Leni Maulinda Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Program Doktor Ilmu Teknik (S3) 2023

Dissertation

Pyrolysis adalah prosessdekomposisi termokimia biomassa pada temperatur tinggi dan tidak adanya oksigen. Produk yang dihasilkan dalam pembakaran pyrolysis produk berupa padatan (bio-char), gas dan cairan (bio-oil). Untuk menghasilkan produk yang baik sangat dipengaruhi oleh temperatur, waktu, ukuran partikel dan jenis biomassa. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memproduksi bio-oil dari biomassa melalui proses pyrolysis menggunakan elektric furnace dan microwave pyrolysis. Penelitian ini lebih difokuskan pada pembuatan bio-oil dari jenis biomassa kulit jagung (Zea mays), batang ekor kucing (Typha latifolia) dan daun tanjung (Mimusops elengi). Dimana kandungan selulosa dari jenis bahan baku tersebut tinggi, sehingga berpotensi menghasilkan bio-oil dengan rendemen yang tinggi. Penelitian ini terdiriidari tiga tahapan, yaitu tahap pertama: pembuatan bio-oil kulit jagung (Zea mays), batang ekor kucing (Typha latifolia) dan daun tanjung (Mimusops elengi) dengan menggunakan electric furnace serta dianalisa karakteristik bio-oil, tahap kedua pembuatan bio-oil dari kulit jagung (Zea mays), batang ekor kucing (Typha latifolia) dan daun tanjung (Mimusops elengi) dengan menggunakan microwave serta dianalisa karakteristik bio oil, dan tahap ke tiga mencari kondisi yang optimal untuk berbagai kondisi operasi pada proses pembuatan bio-oil dengan pendekatan Response Surface Metodelogy (RSM). Langkah-langkah dalam penelitian ini meliputi tahap persiapan bahan baku, dimana bahan baku dibersihkan terlebih dahulu kemudian dikeringkan pada temperatur 105 oC dan selanjutnya di haluskan dengan ukuran ≤ 40 mesh. Kemudian tahap pembuatan crude bio-oil (CBO). Pada tahap ini dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan menggunakan electric furnace pada temperatur 300, 350, 400, 450 500 oC selama 30, 60, 90 dan 120 menit dan dengan cara menggunakan microwave pyrolysis dengan daya 450, 600, dan 800W selama 20,40,60 dan 80 menit. Hasil pyrolysis berupa cairan berwarna kuning kecoklatan. Hasil penelitian menunjukkan dari ketiga biomassa yang digunakan sebagai bahan baku proses pyrolysis dengan menggunakan electric furnace, pada kondisi operasi temperatur 300 0C dan waktu 60 menit, yield bio-oil yang diperoleh bagi kulit jagung, batang ekor kucing dan daun tanjung adalah 22,99%, 15,79% dan 16,71%. Pada temperatur 350 0C dan waktu 60 menit, yield bio-oil kulit jagung, batang ekor kucing dan daun tanjung yang diperoleh 27,17%, 21,2% dan 17,87%. Pada kondisi operasi pyrolysis, temperatur 400 0C dan waktu 60 menit, yield bio-oil kulit jagung, batang ekor kucing dan daun tanjung yaitu 35,4 %, 31,41% dan 22,44%. Sedangkan temperatur 450 0C dan waktu 60 menit, yield bio-oil kulit jagung, batang ekor kucing dan daun tanjung yaitu 44,24%, 27,93 % dan 23,23%. Untuk kondisi operasi pyrolysis temperatur 500 0C dan waktu 60 menit, yield bio-oil kulit jagung, batang ekor kucing dan daun tanjung yaitu 41,43% , 24,81% dan 26,86%. Dari ketiga biomassa tersebut, yield bio-oil tertinggi diperoleh oleh biomassa kulit jagung. Karakteristik bio-oil dari ketiga biomassa, kulit jagung, batang ekor kucing dan daun tanjung, masih sesuai dalam standar ASTM 7544, dimana densitas bio-oil yang dihasilkan berkisar antara 1,10 -1,30 gr/cm3, viskositas berkisar antara 1,25 – 2,77 cSt, pH berkisar antara 2,43-4,49. Nilai kalor yang diperoleh bio-oil dari ketiga biomassa ini adalah kulit jagung: 21,945 MJ/kg, batang ekor kucing: 19,751 MJ/kg dan daun tanjung: 20,059 MJ/kg. Dari hasil analisa GC-MS, komposisi kimia bio-oil tertinggi yang diperoleh adalah senyawa fenol dengan persentase yang diperoleh berbeda-beda dari ketiga biomassa. Kandungan fenol yang terdapat pada bio-oil kulit jagung sebesar 56%, batang ekor kucing yaitu sebesar 21,60% dan daun tanjung adalah 64,22%. Dan sesuai dengan hasil analisa FT-IR, bahwa bio-oil mengandung senyawa fenol dengan dibuktikan pada gugus fungsi hasil analisa FT-IR yaitu adanya O-H pada range frekuensi 3400-3200 cm-1, yang menandakan adanya fenol dalam bio-oil. Yield bio-oil yang diperoleh pada proses pyrolysis biomassa dengan menggunakan microwave, pada kondisi operasi daya 450 watt dan waktu 60 menit, yield bio-oil kulit jagung, batang ekor kucing dan daun tanjung adalah 10,52%, 10,9% dan 9,33%, Untuk kondisi operasi 600 watt dan waktu 60 menit yield bio-oil kulit jagung, batang ekor kucing dan daun tanjung yaitu 16,53%, 17,38% dan 14,08%. Sedangkan daya 800 watt dan waktu 60 menit, yield bio-oil biomassa kulit jagung batang ekor kucing dan daun tanjung adalah 26,06%, 14,54% dan 12,04%, Dari ketiga biomassa yang digunakan, kulit jagung yang memiliki yield bio-oil tertinggi. Karakteristik bio-oil dari ketiga biomassa, kulit jagung, batang ekor kucing dan daun tanjung, masih sesuai dalam standar ASTM 7544, dimana densitas bio-oil yang dihasilkan berkisar antara 1,21 -1,28 gr/cm3, viskositas berkisar antara 0,98-1,30 cSt dan pH berkisar antara 2,14-4,68. Dari hasil analisa GC-MS, komposisi kimia bio-oil tertinggi yang diperoleh adalah senyawa fenol dengan persentase yang diperoleh berbeda-beda dari ketiga biomassa. Hal ini dibuktikan dari hasil analisa FT-IR, bahwa bio-oil mengandung senyawa fenol dengan dibuktikan pada gugus fungsi hasil analisa FT-IR yaitu adanya O-H pada range frekuensi 3400-3200 cm-1, yang menandakan adanya fenol dalam bio-oil. Dari hasil analisis Response Surface Methodology (RSM) diperoleh yield bio-oil optimum berdasarkan prediksi diperoleh sebesar 42,76% pada kondisi operasi; temperatur 458 0C dan waktu 65 menit. Sedangkan berdasarkan aktual yield bio-oil diperoleh 42,89%. 0 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 116510 2023-09-29 15:41:18 2023-09-29 15:53:51 machine generated