) disiapkan seperti skema pada Gambar 3.1 Pipa asap cair. Penampung bio-oil. Gas trap. Reaktor pirolisis. Termometer Pipa N2 digital Bak Pompa. Gambar 3.1 Unit Reaktor Pirolisis 2.. Pelet TKKS dikeringkan di dalam oven dengan suhu 110 °C.. 3.. Pelet TKKS ditimbang sebanyak 100 gram.. 4.. Pelet TKKS dimasukkan ke dalam reaktor pirolisis dengan suhu 300 °C dengan tinggi pelet 1 cm selama 15 menit.. 5.. Nitrogen disuntikkan ke dalam reaktor pirolisis sebanyak 50 ml.. 6.. Nyalakan reaktor pirolisis dan atur suhu sesuai dengan variasi suhu yang digunakan.. 7.. Setelah mencapai suhu reaksi, nitrogen dialirkan ke dalam reaktor pirolisis dengan laju alir 50 ml/menit.. 8.. Bio-oil didinginkan di dalam desikator.. 9.. Volume Bio-oil yang diperoleh dicatat.. 10. Variasi suhu pirolisis lainnya diuji, antara lain: 300, 400 dan 500 °C, dan variasi tinggi pelet 1, 2, 3 dan 4 cm dan waktu pirolisis: 15, 30, 45, 60, 80, 100 menit.. 20 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.4.2. Analisa Yield Bio-oil Analisisa yield bio-oil dilakukan untuk mengetahui massa bio-oil yang. terbentuk setelah proses pirolisis dengan membandingkan massa bio-oil dengan massa bahan baku. Yield bio-oil dihitung menggunakan persamaan 3.1. Yield =. 3.4.3. (3.1). Analisa Moisture Content Biochar Prosedur analisa moisture content biochar dilakukan dengan mengadopsi. metodologi penentuan moisture content sesuai ASTM D 2867-70, yaitu : Suhu oven diatur pada 110 °C. 1.. Cawan petri kosong dipanaskan di dalam furnace pada suhu 650 °C selama 1 jam.. 2.. Cawan petri kosong didinginkan di dalam desikator.. 3.. Cawan petri kosong ditimbang pada neraca digital (W1).. 4.. Sampel biochar ditimbang sebanyak 2 gram menggunakan neraca digital, kemudian dimasukkan ke dalam cawan yang sudah ditentukan beratnya (W2).. 5.. Cawan petri dengan sampel dikeringkan di dalam oven selama 3 jam.. 6.. Cawan petri dengan sampel didinginkan di dalam desikator selama 30 menit.. 7.. Cawan petri dengan sampel ditimbang.. 8.. Prosedur ketiga dan keempat dilakukan berulang kali sampai diperoleh berat yang konstan.. 9.. Cawan petri dengan sampel yang kering ditimbang (W3).. 10. Moisture Content dihitung dengan persamaan 3.2. % Moisture Content =. (3.2). 21 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.4.4. Analisa Volatile Matter Content Biochar Prosedur analisa volatile matter content biochar dilakukan dengan. mengadopsi metodologi penentuan volatile matter content sesuai ISO 562-1981, yaitu: 1.. Suhu furnace diatur pada 900 °C.. 2.. Cawan petri kosong dipanaskan di dalam furnace pada suhu 650 °C selama 1 jam.. 3.. Cawan petri kosong didinginkan di dalam desikator.. 4.. Cawan petri kosong ditimbang menggunakan neraca digital.. 5.. Sampel biochar yang sudah dikeringkan ditimbang menggunakan neraca digital (W1), kemudian dimasukkan ke dalam cawan yang sudah ditentukan beratnya.. 6.. Cawan petri dengan sampel dipanaskan di dalam furnace selama 7 menit.. 7.. Cawan petri dengan residu didinginkan di dalam desikator.. 8.. Cawan petri dengan residu ditimbang.. 9.. Diperoleh massa residu (W2).. 10. Data yang diperoleh dihitung dengan persamaan 3.3 dibawah ini: –. % Volatile Matter Content =. 