"PENGARUH SUHU PIROLISIS DAN KOMPOSISI BAHAN BAKU TERHADAP KARAKTERISTIK BIO OIL DARI CAMPURAN LIMBAH BIOMASSA SEKAM
PADI DAN BAGASSE TEBU MELALUI PROSES PIROLISIS"
Tugas Penelitian
Diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Kimia
Oleh :
Indah Rahmasari S. NIM 5213421013 Desta Restiani NIM 5213421015
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2024
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Pesatnya pertumbuhan populasi global dan taraf kehidupan masyarakat yang semakin modern berimbas pada peningkatan konsumsi energi (Zulkania, 2016). Hingga saat ini, sumber energi primer masih mengandalkan bahan fosil seperti minyak, gas, dan batubara. Data total konsumsi energi global pada tahun 2018 menunjukkan penggunaan bahan bakar fosil mencapai 84,7% sedangkan sisanya 15,3% berasal dari energi non-fosil seperti nuklir, angin, solar, dan sebagainya (Ghosh & Ghosh, 2020). Puncak permintaan energi global diperkirakan akan terus meningkat hingga tahun 2040 (Correa et al., 2019). Lonjakan konsumsi energi fosil setiap tahunnya menyebabkan ketersediaan sumber energi menipis. Jika tidak dihentikan, produksi dan penggunaan bahan bakar minyak fosil dapat berkontribusi terhadap penurunan kualitas lingkungan, seperti timbulnya polusi udara, penipisan lapisan ozon, serta peningkatan suhu global yang berkelanjutan (Malode et al., 2021). Kondisi ini mendesak banyak negara termasuk Indonesia untuk segera mencari energi alternatif dengan kriteria mudah diperoleh, minim biaya produksi, ramah lingkungan, dan tentunya bersifat terbarukan (Yana et al., 2022). Dukungan Indonesia terhadap isu krisis energi tertuang dalam Peraturan Pemerintah Nomor 79 Tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional di mana Indonesia memiliki taget penerapan Energi Baru Terbarukan (EBT) minimal 23% pada tahun 2025 dan 31% pada tahun 2050 yang diimbangi dengan pengurangan peran minyak bumi kurang dari 25% pada tahun 2025 dan kurang dari 20% pada tahun 2050 (Republik Indonesia, 2014). Salah satu energi alternatif yang berpotensi mengatasi krisis bahan bakar minyak bumi ialah bio oil yang dihasilkan dari limbah biomassa.
Bio oil merupakan produk yang dihasilkan dari pirolisis biomassa dalam bentuk cair (Wulandari et al., 2023). Bahan baku pembuatan bio oil diperoleh dari aneka limbah biomassa seperti residu pertanian dan perkebunan, limbah padat kota, mikroalga, dan lain sebagainya (Su et al., 2022). Indonesia memiliki potensi yang besar untuk memproduksi bio oil karena luasnya lahan pertanian dan perkebunan yang dapat dimanfaatkan limbahnya sebagai sumber biomassa (Simangunsong et al., 2017). Penggunaan bio oil dari biomassa tidak hanya berperan sebagai alternatif energi, tetapi juga dapat mengurangi dampak emisi gas beracun seperti Nox dan Sox (Mallick et al., 2018). Di antara sekian banyaknya metode dalam proses konversi termokimia, pirolisis dianggap sebagai metode yang cukup menjanjikan untuk mengkonversi limbah biomassa menjadi bio oil (Gupta et al., 2019). Pirolisis merupakan suatu proses dekomposisi termal limbah biomassa menjadi produk gas, cair, dan padat tanpa adanya oksigen (Rizal et al.,
2020). Adapun beberapa kelebihan dari metode pirolisis antara lain tingkat efisiensi konversi yang tinggi, bahan baku yang fleksibel dan mudah diperoleh, ramah lingkungan, dan dapat diproduksi dalam skala besar (Novita et al., 2021). Wong et al. (2021) juga menyatakan bahwa teknik pirolisis dapat memaksimalkan senyawa lignin dan selulosa yang dihasilkan dari tanaman untuk menghasilkan bahan bakar cair.
Pengembangan produksi bio oil berbahan biomassa bagase tebu dan sekam padi masih jarang dilakukan. Oleh karena itu, dalam penelitian ini digunakan campuran kedua bahan biomassa tersebut sebagai bahan baku pembuatan bio oil melalui proses pirolisis. Proses produksi bio oil berbahan biomassa bagase tebu dan sekam padi tentunya dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti komposisi bahan baku dan suhu pirolisis. Sehingga, pada penelitian ini akan dilakukan karakterisasi hasil bio oil bagasse tebu dan sekam padi berdasarkan perbandingan komposisi bahan baku dan suhu pirolisis.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan paparan di atas, dapat dirumuskan masalah penelitian sebagai berikut.
