Total Bahan yang Hilang Selama Pirolisis

26

1. Total Bahan yang Hilang Selama Pirolisis

Pirolisis menghasilkan produk berupa gas, cairan dan padatan. Jumlah produk-produk tersebut ditentukan oleh beberapa faktor, salah satunya adalah suhu. Suhu yang diamati pada pirolisis batang dan daun jagung ini adalah 150, 250, 350, 450, 550, dan 650ºC. Dari Gambar 10 dapat dilihat bahwa peningkatan suhu pada reaktor akan melepaskan senyawa volatil dari partikel-partikel biomasa sehingga meningkatkan jumlah gas yang dihasilkan dan mengurangi jumlah arang. Jumlah arang yang tinggi terdapat pada pirolisis suhu rendah, sedangkan jumlah gas akan meningkat pada suhu di atas 500ºC. Arang yang dihasilkan pada suhu tinggi memiliki reaktivitas yang tinggi sehingga dapat meningkatkan kandungan abu pada biomassa hasil pirolisis. Menurut Cao et al. 2004, pirolisis tongkol jagung pada reaktor tipe pipa, jumlah arang paling tinggi dan gas yang paling rendah terdapat pada suhu rendah. Jumlah cairan akan meningkat pada suhu 350-600ºC. Perbandingan jumlah produk dari pirolisis batang dan daun jagung pada suhu 350ºC tanpa katalis dan dengan penambahan katalis disajikan pada Tabel 7. Tabel 7. Perbandingan jumlah produk dari pirolisis batang dan daun jagung pada suhu 350 o C tanpa katalis dan dengan penambahan katalis Produk pirolisis batang dan daun jagung Pirolisis Tanpa katalis Penambahan katalis Arang g Weight loss Cairan g 37,18 29,36 17,035 26,09 51,18 9,62 Tabel 7 menunjukkan arang yang dihasilkan dari pirolisis tanpa atapulgit lebih tinggi daripada yang menggunakan atapulgit. Selain itu cairan pirolisis tanpa atapulgit lebih banyak daripada cairan yang ditambah atapulgit pada suhu 350ºC. Pada suhu ini dihasilkan cairan yang paling maksimum untuk semua perlakuan. 27 Jumlah arang yang dihasilkan berkaitan erat dengan weight loss bahan. Semakin tinggi jumlah arang yang dihasilkan maka semakin rendah total bahan yang hilang karena pirolisis. Sebaliknya, semakin rendah jumlah arang yang dihasilkan makan total bahan batang dan daun jagung yang hilang juga semakin banyak. Grafik hubungan weight loss dengan suhu pirolisis batang dan daun seperti terlihat pada Gambar 10. Gambar 10. Grafik hubungan weight loss dengan suhu pirolisis Hal ini dapat dilihat pada Gambar 10, dimana weight loss pada batang dan daun jagung tanpa menggunakan atapulgit meningkat sesuai dengan peningkatan suhu pirolisis. Pada suhu 350ºC, bahan yang terdegradasi sebesar 29,36, meningkat tajam dibandingkan pada suhu 250ºC. Kemudian juga terjadi peningkatan cukup tinggi pada suhu 450ºC sebesar 48,93 dan pada suhu 650ºC weight loss batang dan daun jagung tanpa menggunakan atapulgit menjadi sebesar 52,79. Pada pirolisis batang dan daun jagung menggunakan atapulgit suhu 150ºC bahan mulai terdegrasi sebesar 5,28. Kemudian meningkat menjadi 11,11 pada suhu 250ºC. Pada suhu 350ºC massa bahan yang terdegradasi meningkat sangat tajam dibandingkan suhu 250ºC yaitu 51,16. Kemudian degradasi bahan meningkat secara bertahap dan perlahan hingga pada suhu akhir 650ºC weight loss batang dan daun jagung yang dihasilkan yaitu 62,81. 28 Berdasarkan hasil tersebut diketahui bahwa pirolisis batang dan daun jagung dengan atapulgit menghasilkan weight loss yang lebih tinggi daripada yang tidak memakai atapulgit. Hal ini dikarenakan atapulgit sebagai katalis berfungsi mempercepat terjadinya reaksi sehingga pembakaran pada pirolisis batang dan daun jagung dengan atapulgit lebih cepat pada suhu yang sama dibandingkan pirolisis tanpa atapulgit. Weight loss yang meningkat pada suhu 350ºC memperlihatkan bahwa batang dan daun yang mengandung hemiselulosa dan selulosa yang cukup banyak telah terdegradasi, sesuai dengan penelitian yang dilakukan Rubro et al. 1998 dimana hemiselulosa terdegradasi pada suhu 200-316ºC dan selulosa yang terdegradasi pada suhu 316-360ºC. Kandungan lignin yang sedikit pada batang dan daun jagung terdegradasi pada suhu lebih dari 360ºC ditunjukkan dengan peningkatan weight loss yang bertahap pada Gambat 10. Pada suhu di atas 350ºC selain lignin yang terdegradasi juga terdapat hemiselulosa dan selulosa yang belum terdegradasi pada suhu awal. Dari Gambar 10 juga dapat dilihat jumlah arang yang semakin sedikit dipengaruhi peningkatan suhu pada reaktor. Senyawa volatil yang terkondensasi dari biomassa pindah dari tempat reaksi akibat adanya aliran nitrogen. Kemudian senyawa volatil tersebut akan keluar dari reaktor sebagai fase gas sehingga meningkatkan jumlah gas yang dihasilkan. Aliran nitrogen mempengaruhi waktu tinggal fase uap yang dihasilkan pada pirolisis dimana aliran gas yang tinggi menyebabkan produk keluar lebih cepat dari reaktor, sehingga dapat mengurangi pembentukan arang. Gas pirolisis keluar akibat dorongan aliran gas nitrogen yang cukup tinggi yang dapat menyebabkan terjadinya kondensasi dan menghasilkan cairan. Suhu yang semakin tinggi akan membakar lebih banyak bahan sehingga mengurangi bobot bahan tersebut. Ini juga diperlihatkan dengan perubahan warna pada bahan yang semula berwarna kuning kecoklatan menjadi hitam sejalan dengan meningkatnya suhu pirolisis. Semakin tinggi suhu pirolisis maka semakin hitam arang yang dihasilkan. Arang 29 hasil pirolisis pada beberapa suhu pirolisis ditampilkan pada Gambar 11 dan Gambar 12. 150ºC 250ºC 350ºC 450ºC 550ºC 650ºC Gambar 11. Arang hasil pirolisis tanpa katalis pada beberapa suhu pirolisis 150ºC 250ºC 350ºC 450ºC 550ºC 650ºC Gambar 12. Arang hasil pirolisis dengan katalis pada beberapa suhu pirolisis. Dari Gambar 11 dan Gambar 12 dapat dilihat perbedaan dan perubahan warna batang dan daun jagung setelah pirolisis. Warna bahan pada suhu 150ºC tidak berbeda jauh dengan warna bahan yang belum dipirolisis. Kemudian bahan mulai terbakar sehingga terjadi perubahan warna dan kehilangan komponen-komponen bahan. Dan pada suhu 450ºC sebagian besar bahan telah terbakar dan berubah warna menjadi hitam. Batang dan daun jagung terbakar semuanya pada suhu 650ºC. 30

2. Cairan Hasil Pirolisis