3.4.5. (3.3). Analisa Kadar Abu Biochar Prosedur analisa kadar abu biochar dilakukan dengan mengadopsi. metodologi penentuan kadar abu sesuai SNI 01-2891-1992, yaitu : 1.. Suhu furnace diatur pada 650 °C.. 2.. Cawan petri kosong dipanaskan di dalam furnace pada suhu 650 °C selama 1 jam.. 3.. Cawan petri kosong didinginkan di dalam desikator.. 4.. Cawan petri kosong ditimbang menggunakan neraca digital (W1).. 5.. Sampel biochar yang sudah dikeringkan ditimbang sebanyak 1 gram menggunakan neraca digital, kemudian dimasukkan ke dalam cawan yang sudah ditentukan beratnya (W2).. 6.. Cawan petri dengan sampel dimasukkan ke dalam furnace selama 3 jam.. 7.. Cawan petri dengan abu didinginkan di dalam desikator.. 8.. Cawan petri dengan abu ditimbang (W3). 22 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

9.. Kadar abu dihitung dengan persamaan 3.4. % Kadar Abu =. 3.4.6. (3.4). Analisa Fixed Carbon Biochar Prosedur analisa fixed carbon biochar dilakukan dengan mengadopsi. metodologi penentuan fixed carbon sesuai ASTM D 1762-84 , yaitu : Analisa moisture content, volatile matter content dan kadar abu pada sampel biochar. Data hasil analisa dicatat pada masing-masing variabel. dihitung dengan persamaan 3.5. (3.5) Keterangan : MC. = moisture content (persentasi massa). VM. = volatile matter content (persentasi massa). Ash. = kadar abu (persentasi massa). 3.4.7. Analisa Densitas Bio-oil Prosedur analisa densitas bio-oil dilakukan dengan mengadopsi metodologi. penentuan densitas sesuai ASTM D 4052, yaitu: 1.. Piknometer kosong dengan volume 10 ml ditimbang.. 2.. Bio-oil dimasukkan ke dalam piknometer hingga penuh.. 3.. Piknometer yang berisi bio-oil ditimbang, beratnya dikurangi berat kosong sehingga diperoleh berat sampel (m).. 4.. Densitas dihitung dengan menggunakan persamaan 3.6 (3.6). 3.4.8. Analisa Viskositas Bio-oil Prosedur analisa viskositas bio-oil dilakukan dengan mengadopsi metodologi. penentuan viskositas sesuai ASTM D 445, yaitu: 1.. Air dituang sebanyak 10 ml ke dalam viskosimeter Ostwald.. 2.. Sampel dihisap dengan karet penghisap sampai melewati batas atas.. 3.. Sampel dibiarkan mengalir sampai melewati batas bawah.. 23 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

4.. Waktu dicatat apabila sampel telah mencapai batas bawah.. 5.. Setelah diketahui viskositas air maka dapat dihitung viskositas bio-oil menggunakan persamaan 3.7 (3.7). Keterangan: vx = viskositas minyak (m2/s) tx = waktu alir minyak (s) x. = densitas minyak (kgm3). va = viskositas air(m2/s) ta = waktu alir air (s) a. = densitas air (kgm3). 3.4.9. Analisa Nilai Kalor Bio-oil Analisa nilai kalor bi-oil dilakukan di Laboratorium Motor Bakar,. Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Prosedur analisa nilai kalor bio-oil dilakukan dengan menggunakan alat bomb calorimeter IKA C - 2000. Nilai kalor dihitung menggunakan persamaan 3.8. (3.8) Keterangan: T1. = Suhu air pendingin sebelum penyalaan (°C). T2. = Suhu air pendingin setelah penyalaan (°C). Tkp. = Kenaikan suhu akibat kawat penyala (0,005 °C). Cv. = Panas jenis bomb calorimeter (73.259,6 kJ/kg °C). 