Energi BiomasaKTU 3061

PENGAMPUDr. J.P. Gentur Sutapa

Dr. Denny Irawati

FAKULTAS KEHUTANANUNIVERSITAS GADJAH MADA

KONTRAK PEMBELAJARAN

Deskripsi MatakuliahMata kuliah Energi Biomassa mempelajari tentang :

(1) Batasan pengertian, ruang lingkup energi biomassa, dan sejarah penggunaan energi biomassa;

(2) Energi sebagai kebutuhan dasar analisis kebutuhan energi dan energi fosil, analisis ekonomi dan analisis lingkung,

(3) Krisis energi dan massa transisi energi,(4) Sumber energi primer,(5) Spektrum sumber energi dan sumber-sumber energi alternatif, (6) Pembentukan biomassa: mekanisme fotosintesis, efisiensi

fotosintesis,(7) Hutan tanaman energi dan nilai kayu sebagai sumber energi,

limbah biomassa dan pembuatan dan sifat-sifat kayu briket (densified wood);

Deskripsi Matakuliah

(8) Teknologi pemanfaatan energi biomassa dengan cara pembakaran langsung dan tungku hemat energi, (9) Teknologi pemanfaatan energi secara tidak langsung dengan cara karbonisasi /pirolisis: metode dan berbagai produk pirolisis (pembuatan arang dan arang briket) dan sifat – sifat arang dan arang briket, serta arang aktif, (10) Teknologi pemanfaatan energi secara tidak langsung dengan cara gasifikasi kayu, (11) Teknologi pemanfaatan energi secara tidak langsung dengan cara produksi bio-etanol, (12) Arang aktif dan pembuatannya, (13) Aplikasi pemanfaatan arang dan arang aktif, dan (14) Bioenergi di masa depan.

(lanjutan...)

Tujuan Pembelajaran

Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan tentang arti

penting pemanfaatan energi biomassa sebagai sarana untuk mengatasi krisis energi global, proses pembentukan energi biomassa, dan berbagai teknologi pemanfaatan biomassa

sebagai sumber energi.

Evaluasi Hasil Belajar

1. Evaluasi FormatifEvaluasi Formatif dilakukan dengan:– Ujian Kuis, – Tugas penulisan makalah serta – Presentasi kelompok

2. Evaluasi SumatifEvaluasi sumatif dilakukan dengan melaksanakan: – Evaluasi Sumatif tahap I dengan Ujian Tengah

Semester – Evaluasi Sumatif Tahap II dengan Ujian Akhir

Semester

• Penentuan Nilai Akhir dilakukan dengan perhitungan sebagai berikut:

• Penilaian dalam bentuk angka akan dikonversikan menjadi huruf dengan pedoman sebagai berikut:

Evaluasi Hasil Belajar (lanjutan...)

No Komponen penilaian Persentase1. Evaluasi formatif 302. Evaluasi sumatif tahap I (UAS) 353. Evaluasi Sumatif tahap II ( UTS) 35

No Range Nilai dalam angka Nilai1. > atau = 85 A2. 75 sampai <85 B3. 60 sampai <75 C4. 50 sampai <60 D5. < 50 E

Bahan, Sumber Informasi dan Referensi

• Ear, D.e., 1975. Forest Energi and Economic Development. Clarendon Press. Oxford.

• Tillman, D.A, 1978. Wood as Energy Resource. Academic Press. New York.

• Becker G. und Haeberle S. 1993 Energiegewinnung aus holz, Seminar veranstaltung Forst und Holzwirchaft, Institut fuer forstbenutzung der Georg-August-Universitaet Gottingen.

• Brunner dan Hildebrand ,1987, Die Schnittholztrocknung, Buchdruckwerkstaetten, Hannover

• Marsh, H. and Reinoso F.R., 2006. Activated Carbon. Elsevier. London.

SEJARAH DAN RUANGLINGKUP ENERGI

Pengertian Biomasa

• Bahan dari tanaman• Sumberdaya hayati• Sumberdaya terbaharui

Energi Biomasa

• Energi yang dihasilkan dari biomasa mahluk hidup (tanaman, hewan dan mikroorganisme).

• Siklus karbon.• Hasil fotosintesis.• Renewable.

