The Impact of Carbonization Temperature on The Quality of Empty Fruit Bunch Charcoal and Palm Kernel Charcoal for Co-Firing Application

Annisa Vada Febriani; Farrah Fadhillah Hanum; Aster Rahayu; Budi Setya Wardhana; Firda Mahira Alfiata Chusna

The Impact of Carbonization Temperature on The Quality of Empty Fruit Bunch Charcoal and Palm Kernel Charcoal for Co-Firing Application

Authors

Annisa Vada Febriani Universitas Ahmad Dahlan
Farrah Fadhillah Hanum Universitas Ahmad Dahlan
Aster Rahayu Universitas Ahmad Dahlan
Budi Setya Wardhana Universitas Ahmad Dahlan
Firda Mahira Alfiata Chusna Universitas Ahmad Dahlan

Keywords:

biomass, charring temperature, charcoal quality, calorific value, co-firring

Abstract

Biomass is a renewable energy source that can be processed into charcoal through a carbonisation process, which depends on temperature to improve the quality of the charcoal produced. This research focuses on the utilisation of Oil Palm Fronds (OPF) and Palm Kernel Shells (PKS) as biomass feedstock in an effort to produce an alternative fuel that can be used in the co-firing process with Low Rank Coal (LRC). This study heats palm fronds and shells at 300°C to 600°C, then measures moisture content, ash content, calorific value, and sulfur content. Based on the results, a temperature of 600°C was identified as the optimal condition for the OPF and PKS drying process. At this temperature, a significant decrease in moisture content is directly proportional to the increase in ash content and calorific value, indicating an improvement in fuel quality. The highest calorific values achieved were 6095.35 kcal/kg for OPF and 7364.81 kcal/kg for PKS. In addition, the sulphur content of the charred biomass is much lower than that of coal, which provides an advantage in terms of cleaner emissions. In comparison with LRC, the charred biomass showed better quality in terms of calorific value and lower sulphur content, despite the higher ash content of the biomass. OPF and PKS that have undergone the charring process offer a more environmentally friendly fuel alternative and have the potential to replace LRC in combustion applications, resulting in lower emissions. This study thus reinforces the potential of oil palm biomass as a promising renewable energy source.

Downloads

Download data is not yet available.

References

DAFTAR PUSTAKA

Aditya, I. A., Haryadi, F. N., & Haryani, I. (2022). Analisis pengujian co-firing biomassa cangkang kelapa sawit pada PLTU Circulating Fluidized Bed (CFB) sebagai upaya bauran energi terbarukan. Rotasi, 24(2), 61–66.

Afrianah, N., Ruslan, R., Suryadi, H. R., Amir, I., & Irsyad, A. (2022). Pengaruh temperatur karbonisasi terhadap karakteristik briket berbasis arang sekam padi dan tempurung kelapa. Jft: Jurnal Fisika dan Terapannya, 9(2), 138–147.

Albary, E. (2022). Karakteristik arang dari pirolisis limbah jagung (Skripsi). Universitas Lampung, Bandar Lampung.

Alfakihuddin, M. L. B., Sunartaty, R., Satriawan, D., Purnomo, T., Sahabuddin, E. S., Darsini, O. S. R., Dewadi, F. M., Ningsih, E., bani, G. A., & Hutauruk, T. R. (2023). Pengendalian limbah industri. PT Global Eksekutif Teknologi. Cetakan Pertama, Maret, 110–111.

Ardiansyah, I., Putra, A. Y., & Sari, Y. (2022). Analisis nilai kalor berbagai jenis briket biomassa secara kalorimetri. Journal Of Research And Education Chemistry, 4(2), 120.

Ariwidyanata, R., Wibisono, Y., & Ahmad, A. M. (2019). Karakteristik fisik briket dari campuran serbuk teh dan serbuk kayu trembesi (Samanea saman) dengan perekat tepung tapioka. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem, 7(3), 245–252.

Erfani Jazi, M., Narayanan, G., Aghabozorgi, F., Farajidizaji, B., Aghaei, A., Kamyabi, M. A., Navarathna, C. M., & Mlsna, T. E. (2019). Structure, chemistry and physicochemistry of lignin for material functionalization. Sn Applied Sciences, 1, 1–19.

Faizal, M., Saputra, M., & Zainal, F. A. (2015). Pembuatan briket bioarang dari campuran batubara dan biomassa sekam padi dan eceng gondok. Jurnal Teknik Kimia, 21(4), 28–39.

Fauzun, H., Nurdin, H., Lapisa, R., & Primandari, S. R. P. (2024). Studi nilai kalor briket cangkang kelapa sawit sebagai bahan bakar padat. Jurnal Vokasi Mekanika, 6(3), 297–302.

Febriani, A. V., Hanum, F. F., & Rahayu, A. (2024a). Analisis potensi dan tantangan biomassa sebagai bahan bakar pada PLTU dan PLTBM. Prosiding Semnastek.

