Peningkatan Nilai Kalor Biopelet Eceng Gondok (Eichhornia crassipes) dengan Modifikasi Komponen Kimia Penyusun Bahan Baku

Abstract

Eceng gondok (Eichhornia crassipes) merupakan biomassa akuatik dengan ketersediaan melimpah namun memiliki keterbatasan sebagai bahan bakar padat akibat tingginya kadar abu, dan nilai kalor yang rendah. Tujuan pertama penelitian ini untuk menganalisis pengaruh pengomposan aerobik dan anaerobik terhadap perubahan sifat kimia dan fisik material biopelet berbasis eceng gondok (EG). Tujuan kedua untuk menganalisis efektivitas proses demineralisasi menggunakan air dan larutan asam nitrat (HNO3) 5% dalam menurunkan kadar abu dan kandungan mineral pengotor pada material biopelet berbasis EG. Tujuan ketiga untuk mengevaluasi peningkatan nilai kalor dan karakteristik pembakaran biopelet hasil modifikasi eceng gondok melalui pencampuran dengan bahan berkarbon tinggi seperti kaliandra dan kayu putih.

Penelitian dilakukan melalui empat tahap. Tahap pertama karakterisasi material biopelet EG dan mengevaluasi kecocokannya sebagai bahan baku energi dengan melakukan uji komponen kimia, proksimat, dan ultimat. Tahap kedua modifikasi komponen kimia bahan baku melalui pengomposan aerobik dan anaerobik untuk meningkatkan fraksi lignin, karbon terikat dan menurunkan rasio atom oksigen/karbon (O/C). Tahap ketiga demineralisasi material biopelet EG menggunakan air dan HNO3 hasil modifikasi kimia untuk menurunkan kadar abu dan meningkatkan nilai kalor. Tahap keempat aplikasi material biopelet EG termodifikasi dengan pencampuran kayu kaliandra dan limbah penyulingan kayu putih.

Nilai kebaruan penelitian ini terletak pada dua hal. Metode pengomposan anaerobik terkontrol untuk meningkatkan nilai EG sebagai bahan biopelet belum pernah dilaporkan sebelumnya. Kombinasi pengomposan anaerobik dan demineralisasi HNO3 untuk peningkatan nilai kalor biopelet EG juga belum pernah dilaporkan sebelumnya.

Bahan baku EG dikomposkan dengan metode aerobik dan anaerobik. Larutan EM4 digunakan sebagai aktivator. Pengomposan dilakukan selama 4 hari, 7 hari, 11 hari, dan 15 hari. Demineralisasi dilakukan dengan menggunakan dua agen leaching yaitu air destilata dan asam nitrat (HNO3) 5% selama 10 menit. Sampel dengan ukuran 40 mesh ditimbang sebanyak 50 g dicuci dengan asam nitrat 5% dan aquades dalam suhu ruang dengan perbandingan 20 ml setiap gramnya dan diaduk selama 10 menit. Pencetakan pelet dilakukan dengan mememperhatikan faktor non-variabel tetap konstan pada setiap perlakuan. Ampas Kayu Putih dan Kaliandra ditambah sebagai perlakuan.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kombinasi pengomposan dan demineralisasi efektif dalam meningkatkan kualitas energi biomassa eceng gondok sebagai bahan baku biopelet. Pengomposan aerobik dan anaerobik memberikan pengaruh yang nyata terhadap transformasi komponen lignoselulosa. Proses aerobik menurunkan karbon lebih cepat, sehingga menurunkan nilai kalor. Pengomposan anaerobik cenderung mempertahankan kandungan karbon dan menurunkan oksigen, sehingga menghasilkan nilai kalor yang lebih tinggi pada tahap awal pengomposan. Proses demineralisasi terbukti efektif menurunkan kadar abu. Perlakuan menggunakan larutan asam nitrat (HNO3) 5% menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan pencucian dengan air. Penurunan kadar abu secara langsung berkontribusi terhadap peningkatan nilai kalor. Aplikasi eceng gondok termodifikasi yang dicampur dengan kaliandra dan kayu putih sebagai bahan biopelet, menghasilkan peningkatan pada nilai kalor dan performa pembakaran. Perlakuan pengomposan anaerobik 4 hari dan demineralisasi dengan HNO3 5% menghasilkan material terbaik untuk biopelet sesuai standar SNI 8675:2018 dan ISO 17225 kelas A. Pelet ini juga lebih unggul dari pelet hasil pencampuran eceng gondok termodifikasi dengan kaliandra dan kayu putih