Pengaruh Variasi Temperatur dan Waktu Proses Pirolisis Tatal Kayu Karet untuk Pembuatan Bio-Char, Bio-Oil dan Syngas sebagai Bahan Bakar

Authors

  • Siti Aninda Nurfaritsya Politeknik Negeri Sriwijaya , Indonesia
  • Irawan Rusnandi Politeknik Negeri Sriwijaya , Indonesia
  • Rima Daniar Politeknik Negeri Sriwijaya , Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.31004/jptam.v7i3.10495

Keywords:

Biomassa, Pirolisis, Temperatur, Waktu, Konsumsi Energi

Abstract

Pemanfaatan kayu karet sebagai bahan bakar alternatif melalui proses pirolisis masih minim dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur perengkahan terhadap % rendemen produk yang dihasilkan, pengaruh waktu terhadap % rendemen produk yang dihasilkan, kondisi operasi yang optimal untuk menghasilkan kualitas rendemen yang sesuai standar, dan konsumsi energi pirolisis guna menghasilkan bio-oil. Pendekatan desain fungsional yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancang bangun peralatan pirolisis,. Pendekatan desain struktural yang digunakan adalah struktural prototipe pirolisis. Hasil penelitian menunjukkan pada bio-char mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya temperatur dan penambahan waktu,rendemen tertinggi terjadi pada temperatur 190°C,waktu 30 menit sebesar 60,33% dan terendah pada suhu pirolisis 390°C,waktu 70 menit sebesar 27,67%.Sedangkan pada bio-oil mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya temperatur dan waktu tinggal. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa temperatur serta waktu mempengaruhi karakteristik produk yang dihasilkan. Pada bio-char semakin tinggi temperatur dan penambahan waktu semakin baik karakteristik yang dihasilkan. Hal ini dibuktikan dengan semakin meningkatnya nilai kalor pada bio-char yaitu dengan nilai kalor tertinggi terdapat pada temperatur 390°C, waktu 70 menit sebesar 5144,0605 cal/gr dan terendah temperatur pirolisis 190°C, waktu 30 menit sebesar 3660,5953 cal/gr. Sedangkan pada bio-oil peningkatan temperatur dan waktu membuat densitas dan viskositas semakin menurun dan begitu pun dengan nilai pH yang membuat bio-oil semakin asam karena komponen biomassa yang terdekomposisi secara optimal. Untuk produk gas peningkatan temperatur dan waktu membuat kadar CH4 semakin meningkat sehingga dapat meningkatkan lama waktu pembakaran, dimana rendemen tertinggi terjadi pada temperature pirolisis 390 °C, waktu 70 menit sebesar 35,14 % dan terendah pada temperatur pirolisis 190 °C, waktu 30 menit sebesar 18,98 %. Konsumsi energi yang dihasilkan menunjukkan bahwa kinerja alat pirolisis selama pengamatan berlangsung memiliki nilai yang paling optimal pada temperature 390 oC waktu 70 menit sebesar 2,2 kWh/L yang memiliki total konsumsi daya rendah dan menghasilkan produk yang paling banyak yaitu 345 mL bio-oil.

References

Abnisa, F., & Daud, W. M. A. W. (2014). A Review On Co-Pyrolysis of Biomass: An Optional Technique to Obtain A High-Grade Pyrolysis Oil. Energy Conversion and Management, 87(1), 71–85.

Asmunandar, A., Goembira, F., Raharjo, S., & Yuliarningsih, R. (2023). Evaluasi Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis Biochar Bambu Betung (Dendrocalamus asper). Jurnal Serambi Engineering, 8(1).

Basu, P. (2018). Biomass gasification, pyrolysis and torrefaction: practical design and theory. Academic press.

Bridgwater, A. V. (2012). Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading. Biomass and Bioenergy, 38, 68-94.

BPS. (2021). Luas Tanaman Perkebunan Menurut Provinsi (Ribu Hektar), 2019-2021. Retrieved March 1, 2023, from https://www.bps.go.id/indicator/54/131/1/luas-tanaman-perkebunan-menurut-provinsi.html

Cahyono, R. Y. (2013). Pengaruh Temperatur dan Waktu Pirolisis Terhadap Kualitas Bio-Oil dari Limbah Padat Kelapa Sawit. Jurnal Teknik Kimia, 19(2), 1-8.

Chen, D., & Chen, Y. (2019). Biochar: a review. Journal of Biobased Materials and Bioenergy, 13(1), 1-15.

Demirbas, A. (2004). Pyrolysis of municipal plastic wastes for recovery of gasoline-range hydrocarbons. Journal of Analytical and Applied

Diebold, J. P. (1999). A review of the chemical and physical mechanisms of the storage stability of fast pyrolysis bio-oils.

