Pemanfaatan Limbah Biomassa Pertanian untuk Sumber Daya Selain Energi

Transkripsi

1 INV04 Prosiding Seminar Kontribusi Fisika 2011 (SKF 2011) Pemanfaatan Limbah Biomassa Pertanian untuk Sumber Daya Selain Energi Khairurrijal*, Mikrajuddin Abdullah, Ferry Iskandar, Memoria Rosi, Masturi Abstrak Biomassa pertanian, yang berupa tangkai sisa, jerami, sekam, kulit kacang-kacangan atau biji-bijian, kayu limbah, daun, dan akar, sangat besar jumlahnya setiap tahun. Karena tersedia melimpah dan terbarukan,biomassa menjadi sumber daya yang penting. Melalui reaksi biokimia maupun termokimia, selain dapat diubah menjadi sejumlah besar energi, biomassa dapat juga sebagai sumber bahan mentah yang sangat menarik untuk kegiatan usaha produktif tingkat komunitas maupun industri skala besar. Beberapa contoh penggunaan biomassa sebagai sumber bahan mentah bagi bahan fungsional untuk perlengkapan rumah dan absorben utk pemurnian cairan dan gas. Kata-kata kunci: 140 milyar metrik ton biomassa yang dihasilkan secara global setiap tahun. Biomassa: tangkai sisa, jerami, sekam, kulit kacang atau biji, kayu limbah, daun, dan akar. php?pg=biomass Melalui reaksi biokimia maupun termokimia, biomassa dapat diubah menjadi energi. Biomassa dapat juga sebagai sumber bahan mentah yang sangat menarik untuk kegiatan usaha tingkat komunitas maupun industri skala besar. ISBN Halaman 43 dari 216

2 Saat ini biomassa dibiarkan membusuk atau dibakar secara terbuka. Kerugian pembusukan: pelepasan gas metan ke udara terbuka dan leachate. Pembakaraan langsung mengakibatkan polusi udara yang mengancam kesehatan manusia dan ekologis. k/science-discussionclimate-change-clouds.html Memaparkan beberapa contoh penggunaan biomassa sebagai sumber bahan mentah bagi pembuatan absorben untuk pemurnian cairan dan gas pembuatan bahan fungsional untuk perlengkapan rumah ISBN Halaman 44 dari 216

3 Karbon aktif, yang juga dikenal sebagai karbon berpori, adalah bentuk karbon yang diaktifkan oleh proses oksidasi terkontrol untuk membentuk struktur karbon berpori. tivated_carbon.php Ukuran pori sangat bervariasi, retakan tampak hingga void molekular, dan menyebabkan luas permukaan sangat besar. 5 gram karbon aktif memiliki permukaan seluas lapangan bola! Karbon aktif (karbon berpori) mengadsorb sejumlah besar senyawa. M. Rosi, dkk., J. Nanosains Nanotek, Edisi Khusus, hh (2009) ISBN Halaman 45 dari 216

4 3 bentuk umum karbon aktif: Granular partikel bentuk ireguler berukuran 0,2-5 mm. Tepung partikel berukuran kurang dari 0,2 mm. Pelet partikel bentuk silinder berdiameter 0,8-5 mm. Struktur pori Mikropori; jejari < 1 nm Mesopori; jejari 1-25 nm Makropori; jejari > 25 nm M. Rosi, dkk., J. Nanosains Nanotek, Edisi Khusus, hh (2009) Mikropori paling efektif untuk menjebak molekulmolekul kecil dalam aplikasi fase gas atau cairan. Mesopori paling cocok untuk mengadsorp molekulmolekul besar seperti molekul-molekul warna. M. Rosi, dkk., J. Nanosains Nanotek, Edisi Khusus, hh (2009) ISBN Halaman 46 dari 216

