## KWALITAS PRODUKSI GAS GASIFIKASI DENGAN BAHAN BAKU KAYU PELLET MENINGKAT PADA PENGHAPUSAN PANAS- KATALIS DAN PENAMBAHAN AIR
Aris Warsito 1,2

## ABSTRAK
Penelitian   ini   difokuskan   pada   peningkatan   kualitas   produksi   gas   dengan penghapusan tar panas-katalis mengunakan   reaktor microwave dan penambahan air.  Produksi  gas  dari  gasifier  dengan  kandungan  tar,  partikel,  dan  air  langsung dialirkan  dengan  kecepatan  2  LPM  dalam  reaktor  microwave  dengan  perlakuan berbagai  suhu  untuk  perlakuan  panas  dan  katalis.  Pengkonversian  tar      dengan katalis  nikel dan ruthenium menghasilkan peningkatan nilai kalor yang lebih dari 5,86  MJ  Nm -3 pada  suhu    900 ⁰ C  dan  700 o C.  Sedang  semua  penghapusan katalis  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah:  dolomit,  Y-zeolit,  nikel, ruthenium,  dan  rhodium  memberikan  efisiensi  penghapusan  tar    dan  partikel rata-rata  98% pada suhu 700 ⁰ C dan 900 ⁰ C. Penghapusan perlakuan panas-katalis dengan penambahan air dalam reaktor diperoleh efisiensi penghapusan   tar tinggi mulai dari   perlakauan   suhu   paling   rendah.   Daya   rendah   pembangkitan reaktor microwave pada penghapusan tar panas-katalis sangat intensif dan efektif untuk peningkatan  kwalitas produksi gas dalam pemenuhan kebutuhan pengguna akhir serta peningkatan kapasitas  energi.

## Kata Kunci: Microwave Tar Katalis Gas Gasifier

## PENDAHULUAN
Gasifikasi  biomassa  adalah  teknologi    yang  dapat  mengkonversi  bahan bakar  padat  menjadi  gas  yang  sangat  menjanjikan,  efisiensi  tinggi,  dan  menghasilkan gas  yang ramah lingkungan seperti H2, CO, CH4,  hidrokarbon, dan lainnya.   Masalah utama  dari  produksi  gasifikasi  biomassa  adalah    adanya  kandungan  tar,  yang merupakan  masalah penting dalam   aplikasi  gas  sintesis dan  pemanfaatan energi lebih lanjut (Bhattacharya SC  1999  ;  Hasler P  1999  ;  Han J  2008  ).   Karakteristik tar  yang terdapat  produksi gasifikasi biomassa dapat menyebabkan penurunan pemanfaatan gas, meningkatkan  masalah  operasi  dan  pemeliharaan  karena  penyumbatan  di  dalam  pipa. Tar  mengandung  sejumlah  banyak  senyawa  hidrokarbon  dapat  meningkatkan
1 School  of  Mechanical  Engineering,  Universiti  Sains  Malaysia,  Engineering  Campus, 14300 Nibong Tebal, Penang, Malaysia.
2 Jurusan  Teknik  Mesin,  Sekolah  Tinggi  Teknologi  Nasional  Yogyakarta
kemungkinan  risiko  kanker.  Namun      tar  mempunyai  kandungan      energi  potensial yang  dapat  diubah  menjadi  gas  sintetis  yang  mengandung  nilai  energi  yang  relatif tinggi  dengan  perlakuan    teknologi  yang  tepat.    Masalah  utama  dalam    aplikasi teknologi gasifikasi akan menjadi serius bila didapatkan kenaikan jumlah tar yang akan berdampak pada mengurangi efisiensi konversi energi.
Sejak  tiga  dekade  yang  lalu  telah  dilaporkan  dalam  berbagai  literatur  dengan tujuan  untuk  menghasilkan  produksi  gas  berkualitas  tinggi  yang  dapatkan  diaplikasi dan  terbukti    telah    banyaknya  metode  dikembangkan.    Secara  umum    optimalisasi kondisi  operasi    merupakan    metode    utama    yang    terdiri    dari        desain    reaktor penghasil  gas (gasifier)  sedangkan  metode  sekunder  adalah   perlakuan   mekanik  dan panas-katalis (Devi,  Ptasinski  et al. 2003;  Anis and  Zainal  2011).  Kombinasi dari  dua metode menjamin kualitas produksi gas bila ditinjau dari segi teknis   (Gil, Corella et al. 1999).  Sedangkan  pada  kenyataanya  penghapusan  panas-katalis  lebih  menguntungkan karena  konversi  tar  ke  gas  menghasilkan  gas-gas  bermanfaat  seperti  hidrogen,  karbon monoksida, dan hidrokarbon gas  dapat menaikan kandungan energi produksi gas.
