EFEKTIVITAS PEMURNIAN BIOGAS MENGGUNAKAN KARBON AKTIF TEMPURUNG KELAPA TERHADAP VARIASI UKURAN SERBUK
TUGAS AKHIR Untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana S-1
Oleh : NAMA : HASAN SAJALI NIM
: H1F114020
PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT 2016 i
TERIMAKASIH KEPADA
REKTOR UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT Prof. Dr. H. Sutarto Hadi, M.Si., M.Sc NIP. 19660331 199102 1 001
WAKIL REKTOR BIDANG AKADEMIK Dr. Ahmad Alim Bachri, SE., M.Si
WAKIL REKTOR BIDANG UMUM DAN KEUANGAN Dr. Hj Aslamiah, M.Pd., Ph.D
WAKIL REKTOR BIDANG KEMAHASISWAAN DAN ALUMNI Dr. Ir. Abrani Sulaiman, Sulaiman, M.Sc
WAKIL REKTOR BIDANG PERENCANAAN, KERJASAMA, DAN HUMAS Prof. Dr. Ir. H. Yudi Firmanul Arifin, M.Sc
DEKAN FAKULTAS TEKNIK Dr-Ing. Yulian Firmana Arifin, S.T., M.T
WAKIL DEKAN DEKAN I FAKULTAS TEKNIK TEKNIK Dr. Chairul Irawan, ST., MT
WAKIL DEKAN DEKAN II FAKULTAS TEKNIK Maya Amalia, ST., M.Eng M.Eng
WAKIL DEKAN DEKAN III FAKULTAS TEKNIK Nurhakim, ST., MT
KEPALA PRODI TEKNIK MESIN Achmad Kusairi S, ST,. MT., MM
DOSEN PENGAMPUH Prof. Dr. Qomariyatus Sholihah Amd. Hyp, ST, M.Kes.
MAHASISWA : Hasan Sajali NIM. H1F114020
ii
TERIMAKASIH KEPADA
REKTOR UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT Prof. Dr. H. Sutarto Hadi, M.Si., M.Sc NIP. 19660331 199102 1 001
WAKIL REKTOR BIDANG AKADEMIK Dr. Ahmad Alim Bachri, SE., M.Si
WAKIL REKTOR BIDANG UMUM DAN KEUANGAN Dr. Hj Aslamiah, M.Pd., Ph.D
WAKIL REKTOR BIDANG KEMAHASISWAAN DAN ALUMNI Dr. Ir. Abrani Sulaiman, Sulaiman, M.Sc
WAKIL REKTOR BIDANG PERENCANAAN, KERJASAMA, DAN HUMAS Prof. Dr. Ir. H. Yudi Firmanul Arifin, M.Sc
DEKAN FAKULTAS TEKNIK Dr-Ing. Yulian Firmana Arifin, S.T., M.T
WAKIL DEKAN DEKAN I FAKULTAS TEKNIK TEKNIK Dr. Chairul Irawan, ST., MT
WAKIL DEKAN DEKAN II FAKULTAS TEKNIK Maya Amalia, ST., M.Eng M.Eng
WAKIL DEKAN DEKAN III FAKULTAS TEKNIK Nurhakim, ST., MT
KEPALA PRODI TEKNIK MESIN Achmad Kusairi S, ST,. MT., MM
DOSEN PENGAMPUH Prof. Dr. Qomariyatus Sholihah Amd. Hyp, ST, M.Kes.
MAHASISWA : Hasan Sajali NIM. H1F114020
ii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah Alhamdulillah Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subahnu Wa Ta’ala, karena berkat limpahan rahmat da n karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Efektivitas Pemurnian Biogas Mengunakan Karbon Aktif Tempurung Kelapa Ter hadap hadap Variasi Ukuran Serbuk ”. Tugas akhir ini adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan kedepannya. Akhir kata, penulis mengucapkan permohonan maaf sebesar-besarnya sebesar-besarnya apabila ada kekurangan dan kekhilafan. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat dan masukan bagi pembacanya. Banjarbaru, Oktober 2016
Hasan Sajali H1F114020
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................ ...... ................... .................. ................... ................... ................... ................... ................... .............. .... i UCAPAN TERIMAKASIH ............................................................................. ii KATA PENGANTAR ................... .......... .................. ................... ................... ................... ................... .................. ............... ...... iii DAFTAR DAFTAR ISI ................................. .................................................. .................................. ................................. ........................... ........... iv DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... vi DAFTAR TABEL ........................................................................................ vii BAB I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 4 1.3 Batasan Masalah .......................................................................... 4 1.4 Tujuan Penelitian ......................................................................... 5 1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 6 2.1 Penelitian Terdahulu.................................................................... 6 2.2 Biogas Biogas ............................... ................................................ ................................. ................................. .......................... ......... 9
2.2.1 Sejarah Biogas ...................................................................... 9 2.2.2 Pengertian Biogas ............................................................... 10 2.2.3 Komposisi Penyusun Biogas ............................................... 11 2.2.4 Tahapan Produksi Biogas ................................................... 12 2.3 Teknik Pemurnian Biogas ......................................................... 15 2.4 Adorpsi Adorpsi............................................ ............................................................ ................................. ........................... .......... 15
2.4.1 Jenis Adsorpsi ..................................................................... 17 2.4.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Daya Adsorpsi.............. ......... ..... 18 2.4.3 Tempat Terjadinya Adsorpsi ................................................ 20 2.5 Adsorbe Adsorben n .............................. ............................................... ................................. ................................. ..................... .... 20
iv
2.6 Karbon Aktif ............................................................................... 22
2.6.1 Pengertian Karbon Karbon Aktif................... .......... ................... ................... .................. ................. ........ 22 2.6.2 Proses Pembuatan Karbon Aktif................... ......... ................... .................. .............. ..... 25 2.6.3 Syarat Mutu Karbon Aktif ..................................................... 28 2.6.4 Penggunaan Arang Aktif ...................................................... 28 2.7 Arang Tempurung Kelapa ......................................................... 29
2.7.1 Sifat dan Proses Pembentukan Karbon Aktif Berbahan Arang Tempurung Kelapa ....................................................................... 31 2.7.2 Pembuatan dan Proses Produksi Arang Tempurung Kelapa 31 BAB III. METODE METODE PENELITIAN.................. ......... ................... ................... .................. ................... ................... ......... 34 3.1 Objek Penelitian ......................................................................... 34 3.2 Alat dan Bahan Penelitian ......................................................... 34
3.2.1 Alat Penelitian ..................................................................... 34 3.2.2 Alat Pendukung ................................................................... 34 3.2.3 Bahan Penelitian ................................................................. 35 3.2.4 Perangkat Pemurnian Pemurnian Biogas .................. ........ ................... ................... ................... ......... 35 3.3 Teknik Pengumpulan Data ........................................................ 36
3.3.1 Teknik Pemurnian ............................................................... 36 3.3.2 Prosedur Pelaksanaan Penelitian Penelitian.................. ......... ................... ................... ............ ... 39 3.4 Diagram Alir Alir Penelitian.................. ......... ................... ................... .................. ................... ................ ...... 42 3.5 Jadwal Pelaksanann Penelitian ................................................ 43 DAFTAR PUSTAKA
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Penggunaan Biogas Untuk Berbagai Aplikasi ......................... 11 Gambar 2.2 Tahapan Pembentukan Metana .............................................. 13 Gambar 2.3 Ilustrasi Tempat Terjadinya Adsorpsi ...................................... 20 Gambar 2.4 Adsorpsi Pada Karbon Aktif .................................................... 23 Gambar 2.5 Struktru Fisik Karbon Aktif ....................................................... 25 Gambar 2.6 Truktur Kimia Karbon Aktif ..................................................... 25 Gambar 2.7 Pori-Pori Karbon Aktif .............................................................. 27 Gambar 2.8 (a) Bahan Dasar Tempurung Kelapa ; (b) Arang Tempurung Kelapa Hasil Pirolisis .................................................................................. 33 Gambar 2.9 Serbuk Arang Tempurung Kelapa Dalam (a) Ukuran Kasar Hasil Satu Kali Penggilingan ; (b) Ukuran Halus Hasil Dua Kali Penggilingan...... 33 Gambar 3.1 Skema Alat Pemurnian Biogas................................................ 38 Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ............................................................ 42
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Senyawa Penyusun Biogas ....................................... 12 Tabel 2.2 Persyaratan Arang Aktif Menurut SII No. 0258-79....................... 28 Tabel 2.3 Penggunaan Arang Aktif ............................................................. 29 Tabel 2.4 Perbandingan Perubahan Komponen dan Kandungan Bahan Tempurung Kelapa dan Arang Tempurung Kelapa ..................................... 31 Tabel. 3.1 waktu penelitian ......................................................................... 43
vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pertumbuhan penduduk yang sangat cepat, dengan peningkatan di bidang industri menyebabkan permintaan energi dan penurunan kualitas lingkungan meningkat. Meskipun Indonesia adalah salah satu negara penghasil minyak dan gas, namun berkurangnya cadangan minyak dan pencabutan subsidi menyebabkan harga minyak naik dan turunnya kualitas lingkungan akibat penggunaan bahan bakar fosil yang berlebihan. Oleh karena itu, pemanfaatan sumber-sumber energi alternatif yang terbarukan dan ramah lingkungan menjadi pilihan (Prayugi dkk., 2015). Salah satu penggunaan sumber energi alternatif yang mulai dipertimbangkan dalam menghasilkan pembakaran ramah lingkungan adalah biogas (Meynell, 1976). Biogas berasal dari bahan-bahan organik yang difermentasikan oleh aktivitas anaerobik dari bakteri metana yang didapatkan dengan cara metanogen seperti Methanobacterium sp. Metanogen
sendiri adalah sebuah proses yang terakhir pada rantai
mikro-organisme yang lebih rendah dekomposisi bahan organik dan kembali produk ke lingkungan. Dalam
proses terbentuknya, biogas
