adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · web viewpada proses pemurnian...

21
MENINGKATKAN KUALITAS BIOGAS DALAM PROSES PEMURNIAN BIOGAS DENGAN MENGGUNAKAN ZEOLIT SINTETIK DAN KARBON AKTIF DARI TONGKOL JAGUNG SEBAGAI ADSORBEN Raden Danu Anggara, Hendry Sakke Tira, Syahrul Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mataram Jl. Majapahit No. 62 Mataram, Nusa Tenggara Barat Telepon. (0370) 636126, Fax. (0370) 636523 ABSTRACT The process of adsorption of CO2 and H2S using synthetic zeolites and activated carbon is one of the most method to increase the quality of biogas. The objective of this study are to determine the effect of variations in the volume ratio of the synthetic zeolites and activated carbon on the levels of CO2 and H2S in biogas. The result show that decreasing of CO2 and H2S content mainly occurred in the variation of the volume ratio 30% synthetic zeolite: 70% activated carbon from 0 to 7.35% for 13 minutes at the 1 l / m (biogas flow rate), while the smallest of the CO2 and decreases occured in the variation of 70% synthetic zeolite: 30% activated carbon from 0.01 to 32.80% for 13 minutes. It can be concluded that the highger of activated carbon volume which is used in adsorbent volume ratio, the greater the absorption of CO2. Moreover, that the ability of synthetic zeolites and activated carbon to adssorb the contents of each is 0 to 1ppm H2S were similiar. . Keywords: Biogas, Synthetic Zeolites, Activated Carbon, Adsorption PENDAHULUAN Kebutuhan akan penggunaan energi semakin meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk. Peningkatan konsumsi energi oleh masyarakat akibat penggunaan berbagai macam peralatan untuk menunjang kenyamanan dalam kehidupan. Sumber energi yang selama ini digunakan sebagian besar berasal dari energi fosil, seperti batubara, minyak bumi, gas alam dan lain-lain. Bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang proses terbentuknya memerlukan waktu jutaan tahun dan dapat dikatakan energi takterbarukan. Bahan bakar fosil jumlahnya terbatas, selain itu bahan bakar fosil merupakan energi takterbarukan, penggunaan energi fosil mengakibatkan meningkatnya gas rumah kaca (Waskito, 2011). Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan adanya bahan bakar alternatif yang murah dan mudah didapatkan. Salah satu bahan bakar alternatif tersebut adalah biogas. Biogas dihasilkan melalui proses fermentasi limbah organik seperti sampah, sisa-sisa makanan, kotoran

Upload: others

Post on 13-Mar-2021

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

MENINGKATKAN KUALITAS BIOGAS DALAM PROSES PEMURNIAN BIOGAS DENGAN MENGGUNAKAN ZEOLIT SINTETIK DAN KARBON

AKTIF DARI TONGKOL JAGUNG SEBAGAI ADSORBEN

Raden Danu Anggara, Hendry Sakke Tira, SyahrulJurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mataram

Jl. Majapahit No. 62 Mataram, Nusa Tenggara BaratTelepon. (0370) 636126, Fax. (0370) 636523

ABSTRACT

The process of adsorption of CO2 and H2S using synthetic zeolites and activated carbon is one of the most method to increase the quality of biogas. The objective of this study are to determine the effect of variations in the volume ratio of the synthetic zeolites and activated carbon on the levels of CO2 and H2S in biogas. The result show that decreasing of CO2 and H2S content mainly occurred in the variation of the volume ratio 30% synthetic zeolite: 70% activated carbon from 0 to 7.35% for 13 minutes at the 1 l / m (biogas flow rate), while the smallest of the CO2 and decreases occured in the variation of 70% synthetic zeolite: 30% activated carbon from 0.01 to 32.80% for 13 minutes. It can be concluded that the highger of activated carbon volume which is used in adsorbent volume ratio, the greater the absorption of CO2. Moreover, that the ability of synthetic zeolites and activated carbon to adssorb the contents of each is 0 to 1ppm H2S were similiar.

.Keywords: Biogas, Synthetic Zeolites, Activated Carbon, Adsorption

PENDAHULUAN

Kebutuhan akan penggunaan energi semakin meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk. Peningkatan konsumsi energi oleh masyarakat akibat penggunaan berbagai macam peralatan untuk menunjang kenyamanan dalam kehidupan. Sumber energi yang selama ini digunakan sebagian besar berasal dari energi fosil, seperti batubara, minyak bumi, gas alam dan lain-lain. Bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang proses terbentuknya memerlukan waktu jutaan tahun dan dapat dikatakan energi takterbarukan. Bahan bakar fosil jumlahnya terbatas, selain itu bahan bakar fosil merupakan energi takterbarukan, penggunaan energi fosil mengakibatkan meningkatnya gas rumah kaca (Waskito, 2011). Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan adanya bahan bakar alternatif yang murah dan mudah didapatkan. Salah satu bahan bakar alternatif tersebut adalah biogas. Biogas dihasilkan melalui

proses fermentasi limbah organik seperti sampah, sisa-sisa makanan, kotoran hewan dan limbah industri makanan.

Limbah peternakan merupakan salah satu sumber bahan yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan biogas. Limbah ternak adalah sisa buangan dari suatu kegiatan usaha peternakan seperti usaha pemeliharaan ternak, rumah potong hewan, pengolahan produk ternak, dan sebagainya (Padang, 2011). Limbah ternak dapat dimanfaatkan sebagai sumber bahan penghasil biogas, sehinga perlu adanya penanganan serius untuk menanggulangi masalah tersebut.

Biogas sebagai salah satu sumber energi terbarukan mengandung gas metana (CH4) sebesar 50-75%, gas karbon dioksida (CO2) sebesar 24-45%, gas hidrogen (H2) sebesar <1%, gas oksigen (O2) sebesar <2%, gas hydrogen sulfida (H2S) sebesar <1%, dan inpuritas lain (Seadi. 2008). Dari semua unsur tersebut yang berperan dalam

Page 2: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

menentukan kualitas biogas yaitu gas metana (CH4) dan gas karbon dioksida (CO2). Bila kadar CH4 tinggi maka biogas tersebut akan memiliki nilai kalor yang tinggi. Sebaliknya jika kadar CO2 yang tinggi maka akan mengakibatkan nilai kalor biogas tersebut rendah. Sehingga untuk meningkatkan nilai kalor biogas maka kadar gas CO2 harus rendah. Kandungan gas metana (CH4) dari biogas dapat ditingkatkan dengan cara memisahkan gas karbon dioksida (CO2) dan gas hidrogen sulfida (H2S) yang bersifat korosif dari biogas.