Namun  pada  kenyataanya  bahwa  proses  perlakuan  panas  yang  dapat menghasilkan  komposisi  gas  bermanfaat  mendapat  sedikit  perhatian  dalam perkembangannya,  karena  memerlukan  energi  tambahan  yang  tinggi  untuk  mencapai suhu  operasi  yang  diinginkan.  Literatur  menunjukkan  bahwa  sebagian  besar  pada suhu  900 ⁰ C  tar  berat  dapat  hapus  (Qin,  Huang  et  al.  2007).  Namun  pada      suhu lebih  dari 1100 ⁰ C diperlukan untuk dapat menghapus semua unsur tar terkonversi (Jess 1996;  Zhang,  Jiang  et  al.  2010).      Proses  penghapusan  katalis  telah  mendapatkan perhatian  lebih  dibandingkan  dengan  lainnya.  Upaya  terus  menerus  dilakukan  untuk mendapatkan  katalis  yang  lebih  ekonomis  khususnya  untuk  konversi  tar.  Dasar  dari pemanfaatan katalis alam seperti dolomit, Y-zeolit, dan campuran katalis logam  adalah pilihan  yang  bijaksana.  Selama  proses  gasifikasi  biomassa  yang  berakibat  terjadinya deposisi  karbon,  disertai            terjadinya  reaksi  perubahan      uap  hidrokarbon  yang komplek      dapat  meningkatkan  kandungan  Ni  sintesis  pada      paduan  permukaan dibandingkan  dengan monometallic  Ni.     Perlakuan  plasma  pada  katalis  Ni/Al2O3 menunjukkan    aktivitas  katalis  yang  tinggi  dan  ketahanan  yang  sangat  baik  terhadap perlindungan  karbon  dan  perubahan  karbon  serabut  (X.L.  Zhu  (2008)  ).  Endapan  CO ditemukan    di  dalam  cakram  penyaring    berpori    menggunakan    metode    perlakuan
urea    menghasilkan        ketahanan  katalis  terhadap  keracunan  belerang  1%  berat  per 0.5% berat katalis nikel/kalsium(K. Engelen (2003) ). Deposisi karbon dapat diabaikan dibandingkan  dengan  dukungan  katalis  Ni  konvensional  dan  Ni/dolomit  metode  ini telah  dikembangkan  dan  telah  menunjukkan  aktivitas  yang  tinggi  (J.  Srinakruang (2005)).   Penambahan  logam  mulia telah  dipelajari   dan  ditawarkan  sebagai   bahan katalis    seperti    Ru    (A.C.  Basagiannis  (2008)  ),  WO3  (K.  Oka  (2006)),  Pt  (J. Nishikawa (2008) ), Rh (D.H. Kim (2008)  ), Pd (A.M. Azad (2007)  ), Mn (S.H. Seok (2002)  ).  Sebagai  contoh    katalis  yang  terdiri  dari  Ru  (5  %)  tercampur  pada  15% MgO/Al2O3         menunjukkan aktivitas tinggi serta selektivitas pada bagian perubah uap  air  dari  minyak  organik    yang  merupakan    bagian  kecil    dari    endapan  karbon pada  permukaan  katalis  telah  ditemukan  dengan  stabilitas  yang  tinggi    pada  waktu beroperasi (J. Srinakruang (2005)). Katalis Ni/MgO-CaO dan lain-lain baru dipelajari.
