STUDI PENINGKATAN YIELD TAR MELALUI CO-PIROLISA BATUBARA KUALITAS RENDAH DAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

Transkripsi

1 STUDI PENINGKATAN YIELD TAR MELALUI CO-PIROLISA BATUBARA KUALITAS RENDAH DAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT Disusun oleh : Zigmawiko TS Wiryo Kumoro Shohibul Wafa Rahmadanto Dibimbing oleh : Prof. Dr. Ir. M. Rachimoellah, Dipl.Est Siti Zullaikah, ST. MT. Ph.D LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2 Co-Pirolisa proses pemanasan suatu zat tanpa adanya oksigen sehingga terjadi penguraian (dekomposisi) Batubara Tandan kosong Kelapa Sawit Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Co-Pirolisis Suhu Blending ratio

3 + = 1. Mempelajari pengaruh rasio batubara kualitas rendah dan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) terhadap perolehan yield tar. 2. Mempelajari pengaruh suhu reaksi batubara kualitas rendah dan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) terhadap perolehan yield tar.

4 PIROLISIS BATUBARA

5 TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT Fuel Lower Heating Value DryBasis (kj/kg) Moisture Ash Conte nt Volatile Matter Fixed Carbon C H N S Cl O % % % % % % % % % % EFB ,76 4,34 75,9 17 Shell ,7 2, ,1 49, 6 47, 6 6,26 0,98 0,1 0,7 38 6,2 0, ,3 Proximite dan ultimite analisis limbah kelapa sawit (Adi Surjosatyo dkk, 2004) 8

6 PIROLISIS TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

7 TAR Tar adalah substansi yang diperoleh dari berbagai bahan organik melalui proses pemanasan. Tar itu sendiri memiliki ciri-ciri berwarana coklat kehitam-hitaman, terdiri dari campuran hidrokarbon dan karbon bebas SENYAWA-SENYAWA PADA TAR Tar diketahui tersusun atas lebih dari 348 jenis senyawa. Senyawa-senyawa tersebut antara lain: senyawa aromatik benzoid (benzena, toluena, xylen, naftalena, dan antrasena), senyawa fenolik (fenol, kresol, xylenol, katekol, dan resorsinol), senyawa nitrogen heterosiklik (piridin, quinolin, isoquinolin, dan indol), hidrokarbon homosiklik (benzena, toluena, etilbenzena, xylen, naftalena, 1-metilnaftalena, dan 2-metilnaftalena), dan senyawa oksigen heterosiklik (dibenzofuran)

8 Bahan-bahan Batubara kualitas rendah Tandan Kosong Kelapa Sawit Gas N2 Variabel Tetap Rate Gas N 2 : konstan Waktu Reaksi : 1 jam Massa Bahan Baku : 100 Gram Ukuran Partikel :± 16 mesh Variabel Berubah 1. Suhu Operasi (ºC) : 300, 400, 500, 600, dan Rasio Batubara dan TKKS : 100/0, 75/25, 50/50, 25/75, dan 0/100 Respon Yield Produk liquid yang diperoleh

9 Metode Pirolisis Peralatan Penelitian: 1. Hopper 2. Hopper valve 3. Valve 4. Heater 5. Reaktor 6. Thermocouple 7. Condensor 8. Tar Trap 9. Char Trap 10 Control Panel

10 Diagram Alir Penelitian

11 HASIL PENELITIAN Tabel 1 Hasil Analisa Proximat dan Ultimat Berdasarkan table 1 nilai volatile matter serta nilai kalori dapat dikategorikan bahwa batubara yang digunakan termasuk kategori low rank. Sehingga batubara tersebut dapat kami gunakan sesuai dengan tujuan percobaan.