3.4.10 Analisa Gas Chromatography – Mass Spectrometry Sampel yang akan dianalisis dengan Gass Chromatography – Mass Spectrometry yaitu bio-oil hasil pirolisis pelet TKKS. Tujuan dilakukannya analisis ini adalah untuk mengidentifikasi komponen-komponen apa saja yang terdapat di dalam produk bio-oil yang dihasilkan pada penelitian ini. Analisa GC-MS dilakukan di Laboratorium Kimia Organik, Departemen Kimia, Fakultas Matematika & Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada.. 24 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.5. FLOWCHART PENELITIAN. 3.5.1 Flowchart Pirolisis Pelet TKKS Mulai. Alat proses pirolisis disiapkan. Pelet TKKS dikeringkan dalam oven pada suhu 110 °C. Pelet TKKS ditimbang sebanyak 100 gram. Nitrogen disuntikan ke dalam reaktor sebanyak 50 ml. Pelet TKKS dipanaskan dalam reaktor pirolisis pada suhu 300 °C, ukuran pelet 1 cm. dan dalam waktu 15 menit Variasi yang dilakukan : Suhu Pirolisis : 300, 400, 500 °C. Bio-oil didinginkan di dalam desikator. Ukuran Pelet : 1, 2, 3 dan 4 cm. Bio-oil ditimbang dan dicatat massa yang diperoleh. Waktu Pirolisis : 15, 30, 45, 60, 80, 100 menit. Ya. Apakah ada variabel lain yang divariasikan? Tidak Selesai Gambar 3.2 Flowchart Pirolisis Pelet TKKS. UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.5.2. Flowchart Analisa Moisture Content Biochar Mulai. Ditimbang cawan petri kosong (W1). Ditimbang sampel biochar sebanyak 2 gram. Ditimbang cawan petri + biochar (W2). Dimasukkan ke dalam oven pada suhu 110 °C selama 3 jam. Didinginkan dalam desikator selama 30 menit. Ditimbang cawan petri + biochar. Dimasukkan kembali ke dalam oven pada suhu 110 °C selama 3 jam dan didinginkan dalam desikator selama 30 menit Ditimbang cawan petri + biochar kering (W3). Ya Apakah diperoleh berat yang konstan?. Tidak Dihitung moisture content. Selesai Gambar 3.3 Flowchart Analisa Moisture Content Biochar. 26 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.5.3. Flowchart Analisa Volatile Matter Content Biochar Mulai. Ditimbang cawan petri kosong (W1). Ditimbang sampel biochar sebanyak 1 gram. Ditimbang cawan petri + biochar (W2). Dimasukkan ke dalam furnace pada suhu 900 °C selama 7 menit. Didinginkan dalam desikator. Ditimbang cawan petri + residu (W3). Dihitung volatile matter content. Selesai. Gambar 3.4 Flowchart Analisa Volatile Matter Content Biochar. 27 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.5.4. Flowchart Analisa Kadar Abu Biochar Mulai. Ditimbang cawan petri kosong (W1). Ditimbang sampel biochar kering sebanyak 1 gram. Ditimbang cawan petri + biochar (W2). Dimasukkan ke dalam furnace pada suhu 650 °C selama 3 jam. Didinginkan dalam desikator. Ditimbang cawan petri + abu (W3). Dihitung kadar abu. Selesai. Gambar 3.5 Flowchart Analisa Kadar Abu Biochar. 28 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.5.5. Flowchart Analisa Fixed Carbon Biochar Mulai. Dilakukan analisa moisture content (MC), volatile matter content (VM) dan kadar abu (Ash) pada biochar. Dicatat hasil analisa. Dihitung fixed carbon dengan rumus [100% - (MC + VM + Ash)]. Selesai Gambar 3.6 Flowchart Analisa Fixed Carbon Biochar. 29 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.5.6. Flowchart Analisa Densitas Bio-oil Mulai Piknometer kosong ditimbang Piknometer diisi dengan sampel hingga penuh. Piknometer yang berisi sampel ditimbang, beratnya dikurangkan dengan berat kosong sehingga diperoleh berat sampel Densitas dihitung dengan rumus. Ya. Apakah masih ada variasi suhu lain? Tidak Ya. Apakah masih ada variasi waktu lain? Tidak. Apakah masih \\\\\ ada variasi tinggi pelet lain?. Ya. Selesai Gambar 3.7 Flowchart Analisa Densitas Bio-oil. 30 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