Perlakuan  kalsinasi  dolomit  menghasilkan  aktivitas  konversi  tar  gasifikasi biomassa  lebih  baik  (Delgado  1997).      Kualitas      dolomit  juga  ditentukan  dari  mana berasal  (Yu,  Brage  et  al. 2009; Gusta 2009  ). Penggunaan  Y-zeolit untuk konversi  tar biomassa  juga  telah  dilaporkan  tetapi  masih  jarang.  Dibanyak      literatur  ternyata digunakan  gas  hasil  industry        seperti  benzena,  toluena,  naftalena,  dan  1- Methylnaphthalene  sedangkan  tar  produksi  biomassa  gasifikasi  jarang  digunakan (Radwan,  Kyotani  et  al.  2000;  Dou,  Gao  et  al.  2003;  Buchireddy,  Bricka  et  al. 2010;  Anis  and  Zainal  2011).  Telah  dilakukan  percobaan  dengan      Y-zeolite  alami dengan perlakuan  kalsinasi      untuk  menghapus  tar  dari  gasifikasi  biomassa  (Chiang, Chien  et  al.  2012)  dan  didapatkan  hasil  konversi  toluena  sangat  tinggi  dan  deposisi karbon  juga  cepat.  Perbedaan  luas  permukaan  tidak  berpengaruh  dalam  aktivitas katalitik.  Unsur-  unsur  yang  kandung  dalam    olivin  mempengaruhi  stabilitas  dan aktivitas  katalis  (Simell  and  Bredenberg  1990;  Zhao,  Lakshminarayanan  et  al.  2009). Terbentuknya  arang  dan  jelaga  sangat  rendah.  Masalah  utama  menghilangkan  biaya percobaan hingga 20 kali dengan katalis ini jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan menggunakan katalis konvensional seperti Rh/CeO2/SiO2  (Tomishige, Asadullah et al. 2004). Perubahan Mo pada  perbandingan   Pt/Mo  sangat  menentukan  dispersi  Pt  yang berpengaruh  terhadap  ketahanan  belerang  katalis.  Konversi  naftalena  (%)  mengalami penurunan sebagai berikut: Co Mo> Pt Mo (15)> Pt Mo (2)> Ru Mo>  Pd Mo  (Perez- Martinez D 2006 ).
Metode  penghapusan  tar  dengan  memanaskan  katalis  terbukti  efektif,  namun dengan penggunaan energi  yang sangat tinggi dan pemakaian reaktor dengan kapasitas besar  masih  ditemukannya        kesulitan  dalam  pengoperasiannya.  Jumlah  energi yang tersedia  ada beberapa masalah  pada reaktor konvensional:    pertama permukaan dinding  luar  ke  dalam  reaktor,  konveksi  panas  dalam  reaktor  dan  untuk menghasilkan  panas  yang  merata  pada  suhu  diinginkan  membutuhkan  waktu  yang lama  (Salema  and  Ani 2011). Berdasarkan kekhawatiran tersebut penggunaan    energi microwave  untuk  penghapusan  tar  panas-katalis  akan  menjadi  pilihan  yang  lebih realistis.  Transfer  energi  ke  dalam  bahan  terjadi  seketika  melalui  interaksi  molekul dengan  medan  elektromagnetik,      metode  ini  biasanya  menggunakan  microwave (Thostenson  1999  ).  Proses  yang  cepat,      peningkatan  produksi,  dan  keramahan lingkungan  (Yin  2012).  Penjelasan  ini  adalah    teknik  pemanasan  volumetrik        yang dapat  menghasilkan  proses pemanasan lebih cepat pada   reaktor dengan menggunakan bahan susceptor, sehingga didapatkan didapatkan penghematan energi (Anis, Zainal  et al.  2013).  Untuk  alasan  tersebut  dapat  dijelaskan  bahwa  :  teknik  percobaan  yang sederhana, mudah,   dan   telah dikembangkan dengan menggunakan energi Microwave yang tidak hanya  efektif tetapi juga   konsumsi   energi   rendah.   (Anis,   Zainal   et al.   2013)   Melaporkan   bahwa penghapusan tar panas-katalis  menggunakan toluena dan naftalena sebagai senyawa tar model terbukti dengan baik.
Penelitian   ini dilakukan untuk menguji kemampuan reaktor microwave   dalam penghapusan  tar  dengan  perlakuan  panas-katalis  dalam  meningkatkan  kualitas  dan produksi gas. Produksi gas mengandung tar dan partikel terus-menerus diproduksi dari bahan  kayu  pelet  mengunakan  reaktor  gasifikasi  downdraft.  Pengaruh     suhu  dan kalsinasi  katalis  (dolomit,  Y-zeolit,  nikel,  ruthenium  dan  rhodium)  terhadap  hasil produk tar, partikel,   komposisi gas, dan nilai pemanasan panas gas   (HHV)   dipelajari dalam penelitian ini.