1. Bagaimana cara untuk mengolah limbah biomassa sekam padi dan bagas tebu menjadi bio-oil melalui proses pirolisis?
2. Bagaimana pengaruh perbandingan dari komposisi bahan baku terhadap hasil pirolisis campuran limbah biomassa sekam padi dan bagas tebu?
3. Bagaimana kandungan dan karakteristik senyawa hasil pirolisis campuran limbah biomassa dari sekam padi dan bagas tebu?
1.3. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini diantaranya sebagai berikut.
1. Mengetahui cara pengolahan limbah biomassa sekam padi dan bagas tebu menjadi bio- oil melalui proses pirolisis.
2. Mengetahui perbandingan dari komposisi bahan baku terhadap hasil pirolisi campuran limbah biomassa sekam padi dan bagas tebu.
3. Mengetahui kandungan dan karakteristik senyawa hasil pirolisis campuran limbah biomassa dari sekam padi dan bagas tebu.
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat yang didapatkan dari penelitian ini yaitu sebagai berikut.
1. Ditinjau dari segi ilmu pengetahuan dan teknologi
a. Mengembangkan inovasi baru dalam memproduksi bahan bakar terbarukan yang berfungsi untuk mensuplai kebutuhan energi
b. Mengaplikasikan proses fast catalytic pyrolysis untuk industri bahan bakar ramah lingkungan berbasis limbah organik (biomassa)
2. Ditinjau dari segi Masyarakat
a. Menghimbau masyarakat untuk lebih mempergunakan limbah organik (biomassa) b. Meningkatkan pengetahuan masyarakat mengenai pengolahan limbah organik
(biomassa) menggunakan proses fast catalytic pyrolysis.
3. Ditinjau dari segi pemerintah
a. Inovasi ini dapat dijadikan rekomendasi di bidang pemenuhan kebutuhan energi sebagai upaya penggunaan energi fosil, serta mengurangi jumlah limbah biomassa yang dapat mencemari lingkungan.
4. Ditinjau dari segi akademisi
a. Dapat dijadikan referensi dalam menambah wawasan ilmu pengetahuan b. Menjadi pedoman untuk penelitian penelitian selanjutnya
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pada Bab Tinjauan Pustaka ini akan dibahas mengenai teori tentang potensi biomassa bagasse tebu, biomassa sekam padi, bio-oil dan metode fast pyrolysis. Penelitian ini dilaksanakan tidak terlepas dari penelitian-penelitian terdahulu sebagai bahan kajian dan perbandingan.
2.1 Bagasse Tebu
Tanaman tebu (Saccharum officinarum. L) merupakan tanaman hasil pertanian yang digunakan sebagai bahan dasar pembuatan gula (Irawan et al., 2023). Total setengah wilayah area perkebunan rakyat di Indonesia ditanami tanaman tebu karena tanaman ini memiliki potensi ekonomi yang tinggi. Peningkatan angka produksi tanaman tebu sangat erat kaitannya dengan permasalahan jumlah produksi limbah atau non-product output yang dihasilkan dari industri perkebunan tebu khususnya saat musim panen (Kustiyah et al., 2023). Ampas tebu atau yang biasa dikenal dengan baggase tebu merupakan hasil sampingan dari proses ekstraksi nira tebu (Putri Tarigan et al., 2023). Bagasse tebu merupakan biomassa dari residu pengolahan tanaman tebu ( Saccharum officinarum. L) yang pemanfaatannya belum maksimal menyebabkan kerusakan lingkungan dan menimbulkan bau yang tidak sedap (Suryani et al., 2024).
Seiring perkembangan ilmu pengetahuan, beberapa penelitian sebelumnya telah memanfaatkan penumpukan limbah tanaman tebu yang berupa ampas dengan mengolahnya menjadi pupuk kompos yang dapat menggantikan pupuk anorganik dan bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman perkembangan dalam bidang pertanian (Hasrizart, 2022). Selain itu, limbah ampas tebu juga dapat dimanfaatkan sebagai bioadsorben dalam menurunkan angka asam lemak bebas dan bilangan peroksida pada pembuatan sabun cuci tangan dari minyak jelantah (Rahayu et al., 2024).
Bagasse mempunyai kadar air, kadar serat dan padatan terlarut sekitar. Bagasse tebu mengandung 52.67% kadar air, 55.89% C-organik, 0.25% N-total, 0.16% P2O5, dan 0.38% K2O (Harimurti, 2020). Salah satu residu hasil pengolahan tebu berupa ampas tebu yang terdiri dari 24.2% lignin, 52.7% selulosa, 17.5% hemiselulosa, dan 5.6% kandungan unsur penyusun lainnya (Rahmawati et al., 2023).