Pada penelitian sebelumnya pemurnian biogas telah dilakukan dengan metode penyerapan air. Penelitian tersebut memvariasikan volume air penyerap dan debit biogas. Hasil dari penelitian menggunakan metode penyerapan air didapat bahwa kualitas biogas tertinggi dihasilkan pada variasi air penyerap sebesar 25 liter dengan debit biogas 1 lt/min, yaitu dari 59,36 % CH4

menjadi 60,4 % CH4. Sedangkan kualitas biogas terendah didapat pada variasi air penyerap sebesar 15 liter dengan debit biogas 3 lt/min, yaitu dari 59,36 % CH4

menjadi 59,4 % CH4 (Rio Cristovan Mantiri, 2014).

Dengan metode yang sama penelitian yang dilakukan oleh Hendriono dengan menambah adanya sirkulasi air dalam alat pemurnian biogas, gas metana mengalami peningkatan dari 60,4% menjadi 62,8%. Hal ini membuktikan adanya peningkatan kualitas biogas. Akan tetapi peningkatan tersebut masih kurang karena masih rendahnya kualitas biogas.

Salah satu metode lain untuk memisahkan gas metana (CH4) dari gas karbon dioksida (CO2) dan gas hidrogen sulfida (H2S) yang bersifat korosif pada kandungan biogas dapat dilakukan dengan metode adsorpsi. Adsorpsi adalah peristiwa terjadinya kontak antara padatan dengan suatu campuran fluida, sehingga sebagian zat terlarut dalam fluida tersebut teradsorpsi yang menyebabkan terjadinya perubahan komposisi fluida (Brown, 1950). Daya adsorpsi merupakan ukuran kemampuan suatu adsorben menarik sejumlah adsorbat (Laksono, 2002). Adsorben padat yang berpotensi untuk

memurnikan metana tersebut adalah zeolit sintetik dan karbon aktif.

Bahan adsorben dalam penelitian ini yaitu zeolit sintetik dan karbon aktif karena kelebihan yang dimiliki. Alasan digunakan zeolit sintetik sebagai adsorben karena memiliki kemampuan untuk meningkatkan kemurnian biogas karena mampu menyerap semua gas pengotor uap air, CO2, H2S, dan tidak menyerap gas utama yang dimurnikan yaitu CH4. Selain itu juga zeolit sintetik dapat digunakan kembali setelah digunakan dengan cara dipanaskan.

Adsorpsi menggunakan karbon aktif dapat menurunkan CO2. Karbon aktif yang akan digunakan dalam pemurnian biogas adalah karbon aktif dari tongkol jagung. Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu, daya serap karbon aktif cukup besar. Selain itu menggunakan tongkol jagung sebagai bahan pembuatan karbon aktif dapat mengurangi limbah pertanian, karena jumlah yang cukup melimpah dan hanya dibuang atau dibakar. Selain itu karbon aktif dapat menghilangkan sulfur, gas beracun, bau busuk gas yang terkandung dalam biogas.

LANDASAN TEORI

Kotoran Ternak

Limbah ternak adalah sisa buangan dari suatu kegiatan usaha peternakan seperti usaha pemeliharaan ternak, rumah potong hewan, pengolahan produk ternak, dan lain-lain.

Limbah ternak sebagai faktor negatif dari usaha peternakan adalah fenomena yang tidak dapat dihilangkan dengan mudah. Selain memperoleh keuntungan dalam hal bisnis, usaha peternakan juga menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan dan kesehatan masyarakat. Limbah yang langsung dibuang ke lingkungan tanpa diolah akan mengkontaminasi udara, air dan tanah sehingga menyebabkan polusi. Beberapa gas yang dihasilkan dari limbah ternak antara lain hidrogen sulfida, karbondioksida dan metana. Gas - gas

Page 3: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

tersebut selain merupakan gas efek rumah kaca (Green House Gas) juga menimbulkan bau tak sedap dan mengganggu kesehatan manusia. Pada tanah, limbah ternak dapat melemahkan daya dukung tanah sehingga menyebabkan polusi tanah (Rachmawati, 2000). selain masalah yang ditimbulkan limbah ternak dapat dijadikan biogas.

BiogasBiogas adalah campuran gas

mudah terbakar yang dihasilkan oleh bakteri metanogenik yang terjadi pada material-material yang dapat terurai secara alami dalam kondisi anaerobik. Pada umumnya biogas terdiri atas gas metana (CH4), gas karbon dioksida (CO2), Hidrogen (H2) dan gas-gas lainnya dalam jumlah yang sedikit dengan komposisi, seperti terlihat pada tabel 2.1. Biogas dapat digunakan untuk memasak, lampu biogas, dan bahan bakar mesin (Seadi. 2008).

Tabel 2.1. Komposisi Biogas (Seadi. 2008).

Komponen %Metana (CH4) 50-75Karbon Dioksida CO2) 24-45Nitrogen (N2) <2Hidrogen (H2) <1Hidrogen sulfida (H2S) <1Oksigen (O2) <2

1. Tahapan Pembuatan Biogas

Secara garis besar proses pembentukan biogas dibagi menjadi tiga tahapan, yaitu (Wieland, 2011) :

a. Tahap hidrolisis

Pada tahap ini sekelompok mikroorganisme akan menguraikan substrat organik. Penguraian ini dilakukan oleh berbagai jenis bakteri. Bakteri yang berperan antara lain memiliki enzim selulolitik, lipolitik dan proteolitik. Enzim yang dihasilkan ini mempercepat hidrolisa polimer menjadi monomer larut yang merupakan substrat bagi mikroorganisme

pada tahap asidifikasi. Bakteri selulolitik memegang peranan dalam tahap ini.

b. Tahap asidifikasi

Bakteri pada tahap ini menghasilkan asam-asam organik yang dibentuk dari senyawa monomer larut. Hasil terbesar dari bakteri asetogenik ini ialah asam asetat, propionat dan asam laktat. Bakteri metanogenik sebagian besar hanya memanfaatkan asam asetat.

c. Tahap metanogenesis

Bakteri metanogenik sangat peka terhadap lingkungan. Dikarenakan bakteri ini harus dalam keadaan anaerob, maka sejumlah kecil oksigen dapat menghalangi pertumbuhannya. Bukan hanya itu, bakteri ini juga kekal terhadap senyawa yang memiliki tingkat oksidasi tinggi seperti nitrit dan nitrat. Bakteri ini juga peka terhadap perubahan pH.

2.Faktor Yang Mempengaruhi Pembentukan Biogas

Selain itu faktor lain yang mempengaruhi optimasi pembentukan biogas adalah (Padang dkk, 2012) :

1. Rasio Karbon/Nitirogen (C/N)2. Derajat Keasaman (pH)3. Proses fermentasi anaerobik4. Kandungan Air5. Pengadukan6. Racun

Kandungan / Komponen BiogasBiogas dihasilkan melalui proses

fermentasi limbah organik. Kandungan metana (CH4) dalam biogas harus dipisahkan dari karbondioksida (CO2), dan gas Hidrogen silfida (H2S).

