| dc.description.abstract | Kebutuhan energi dari waktu ke waktu semakin bertambah dengan sumber
energi fosil. Namun sumber energi fosil merupakan sumber energi yang tidak
dapat diperbahurui dan akan mengalami kelangkaan maka perlu dicari energi
alternatif. Beberapa energi alternatif yang bisa menggantikan bahan bakar fosil
adalah air, energi matahari, angin, energi termal dan energi biomassa. Energi
biomassa dari perkebunan salah satunya adalah biomassa dari limbah perkebunan
kelapa sawit. Indonesia penghasil kelapa sawit terbesar dunia dengan luas lahan
sampai tahun 2018 seluas 14.3 juta ha (BPS 2019). Dengan luasan tersebut akan
menghasilkan biomassa berupa batang hasil replanting, pelepah, tandan kosong
kalapa sawit (TKKS), cangkang dan serat buah.
Teknologi yang digunakan untuk mengolah biomassa kelapa sawit salah
satunya adalah teknologi hidrotermal pirolisis (HP). HP adalah dekomposisi
termal senyawa organik tanpa oksigen pada suhu (275-300 °C ), waktu tinggal 0.2
– 1 jam dengan tekanan tinggi (5-20 MPa) dalam ketiadaan oksigen untuk
menghasilkan cairan, gas dan arang dengan atau tanpa menambahkan katalis.
Dalam penelitian ini, HP menggunakan pelarut asap cair yang berasal dari
biomassa sawit. Crude bio oil belum bisa dijadikan langsung sebagai bahan bakar
namun perlu dilakukan upgrading dengan penambahan katalis. Katalis yang
digunakan adalah katalis arang aktif impregnasi nikel (AA/Ni) dan zeolit alam
aktif impregnasi nikel (ZAA/Ni). Tujuan penelitian adalah sebagai berikut : (1)
menghitung potensi limbah padat kelapa sawit, (2) menganalisa karakteristik
katalis ZAA dan AA impregnasi Ni, dan (3) mengalisa sifat fisik dan kimia crude
bio oil dan bio oil.
Penelitian tahap pertama yaitu menghitung limbah perkebunan kelapa sawit
yang dilakukan dengan pengambilan data di Provinsi Riau. Data yang diambil
adalah data luas perkebunan kelapa sawit yang terdiri dari data tananaman belum
menghasikan (TBM), tanaman menghasilkan (TM), dan tanaman tua rusak (TTR).
Limbah yang dihasilkan dari perkebunan kelapa sawit adalah batang hasil
replanting, pelepah, tandan kosong kelapa sawit (TKKS), cangkang dan serat
buah. Limbah perkebunan kelapa sawit dihitung berdasarkan perhitungan neraca
massa (Hambali 2010). Hasil perhitungan diperoleh limbah batang hasil
replanting selama periode 5 tahun adalah 2 525 610 ton, pelepah 2 920 024 ton,
tandan kosong kelapa sawit 6 663 042 ton, cangkang 1 586 656 ton dan serat buah
2 030 920 ton. Limbah perkebuna kelapa sawit paling berpotensi untuk
dimanfaatkan sebagai bahan baku bio oil adalah TKKS.
Penelitian tahap kedua adalah preparasi zeolit dan arang aktif untuk katalis
yang diimpregnasi dengan logam nikel. Zeolit yang digunakan adalah zeolit alam
yang berasal dari Bayah dan arang aktif yang dipergunakan adalah arang aktif dari
limbah perkebunan kelapa sawit yaitu TKKS. Hasil zeolit alam aktif impregnasi
logam nikel (ZAA/Ni) adalah luas permukaan katalis 974.44 (m2/g) pada ZAA/Ni
3%, nilai kristalinitas 70.09 pada ZAA/Ni 2%. Untuk arang aktif impregnasi nikel
(AA/Ni) nilai kristalinitas yang tertinggi adalah pada AA/Ni 2% yaitu 44.46%,
luas permukaan yang paling luas terjadi pada AA/Ni 2% yaitu 835.819 (m2/g).