3.5.7. Flowchart Analisa 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. Cairan didinginkan atau di panaskan. Waktu dicatat apabila sampel telah mencapai batas bawah Tidak Ya. Apakah masih ada variasi suhu lain? Tidak Ya. AA Apakah masih ada variasi waktu lain? Tidak. Ya. Apakah masih ada variasi tinggi pelet lain?. Selesai Gambar 3.8 Flowchart Analisa Viskositas Bio-oil. 31 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. DESAIN PABRIKASI DAN INSTALASI UNIT REAKTOR PIROLISIS. 4.1.1. Desain Pabrikasi Unit Reaktor Pirolisis Desain pabrikasi unit reaktor pirolisis ini dibuat bertahap dimulai dari. modifikasi reaktor pirolisis hingga instalasi alat rangkaian pirolisis. Tabel 4.1 menunjukan data detail desain unit reaktor pirolisis.. Tabel 4.1 Detail Desain Unit Reaktor Pirolisis No. Komponen Spesifikasi 1. Body (Furnace). Jenis / Tipe. 2. Reaktor. Bentuk : Silinder Bahan : Stainless steel Diameter dalam : 5,25 cm Panjang : 15 cm Volume : 0,325 liter. Gambar. : Thermolyne 1500 Furnace Chamber Diameter dalam : 23 cm Lebar : 10,8 cm Tinggi : 9,9 cm Volume chamber : 2,46 liter Temperatur maksimum : 2000 °F Waktu maksimum : 6 jam Daya maksimum : 2240 watt Tegangan maksimum : 240 volt Arus : 9,3 Ampere Bahan insulasi reaktor : Firebrick. 32 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tabel 4.1 Lanjutan No. Komponen. Spesifikasi. Gambar. 3. Flange. Jenis : Raised Face Bahan : Stainless steel Ukuran : 7,62 cm Diameter luar : 19,05 cm Tebal : 1,905 cm Bolt circle diameter : 15,24 cm Bolt hole diameter : 1,905 cm Diameter bolt : 1,5875 cm Jumlah lubang : 4 buah. 4. Packing. Bahan : Asbes + timah hitam + kawat Diameter : 19,05 cm (7,5 in.) Tebal : 0,4 cm. 5. Pipa gas nitrogen. Bahan : Stainless steel Ukuran nominal : 1/8 in. Diameter luar : 1,03 cm Diameter dalam : 0,906 cm Panjang : 30 cm. 6. Pipa keluaran gas. Bahan : Stainless steel Ukuran nominal : 1/8 in. Diameter luar : 1,03 cm Diameter dalam : 0,906 cm Panjang : 10 cm. 33 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tabel 4.1 Lanjutan No 7. Komponen. Spesifikasi. Gambar. Sistem Untuk mengkondensasi gas hasil pirolisis, pendinginan dimana produk yang terkondensasi akan menjadi biooil dan yang tidak terkondensasi akan dialirkan menuju gas bag. 4.1.2. Instalasi Unit Reaktor Pirolisis Semua komponen yang telah dibuat, kemudian dirangkai sesuai dengan. rangkaian yang telah ditentukan untuk siap dilakukan percobaan. Gambar 4.1 menunjukan instalasi rangkian lengkap unit reaktor pirolisis.. (a) Gambar 4.1. (b). Desain Lengkap Unit Reaktor Pirolisis (a) Sketsa Unit Reaktor dan (b) Unit Reaktor. 34 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

