28 Produksi Gas dari Padatan
Analisis ultimasi digunakan untuk mengetahui fraksi massa karbon C, hidrogen H, oksigen O, sulfur S, nitrogen N dan
nilai kalor pembakaran dari bahan bakar khususnya bahan bakar padat. Hasil analisis ultimasi yang dilakukan untuk bahan sekam
padi dapat dilihat dalam Tabel 2.6.
Tabel 2.6. Analisis ultimasi sekam padi Jamradloedluk, Panomai et al..
C H
O N
Nilai Kalor MJkg
Kadar Abu
38,5 5,7
39,8 0,5
15,4 15,5
Tabel 2.7. Analisis proksimasi sekam padi Jamradloedluk, Panomai et al..
VM FC
Kadar Abu
62,7 17,4
20,0
2.4.2. Serbuk Gergaji Kayu Jati
Jati adalah sejenis pohon penghasil kayu bermutu tinggi. Pohon besar, berbatang lurus, dapat tumbuh mencapai tinggi 30-
40 m. Berdaun besar, yang luruh di musim kemarau. Jati dikenal dunia dengan nama teak bahasa Inggris. Nama ini berasal dari
kata thekku
dalam bahasa Malayalam, bahasa di negara bagian Kerala di India selatan. Nama ilmiah jati adalah Tectona grandis.
Serbuk gergaji kayu jati merupakan limbah dari pengolahan kayu yang berupa geram atau tatal. Analisis ultimasi
dari woodchip serbuk kayu digunakan untuk mengetahui fraksi massa karbon C, hidrogen H, oksigen O, sulfur S, nitrogen
N dan nilai kalor pembakaran HHV. Hasil analisis ultimasi yang dilakukan dapat dilihat dalam Tabel 2.8 berikut:
Tabel 2.8. Analisis ultimasi dan proksimasi kayu Souza-Santos, 2004.
C H
O N
S Abu
Nilai Kalor MJkg
48,4 6,31 44,23 0,21 0,03
0,82 18,6
29 Bahan Bakar Padat
Biomassa lain
Hasil analisis ultimasi dan proksimasi dari berbagai jenis biomassa dapat dilihat pada Tabel 2.9. Analisis abu dari berbagai
material padat terlihat pada Tabel 2.10. Selain analisis proksimasi dan ultimasi, komponen bahan bakar padat juga dapat dibedakan
berdasarkan kadar selulosa, hemiselulosa dan lignin sebagaimana dapat dilihat pada Tabel 2.11. Hemiselulosa adalah campuran
bermacam-macam monosakarida terpolimerisasi seperti glukosa, mannosa, galaktosa, xilosa, arabinosa, asam glukuronik 4-O-metil
dan sisa asam galakturonik. Hemiselulosa menunjukkan berat molekul yang lebih rendah dibandingkan selulosa. Jumlah
monomer sakarida berulang dalam hemiselulosa hanya sekitar 150 dan jauh lebih rendah dibandingkan dalam selulosa sekitar
5.000-10.000 Mohan, Pittman et al., 2006. Serat-serat selulosa menghasilkan kekuatan yang setara dengan 30-40 kekuatan
kayu kering. Degradasi selulosa terjadi pada temperatur 240- 350
o
C dan menghasilkan anhidroselulosa dan levoglukosan. Ketika selulosa dipirolisis pada laju pemanasan 12
o
Cmin, temperatur puncaknya adalah sekitar 335
o
C temperatur pada laju penurunan massa maksimum Mohan, Pittman et al., 2006.
Hemiselulosa terurai pada temperatur 200-260
o
C dan menghasilkan lebih banyak volatil, tar dan char yang lebih rendah
dibandingkan selulosa.
Kebanyakan hemiselulosa
tidak menghasilkan jumlah levoglukosan yang signifikan. Banyak asam
asetik yang terlepas dari kayu selama pirolisis dihubungkan dengan deasetilasi pada hemiselulosa. Hemiselulosa pada kayu
keras kaya akan xylan dan sejumlah kecil glukomanan. Hemiselulosa kayu lunak berisi sejumlah kecil xilan dan kaya akan
galaktoglukomanan.