1. Metana (CH4)

Metana merupakan gas yang terbentuk oleh adanya ikatan kovalen antara empat atom H dengan satu atom C. Metana merupakan suatu alkana. Alkana secara umum mempunyai sifat sukar bereaksi (memiliki afinitas kecil) sehingga biasa disebut sebagai parafin.

Page 4: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

Sifat lain dari alkana adalah mudah mengalami reaksi pembakaran sempurna dengan oksigen menghasilkan gas karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O).

Gas metan adalah komponen penting dan paling utama dari biogas karena merupakan bahan bakar yang berguna dan memiliki nilai kalor yang cukup tinggi, mempunyai sifat tidak berbau dan tidak berwarna. Jika gas yang dihasilkan dari proses fermentasi anaerobic ini dapat terbakar, berarti mengandung sedikitnya 45% gas metana (Harahap,1978).

2. Hidrogen sulfida (H2S)

Hidrogen sulfida (H2S) merupakan gas pengotor yang terdapat dalam Biogas. Hasil pembakaran gas yang mengandung H2S menghasilkan belerang dan asam sulfat yang sangat korosif terhadap logam. Kandungan H2S mencapi 200 ppm dapat menyebabkan kematian dalam waktu 30 menit. Hidrogen sulfida (H2S) yang terkandung dalam gas hasil fermentasi mengurangi umur pakai (lifetime) dari sistem perpipaan pada instalasi yang menggunakan biogas.

Kateristik H2S yaitu kandungan H2S mencapi 200 ppm dapat menyebabkan kematian dalam waktu 30 menit, tidak berwarna, lebih berat dari udara sehingga cendrung berkumpul dan diam pada daerah yang rendah, dapat terbakar dengan nyala api berwarna biru dan hasil pembakarannya gas sulfur dioksida (SO2) yang juga merupakan gas beracun, sangat Korosif mengakibatkan berkarat pada logam tertentu, pada konsentrasi yang rendah berbau seperti telur busuk dan dapat melumpuhkan indera penciuman manusia.

3. Karbon Dioksida (CO2)

Keberadaan gas selain metana seperti CO2 dalam produk berdampak pada turunnya kualitas biogas karena mengurangi nilai kalori pembakaran, menyebabkan korosi, pada konsentrasi tertentu dapat besifat racun dan

menjadikan biogas tidak ekonomis. Karbon dioksida (CO2) merupakan komposisi pengotor terbesar dalam biogas.

Karbon dioksida (CO2) merupakan gas tidak reaktif dan tidak beracun. Gas tersebut tidak mudah terbakar dan tidak dapat memicu terjadinya pembakaran (Dubey, 2000 ; Coulson, 2002). Karbon dioksida (CO2) sejenis senyawa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmosfer bumi.

Manfaat Biogas

Manfaat energi biogas adalah menghasilkan gas metan sebagai pengganti bahan bakar khususnya minyak tanah dan dapat dipergunakan untuk memasak. Dalam skala besar, biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik. Manfaat energi biogas yang lebih penting lagi adalah mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minya bumi yang tidak bisa diperbaharui. Kesetaraan biogas dapat dilihat dari Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Biogas dibandingkan dengan bahan bakar lain (Sumber : Sri

Wahyuni. 2008)

Biogas Bahan Bakar Lain

1 m3

Biogas

Elpiji 0,4 kgMinyak tanah 0,62 kgMinyak solar 0,52 kgBensin 0,80 kgGas kota 1,50 kgKayu bakar 3,50 kg

Metode Pemurnian Biogas Dengan Cara Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida, cairan maupun gas, terikat kepada suatu padatan atau cairan (zat penjerap, adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan tipis atau film (zat terjerap,

Page 5: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

adsorbat) pada permukaannya. Pada adsorpsi sendiri ada dua macam proses yaitu (Anonim) :

a. Adsorpsi fisika

Berhubungan dengan gaya Van der Waals. Apabila daya tarik menarik antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari daya tarik menarik antara zat terlarut dengan pelarutnya, maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada permukaan adsorben.

b. Adsorpsi kimia

Yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dengan zat terlarut yang teradsorpsi. Adsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan gaya yang jauh lebih besar daripada adsorpsi fisika. Panas yang dilibatkan adalah sama dengan panas reaksi kimia. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan Adsorpsi

Macam adsorben Macam zat yang diadsorpsi Luas permukaan adsorben Konsentrasi zat yang diadsorpsi Temperatur

Adsorben Sebagai Media Penyerap Adsorben adalah suatu zat yang

melakukan penyerapan terhadap zat lain baik cairan maupun gas pada proses adsorpsi. Jenis – jenis adsorben yang digunakan untuk proses adsorpsi berbeda – beda, tergantung dari zat apa yang ingin diserap (adsorbat). Kemampuan adsorpsi secara langsung dipengaruhi oleh kualitas dari adsorbennya. Jenis – jenis adsorben yang sering digunakan untuk proses adsorpsi antara lain: karbon aktif, bentonit, clay aktif, aluminium dioksida, silika dioksida aktif, zeolit, aluminosilicate, ion exchange resin (Levine, 2002). Kebanyakan adsorben adalah bahan- bahan yang berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding pori-pori atau pada letak-letak tertentu di

dalam partikel itu. Oleh karena pori-pori biasanya sangat kecil maka luas permukaan dalam menjadi beberapa orde besaran lebih besar daripada permukaan luar. Karakteristik adsorben yang dibutuhkan untuk adsorpsi yang baik (Ginting, 2008) :

1. Luas permukaan adsorben. Semakin besar luas permukaan maka semakin besar pula daya adsorpsinya, karena proses adsorpsi terjadi pada permukaan adsorben.

2. Tidak ada perubahan volume berarti proses adsorpsi dan desorpsi.

3. Kemurnian adsorben. Adsorben yang memiliki tingkat kemurnian tinggi, daya adsorpsinya lebih baik.

Jenis-Jenis Bahan PenyerapAda beberapa jenis bahan yang

dapat dijadikan sebagai adsorben dalam pemurnian biogas. Dalam penelitian ini bahan yang digunakan sebagai adsorben yaitu zeolit sintetik tipe A dan karbon aktif dari tongkol jagung.

1. Zeolit Sintetik Tipe A

Zeolit merupakan senyawa aluminosilikat terhidrasi yang terdiri dari ikatan SiO4 dan AlO4 tetrahidra yang dihubungkan oleh atom oksigen untuk membentuk kerangka. Pada kerangka zeolit, tiap atom Al bersifat negatif dan akan dinetralkan oleh ikatan dengan kation yang mudah dipertukarkan yang akan berpengaruh dalam proses adsorpsi dan sifat-sifat thermal zeolit (Ozkan dan Ulku, 2008). Selain jenis kation, Kemampuan zeolit mengadsorpsi sangat bergantung pada rasio Si/Al (Yuliusman, 2013).