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Ampas Tebu
Komposisi Kadar Kadar (%)
Abu 3
Lignin 22
Selulosa 37
Sari 1
Pentosan 27
SiO2 3
(Bahri et al., 2021) 2.2 Sekam Padi
Tanaman padi (Oriza sativa L.) merupakan tanaman pangan pokok yang banyak tumbuh di Indonesia (Nafisatul Ula et al., 2024). Limbah pengolahan padi adalah sekam padi (Arifin et al., 2024). Pada umumnya, limbah berupa sekam padi mencapai 23%
dari total padi yang diolah (Wijayanti et al., 2020). Sekam padi merupakan salah satu bentuk limbah pertanian yang memiliki lapisan keras pembungkus pada kariopsis butir gabah, terdiri atas dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling bertautan (Kusniawati et al., 2023). Sekam padi memiliki kandungan selulosa yang tersedia dalam jumlah besar dan belum dimanfaatkan dengan baik di Indonesia (Ramadhan et al ., 2024).
2.3 Pirolisis
Pirolisis merupakan salah satu teknik pengolahan biomassa dengan proses pembakaran dalam kondisi tanpa adanya oksigen pada reaktor untuk mendapatkan produk alternatif energi terbarukan seperti char, bio-oil, dan syngas (Nurfaritsya et al., 2023). Proses penguraian biomassa secara termal menjadi molekul yang lebih kecil pada suhu yang lebih tinggi dan dalam atmosfer inert (Reza, Zhanar Baktybaevna, et al., 2023). Pirolisis menguraikan biomassa menjadi gas, cair dan padat yang terjadi pada suhu antara 300-600 ℃(Yuliatun et al., 2023). Terdapat dua jenis prolisis, yaitu pirolisis cepat dan pirolisis lambat. Pirolisis lambat berkaitan dengan pemrosesan biochar, sedangkan pirolisis cepat sebagian besar digunakan untuk menghasilkan bio-oil dan syngas (Reza, Taweekun, et al., 2023). Tahapan proses penguraian lignoselulosa terdiri dari pelepasan uap air, penguraian hemiselulosa, selulosa, dan lignin. Hemiselulosa terurai pada temperatur 200-315°C, selulosa terurai pada temperatur 315-400°C sedangkan lignin akan mulai terurai pada temperatur 150°C hingga 900°C (Rezki et al.,
2023). Besaran energi yang dibutuhkan untuk reaksi dekomposisi disebut dengan energi aktivasi yang merupakan perkiraan jumlah energi yang diperlukan dalam pirolisis untuk mengkonversi biomassa menjadi produk bio-oil, biochar, dan gas (Arya Darma et al., 2022). Selama proses dekomposisi, bahan-bahan yang mudah menguap dilepaskan sebagai uap, dan bahan-bahan yang tidak mudah menguap diubah menjadi biochar padat. Uap yang dapat terkondensasi disebut sebagai bio-oil, yang juga diidentifikasi sebagai minyak pirolisis, dan minyak biofuel, sedangkan gas yang tidak dapat terkondensasi dikenal sebagai syngas, biogas, dan bio-syngas (Mosebolatan Jabar, 2022).
2.4 Bio-Oil
Bio-oil merupakan produk cair hasil pirolisis yang berwarna coklat tua dan mengandung berbagai unsur yang dapat digunakan sebagai bahan bakar maupun bahan kimia (Sari et al., 2023). Bio-oil memiliki ciri-ciri berupa cairan berwarna hitam yang mudah terbakar, sangat asam, korosif, viskositas tinggi, dan mengandung kadar air yang cukup tinggi (Afrah et al., 2024). Karakteristik dan komposisi bio-oil bergantung pada komposisi bahan baku dan parameter proses lainnya seperti ukuran partikel, suhu, waktu reaksi, kecepatan pemanasan, dan ukuran partikel biomassa (Novita et al., 2021) . Bio-oil mengandung tiga kategori, yaitu senyawa yang mengandung gula (gula hidro, dan furan), kemudian senyawa yang mengandung lignin (oligomer aromatik, dan fenol) dan senyawa karbonil kecil (aldehida, keton, dan asam) (Arifah et al., 2023). Dengan tingkat volatilitas yang tinggi, bio-oil berpotensi menghasilkan produk dengan kualitas yang baik. Bio-oil tersusun dari berbagai uap organik yang terkondensasi seperti asam, alkohol, ester, eter, furan, asetaldehida, aldehida, keton, metanol, dan hidrokarbon lainnya. Komposisi bio-oil dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti jenis biomassa, kadar air, dan suhu proses pirolisis (Khasanah et al., 2023). Komponen organik terbesar dalam bio-oil adalah turunan lignin seperti fenol, aldehida, keton, asam, ester, amina, eter, dan nitrogen (Septarini et al., 2023). Bio-oil dari proses pirolisis biomassa dapat digunakan untuk bahan bakar turbin, mesin disel, penerangan dan boiler guna substitusi bahan bakar minyak bumi setelah proses pemurnian lebih lanjut (Chan et al., 2020).