berlangsung dalam keadaan tertutup (Widhiyanuriyawan dan Nurkholis, 2013). Dari aktivitas anaerobik oleh bakteri metana, biogas mampu menghasilkan gas-gas seperti CH 4, CO2, H2S, dan gas-gas lain. Dalam hal ini tentu saja yang dimanfaatkan adalah gas metana (CH 4), karena
1
CH4 mempunyai nilai kalor yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai bahan bakar (Price dan Cheremisinoff, 1981). Kemurnian dari CH4 yang dihasilkan oleh biogas akan menjadi sangat penting, dikarenakan CH 4 tersebut sangat berpengaruh terhadap nilai kalor yang dihasilkan. Sehingga CH 4 yang dihasilkan perlu dilakukan pemurnian terhadap kandungan senyawa lain yang tidak diperlukan dalam proses pembakaran yang dapat menurunkan nilai kalor pembakaran (Widhiyanuriyawan, 2014). Kadungan senyawa lain yang sangat berpengaruh terhadap nilai kalor pada biogas adalah CO 2, keberadaan CO2 dalam biogas sangat tidak diharapkan, hal ini dikarenakan semakin tinggi kadar CO 2 dalam biogas maka akan semakin menurunkan nilai kalor CH 4 yang sangat mengganggu dalam proses pembakaran (Sugiarto, 2013). Oleh karena itu, diperlukan upaya pemurnian biogas untuk menghilangkan gas CO 2. Teknologi pemurnian biogas telah dikembangkan dengan berbagai macam metode, diantaranya water scrubbing, chemical adsorption, membrane purification, dan adsorption technology . Teknologi adsorpsi
pada biogas merupakan teknologi yang menggunakan prinsip adsorpsi penyerapan gas terutama CO 2, sehingga persentase kandungan CH 4 di dalam biogas akan meningkat (Iriani dan Ari, 2014). Adsorpsi merupakan proses molekul-molekul fluida menyentuh dan melekat pada permukaan padatan (Nasruddin, 2005). Adsorpsi merupakan fenomena fisik yang terjadi saat molekul-molekul gas atau cair dikontakkan dengan suatu permukaan padatan dan sebagian dari molekul-molekul itu mengembun pada permukaan padatan tersebut
2
(Suryawan, 2004). Senyawa yang terserap pada permukaan didefinisikan sebagai adsorbat, dan material tempat adsorbat terserap didefinisikan sebagai adsorben (Duang, 1998). Salah satu teknologi adsorpsi pada pemurnian biogas dapat menggunakan adsorben (padatan) seperti karbon aktif sebagai penyerap CO 2. Karbon aktif memiliki potensi sebagai pemurnian biogas, karena luas permukaan karbon aktif berkisar antara 300 sampai 2000 m 2/g. Hal tersebut
berhubungan
dengan
struktur
pori-pori
internal
yang
menyebabkan kabon aktif mempunyai sifat sebagai adsorben. Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif bergantung pada besar atau volome pori-pori dan luas permukaan (Arifin, 2010). Samlawi A.K. dkk. (2016), melakukan penelitian tentang the effectiveness of charcoal powder size in biogas purification . Pemurnian
biogas menggunakan arang aktif yang dijual dipasaran yang kemudian dihaluskan mencapai ukuran 20 mesh, 30 mesh dan 40 mesh. Hasil penelitian kadar kandungan karbon dioksida pada biogas tanpa pemurnian yaitu 31.544,87 ppm, dan biogas melalui proses pemurnian menggunakan arang aktif dengan ukuran kelolosan 20 mesh sebesar 4.040,47 ppm, 30 mesh sebesar 3.845,37 ppm dan 40 mesh sebesar 1.849,85 ppm menurun hingga mencapai 94,13% dari sebelum pemurnian. Iriani dan Ari (2014), melakukan penelitian tentang pemurnian biogas melalui kolom beradsorben karbon aktif. Pada penelitian ini dilakukan upaya penurunan konsentrasi gas CO 2 di dalam biogas dengan
3
menggunakan metode adsorpsi menggunakan kolom beradsorben karbon aktif. Berat karbon aktif (adsorben) divariasikan sebesar 615 g dan 730 g dan laju aliran biogas divariasikan dari 0,015 L/s, 0,02 L/s dan 0,025 L/s. Hasil penelitian menunjukkan efetivitas kolom adsorber paling tinggi adalah 96,03% dengan penggunaan berat adsorben 730 g dan laju penggunaan biogas yang dioperasikan 0,025 L/s. Penurunan kadar CO 2 dan kenaikan kadar CH 4 pada kondisi pengoperasian tersebut, masingmasing adalah 35,04% dan 34,01%. Karbon aktif yang banyak digunakan masih belum spesifik jenisnya, sehingga pada penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui efektivitas pemurnian biogas menggunakan karbon aktif dari tempurug kelapa terhadap variasi ukuran serbuk yang kemudian dijadikan acuan penggunaan ukuran serbuk karbon aktif dari tempurung kelapa untuk pemurnian biogas. Penelitian ini dilakukan di TPA Cahaya Kencana Kecamatan Karang Intan Kabupaten Banjar. 1.2
Rumusan Masalah
Dari uraian di atas, dapat dirumuskan perumusan masalah adalah bagaimana efektivitas pemurnian biogas menggunakan karbon aktif tempurung kelapa terhadap variasi ukuran serbuk?
1.3
Batasan Masalah
Batasan yang ditetapan dalam penelitian ini adalah. a. Biogas yang dimurnikan adalah dari TPA Cahaya Kencana Kecamatan Karang Intan Kabupaten Banjar. b. Karbon aktif yang digunakan adalah karbon aktif tempurung kelapa. c. Ukuran serbuk yang di uji adalah 50 mesh, 60 mesh, 70 mesh.
4
d. Pengambilan data hasil pemurnian menggunakan CO 2 Analyzer pada tekanan penyimpanan 12 bar. 1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui efektivitas pemurnian biogas menggunakan karbon aktif tempurung kelapa terhadap variasi ukuran serbuk.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah. a. Bagi Peneliti : Sebagai sarana melatih diri peneliti untuk melakukan eksperimen dalam menerapkan ilmu yang diperoleh selama kuliah dan memberikan pengetahuan tentang pemurnian biogas. b. Bagi Program Studi Teknik Mesin Universitas Lambung Mangkurat : Sebagai sumbangan ilmu pengetahuan tentang efektivitas pemurnian biogas menggunakan karbon aktif tempurung kelapa terhadap variasi serbuk. c. Bagi Masyarakat : Sebagai sumber informasi bagi masyarakat untuk pemurnian biogas yang murah, mudah dan efektif sebagai adsorben gas CO2 untuk meningkatkan kalor pembakaran.
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Penelitian Terdahulu
Priyanka dkk. (2016), melakukan penelitian tentang Utilisation Of Combined Adsorption and Adsorption Method For The Purification of Biogas. Penelitian ini dilakukan dengan penyerapan gabungan dan
metode adsorpsi, dimana bahan pemurnian biogas dibagi menjadi dua kategori menjadi A1 dan A2. A1 mengandung bahan kimia seperti kalsium oksida, karbon aktif dan gel silika, sedangkan A2 mengandung kalsium oksida, besi nol valent dan sodium sulfat untuk menghilangkan CO 2, H2S dan H2O dari biogas. Sehingga pada hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi H 2S awalnya 350 ppm dan 375 ppm untuk dua tes yang kemudian berkurang menjadi 15 ppm dan 25 ppm. Hal ini dapat dicapai dengan bantuan karbon aktif dan bahan nano penyerap. Untuk konsentrasi CO 2 yang awalnya 34% berkurang menjadi 3% dan 5% untuk dua tes. Dengan bantuan gel silika efisiensi pengurangan konsentrasi H2O maksimum dicapai 97%. Dengan demikian membantu dalam meningkatkan kandungan metana menjadi 42%. Samlawi A.K. dkk. (2016), melakukan penelitian tentang the effectiveness of charcoal powder size in biogas purification . Pemurnian
biogas menggunakan arang aktif yang dijual dipasaran yang kemudian dihaluskan mencapai ukuran 20 mesh, 30 mesh dan 40 mesh. Hasil penelitian kadar kandungan karbon dioksida pada biogas tanpa pemurnian yaitu 31.544,87 ppm, dan biogas melalui proses pemurnian menggunakan arang aktif dengan ukuran kelolosan 20 mesh sebesar 4.040,47 ppm, 30 mesh sebesar 3.845,37 ppm dan 40 mesh sebesar 6
1.849,85 ppm menurun hingga mencapai 94,13% dari sebelum pemurnian. Samlawi A.K. dan Kelvin (2015), melakukan penelitian tentang pemanfaatan biogas sebagai bahan bakar generator set motor bensin. Penelitian yang dilakukan untuk memurnikan biogas sebagai bahan bakar generator set menggunakan material CaCO 3 yang diaktivasi dan arang aktif dengan metode adsorpsi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar karbon dioksida pada biogas tanpa pemurnian yaitu 21.614 ppm, kemudian setelah dilakukan proses pemurnian kadar karbon dioksida mengalami penurunan menjadi 9.103 ppm. Iriani dan Ari (2014), melakukan penelitian tentang pemurnian biogas melalui kolom beradsorben karbon aktif. Pada penelitian ini dilakukan upaya penurunan konsentrasi gas CO 2 di dalam biogas dengan menggunakan metode adsorpsi menggunakan kolom beradsorben karbon aktif. Berat karbon aktif (adsorben) divariasikan sebesar 615 g dan 730 g dan laju aliran biogas divariasikan dari 0,015 L/s, 0,02 L/s dan 0,025 L/s. Hasil penelitian menunjukkan efetivitas kolom adsorber paling tinggi adalah 96,03% dengan penggunaan berat adsorben 730 g dan laju penggunaan biogas yang dioperasikan 0,025 L/s. Penurunan kadar CO 2 dan kenaikan kadar CH 4 pada kondisi pengoperasian tersebut, masingmasing adalah 35,04% dan 34,01%. Suprianti (2016), melakukan penelitian tentang pemurnian biogas untuk meningkatkat nilai kalor melalui adsorpsi dua tahap susunan seri dengan media karbon aktif. Penelitian ini menggunakan kolom adsorpsi seri berukuran 2,43 L untuk meningkatkan waktu kontak antara adsorben karbon aktif dengan gas-gas kontaminan dengan variasi laju aliran, yaitu 1,8 L/menit, 2,1 L/menit, 2,4 Liter/m. Karbon aktif yang digunakan 7
berbahan dasar batok kelapa yang diberi pra perlakuan pemanasan di dalam oven selama 1 jam dengan temperatur 300 oC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan CO 2 dapat ditekan hingga di bawah 14% pada waktu adsorpsi 10 menit, dan diperoleh kandungan CH 4 hingga minimal 78,73%. Hasil optimum kinerja kolom adsorpsi seri yaitu pada laju alir 2,4 L/menit dan waktu adsorpsi 10 menit, mampu memurnikan biogas hingga mengandung CH 4 91,60%. Pada kondisi optimum tersebut, efektivitas kolom adsorpsi adalah sebesar 98,31%. Prayugi dkk. (2015), melakukan penelitian tentang pemurnian biogas dengan sistem pengembunan dan penyaringan menggunakan beberapa bahan media. Pada penelitian ini menggunakan dua metode, metode pertama adalah pemurnian biogas dengan menggunakan 5 macam media, yaitu : arang aktif, kapur tohor, silika gel, air, dan natrium hidroksida (NaOH). Pemurnian menggunakan berbagai macam media ini dilakukan dengan menggunakan tabung pemurnian berbahan dasar stainless steel dengan tinggi 50 cm dan diameter 40 cm. Sedangkan
metode kedua dengan cara pengembunan tanpa air, menggunakan air dan menggunakan air+es dengan tujuan untuk memurnikan uap air yang terkandung dalam biogas. Hasil analisis menunjukkan terjadinya penurunan kandungan CO 2 pada biogas, pada pemurnian dengan air kandungan CO2 turun menjadi 7,02%, untuk perlakuan dengan NaOH kandungan CO2 turun menjadi 4,79%, untuk kandungan CO 2 kapur tohor turun menjadi 0%, pada silika gel kandungan CO 2 turun menjadi 4,63%, dan kandungan CO2 pada arang aktif turun sebesar 10,53%. Sehinggan efektivitas penyerapan CO 2 menggunakan kapur tohor sangat efektif dibandingkan
bahan
media
lainnya.
