Karakteristik Arang dan Asap Cair dari Tempurung Kelapa menggunakan Reaktor Pirolisis Termodifikasi Tar Scrubber

Abstract

The two main problems faced by the conventional coconut shell charcoal industry are low charcoal yield and smoke pollution. In addition, bio-oil products produced using traditional techniques are still of poor quality. Therefore, the purpose of this study is to modify the pyrolysis reactor equipped with scrubber as a solution to the problem of smoke pollution and yield, and improve quality of liquid smoke. In this study, the reactor was designed with a suction venturi and connected to the circulation pipe as a non-condensable to be used as reactor internal fuel. Secondly, involves removing tar in liquid smoke with a reactor that is connected with a scrubber that utilises coconut coir medium. Thirdly, increasing the quality of liquid smoke by using water and oil media as absorbent in the filter reactor. The yield of charcoal was measured proximately, morphology and composition of charcoal were characterized using SEM-EDX, the functional groups of charcoal were characterized FTIR, the charcoal structure was tested using XRD, and the pore volume was measured using BET. The yield of tar was examined and studied for its chemical composition using GCMS, and the properties of coco coir were also tested using SEM, FTIR, TGA, and calorific value included in coir-tar in order to determine its potential as an alternative fuel. The liquid smoke that resulted was evaluated for its physicochemical characteristics and chemical composition.. Produced charcoal yield rose from 23% to 28% and the quality of charcoal fulfilled SNI requirements and those of the Republic of Indonesia Ministry of Energy and Mineral Resources. The morphology of charcoal and mineral composition in SEM-EDX showed an increase in the composition of carbon elements by 83.63%. The FTIR spectrum results decrease in the broad intensity of O-H and the charcoal structure produced was amorphous. The total pore volume was 0.07336 cc/g and the pore surface area was 12.716 m2/g. This modified reactor with tar scrubber produces better yield, and minimal smoke pollution compared to traditional combustion of charcoal. The yield of tar was 52.38%. On the other hand, the tar trapped in the coir fiber increased the calorific value of the coco coir from 4073 cal/g to 4569 cal/g. In addition, the presence of tar in coco coir has significantly increased the thermal degradation properties of coco coir. The results of FTIR and SEM analysis showed that coconut coir can be used effectively as a tar absorber. The quality of liquid smoke increases with the water content of the liquid smoke decreases by 41.08% through water media. Liquid smoke produced from water and oil media produces better quality liquid smoke than conventional liquid smoke.

Polusi asap dan rendemen arang yang rendah pada industri arang tempurung kelapa merupakan masalah yang belum terpecahkan. Penelitian ini bertujuan merancang teknologi pirolisis yang terintegrasi dengan scrubber sebagai solusi dari polusi asap pembakaran tempurung kelapa, selain mengurangi jumlah asap yang dihasilkan pada saat proses pembakaran arang berlangsung juga membantu untuk menciptakan suatu produk asap cair dengan mutu yang lebih baik serta meningkatkan rendemen arang. Pada penelitian ini, reaktor dirancang dengan suction venturi dan dihubungkan pada pipa sirkulasi sebagai tempat penyalur gas non-condensable untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar internal reaktor. Tahap kedua yaitu pengurangan tar pada asap cair dengan media sabut kelapa. Pada tahap ketiga yaitu peningkatan kualitas asap cair dengan menggunakan menggunakan media air dan minyak. Lalu, rendemen arang diuji proksimat, morfologi, gugus fungsi, dan pori. Rendemen tar diuji dan dianalisa komposisi kimianya dengan GCMS, karakteristik sabut kelapa juga diuji dengan SEM, FTIR, TGA serta uji kalor untuk mengidentifikasi nilai kalor yang terdapat pada sabut-tar untuk melihat potensial sebagai alternatif bahan bakar. Asap cair yang dihasilkan diuji sifat fisikokimia serta komposisi kimianya. Asap cair yang dihasilkan dari setiap media dianalisa kadar airnya, kandungan elemen CHN, nilai kalor, sifat fisikokimia serta komposisi kimia asap cair dianalisa untuk mengetahui kualitas asap cair yang dihasilkan. Hasil dari penelitian ini diperoleh bahwa rendemen arang yang dihasilkan meningkat dari 23% menjadi 28% dan kualitas arang memenuhi persyaratan SNI 01-1682-1996 dan Permen ESDM RI No. 47/2006. Morfologi komposisi arang dan mineral pada SEM-EDX menunjukkan adanya peningkatan komposisi karbon elemen sebesar 83,63%. Spektrum FTIR menghasilkan adanya penurunan intensitas luas O-H. Volume pori total arang juga mengalami peningkatan dari 0,0401 cc/g menjadi 0,07336 cc/g dan luas permukaan pori arang dari 6,809 menjadi 12,716 m2/g. Rendemen tar hasil dari media sabut kelapa diperoleh 52,38%. Tar yang terperangkap pada sabut kelapa mengalami peningkatan nilai kalor sabut kelapa dari 4073 kal/g menjadi 4569 kal/g. Keberadaan tar dalam sabut kelapa telah secara signifikan meningkatkan sifat degradasi termal sabut kelapa. Hasil analisis FTIR dan SEM menunjukkan bahwa sabut kelapa dapat digunakan secara efektif sebagai penyerap tar. Kualitas asap cair meningkat dengan menurunnya kadar air dari asap cair sebanyak 41,08% melalui media air. Asap cair hasil dari media air dan minyak menghasilkan kualitas asap cair lebih baik dibandingkan asap cair konvensional.