12 HASIL PIROLISIS Gambar 6 Hasil Pirolisa Yield Char Gambar 7 Hasil Pirolisa Yield Tar Gambar 8 Hasil Pirolisa Yield Char Berdasarkan percobaan yang dilakukan terlihat bahwa seluruh data menunjukkan pola yang sama. Seiring meningkatnya suhu semakin meningkatkan tar (liquid) namun char dan gas yang dihasilkan menurun. Namun perolehan yield liquid TKKS lebih besar daripada batubara. Hal ini dapat dijelaskan karena biomassa TKKS memiliki kandungan volatile matter lebih tinggi daripada batubara berdasarkan analisa proximat.

13 HASIL CO-PIROLISA Dari Gambar dapat dilihat perolehan yield char yang juga menurun seiring dengan meningkatnya suhu. Pada blending rasio yang rendah, perolehan Gambar 14 Hasil Co-pirolisa pada blending ratio 50 : 50 Gambar 15 Hasil Co-pirolisa pada blending ratio 75 : 25 tar masih cenderung naik. Namun perolehan produk tar menjadi menurun pada suhu dan blending yang lebih tinggi. Karena pada blending rasio yang lebih tinggi, ketersediaan hidrogen donor semakin banyak namun pada suhu-suhu yang tinggi cenderung terjadi dekomposisi sekunder dan terjadi cracking terhadap liquid menjadi produk gas, sebagaimana penelitian yang dilakukan oleh uzun dkk (2006) dalam Park dkk (2010) sehingga perolehan yield gas lebih dominan. Gambar 16 Hasil Co-pirolisa pada blending ratio 25 : 75

14 EFEK SINERGIS Pada beberapa kondisi operasi, ditemukan Terdapat efek sinergis Batubara: TKKS dengan meningkatnya perolehan tar pada kondisi operasi antara lain, pada suhu suhu 500 o C, rasio 50:50; suhu 600 o C, rasio 25:75; 700 o C, rasio 50:50; suhu 500 o C, rasio 25:75; dan suhu 300 o C, 25:75. terhadap hasil perhitungan (Y cal ). Beberapa faktor yang dapat meningkatkan efek sinergis sebagaimana yang disebutkan oleh Zhang dkk (2007) diantaranya adalah bahwa efek sinergis tidak hanya dipengaruhi oleh suhu dan blending ratio namun juga rate pemanasan dan waktu reaksi. Tabel 2 Yield Produk Co-pirolisis TKKS/Batubara

15 Tabel 3 Hasil Uji Gas Chromatography Batubara dan TKKS Berdasarkan hasil dari blending ratio terlihat bahwa TKKS mempengaruhi jumlah hydrogen yang dihasilkan tiap percobaan. Jumlah hydrogen pada 100% batu bara adalah 0.215% sedangkan pada 100% TKKS adalah 6.432%. Hasil hydrogen tertinggi terdapat pada blending ratio 25:75 yaitu sebanyak 6.674%. Hal ini disebabkan karena pada blending ratio dengan TKKS yang lebih tinggi suplay hidrogen menjadi lebih besar sehingga memudahkan proses pirolisis batubara (Chen dkk, 2012).

16 KESIMPULAN Proses pirolisis dapat digunakan untuk memperoleh tar dari batubara dan Tandan kosong kelapa sawit. Semakin tinggi blending ratio tar yang diperoleh semakin meningkat pada suhu 300 o C, namun pada suhu 600 o C yield tar menurun. Terdapat efek sinergis Batubara: TKKS dengan meningkatnya perolehan tar pada kondisi operasi antara lain, pada suhu suhu 500 o C, rasio 50:50; suhu 600 o C, rasio 25:75; 700 o C, rasio 50:50; suhu 500 o C, rasio 25:75; dan suhu 300 o C, 25:75. Perolehan yield tar tertinggi terdapat pada suhu 300 o C rasio 25:75 yaitu 16,89%.

17 SARAN Melakukan perbaikan pada heater agar proses pemanasan bisa berjalan optimal. Melakukan pembersihan pada pipa dan valve kondensor.

18