Sedangkan
pada
proses
pengembunan, air yang diembunkan paling banyak terdapat pada 8
perlakuan air+es (13 oC) sebesar 10,18 ml, sedangkan dengan perlakuan air (21,5oC) sebesar 5,79 ml dan perlakuan tanpa air (25,5 oC) sebesar 5,00 ml untuk tiap m 3 biogas yang dialirkan. Hal ini dikarenakan semakin kecil suhu, hasil pengembunan yang diperoleh semakin besar.
2.2
Biogas 2.2.1
Sejarah Biogas
Gas methan terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik (biomassa) sehingga terbentuk gas methan (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas. Sebetulnya di tempat-tempat tertentu proses ini terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat. Gas methan sama dengan gas elpiji (Liquidified Petroleum Gas /LPG), perbedaannya adalah gas methan mempunyai satu atom C, sedangkan elpiji lebih banyak. Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Namun, orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah Alessandro Volta 1776, sedangkan Willam Henry pada tahun 1806 mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai methan. Becham 1868, murid Louis Pasteur dan Tappeiner 1882, memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan. Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Jerman dan Perancis melakukan riset pada masa antara dua Perang Dunia dan beberapa unit 9
pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama Perang Dunia II banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga BBM semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun 1950-an pemakaian biogas di Eropa ditinggalkan. Namun, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. Negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Niugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat pembangkit gas bio dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyaluran gas bio yang terbentuk. Dengan teknologi tertentu, gas methan dapat dipergunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin tetas, traktor, dan mobil. Secara sederhana, gas methan dapat
digunakan
untuk
keperluan
memasak
dan
penerangan
menggunakan kompor gas sebagaimana halnya elpiji (Rahman, 2005). 2.2.2
Pengertian Biogas
Biogas merupakan gas hasil
dari dekomposisi bahan organik
secara anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan suatu gas yang sebagian besar berupa metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon dioksida. Proses dekomposisi anaerobik dibantu oleh sejumlah mikroorganisme, terutama bakteri metan. Suhu yang baik
10
untuk proses fermentasi adalah suhu yang hangat yaitu berkisar 30o55oC. Pada suhu tersebut mikroorganisme dapat bekerja secara optimal merombak bahan-bahan organik dan menghasilkan gas. Pembuatan biogas biasanya memanfaatkan kotoran ternak, misalnya sapi, kerbau, kuda, ayam, dll, akan tetapi bahan tersebut bisa diganti dengan sampah organik. Pemanfaatan sampah organik sangat bagus sebagai bahan dasar pembuatan biogas, mengingat sampah organik yang ada di Indonesia masih belum terkelola dengan baik (Jatmiko, 2015). Biogas dapat digunakan dalam berbagai keperluan seperti memasak, bahan bakar alternatif mesin, penerangan, pompa air, boiler dan sebagainya. Berikut ini adalah gambar penggunaan gas metana untuk berbagai aplikasi.
Gambar 2.1 Penggunaan Biogas Untuk Berbagai Aplikasi (Sumber : Kosaric dan Velikonja, 1995) 2.2.3
Komposisi Penyusun Biogas
Kandungan energi biogas dari pencernaan anaerobik secara kimiawi dibatasi dalam metana. Komposisi dan sifat dari biogas bervariasi untuk beberapa tingkat tergantung pada jenis bahan baku, pencernaan sistem, suhu, waktu penyimpanan dan lain-lain. Pada tabel di bawah
11
berisi beberapa nilai rata-rata komposisi biogas yang ditemukan di sebagian besar literatur. Mengingat biogas dengan standar konten metana dari 50%, nilai pemanasan dari 21 MJ/Nm³, kepadatan dari 1,22 kg / Nm ³ dan massa mirip dengan udara (1,29 kg / Nm ³). Tabel 2.1 Komposisi Senyawa Penyusun Biogas Compound
Chemical Symbol
Content (Vol.-%)
Methane Carbon Dioxide Water Vapour Oxygen Nitrogen Ammonia Hydrogen Hydrogen Sulphide
CH4 CO2 H2O O2 N2 NH3 H2 H2S
50-75 25-45 2 (20oC)-7 (40oC) <2 <2 <1 <1 <1
Sumber : (Seadi dkk., 2008) 2.2.4
Tahapan Produksi Biogas
Dalam fermentasi anaerob terbagi menjadi 4 tahapan proses penguraian (Raskin dkk., 2007). Di mana setiap tahapan akan melibatkan kelompok bakteri yang berbeda yang akan bekerja secara bersinergi antara satu kelompok dengan kelompok bakteri lainnya sehingga tebentuk konsorsium bakteri (Raskin dkk., 1997). Konsortia bakteri tersebut dapat digolongkan pada bakteri non metanogen dan bakteri metanogen. Bakteri non metanogen terbagi menjadi golongan bakteri hidrolitik, fermentatif, dan asetogenik. Proses singkatnya seperti gambar di bawah ini.
12
Gambar 2.2 Tahapan Pembentukan Metana (Sumber : Seadi dkk., 2008) Menurut Seadi dkk. (2008), empat tahap proses transformasi bahan organik pada sistem anaerobik tersebut, yaitu : a. Hidrolisis Hidrolisis secara teoritis langkah pertama dari pencernaan anaerobik, di mana bahan organik kompleks (polimer) diurai menjadi unit yang lebih kecil (mono dan oligomer). Selama hidrolisis, polimer seperti karbohidrat, lipid, asam nukleat dan protein diubah menjadi glukosa, gliserol, purin dan piridina. mikroorganisme hidrolitik mengeluarkan enzim hidrolitik, mengkonversi biopolimer menjadi lebih sederhana dan senyawa larut seperti yang ditunjukkan di bawah ini : Lipid
lipase
asam lemak dan gliserol
Polisakarida Selulase,selobiose,xinase,amilase monosakarida Protein
protease
asam amino
Berbagai mikroorganisme terlibat dalam hidrolisis, yang dilakukan oleh exoenzymes, diproduksi oleh mikroorganisme yang menguraikan bahan partikulat larut. Produk yang dihasilkan dari hidrolisis lebih lanjut diuraikan oleh mikroorganisme yang terlibat dan digunakan untuk proses metabolismenya sendiri.
13
b. Asidogenesis Selama asidogenesis, produk hidrolisis dikonversi oleh Acidogenic (fermentatif) bakteri ke dalam substrat metanogen. gula sederhana, asam amino dan asam lemak yang terdegradasi menjadi asetat, karbon dioksida dan hidrogen (70%) serta menjadi asam lemak volatil dan alkohol (30%). c. Asetogenesis Produk dari asidogenesis, yang tidak dapat langsung diubah menjadi metana oleh bakteri metanogen, diubah menjadi substrat metanogen selama asetogenesis. Asam lemak volatil dan alkohol dioksidasi menjadi substrat metanogen seperti asetat, hidrogen dan karbon dioksida. Asam lemak volatil, dengan rantai karbon lebih dari dua unit dan alkohol, dengan rantai karbon lebih lama dari satu unit, dioksidasi menjadi asetat dan hidrogen. Produksi hidrogen meningkatkan tekanan parsial hidrogen. Hal ini dapat dianggap sebagai produk limbah dari asetogenesis dan menghambat metabolisme bakteri acetogenic . Selama metanogenesis, hidrogen diubah menjadi metana. Asetogenesis dan metanogenesis biasanya berjalan paralel, sebagai simbiosis dari dua kelompok organisme. d. Metanogenesis Produksi metana dan karbon dioksida dari produk antara dilakukan oleh bakteri metanogen. 70% dari metana yang terbentuk berasal dari asetat, sedangkan sisanya 30% dihasilkan dari konversi hidrogen (H) dan karbon dioksida (CO2), menurut persamaan berikut : Asam asetat bakteri metanogen
metana + karbon dioksida
Hidrogen + karbon dioksida bakteri metanogen metana + air
14
Metanogenesis merupakan langkah penting dalam seluruh proses pencernaan anaerobik, karena merupakan reaksi biokimia paling lambat dari proses. Metanogenesis parah dipengaruhi oleh kondisi operasi. Komposisi bahan baku, laju umpan, temperatur, dan pH adalah contoh faktor yang mempengaruhi proses metanogenesis. Digester kelebihan muatan, perubahan suhu atau masuknya oksigen yang besar dapat mengakibatkan penghentian produksi metana.