Febriani, A. V., Hanum, F. F., & Rahayu, A. (2024b). Analisis potensi dan tantangan biomassa sebagai bahan bakar pada PLTU dan PLTBM. Prosiding Semnastek.

Han, K., Gao, J., & Qi, J. (2019). The study of sulphur retention characteristics of biomass briquettes during combustion. Energy, 186, 115788.

Hapsauqi, I., Desfitri, E. R., Hanum, F. F., & Setyawan, M. (2024). Development of Aloe vera-based desulfurization method to improve the quality of sumatra’s coal. Jurnal Sains Natural, 14(2), 73–80.

Harmiansyah, H., Dari, P. W., Wahyuni, S., Rahmawati, S. D., Wati, N. M. T., & Putri, A. K. (2023). Karakteristik arang dari cangkang kelapa sawit sebagai bahan dasar utama pembuatan biobriket. Sultra Journal Of Mechanical Engineering, 2(1), 29–36.

Haryanti, A., Norsamsi, N., Sholiha, P. S. F., & Putri, N. P. (2014). Studi pemanfaatan limbah padat kelapa sawit. Konversi, 3(2), 20–29.

Hasanah, M. (2021). Pengaruh suhu aktivasi terhadap karakteristik dan mikrostruktur karbon aktif pelepah kelapa sawit (Elaeis guinensis). Jurnal Industri Hasil Perkebunan, 16, 1–9.

Heru, S., Jahiding, M., & Ilmawati, W. O. S. (2024). Produksi dan karakterisasi bio-coke berbasis limbah kulit buah jarak pagar (Jatropha curcas l.) sebagai bahan bakar alternatif menggunakan metode pirolisis. Jurnal Aplikasi Fisika, 20(01), 21–29.

Irbah, Y. N., Nufus, T. H., & Hidayati, N. (2022). Analisis nilai kalori dan laju pembakaran briket campuran cangkang nyamplung dan tempurung kelapa. Prosiding Seminar Nasional Teknik Mesin, 1, 689–694.

Istiqomah, I., & Kusumawati, D. E. (2022). Buku Ajar Pertanian Terpadu Berbasis Bebas Limbah. Duta Media Publishing.

Istomo, F. P., & Tristiasti, A. (2017). Penetapan nilai kalori dalam batubara dengan kalorimeter parr 6200. Jurnal Sains Natural, 7(2), 83–90.

Knudsen, J. N., Jensen, P. A., & Dam-Johansen, K. (2004). Transformation and release to the gas phase of Cl, K, and S during combustion of annual biomass. Energy & Fuels, 18(5), 1385–1399.

Knudsen, J. N., Jensen, P. A., Lin, W., Frandsen, F. J., & Dam-Johansen, K. (2004). Sulfur transformations during thermal conversion of herbaceous biomass. Energy & Fuels, 18(3), 810–819.

Kurniawan, E., Muarif, A., & Siregar, K. A. (2022). Pemanfaatan sekam padi dan cangkang sawit sebagai bahan baku briket arang dengan menggunakan perekat tepung kanji. Prosiding Seminar Nasional Penelitian Lppm Umj, 1(1).

Kusman, M. R., Faruk, F., & Sibua, S. (2024). Penggunaan eceng gondok (Eichhorina crassipes) sebagai bahan bakar alternatif biobriket di danau Galela. Jurnal Serambi Engineering, 9(4).

Kuswa, F. M., Putra, H. P., Prabowo, Darmawan, A., Aziz, M., & Hariana, H. (2024). Investigation of the combustion and ash deposition characteristics of oil palm waste biomasses. Biomass Conversion And Biorefinery, 14(19), 24375–24395.

M Yuda Prasetyo, N. (2023). Studi eksperimental torefaksi pelepah sawit untuk mendapatkan karakteristik bahan bakar padat dengan variasi temperatur (Skripsi). Universitas Lampung, Bandar Lampung.

Mawardi, F., & Widodo, S. (2023). Analisis pengaruh ukuran butir terhadap desulfurisasi dan deashing batubara menggunakan larutan NaOH. Jurnal Riset Teknik Pertambangan, 15–26.

Muarif, A., Nurhabiah, N., Muhammad, M., Hakim, L., Ginting, Z., & Mulyawan, R. (2024). Pengaruh variasi jenis dan volume perekat (tepung tapioka dan air tebu) terhadap kualitas briket dari pelepah kelapa sawit (Elaeis guenensis jacq). Jurnal Inovasi Teknik Kimia, 9(2), 136–143.

Novra, A. (2013). Prospek, tantangan dan pengembangan sistem integrasi sapi di lahan perkebunan kelapa sawit di provinsi Jambi. Universitas Jambi

Paranita, D. (2020). Kombinasi campuran pelepah kelapa sawit dan kulit kacang tanah sebagai bahan baku pembuatan biobriket. Jurnal Al Ulum Lppm Universitas Al Washliyah Medan, 8(2), 45–53.