2.5 Gas Chromatography-Mass Spechtrophotometry (GC-MS)
BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian
Penelitian ini meliputi produksi bio-oil dari jenis campuran limbah biomassa bagasse tebu dan sekam padi melalui proses fast pyrolysis yang dilakukan di Laboratorium Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang, sedangkan analisis Gas Chromatography-Mass Spechtrophotometry (GC-MS) dilakukan di Laboratorium Terpadu Universitas Diponegoro.
3.2 Variabel Penelitian 3.2.1 Variabel Bebas
Variabel bebas merupakan faktor yang dipilih dan diukur peneliti, untuk mengamati pengaruhnya terhadap perubahan pada variabel terikat. Variabel bebas pada penelitian ini yaitu perbandingan komposisi bahan bagasse tebu dengan sekam padi.
Tabel 3.1 Variabel Bebas Suhu
(℃)
400 500 600
Komposisi Bahan (%)
Komposisi Bahan (%)
Komposisi Bahan (%) Bagasse
Tebu
Sekam Padi
Bagasse Tebu
Sekam Padi
Bagasse Tebu
Sekam Padi
100 0 100 0 100 0
75 25 75 25 75 25
50 50 50 50 50 50
25 75 25 75 25 75
0 100 0 100 0 100
3.2.2 Variabel Terikat
Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi oleh variabel bebas. Dalam penelitian ini faktor yang menjadi variabel terikat yaitu yield bio- oil yang dihasilkan.
3.2.3 Variabel Terkendali
Variabel terkendali merupakan variabel yang tidak mempengaruhi hasil penelitian karena berada dalam keadaan konstan. Variabel terkendali dalam penelitian ini antara lain:
1. Semua bahan dengan ukuran 60 mesh 2. Suhu operasi (℃)
3. Laju alir nitrogen 3 liter/menit
4. Waktu operasi proses pirolisis 60 menit 3.3 Alat dan Bahan Penelitian
3.3.1 Alat
1. Reaktor fixed bed 2. Tabung gas N2
3. Flowmeter 4. Tabung gas LPG 5. Temperatur kontrol 6. Kompor
7. Termokopel 8. Cerobong asap 9. Penampung tar 10. Kondensor 11. Bak pendingin 12. Pompa
13. Penampung bio-oil 14. Siever 60 mesh 15. Timbangan digital 16. Glassware
17. Piknometer 5 mL 18. Viscometer Oswald 19. Hammer mill
20. Gas Chromatography-Mass Spechtrophotometry (GC-MS)
3.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:
1. Bagasse tebu yang diperoleh dari pedagang es tebu di wilayah Kota Semarang, Jawa Tengah
2. Sekam padi 3. Gas nitrogen 3.4 Rangkaian Alat
3.5 Skema Kerja
3.5.1 Proses Pirolisis
a. Mempersiapkan bahan limbah biomassa berupa bagasse tebu dan sekam padi.
b. Pemecahan bagasse tebu dan sekam padi menggunakan alat hammer mill.
c. Penyaringan bahan biomassa berupa bagasse tebu dan sekam padi menggunakan siever berukuran 60 mesh.
d. Pengeringan limbah biomassa di bawah sinar matahari untuk menghilangkan kadar air yang terkandung.
e. Menimbang limbah biomassa berdasarkan berat sesuai dengan peresentase yang terdapat pada Tabel 3.1. Berat total untuk kedua bahan limbah biomassa adalah 300 gram.
f. Mempersiapkan rangkaian alat pirolisis.
g. Memasukkan limbah biomassa pada reaktor kemudian dipanaskan pada suhu 400℃ dengan waktu 60 menit, dan aliran gas nitrogen 3 liter/menit. Kemudian lakukan kembali dengan suhu 500℃ dan 600℃.
h. Penyimpanan uap cair hasil pirolisis pada wadah yang sudah diisolasi.
i. Selesai.
3.5.2 Analisis Karakterisasi pada Bio-Oil 1. Bilangan Asam
A. Pembuatan Larutan KOH 0.1 N
N=mol x valensi volume
N= gr
Mr x valensi volume
0.1= gr 56x1
0.1
gr=0.01x56=0.56gram
1. Menimbang 0.56 gram KOH dengan timbangan dan gelas arloji lalu dimasukkan beaker glass 250 mL yang sudah diisi sedikit aquades kemudian dilarutkan.
2. Larutan dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL kemudian tambahkan aquades hingga batas volume dan homogenkan.
B. Standarisasi KOH 0.1 N
1. Menghitung massa asam oksalat 0.1 N yang akan digunakan untuk standarisasi KOH 0.1 N.
N=mol x valensi volume
N= gr
Mr x valensi volume
0.1= gr 126 x2
0.1
gr=0.01x63=0.63gram
2. Sebanyak 0.63 gram asam oksalat yang telah ditimbang menggunakan timbangan, kemudian dimasukkan ke dalam beaker glass yang telah diisi sedikit aquades untuk dilarutkan.