2.3
Teknik Pemunian Biogas
Sebelum digunakan sebagai bahan bakar mesin, biogas harus dimurnikan dulu untuk meningkatkan kadar metananya. Beberapa proses dapat diterapkan untuk meningkatkan kadar metana di dalam biogas dengan membuang kandungan CO 2 dan H2S (Kumoro dkk., 2004). Beberapa teknologi pemurnian biogas telah dikembangkan dengan berbagai macam metode, diantaranya water scrubbing, chemical adsorption, membrane purification, dan adsorption technology . Teknologi
adsorpsi pada biogas merupakan teknologi yang menggunakan prinsip adsorpsi penyerapan gas terutama CO 2, sehingga persentase kandungan CH4 di dalam biogas akan meningkat (Iriani dan Ari, 2014). Pada penelitian ini digunakan teknik adsorbsi, karena harganya yang relatif murah, mudah dan mempunyai daya serap yang baik untuk proses pemurnian biogas. 2.4
Adsorpsi
Adsorpsi biasa diartikan sebagai proses yang terjadi ketika gas atau cairan terlarut terakumulasi pada permukaan suatu padatan atau cairan (adsorben) dan memebentuk lapisan molekul atau atom (adsorbat).
15
Istilah adsorpsi biasa digunakan untuk menggambarkan keberadaan suatu bahan tertentu (cairan atau padatan) dengan konsentrasi yang lebih tinggi pada permukaannya dari pada di dalam medium fasa ruahnya. Secara singkat, adsorpsi menunjukan kelebihan konsentrasi pada permukaan. Zat yang terakumulasi pada permukaan disebut adsorbat, sedangkan
material
permukaan
padatan/cairan
disebut
adsorben
(Ruthven, 1984). Proses adsorpsi berbeda dengan proses absorpsi, dimana proses absorpsi merupakan reaksi kimia antara molekul-molekul adsorbat dengan permukaan adsorben (Agusta, 2012). Molekul-molekul pada adsorben mempunyai gaya dalam keadaan tidak setimbang dimana gaya kohesi cenderung lebih besar dari pada gaya adhesi. Gaya kohesi adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang sama jenisnya, gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan zat yang lainnya tidak dapat terikat karena molekulnya saling tolak-menolak. Gaya adhesi adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang berbeda jenisnya, gaya ini menyebabkan antara zat yng satu dengan zat yang lainnya dapat terikat dengan baik karena molekulnya saling tarik-menarik. Ketidakseimbangan
gaya-gaya
tersebut
menyebabkan
adsorben
cenderung menarik zat-zat lain atau gas yang bersentuhan dengan permukaannya (Agusta, 2012). Pada dasarnya, proses adsorpsi yang terjadi pada adsorben berlangsung melalui tiga tahap, yaitu (Arfan, 2006) : 1. Perpindahan makro, pergerakan molekul adsorbat melalui sistem makropori adsorben.
16
2. Perpindahan makro, pergerakan molekul adsorbat melalui sistem mesopori adsorben. 3. Sorption, terikatnya molekul adsorbat pada permukaan adsorben pada dinding pori mesopori dan mikropori. 2.4.1
Jenis Adsorpsi
Berdasarkan interaksi molekular antara permukaan adsorben dengan adsorbat, adsorpsi dibagi menjadi dua jenis, yaitu (Perwitasari, 2007), (Arfan, 2006) : a. Adsorpsi Fisik (Physisorption) Adsorpsi fisik merupakan adsorpsi yang terjadi karena adanya gaya Van Der Waals, yaitu gaya tarik-menarik yang relatif lemah antara adsorbat dengan permukaan adsorben. Adsorpsi ini terjadi apabila suatu adsorbat dialirkan pada permukaan adsorben yang bersih. Pada adsorpsi fisik, adsorbat tidak terikat kuat pada permukaan adsorben sehingga adsorbat dapat bergerak dari suatu bagian permukaan ke bagian permukaan lainnya, dan pada permukaan yang ditinggalkan oleh adsorbat yang satu dapat digantikan oleh adsorbat lainnya ( multilayer ). Adsorpsi fisik memiliki ciri-ciri sebagai berikut : Proses adsorpsi terjadi pada ambient dengan temperatur
rendah di bawah temperatur kritis dari adsorbat.
Gaya tarik-menarik antar molekul yang terjadi adalah gaya Van Der Waals.
Proses adsorpsi terjadi tanpa memerlukan energi aktivasi.
Panas adsorpsi yang dikeluarkan rendah, ∆H < 20 kJ/mol.
17
Ikatan yang terbentuk dalam adsorpsi fisika dapat diputuskan dengan mudah, yaitu dengan cara pemanasan pada temperatur 150-200 oC selama 2-3 jam.
Proses adsorpsi reversible.
b. Adsorpsi Kimia (Chemisorption ) Adsorpsi kimia merupakan adsorpsi yang terjadi karena terbentuknya ikatan kovalen dan ion antara molekul-molekul adsorbat dengan adsorben. Jenis adsorpsi ini diberi istilah absorpsi (Suryawan, 2004). Ikatan yang terbentuk adalah lapisan monolayer. Adsorpsi kimia memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
Proses adsorpsi terjadi pada ambient dengan temperatur tinggi dibawah temperatur kritis dari adsorbat.
2.4.2
Interaksi antara adsorbat dan adsorben berupa ikatan kovalen.
Proses adsorpsi memerlukan energi aktivasi yang besar.
Panas adsorpsi yang dikeluarkan 50 < ΔH < 800 kJ/mol.
Ikatan yang terbentuk tidak mudah diputuskan (kuat).
Proses adsorpsi reversibel pada temperatur tinggi.
Faktor-Faktor yang Memepengaruhi Daya Adsorpsi
Jumlah fluida yang teradsorpsi atau daya adsorpsi pada permukaan adsorben dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini (Suryawan, 2004), (Arfan, 2006) : a. Jenis Adsorbat 1)
Ukuran Molekul Adsorbat Ukuran molekul yang sesuai merupakan hal yang penting agar proses adsopsi dapat terjadi, karena molekul-molekul yang dapat
18
diadsorpsi adalah molekul-molekul yang diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter pori adsorben. 2)
Kepolaran Zat Adsorpsi lebih kuat tejadi pada molekul yang lebih besar polar dibandingkan dengan molekul yang kurang polar pada kondisi diameter yang sama. Molekul-molekul yang lebih polar dapat menggantikan molekul-molekul yang kurang polar yang telah lebih dahulu teradsorpsi. Pada kondisi dengan diameter yang sama, maka molekul polar lebih dulu diadsorpsi.
b. Karakteristik Adsorben 1)
Kemurnian Adsorben Sebagai zat yang digunakan untuk mengadsorpsi, maka adsorben yang lebih murni memiliki kemampuan adsorpsi yang lebih baik.
2)
Luas Permukaan dan Volume Pori Adsorben Jumlah molekul adsorbat meningkat dengan bertambahnya luas permukaan dan volume pori adsorben. Dalam proses adsorpsi seringkali adsorben diberikan perlakuan awal untuk meningkatkan luas permukaannya, karena luas permukaan adsorben merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi proses adsorpsi.
c. Tekanan Adsorbat Pada adsorbsi fisika, kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikkan jumlah yang diadsorpsi. Sebaliknya pada adsorpsi kimia kenaikan tekanan adsorbat justru akan mengurangi jumlah yang teradsorpsi. d. Temperatur Absolut. Yang dimaksud dengan temperatur absolut adalah temperatur adalah temperatur adsorbat. Pada saat molekul-molekul gas atau adsorbat melekat pada permukaan adsorben, akan terjadi pembebasan 19
sejumlah energi. Selanjutnya peristiwa adsorpsi ini dinamakan peristiwa eksotermis. Pada adsorpsi fisika, berkurangnya temperatur akan menambah jumlah adsorbat yang teradsorpsi dan demikian pula untuk peristiwa sebaliknya. 2.4.3
Tempat Terjadinya Adsorpsi
Proses terjadinya adsorpsi pada suatu adsorben teletak di poripori adsorben itu sendiri. Tempat-tempat terjadinya adsorpsi pada adsorben adalah sebagai berikut (Suryawan, 2004) : a. Pori-pori berdiameter kecil (Micropores d<2 nm). b. Pori-pori berdiameter sedang (Mesopores 250 nm). d. Permukaan adsorben. Ilustrasi tempat terjadinya adsorpsi dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.3 Ilustrasi Tempat Terjadinya Adsorpsi (Sumber : Suryawan, 2004)
2.5
Adsorben
Adsorben dapat didefinisikan sebagai zat padat yang dapat menyerap komponen tertentu dari suatu fase gas atau fluida (Arfan,
20
2006). Adsorben merupakan material berpori, dan proses adsorpsi berlangsung di dinding pori-pori atau pada lokasi tertentu pada pori tersebut. Adsorben dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu adsorben tidak berpori ( non-porous sorbents ) dan adsorben berpori ( porous sorbents) (Arfan, 2006).