Zeolit A merupakan suatu mineral anorganik yang berupa kristal dengan rumus kimia Na12(AlO2)12(SiO2)12.27H2O yang tersusun dari tiga komponen yaitu aluminosilikat, kation yang dapat dipertukarkan, dan air. Zeolit A pada aplikasinya dapat digunakan sebagai adsorben, katalis, membran, maupun penukar ion. Zeolit A sebagai

Page 6: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

adsorben mampu mengadsorpsi Pb (El-Eswed, et al., 2009), Cu dan Ni (Ibrahim, et al., 2010), dan juga Zn(II) (Wahyuni dan Widiastuti, 2010). Zeolit A sebagai membran mampu untuk memisahkan molekul organik seperti etanol dan metanol dari air (Goldman, et al., 2003). Sebagai penukar ion, zeolit A memiliki kapasitas tukar kation yang cukup tinggi sehingga dapat dipertukarkan dengan logam yang mencemari lingkungan.

Zeolit sintetis yang paling sederhana adalah zeolit A dengan rasio molekul satu silica alumina untuk satu ke satu kation natrium. Sintesis zeolit A menghasilkan beberapa unit sodalite yang memiliki ruang terbuka 47%, natrium ion tukar, air hidrasi dan mempunyai pori-pori elektronik (Aprianti, 2011).

2. Karbon aktif

Karbon aktif adalah arang yang dapat menyerap anion, kation dan molekul dalam bentuk senyawa organik maupun anorganik, larutan ataupun gas. Adsorpsi menggunakan karbon aktif dapat menurunkan kandungan CO2. Karbon aktif yang digunakan sebagai adsorben dalam proses adsorpsi adalah karbon aktif yang berasal dari tongkol jagung.

Tongkol jagung merupakan limbah pertanian yang tidak termanfaatkan. Untuk menanggulangi limbah ini, biasanya petani secara klasik akan membakarnya. Batang jagung muda biasa digunakan sebagai pakan ternak, namun batang jagung yang sudah kering biasanya dibakar. Hal ini menimbulkan pencemaran udara yang setiap tahun terjadi jika musim panen tiba.

Dalam pembuatan karbon aktif dari tongkol jagung, proses diawali dengan membersihkan tongkol jagung untuk menghilangkan pengotor yang mungkin melekat pada tongkol jagung hingga benar-benar bersih yang bertujuan untuk mengurangi zat pengotor yang masih terikat pada tongkol jagung (Alfiany, 2013). Tongkol jagung yang sudah dicuci kemudian dijemur sampai kering. Bahan

yang kering akan dibakar dimasukkan dalam lubang atau drum yang terbuat dari plat besi. Kemudian dinyalakan sehingga bahan baku tersebut terbakar, pada saat pembakaran, drum atau lubang ditutup sehingga hanya ventilasi yang dibiarkan terbuka. lni bertujuan sebagai jalan keluarnya asap. Ketika asap yang keluar berwarna kebiru-biruan, ventilasi ditutup dan dibiarkan selama kurang lebih kurang 8 jam atau satu malam (Sembiring dan Sinaga, 2003).

Tongkol jagung yang dapat digunakan sebagai karbon aktif harus. melalui proses karbonisasi bahan dasar dan mengalami proses aktivasi. Proses karbonisasi ini dilakukan dengan cara pemanasan dengan tujuan untuk melepaskan senyawa atau zat ektraktif yang mudah menguap dan proses ini dapat membuka ukuran pori dari karbon dan memaksimalkan karbon aktif dari tongkol jagung sebagai adsorben gas, maka perlu dilakukan aktivasi. Proses aktivasi yang dilakukan pada penelitian ini adalah aktivasi kimia agar adsorben yang dihasilkan lebih maksimal sebagai penyerap gas CO2 dan H2S dalam biogas.

METODE PENELITIAN

Dalam penelitian ini dilakukan dengan dua metode, yaitu:

Studi literatur (library research) Studi eksperimen

1. Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Energi Baru dan Terbarukan (EBT) Fakultas Teknik Universitas Mataram.

2. Variabel-Variabel Penelitiana. Variabel Terikat

Variabel terikat yaitu menjadi perhatian utama dari peneliti. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah kadar gas metana (CH4), kadar gas karbon dioksida (CO2), dan kadar gas hidrogen sulfida (H2S).

Page 7: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

b. Variabel Bebas

Variabel bebas yaitu variabel yang mempengaruhi variabel terikat. Adapun yang menjadi variabel bebas dalam penelitian ini yaitu :

Volume adsorben zeolit sintetik : karbon aktif (30:70, 50:50, 70:30).

Lama penyerapan biogas 15 menit.

3. Alat dan Bahan

1. Alat yang digunakan yaitu : Digester biogas, Pengukur tekanan, Tabung adsorpsi, Katup, Selang, Stopwatch,Gas detector, Gas holder penampung keluaran gas, Tanur.

2. Bahan yang digunakan yaitu : Kotoran Sapi, Zeolit sintetik, Tongkol jagung, Seng, Aquades,

4. Prosedur Penelitiana. Tahap Persiapan

Mempersiapkan alat dan bahan

Merencanakan instalasi pengujian

b. Pembuatan Adsorben Zeolit sintetik siap pakai

Dipanaskan pada suhu 2000C pada oven sebelum digunakan.

Karbon aktif yang dibuat dari tongkol jagung

Tongkol jagung dibakar dalam tong kemdian dibakar selama semalam. Lalu angkat tong pisahkan tongkol jagung yang telah jadi arang dan belum jadi arang. Tumbuk arang kemudian direndam dalam reagen aktivator asam selama 24 jam, dimana asam yang digunakan adalah HCl 4 N (perhitungan kepekatan HCl dapat dilihat pada lampiran halaman 50). Arang direndan dalam ember didiamkan dalam ruangan, lalu diaduk beberapa kali. Selanjutnya saring dan cuci dengan aquades. Arang yang dihasilkan kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 110oC selama 3 jam.

5. Tahap Pengujian

a. Menyambungkan saluran input biogas tabung adsorben dengan tandon penampung raw biogas, pastikan semua keran dalam posisi tertutup.

b. Memasukkan zeolit sintetik dan karbon aktif yang sudah di buat dengan variasi volume yang telah ditentukan kedalam tabung adsorben.

c. Menyambungkan saluran output biogas tabung adsorben dengan tandon penampung biogas yang telah di murnikan dan biogas tester untuk melihat kadar CO2, H2S, pastikan semua keran dalam posisi tertutup.

d. Buka semua keran input dan output biogas, lalu ukur kadar methana (CH4), karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S), yang terkandung dalam biogas sebelum melewati tabung adsorben dan setelah melewati tabung adsorben, lalu catat hasilnya.

e. Lakukan pengujian secara berulang sesuai dengan variasi volume adsorben dan waktu kontak yang telah ditentukan.

f. Semua hasil pengukuran dicatat kemudian dianalisis.