Siklus Karbon di Bumi

Sejarah Perkembangan Penggunaan Energi Biomasa (Kayu)

• < 1860 : Kayu digunakan sebagai bahan bakar utama untuk pemanas dan memasak dirumah-rumah dan diindustri. Juga digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin uap.

• 1890 : Batubara mulai menggantikan penggunaan kayu sebagai bahan bakar generator uap.

• 1900 : Etanol berkompetisi dengan bensin sebagai bahan bakar mobil.

• 1910 : Sebagian besar penduduk pedesaan masih menggunakan kayu bakar, tetapi penduduk kota mulai beralih ke batu bara.

• 1930 : Hampir setengah penduduk Amerika yang tinggal di kota telah beralih ke batu bara. Diesel dan bensin mulai digunakan sebagai bahan bakar truk dan mobil.Kereta api dan kapal mulai menggunakan mesin diesel.

• 1950 : Listrik dan gas alam cair telah menggantikan kayu bakar baik sebagai pemanas maupun untuk memasak dirumah-rumah dan digedung-gedung perkantoran.

• 1974 : Mulai penggunaan kembali kayu untuk pemanas karena tingginya biaya penggunaan listrik dan gas. Beberapa industri mulai mengganti batubara dengan limbah kayu dan biomasa.

• 1984 : Burlington Electric (Vermont) membangun sebuah pembangkit listrik berbahan bakar kayu dengan kapasitas 50-megawatt.

• 1989 : Pembangunan pertama kali turbin gas berbahan bakar kayu bakar langsung skala pilot di Kanada dan USA.

• 1990 : Kapasitas pembangkit listrik tenaga biomasa meningkat hingga 6-gigawatts.

• 1994 : Keberhasilan pengoperasian beberapa uji gasifikasi biomasa dengan hasil gas yang bersih.

• 2000 : Pembangunan pabrik bio-etanol berbahan baku biomasa pada skala pilot.

• 2010 : Teknologi pencairan biomasa menjadi bahan bakar cair (skala laboratorium).

Status Energi Indonesia (2000-2005)

• Laju peningkatan konsumsi BBM di dalam negeri semakin tinggi.

• Impor BBM : 30% dari kebutuhan dalam negeri. • Produksi minyak mentah Indonesia tahun 2000-2004:

Tahun 2000 temuan minyak dan gas mencapai di atas 2.662 juta barrel. Tahun 2001 menjadi 2.420 juta barrel. Tahun 2002 menjadi 2.202 juta barrel.Tahun 2003 menjadi 2.212 juta barrel.Tahun 2004 menjadi 415 juta barrel.

11 tahun kedepan cadangan minyak akan habis

Krisis Energi Fosil

• Pemanasan global.• Akibat pemanasan global:

– Naiknya muka air laut – Cuaca yang ekstrim – Perubahan jumlah dan pola presipitasi– Hilangnya gletser – Punahnya berbagai jenis hewan.

Akibat Penggunaan Energi Fosil

Macam Energi Alternatif

• Energi matahari• Energi panas bumi• Energi angin• Energi air• Energi nuklir• Energi biomasa

Energi Biomasa vs Energi Lain

BIOMASA ENERGI LAINDapat disimpan Persediaannya cukup

banyak.

Efisiensinya tinggi Pembangkitan daya.

Teknologinya fleksibel Sulit disimpan

Menghasilkan bau, polusi dan abu.

Efisiensinya rendah

Peralatan masih terbatas Perlu teknologi tinggi

Sumber Energi Biomasa

• Tumbuhan : - pati, - minyak, - materi lignoselulosa

• Limbah - pertanian, - kehutanan, - industri, - kotoran ternak - sampah

Potensi Energi Biomasa

Biomasa Produksi (jt ton/th)

Potensi Energi(GJ/th)

Kayu karet 41 120

Serbuk gergajian 1,3 13

BagaseDaun tebu

109,6

78

JeramiSekam

4912

150

Tempurung Sabut

0,40,7

7

TK sawitCangkang

3,41,2

67

Teknologi Konversi Biomasa

Langsung

Termokimia

Biokimia

Kombusi/Pembakaran

Pirolisis/Pengarangan

Liquifikasi

Gasifikasi

Esterifikasi

Pencernaan anaerobik

Hidrolisis Fermentasi

PEMBENTUKAN BIOMASA

Matahari sebagai sumber energi di bumi

Fotosintesis

• Reaksi fotosintesis:n CO2 + n H2O (CH2O)n + n O2

• Sinar matahari.• Pengangkutan

karbohidrat ke bagian tumbuhan.