1. Adsorben Tidak Berpori (Non-Porous Sorbents) Adsorben tidak berpori dapat diperoleh dengan cara presipitasi deposit kristalin seperti BaSO4 atau penghalusan padatan kristal. Luas permukaan spesifiknya kecil, tidak lebih dari 10 m 2/g dan umumnya 0,1 sampai dengan 1 m2/g. Adsorben tidak bepori seperti filter karet ( rubber filters) dan karbon hitam bergrafit (graphitized carbon blacks ) adalah jenis
adsorben tidak berpori yang telah mengalami perlakuan khusus sehingga luas permukaannya dapat mencapai ratusan m 2/g. 2. Adsorben Berpori (Porous Sorbents) Luas permukaan spesifik adsorben berpori berkisar antara 100 sampai dengan 1000 m2/g. Biasanya digunakan sebagai penyangga katalis, dehidrator, dan penyeleksi komponen. Adsorben ini umumnya berbentuk granular. Klasifikasi pori menurut International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) adalah :
Mikropori : Diameter <2 nm.
Mesopori : Diameter 2
Makropori : Diameter d>50 nm. Kriteria yang harus dipenuhi suatu adsorben untuk dapat menjadi
adsorben komersial adalah (Arfan, 2006) :
Memiliki permukaan yang besar per unit massanya sehinga kapasitas adsorpsinya akan semakin besar pula.
21
Secara alamiah dapat berinteraksi dengan adsorbat pasangannya.
Ketahanan struktur fisik yang tinggi,
Mudah diperoleh, harga tidak mahal, tidak korosif, dan tidak beracun.
2.6
Tidak ada perubahan volume yang berarti selama proses adsorpsi.
Mudah dan ekonomis untuk diregenerasi.
Karbon Aktif 2.6.1
Pengertian Karbon Aktif
Karbon aktif merupakan arang dengan struktur amorphous atau mikrokristalin yang sebagian besar terdiri karbon bebas dan memiliki “permukaan
dalam” (internal surface),
biasanya diperoleh dengan
perlakuan khusus dan memiliki luas permukaan berkisar antara 300-2000 m2/g. Secara umum, ada dua jenis karbon aktif yaitu karbon aktif fasa cair dan karbon aktif fasa gas. Karbon aktif fasa cair dihasilkan dari material dengan berat jenis rendah, seperti arang dari bambu kuning
yang
mempunyai bentuk butiran (powder), rapuh (mudah hancur), mempunyai kadar abu yang tinggi berupa silika dan biasanya digunakan untuk menghilangkan bau, rasa, warna, dan kontaminan organik
lainnya.
Sedangkan karbon aktif fasa gas dihasilkan dari material dengan berat jenis tinggi (Ramdja dkk., 2008). Karbon aktif merupakan salah satu adsorben yang paling sering digunakan pada proses adsorpsi. Hal ini disebabkan karena karbon aktif mempunyai daya adsorpsi dan luas permukaan yang lebih baik dibandingkan adsorben lainnya (Agusta, 2012). Kemampuan adsorpsi pada karbon aktif dapat dilihat pada gambar di bawah :
22
Gambar 2.4 Adsorpsi Pada Karbon Aktif (Sumber : Khairunisa, 2008) Karbon aktif merupakan senyawa karbon yang telah ditingkatkan daya adsorpsinya dengan proses aktivasi. Pada proses aktivasi ini terjadi penghilangan hidrogen, gas-gas dan air dari permukaan karbon sehingga terjadi perubahan fisik pada permukaannya. Aktivasi ini terjadi karena terbentuknya gugus aktif akibat adanya interaksi radikal bebas pada permukaan karbon dengan atom-atom seperti oksigen dan nitrogen. Pada proses aktivasi juga terbentuk pori-pori baru karena adanya pengikisan atom karbon melalui oksidasi ataupun pemanasan (Agusta, 2012). Karbon aktif terdiri dari 87-97% karbon dan sisanya berupa hidrogen, oksigen, sulfur, nitrogen, serta senyawa-senyawa lain yang terbentuk dari proses pembuatan. Volume pori-pori karbon aktif biasanya lebih besar dari 0,2 cm 3/gram dan bahkan terkadang melebihi 1 cm3/gram. Luas permukaan internal karbon aktif yang telah diteliti umumnya lebih besar dari 500 m 2/gram dan bisa mencapai 1908 m 2/gram (Agusta, 2012). Karbon aktif dapat dibuat dari berbagai macam bahan dasar yang mengandung karbon. Yang biasa dipakai sebagai bahan dasar karbon 23
aktif antara lain batubara, tempurung kelapa, tempurung kelapa sawit, petrol coke, limbah pinus dan kayu. Perubahan bahan dasar juga
mempunyai efek terhadap kapasitas adsorpsi dan kinetik dari karbon aktif. Bahan dasar yang digunakan memberikan pengaruh terhadap struktur permukaan besar dari karbon aktif yang dapat dilihat dari Scanning Electron Micrographs (SEM) . Karbon aktif yang berbahan dasar dari kayu
mempunyai struktur pori-pori besar yang jauh lebih teratur dibandingkan karbon aktif berbahan dasar batubara. Ada 3 kriteria bahan dasar yang dapat dibuat sebagai karbon aktif, yaitu (Agusta, 2012) : a. Bahan dasar harus mengandung karbon. b. Pengotor pada bahan dasar harus dijaga seminimal mungkin. c. Bahan dasar harus mempunyai kualitas yang konstan. Konsentrasi pengotor yang serendah mungkin sangat penting karena setelah proses aktivasi juga akan terbentuk senyawa-senyawa pengotor tersebut dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Pada karbon aktif juga terdapat pengotor berupa logam. Hal ini menjadi perhatian khusus karena adanya kemungkinan untuk proses leaching sehingga bisa masuk ke dalam air, reaksi permukaan katalitik, dan racun terhadap aktivitas biologi yang menguntungkan pada kolom karbon aktif granular atau Granular Activated Carbon (GAC) (Agusta, 2012). Karbon aktif mempunyai bentuk yang amorf yang terdiri dari pelatpelat datar dimana atom-atom karbonnya tersusun dan terikat secara kovalen dalam kisi heksagonal. Hal tersebut telah dibuktikan dengan penelitian menggunakan sinar-X yang menunjukkan adanya bentukbentuk kristalin yang sangat kecil dengan struktur grafit yang ditunjukkan pada gambar di bawah :
24
Gambar 2.5 Struktur Fisik Karbon Aktif (Sumber : Sontheimer, 1985) Gugus fungsional dibentuk selama proses aktivasi oleh interaksi radikal bebas pada permukaan karbon dengan atom-atom seperti oksigen dan nitrogen. Gugus fungsional ini membuat permukaan karbon aktif reaktif secara kimiawi dan mempengaruhi sifat adsorbsinya. Ilustrasi struktur kimia karbon aktif denga gugus fungsionalnya dapat dilihat pada gambar di bawah :
Gambar 2.6 Struktur Kimia Karbon Aktif (Sumber : Sudibandriyo, 2003) 2.6.2
Proses Pembuatan Karbon Aktif
Pada prinsipnya pembuatan karbon aktif terdiri atas tiga proses sebagai berikut (Manocha, 2003) : a. Pemilihan Bahan Dasar Karbon aktif bisa dibuat dari berbagai macam bahan, selama bahan tersebut mengandung unsur karbon seperti batubara, tempurung kelapa, kayu, sekam padi, tulang binatang, kulit biji kopi, dan lain-lain.
25
Pemilihan bahan dasar untuk dijadikan karbon aktif harus memenuhi beberapa kriteria yaitu unsur inorganik yang rendah, ketersediaan bahan (tidak mahal dan mudah didapat) memiliki durability yang baik, dan mudah untuk diaktivasi. b. Karbonisasi Karbonisasi adalah suatu proses pirolisis pada suhu 400-900 oC. Pirolisis adalah suatu proses untuk merubah komposisi kandungan kimia dari bahan organik dengan cara dipanaskan dalam kondisi tidak ada kandungan udara sekitar. Jadi, bahan dasar diselimuti gas inert untuk mencegah bahan terbakar karena adanya udara sekitar. Biasanya gas nitrogen (N2) dan argon (Ar) digunakan pada saat karbonisasi. Tujuan karbonisasi untuk menghilangkan zat-zat yang mudah menguap ( volatile matter ) yang terkandung pada bahan dasar. Bahan dasar yang telah
melalui proses karbonisasi sudah memiliki pori-pori. c. Aktivasi Aktivasi adalah bagian dalam proses pembuatan karbon aktif yang bertujuan untuk membuka atau menciptakan pori yang dapat dilalui oleh adsorbat, memperbesar distribusi dan ukuran pori serta memperbesar luas permukaan karbon aktif dengan proses heat treatment . Pada gambar di bawah dapat dilihat pori-pori yang terbentuk pada karbon aktif yang telah diaktivasi.