3. Larutan asam oksalat tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam labu takar volume 100 mL dan ditambahkan aquades sampai garis tanda kemudian digojok supaya larutan menjadi homogen.
4. 10 mL asam oksalat dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 mL menggunakan pipet ukur kemudian ditambahkan 3 tetes indikator PP dan di titrasi dengan larutan KOH 0.1 N.
5. Titrasi hingga berwarna merah muda.
6. Normalitas dapat dihitung dengan persamaan.
Va x Na=Vb x Nb
C. Analisis Bilangan Asam
1. Menimbang 2 gram bio-oil dalam Erlenmeyer 100 mL dengan menggunakan pipet tetes.
2. Tambahkan 10 mL etanol kemudian di aduk dan ditambahkan indikator PP 3 tetes.
3. Titrasi dengan larutan dengan KOH 0.1 N hingga berwarna merah muda.
4. Bilangan asam dapat dihitung dengan:
Bilangan Asam=V x N x BM KOH m bio−oil 2. Densitas
Analisis densitas dilakukan dengan:
a. Siapkan bio-oil yang akan dianalisis densistasnya.
b. Timbang piknometer kosong dengan timbangan digital dan catat berat piknometer kosong tersebut.
c. Masukkan bio-oil ke dalam piknometer dengan hati-hati.
d. Tutup piknometer dan pastikan tidak ada gelembung.
e. Timbang piknometer yang sudah berisi bio-oil dengan timbangan digital dan catat beratnya, selisish dari berat kosong piknoeter dan berat akhir piknometer merupakan berat dari bio-oil.
f. Hitung densitas bio-oil dengan membagi berat bio-oil dengan volumnya.
3.6 Analisis Data
3.6.1 Komponen Senyawa Kimia Bahan (Py-GC/MS)
Analisis Py-GC/MS merupakan sutu analisis yang dirancang untuk mempelajari lebih detail terkait distribusi produk organik dari proses co- pyrolisis. Sampel dianalisis dengan cara dimasukkan ke dalam eco-cup SF PYI- EC50F dan ditutup dengan wol kaca. Setelah itu eco-cup dipirolisis dengan suhu 500°C dan 600°C selama 0.1 menit menggunakan multi-shot pyrolizer (EGA/PY 3030D) yang dihubungkan (suhu antarmuka 280°C) dengan system GC/MS QP-2020 NX (Shimadzu, Jepang) yang sudah dilengkapi dengan kolom SH-Rxi-5Sil MS dengan ketebalan film i.d. 30 m × 0,25 mm. 0,25 m dengan tumbukan elektron 70 eV dan helium sebagai gas pembawa. Tekanan yang dikenakan sebesar 20,0 kPa (15,9 mL/menit, dan aliran kolom 0,61 mL/menit).
Pada GC profil suhu 50°C dipertahankan selama 1 menit dan suhu ditingkatkan 5°C / menit hingga suhu mencapai 280°C. Identifikasi perbandingan waktu retensi dan data spektrum massa dari hasil produk pirolisis dengan library NIST (Arisandi & Aminah, 2021).
3.6.2 Perhitungan Yield
Yield dihitung untuk menentukan tingkat efisiensi pada proses pirolisis yang dilakukan. Persamaan yang digunakan untuk menghitung persentase yield sebagai berikut:
Yield=massa bio−oil yang dihasilkan
massa umpan x100 %… …(1) 3.6.3 Perhitungan Bilangan Asam
Bilangan asam pada bio-oil ditentukan dengan titrasi asam basa menggunakan buret. Bio-oil sebanyak 2 gram ditimbang dalam Erlenmeyer 100 mL, kemudian ditambahkan etanol dengan kadar 99,9%. Selanjutnya menambahkan indikator PP sebanyak 5 tetes setelah larutan homogen. Larutan kemudian dititrasi dengan KOH 0.1 N yang telah distandarisasi. Volume KOH yang terpakai untuk titrasi digunakan untuk menentukan bilangan asam pada bio-oil. Untk mendapatkan bilangan asam dapat dihitung dengan menggunakan metode persamaan SNI 3741:2013 (Badan Standarisasi Nasional, 2013).
Persamaan yang digunakan sebagai berikut:
Bilangan Asam=V x N x BM KOH
m bio−oil … …(2) Keterangan :
V = Volume KOH yang diperlukan (mL) N = Normalitasa larutan KOH (N) M = Berat sampel bio-oil (gram) BM KOH = Berat molekul dari KOH (gr/mol) 3.6.4 Densitas
Massa jenis (densitas) adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda.
Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Cara perhitungan densitas dengan cara menimbang piknometer
kosong, kemudian dimasukkan sampel dan ditimbang kembali untuk mengatahui densitasnya dengan menggunakan rumus:
ρ=(w1−w2)
Vp … …(3)
Dengan ρ adalah densitas (g/mL), w1 adalah berat piknometer kosong (g), w2 adalah berat piknometer dengan sampel (g) dan Vp adalah volume piknometer (mL).
3.6.5 Analisis Karakteristik Komponen Senyawa Kimia (GC-MS)
Uji Gas Chromatografy-Mass Spechtrophotometry (GC-MS) digunakan untuk mengidentifikasi komponen senyawa pada bio-oil dari hasil pirolisis. Uji GC- MS dilakukan untuk mengetahui senyawa yang berbeda dalam sampel bio-oil.
Spesifikasi alat yang digunakan untuk uji GC-MS dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Kondisi Analisis GC-MS
GC-MS: GCMS Shimadzu GC 2010 Plus Kolom: Rtx-5MS
Kolom:
Panjang [m] 30
Diameter Internal [m] 0.22
Gas Pembawa - He
Tekanan Kolom kPa 13.7
Flow Rate [cm/sec] 25.9
Suhu Kolom [℃] 70-300
Split Rasio [-] 73.0
Suhu Injektor [℃] 320
Suhu Interface [℃] 320
Suhu Sumber Ion [℃] 250
Aliran Kolom mL/min 0.50
Aliran Total mL/min 40
Laju Kenaikan Suhu [℃/min] 10
Referensi
Afrah, B. D., Riady, M. I., Arsadha, J. P., Rimadhina, R., Cundari, L., & ‘izzah, R. Z. (2024).
Effect of Pyrolysis Temperature and Biomass Composition on Bio-Oil Characteristics.
Ecological Engineering and Environmental Technology, 25(3), 264–274.
https://doi.org/10.12912/27197050/181152
Arifah, Z., Setyawan, M., & Jamilatun, S. (2023). Effect of Temperature and Amount of Nickel Catalyst on Yield and Bio-Oil Composition in Pyrolysis of Sugarcane Bagasse.
Agroindustrial Technology Journal, 7(3), 76–87. https://doi.org/10.21111/atj.v7i3.10744
Arifin, L., Bakti, A., Iemaaniah, Z. M., Ita, S., & Salsabil, H. A. (2024). Sosialisasi Pemanfaatan Limbah Sekam Padi Sebagai Bahan Baku Pembuatan Biochar. Lumbung Inovasi: Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat, 9(1), 72–80.
Arya Darma, I. W., & Tenaya, I. G. N. P. (2022). Studi Kinetika dan Energi Aktivasi pada Proses Pirolisis Makroalga Ulva Lactuca (Selada Laut). Jurnal METTEK, 8(2), 153.
https://doi.org/10.24843/mettek.2022.v08.i02.p10
Bahri, S., Fitriani, F., & Jalaluddin, J. (2021). Pembuatan Biofoam Dari Ampas Tebu Dan Tepung Maizena. Jurnal Teknologi Kimia Unimal, 8(1), 24.
https://doi.org/10.29103/jtku.v10i1.4173
Chan, Y. H., Loh, S. K., Chin, B. L. F., Yiin, C. L., How, B. S., Cheah, K. W., Wong, M. K., Loy, A. C. M., Gwee, Y. L., Lo, S. L. Y., Yusup, S., & Lam, S. S. (2020). Fractionation and Extraction of Bio-Oil For Production of Greener Fuel and Value-Added Chemicals:
Recent Advances and Future Prospects. Chemical Engineering Journal, 397, 125406.
https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125406
Correa, D. F., Beyer, H. L., Fargione, J. E., Hill, J. D., Possingham, H. P., Thomas-Hall, S. R.,
& Schenk, P. M. (2019). Towards the implementation of sustainable biofuel production systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 107(March), 250–263.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.03.005
Ghosh, S. K., & Ghosh, B. K. (2020). Fossil Fuel Consumption Trend and Global Warming Scenario: Energy Overview. Global Journal of Engineering Sciences, 5(2), 3–8.
https://doi.org/10.33552/gjes.2020.05.000606
Gupta, G. K., Gupta, P. K., & Mondal, M. K. (2019). Experimental process parameters
optimization and in-depth product characterizations for teak sawdust pyrolysis. Waste Management, 87, 499–511. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.02.035
Harimurti, S. (2020). Orientasi Ibu Rumah Tangga Dalam Memanfaatkan Bagasse Sebagai Campuran Media Tanam Di Lahan Pekarangan. Journal of Community Service, 2(1), 40–
43.
Hasrizart, I. N. I. (2022). Respon Pemberian Mulsa Ampas Tebu Dan Pupuk Organik Cair Cangkang Kerang terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Pakcoy (Brassica Rapa Chineensis L.). JURNAL AGROFOLIUM, 1(11), 2029–2034.
