Pengaruh Konsentrasi HCl pada Proses Aktivasi Arang Cangkang Buah Bintaro (Cerbera manghas) terhadap Penyerapan Gas CO2 pada Purifikasi Biogas.

Palapessy, Refky Filensko and Prof. Dr. Slamet Wahyudi, ST., MT and Francisca Gayuh Utami Dewi, ST., MT (2023) Pengaruh Konsentrasi HCl pada Proses Aktivasi Arang Cangkang Buah Bintaro (Cerbera manghas) terhadap Penyerapan Gas CO2 pada Purifikasi Biogas. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Biogas merupakan salah satu sumber energi alternatif yang dapat dimanfaatkan dalam upaya mengatasi masalah krisis energi yang terjadi akibat meningkatnya kebutuhan energi dunia seiring dengan meningkatnya pertumbuhan penduduk. Biogas memiliki kelebihan yaitu lebih ramah lingkungan serta lebih mudah untuk diproduksi karena bahan bakunya berasal dari limbah organik. Produk biogas terdiri dari metana (CH4) 55-75%, karbondioksida (CO2) 25-45%, nitrogen (N2) 0-0,3%, hidrogen (H2) 1-5%, hidrogen sulfida (H2S) 0-3%, oksigen (O2) 0,1-0,5%, dan uap air. Dalam biogas terdapat zat pengotor yang menurunkan nilai kalor serta efisiensi pembakaran dari biogas, yaitu gas CO2. Gas CO2 merupakan gas hasil reaksi pembakaran yang tidak bisa terbakar lagi, sehingga akan merugikan pada proses pembakaran. Untuk mengurangi kandungan CO2 dapat dilakukan purifikasi biogas. Adsorpsi merupakan salah satu teknik purifikasi yang memiliki efisiensi energi tinggi, dengan biaya yang rendah. Adsorpsi merupakan suatu fenomena tarik-menarik spontan antara molekul fluida dengan permukaan padatan. Pada adsorpsi, partikel yang teradsorpsi disebut dengan adsorbat, sedangkan padatan dimana partikel terakumulasi disebut adsorben. Adsorben yang digunakan berupa karbon aktif cangkang buah bintaro. Penelitian yang dilakukan adalah jenis penelitian eksperimental dengan menggunakan analisis statistik metode desain faktorial 23. Dalam analisis metode desain faktorial 23 digunakan 3 variabel dengan nilai terendah dan nilai tertinggi. Gas yang digunakan adalah biogas hasil fermentasi anaerob dipilih variabel jenis senyawa aktivasi HCl dengan konsentrasi 0,5 dan 2 M, variabel laju aliran yaitu 1 dan 2 L/Menit dan variabel waktu purifikasi yaitu 5 dan 15 menit. Data diambil pada gas yang telah dipurifikasi dengan adsorben karbon aktif cangkang buah bintaro menggunakan Gas Chromatography – Thermal Conductivity Detector untuk diketahui kandungan CH4 dan penurunan kadar CO2 seiring waktu pemurnian. Dari hasil analisis didapatkan kesimpulan bahwa konsentrasi senyawa aktivator HCl 2M memiliki pengaruh yang lebih signifikan terhadapa kemampuan adsorbsi karbon aktif cangkang buah buah bintaro dibandingkan dengan konsentrasi HCl 0,5M. Hasil analisis menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi senyawa aktivator yang digunakan maka semakin tinggi juga kemampuan senyawa aktivator dalam menghilangkan zat pengotor dan meningkatkan luas permukaan pori karbon aktif cangkang buah bintaro. Peningkatan kadar CH4 tertinggi sebesar 66,355% dengan nilai kalor 22225,068 kJ/m3, serta efektivitas penyerapan CO2 paling tinggi sebesar 29,438% oleh karbon aktif dengan konsentrasi HCl 2M, laju alir 1 L/menit dan lama purifikasi 5 menit.

English Abstract

Biogas is one of the alternative energy sources that can be utilized to address the energy crisis resulting from the increasing global energy demand along with population growth. Biogas has the advantage of being environmentally friendly and easier to produce because its raw materials come from organic waste. The composition of biogas consists of methane (CH4) at 55-75%, carbon dioxide (CO2) at 25-45%, nitrogen (N2) at 0-0.3%, hydrogen (H2) at 1-5%, hydrogen sulfide (H2S) at 0-3%, oxygen (O2) at 0.1-0.5%, and water vapor. Biogas contains impurities, particularly CO2, which lower its calorific value and combustion efficiency. CO2 is a combustion byproduct that cannot be burned again, so it hinders the combustion process. To reduce the CO2 content, biogas purification can be performed. Adsorption is one of the purification techniques with high energy efficiency and low cost. Adsorption is a spontaneous attraction phenomenon between fluid molecules and solid surfaces. In adsorption, the adsorbed particles are called adsorbate, while the solid where the particles accumulate is called the adsorbent. The adsorbent used in this study is activated carbon from bintaro fruit shells. The research conducted is an experimental study using factorial design analysis with the 23 methods. In the factorial design analysis, 3 variables are used with their lowest and highest values. The gas used is anaerobic fermentation biogas, and the selected variables are the type of activation compound (HCl) with concentrations of 0,5 and 2 M, the flow rate variable with rates of 1 and 2 L/minute, and the purification time variable with durations of 5 and 15 minutes. Data were collected on the purified gas using bintaro fruit shell activated carbon adsorbent, and Gas Chromatography – Thermal Conductivity Detector were used to determine the CH4 content and the decrease in CO2 concentration over the purification time. From the analysis results, it was concluded that the HCl activation compound with a concentration of 2M had a more significant influence on the adsorption ability of bintaro fruit shell activated carbon compared to the 0,5M HCl concentration. The analysis results showed that the higher the concentration of the activation compound used, the higher the ability of the activation compound to remove impurities and increase the surface area of the bintaro fruit shell activated carbon pores. The highest increase in CH4 concentration was 66,355% with a calorific value of 22225,068 kJ/m3, and the highest CO2 absorption effectiveness was 29,438% using activated carbon with a HCl concentration of 2M, a flow rate of 1 L/minute, and a purification time of 5 minutes.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052307
Uncontrolled Keywords:	Biogas, Adsorbsi, Karbon Aktif Cangkang Buah Bintaro, Metode Desain Faktorial, Konsentrasi HCl, Biogas, Adsorption, Bintaro Fruit Shell Activated Carbon, Factorial Design Method, HCl Concentration.
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User:	Zainul Mustofa
Date Deposited:	18 Jan 2024 07:43
Last Modified:	18 Jan 2024 07:43
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/212119

Text (DALAM MASA EMBARGO) REFKY FILENSKO PALAPESSY.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (5MB)

Actions (login required)

View Item