6. Pengambilan DataData yang digunakan dalam

penelitian ini merupakan data yang didapatkan secara langsung dari hasil pengukuran alat ukur yang digunakan dalam penelitian.7. Analisis Data

Data yang didapatkan dari penelitian ini diolah untuk mendapatkan hubungan antara pengaruh volume adsorben dan pengaruh penyerapan biogas terhadap senyawa penyusun biogas dalam hal ini kadar gas methana (CH4), kadar gas karbon dioksida (CO2), dan kadar gas hidrogen sulfida (H2S), sehingga efisiensi tertinggi dari pengujian tersebut merupakan kesimpulan yang dapat diambil.

3.5. Alat Penyerap

Page 8: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

Gambar 3.1. Tabung Adsorbent

3.6. Desain Alat Penelitian

Gambar 3.2. Desain Alat Penelitian

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data Awal Sebelum Pemurnian BiogasSebelum melakukan pengambilan

data terhadap biogas yang melewati unit penyerap, terlebih dahulu dilakukan pengambilan data awal. Pengambilan data dilakukan sebanyak tiga kali yang terdiri dari kandungan metana (CH4), karbon dioksida (CO2), dan hidrogen sulfida (H2S). Pada saat kandungan CH4

dan CO2 dinolkan pada Biogas Tester, kandungan O2 dan Bal meningkat.

Kandungan O2 dan Bal pada Biogas Tester merupakan udara luar.

Tabel 4.1. Data pengukuran sebelum pemurnian biogas

NO

Kandungan biogasCH4

(%) CO2 (%) H2S (ppm)

1 57,5 42,4 2462 57,3 42,6 2453 57,4 42,5 245

Rata-rata 57,4 42,5 245,33

Data Hasil Maksimal Dalam Pemurnian Biogas

Tabel 4.2. Data hasil maksimal dalam pemurnian biogas

Debit Biogas(l/m)

Perbandingan zeolit sintetik dengan karbon aktif

CH4

(%)CO2

(%)H2S (ppm)

170 : 30 84,15 34,20 150 : 50 88,15 29,65 130 : 70 94,00 21,90 1

Pembahasan

Proses Pemurnian Biogas Pada tahap ini biogas mengalami

pencucian dari gas-gas pengotor utama yaitu karbon doksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S). Pada penelitian ini, pemurnian dilakukan dengan zeolit sintetik dan karbon aktif dengan variasi 70:30, 50:50, dan 30:70. Debit biogas dipertahankan konstan pada 1 liter/menit untuk setiap variabel penelitian.

Kandungan gas metana (CH4)Pada proses pemurnian biogas

dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben yang digunakan sebanyak 70:30, 50:50, dan 30:70 dengan rentang waktu pengambilan data selama 15 menit untuk masing-masing variasi. Kadar awal

Page 9: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

gas metana (CH4) sebelum pemurnian tercatat sebesar 57,40%.

Pada penelitian ini kandungan gas metana (CH4) tertinggi yaitu 94% yang diperoleh dari perbandingan volume zeolit sintetik dengan karbon aktif dengan variasi 30:70. Kandungan metana terendah mencapai 84,15% yang diperoleh dari variasi 70: 30 ( Gambar 4.1).

Proses pemurnian gas metana (CH4) untuk masing-masing variasi dapat dilihat pada Gambar 4.1 berikut.

0 2 4 6 8 10 12 14 160

102030405060708090

100CH4

70 zeolit sintetik : 30 karbon aktif50 zeolit sintetik : 50 karbon aktif30 zeolit sintetik : 70 karbon aktif

waktu(menit)

CH4 (

%)

Gambar 4.1 Kandungan sesaat CH4

selama proses pemurnian

Pemurnian dengan variasi zeolit sintetik (30) : karbon aktif (70) pada menit ke-4 kandungan CH4 sudah mencapai 90%, kualitas terus meningkat perlahan dan mencapai puncak pada menit ke-12. Penurunan kualitas biogas terjadi pada menit ke-13 dari 94% menjadi 92,30% dan terus mengalami penurunan kualitas pada biogas. Hal ini disebabkan kemampuan karbon aktif yang dapat menyerap CO2

lebih banyak. Semakin besar volume karbon aktif yang digunakan sebagai adsorben dapat menghasilkan gas metana (CH4) yang lebih tinggi karena daya serap karbon aktif sangat besar yaitu 25-1000% terhadap berat arang aktif (Sembiring dan Sinaga, 2003).

Dilihat dari grafik pada menit ke-1 sampai menit ke-4 dengan volume karbon aktif yang lebih besar kandungan CH4

mengalami peningkatan yang signifikan. Pada menit yang sama dengan variasi volume karbon aktif yang lebih sedikit juga mengalami peningkatan tapi secara perlahan. Hal ini membuktikan dengan volume karbon aktif yang lebih banyak

lebih cepat dapat menyerap gas pengotor sehingga lebih cepat dapat meningkatkan kualitas biogas.

Dengan volume karbon aktif yang lebih banyak juga dapat mempertahankan kualitas biogas yang mencapai lebih dari 90% sampai pada menit ke-13. Sedangkan menggunakan variasi karbon aktif yang lebih sedikit, kualitas biogas lebih cepat menurun itupun tidak bisa mencapai 90%. Hal ini jga membuktikan dengan volume karbon aktif lebih banyak dapat mempertahankan kualitas biogas.

Hal ini disebabkan oleh pori-pori yang dimiliki karbon aktif lebih luas dibandingkan zeolit sintetik. Semakin banyak karbon aktif yang digunakan maka makin luas pori-pori karbon aktif. Dengan demikian semakin luas pori-pori semakin banyak gas pengotor yang akan terserap. Aktifasi menggunakan HCl mampu menghilangkan zat-zat pengotor dan membuka pori-pori pada karbon aktif sehingga pori-pori pada karbon aktif menjadi lebih luas. Dengan pemberian HCl, zat-zat pengotor pada karbon aktif dapat dihilangkan sehingga mempermudah proses penyerapan zat pengotor pada biogas (Alfiany dkk, 2013).

Pada grafik juga membuktikan bahwa semakin besar volume karbon aktif sebagai adsorben maka semakin tinggi kualitas biogas yang diperoleh. Hal ini disebabkan karbon aktif dapat menyerap CO2 lebih banyak dibandingkan zeolit sintetik sehingga hai ini dapat meningkatkan kadar CH4 dalam kandungan biogas. Semakin tinggi kandungan gas CH4 dalam biogas, membuktikan kualitas biogas meningkat.

Kandungan karbon dioksida (CO2)

Dalam penelitian ini kandungan awal karbon dioksida (CO2) yang diukur cukup tinggi yaitu sebesar 42,5 %. Untuk masing-masing perbandingan volume zeolit sintetik dengan karbon aktif sebagai berikut 70:30, 50:50, dan 30:70 pada volume biogas yang dialirkan ke dalam tabung sebesar 1 liter/menit, dapat dilihat pada Gambar 4.2 di bawah ini.