Irawan, K. A., Setyo, B., & Suhaili, S. (2023). Keragaman Morfologi Pertumbuhan 7 Klon dan 2 Varietas Tanaman Tebu (Saccharum officinarum L.) di PT Perkebunan Nusantara X
Ploso Klaten-Kediri. Gema Agro, 28(1), 42–51.
https://doi.org/10.22225/ga.28.1.6634.42-51
Khasanah, U., Ladini, T., Rusnadi, I., & Yunanto, I. (2023). Pirolisis Biji Karet Sebagai Energi Alternatif Berdasarkan Pengaruh Temperatur dan Jumlah Katalis Zeolit. Jurnal Pendidikan Tambusai, 7(3), 21852–21860.
Kusniawati, E. Sari, K. Putri, K. (2023). Pemanfaatan Sekam Padi Sebagai Karbon Aktif Untuk Menurunkan Kadar pH, Turbidity, TSS, dan TDS. Journal of Innovation Research and Knowledge, 2(10), 4183–4198.
KUSTIYAH, E., NOVITASARI, D., WARDANI, L. A., HASAYA, H., & WIDIANTORO, M.
(2023). Pemanfaatan Limbah Ampas Tebu untuk Pembuatan Plastik Biodegradable dengan Metode Melt Intercalation. Jurnal Teknologi Lingkungan, 24(2), 300–306.
https://doi.org/10.55981/jtl.2023.993
Mallick, D., Mahanta, P., & Moholkar, V. S. (2018). Synergistic Effects in Gasification of Coal/Biomass Blends: Analysis and Review. Energy, Environment, and Sustainability, 473–497. https://doi.org/10.1007/978-981-10-7335-9_19
Malode, S. J., Prabhu, K. K., Mascarenhas, R. J., Shetti, N. P., & Aminabhavi, T. M. (2021).
Recent advances and viability in biofuel production. Energy Conversion and
Management: X, 10(December 2020), 100070.
https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2020.100070
Mosebolatan Jabar, J. (2022). Pyrolysis: A Convenient Route for Production of Eco-Friendly
Fuels and Precursors for Chemical and Allied Industries. Recent Perspectives in Pyrolysis Research, November. https://doi.org/10.5772/intechopen.101068
Nafisatul Ula, Fiddini Alham, F. H. S. (2024). Analisis Perbandingan Pendapatan Penggilingan Padi Statis dan Penggilingan Padi Mobile di Kecamatan Manyak Payed Kabupaten Aceh Tamiang. Jurnal Cakrawala Ilmiah, 10(6), 1779–1788.
Novita, S. A., Fudholi, A., & Doktoral. (2021). Parameter Operasional Pirolisis Biomassa.
Agroteknika, 4 (1)(1), 53–67.
Nurfaritsya, S. A., Rusnadi, I., & Daniar, R. (2023). Pengaruh Variasi Temperatur dan Waktu Proses Pirolisis Tatal Kayu Karet untuk Pembuatan Bio-Char,Bio-Oildan Syngas sebagai Bahan Bakar. Jurnal Penndidikan Tambusai, 7(3), 24569–24576.
Putri Tarigan, M. Z., Bahri, S., Mulyawan, R., Muarif, A., & Luddin, J. (2023). Pemanfaatan Limbah Ampas Tebu Untuk Pembuatan Arang Briket Dengan Menggunakan Bahan Perekat Lem K Dan Tepung Beras Ketan. Chemical Engineering Journal Storage (CEJS) , 3(6), 798. https://doi.org/10.29103/cejs.v3i6.11572
Rahayu, S., Sulviani, R., Kaulika, S. A., Syamsu, M., Hafidzanty, S., Safira, Y., & Fadillah, M.
(2024). Aplikasi Bioadsorben Ampas Tebu dalam Pembuatan Sabun Cuci Tangan dari Minyak Jelantah: Upaya Mewujudkan Masyarakat Hijau Rawamangun. E-DIMAS:
Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat, 15(1), 41–48.
Rahmawati, S., Yerizam, M., & Dewi, E. (2023). Konversi Ampas Tebu dan Sabut Kelapa Menjadi Bioetanol dengan Metode Hidrolisis Enzimatik. Jurnal Pendidikan Tambusai, 7(3), 21942–21948.
Ramadhan, E., Doloksaribu, B., & Utary, C. (2024). Studi Eksperimental Perbandingan Kuat Tekan Batako dengan Menggunakan Bahan Tambah Styrofoam, Sekam Padi dan Abu Sekam Padi. Bomi Journal of Engineering and Technology, 01(1), 2024.
Republik Indonesia. (2014). Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No.79 Tahun 2014 Tentang Kebijakan Energi Nasional. Hukum Online, 1–60.
Reza, M. S., Taweekun, J., Afroze, S., Siddique, S. A., Islam, M. S., Wang, C., & Azad, A. K.
