STUDI PENGGUNAAN RECYCLE NON-CONDENSABLE PRODUCT SEBAGAI FLUIDIZING GAS PADA PRODUKSI BIO-OIL MENGGUNAKAN PROSES FAST PYROLYSIS

JOHAN SYAFRI MAHATHIR AHMAD, Ir. Moh. Fahrurrozi, M.Sc.,Ph.D

2012 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Bio-oil dapat diproduksi dari biomassa dengan menggunakan proses fast pyrolysis. Pada proses fast pyrolysis diperlukan transfer panas yang baik antara media pemanas dan biomassa yang dipanaskan. Untuk memfasilitasi transfer panas yang cepat ke padatan diperlukan penggunaan fluida pem-fluidisasi yang bersifat inert agar tidak bereaksi dengan produk pirolisis. Harga inert gas yang mahal menjadi faktor penghambat penggunaan fast pyrolysis secara komersial. Penelitian ini diarahkan untuk mempelajari alternatif fluidizing gas yang lebih murah dan mudah diperoleh. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh dari kondisi operasi pada proses fast pyrolysis dengan menggunakan resirkulasi non-condensable product untuk menghasilkan bio-oil dari berbagai biomassa (batok kelapa, kayu jati, bonggol jagung dan sekam padi) Percobaan dilakukan menggunakan reaktor fluidized bed yang dilengkapi pemanas listrik dengan termokontroler untuk mengatur suhu dan resirkulator noncondensable gas. Non-condensable gas diresirkulasi kembali ke reaktor sebagai fluidizing gas. Pirolisis dilakukan pada kisaran temperature 400 – 500°C dan ukuran partikel 0,4 – 1,4 mm dan debit fluidizing gas 2 – 16 L/menit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa batok kelapa menghasilkan bio-oil terbanyak dibandingkan biomassa yang lain (sampai dengan77.99 % yield untuk batok kelapa dan 44.89 %, 56.69 % dan 62.45 % untuk bonggol jagung, kayu jati dan sekam padi). Yield bio-oil tertinggi didapat pada temperatur 420, 440, 500 dan 460°C untuk bahan baku masing-masing batok kelapa, serbuk kayu jati, bonggol jagung dan sekam padi; dan pada debit fluidizing gas 16 L/menit. Asam asetat merupakan komponen terbanyak pada bio-oil dari batok kelapa, serbuk kayu jati dan bonggol jagung masing-masing 32,30; 23,51; dan 32,39% berat, sedang kan untuk bahan baku sekam padi menghasilkan fenol sebagai senyawa dengan 42,23% berat.

Bio-oil can be produced from biomass with fast pyrolysis process. To facilitate fast heat transfer to quickly heat up the solid phase necessitates the use of inert fluidizing fluid. The cost of inert gas is the main factor that hinders the application of fast pyrolysis commercially. This research is directed to investigate alternative fluidizing gases which are easier and cheaper to be prepared. The objective of this research was to study influence of operating conditions in a fast pyrolysis process with re-circulated non-condensable product for producing bio-oil from various biomasses (corncob, coconut shell, teakwood sawdust and rice husk). The experiment was done in a fluidized bed reactor equipped with controlled electric heater and a non-condensable gas re-circulator. A condenser is installed to separate the bio-oil from non-condensable gas. The non-condensable gas was recirculated back to the reactor. Pyrolysis was done at temperature between 400 °C up to 500 °C and particle diameters from 0.4 mm up to 1.4 mm and fluidizing gas flowrate 2 up to 16 L/min. The experiment results show that coconut shell produce more bio oil compared to other materials (up to 77.99 % yield for coconut shell and 44.89 %, 56.69 % and 62.45 % for corncob, teak wood sawdust and rice husk respectively). The highest biooil yield was obtained at the operating temperature for coconut shel, teak wood sawdust, croncob and risk husk respectively 420, 440,500 and 460°C; and fluidizing gas flowrate at 16 L/min for all biomasses. The major compound from the bio-oil produced from coconut shell, teak wood sawdust and corncob are acetic acid with concentration 32.30, 23.51, and 32,39 wt%; and from ricehusk is phenol at 42.23 wt%.

Kata Kunci : bio-oil, biomassa, fast pyrolysis dengan resirkulasi.