Penelitian tahap ketiga adalah produksi crude bio oil dengan proses
hidrotermal pirolisis, dengan bahan baku TKKS dan pelarut yang digunakan
adalah asap cair TKKS. Suhu maksimal yang digunakan untuk memanaskan
reaktor adalah 315 °C dengan tekanan maksimal adalah 90 bar. Pada proses ini
perlakuan yang diberikan adalah perbedaan ukuran serbuk 40, 60, 80 mesh dan
perbedaan tekanan gas hidrogen yaitu 10 dan 15 bar. Untuk analisa data
digunakan Rancangan acak faktorial dengan 2 faktor yaitu ukuran serbuk dan
perbedaan tekanan gas hidrogen dengan 3 kali ulangan. Dari hasil analisis
mengunakan tabel ANOVA diperoleh nilai pH adalah perlakuan ukuran serbuk 60
mesh, tekanan gas hidrogen 10 bar. Nilai viskositas yang memberikan pengaruh
berbeda adalah perlakuan ukuran serbuk 80 mesh dengan jumlah tekanan
hidrogen 15 bar.
Untuk hasil analisa Gas Cromatography Mass Spectrometry (GC-MS)
adalah adanya senyawa alifatik hidrokarbon sebagai senyawa yang mudah
terbakar. Penelitian ini menemukan 46 jenis senyawa aromatik, 36 jenis senyawa
alifatik dan 19 jenis senyawa alifatik hidrokarbon (lampiran 1). Perlakuan terbaik
dari proses produksi bio oil hidrotermal pirolisis adalah ukuran serbuk 60 mesh,
tekanan gas hidrogen 15 bar dengan persentase senyawa hidrokarbon 15.24%.
Nilai HHV crude bio oil adalah 39.13 MJ/kg pada perlakuan ukuran serbuk 60
mesh, tekanan gas hidrogen 15 bar. Nilai HHV berkorelasi dengan persentase
rendahnya kandungan oksigen dan tingginya persentase kandungan karbon.
Penelitian tahap keempat adalah melakukan upgrading crude bio oil dengan
perlakuan memberikan katalis AA/Ni 2 % dan katalis ZAA/Ni 3 % dengan
masing – masing perlakuan diberikan katalis 4% dari berat crude bio oil.
Upgrading bio oil dilakukan dengan reaktor bio oil dengan suhu 450 °C tekanan
gas hidrogen 15 bar. Tekanan akhir yang terjadi pada reaktor setelah suhu
mencapai 450 °C adalah ± 125 bar. Hasil upgrading crude bio oil menunjukkan
terjadi peningkatan senyawa hidrokarbon dan HHV (MJ/kg). Senyawa
hidrokarbon meningkat dari 15.24% menjadi 27.72%, nilai HHV 39.13 MJ/kg
menjadi 40.27 MJ/kg yang terjadi pada katalis AA/Ni 2%. Sedangkan pada katalis
ZAA/Ni 3% terjadi penurunan HHV yaitu 38.81 MJ/kg dan persentase
hidrokarbon mengalami penurunan sebesar 13.61 %. Adanya penambahan katalis
AA/Ni 2% dapat meningkatkan senyawa hidrokarbon dan nilai HHV pada bio oil
hasil upgading.
Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah tandan kosong kelapa
sawit dapat dijadikan bahan baku bio oil, limbah kelapa sawit ini memiliki
prospek yang baik dengan potensi pertahun sebesar 4 879 347 ton/tahun (BPS,
2017) dan diperkirakan terus meningkat sejalan dengan bertambahnya luasan
kebun kelapa sawit. Untuk meningkatkan kualitas bio oil dilakukan upgrading
dengan menggunakan katalis ZAA/Ni 3% dan AA/Ni 2%, dimana perlakuan
terbaik diperoleh dari bahan baku berupa serbuk dengan ukuran 60 mesh dan
tekanan H2 15 bar, yang menghasilkan nilai HHV bio oil 40.27 MJ/kg, serta
dapat meningkatkan senyawa hidrokarbon dari 15.24% menjadi 27.72%. | id |
