Optimasi Proses Pembuatan Pelet Torefaksi Limbah Serbuk Kayu Randu (Ceiba pentandra) Menggunakan Analisis Permukaan Respon

Agung Prastyo Aji, Dr. Ir. Johanes Pramana Gentur Sutapa, M.Sc.Forest.Trop; Ir. Tomy Listyanto, S.Hut., M.Env.Sc., Ph.D., IPU., ASEAN.Eng.

2025 | Tesis | S2 Ilmu Kehutanan

Emisi CO2 yang dihasilkan oleh energi fosil berdampak pada perubahan iklim, oleh karena itu perlu alternatif energi yang ramah lingkungan yaitu biomassa. Salah satu sumber energi biomassa yang dapat dimanfaatkan adalah limbah industri kayu randu (Ceiba pentandra) yang dikonversi menjadi pelet sekaligus dapat mengatasi permasalahan limbah yang belum optimal dimanfaatkan. Namun, randu memiliki nilai kalor yang rendah, oleh karena itu digunakan perlakuan torefaksi untuk meningkatkan nilai kalor pada pelet agar dapat memenuhi SNI 8675-2018. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi efek peleisasi dan torefaksi terhadap pellet strength, berat jenis, dan nilai kalor serta kondisi optimum pada proses pembuatan pelet torefaksi limbah serbuk kayu randu.

Penelitian ini dilakukan dengan rancangan penelitian box-behnken design (BBD) dengan tiga faktor yaitu suhu torefaksi, waktu torefaksi, dan ukuran partikel bahan baku. Kemudian metode analisis yang digunakan yaitu statistik deskiptif, T-Test, analisis korelasi pearson, dan response surface methodology (RSM). Proses penelitian diawali dengan peletisasi limbah serbuk kayu randu berukuran 0,25 mm; 0,75 mm; dan 1,25 mm pada tekanan kempa sebesar 100 kg/cm2 kemudian ditorefaksi menggunakan furnace pada suhu 200 derajat C, 250 derajat C, dan 300 derajat C selama 10 menit, 20 menit, dan 30 menit dengan lima kali pengulangan pada tiap perlakuan. Pengujian proksimat digunakan sebagai data pendukung dan parameter respon yang digunakan adalah pellet strength, berat jenis, dan nilai kalor.

Berdasarkan hasil penelitian ini, suhu torefaksi merupakan faktor paling dominan karena berpengaruh terhadap semua parameter respon sedangkan waktu torefaksi hanya berpengaruh pada nilai kalor dan ukuran partikel pada pellet strength. Kondisi optimum pada proses pembuatan pelet torefaksi limbah serbuk kayu randu untuk memaksimalkan semua parameter respon dalam satu kondisi dihasilkan pada suhu torefaksi sebesar 281,82 derajat C; waktu torefaksi selama 18,89 menit; dan ukuran partikel sebesar 0,70 mm yang menghasilkan nilai maximum load pada parameter pellet strength sebesar 603,57 N dan load at break sebesar 88,39 kgf; nilai berat jenis sebesar 0,91; serta nilai kalor sebesar 4.679,60 kal/g.

CO2 emissions produced by fossil energy will have an impact on climate change, therefore there is a need for environmentally friendly alternative energy, namely biomass. One source of biomass energy that can be utilized is industrial waste from randu wood (Ceiba pentandra) which is converted into pellet and can also overcome the problem of waste that is not yet optimally utilized. However, randu has a low calorific value, therefore torrefaction treatment is used to increase its calorific value so that it can meet SNI 8675-2018. This research aims to identify the effect of pelletization and torrefaction on the compressive strength, specific gravity, and calorific value of randu sawdust pellets as well as the optimum conditions in their production.

This research was designed using box-behnken design (BBD) with three factors, namely torrefaction temperature, torrefaction duration, and particle size of raw material. The analysis methods were used: descriptive statistic, T-Test, pearson correlation, and response surface methodology (RSM). The research process began with the pelletization of randu sawdust with size of 0.25 mm; 0.75 mm; and 1.25 mm at a compression pressure of 100 kg/cm2 then torrefied using a furnace at temperatures of 200 degrees C, 250 degrees C, and 300 degrees C for 10 minutes, 20 minutes, and 30 minutes with five repetitions for each treatment. Proximate analysis is used as supporting data and the response parameters used are compressive strength, specific gravity, and calorific value.

Based on the results, torrefaction temperature is the most dominant factor because it influences all response parameters, while torrefaction duration only influences the calorific value and particle size on compressive strength. The optimum conditions in the torefaction pellet making process of randu sawdust to maximize all response parameters in one condition were produced at a torefaction temperature of 281.82 degrees C, torefaction duration for 18.89 minutes, and particle size of 0.70 mm. This condition resulted in the following parameters: maximum load of 603.57 N with load at break of 88.39 kgf, a specific gravity value of 0.91, and a calorific value of 4,679.60 cal/g.

Kata Kunci : limbah, serbuk kayu randu, pelet, torefaksi, optimasi.