4.2. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP YIELD BIO-OIL Analisis yield bio-oil dilakukan untuk melihat seberapa banyak bio-oil. yang dihasilkan dari pelet tandan kosong 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. Gambar 4.2 - 4.5 menunjukkan yield bio-oil mengalami kenaikan seiring dengan naiknya suhu dan waktu pirolisis. Yield bio-oil tertinggi diperoleh pada suhu pirolisis 500 °C dengan waktu pirolisis 100 menit dengan yield sebesar 31,52 % (Gambar 4.2), sedangkan yield bio-oil terendah diperoleh pada suhu pirolisis 300 °C dengan waktu pirolisis 15 menit dengan yield sebesar 6,62 % (Gambar 4.5). Meningkatnya yield bio-oil saat suhu meningkat disebabkan karena tingkat pemanasan yang lebih tinggi menghasilkan reaksi pemotongan yang membentuk fragmen senyawa-senyawa komponen penyusun bio-oil yang lebih optimal dibandingkan tingkat pemanasan yang lebih rendah (Mutsengerere et al., 2019). Waktu pirolisis yang lebih singkat menyebabkan perolehan yield dari bio-oil tidak optimal yang mungkin disebabkan oleh reaksi pirolisis seluruh umpan belum bejalan sempurna. Untuk waktu reaksi diatas 100 menit, yield bio-oil hampir konstan dengan sedikit peningkatan pada yield produk gas dan sedikit penurunan pada yield biochar (Joardder et al., 2011). Gambar 4.6 menunjukan perbandingan hasil yield bio-oil dari berbagai tinggi pelet pada kondisi yang terbaik.. 35 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tinggi Pelet 1 cm 35. Yield (%). 30 25 20. Suhu 300°C. 15. Suhu 400°C. 10. Suhu 500°C. 5 0 15. Gambar 4.2. 30. 45 60 80 Waktu (menit). 100. Yield Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Tinggi Pelet 2 cm 35. Yield (%). 30 25 20. Suhu 300°C. 15. Suhu 400°C. 10. Suhu 500°C. 5 0 15. Gambar 4.3. 30. 45 60 80 Waktu (menit). 100. Yield Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. 36 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tinggi Pelet 3 cm 35. Yield (%). 30 25 20. Suhu 300°C. 15. Suhu 400°C. 10. Suhu 500°C. 5 0 15. Gambar 4.4. 30. 45 60 80 Waktu (menit). 100. Yield Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. Tinggi Pelet 4 cm 35. Yield (%). 30 25 20. Suhu 300°C. 15. Suhu 400°C. 10. Suhu 500°C. 5 0 15. Gambar 4.5. 30. 45 60 80 Waktu (menit). 100. Yield Bio-oil pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. 37 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

32. 31,52. 31,5 Yield (%). 31 30,5. 30,13. 30,05. 30. 29,51. 29,5 29 28,5 1. Gambar 4.6. 2 3 Tinggi Pelet (cm). 4. Yield bio-oil pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 500 °C dan Waktu 100 Menit. Tinggi pelet yang lebih rendah memiliki persentase yield yang lebih besar dari pelet yang lebih tinggi, yaitu yield tertinggi diperoleh pada tinggi 1 cm dan terendah pada tinggi 4 cm.. Hal ini disebabkan karena semakin kecil luas. permukaan partikel, maka perpindahan panas yang dialami partikel semakin efisien, yang menyebabkan suhu didalam bahan baku pada partikel yang lebih besar sebenarnya lebih rendah daripada partikel yang lebih kecil sehingga yield yang dihasilkan akan lebih banyak pada partikel yang lebih kecil (Vamvuka, 2011). Yield terbaik diperoleh pada pelet dengan tinggi 1 cm dengan yield terbesar 31,52 %, sedangkan yield terendah diperoleh pada pelet dengan tinggi 4 cm dengan yield 29,51 %.. 38 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