## METODE PENELITIAN

## Material Penelitian
Penelitian  ini  digunakan  kayu  pellet  (serbuk  kayu  diproses)  dari  industri furnitur yang  digunakan  sebagai  bahan  biomassa  untuk  produksi  gas  dengan  menggunakan reaktor downdraft gasifier. Bahan baku yang digunakan berupa pellet dengan diameter 5
mm dan panjang 3-4 cm. Analisis proksimat menunjukkan bahwa bahan pakan terdiri dari 11.4 berat.% karbon tetap, 78.3 berat.% zat terbang, 0.2 wt.% abu dan kelembaban 10.29 wt.%.  Sedang  analisis  unsur  menunjukkan  komposisi  terdiri  dari  44.80  wt.%  karbon, 12.19  wt.%  hidrogen,  0.45  wt.%  nitrogen,  0.88  wt.%  sulfur  dan  41.68  wt.%  oksigen. HHV dari bahan baku ditentukan dengan menggunakan kalorimeter bom otomatis adalah 22.6  MJ  kg -1 .  Dolomite,  Y-zeolit,  nikel,  ruthenium,  dan  rhodium  digunakan  untuk menyelidiki  pengaruh  katalis  pada  penghapusan  tar.  Katalis  dikalsinasi  dalam  reaktor dengan  mengalirkan  udara  selama  2  jam  pada  suhu  900 ⁰ C  untuk  dolomit  dan  nikel, sedangkan  600 ⁰ C  untuk  Y-zeolit,  ruthenium  dan  rhodium  selama  1  jam.  Dolomit memiliki ukuran partikel 600 μm dengan bulk density 1.33g cm -3 .  Hal ini terutama terdiri dari  34.69  wt.%  Ca  O,  15.06  wt.%  Mg  O  dan  2.34  wt.%  SiO2.  Y-zeolit  adalah  katalis bubuk  komersial  (CBV720)  dengan  bulk  density  0.26g  cm -3 dan  SiO2/Al 2 O 3 30.  Nikel adalah komersial 257.553 Aldrich adalah 99.98% campuran logam, ketebalan 0,5 mm, bp 2733 ⁰ C,  mp  1453 ⁰ C  dan  kepadatan  8.9g/ml  pada  25 ⁰ C.  Ruthenium  secara  komersial 246047-72-3  dengan  C 46 H 65 C l2 N 2 PRu,  dan  848.97g/mol.  Rhodium  adalah  komersial 33409-86-3 dengan C 17 H 18 NORh, dan berat molekul 355.24 kgm -3 .

## Peralatan Penelitian
Eksperimental yang terdiri dari tiga unit utama: gasifier, penghapusan tar produksi gas,  dan  sistem  pengumpulan  produk.  Sistem  ini  meliputi  hisap  throatless  downdraft gasifier unggun tetap, siklon separator, kondensor, port flare dan blower. Sebuah blower dengan daya output 10 kWT dengan kapasitas konsumsi pemakanan 10 kgh -1 biomassa, menggunakan gasifier dengan diameter dalam 0.20m dan tinggi 1.25 m.
Untuk  menentukan  tekanan  disesuaikan  kualifikasi  laju  aliran  produksi  gas digunakan  orifice  meter  dengan  transduser  tekanan  diferensial.  Sistem  penghapusan produksi  gas  dengan  microwave  dimodifikasi  dan  didalam  reaktor  dipasang  silikon karbida (SiC) sebagai bahan susceptor. Microwave dimodifikasi (Panasonic, NN-SM330 M) memiliki frekuensi 2.45 GHz sesuai dengan panjang gelombang 12.23 cm. Konsumsi daya  maksimum  dan  daya  output  maksimum  microwave  adalah  1.125  dan  700  W, masing-masing.  Reaktor  alumina  (25.4  mm  id  dan  160  mm  panjang)  dipasang  secara vertikal di ruang microwave dan dirancang sebagai reaktor berdiri tetap. Untuk menyerap dan  mengubah  energi  microwave  menjadi  panas  digunakan  SiC  dengan  ukuran  partikel
2.085  mm  dan  bulk  density  1.48g  cm -3 .  Sistem  ini  juga  disebut  sistem  penghapusan  tar dengan  microwave  dan  telah  dijelaskan  sepenuhnya  dalam  studi  (Anis,  Zainal  et  al. 2013).  Untuk  menjaga  dan  menentukan  lamanya  suhu  di  dalam  reaktor  dipasang pengontrol suhu pada sistem.