Page 10: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

0 2 4 6 8 10 12 14 1605

10152025303540 CO2

70 zeolit sintetik : 30 karbon aktif

50 zeolit sintetik : 50 karbon aktif

30 zeolit sintetik : 70 karbon aktif

waktu (menit)

CO2

(%)

Gambar 4.2 Kandungan sesaat CO2

selama proses pemurnian

Pada gambar di atas dapat disimpulkan pada menit yang sama yaitu menit ke-15 perbandingan volume 30% zeolit sintetik dengan 70% karbon aktif sebagai adsorben dan debit biogas 1 lt/min dapat menyerap CO2 paling banyak yaitu dari data awal 42,5% menjadi 21,90%. Sedangkan yang terendah terjadi pada perbandingan volume 70 zeolit sintetik dengan 30 karbon aktif yaitu 42,5% menjadi 34,20%.

Pada variasi volume 30% zeolit sintetik dengan 70% karbon aktif pada menit pertama dan ke-2 bernilai 0,10% sedangkan variasi yang lain mencapi lebih dari 1% hal ini disebabkan daya serap karbon aktif terhadap gas CO2 (Sembiring dan Sinaga, 2003). Karbon aktif memiliki daya serap yang lebih besar dibanding zeolit sintetik. Sehingga perbandingan volume yang memiliki volume karbon aktif lebih banyak dapat menyerap kandungan CO2 yang lebih banyak pula.

Dapat dilihat pada gambar pergerakan CO2 dari menit ke menit terus meningkat. Dengan variasi volume karbon aktif yang lebih banyak, kandungan CO2

naik secara perlahan. Sedangkan pada variasi yang menggunakan zeolit sintetik lebih banyak, kandungan CO2 meningkat cukup signifikan.

Dari gambar kandungan CO2

dapat dilihat kandungan CO2 setelah dilakukan pengujian dengan tiga variasi. Dengan variasi volume karbon aktif lebih banyak kandungan CO2 dari menit-1 sampai menit ke-13 tidak mancapai lebih dari 10% kandungan biogas. Kandungan CO2 meningkat cepat pada menit ke-14

dan ke-15. Hal ini selaras dengan hasil yang ditunjukkan pada gambar 4.1 dimana pada perbandingan ini kandungan CH4 menurun dengan tajam. Sedangan pada variasi zeolit sintetik yang lebih banyak dapat dilihat kandungan CO2

meningkat dengan cepat, sehingga hal ini dapat menurunkan kandungan CH4. Dengan meningkat kandungan CO2

dengan cepat maka makin cepat pula kualitas biogas menurun.

Hal ini disebabkan kemampuan dari karbon aktif lebih baik daripada zeolit sintetik. Dengan volume karbon aktif yang lebih banyak dapat menyerap gas pengotor lebih banyak dengan tingkat kejenuhan cukup lama. Ini juga disebabkan luas pori-pori karbon aktif yang lebih luas dari zeolit sintetik, sehingga dapat menyarap CO2 lebih banyak.

Tingkat kejenuhan karbon aktif lebih tahan lama dibandingkan zeolit sintetik. Dengan lambatnya pencapaian tingkat kejenuhan karbon aktif maka karbon aktif dapat menyerap gas pengotor lebih lama dan lebih lama mempertahankan kualitas biogas.

Penyerapan CO2 dilakukan secara fisika akibat dari gaya Van Der Waals. Daya tarik menarik antara gas pengotor (CO2 dan H2S) dengan adsorben lebih besar daripada daya tarik menarik CH4

dengan gas pengotor (CO2 dan H2S) pada biogas itu sendiri. Dengan daya tarik yang dimiliki zeolit sintetik dan karbon aktif dapat menyerap kandungan CO2

(Aprianti,2011).

Kandungan Hidrogen Sulfida (H2S)Gas hidrogen sulfida (H2S)

merupakan salah satu bagian dari kandungan yang terdapat di dalam biogas dan biasanya memiliki bau yang khas. Gas ini walaupun mempunyai jumlah yang sedikit tetapi dapat merugikan karena merupakan racun jika terhirup terlalu banyak oleh tubuh manusia serta dapat menimbulkan korosi pada material logam.

Dalam penelitian ini kandungan awal sebelum dilakukannya pemurnian biogas, gas hidrogen sulfida (H2S) mencapai 245,33 ppm. Setelah dimurnikan kandungan H2S menurun. Hal

Page 11: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

ini dapat dilihat dari Gambar 4.3 dibawah ini.

0 2 4 6 8 10 12 14 16012345

H2S

70 zeolit sintetik : 30 karbon aktif

50 zeolit sintetik : 50 karbon aktif

30 zeolit sintetik : 70 karbon aktif

waktu (menit)

H2S

(ppm

)

Gambar 4.3 Kandungan sesaat H2S selama proses pemurnian

Dari gambar diperoleh adanya penurunan kadar hidrogen sulfida (H2S) dari data awal sebelum pemurnian biogas. Semua variasi memberikan nilai yang sama yaitu 0-1 ppm.

Penurunan kadar hidrogen sulfida (H2S) yang cukup signifikan ini disebabkan kemampuan zeolit sintetik dan karbon aktif dalam menyerap gas hidrogen sulfida (H2S) yang tinggi. Sehingga dapat mengurangi korosi pada material yang dilewati biogas.

Penggunaan karbon aktif dalam menyerap H2S dapat mengurangi bau busuk yang ditimbulkan biogas. Bau busuk pada H2S dapat diserap karbon aktif selain racun yang ada pada H2S. Sehingga biogas tidak menyengat jika baunya dicium (Sembiring dan Sinaga, 2003).

Terserapnya kandungan H2S pada biogas disebabkan gaya Van Der Waals. Adsorben dapat menarik kandungan H2S yang ada pada biogas. Daya tarik adsorben lebih kuat dibandingkan dengan daya tarik pada CH4.

Karbon aktif dan zeolit sintetik mempunyai kemampuan yang sama dalam menyerap H2S. Hal ini dibuktikan dari semua variasi kandungan H2S berkisar 0-1 ppm. Nilai kandungan H2S dapat mencapi o ppm karena nilai awal H2S sangat sedilit. Sehingga kandungan H2S langsung dapat terserap oleh zeolit sintetik dan karbon aktif.