5 Metoda aktivasi fisika (1) [M. Rosi, M. Abdullah, dan Khairurrijal, J. Nanosains Nanotek., Edisi Khusus, hh (2009)]. Alat: tungku dan pengontrol suhu Bahan mentah: limbah pertanian (tempurung) Langkah utama: 1. Dehidrasi untuk membuang air dari tempurung (yang telah dipotong-potong) 2. Karbonisasi (pirolisis) untuk menghasilkan arang karbon. Bentuk ukuran sama. 3. Aktivasi arang dengan uap air untuk menghasilkan pori Metoda aktivasi fisika (2) Reaksi Air-Gas: C + H2O -> CO + H2-175,440 kj/(kg mol) Reaksi ini endotermik, temperatur dijaga dengan pembakaran parsial dari CO and H2 yang terbentuk 2CO + O2 -> 2CO2 +393,790 kj/(kg mol) 2H2 + O2 -> 2H2O +396,650 kj/(kg mol) Udara ditambahkan proporsional sedemikian rupa untuk membakar kedua gas tsb tanpa membakar arang karbon. ISBN Halaman 47 dari 216

6 Metoda aktivasi kimia (1) [M. Rosi, M. P. Ekaputra, F. Iskandar, M. Abdullah, and Khairurrijal, AIP Conf. Proc. Vol. 1325, hh (2010)]. Alat: tungku dan pengontrol suhu Bahan mentah: limbah pertanian (tempurung) Langkah utama: 1. Dehidrasi untuk membuang air dari tempurung (yang telah dipotong-potong) 2. Karbonisasi (pirolisis) untuk menghasilkan arang karbon. Bentuk ukuran sama. 3. Aktivasi arang dengan bahan kimia (NaOH, H3PO4, ZnCl2) untuk menghasilkan pori Metoda aktivasi kimia (2) [M. Rosi, M. P. Ekaputra, F. Iskandar, M. Abdullah, and Khairurrijal, AIP Conf. Proc. Vol. 1325, hh (2010)]. ISBN Halaman 48 dari 216

7 [1. Masturi, M. Abdullah, and Khairurrijal, J. Mater. Cycles Waste Manag, Vol. 13, hh (2011). 2. Masturi, A. P. Swardhani, E. Sustini, M. Bukit, Mora, Khairurrijal, and M. Abdullah, AIP Conf. Proc. Vol. 1284, hh (2010)]. Alat: Cetakan, pemanas Bahan: limbah pertanian (daun, sekam) polivinil asetat (PVAc) sebagai perekat nanopartikel silika sebagai pengisi [1. Masturi, M. Abdullah, and Khairurrijal, J. Mater. Cycles Waste Manag, Vol. 13, hh (2011). 2. Masturi, A. P. Swardhani, E. Sustini, M. Bukit, Mora, Khairurrijal, and M. Abdullah, AIP Conf. Proc. Vol. 1284, hh (2010)]. Langkah utama: 1. Keringkan limbah dan blender menjadi tepung. 2. Larutkan PVAc dalam air. 3. Campurkan tepung, silika dan larutan. 4. Masukkan ke dalam cetakan hot-press 5. Biarkan di udara terbuka ISBN Halaman 49 dari 216

8 [1. Masturi, M. Abdullah, and Khairurrijal, J. Mater. Cycles Waste Manag, Vol. 13, hh (2011). 2. Masturi, A. P. Swardhani, E. Sustini, M. Bukit, Mora, Khairurrijal, and M. Abdullah, AIP Conf. Proc. Vol. 1284, hh (2010)]. Khairurrijal* Kelompok Keahlian Fisika Material Elektronik Fakultas Matematika dan Ilmupengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganeca 10 Bandung Ferry Iskandar Kelompok Keahlian Fisika Material Elektronik Fakultas Matematika dan Ilmupengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganeca 10 Bandung Memoria Rosi Kelompok Keahlian Fisika Material Elektronik Fakultas Matematika dan Ilmupengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganeca 10 Bandung Masturi Kelompok Keahlian Fisika Material Elektronik Fakultas Matematika dan Ilmupengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganeca 10 Bandung *Corresponding author ISBN Halaman 50 dari 216