Karateritik kwalitas produksi gas gasifikasi dapat ditentukan dengan pengambilan contoh  tar,  aliran  pompa  vakum,  dan  tas  sampel  gas.  Pengambilan  sampel  tar  telah dimodifikasi  dengan  pedoman,  analisis  tar  dan  partikel  dalam  gas  produser  (Paasen 2002).  Pengambilan  sample  produksi  gas  dengan  melewati  rangkaian  enam  botol impinger.  Dua  botol  pertama  ditempatkan  di  lingkungan  atmosfer,  kedua  empat  botol direndam  dalam  campuran  es  dan  garam  mandi  dengan  suhu  sekitar  -22 ⁰ C.  Lima  botol pertama  diisi  dengan  50mL  isopropanol  sedang  yang  terakhir  kosong.  Produksi  utama gasifier  downdraft  menghasilkan  tar  dari  kelas  3  dan  4  dan  alat  sampling  tar  dengan modifikasi  telah  merujuk  literature  (Milne  TA  1998.).  Vakum  pompa  digunakan  untuk mengekstrak  produksi  gas  ke  dalam  microwave  reactor  dan  dilakukan  penghapusan  tar. Untuk  menentukan  laju  aliran  gas  dipasang  sebuah  flow  meter  sebelum  masuk  kedalam sistem  reaktor  microwave,  selanjutnya  koleksi  produksi  gasifikasi  diambil  sebelum  dan sesudah reactor penghapusan.

## Prosedur Penelitian

## 1. Analisis Rasio Kesetaraan Dan Nilai Kalor Gas
Pengoperasian  gasifikasi  biomassa  bekerja  pada  kondisi  yang  tetap  untuk  setiap studi  eksperimental.  Rasio  kesetaraan  (ER)  dari  0.26  dipertahankan  konstan,  untuk mengurangi  jumlah  parameter  yang  mempengaruhi  kinerja  gasifier  biomassa.  Jumlah pasokan  pellet  kayu  dan  durasi  jangka  yang  dapat  dihitung  berdasarkan  persamaan berikut, ER menunjukan pengaruh gabungan dari kebutuhan aliran udara (Zainal, Rifau et al. 2002):
ER =
Stoichiometric (1)
Jumlah konsumsi biomassa adalah 5.22 m 3 udara/kg kayu untuk digunakan rasio stoikiometri  laju  aliran  udara  (Zainal,  Rifau  et  al.  2002).  Pengamatan  kinerja  gasifikasi seperti hasil gas, efisiensi konversi karbon dan efisiensi gas dingin yang keluar produksi
gas selanjunya diproses  dalam reaktor  microwave. Dengan demikian penelitian ini akan mendapatkan komposisi produksi gas dan nilai panas pemanasan (HHV) dari kualitas gas akan  didapatkan  jumlah  tar  dan  partikel.  Persamaan  (2)  dapat  digunakan  untuk menentukan HHV (MJ Nm ⁻ 3 ) sedangkan apabila volume persentase (X) dari H 2 , CO, dan CH 4 sudah diketahui (Lars Waldheim 2001)
HHV = 12.766 X H2 +12.6441 X CO + 39.847 X CH4 (2)

## 2. Pengaruh Penambahan Air
Reaksi  penambahan  air  ditunjukan  pada  tabel  3.  Reaksi  ini  dianggap  sebagai reaksi  kesetimbangan  dengan  berbagai  variabel  tergantung  pada  konsentrasi  gas,  suhu, dan  tekanan.  Namun  dalam  dalam  kenyataannya  tidak  akan  tercapai  didalam  reactor microwave.  Penghapusan  tar  ditentukan  dengan  perlakuan  panas  -  katalis  (dolomit,  Y- zeolit,  nikel,  ruthenium  dan  rhodium)  ditambah  air  dalam  penelitian  ini.  Kebutuhan energi  secara  signifikan  lebih  rendah  untuk  menghilangkan  tar  dengan  reaktor microwave, selanjutnya dengan penambahan air didapatkan penghapusan tar cukup tinggi mulai  suhu  terrendah  sesuai  literatur.  Didapatkan  jumlah  gas  H 2 dan  CH 4 sedangkan terjadi penurunan nilai dari CO dan CO 2 gas produk yang ini mengarah ke asumsi bahwa terjadi  peningkataneksotermik  reaksi  pergeseran  air-gas.  Dalam  reaktor  pengujian  gas dialirkan melewati bed tetap pada temperatur 500-900 ⁰ C dilakukan untuk  semua katalis yang  digunakan.  (Haryanto  A  2009  )  Perlakuan  suhu  yang  tinggi  akan  didapat penghapusan yang tinggi, namun reaksi pergeseran air-gas akan didapat pada suhu rendah hal  ini  terjadi  pada  kondisi  gasifikasi  biasanya  ditetapkan  dalam  kisaran  suhu  tinggi terutama untuk fluidized bed gasifiers.