(2023). Investigation of Thermochemical Properties and Pyrolysis of Barley Waste as a Source for Renewable Energy. Sustainability (Switzerland), 15(2), 1–18.
https://doi.org/10.3390/su15021643
Reza, M. S., Zhanar Baktybaevna, I., Afroze, S., Kuterbekov, K., Kabyshev, A., Bekmyrza, K.
Z., Kubenova, M. M., Bakar, M. S. A., Azad, A. K., Roy, H., & Islam, M. S. (2023).
Influence of Catalyst on the Yield and Quality of Bio-Oil for the Catalytic Pyrolysis of Biomass: A Comprehensive Review. Energies, 16(14), 1–39.
https://doi.org/10.3390/en16145547
Rezki, A. S., Wulandari, Y. R., Alvita, L. R., & Sari, N. P. (2023). Potential of Empty Fruit Bunches (EFB) Waste as Bioenergy to Produce Bio-Oil using Pyrolysis Method:
Temperature Effects. Rekayasa Bahan Alam Dan Energi Berkelanjutan, 7(1), 22–29.
Rizal, W. A., Suryani, R., Wahono, S. K., Anwar, M., Prasetyo, D. J., Amdani, R. Z., Suwanto, A., & Februanata, N. (2020). Pirolisis Limbah Biomassa Serbuk Gergaji Kayu Campuran : Parameter Proses dan Analisis Produk Asap Cair. Jurnal Riset Teknologi Industri, 14(2), 353. https://doi.org/10.26578/jrti.v14i2.6606
Sari, F. R., Mayub, A., & Nursa, E. (2023). Conversion of Oil Palm Empty Fruit Bunches Using the Pyrolysis Into Bio-Oil and Its Characterization for Biopesticide. EduChemia (Jurnal Kimia Dan Pendidikan), 8(2), 196–208. https://doi.org/10.30870/educhemia.v8i2.21661
Septarini, S., Amni, Z., & Amnia, W. (2023). Pengolahan Limbah Organik Rumah Tangga Untuk Produksi Bio-Oil Sederhana. SJME KINEMATIKA, 8(2), 158–167.
https://doi.org/10.20527/sjmekinematika.v8i2.281
Simangunsong, B. C. H., Sitanggang, V. J., Manurung, E. G. T., Rahmadi, A., Moore, G. A., Aye, L., & Tambunan, A. H. (2017). Potential forest biomass resource as feedstock for bioenergy and its economic value in Indonesia. Forest Policy and Economics, 81(May 2016), 10–17. https://doi.org/10.1016/j.forpol.2017.03.022
Suryani, A. D., Eurika, N., & Priantari, I. (2024). Pemanfaatan Limbah Bagasse Tebu Sebagai Upaya Mengatasi Permasalahan Lingkungan: Literatur Review. Jurnal Sains Riset, 14(1), 369–377. https://doi.org/10.47647/jsr.v14i1.2314
Wijayanti, H., Ratnasari, D., & Hakim, R. (2020). Studi Kinetika Pirolisis Sekam Padi untuk Menghasilkan Bio-oil sebagai Energi Alternatif. Buletin Profesi Insinyur, 3(2), 83–88.
https://doi.org/10.20527/bpi.v3i2.67
Wong, H. R., Kembaren, A., Hasibuan, M. I., Pulungan, A. N., & Sihombing, J. L. (2021).
Review Artikel: Studi Potensi Biomassa Menjadi Bio-Oil Menggunakan Metode Pirolisis
sebagai Energi Baru Terbarukan. Prosiding Seminar Nasional Kimia & Pendidikan Kimia#2 - 2021, 39–46.
Wulandari, Y. R., Silmi, F. F., Ermaya, D., Sari, N. P., & Teguh, D. (2023). Pengaruh Suhu Pirolisis Jerami Padi Terhadap Variabel KomposisiProduk Pirolisis Menggunakan Reaktor Batch. Inovasi Teknik Kimia, 8(3), 167–172.
Yana, S., Nizar, M., Irhamni, & Mulyati, D. (2022). Biomass waste as a renewable energy in developing bio-based economies in Indonesia: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 160(5), 112268. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112268
Yuliatun, S., Muzdalifah, M., & Nurfita, E. (2023). Pengaruh Komposisi Arang Ampas Tebu dan Abu Ketel Terhadap Kualitas Bio-Briket Arang. Indonesian Sugar Research Journal , 3(1), 46–55. https://doi.org/10.54256/isrj.v3i1.107
Zulkania, A. (2016). Pengaruh Temperatur Dan Ukuran Partikel Biomassa Terhadap Bio-Oil Hasil Pirolisis Ampas Tebu / Baggase. Teknoin, 22(5), 328–336.
https://doi.org/10.20885/teknoin.vol22.iss5.art2