Diebold, J. P., & Bridgwater, A. V. (1997). Overview of fast pyrolysis of biomass for the production of liquid fuels. Developments in Thermochemical Biomass Conversion: Volume 1/Volume 2, 5-23.

E. K. Kuryani, “Pirolisis Sampah dengan Variasi Jenis Ranting dan Kantong Plastik HDPE,” Dep. Tek. Lingkung., p. 162, 2017.

Febriyanti, F., Fadila, N., Sanjaya, A. S., Bindar, Y., & Irawan, A. (2019). Pemanfaatan limbah tandan kosong kelapa sawit menjadi bio-char, bio-oil dan gas dengan metode pirolisis. Jurnal Chemurgy, 3(2), 12-17.

Goad, M. A., & Ali, R. (2017). Thermal and catalytic cracking of plastic wastes into hydrocarbon fuels. International Journal of Engineering and Information Systems, 1(5), 56-61.

Gupta, A., Verma, N., & Singh, D. (2019). Effect of pyrolysis temperature on the physicochemical properties of biochar derived from different feedstocks. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 134, 238-246.

HAPSAR, F. I. (2017).OPTIMASI NILAI KALOR BIOCHAR LIMBAH TEMPURUNG KELAPA PADA PROSES PIROLISIS MELALUI VARIASI SUHU DAN WAKTU.(Doctoral dissertation, Universitas Gadjah Mada).

International Energy Agency (IEA). (2007). Energy Efficiency Indicators: Fundamentals on Statistics. Paris: IEA.

Jahirul, M. I., Rasul, M. G., Chowdhury, A. A., & Ashwath, N. (2012). Biofuels Production through Biomass Pyrolysis- A Technological Review. Energies, 5(12), 4952–5001.

Kasim, F., Fitrah, A. N., & Hambali, E. (2015). Aplikasi asap cair pada lateks. Penelitian dan Aplikasi Sistem dan Teknik Industri, 9(1), 182839

Komarayati, S., & Efiyanti, L. (2018). Characteristics and potential utilization of liquid smoke made from trema, nani, merbau, matoa and malas woods. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 36(3), 219-238.

Komarayati, S., Setiawan, D., & Nurhayati, T. (1995). Analisis Kimia dan Destilasi Kering Kayu Karet. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 13(1), 1–8.

Lehmann, J., & Joseph, S. (2015). Biochar for environmental management: science, technology and implementation. Routledge.

Liu, L., Cao, Y., Qing, M., & Long, Y. (2021, May). Structural evolution of rubber-wood char under different pyrolysis conditions. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 770, No. 1, p. 012019). IOP Publishing.

Maulina, S., & Putri, F. S. (2017). Pengaruh suhu, waktu, dan kadar air bahan baku terhadap pirolisis serbuk pelepah kelapa sawit. Jurnal Teknik Kimia USU, 6(2), 35-40.

Murnawan, E. (2019). Karakteristik Bio-Oil Hasil Pirolisis Limbah Brem Dengan Variasi Temperatur. JTT (Jurnal Teknologi Terpadu), 7(1), 23-28.

Mohan, D., Pittman Jr, C. U., & Steele, P. H. (2006). Pyrolysis of wood/biomass for bio-oil: a critical review. Energy & fuels, 20(3), 848-889.

Nofiyanto, A., Soebiyakto, G., & Suwandono, P. (2020). Studi Proses Pirolisis Berbahan Jerami Padi Terhadap Hasil Produksi Char Dan Tar Sebagai Bahan Bakar Alternatif. Proton, 11(1), 21-28.

Novita, S. A., Santosa, S., Nofialdi, N., Andasuryani, A., & Fudholi, A. (2021). Artikel Review: Parameter Operasional Pirolisis Biomassa. Agroteknika, 4(1), 53–67.

Olufemi, A. S., & Olagboye, S. (2017). Thermal conversion of waste plastics into fuel oil. Int. j. petrochem. sci. eng, 2(8), 252-257.

Parinduri, L., & Parinduri, T. (2020). Konversi Biomassa Sebagai Sumber Energi Terbarukan. Journal of Electrical Technology, 5(2), 88–92.

Rafli, R., Fajri, H. B., Jamaludhin, A., Azizi, M., Riswanto, H., & Syamsiro, M. (2017). Penerapan teknologi pirolisis untuk konversi limbah plastik menjadi bahan bakar minyak di Kabupaten Bantul. Jurnal Mekanika dan Sistem Termal, 2(1), 1-5.