26
Gambar 2.7 Pori-Pori Karbon Aktif (Sumber : Khairunisa, 2008) Dalam proses aktivasi terdapat dua metode, yaitu : 1)
Aktivasi Fisika Pada aktivasi fisika, karbon dipanaskan pada suhu sekitar 8001000oC dan dialirkan gas pengoksidasi seperti uap air,oksigen atau CO2. Gas pengoksidasi akan bereaksi dengan karbon dan melepaskan
karbon
monoksida
dan
hidrogen
untuk
gas
pengoksidasi berupa uap air. Senyawa-senyawa produk samping pun akan terlepas pada proses ini sehingga akan memperluas pori dan meningkatkan daya adsorpsi. Gasifikasi karbon dengan uap air dan CO2 terjadi melalui reaksi bersifat endotermis berikut ini : C + H2O CO + H2 (29 kkal) C + CO2 2CO (39 kkal) Sedangkan aktivasi fisika dengan oksigen melalui reaksi bersifaat eksotermis berikut ini : C + O2 CO2 (+92,4 kkal) 2C + O2 2CO (+53,96 kkal) Namun, pada aktivasi fisika seringkali terjadi kelebihan oksidasi eksternal sewaktu gas pengoksidasi berdifusi pada karbon
27
sehingga terjadi pengurangan ukuran adsorben. Selain itu, reaksi sulit untuk dikontrol. 2)
Aktivasi Kimiawi Aktivasi
kimiawi
biasanya
digunakan
untuk
bahan
baku
mengandung lignoselulosa. Pada aktivasi ini, karbon dicampur dengan larutan kimia yang berperan sebagai activating agent . Larutan kimia yang dipakai biasanya adalah garam dari logam alkali dan alkali tanah serta zat asam seperti KOH, NaOH, ZnCl 2, K2CO3, H3PO4, dan H2SO4. Activating Agent akan mengoksidasi karbon dan merusak permukaan bagian dalam karbon sehingga akan terbentuk pori dan meningkatkan daya adsorpsi. Selain itu, activating agent
akan menghambat pembentukan tar dan
mengurangi pembentukan asam asetat, metanol, dan lain-lain. 2.6.3
Syarat Mutu Karbon Aktif
Menurut SII, arang aktif yang baik mempunyai persyaratan seperti yang tercantum pada tabel berikut ini : Tabel 2.2 Persyaratan Arang Aktif Menurut SII No. 0258-79 Jenis
Persyaratan o
Bagian yang hilang pada pemanasan 950 C Maksimum 15% Air Maksimum 10% Abu Maksimum 2,5% Bagian yang tidak diperarang Tidak nyata Daya serap terhadap larutan Maksimum 20% Sumber : (Jamilatun dan Martomo, 2014) 2.6.4
Penggunaan Arang Aktif
Menurut Sembiring dan Tuti (2003), arang aktif terbagi atas 2 tipe yaitu arang aktif sebagai pemucat dan arang aktif sebagai penyerap uap. Karena hal tersebut maka kar bon aktif banyak digunakan oleh kalangan
28
industri. Hampir 60% produksi arang aktif di dunia ini dimanfaatkan oleh industri- industri gula dan pembersihan minyak dan lemak, kimia dan farmasi. Adapun penggunaan arang aktif secara umum dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 2.3 Penggunaan Arang Aktif No.
Pemakai
Menyaring, penghilangan bau dan rasa Penghilangan warna, bau 2. pada minuman Penyulingan bahan 3. Kimia perminyakan mentah Penghilangan warna, bau, 4. Pembersih air penghilangan resin Pemurnian, penghilangan 5. Budi daya udang ammonia, netrite phenol dan logam berat Penghilangan zat-zat warna, menyerap proses 6. Industri gula penyaringan menjadi lebih sempurna Pelarut yang digunakan Penarikan kembali 7. kembali berbagai pelarut Menghilangkan sulfur, gas 8. Pemurnian gas beracun, bau busuk asap Reaksi katalisator 9. Katalisator pengangkut vinil chloride, vinil acetat Pemurnian, penghilangan 10. Pengolahan Pupuk bau 1.
Industri obat dan makanan Minuman keras dan ringan
Kegunaan
Jenis/Mesh
8×30, 325 4×8, 4×12 4×8, 4×12, 8×30
4×8, 4×12
4×8, 4×12 4×8, 4×12, 8×30 4×8, 4×12 4×8, 4×30 8×30
Sumber : (Sembiring dan Tuti, 2003)
2.7
Arang Tempurung Kelapa
Arang tempurung kelapa adalah arang yang menghasilkan karbon dengan pori-pori lebih terbuka. Arang tempurung kelapa mempunyai permukaan yang luas dan berongga dengan struktur yang berlapis. Hal ini
29
menyebabkan arang tempurung kelapa dapat menyerap gas atau zat lain dalam larutan dan udara (Tjokrokusumo, 1995) Arang tempurung kelapa digunakan sebagai adsorben karena (Basuki dkk., 2008) : 1. Mempunyai daya adsorpsi selektif. 2. Berpori, sehingga luas permukaan persatuan massa besar. 3. Mempunyai daya ikat yang kuat terhadap zat yang hendak dipisahkan secara fisik atau kimiawi. Pori-pori arang tempurung kelapa mempunyai bentuk dabn ukran yang bervariasi dan tidak teratur, berkisar antara 10-10.000 Å. Pori-pori ini dapat mengangkap dan menyerap partikel-partikel sangat halus (molekul). Semakin banyaknya zat-zat yang yang diadsorpsi maka poripori ini pada akhirnya akan jenuh sehingga arang tempurung kelapa tidak akan berfungsi lagi. Arang tempurung kelapa yang telah jenuh dapat direaktivasi kembali, meskipun demikian tidak jarang yang disarankan untuk sekali pakai (Basuki dkk., 2008). Arang tempurung kelapa yang digunakan untuk menyerap molekul-molekul gas adalah yang berpori-pori mikro. Arang tempurung kelapa ini dapat menyebabkan molekul gas yang sangat kecil mamp melewatinya. Arang tempurung kelapa adalah penyerap gas dibuat dari tempurung kelapa yang berukuran pori 20 Å (Cheremisinoft, 1998). Arang tempurung kelapa mengandung ion-ion logam dan molekulmolekul air. Dalam keadaan normal ruang antar lapis pada arang tempurung kelapa terisi oleh molekul air bebas yang berada di sekitar kation. Bila arang tempurung kelapa dipanaskan sampai pada suhu 100oC, maka molekul-molekul air tersebut akan menguap (ke luar) sehingga arang tempurung kelapa dapat berfungsi sebagai penyerap gas. 30
Tetapi apabila arang tempurung kelapa dipanaskan pada suhu di atas 150oC, struktur arang tempurung kelapa tersebut akan rusak karena tidak tahan panas (Basuki dkk., 2008). 2.7.1
Sifat dan Proses Pembentukan Karbon Aktif Berbahan Arang Tempurung Kelapa
Komposisi kimia utama dari tempurung kelapa adalah selulosa (34%), hemiselulosa (21%) dan lignin (27%) sedangkan komposisi unsure terdiri dari 74.3 % C, 21.9 % O, 0.2 % Si, 1.4 % K, 0.5 % S and 1.7 % P (Bledzki dkk., 2010). Perubahan komponen dan kandungan tempurung kelapa menjadi arang tempurung kelapa ditunjukkan pada tabel berikut. Tabel 2.4 Perbandingan Perubahan Komponen dan Kandungan Bahan Tempurung Kelapa dan Arang Tempurung Kelapa Bahan
Tempurung kelapa
Arang tempurung kelapa
Komponen Moisture Volatile
Karbon Abu Volatile
Karbon Abu
Kandungan (%)
10,46 67,67 18,29 3,58 10,60 76,32 13,08
Sumber : (Mozammel dkk., 2002) 2.7.2
Pembuatan dan Proses Produksi Arang Tempurung Kelapa
a. Pembuatan Arang Tempurung Kelapa Pembuatan arang dari tempurung kelapa dengan teknologi pirolisis.Teknologi pirolisis yaitu pembakaran biomassa pada kondisi tanpa oksigen. Tujuannya adalah melepaskan zat terbang ( volatile matter ) yang terkandung pada biomassa. Secara umum kandungan zat terbang dalam biomassa cukup tinggi. Produk proses pirolisis ini berbentuk cair, gas, dan padat. Produk padat dari proses ini berupa arang (char ) yang
31
kemudian disebut karbonisasi. Karbonisasi biomassa atau yang lebih dikenal dengan pengarangan adalah suatu proses untuk menaikkan nilai kalor biomassa dan dihasilkan pembakaran yang bersih dengan sedikit asap. Hasil karbonisasi adalah berupa arang yang tersusun atas karbon dan berwarna hitam (Jamilatun dkk., 2014). Prinsip proses karbonisasi adalah pembakaran biomassa tanpa adanya kehadiran oksigen. Sehingga yang terlepas hanya bagian volatile matter, sedangkan karbonnya tetap tinggal di dalamnya. Temperatur karbonisasi akan sangat berpengaruh terhadap arang yang dihasilkan sehingga penentuan temperatur yang tepat akan menentukan kualitas arang. Sedikit banyaknya arang yang dihasilkan bergantung pada komposisi awal biomassa. Semakin banyak kandungan volatile matter maka semakin sedikit arang yang dihasilkan karena banyak bagian yang terlepas ke udara. Penentuan komposisi awal biomassa dilakukan dengan uji analisis pendekatan ( proximate analysis) (Jamilatun dkk., 2014). b. Proses Produksi Arang Tempurung Kelapa Proses produksi arang tempurung kelapa dilakukan melalui proses pemanasan pirolisis tempurung kelapa di dalam tungku pemanas ( kiln) selama kurang lebih 6 jam pada suhu berkisar antara 70-150 oC. Proses ini disebut juga proses karbonisasi yang bertujuan untuk pembentukan kandungan karbon dan menghilangkan atau mengurangi kandungan tar pada arang. Sebelum proses dilakukan, tempurung kelapa dibersihkan dari kotoran dan sisa serabut yang menempel kemudian dikeringkan dengan cara penjemuran selama kurang lebih 2-3 hari (Budi, 2011). Perubahan fisik dari tempurung kelapa menjadi arang tempurung kelapa ditunjukan pada gambar berikut.
32
Gambar 2.8 (a) Bahan Dasar Tempurung Kelapa ; (b) Arang Tempurung Kelapa Hasil Pirolisis (Sumber : Budi dkk., 2012) Setelah proses pirolisis selesai yang ditandai dengan habisnya bahan tar
yang menguap, arang tempurung ditiriskan (didinginkan),
kemudian digiling sebanyak dua kali untuk membentuk serbuk arang tempurung kelapa dengan ukuran partikel dalam skala mikrometer seperti yang ditunjukan pada gambar berikut.