Biosintesis Komponen Kimia Kayu

• Selulosa• Hemiselulosa• Lignin• Ekstraktif

Pertumbuhan Tanaman• Kambium dan

Meristem Apikal• Sel-sel kayu hasil

pembelahan inisial kambium

• Pertumbuhan sel-sel kayu baik pertumbuhan membesar maupun memanjang

• Hubungan pertumbuhan sel kayu dengan fungsi sel kayu

Hutan Tanaman Energi• Fast growing species• Laju pertumbuhan• Akumulasi karbon pada biomasa• Sifat kimia biomasa berpengaruh pada nilai

kalor.

Hutan Tanaman Energi

• Permasalahan:- Keanekaragaman hayati- Kompetensi penggunaan lahan

• Dampak lingkungan penggunaan biomasa sebagai sumber energi

Potensi dan Sumber Kayu di Indonesia

Sumber Produksi (m3)

Hutan alam Hutan produksi 5.088.695 Kayu dari hutan yang dikonversi dan dari perkebunan 19.559.066

Hutan tanama Jawa 112.858 Luar Jawa 19.840.679

Hutan rakyat 2.828.037 Total 47.429.334

Sumber lain

• Limbah tebangan• Limbah industri kayu• Limbah industri pulp

KAYU SEBAGAI SUMBER ENERGI, PEMANFAATAN DAN PENGEMBANGANNYA

• PENDAHULUAN

• Pembakaran kayu untuk mendapatkan panas dan juga cahaya merupakan salah satu cara

sederhana tertua konversi biomasa yang dikenal (Klass, 1998).

• Dalam praktek maka sebagian besar kayu bakar digunakan sebagai sumber energi

dengan cara-cara tradisional yang kurang efficient (Ramana, 1999).

Pemanfaatan Kayu Sebagai Bahan Energi

Keuntungannya:• Murah• Dapat diperbaharui• Pemanfaatan limbah• Ramah lingkunganTeknologi yang digunakan :• Kombusi/Pembakaran• Pirolisis/Karbonisasi• Gasifikasi• Liquifikasi• Sakarifikasi dan Fermentasi

KONVERSI KAYU MENJADI ARANG

Nilai Kalor

• Nilai kalor rata rata arang kayu 6723,068 kalori /gram

• Nilai kalor rata rata briket arang tongkol jagung ( Aji, 2012)

6307,52 kalori /gram

• Pengembangan tungku pembakaran yang lebih efisien merupakan

langkah tepat sehingga energi yang terjadi tidak banyak terbuang.

• Keuntungan konversi biomasa sebagai arang dibandingkan pemanfaatan langsung biomassa sebagai sumber energi antara lain:

1. Nilai kalor lebih tinggi2. Kadar air lebih rendah3. Berat lebih ringan4. Pengangkutan lebih mudah5. Dimensi lebih mempermudah pengangkutan6. Keawetan lebih tinggi 7. Harga lebih tinggi

• Peningkatan kapasitas SDM / pelatihan agar kasadaran pentingnya kemandirian energi dapat ditingkatkan

• Menjadikan produksi energi sebagai lapangan pekerjaan yang dapat memenuhi kebutuhan hidup masyarakat pedesaan

Alternatif pengembangan kayu bakar agar didapatkan nilai tambah yang lebih banyak serta efisiensi dalam

penggunaannya1. Sosialisasi penyajian serta cara penyimpanan kayu bakar

yang lebih baik2. Program produksi kayu bakar di setiap kawasan disertai

pembangunan gudang kayu bakar di setiap daerah /kecamatan

3. Pengembangan tungku pembakaran yang efisien4. Pengembangan tungku gasifikasi5. Pengembangan konversi kayu sebagai arang serta sistem

pemasarannya6. Pengembanghan program pendidikan energi untuk

kehidupan bagi segenap masyarakat7. Pengembangan hutan untuk energi

PIROLISIS/KARBONISASI

Pengertian

• Pirolisis: dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen.

• Proses perombakan bahan berkarbon seperti kayu dan limbah pertanian.

