Produksi dan Karakteristik Hidrochar dari Proses Karbonisasi Hidrotermal Makroalga Ulva reticulata dan Eceng Gondok

Abstract

Energi adalah salah satu faktor penting dalam mencapai pembangunan yang berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh suhu (180, 200, dan 220?°C), waktu reaksi (30, 60, dan 90 menit), dan rasio campuran biomassa Ulva reticulata dan eceng gondok (100:0, 50:50, dan 0:100) terhadap kualitas hidrochar yang dihasilkan melalui proses karbonisasi hidrotermal, serta mengevaluasi potensi hidrochar dan hidrolisat sebagai bahan adsorben, sumber senyawa bioaktif dan bahan pembenah tanah. Proses dilakukan dengan konsentrasi bahan 5% dan tekanan 5 MPa. Hasil menunjukkan bahwa rasio Ulva reticulata (UR) : eceng gondok (EG) 50:50 pada suhu 200?°C selama 60 menit menghasilkan hidrochar dengan luas permukaan dan volume pori tertinggi, masing-masing sebesar 9,5492?m²/g dan 0,3189?cm3/g, menjadikannya potensial untuk aplikasi adsorpsi. Rendemen tertinggi (58,70%) diperoleh dari rasio 0:100 pada suhu 180?°C, yang juga dinilai sebagai perlakuan terbaik berdasarkan metode De Garmo (nilai produk (0,8149)). Penurunan kadar air terendah sebesar 5,16% tercatat pada rasio 50:50 pada suhu 220?°C selama 90 menit. Hasil SEM memperlihatkan degradasi struktur pada Ulva reticulata sementara eceng gondok menunjukkan adanya sebagian kestabilan lignoselulosa. Nilai pH fase cair (liquid phase) menunjukkan karakter asam akibat dekomposisi senyawa organik, dengan pH terendah sebesar 4,25. Penelitian ini menunjukkan bahwa sifat fisikokimia hidrochar dipengaruhi oleh interaksi yang kompleks antara parameter proses dan komposisi biomassa, serta menunjukkan potensi pemanfaatan hidrochar dalam bidang energi terbarukan maupun pengolahan lingkungan.

Energy is one of the key factors in achieving sustainable development. This study aims to analyze the effect of temperature (180, 200, and 220 °C), reaction time (30, 60, and 90 minutes), and the mixing ratio of Ulva reticulata and water hyacinth biomass (100:0, 50:50, and 0:100) on the quality of hydrochar produced through the hydrothermal carbonization process, as well as evaluating the potential of hydrochar and hydrolysate as adsorbent materials, sources of bioactive compounds, and soil conditioners. The process was conducted at a material concentration of 5% and a pressure of 5 MPa. The results showed that the ratio of Ulva reticulata (UR) : water hyacinth (EG) 50:50 at 200°C for 60 minutes produced hydrochar with the highest surface area and pore volume, respectively 9.5492 m²/g and 0.3189 cm³/g, making it potential for adsorption applications. The highest yield (58.70%) was obtained from the 0:100 ratio at 180°C, which was also evaluated as the best treatment based on the De Garmo method (product value (0.8149)). The lowest moisture content reduction of 5.1575% was recorded at a ratio of 50:50 at 220°C for 90 minutes. SEM results showed structural degradation in Ulva reticulata, while water hyacinth exhibited partial lignocellulose stability. The pH value of the liquid phase indicated an acidic character due to the decomposition of organic compounds, with the lowest pH of 4.25. This study shows that the physicochemical properties of hydrochar are influenced by complex interactions between process parameters and biomass composition, and demonstrates the potential for utilizing hydrochar in the fields of renewable energy and environmental treatment.