Gambar 2.9 Serbuk Arang Tempurung Kelapa Dalam (a) Ukuran Kasar Hasil Satu Kali Penggilingan ; (b) Ukuran Halus Hasil Dua Kali Penggilingan (Sumber : Budi dkk., 2012) Satu kali penggilingan akan menghasilkan serbuk kasar, sedangkan dua kali penggilingan akan menghasilkan serbuk halus.
33
BAB III METODE PENELITIAN
3.1
Objek Penelitian
Objek pada penelitian tugas akhir ini adalah untuk mengetahui efekivitas pemurnian biogas menggunakan karbon aktif tempurung kelapa terhadap variasi ukuran serbuk yang akan dilaksanakan pada TPA Cahaya Kencana Kecamatan Karang Intan Kabupaten Banjar. 3.2
Alat dan Bahan Penelitian 3.2.1
Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut. a. Saringan 1) Saringan ukuran 50 mesh. 2) Saringan ukuran 60 mesh. 3) Saringan ukuran 70 mesh. b. Ayakan karbon aktif c. CO2 analyzer d. Penumbuk karbon aktif 3.2.2
Alat Pendukung
Alat pendukung yang digunakan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut. a. Proses pendistribusian menggunakan Blower Motor Elektrik sehingga biogas yang dihasilkan dalam sanitary landfill dapat dialirkan menuju kampung penerima biogas. b. Tangki penampung biogas
34
3.2.3
Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut. a. Biogas berasal dari TPA Cahaya Kencana. b. Karbon aktif tempurung kelapa 1) Serbuk karbon aktif temprung kelapa dengan ukuran 50 mesh. 2) Serbuk karbon aktif temprung kelapa dengan ukuran 60 mesh. 3) Serbuk karbon aktif temprung kelapa dengan ukuran 70 mesh. 3.2.4
Perangkat Pemurnian Biogas
Alat yang diperlukan untuk membuat seperangkat alat pemurnian Biogas adalah sebagai berikut. a. Solder. b. Gergaji pipa. c. Pipa PVC 3 inchi. d. Pipa PVC 3/4 inchi. e. Penutup pipa. f. Napple drat pipa 3/4 inchi. g. Lem epoxy merk DEXTONE. h. Lem pipa merk ISARPLAS. i. Elbow 3/4 inchi. j. Hub 3/4 inchi. k. Sok drat 3/4 inchi. l. Pressure Gauge. m. Stop Kran.
35
3.3
Teknik Pengumpulan Data 3.3.1
Teknik Pemurnian
Sebelum digunakan sebagai bahan bakar, biogas harus melalui proses pemurnian terlebih dahulu. Ini bertujuan untuk meminimalisir kandungan senyawa yang dapat menganggu proses pembakaran dan untuk meningkatkan nilain kalor pembakaran. Salah satu kandungan terbesar dalam biogas selain metana adalah karbon dioksida, keberadaan CO2 dalam biogas sangat tidak diharapkan, hal ini dikarenakan semakin tinggi kadar CO2 dalam biogas maka akan semakin menurunkan nilai kalor CH4 yang sangat mengganggu dalam proses pembakaran. Selain menurunkan nilai kalor karena sifatnya yang tidak bisa dibakar, keberadaan gas CO2 juga menyebabkan proses pengkompresian untuk keperluan transportasi tidak ekonomis. Oleh karena itu, diperlukan upaya pemurnian
biogas untuk menghilangkan gas CO 2. Untuk itu biogas
dimurnikan dengan dialirkan melewati kolom yang berisi karbon aktif tempurung kelapa, proses ini bertujuan untuk menyerap senyawa kandungan Karbon Dioksida (CO 2), Hidrogen Sulfida (H 2S) dan kelembapan sehingga biogas dapat digunakan untuk bahan bakar. Di dalam penelitian ini metode penelitian yang digunakan yaitu metode library research (studi literarur) yaitu dengan mempelajari literatur-literatur yang berkaitan dengan penelitian ini, dan menggunakan metode eksperimen secara langsung yaitu dengan cara menyelidiki hubungan sebab-akibat dari beberapa kondisi perlakuan dengan menggunakan alat peraga atau alat pengujian. Adapun variabel-variabel dalam penelitian ini terbagi dalam tiga variabel, yaitu :
36
1. Variabel Tetap Variabel tetap yaitu variabel yang selama proses penelitian dikondisikan sama dan diasumsikan konstan. Adapun veriabel tetap dalam penelitan ini antara lain :
Tekanan penyimpanan biogas hasil pemurnian 12 bar.
Kecepatan biogas.
Jarak waktu pengambilan sampel masing-masing pengujian selama 6 detik.
Temperatur lingkungan (±30ºC).
2. Variabel Terikat Variabel terikat, yaitu variabel yang menjadi tujuan utama dari penelitian, dimana tujuan utama dari penelitian adalah menjelaskan variabel terikat. Dengan menganalisa variabel terikat diharapkan dapat ditemukan jawaban atas permasalahan yang ingin dipecahkan di dalam penelitian ini. Yang menjadi variabel terikat dari penelitian ini adalah kandungan CO2 pada biogas, setelah dilakukan pemurnian biogas dengan metode adsorpsi. 3. Variabel Bebas Variabel bebas, yaitu kondisi yang dikehendaki oleh peneliti, yang mana di dalam proses penelitian akan mempengaruhi variabel terikat. Dalam penelitian ini yang menjadi variabel bebas yaitu :
Variasi ukuran serbuk arang aktif tempurung kelapa 50 Mesh, 60 Mesh dan 70 Mesh. Berikut adalah skema alat pemurnian biogas yang akan
digunakan:
37
Gambar 3.1 Skema Alat Pemurnian Biogas Sumber: Dokumentasi Pribadi Keterangan : 1. Tabung Biogas Tabung biogas ini berbentuk tangki yang berada di TPA Cahaya Kencana sendiri berfungsi untuk menyimpan biogas hasil fermentasi dalam digester. 2. Blower Blower ini berfungsi meberikan tekanan untuk mengalirkan biogas
yang ada didalam tangki penampung biogas. 3. Pipa Aliran Distribusi Pipa aliran ini berfungsi sebagai sistem aliran pendistribusian biogas.
38
4. Insulator Pemurnian Insulator pemurnian atau pipa tempat serbuk karbon aktif tempurung kelapa berfungsi untuk pemurnian biogas. 5. Tabung Penyimpanan Biogas Setelah Pemurnian Tabung
penyimpanan
biogas
berfungsi
sebagai
tempat
penyimpanan biogas bertekanan 12 bar setelah perlakuan pemurnian sebelum pengujian kadar CO 2. 6. Pressure Gauge Pressure Gauge merupakan alat ukur tekanan biogas yang
berfungsi mengukur tekanan dalam tabung penyimpanan biogas setelah pemurnian. 7. Tempat Sensor CO2 Analyzer Tempat sensor CO2 Analyzer berfungsi sebagai tempat untuk mengukur karbon dioksida setelah pemurnian dalam tabung penyimpanan bertekanan 12 bar 3.3.2
Prosedur Pelaksanaan Penelitian
Ada beberapa proses penelitian yang dilakukan dalam pengujian pemurnian biogas menggunakan karbon aktif tempurung kelapa, yakni penumbukan, pengayakan, proses pemurnian, dan pengujian kadar CO 2 pada biogas setelah dimurnikan menggunakan karbon aktif tempurung kelapa. a. Penumbukan Karbon Aktif Tempurung Kelapa Pada proses penumbukan karbon aktif tempurung kelapa ini dilakukan untuk menghancurkan atau menghaluskan arang agar menghasilkan arang dengan ukuran kelolosan 50 mesh, 60 mesh dan 70 mesh. Penumbukan ini dilakukan secara manual seperti halnya pada penumbukan padi. 39
b. Pengayakan Karbon Aktif Tempurung Kelapa Pada proses kedua yaitu pengayakan karbon aktif tempurung kelapa, pengayakan ini dimaksudkan untuk memperoleh karbon aktif tempurung kelapa dengan ukuran kelolosan 50 mesh, 60 mesh dan 70 mesh. Proses ini dilakukan dengan menggunakan alat pengayak arang yang ada di Workshop Teknik Mesin Universitas Lambung Mangkurat. c. Pemurnian Biogas Pada perlakuan ketiga ini adalah pemurnian biogas. Setelah arang ditumbuk dan juga disaring lalu dimasukan kedalam alat pemurnian yang telah dibuat peneliti dengan menggukan pipa 30 cm, volume arang yang dimasukan tidak penuh yaitu diisi 1 cm kurang dari panjang pipa untuk arang tersebut dimaksudkan agar ada ruang untuk biogas mengalir, maka untuk volume tabung yang diisi oleh arang dapat dirumuskan sebagai berikut : = .
2
.t
Dimana diketahui :
= 3.14
= 1,5 ichi = 3,81 cm
t
= 29 cm
= . V =
2
.t
3,14 x (3,81)2 x 29
= 3,14 x 14,5 x 29 = 1.320 cm3 Setelah biogas melewati kolom adsorben kemudian ditampung dalam tabung dengan tekanan 12 bar dengan diameter 3 inchi dan panjang 50 cm, lalu dilakukan proses pengujian, ujung botol tersebut
40
dipasang alat sensor CO 2 yaitu CO2 Analyzer untuk mengukur kadar CO 2 yang telah dimurnikan. d. Pengujian Kadar CO2 Pada proses keempat ini adalah pengujian kadar CO 2 setelah melalui proses pemurnian menggunakan karbon aktif tempurung kelapa yang melewati kolom adsorpsi. Sebelum proses pengujian kadar CO 2, biogas hasil pemurnian disimpan dalam tabung biogas bertekanan 12 bar dengan tujuan agar proses pengujian kadar CO 2 dalam keadaan tekanan konstan agar hasil pengujian kadar CO 2 nya lebih maksimal dan presisi. Setelah hasil pemurnian disimpan dalam tabung bertekanan 12 bar, kemudian stop kran dbuka perlahan untuk mengalirkan biogas menuju alat senssor CO2 Analyzer yang di pasang setelah aliran tabung penyimpanan biogas hasil pemrunian bertekanan 12 bar untuk diuji kadar CO2 nya.