• Hasil utama: unsur karbon

Tahapan Proses Karbonisasi

• Pada suhu 20–110 oC• Pada suhu 100-260 oC• Pada suhu 260-310 oC• Pada suhu 310-500 oC• Pada suhu 500-1000 oC

• Hemiselulosa : 200-260 oC• Selulosa : 240-350 oC• Lignin : 280-500 oC

• Karbon terikat (fixed carbon) • Struktur pori (rudimenter) • Reaksi :

– dehidrasi, – isomerisasi, – dehidrogenasi, – aromatisasi, – Pengarangan,– kondensasi.

Hasil Proses Pirolisis

Kayu Padatan

Asap

Arang

Fraksi cair

Fraksi gas

Pendinginan

Asap cair

Tar kayu

1. Arang2. Gas mudah menguap yg dpt dikondensasi 3. Gas mudah menguap yg tdk dpt dikondensasi.

Komposisi Arang

• karbon terikat (80%)• abu (1-3%) • zat volatil (12-15%)

Faktor yang Mempengaruhi Sifat Arang

• Suhu• Lama karbonisasi• Kecepatan kenaikkan suhu• Sifat (kondisi alami) bahan baku • Bentuk

Pembuatan Arang

• Cara sederhana

• Kiln

• Destilasi destruktif

Metode Pirolisis

tungku lubang tanah (earth pit - kiln)

oC

tungku drum

Tungku modern

Skema tungku pemanas dengan media air panas dan kamar pembakaran vertikal. ( sumber; Budianto, 1996)

BRIKET DAN PELET

Pengertian

• Briket arang : arang yang diubah bentuk, ukuran dan kerapatannya dengan cara mengempa serbuk arang yang dicampur dengan perekat.

• Arang briket : serbuk kayu/biomasa yang dikempa dengan atau tanpa perekat, kemudian diarangkan.

Proses Pembuatan

• Pengeringan bahan• Penggilingan• Pembentukan dan pengepresan• Pendinginan• Pemisahan ukuran

Keuntungan PembuatanBriket Arang

• kerapatan arang dapat ditingkatkan • bentuk dan ukuran arang dapat disesuaikan• mudah dalam penyimpanan• nilai kalor lebih tinggi• tidak kotor• mudah dalam pengangkutan• praktis.

Penilaian kualitas arang kayu dilakukan berdasarkan beberapa parameter, antara lain :

• Ukuran• Sifat fisik• Sifat kimia• Suhu maksimum penggunaan. • Kemurnian arang.

Faktor yang mempengaruhi kualitas

• Tekanan• Suhu• Waktu• Ukuran partikel• Kadar air• Komponen kimia bahan

Standar Nilai-nilai Sifat Fisik-Kimia Briket Arang

Sifat Arang Standar

Inggris JepangKadar air (%) 3,5 6Kadar Abu (%) 8,26 3 – 6Zat nudah menguap (%) 16,41 25 – 30Karbon terikat (%) 75,33 60 – 80

Nilai kalor (kal/g) 7289 6000-7000

GASIFIKASI

Skema Teknologi Konversi Kayu Sebagai Bahan Energi

Biomasa Kayu

pembakaran

Energi = api

sakarifikasi Glukosa

Xilosa

Furfural

Lignin

Etanol

Prod. lain

pencairan

Minyak Kayu Bahan bakar

gasifikasi

karbonisasi

Arang, gas, ter, minyak

Sintesis gas

Hidrogen Metana Metanol Hidrokarbon

Amonia Formaldehida

Pengertian

• Perubahan menjadi bentuk gas• Synthesis gas (syngas). • Komposisi gas kayu• Hidrokarbon dalam kayu

• Proses Gasifikasi1. Suhu tinggi2. Mikrobiologi

• Tipe-tipe gasifikasi thermal :1. Counter-current fixed bed ("up draft") gasifier.2. Co-current fixed bed ("down draft") gasifier.3. Fluidized bed reactor.4. Entrained flow gasifier.

• Hasil utama gasifikasi : Metanol

• Proses Fischer-Tropsch• Suhu reaksi : 150-300oC. • Tekanan : 1-10 atm.• Reaksi yang terjadi :

(2n+1) H2 + n CO CnH(2n+2) + nH2O

Katalis logam

Gasifikasi Batubara

BIO-ETANOL

Pengertian• Alkohol : senyawa hidrokarbon berupa

gugus hydroxyl (-OH) dengan 2 atom karbon.

