Perpustakaan Digital ITB

Penggunaan biomassa sebagai sumber energi terbarukan semakin penting untuk diversifikasi energi dan pengelolaan limbah pertanian. Sekam padi dan tongkol jagung merupakan limbah biomassa pertanian yang melimpah di Indonesia tetapi belum dimanfaatkan secara optimal. Teknologi pirolisis cepat dapat mengonversi campuran sekam padi dan tongkol jagung menjadi produk bernilai tinggi seperti bio-oil dan biochar, sehingga berpotensi sebagai solusi energi terbarukan sekaligus mengurangi volume limbah. Namun, studi kinetika pirolisis biomassa campuran sekam padi dan tongkol jagung masih terbatas. Pemahaman mendalam tentang mekanisme reaksi dan karakteristik kinetika pirolisis campuran ini diperlukan untuk desain reaktor dan optimasi proses yang efektif. Tujuan penelitian ini adalah untuk memodelkan kinetika dan memahami mekanisme pirolisis campuran sekam padi dan tongkol jagung. Penelitian dilakukan melalui eksperimen termogravimetri (TGA) dan pirolisis skala laboratorium. Analisis TGA digunakan untuk mempelajari pola dekomposisi termal masing-masing biomassa (sekam padi, tongkol jagung) serta campurannya. Parameter kinetika (energi aktivasi Ea dan faktor pra-eksponensial A) ditentukan menggunakan metode isokonversional dan pendekatan model-fitting Coats- Redfern, dilanjutkan dengan analisis mekanisme reaksi dominan menggunakan teknik master plot. Model kinetika yang diperoleh kemudian digunakan untuk simulasi proses pirolisis kontinu guna mengevaluasi pengaruh laju masukan biomassa terhadap laju produksi produk. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sekam padi dan tongkol jagung mengalami dekomposisi termal dengan laju reaksi yang berbeda akibat perbedaan komposisi kimia dan karakteristik termalnya. Campuran sekam padi–tongkol jagung (rasio 1:1) menunjukkan pola dekomposisi aditif, menyerupai gabungan dua biomassa tanpa efek sinergis signifikan. Nilai energi aktivasi rata-rata pirolisis sekam padi berkisar 161–162 kJ/mol, tongkol jagung 178–179 kJ/mol, dan campuran berada pada kisaran antara keduanya (~167 kJ/mol), dengan nilai faktor pra-eksponensial A pada orde 10¹³–10¹? s?¹. Konsistensi parameter kinetika antara campuran dan komponen tunggal menunjukkan bahwa pirolisis campuran bersifat aditif, tanpa interaksi katalitik maupun inhibitif yang signifikan. Analisis mekanisme kinetika menggunakan metode Coats-Redfern menunjukkan bahwa model difusi tiga dimensi (D3, tipe Jander) memberikan kecocokan terbaik terhadap data eksperimen pada rentang konversi ? = 0,1–0,4 untuk ketiga jenis biomassa. Hal ini menunjukkan bahwa proses pirolisis terutama dikendalikan oleh mekanisme difusi internal gas volatil dalam fase padat. Pada konversi tinggi (? > 0,5), model D3 mulai menyimpang dari data, yang mengindikasikan potensi keterlibatan mekanisme tambahan seperti kontrol reaksi kimia atau hambatan difusi sekunder. Penelitian ini memberikan kontribusi ilmiah dalam bentuk pemodelan kinetika pirolisis campuran sekam padi dan tongkol jagung dengan pendekatan eksperimental dan validasi komparatif antar-metode. Temuan mengenai dominasi mekanisme difusi internal serta sifat aditif tanpa sinergi menambah pemahaman terhadap perilaku termal biomassa campuran, dan memberikan dasar kuantitatif yang berguna untuk studi lanjutan terkait desain proses dan optimasi kondisi operasi pada sistem pirolisis multikomponen.