PIROLISIS LIMBAH BATANG DAUN TEMBAKAU

ENDANG SUHENDI, Prof. Ir. Suryo Purwono, MA.Sc., Ph.D.

2012 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Kelangkaan bahan bakar minyak dapat diatasi dengan mengembangkan potensi sumber energi terbarukan seperti biomassa, sebagai sumber energi alternatif. Potensi Limbah batang dan tulang daun tembakau di Indonesia sangat melimpah, dengan jumlah 49.966 ton per tahun atau 151 ton per hari. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan jenis limbah batang daun tembakau terhadap yield produk pirolisis, mengetahui pengaruh suhu terhadap komponen dan komposisi dari produk pirolisis serta mencari model kinetika reaksi yang dapat digunakan untuk memprediksi massa cairan (bio-oil) dan massa gas pada proses pirolisis Penelitian dilakukan dengan menggunakan reaktor batch yang dilengkapi pemanas listrik dengan termokontrol untuk mengatur suhu. Tahapan-tahapan penelitian yaitu: proses preparasi bahan baku, proses ekstraksi dan proses pirolisis. Selama proses pirolisis massa cairan ditimbang dan volume gas diukur setiap 15 menit kemudian proses pirolisis dilakukan selama 90 menit. Setelah proses pirolisis selesai sample cairan diambil untuk dianalisia dengan menggunakan GS-MS, sample padatan dianalisis dengan metode proximate dan ultimate dan sample gas dianalisis dengan gas kromatografi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa yield cairan (bio-oil) tertinggi dicapai pada temperatur 500oC sebesar 39,74 % untuk tulang daun tembakau dan 36,76 % untuk pangkal daun tembakau. Kandungan utama dari cairan yaitu keton, asam, fenol dan beberapa senyawa aromatik. Kadar fixed carbon tertinggi pada padatan (char) diperoleh pada temperatur 500oC sebesar 37,40 % dengan nilai kalor yang dihasilkan sebesar 18,44 – 20,09 MJ/Kg yang setara dengan bahan bakar batu bara kualitas sedang. Sedangkan kadar hidrogen tertinggi pada gas diperoleh pada temperatur 500oC sebesar 15,04% dan kadar karbon dioksida tertinggi diperoleh pada temperatur 250oC sebesar 78,27 %. Konstanta kecepatan reaksi dipengaruhi suhu secara eksponensial dengan nilai k1 = 0,051e –340,4/T , k2 = 0,076e – 420,8/T untuk tulang daun tembakau dan nilai k1 = 0.063e -668,2/T, k2 = 0,060e - 503,3/T untuk pangkal daun tembakau

Fuel scarecity can be overcome by developing the potential of renewable energy sources such as biomass, as an alternative energy source. The potential of tobacco leaf stem and the bone waste is abundant in Indonesia, with the amount of 49966 tons per year or 151.41 tons per day. The purposes of this study are divided into three purposes. First, to know the effect of temperature and kind of tobacco leaf stems waste to the yield of pyrolysis product. Second, to know the effect of temperature to the components and compositions of pyrolysis product. Third, to find the model of reaction kinetics which can be used to product liquid mass (bio oil) and gas mass in pyrolysis process. The experiment was conducted by using a batch reactor equipped with an electric heater with thermo controls to regulate the temperature. The Steps of the experiment are: raw materials preparation process, extraction process, and pyrolysis process. During the pyrolysis process the liquid weigh and the gas volume were measured every 15 minutes for 90 minutes. After the pyrolysis was done the liqid was taken to be analyzed by using GS-MS, the solid was analyzed with the method of proximate and ultimate and gas was analyzed by using gas cromatography. The results of the experiment showed that the highest yield of liquid (biooil) was obtained at the temperature of 500o C as 39.74% for tobacco leaves bone and 36.76% for tobacco leaves butt. The main composisitions of the liquid are ketones, acids, phenols and some aromatic compounds. The highest fixed carbon content in the solids (char) was obtained at the temperature of 500o C for 37.40% with a calorific value produced ranged from 18.44 up to 20.09 MJ/Kg which equal to the medium quality of coal. While the highest hydrogen content was obtained at the temperature of 500oC as 15.04% and the highest carbon dioxide content was obtained at temperatures of 2500C as 78.27%. The reaction of rate constants is exponentially affected by the temperature with the value of k1 = 0,051e –340,4/T , k2 = 0,076e – 420,8/T for tobacco leaves bone and the value of k1 = 0.063e -668,2/T, k2 = 0,060e -503,3/T for tobacco leaves butt.

Kata Kunci : Kinetika pirolisis, limbah batang daun tembakau, dan Karakteristik produk pirolisis