• Metanol• Etanol• Butanol

Bioetanol dari Biomasa

Bahan Baku Bio-etanol

• Etanol Sintesis• Bio-Etanol

- Gula- Pati- Selulosa

• Etanol Sintesis 5%, Bio-Etanol 95%.

BM TinggiBM TinggiBM RendahBM Rendah

Polisakarida LIGNIN

SELULOSA HEMISELULOSA

Organik An Organik

EKSTRAKTIF ABU

HOLOSELULOSA

Komponen Kimia Kayu

Sekunder Primer

Komponen Kimia Kayu Daun Kayu Jarum

Selulosa 40-50% 40-50%

Hemiselulosa 22-34% 15-18%

Bagan alir pembuatan Bioetanol

Gula Pati Lignoselulosa

Pencairan

Hidrolisis

Pra-perlakuan

Hidrolisis

Fermentasi

Etanol

Fraksinasi

• Sub proses.• Proses pemisahan. • Depolimerisasi selulosa.• Limbah lignin.

Hidrolisis• Pemotongan rantai polimer.• Katalis proses hidrolisis :

1. Asam2. Basa3. Enzim

• Reaksi yang terjadi :~ {C6H10O5}n ~ + n H2O n C6H10O5

• Monomer gula

Asam atau Enzim

Hidrolisis Asam• Jenis asam yang digunakan : HCl dan H2SO4

• Faktor yang mempengaruhi:- Konsentrasi- Suhu

Kelemahan Kelebihan

Korosif Murah

Kurang ramah lingkungan Cepat

Rendemen rendah Sederhana

Netralisasi Variasi bahan baku yang luas

Hidrolisis Enzim• Enzim selulase :

- endoglukanase, - eksoglukanase,- selobiose.

Kelebihan Kelemahan

Tidak korosif Mahal

Ramah lingkungan Prosesnya lambat

Rendemen tinggi Rumit/kompleks

Hasil bisa langsung digunakan

Perlu kondisi yang optimum

Fermentasi• Merubah gula menjadi etanol.• Organisme fermenter : bakteri (Zimomonas

mobilis) dan yeast (Saccharomyces cerevisiae)• Reaksi :

C6H10O5 2 C2H5OH + 2 CO2

• Rendemen fermentasi : 50-55%

Sakarifikasi-Fermentasi Simultan

• Bahan baku : biomasa.• SFS adalah proses sakarifikasi dan fermentasi

biomasa menjadi etanol yang dilakukan dalam satu tahapan secara bersamaan.

Kelemahan Kelebihan

Perbedaan suhu optimum antara enzim dan yeast

Meningkatkan rendemen

Tidak perlu pemisahan glukosa dengan lignin

Yeast dan enzim tidak dapat digunakan lagi

Penghematan tempat dan biaya

Hidrolisis Selulosa oleh Enzim

Penggolongan Etanol • Hydrous ethanol• Anhydrous ethanol (atau

dehydrated ethanol),

Etanol dalam Bahan Bakar Fosil• Octane booster• Oxigenating agent• Fuel extender

Standar Bahan Bakar Bioetanol

No Sifat Unit Spesifikasi

1 Kadar etanol %, min 99,5

2 Kadar metanol mg/l, maks 300

3 Kadar air %, maks 1

4 Kadar denaturan % 2-5

5 Kadar tembaga (Cu) mg/kg, maks 0,1

6 Keasaman mg/l, maks 30

7 Tampakan Jernih dan terang, tidak ada endapan

8 Kadar ion klorida mg/l, maks 40

9 Kandungan belerang mg/l, maks 50

10 Kadar getah mg/100 ml, maks 5

11 pHe 6,5-9,0

Industri bioetnaol

LIQUIFIKASI

Pengertian

• Proses untuk merubah bentuk padat kayu menjadi bentuk cair yang sebagian besar tersusun oleh senyawa organik.

• Tujuannya : memperoleh minyak kayu, hidrokarbon dan fenol kayu.