Hasil Analisis SEM dan EDXPada gambar dibawah ini

menunjukkan morfologi permukaan dan EDX dari zeolit sintetik dan karbon aktif sebelum dan setelah dilewati biogas. Dari hasil SEM dan EDX yang diproleh dapat menjelaskan perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif. Selain itu dapat melihat kemampuan penyerapan yang dilakukan zeolit sintetik dan karbon aktif. Dari gambar morfologi akan terlihat luas pori-pori dari adsorben tersebut sebelum dan sesudah dilewati biogas. Sedangkan pada EDX dapat dilihat perbedaan kandungan penyusun adsorben sebelum dan sesudah dilewati biogas.

a. Zeolit Sintetik

Gambar 4.4 A) Morfologi dan B) EDX zeolit sintetik sebelum dilewati biogas

Gambar 4.5 A) Morfologi dan B) EDX zeolit sintetik sesudah dilewati biogas

Dari gambar di atas dapat dilihat hasil moefologi dan EDX dari zeolit sintetik sesudah dialirkan biogas. Gambar morfologi dari zeolit sintetik menunjukkan pori-pori yang dimiliki zeolit sintetik sedikit. Pori-pori zeolit sintetik yang sedikit ini dapat dengan cepat dipenuhi gas pengotor. Dengan demikian membuat zeolit sintetik cepat jenuh seperti ditunjukan Gambar 4.5 (A). Gambar EDX

A

A

B

B

Page 12: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

di atas yang menunjukan kandungan unsur penyusun dari zeolit sintetik. Pada Gambar 4.4 (B) dapat dilihat kandungan oksigen, aluminium dan silikon berkisar 2800-3600 counts sebelum dialirkan biogas. Pada Gambar 4.5 (B) dapat dilihat perubahan kadar kandungan dari 2800-3600 counts meningkat menjadi 4000-4500 counts.

b. Karbon aktif

Gambar 4.6 A) Morfologi dan B) EDX karbon aktif sebelum dilewati biogas

Gambar 4.7 A) Morfologi dan B) EDX karbon aktif sesudah dilewati

biogas

Pada gambar di atas merupakan gambar morfologi dan EDX dari karbon aktif. Dari gambar morfologi dan EDX tersebut menunjukkan perubahan morfologi dan kandungan unsur yang dimiliki karbon aktif. Pada morfologi gambar 4.6 (A) dapat dilihat gambaran pori-pori yang dimiliki karbon aktif. Pori-pori yang dimiliki karbon aktif lebih luas dibandingkan dengan zeolit sintetik. Dengan pori-pori yang luas dapat menyerap kandungan gas CO2 yang banyak seperti pada gambar 4.6 (B). Hal ini dapat membuktikan dari penjelasan sebelumnya mengapa menggunakan volume karbon aktif lebih banyak

dibandingkan zeolit sintetik memiliki efisiensi penyerapan zat pengotor yang lebih baik. Pori-pori yang dimiliki karbon aktif lebih luas dibandingkan zeolit sintetik. Dengan pori-pori yang luas yang dimiliki dapat menyerap gas CO2 lebih banyak dibandingkan zeolit sintetik.

Gambar EDX dari karbon aktif juga dapat menunjukan perubahan kandungan yang dimiliki karbon aktif. Pada gambar EDX 4.6 (B) dapat dilihat kandungan awal yang dimiliki karbon aktif sebelum dialirkan biogas. Kandungan karbon aktif sebelum dialirkan biogas berupa 18000 counts karbon dan sedikit oksigen. Setelah dialirkan biogas pada karbon aktif kandungan dari karbon aktif berubah seperti pada gambar EDX 4.7 (B). Kandungan karbon yang dimiliki karbon aktif menurun dari 18000 counts menjadi 3200 counts dan kandungan oksingennya juga meningkat. Selain itu adanya kandungan silikon yang semula tidak ada menjadi 7500 counts. Hal ini menunjukkan bahwa karbon aktif dapat menyerap gas pengotor sangat banyak.

Dari data EDX yang yang dihasilkan zeolit sintetik dan karbon aktif menunjukan adanya reaksi kimia yang terjadi. Hal ini dapat dilihat dari perubahan kandungan yang dimilik zeolit sintetik dan karbon aktif. Perubahan susunan dari zeolit sintetik dan karbon aktif jelas terlihat pada data EDX. Seperti meningkatnya kandungan oksigen, aluminium dan silikon pada susunan zeolit sintetik setelah dilewati biogas. Turunnya kadar karbon meningkatkan kandungan silikon pada karbon aktif setelah dilewati biogas. Dengan perubahan susunan pada adsorben tersebut, seperti bertambahnya kandungan silikon pada adsorben menyebabkan kemampuan karbon aktif untuk menyerap gas pengotor menurun.

Rasio Si/Al mempengaruhi adsorpsi pada zeolit sintetik. Semakin besar rasio Si/Al semikin besar daya serap pada zeolit sintetik . Rasio Si/Al pada zeolit sintetik mendekati 1. Semakin tinggi kandungan Si pada zeolit sintetik maka rasio Si/Al akan meningkat.

A

AB

B

Page 13: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

Kemampuan daya serap terhadap gas akan meningkat (Yuliusman,2013; Mandasari,2014). Pada data EDX zeolit sintetik setelah dilewati kandungan aluminium meningkat. Hal ini menyebabkan rasio Si/Al menurun, sehingga daya pada zeeolit sintetik menurun. Dengan menurunnya kemampuan daya serap adsorben terhadap gas pengotor kualitas biogas menurun pula.

PENUTUP

KesimpulanBerdasarkan pada pembahasan

data-data hasil penelitian tentang pengaruh variasi perbandingan massa adsorben dan variasi laju aliran biogas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :1. Zeolit Sintetik dan karbon aktif dapat

digunakan sebagai adsorben dalam pemurnian biogas untuk meningkatkan kualitas biogas

2. Pada pengujian dengan variasi perbandingan volume karbon aktif lebih banyak dibandingkan zeolit sintetik akan menghasilkan kualitas biogas yang lebih baik.

3. Zeolit sintetik dan karbon aktif memiliki kemampuan menyerap gas H2S yang sama.

4. CO2 lebih mudah diserap karbon aktif daripada zeolit sintetik.

5. Kandungan O2 dan Bal pada lampiran 1 merupakan udara luar.

SaranBerdasarkan pada penelitian yan telah dilakukan, banyak terjadi kendala dan kekurangan baik dalam persiapan bahan maupun pada proses pengujian, sehingga diperlukan saran atau masukan yang dapat menyempurnakan penelitian selanjutnya, diantaranya : Dalam mencuci arang aktif dari zat

kimia sebaiknya kandungan kimianya sampai netral, agar efektifitas proses penyerapan CO2 dan H2S dan agar tidak mengganggu saat di oven.

Merendam arang tongkol jagung dalam zat kimia sebaiknya sambil dipanaskan untuk mempercepat dan memperluas pori-pori. Hal ini lebih baik dibandingkan dengan cara perendaman biasa karena lebih cepat dalam membuka dan memperluas pori-pori karbon aktif.

DAFTAR PUSTAKA

Alfiany, Herlin. Bahri, Syaiful. Nurakhirawati. 2013. Kajian Penggunaan Arang Aktif Tongkol Jagung Sebagai Adsorben Logam PB dengan Beberapa Aktivator Asam. Fakultas MIPA, Universitas Tadulako.

