GASIFIKASI KATALITIK CAMPURAN LIMBAH BATUBARA HALUS LOWRANK DAN CANGKANG SAWIT MENGGUNAKAN KATALIS BENTONIT TERPILAR LOGAM MENGHASILKAN SYNGAS BERKUALITAS TINGGI

DWIPAYANA, HENDRA and Faizal, Muhammad and Said, Muhammad and Hasanudin, Hasanudin (2025) GASIFIKASI KATALITIK CAMPURAN LIMBAH BATUBARA HALUS LOWRANK DAN CANGKANG SAWIT MENGGUNAKAN KATALIS BENTONIT TERPILAR LOGAM MENGHASILKAN SYNGAS BERKUALITAS TINGGI. Doctoral thesis, Sriwijaya University.

	Image RAMA_95029_20013682227009_cover.pdf - Cover Image Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (504kB)
	Text RAMA_95029_20013682227009.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (4MB) | Request a copy
	Text RAMA_95029_20013682227009_TURNITIN.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (11MB) | Request a copy
	Text RAMA_95029_20013682227009_0014055803_0021077406_0015057202_01_front_ref.pdf - Accepted Version Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (2MB)
	Text RAMA_95029_20013682227009_0014055803_0021077406_0015057202_02.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (577kB) | Request a copy
	Text RAMA_95029_20013682227009_0014055803_0021077406_0015057202_03.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (754kB) | Request a copy
	Text RAMA_95029_20013682227009_0014055803_0021077406_0015057202_04.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (1MB) | Request a copy
	Text RAMA_95029_20013682227009_0014055803_0021077406_0015057202_05.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (327kB) | Request a copy
	Text RAMA_95029_20013682227009_0014055803_0021077406_0015057202_06_ref.pdf - Bibliography Restricted to Repository staff only Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (380kB) | Request a copy
	Text RAMA_95029_20013682227009_0014055803_0021077406_0015057202_07_lamp.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Available under License Creative Commons Public Domain Dedication. Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Sektor pertambangan batubara dan perkebunan kelapa sawit telah banyak memberikan manfaat untuk kesejahteraan masyarakat. Akan tetapi jenis kegiatan ini akan menghasilkan limbah yang berdampak negatif jika tidak ditanggulangi. Bentonit banyak terdapat di Indonesia, dan bentonit dapat berperan sebagai katalis pada proses termokimia misalnya pirolisis, craking, proses pembuatan biodiesel dan gasifikasi. Gasifikasi adalah proses perubahan bahan baku berkarbon seperti biomassa, batubara menjadi gas secara termokimia (CO, H2, dan CH4) yang bernilai kalori tinggi dengan bantuan medium gasifikasi berupa udara, steam, oksigen, karbon dioksida atau campuran diantaranya. Banyaknya limbah batubara halus lowrank atau batubara berperingkat rendah yang dihasilkan dari pertambangan serta melimpahnya cangkang sawit dari perkebunan harus segera dikelola dan ditanggulangi agar tidak menumpuk serta tidak mencemari lingkungan. Penelitian bertujuan untuk memanfaatkan limbah batubara halus low rank dan cangkang sawit dengan memanfaatkan bentonit sebagai katalis menjadi synthetic gas (syngas). Tahapan penelitian yang dilakukan berupa sintesis katalis bentonit teraktivasi dan terpilar logam, proses gasifikasi katalitik, mensintesis dan karakterisasi katalis berbahan baku bentonit yang diaktivasi dan terpilarkan oleh logam untuK mengetahui karakteristik bentonit teraktivasi dan bentonit terpilarisasi dengan analisis X-Ray Difraknometer (XRD), karakterisasi gugus fungsional dengan alat Spektometer Fourier Transform Infra Red (FT-IR), Thermo Gravimetric-Diferensial Termogravimetri Analyzer (TG-DTA) dan analisis Scanning Electron Mikroscopy (SEM). Hasil penelitian mendapatkan karakteristik bahan baku berupa analisis proximate dan ultimate menunjukkan bahwa batubara halus memiliki kadar air yang lebih tinggi (23,76%) dibandingkan