Jenis Proses Liquifikasi

1. Pirolitik2. Non pirolitik

Pirolitik

• Suhu yang tidak terlalu tinggi.• Suhu : 400-600oC• Ukuran partikel : 2-5 mm• Waktu pemanasan 0,1-2 detik.• Ditambahkan gas yang bebas oksigen.• Rendemen : 55-65% berat kayu kering tanur.• Produk cairan yang mengandung asam organik

dengan konsentrasi tinggi.50% dapat larut dalam air 50% tidak larut dalam air (pirolitik lignin)

Proses Non pirolitik• Ada 3 jenis :

1. Media cair dengan air2. Media cair tanpa air3. Kimia langsung

• Cara pengubahan minyak kayu menjadi bahan bakar :

Minyak kayu Minyak bebas oksigen

Bensin/Solar sintetis

reaksi hidrotreatmen berkatalis

refining

Non Pirolitik pada Media Cair Tanpa Air

• Suhu : 300oC • Tekanan : 19,3 MPa • Waktu : kurang dari 1 jam.• Natrium karbonat (Na2CO3).• Produk : alifatik dan aromatik alkohol,

fenol, hidrokarbon, furan, komponen alicyclic.

• Rendemen 90%. Sisa 10% arang dan gas yang tidak dapat dikondensasi.

Non Pirolitik pada Media Cair Dengan Air

• Suhu : 250-425oC. • Tekanan : 10-28 MPa. • Waktu : 1-1,5 jam.• Penambahan Na2CO3, H2O dan CO.• Produk : minyak kayu dengan viskositas

tinggi.• Rendemen 40-60%.

Kimia Langsung

• Suhu : 127oC. • Tekanan : rendah. • Waktu : 0,5 menit.• Rendemen : 60-70%.• Penambahan HI (asam hidriodik)

konsentrasi 57%.

Perbandingan Pirolitik dan Non Pirolitik

Parameter Pirolisis dgn

udara

Pirolisis tanpa udara

Non-Pirolisis tanpa air

Non-Pirolisis dgn air

Rendemen (%) 53 55 53 25

Nilai kalor (MJ/kg) 22,1 22,3 34,5 33,6

Kekentalan (Poise, pada suhu oC)

0,22 (40) 1,3 (30) 0,14 (99) 0,046 (99)

BJ 1,27 1,28 1,11 1,09

Kadar air (%) 16,6 16,1 - -

Kadar O (%) 41,4 39,6 12,3 14,4

ARANG AKTIF

Pengertian Arang aktif• Arang yang telah diaktivasi sehingga

memiliki permukaan yang luas dan mempunyai kemampuan menyerap yang tinggi terhadap uap, gas dan zat-zat yang berada dalam suatu larutan.

• Struktur yang sangat porous dan luas permukaan internal yang sangat besar.

• Luas permukaan internal 500 sampai 2000 m2/g.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas arang aktif

• Bahan baku• Cara aktivasi• Suhu aktivasi• Lama waktu aktivasi.• Jenis bahan kimia aktivator• Konsentrasi.

Bahan Baku Arang Aktif

• Semua bahan berkarbon baik yang berasal dari hewan, tanaman atau mineral.

• Bahan baku yang baik : murah, kandungan karbon tinggi, dan kandungan bahan anorganik yang rendah.

• Contoh : kayu, tempurung, biji buah, limbah pertanian, dsb.

Aktivasi• Pemindahan karbon• Penghilangan lapisan aromatis• Pempemtukan struktur mikropori.• Pelebaran pori • Pembentukan pori baru• Cara Aktivasi :

1. Cara Kimia2. Cara Fisika

Struktur Pori Arang Aktif

Macro Pore

Macam pori:

Mikropori < 2nm

Mesopori 2 – 50 nm

Makropori > 50 nm

Pori-pori Arang Aktif

• Volume mikropori : 0,2 – 0,6 cm3/g. • Volume mesopori : 0,1 – 0,5 cm3/g.• Volume makropori : 0,2 – 0,8 cm3/g.• Mikropori : 90-95%.• Adsorptive yang berbeda. • Adsorpsi solute dari larutan.

Kualitas Arang Aktif

• Bagian yang hilang pada pemanasan 950oC • Kadar air • Kadar abu • Daya serap terhadap I2 • Karbon aktif murni • Daya serap terhadap benzena • Daya serap terhadap biru metilen • Lolos ukuran mesh 325

Sifat Adsorbsi 1• Adsorpsi iodin merupakan nilai yang

digunakan untuk memperkirakan luas permukaan spesifik dari arang aktif (Jankowska dkk., 1991).