Pertiwiningrum, A., Budiarto, R., & Widhyharto, D. S. (2023). Biogas untuk kemandirian energi di perdesaan. Ugm Press.

Pradipta, N. N., Prakosa, G. G., Masykurrahmat, F. H., & Basuseno, G. D. (2023). Pembuatan karbon aktif dan biopelet dari bambu lokal Malang. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 41(1), 35–44.

Purwaningsih, P., Saragih, E. W., & Santoso, B. (2024). Diseminasi pemanfaatan limbah pelepah kelapa sawit dan kotoran sapi menjadi briket arang sebagai bahan bakar alternatif di Kampung Majemus Distrik Masni Kabupaten Manokwari. Jurnal Abdinus: Jurnal Pengabdian Nusantara, 8(1), 172–183.

Rahardja, I. B., Hasibuan, C. E., & Dermawan, Y. (2022). Analisis briket fiber mesocarp kelapa sawit metode karbonisasi dengan perekat tepung tapioka. Sintek Jurnal: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, 16(2), 82–91.

Ridaldy, E., Yulia, A., & Lisani, L. (2021). Pengaruh pencampuran pelepah sawit (Elaeis guineensis jacq) dengan tempurung kelapa (Cocos nucifera) terhadap mutu biobriket., 1–7.

Ruing, A. P. T., & Sulaiman, D. (2022). Analisis karakteristik briket berbahan cangkang kelapa sawit dan sekam padi menggunakan perekat tapioka. Jurnal Sains Benuanta, 1(1), 15–24.

Saidal Siburian, M. M., & Mar, M. (2020). Pencemaran Udara Dan Emisi Gas Rumah Kaca. Kreasi Cendekia Pustaka.

Setiawan, A., & Riskina, S. (2022). Teknologi Konversi Biomassa Secara Termokimia: Pirolisis. Syiah Kuala University Press.

Shobib, A., Da Silva, T., Pramudono, B., Rokhati, N., & Kasmiyatun, M. (2023). Analisis komposisi selulosa, hemiselulosa, dan lignin dalam berbagai jenis kayu: metode chesson-datta. Jurnal Inovasi Teknik Kimia, 8(4), 318–323.

Simanjuntak, J. P., Silaban, R., & Putra, A. N. (2024). Teknologi Pirolisis Biomassa Energi Terbarukan. Echa Progres: Lembaga Pengembangan Profesionalism Sdm.

Sopiah, N. (2005). Transformasi kimia senyawa belerang, dampak, dan penanganannya. Jurnal Teknologi Lingkungan, 6(1).

Standar Operasional Prosedur Mitigasi Gas Rumah Kaca (GRK). (2019). Standar Operasional Prosedur Mitigasi Gas Rumah Kaca. Tuna Sawa Erma.

Sukma, A. A. S., & Fadli, A. (2023). Analisa spesifikasi fluff, pellet, dan bricket pelepah kelapa sawit sebagai biomassa co-firing untuk pembangkit listrik. Journal Of Bioprocess, Chemical And Environmental Engineering Science, 4(1), 7–18.

Sutarto, H., Nurrohim, T. G., Ilyas, A. X., & Suyitno, S. (2020). Pembakaran bersama biomassa dan batu bara: pengaruh rasio biomassa-batu bara dan excess air. Mekanika: Majalah Ilmiah Mekanika, 19(1), 29–34.

Tampubolon, J. M., Sarono, S., & Analianasari, A. (2024). Pemanfaatan limbah tanam jamur merang bermedia tandan kosong kelapa sawit dan pelepah sawit sebagai briket energi terbarukan. Prosiding Seminar Nasional Pembangunan Dan Pendidikan Vokasi Pertanian, 5(1), 928–933.

Tumpu, M., Lapian, F. E. P., Pasanda, O. S. R., Muliawan, I. W., Indrayani, P., & Yasa, I. G. M. (2022). Energi Hijau. Tohar Media.

Yuwanto, S. H., Syah, A., & Bahar, H. (2024). Analisis proksimat untuk menentukan jenis dan kualitas batubara daerah Montallat, Barito, Kalimantah Tengah. Prosiding Senastitan: Seminar Nasional Teknologi Industri Berkelanjutan, 4.

Zhang, X. Y., Wang, R. Y., Ma, F. Y., Wei, X. Y., & Fan, X. (2020). Structural characteristics of soluble organic matter in four low-rank coals. Fuel, 267. Https://Doi.Org/10.1016/J.Fuel.2020.117230

Zidhan, M., Legawati, L., & Arnel, A. H. (2023). Optimalisasi potensi desa, pengolahan limbah perkebunan sawit menjadi briket sebagai energi alternatif yang bernilai ekonomi tinggi. Jurnal Pengabdian Untukmu Negeri, 7(2), 274–277.

The Impact of Carbonization Temperature on The Quality of Empty Fruit Bunch Charcoal and Palm Kernel Charcoal for Co-Firing Application