Pengaruh Jenis Palm Oil Mill (POM) dan Rasio Aktivasi KOH Terhadap Kualitas Karbon Aktif

Pratama, Andhika Putra Agus and Prof. Sri Suhartini, STP, M.Env.Mgt, Ph.D and Hendrix Yulis Setyawan, STP, M.Si. Ph.D (2023) Pengaruh Jenis Palm Oil Mill (POM) dan Rasio Aktivasi KOH Terhadap Kualitas Karbon Aktif. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Produk sampingan dalam produksi Crude Palm Oil (CPO) di setiap palm oil mill (POM), yaitu nut kelapa sawit dan limbah padat yang meliputi tandan kosong kelapa sawit (TKKS) serta oil palm mesocarp fibre (OPMF). TKKS memiliki kandungan lignoselulosa sebesar 30,5% selulosa, 19,5% hemiselulosa, dan 32,17% lignin. OPMF memiliki kandungan lignoselulosa yang cukup tinggi, yaitu 19% selulosa, 15,2% hemiselulosa, dan 30,5% lignin. Kandungan selulosa yang tinggi pada TKKS dapat diubah menjadi bioetanol. Namun, hanya sekitar 13,68-14,5% bioetanol yang dapat dihasilkan dari TKKS, sisanya adalah ampas (serat residu). Konsep biorefineri terpadu dalam produksi bioetanol dari TKKS perlu diterapkan untuk mengefisiensikan pemanfaatan limbah. Salah satu bioproduk yang cocok adalah karbon aktif karena tingginya kandungan karbon pada residu TKKS dan limbah POM. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh kombinasi jenis limbah POM dan rasio aktivasi KOH terhadap kualitas karbon aktif, serta menganalisis kombinasi jenis limbah POM dan rasio aktivasi KOH terbaik terhadap kualitas karbon aktif. Penelitian ini menggunakan rancangan acak pola tersarang dengan faktor B adalah jenis limbah POM dan faktor R adalah rasio karbon:larutan KOH dengan 4 level (1:0 ; 1:1 ; 1:3 ; dan 1:5). Faktor R tersarang pada faktor B. Pembuatan karbon aktif dengan cara double-stage, di mana proses karbonisasi dan aktivasi dilakukan secara terpisah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses aktivasi larutan KOH 2M dengan rasio tertentu menghasilkan nilai yang berbeda dari karbon yang tidak dilakukan aktivasi, Kadar air cenderung mengalami kenaikan akibat proses netralisasi dan penyimpanan karena sifat hidrofilik karbon aktif sehingga lebih mudah dalam penyerapan air di udara. Rasio aktivasi aktivasi juga mampu menurunkan kadar abu karbon aktif menjadi 13,85 ± 1,05% (OPMF), 6,19 ± 1,37%(TKKS), dan 10,72 ± 0,06%(TKKS residu ekstraksi bioetanol). Rasio aktivasi solidliquid terbaik untuk menurunkan volatile matter (VM), adalah pada rasio 1:1, sedangkan rasio 1:3 hingga 1:5 mengakibatkan peningkatan VM. Fixed carbon mengalami peningkatan pada rasio aktivasi 1:1 dan 1:3. Proses aktivasi secara kimiawi dengan larutan KOH 2M mampu meningkatkan adsorpsi iodin dan luas permukaan karbon aktif hingga 16%. Rendemen terbaik pada karbon aktif OPMF dimiliki oleh aktivasi dengan rasio aktivasi solidliquid 1:3 yaitu 27,98%, karbon aktif TKKS pada rasio aktivasi solid-liquid 1:1 yaitu 23,24%, dan untuk karbon aktif TKKS residu ekstraksi bioetanol pada rasio aktivasi solid-liquid 1:3 yaitu 25,20%. Perlakuan terbaik adalah rasio aktivasi 1:1 (OPMF), rasio aktivasi 1:3 (TKKS dan TKKS residu ekstraksi bioetanol) yang menghasilkan karbon aktif dengan beberapa parameter yang memenuhi SNI 06-370-1995. Karbon aktif limbah POM (OPMF, TKKS, dan TKKS ekstraksi bioetanol) dengan variasi rasio aktivasi solid-liquid memberikan hasil yang berbeda nyata. Berdasarkan data tersebut TKKS berpeluang tinggi untuk dimanfaatkan menjadi karbon aktif melalui aktiviasi kimia. Hasil pengkajian lebih lanjut melalui neraca massa menunjukkan bahwa karbon aktif TKKS residu ekstraksi bioetanol juga berpotensi untuk dikembangkan. Namun, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk meningkatkan kadar abu, volatile matter, dan daya serap iodin, antara lain melalui aktivasi fisik (thermal), atau penggunaan jenis dan konsentrasi agen pengaktivasi yang berbeda.