Ridhuan, K., Irawan, D., Zanaria, Y., & Firmansyah, F. (2019). Pengaruh Jenis Biomassa Pada Pembakaran Pirolisis Terhadap Karakteristik dan Efisiensi Bioarang - Asap Cair yang Dihasilkan. Media Mesin: Majalah Teknik Mesin, 20(1), 18–27.

Ristianingsih, Y., Ulfa, A., & Syafitri, R. K. S. (2015). Pengaruh Suhu dan Konsentrasi Perekat terhadap Karakteristik Briket Bioarang Berbahan Baku Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Proses Pirolisis. Konversi, 4(2), 45–51.

Saparudin, S., Syahrul, S., & Nurchayati, N. (2015). Pengaruh Variasi Temperatur Pirolisis Terhadap Kadar Hasil Dan Nilai Kalor Briket Campuran Sekam Padi-kotoran Ayam. Dinamika Teknik Mesin, 5(1).

Sasmita, A., Isnaini, I., & Almira, U. (2022). Pengaruh Penambahan Biochar Cangkang Sawit Dengan Variasi Suhu Pirolisis Terhadap Emisi Co2 dari Top Soil. Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan, 9(2), 439-446

Shaaban, M., El-Naggar, A. H., & El-Sayed, S. A. (2018). Effect of pyrolysis temperature on the properties of biochar derived from agricultural residues. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 134, 1-9.

Sharuddin, S. D. A., Abnisa, F., Daud, W. M. A. W., & Aroua, M. K. (2018, March). Pyrolysis of plastic waste for liquid fuel production as prospective energy resource. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 334, p. 012001). IOP Publishing.

Sipahutar, R. H., Sucipto, T., & Iswanto, A. H. (2015). Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Karet (Hevea Brasiliensis MUELL Arg) Bekas Sadapan dan Kayu Karet tanpa Sadapan. Peronema Forestry Science Journal, 4(1), 95–101.

Soares, J. M., da Silva, P. F., Puton, B. M. S., Brustolin, A. P., Cansian, R. L., Dallago, R. M., & Valduga, E. (2016). Antimicrobial and antioxidant activity of liquid smoke and its potential application to bacon. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 38, 189-197.

Spokas, K. A. (2010). Review of the stability of biochar in soils: predictability of O:C molar ratios. Carbon management, 1(2), 289-303.

Sukiran, M. A., Chin, C. M., & Bakar, N. K. (2009). Bio-oils from pyrolysis of oil palm empty fruit bunches. American Journal of Applied Sciences, 6(5), 869-875.

Uchimiya, M., Chang, S., Klasson, K. T., & Wartelle, L. H. (2011). Screening biochars for heavy metal retention in soil: role of oxygen functional groups. Journal of Hazardous Materials, 190(1-3), 432-441.

Varma, A. K., Shankar, R., & Mondal, P. (2018). A review on pyrolysis of biomass and the impacts of operating conditions on product yield, quality, and upgradation. Recent advancements in biofuels and bioenergy utilization, 227-259.

Wang, Y., Zhang, P., Zhang, X., Yuan, X., & Han, L. (2019). Effects of pyrolysis temperature on the yield and properties of biochar derived from different crop straws. BioResources, 13(4), 8002-8016.

Xie, Q., Li, Y., Zhang, Y., & Wang, X. (2019). Pyrolysis of biomass waste for bio-oil and biochar production: A review. Waste Management, 95, 390-401.

Zhang, H., Chen, C., Gray, E. M., & Boyd, S. E. (2017). Effect of feedstock and pyrolysis temperature on properties of biochar governing end use efficacy. Biomass and Bioenergy, 105, 136-146.

Zhao, X., Zhou, H., Sikarwar, V. S., Zhao, M., Park, A.-H. A., Fennell, P. S., … Fan, L.-S. (2017). Biomass-Based Chemical Looping Technologies: The Good, The Bad and The Future. Energy & Environmental Science, 10(9), 1885–1910.

Downloads

Published

06-11-2023

How to Cite

Nurfaritsya, S. A., Rusnandi, I., & Daniar, R. (2023). Pengaruh Variasi Temperatur dan Waktu Proses Pirolisis Tatal Kayu Karet untuk Pembuatan Bio-Char, Bio-Oil dan Syngas sebagai Bahan Bakar. Jurnal Pendidikan Tambusai, 7(3), 24569–24576. https://doi.org/10.31004/jptam.v7i3.10495

Issue

Vol. 7 No. 3 (2023): Desember 2023

Section

Articles of Research

Citation Check

License

Copyright (c) 2023 Siti Aninda Nurfaritsya

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

  • Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work’s authorship and initial publication in this journal.
  • Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal’s published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
  • Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).