4.3. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLIS TERHADAP MOISTURE CONTENT BIOCHAR Analisis moisture content ditentukan dengan perhitungan hilangnya massa. sampel bila dipanaskan dalam kondisi tertentu dengan dikendalikan suhu, waktu, massa sampel, dan spesifikasi peralatan. Gambar 4.7 - 4.10 menunjukkan hasil analisis moisture content biochar yang dihasilkan. Tinggi Pelet 1 cm Moisture Content (%). 2,00 1,50 Suhu 300 °C. 1,00. Suhu 400 °C 0,50. Suhu 500 °C. 0,00. 15. 30. 45 60 80 Waktu (menit). 100. Gambar 4.7 Moisture content biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Tinggi Pelet 2 cm Moisture Content (%). 2,00 1,50 Suhu 300 °C. 1,00. Suhu 400 °C 0,50. Suhu 500 °C. 0,00 15. 30. 45 60 80 Waktu (menit). 100. Gambar 4.8 Moisture content biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. 39 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Tinggi Pelet 3 cm Moisture Content (%). 3,00 2,50 2,00 1,50. Suhu 300 °C. 1,00. Suhu 400 °C Suhu 500 °C. 0,50 0,00 15. Gambar 4.9. 30. 45 60 80 Waktu (menit). 100. Moisture content biochar pada berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm Tinggi Pelet 4 cm. Moisture Content (%). 3,50 3,00 2,50 2,00. Suhu 300 °C. 1,50. Suhu 400 °C. 1,00. Suhu 500 °C. 0,50 0,00 15. Gambar 4.10. 30. 45 60 80 Waktu (menit). 100. Moisture content biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. Gambar 4.7 – 4.10 menunjukan nilai moisture content cenderung mengalami penurunan terhadap penambahan suhu dan waktu pirolisis. Moisture content tertinggi pada penelitian ini diperoleh pada waktu 15 menit dengan suhu pirolisis 300 °C yaitu sebesar 2,97 % (Gambar 4.10) sedangkan moisture content terendah diperoleh pada waktu 100 menit dengan suhu pirolisis 500 °C yaitu sebesar 0,99 % (Gambar 4.7). Nilai moisture content pada penelitian ini juga bersifat fluktuatif terhadap penambahan waktu pirolisis pada beberapa sampel.. 40 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Seperti pada Gambar 4.9, pada suhu 500 °C dan waktu pirolisis 30 menit nilai moisture content sebesar 1,84 % lalu pada waktu pirolisis 45 menit nilai moisture content meningkat menjadi 1,91 %. Hal tersebut disebabkan oleh penghilangan kelembaban yang tidak sempurna. Kelembaban yang masih tersisa di bahan baku disebabkan. reaksi. dekomposisi. dari. komponen. utama. selulosa,. yang. menghasilkan glukosa dan air (Li et al., 2016). Nilai Moisture content menurun sedangkan kadar dari biochar dengan bahan baku MF (Mesocarp Fiber), PKS (Palm Kernel Shell) dan EFB (Empty Fruit Bunch) seiring dengan meningkatnya suhu pirolisis (Aliyu et al., 2017). Penurunan moisture content akan menyebabkan kenaikan nilai kalor pada char (Niu et al., 2013). Gambar 4.11 menunjukkan nilai moisture content pada berbagai tinggi pelet pada kondisi terbaik.. Gambar 4.11 Moisture content biochar pada Berbagai Tinggi Pelet pada Suhu 500 °C dan Waktu 100 Menit Gambar 4.11 menunjukan nilai moisture content pada berbagai tinggi pelet cenderung mengalami kenaikan seiring bertambahnya tinggi pelet. Menurut Demirbas (2004), kadar air cenderung meningkat seiring bertambahnya ukuran partikel dikarenakan besarnya hambatan perpindahan panas sehingga mengurangi penurunan kadar air. Produk biochar yang dihasilkan jika dibandingkan dengan SNI 06-4369-1996 untuk bubuk arang tempurung kelapa dilihat dari parameter moisture content seluruhnya memenuhi standar dengan nilai standar moisture content untuk biochar maksimal 6 %. Moisture content biochar pada suhu 500 °C 41 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