English Abstract

By-products in the production of CPO (Crude Palm Oil) in each palm oil mill (POM) are palm nuts and POM waste which includes oil palm empty palm fruit bunches (OPEFB) and oil palm mesocarp fibre (OPM. OPEFB contains lignocellulosic including 30,5% of cellulose, 19,5% of hemicellulose, and 32,17% of lignin. OPMF has a high lignocellulosic content, namely 19% of cellulose, 15,2% of hemicellulose, and 30.5% of lignin. The high cellulose content in OPEFB can be converted into bioethanol. However, only about 13.68-14.5% bioethanol can be produced from OPEFB, and the rest is solid residues (fiber’s residues). The concept of integrated biorefinery in bioethanol production from OPEFB needs to be applied to make waste utilization efficient. One of the suitable bioproducts is activated carbon considering the high carbon content in OPEFB residue and POM waste. This study aimeds to analyze the effect of the combination of POM waste types and KOH activation ratio on the quality of activated carbon and to get the best combination of POM waste types and KOH activation ratio on activated carbon quality. This study used a randomized nested design with factor B as the type of OPEFB waste and factor R as the ratio of carbon:KOH solution with 4 levels (1:0 ; 1:1 ; 1:3 ; and 1:5). The R factor was nested in the B factor. The activated carbon was prepared by a double-stage method, in which the carbonization and activation processes were carried out separately. The result show that the activation process of 2M KOH solution with a certain ratio produces a different value than the carbon that is not activated. The moisture content tends to increase due to the neutralization and storage processes due to the hydrophilic nature of activated carbon, making it easier to absorb water in the air. The activation ratio also reduced the ash content of activated carbon to 13.85 ± 1.05% (OPMF), 6.19 ± 1.37% (OPEFB), and 10.72 ± 0.06% (OPEFBS residue from bioethanol fermentation). The best solid-liquid activation ratio to reduce volatile matter (VM) was at a ratio of 1:1, while a ratio of 1:3 to 1:5 results in an increase in VM. Fixed carbon content has an increase in the activation ratio of 1:1 and 1:3. The chemical activation process with 2M KOH solution increased the adsorption of iodine and the surface area of activated carbon by up to 16%. The best yield of OPMF activated carbon was owned by activation with a solid-liquid activation ratio of 1:3 which is 27.98%, activated carbon OPEFB at a solid-liquid activation ratio of 1:1 which is 23.24%, and for activated carbon OPEFB residue of bioethanol extraction at a solid-liquid activation ratio of 1:3 which is 25.20%. The best treatment was activation ratio of 1:1 (OPMF), activation ratio of 1:3 (OPEFB and OPEFBS residues bioethanol fermentation). which resulted in activated carbon with several parameters that met SNI 06-370-1995. Activated carbon from POM waste (OPMF, OPEFBS, and OPEFBS residues from bioethanol fermentation) with variations in solidliquid activation ratios gave significantly different results. Based on these data, OPEFB has a high potential of being used as activated carbon through chemical activation. The results of further studies through mass balances show that the activated carbon of OPEFBS residue from bioethanol fermentation also has the potential to be developed. However, further research is needed to decrease ash content and volatile matter, and also increase iodine absorption, through physical (thermal) activation, or the use of different types and concentrations of activating agents.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052310
Uncontrolled Keywords:	Karbon Aktif, Limbah POM, Rasio Aktivasi-Activated Carbon, Activation Ratio, POM Waste
Divisions:	Fakultas Teknologi Pertanian > Teknologi Industri Pertanian
Depositing User:	Unnamed user with email y13w@ub.ac.id
Date Deposited:	10 Jan 2024 08:47
Last Modified:	10 Jan 2024 08:47
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/207674

Text (DALAM MASA EMBARGO) ANDHIKA PUTRA AGUS PRATAMA.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (5MB)

Actions (login required)

View Item