Anonim. 2014. Adsorpsi. From https://id.wikipedia.org/wiki/Adsorps i , Diunduh Pada 13 Juli 2014.

Apriyanti, Eny., 2011, Adsorpsi CO2

Menggunakan Zeolit Sintetis 4A Aplikasi Pada Pemurnian Biogas, Jurusan Teknik Kimia Universitas Diponegoro: Semarang.

Brown, G.G. (1950). Unit Operation, 2nd ed Modern Asia : John Wiley and Sons, Ltd.

Coulson, J.M. and Richardson, J.F. (2002). Particle Technology and Adsoprtion Processes. Chemical Engineering. Volume 2. 5th ed. Oxford: Butterworth-Heinemann

Dubey, A.K., 2000. Water scrubbing for carbon dioxide removal from biogas. Annual report of Central Institute of Agricultural Engineering, Bhopal, India.

El-Eswed, B., et al., 2009. Alkali Solid-State Conversion of Kaolin and Zeolite to Effective Adsorbents for Removal of Lead from Aqueous Solution. Journal Desalination and W ter Tre tment, ’Aquil , It lie, Vol , pp 124-130.

Page 14: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

Ginting,F,D., 2008, Pengujian Alat Pendingin System Adsorpsi Dua Adsorber Dengan Menggunakan Methanol 1000 Ml Sebagai Refrigerant, Jurusan Teknik Mesin Universitas Indonesia: Depok.

Goldman, M., Fraenkel, D., and Gideon, L., 2003. A Zeolite/Polymer Membrane for Separation of Ethanol-Water Azeotrope, Journal of Applied Polymer Science, John Wiley and Sons, 37 (7), pp 1791-1800.

Harahap F M, Apandi dan Ginting S. 1978. Teknologi Gasbio. Pusat Teknologi Pembangunan Institut Teknologi Bandung.

Hendriono. 2014. Pengaruh Debit Air Penyerap Dan Debit Biogas Terhadap Kualitas Biogas Kotoran Sapi Pada Proses Pemurnian Dengan Penyerapan Air Bersirkulasi. Fakultas Teknik. Universitas Mataram.

Hutagaol, Nur Indah., 2009. Studi Pengaruh Kadar Hidrogen Sulfida Yang Terdapat Pada Minyak Bumi Dalam Proses Pengolahan di PT Pertamina EP Region Sumatera Field Pangkalan Susu. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Medan

Ibrahim, H.S., Jamil, T.S., and Hegazy, E.Z., 2010. Application of Zeolite Prepared from Egyptian Kaolin for the Removal of Heavy Metals: II. Isoterm Models. Journal of Hazardous Materials, Vol. 182 (1-3), pp 842-847.

Laksono, Endang Widjajanti. 2002. Analisis Daya Adsorpsi Suatu Adsorben. FMIPA. Universitas Negeri Yogyakarta.

Levine, I. N. 2002. Physical Chemistry,6th Ed., McGraw Hill, New York; p. 570.

Mandasari, Weni. Sitorus, Berlian. Jati, Dian Rahayu. 2014. Pembuatan Dan Karakterisasi Adsorben Gas H2S Dari Zeolit Alam. Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura.

Mantiri, Rio Cristovan. 2014. Pengaruh Volume Air Penyerap dan Debit Biogas Terhadap Kualitas Biogas pada Proses Pemurnian Biogas Dengan Penyerapan Air. Fakultas Teknik. Universitas Mataram

Munawaroh, J. 2010. Perancangan dan Pembuatan Miniatur Penghasil Biogas Sebagai Media Pembelajaran. Skripsi. Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim. Malang.

Ozkan F.C., and Ulku S., (2008). Diffusion Mechanism of Water Vapour in A Zeolitic Tuff Rich in Clinoptilolite, Thermal Analysis and Calorimetry 94:699-702

Padang, A.Y., Jaya, I.K.P, dan Susanto Rudy., 2012, Reduksi Hydrogen Sulfide (H2S) Dari Biogas Dengan Menggunakan Besi Oksida (Fe2O3), Jurnal Teknik Rekayasa, Vol. 13, No.1, Teknik Mesin Universitas Mataram: Mataram.

Padang, Allo Yesung., 2011, Materi Pelatihan Teknologi Energi Biogas, Fakultas Teknik, Universitas Mataram.

Polprasert, C. 1989. Organic Waste Recycling. Chichester. Jhon Wiley & Sons.

Rachmawati,2000. Upaya Pengelolaan Lingkungan Usaha Peternakan Ayam, WARTAZOA Vol.9.No.2.Hal 73 –80.

Saputra, Rodhie. 2006. Pemanfaatan Zeolit Sintetis Sebagai Alternatif Pengolahan Limbah Industri.

Said, M., Prawati, A.W., Murenda, E. 2008. Aktifasizeolit Alam Sebagai

Page 15: Adsorpsi fisikaeprints.unram.ac.id/5078/1/jurnal skripsi.docx · Web viewPada proses pemurnian biogas dalam penelitian ini, perbandingan zeolit sintetik dan karbon aktif sebagai adsorben

Adsorben Pada Adsorpsi Larutan Iodium. Jurnal Teknik Kimia, No.4, Vol.15, Jurusan Teknik Kimia Universitas Sriwijaya: Palembang.

Seadi, Teodorita Al., et al. 2008. Biogas. Stud. MA Catrineda Al Seadi, Stud. MSc Iwona Cybulska. University of Southern Denmark Esbjerg, Niels Bohrs Vej 9-10, DK-6700 Esbjerg, Denmark.

Sembiring, Meilita Tryana., Sinaga Tuti Sarma. 2003. Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatannya). Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik. Universitas Sumatera Utara.

Wahyuni, Sri. 2008. Biogas. Penebar Swadaya. Jakarta.

Wahyuni, S dan Widiastuti, N., 2010. Adsorpsi Ion Logam Zn(II) pada Zeolit A yang Disintesis dari Abu Dasar Batubara PT. Ipmomi Paiton dengan Metode Batch, Prosiding. FMIPA. Institut

Teknologi Sepuluh November Surabaya.

Waskito, Didit. 2011. Analisis Pembangkit Listrik Tenaga Biogas Dengan Pemanfaatan Kotoran Sapi Di Kawasan Usaha Peternakan Sapi. Fakultas Teknik. Universitas Indonesia.

Wieland, P. 2011. Biomas Digestion in Agriculture: Asuccessfull Pathway For The Energy Produktion and Waste Treatment in Garmany. Engineering in Life Science.

Yuliusman. Purwanto , Widodo Wahyu. Nughoro, Yulianto Sulistyo. 2013. Pemilihan Adsorben untuk Penjerapan Karbon Monoksida Menggunakan Model Adsorpsi Isotermis Langmuir. Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Indonesia.