Permulaan dari
dekomposisi panas
hemiselulosa terjadi pada temperatur lebih rendah dari kristal selulosa. Dekomposisi hemiselulosa terjadi dalam pirolisis lambat
dari kayu dalam jangkauan temperatur 130-194
o
C dimana laju maksimumnya terjadi pada temperatur di atas 180
o
C. Bagaimanapun, perbedaan dekomposisi hemiselulosa dan
selulosa tidak begitu terlihat dalam pirolisis cepat karena laju pemanasannya yang begitu cepat Mohan, Pittman et al., 2006.
Lignin adalah komponen ketiga utama dari kayu dengan jumlah 23-33 massa kayu lunak dan 16-25 massa kayu keras.
Lignin adalah resin yang terjalin bersilangan dan bersifat amorpos dengan tanpa struktur yang jelas. Lignin adalah pengikat utama
30 Produksi Gas dari Padatan
untuk penggumpalan komponen selulosa berserat dan menghasilkan benteng melawan destruksi jamur dan mikroba
terhadap serat selulosa. Lignin berbentuk tiga dimensi, dengan cabang yang tinggi, berzat polipenolik yang terdiri dari susunan
tidak beraturan dari bermacam-macam ikatan hidroksi and metoksi menggantikan unit penilpropana. Tiga monomer penil
propana yang umum adalah struktur p-coumaryl, coniferyl, dan sinapyl.
31 Bahan Bakar Padat
Tabel 2.9. Hasil uji proksimasi dan ultimasi berbagai bahan bakar padat
No Material
FC VM Abu MC
C H
O N
S LHV HHV
Ref. MJkg MJkg
1 Bagas 12,11 65,24 2,65 20 49,66 5,71 41,08 0,21 0,03
19,04 Souza-Santos, 2004
Bagas TT
TT TT TT 47,8 6,1
TT TT TT
17,21 Worasuwannarak, Potisri et al., 2004
Bagas 23,4 71,8 4,8 TT TT TT TT
TT TT 18,94 Jamradloedluk, Panomai et
al., ___ Bagas
14,95 73,78 11,27 TT 44,80 5,35 39,55 0,38 0,01 17,33
Kaupp, 1984 Bagas
TT TT
TT TT 49,99 5,86 43,94 0,15 0,08
Gaur and Reed, 1998 2 Sekam Padi
15,80 63,60 20,60 TT 38,30 4,36 35,45 0,83 0,06 14,89
Kaupp, 1984 Sekam Padi
TT TT
TT TT 47,02 6,39 44,77 1,07 0,22
Gaur and Reed, 1998 Sekam Padi
TT TT
TT TT 50,2 6,8 TT
TT TT 14,41 Worasuwannarak, Potisri et
al., 2004 Sekam Padi
17,4 62,7 20,0 TT TT TT TT
TT TT 16,21 Jamradloedluk, Panomai et
al., ___ Sekam Padi
TT 59,5 17,1 7,9 44,6 5,6 49,3 TT TT Williams and Nugranad
3 Jerami Padi 18,9 74,4 7,3 TT TT
TT TT TT TT
18,06 Jamradloedluk, Panomai et al., ___
4 Batu bara Subbitumunous
47,6 38,0 9,4 5,0 73,2 5,1 7,9 0,9 3,0 30,84
Souza-Santos, 2004 5 Gambut Peat 26,87 70,13 3,00 TT 54,81 5,38 35,81 0,89 0,11
22,00 Kaupp, 1984
6 Charcoal 89,31 93,88 1,02 TT 92,04 2,45 2,96 0,53 1,00
34,39 Kaupp, 1984
7 Char Oak 565
o
C 55,60 27,10 17,30 TT 64,60 2,10 15,50 0,40 0,10
23,05 Kaupp, 1984