41
3.4
Diagram Alir Penelitian
START
Studi Literatur
Persiapan Alat Bahan
Insulator Arang Aktif
50 Mesh
60 Mesh
70 Mesh
Menampung Hasil Pemurnian Biogas Tekanan 12 Bar
Uji kadar CO2
Hasil dan Kesimpulan
SELESAI
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
42
3.5
Jadwal Pelaksanann Penelitian
Dalam pengujian eksperimental efektivitas pemurnian biogas menggunakan karbon aktif tempurung kelapa terhadap variasi ukuran serbuk memerlukan waktu 4 bulan seperti yang ditunjukkan pada tabel dibawah ini. Tabel. 3.1 waktu penelitian
November
Desember
Oktober 2016
Januari 2017 2016
2016
Minggu
Minggu
Kegiatan Minggu I
II
III IV
I
II
III IV
I
II
III IV
Minggu I
II
III
IV
Studi Literatur Persiapan alat dan bahan Pengambilan data Analisa hasil Pengolahan data Pembuatan laporan dan seminar hasil Sidang akhir
43
DAFTAR PUSTAKA
Agusta, Diana. 2012. Uji Adsorpsi Gas CO Pada Asap Kebakaran Dengan Menggunakan Karbon Aktif Dari Arang Tempurung Kelapa Terimpregnasi TiO 2 . Skripsi. Depok : Universitas Indonesia.
yang
Arfan, Yopy. 2006. Pembuatan Karbon Aktif Berbahan Dasar Batubara Dengan Perlakuan Aktivasi Terkontrol Serta Uji Kinerjanya. Skripsi. Depok : Departemen Teknik Kimia FT-UI. Arifin. 2010. Dekolorisasi Air yang Mengandung Zat Pewarna Tekstil Dengan Metode Koagulasi Poly Aluminium Chloride dan Adsorpsi Karbon Aktif.
Tangerang : PT Tirta Kencana Cahaya Mandiri. Basuki, Kris Tri, Budi Setiawan, Nurimaniwathy. 2008. Peurunan Konsentrasi CO dan NO2 Pada Emisi Gas Buang Mengggunakan Arang Tempurung Kelapa Yang Disisipi TiO 2 . Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir
Yogyakarta. Bledzki, A.K., Mamuna A.A., Volk J. 2010. Barley Husk and Coconut Shell Reinforced Polypropylene Composites : The Effector Fibre Physical, Chemical and Surface Properties. Composites Science and Technology.
Vol. 70 : 840-846. Budi, Esmar. 2011. Tinjuan Proses Pembentukan dan Penggunaan Arang Tempurung Kelapa Sebagai Bahan Bakar. Jurnal Penelitian Sains FMIPA Unsri. Vol. 14 No. 4. Budi, Esmar, Hadi Nasbey, Setia Budi, Erfan Handoko. 2012. Kajian Pembentukan Karbon Aktif Berbahan Arang Tempurung Kelapa. Seminar Nasional Fisika 2012. Cheremisinoft. 1998. Carbon Adsorption Hand Book. New Jersey : Ann Arboor Science. Duang D.D. 1998. Adsorption Analysis : Equilibria and Kinetics. London : Imperial Collage Press. Iriani, Purwinda, Ari Heryadi. 2014. Pemurnian Biogas Melalui Kolom Beradsorben Karbon Aktif. Sigma-Mu. Vol. 6 N0. 2. Jamilatun, Siti, Intan Dwi Isparulita, Elza Novita Putri. 2014. Karakteristik Arang Aktif dari Tempurung Kelapa Dengan Pengaktivasi H 2S O4 Variasi Suhu dan Waktu. Simposium Nasional Teknologi Terapan (SNTT) 2014.
Jamilatun, Siti, Martomo Setyawan. 2014. Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung Kelapa dan Aplikasinya untuk Penjernihan Asap Cair.
Spektrum Industri. Vol. 12 No. 1 : 1-112. 44
Jatmiko, Sigit. 2015. Karakteristik Thermal Biogas Yang Difurifikasi Larutan KOH 4 (Empat) Molaritas Dibandingkan Dengan Biogas Tanpa Purifikasi.
Skripsi. Jember : Universitas Jember. Khairunisa, Ratna. 2008. Kombinasi Teknik Elektrolisis dan Teknik Adsorpsi Menggunakan Karbon Aktif Untuk Menurunkan Konsentrasi Senyawa Fenol Dalam Air. Skripsi. Depok : Universitas Indonesia.
Kosaric, N., Velikonja. 1995. Liquid and Gaseous Fuels from Biotechnology. Challege and Oppurtunities. FEMS. Microbiology Reviews. 16 : 111-142. Kumoro, Cahyo A., Hadiyanto. 2004. Adsorpsi Karbondioksida Dengan Larutan Soda Api Dalam Kolom Unggun Tetap. Forum Teknik. Jilid 24. Manocha, S.M. 2003. Porous Carbons. Sadhana 28 : 335-348. Meynell, P.J. 1976. Methane:Planning a Digester. Great Britain : Prism Press. Mozammel, H.M., Masahiro O., Bhattacharya SC. 2002. Activated Charcoal from Coconut Shell Using ZnCl 2 Activation. Biomass and Bioenergy. Vol. 22 : 397-400. Nasruddin. 2005. Dynamic Modeling and Simulation of a Two-Bed SilicagelWater Adsorption Chiller. Disertation. Germany : Rwth Aachen. Perwitasari, Ayu Adi. 2007. Penentuan Luas Permukaan Zeolit Menggunakan Metode Adsorpsi Isotermis Superkritis CO 2 Dengan Model Ono-Kondo.
Skripsi. Depok : Departemen Teknik Kimia FT-UI. Prayugi, Ginanjar Eko, Sumardi Hadi Sumarlan, Rini Yulianingsih. 2015. Pemurnian Biogas Dengan Sistem Pengembunan dan Penyaringan Menggunakan Beberapa Bahan Media . Jurnal Keteknikan Pertanian
Tropis dan Biosistem. Vol. 3 No. 1 : 7-14. Price, E.C., Cheremisinoff P.N. 1981. Biogas Production and Utilization . Inc. United States of Amerika : Ann Arbor Science Publishers. Priyanka, G.C., C. Shiva Prakash, K.M. Gopala Krishnan. 2016. Utilisation of Combined Adsorption and Adsorption Method for the Purification of Biogas. Proceedings of 26 th IRF International Conference.
Rahman, Burhani. 2005. Biogas, Sumber Energi Alternatif. (http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1123717100, diakses tanggal 23 Oktober 2016). Ramdja, A.F., Mirah Halim, Jo Handi. 2008. Pembuatan Karbon Aktif Dari Pelepah Kelapa (Cocus Nucifera). Jurnal Teknik Kimia. Vol. 15 N0.2. Raskin, L., Mackie R.I., Mc Mahon K.D., Griffin M.E. 1997. Methanogenic Population Dynamics During Start-Up of Anaerobic Digesters Treating
45
Municipil
Solid
Waste
and
Biosolid
Matt.
Biotechnology
and
Bioengineering Journal. 5 : 342-355. Raskin, L., Tumbleson M.E., Rausch K.D. 2007. Microbial Diversity and Dynamics in Multi and Single Compartment Anaerobic Bioreactors Processing Sulfate-rich Waste Steram. Environmental Microbiology
Journal Salle. 9 : 93-106. Ruthven, Douglas M. 1984. Principles of Adsorption and Adsorption Processes. Kanada : Published Simultaneously. Samlawi A.K., Afien Febian, Qomariyatus Sholihah. 2016. The Effectiveness Of Charcoal Powder Size In Biogas Purification . Proceeding 3 rd International Conference on Emerging Trends in Academic Research (ETAR 2016), September 26-27, 2016. Samlawi A.K., Kelvin Yangsen. 2015. Pemanfaatan Biogas Sebagai Bahan Bakar Generator Set Motor Bensin. Info Teknik. Vol. 16 No. 1 : 113-128. Seadi, Teodorita Al, Dominik Rutz, Heinz Prassl, Michael Kottner, Tobias Finsterwalder, Silke Volk, Rainer Janssen. 2008. Biogas Handbook. Denmark : University of Southern Denmark Esbjerg. Sembiring, Meilita Tryana, Tuti Sarma Sinaga. 2003. Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatannya). Sumatera Utara : USU Digital Library. Sontheimer, J.E. 1985. Activated Carbon for Water Traetment. Netherlands: Elsevier. pp. 51-105. Sudibandriyo, M. 2003. A Generalized Ono-Kondo Lattice Model for High Pressure on Carbon Adsorben. Desertation. Oklahama : Oklahama State University. Sugiarto, Tjuk Oerbandono, Denny Widhiyanuriyawan, Faruq Syah Permana Putra. 2013. Purifikasi Biogas Sistem Kontinyu Menggunakan Zeolit. Jurnal Rekayasa Mesin. Vol. 4 No. 1 : 1-10. Suprianti, Yanti. 2016. Pemurnian Biogas Untuk Meningkatkan Nilai Kalor Melalui Adsorpsi Dua Tahap Susunan Seri dengan Media Karbon Aktif. Jurnal ELKOMIKA. Vol. 4 No.2 : 185-196. Suryawan, Bambang. 2004. Karakteristik Zeolit Indonesia Sebagai Adsorben Uap Air. Disertasi. Jakarta : FTUI Depok. Tjokrokusumo. 1995. Pengantar Enjiniring Lingkungan. Yogyakarta : Sekolah Tinggi Teknik Lingkungan “YLH”. Widhiyanuriyawan, Denny. 2014. Biogas Purification Using Natural Zeolite and NaOH. Applied Mechanics and Materials. 664 : 415-418.
46