Gambar  1  menunjukkan  perbandingan  campuran  yang  paling  optimal  diperoleh penghapusan tar tertinggi pada semua perlakuan penghapusan panas-katalis perbandingan air-tar  (W/T)  adalah  :  0.3.  Pada  kondisi  tersebut  didapat  penghapusan  tar  rata-rata  lebih tinggi  dari  97%  dan  tertinggi  di  nikel  dan  ruthenium  katalis  adalah  99%  dengan  HHV 5.86 (MJ Nm ⁻ ³). Dari Gambar 1 terlihat bahwa penghapusan tar dengan penambahan air didapatkan batas maksimal, sedangkan pemanasan yang terjadi ditampilkan pada table 1. Penghapusan  tar  didapatkan  perbandingan  campuran  air-tar  optimum  (W/T)  :  0.3.  Pada gambar 1 dengan perbandingan 0.1-0.3 efisiensi penghapusan tar meningkat, didapatkan
harga  maksimum  pada  perbandingan  campuran  0.3,  dan  dengan  0.3-0.5  terjadi penurunan.  Komposisi  kesetimbangan  termodinamika  reaksi  pergeseran  air-gas ditunjukkan  pada  gambar  2  dengan  konversi  CO  untuk  kondisi  keseimbangan  dan perbandingan stoikiometri dari CO dan H 2 O.
Gambar 1 : Pengaruh perbandingan campuran ai-tar terhadap penghapusan dan peningkatan gas bermanfaat (HHV)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gas  produksi  gasifier  langsung  dimasukkan  ke  dalam  reaktor  microwave  tanpa pra-filter karena produksi gas diambil setelah kondensor, komposisi gas mengandung (H 2 , O 2 ,  N 2 ,  CO,  CH 4 ,  CO 2, tar,  partikel,  dan  air).  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa produksi  bahan  baku  gas  biasanya  terdiri  dari  94.25  wt.%  ,  dengan  komposisi  gas  0.19 wt.%,  tar,  0.04  wt.%  partikel,  dan  5.51  wt.%  air.  Sementara  itu  produksi  gas  terutama terdiri  dari  12.96  vol.%  H 2 ,  16,67  vol.%  CO,  1,77  vol.%  CH 4 ,  12.89  vol.%  CO 2 ,  3.16 vol.% O 2, dan 52,55 vol.% N 2 . Akibatnya terjadi beberapa reaksi secara simultan selama penghapusan panas-katalis tar dalam gas di reaktor microwave. (Anis dan Zainal 2013)

## Penghapusan Tar Perlakuan Panas
Komposisi  gas  dan  nilai  pemanasan  panas  (HHV)  dari  proses  perlakuan  panas pada  berbagai  suhu  ditunjukkan  pada  gambar  2(a)  jumlah  gas  H 2, CH 4 ,  CO,  dan  CO 2 terlihat  terjadi  peningkatan  dan  penurunan  pada  perlakuan  panas  800 ⁰ C.  Peningkatkan produksi jumlah gas CH 4 , adalah efek dari hydrocracking tar dan hydrogasifikasi partikel
http://jurnal.unimus.ac.id
padat  yang mengambil peran  yang lebih menonjol pada kondisi ini  yang mengkonsumsi lebih banyak H 2 dari penambahan air dalam reactor.