dan waktu pirolisis 100 menit yang tertinggi diperoleh pada tinggi pelet 4 cm sebesar 1,22 % sedangkan yang terendah diperoleh pada tinggi pelet 1 cm sebesar 0.99 %.. 4.4. PENGARUH TINGGI PELET, SUHU DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP VOLATILE MATTER CONTENT BIOCHAR Volatile matter content adalah komponen-komponen yang dipisahkan. sebagai produk gas dan uap air dengan proses pemanasan. Analisa volatil ini adalah analisa kadar volatil yang tertinggal pada bahan baku dimana, semakin rendah yield maka volatile matter akan semakin menurun. Gambar 4.12 - 4.15 menunjukan nilai volatile matter content cenderung mengalami. penurunan. seiring dengan. bertambahnya. suhu. dan. seiring. bertambahnya waktu pirolisis. Hal ini sebabkan kadar bahan volatil pada biochar telah banyak terlepas pada saat proses pirolisis yang berubah menjadi gas maupun cairan seiring dengan peningkatan suhu dan waktu pirolisis, sehingga kadar volatil tertinggal pada biochar semakin sedikit. Suhu yang semakin meningkat menyebabkan hilangnya beberapa senyawa volatile yang dapat dikaitkan dengan unsur makro seperti C, N, dan S sehingga kandungan senyawa volatile diperoleh akan semakin rendah. Jumlah volatile matter menentukan jumlah asap yang dilepaskan selama proses pembakaran (Nugraha, 2014). Peningkatan waktu pirolisis menurunkan kandungan yang mudah menguap disebabkan meningkatnya level perlakuan termal dan menurunkan kandungan volatile yang teruapkan. Hasil volatile matter content tertinggi diperoleh pada suhu pirolisis 300 °C dengan waktu pirolisis 15 menit yaitu sebesar 27 % (Gambar 4.15), sedangkan volatile matter content yang terendah diperoleh pada suhu pirolisis 500 °C dengan waktu pirolisis 100 menit yaitu sebesar 9,65 % (Gambar 4.12). Gambar 4.16 menunjukan volatile matter content biochar dari berbagai tinggi pelet pada kondisi yang terbaik.. 42 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Volatile Matter Content (%). Tinggi Pelet 1 cm 30 25 Maksimum 20%. 20 15. Suhu 300°C. 10. Suhu 400°C. 5. Suhu 500°C. 0 15. 30 45 60 80 Waktu Pirolisis (menit). 100. Gambar 4.12 Volatile Matter Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 1 cm. Tinggi Pelet 2 cm Volatile Matter Content (%). 30,00 25,00 Maksimum 20%. 20,00 15,00. Suhu 300°C. 10,00. Suhu 400°C. 5,00. Suhu 500°C. 0,00 15. 30 45 60 80 100 Waktu Pirolisis (menit). Gambar 4.13 Volatile Matter Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 2 cm. 43 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Volatile Matter Content (%). Tinggi Pelet 3 cm 30,00 25,00 20,00. Maksimum 20%. 15,00. Suhu 300°C. 10,00. Suhu 400°C. 5,00. Suhu 500°C. 0,00 15. 30 45 60 80 100 Waktu Pirolisis (menit). Gambar 4.14 Volatile Matter Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 3 cm. Volatile Matter Content (%). Tinggi Pelet 4 cm 30,00 25,00 20,00. Maksimum 20%. 15,00. Suhu 300°C. 10,00. Suhu 400°C. 5,00. Suhu 500°C. 0,00 15. 30 45 60 80 100 Waktu Pirolisis (menit). Gambar 4.15 Volatile Matter Content Biochar pada Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis dengan Tinggi Pelet TKKS 4 cm. 44 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.