cangkang sawit (12,71%). Kandungan karbon tetap (fixed carbon) pada batubara lebih tinggi (42,97%) dibandingkan cangkang sawit (18,29%), sedangkan nilai kalor batubara lebih besar dibandingkan cangkang sawit. Hal ini menunjukkan bahwa kombinasi kedua bahan dapat menghasilkan syngas dengan komposisi yang lebih baik. Berdasarkan analisis energi aktivasi, cangkang sawit memiliki energi aktivasi yang lebih rendah dibandingkan batubara halus, sehingga lebih mudah terurai dan bereaksi dalam proses gasifikasi. Ini membuatnya lebih efisien karena membutuhkan energi yang lebih sedikit untuk memulai reaksi. Karakterisasi katalis menunjukkan bahwa pilarisasi bentonit dengan logam Al dan Fe berhasil meningkatkan sifat fisik dan kimia katalis. Analisis FTIR menunjukkan perubahan pada gugus fungsional yang mengindikasikan keberhasilan modifikasi struktur bentonit, sehingga meningkatkan aktivitas katalitiknya. Difraktogram XRD menunjukkan pergeseran dan munculnya puncak-puncak baru, yang mengindikasikan keberhasilan integrasi ion logam ke dalam struktur montmorillonit. Pengamatan melalui SEM menunjukkan bahwa permukaan katalis menjadi lebih berpori dengan distribusi partikel yang lebih merata, yang berkontribusi pada peningkatan luas permukaan spesifik. Sementara itu, analisis EDS mengonfirmasi keberadaan unsur logam Al dan Fe yang terdistribusi secara homogen dalam struktur bentonit, memperkuat peran katalis dalam meningkatkan reaksi gasifikasi. Komposisi syngas yang dihasil dari proses gasifikasi non katalitik menunjukkan bahwa cangkang sawit menghasilkan rasio H₂/CO yang lebih tinggi pada temperatur gasifikasi optimal di 550oC, menjadikannya sumber energi yang lebih bersih dan ramah lingkungan. Sebaliknya, batubara memiliki nilai kalor bruto (HHV) yang lebih tinggi pada temperatur rendah hingga menengah, tetapi efisiensinya menurun secara signifikan pada temperatur yang lebih tinggi. Selain itu, cangkang sawit menunjukkan efisiensi konversi karbon (%CCE) yang lebih stabil dibandingkan batubara pada berbagai temperatur gasifikasi. Secara keseluruhan, cangkang sawit memiliki potensi besar sebagai bahan baku energi terbarukan yang efisien dan ramah lingkungan, baik sebagai pengganti maupun pelengkap batubara dalam aplikasi energi bersih. Campuran batubara dan cangkang sawit menunjukkan karakteristik gasifikasi yang dipengaruhi oleh rasio bahan baku, dimana rasio seimbang 50:50 memberikan potensi pembentukan hidrogen maksimum, sementara peningkatan proporsi cangkang sawit mendukung kenaikan metana dan total volume gas. Hal ini mengindikasikan bahwa pemilihan rasio campuran yang tepat dapat mengoptimalkan kualitas dan nilai energi syngas, serta meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan proses gasifikasi. Proses gasifikasi katalitik, diikuti pengkayaan dan pemurnian, mampu memodifikasi distribusi gas dengan meningkatkan kandungan gas berguna dan mengurangi gas pengotor. Secar keseluruhan dapat disimpulkan bahwa tahap pengkayaan merupakan kunci dalam meningkatkan kualitas syngas, dan paling efisien secara energi, sedangkan penggunaan katalis perlu dioptimalkan lebih lanjut agar dapat mendukung pembentukan Gas Combustible (GC), bukan memperbanyak gas non-kombustibel. Tahap pemurnian juga tetap diperlukan untuk memastikan kebersihan gas.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Gasifikasi, limbah batubara, cangkang sawit, bentonit.
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP1-1185 Chemical technology > TP159.C3.A348 Catalysts. TECHNOLOGY & ENGINEERING / Material Science
Divisions:	11-Postgraduates Study > 95029-Environmental Science (S3)
Depositing User:	Hendra Dwipayana
Date Deposited:	11 Aug 2025 08:23
Last Modified:	11 Aug 2025 08:23
URI:	http://repository.unsri.ac.id/id/eprint/182688

Actions (login required)

View Item