Gambar 2 : Pengaruh perlakuan panas penghapusan tar
(a) komposisi gas - HHV dan (b) tar – partikel
Berkurangnya  oksidasi  parsial  dari  partikel  padat  berpengaruh  terjadinya penurunan jumlah pembentuk CO. Gambar 2(b) menampilkan hasil penghapusan tar dan partikel  sebagai  fungsi  temperatur.  Lebih  dari  94%  dari  partikel  yang  dikonsumsi  dan diubah menjadi gas sementara konversi tar mencapai 58% pada 800 ⁰ C, ini menunjukkan bahwa  terjadi  kontribusi  dari  konversi  tar  dan  reformasi  reaksi  untuk  produksi  H 2 . Pada kondisi  ini  menghasilkan  efisiensi  konversi  tar  rendah  karena  adanya  cahaya  aromatik dan  cahaya  poli-aromatik  hidrokarbon  yang  relatif  stabil,  jika  pembentukan  gas  mudah
terbakar  menjadi  lebih  intens  pada  komposisi  gas  menunjukkan  perilaku  yang  berbeda pada suhu yang lebih tinggi. Sesuai dengan hukum termodinamika dengan meningkatnya suhu  reaksi,  maka  terjadi  peningkatan  H 2 dan  CH 4 sementara  CO 2 dan  CO  menurun. Produksi gas mudah terbakar dan terbentuknya partikel dengan cara reaksi gas air, reaksi Boudouard,  dan  oksidasi  parsial  pada  kehadiran  O 2 ,  H 2 O.  Suhu  reaksi  yang  tinggi mendukung terjadinya reaksi endotermik, menurut prinsip Le Chatelier.
Penghapusan  tar  dan  reformasi  reaksi  juga  dapat  dipicu  aktivitas  yang  tinggi. Sementara  itu  jumlah  H 2 dan  CH 4 menunjukkan  sedikit  peningkatan  pada  800-1200 ⁰ C. Peningkatan CH 4 konten pada suhu  yang lebih tinggi  terutama disebabkan oleh uap dan metana  reformasi  reaksi  kering.  Pada  peningkatan  suhu  terjadi  reaksi  endoterm  karena reaksi  yang  baik.  Akibatnya  nilai  pemanasan  panas  (HHV)  gas  meningkat  sekitar  15% pada  suhu  reaksi  tertinggi  1200 ⁰ C.  Lebih  dari  99%  dan  95%  tar  dan  partikel  efisiensi konversi dihasilkan . Hasil ini sesuai dengan masing-masing konsentrasi  tar dan partikel hampir sempurna. Penelitian ini sejalan dengan penelitian lain di  mana konversi tar dan partikel  dalam  produksi  gas  membutuhkan  suhu  yang  sangat  tinggi  di  atas  1200 ⁰ C (Zhang, Jiang et al. 2010).

## Penghapusan Perlakuan Katalis Tar
1. Dolomit
Pada suhu 700-900 ⁰ C pengujian perlakuan penghapusan tar dengan menggunakan katalis dolomit pada produksi gas biomassa dipelajari. Waktu tinggal 0,12-0,14 detik ini didasarkan pada perbandingan volume bed dengan laju aliran gas ditentukan. Komposisi produksi  gas  dan  nilai  pemanasan  panas  (HHV)  ditunjukkan  pada  Gambar  3(a), sedangkan  pada  Gambar  3(b)  menunjukkan  hubungan  suhu  reaksi  katalis  pada penghapusan tar dar partikel. Pada suhu 700 o C untuk penghapusan katalis menghasilkan gas yang cenderung meningkat H2 dan CH4 sedangkan CO dan CO2 turun. Perlu dicatat bahwa reaksi fase gas dapat secara eksklusif pengaturan pembentukan gas melalui parsial oksidasi  dan  methanasi  reaksi,  dalam  menafsirkan  data  eksperimen  untuk  menghasilkan CH 4 dan  CO 2 sebagai  produk  akhir  membutuhkan  unsure  lebih  H 2 dan  reaksi  carbon gasifikasi  CO  juga  tampak  memainkan  peran  penting  dalam  meningkatkan  jumlah  gas CO 2 dan CH 4 yang dapat diamati pengurangan konsentrasi partikel sekitar 78% pada suhu 700 ⁰ C seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3(a). Dalam hal ini meskipun konversi tar
relatif  tinggi,  penghacuran  tar  dan  reaksi  reformasi  tidak  signifikan  berkontribusi  pada pembentukan  gas  berguna.  Hal  ini  dapat  dijelaskan  bahwa  terdapat  tar  yang  sudah berhasil  dihancurkan  dalam  proses  reaksi  namun  terjebak  didalam  katalis  sehingga menjadi  kokas.  Ditemukan  bahwa  efisiensi  konversi  tar  91%  pada  700 ⁰ C  sesuai  dengan pengurangan konsentrasi awal tar dari 80mg Nm -3 menjadi hampir sempurna.