• Bilangan iodin didefinisikan sebagai banyaknya miligram iodin yang teradsorpsi oleh 1 gram arang aktif dari larutan cair ketika konsentrasi residual filtrat sama dengan 0,02 N.

Sifat Adsorbsi 2

• Adsorpsi metilen biru memberikan sebuah indikasi kapasitas adsorpsi dari arang aktif terhadap molekul yang memiliki dimensi yang sama dengan metilen biru yaitu lebih besar dari 1,5 nm (Jankowska dkk., 1991).

• Bilangan metilen biru didefinisikan sebagai banyaknya centimeter kubik larutan metilen biru standar mengalami perubahan warna oleh 0,2 g arang aktif.

Faktor yang berpengaruh terhadap adsorpsi arang aktif:

• Karakteristik fisik dan kimia dari adsorben yang meliputi luas permukaan, ukuran pori, komposisi kimia dan lain-lain

• Karakteristik fisik dan kimia adsorbat yang meliputi ukuran molekul, polaritas molekul, komposisi kimia dan lain-lain

• Konsentrasi adsorbat dalam fase cair (larutan)• Karakteristik fase cair yang meliputi pH dan suhu• Waktu tinggal (residence time) dari sistem.

Standar Kualitas Arang Aktif SNI. 06-3730-1995 Uraian

Syarat Kualitas

Butiran Serbuk

Bagian yang hilang pada pemanasan 950oC Maks. 15 Maks. 25

Kadar air (%) Maks. 4,4 Maks. 15

Kadar abu (%) Maks. 2,5 Maks. 10

Bagian tidak mengarang 0 0

Daya serap terhadap I2 (mg/g) Min. 750 Min. 750

Karbon aktif murni (%) Min. 80 Min. 65

Daya serap terhadap benzena (%) Min. 25 -

Daya serap terhadap biru metilen (mg/g) Min. 60 Min. 120

Kerapatan jenis curah (g/mg) 0,45-0,55 0,30-0,35

Lolos ukuran mesh 325 (%) - Min. 90

Jarak mesh (%) 90 -

Kekerasan (%) 80 -

Kegunaan arang aktif berdasarkan maksud /tujuan pemakaian :

Untuk Gas• Pemurnian gas : desulfurisasi, menghilangkan gas

beracun, bau busuk, asap, menyerap racun.• Pengolahan LNG : desulfurisasi dan penyaringan

berbagai bahan mentah dan reaksi gas.• Katalisator : reaksi katalisator atau pengangkut vinil

klorida, dan vinil acetat.• Lain-lain : menghilangkan bau dalam kamar

pendingin dan mobil

Untuk zat cair

• Industri obat dan makanan : menyaring dan menghilangkan warna, bau, rasa yang tidak enak pada makanan.

• Minuman ringan dan minuman keras : menghilangkan warna, bau pada arak/minuman keras dan minuman ringan.

• Kimia perminyakan : penyulingan bahan mentah dan zat perantara.

• Pembersih air : menyaring/menghilangkan bau, warna, zat pencemar dalam air, sebagai pelindung dan penukaran resin dalam alat/penyulingan air.

• Pembersih air buangan : mengatur dan membersihkan air buangan dan pencemar, warna, bau, logam berat.

• Penambakan udang dan benur : pemurnian, menghilangkan bau, dan warna.

• Pelarut yang digunakan kembali : penarikan kembali berbagai pelarut, sisa methanol, etil acetat dan lain-lain.

Lain-lain

• Pengolahan pulp : pemurnian dan menghilangkan bau.

• Pengolahan pupuk : pemurnian.• Pengolahan emas : pemurnian.• Penyaringan minyak makan dan glukosa :

menghilangkan bau, warna, dan rasa tidak enak (Anonimous, 1999)

Kualitas Minyak Jelantah

Yaitu : penurunan angka asam dari minyak jelantah sebesar 50,1%, angka peroksida menurun sebesar 60,3%, angka FFA menurun sebesar 50% sedang angka penyabunan meningkat hingga 10,7%.

Parameter Tanpa penyaringan

Penyaringan 5%

Penyaringan 10%

Angka asam 1,046 0,690 0,522

Angka peroksida 11,242 7,136 4,467

Angka penyabunan

184,087 202,878 203,854

FFA (%) 37,347 24,628 18,648

Contoh hasil penelitian