Gambar 3 : Pengaruh perlakuan penghapusan tar dengan katalis dolomite (a) komposisi gas HHV dan (b) tar partikel
Gambar 3(a) menunjukkan bahwa dengan naiknya suhu reaksi 700-900 ⁰ C, terjadi peningkatan  volume  H 2 dan  CH 4 namun  terjadi  penurunan  gas  CO  dan  CO 2 .  Secara termodinamik sesuai dengan reaksi Boudouard bahwa pada suhu tinggi terjadi penurunan pembentukan  CO  ini  merupakan  hal  yang  sangat  menguntungkan.  Dibagian  lain penghapusan tar dengan  perlakuan katalis  dolomite pada suhu 700 ⁰ C terlihat  meningkat jumlah gas CH 4 dibanding tanpa perlakuan katalis. Namun itu berkurang secara signifikan pada suhu di atas 800 ⁰ C dan mendekati bersih di 900 ⁰ C. Diperoleh perbandingan air-tar (W/T):  0.3  produksi  gas  yang  optimal  dapat  dilihat  dari  gambar  5(a)  dan  gambar  3(b). Penghapusan  tar  dengan  katalis  dolomite  pada  suhu  700 ⁰ C  didapatkan  91%,  sementara
http://jurnal.unimus.ac.id
65% diperoleh pada 900 ⁰ C (Anis, Zainal et al. 2013). Produksi H 2 mencapai tinggi 75% dihitung dari perlakuan panas 700-900 ⁰ C, Sementara kenaikan harga CH 4 mencapai 74% selama perlakuan panas. Seiring dengan meningkatnya H 2 dan CH 4 ada penurunan harga untuk  CO  dan  CO 2 yang  masing-masing  25%  dan  23%.  Penurunan  tar  merupakan indikasi  bahwa  produksi  gas  senyawa  dengan  penambahan  H 2 O  (persamaan  (13)  dan (14))  telah  meningkatkan  H 2 ,  tetapi  pada  saat  yang  sama  terjadi  penurunan  CO,  juga terjadi  peningkatan  dari  CH 4 dan  pengurangan  CO 2 .  Konversi  tar  terlihat  dengan meningkatnya  H 2 dan  CH 4 dan  penurunan  CO  dan  CO 2 sedang  didapatkan  peningkatan HHV sebesar 23%.

## 2. Y-Zeolit
Pada  gambar  4(a)  dan  4(b)  ditunjukkan  hasil  penelitian  dengan  menggunakan katalis  Y-zeolite  penghapusan  tar  dan  partikel  produksi  gas  biomassa  gasifikasi.  Pada suhu  500-700 ⁰ C  dan  waktu  tinggal  0,14-0,18  detik  percobaan  dilakukan.  Berdasarkan penelitian  sebelumnya  dimana  Y-zeolit  memberikan  kegiatan  yang  lebih  baik  pada penghapusan tar dengan tar model toluene naftaliene(Dou, Gao et al. 2003; Anis, Zainal et al. 2013). Sedangkan pada Suhu lebih dari 700 ⁰ C dapat mempengaruhi stabilitas panas Y-zeolit  (Gates  1992  ),  ini  akan  memberikan  bahan  pertimbangan  pada  perlakuan  suhu yang  lebih  rendah.  Gambar  4(a)  menunjukkan  hasil  bahwa  pada  suhu  reaksi  katalis 500 o C,  diperoleh  CO  dan  CO2  menurun  sedangkan  CH4  dan  H2  meningkat.  Kenaikan jumlah  gas  CH4  diyakini  oleh  pemisahan  senyawa  air  (hydrocracking)  tar  dan hydrogasifikasi  partikel.  Karena  baik  hydrocracking  tar  maupun  hydrogasifikasi  partikel mengkonsumsi  lebih  H 2 ,  sedangkan  dalam  reaksi  penghancuran  tar  ditambah  air  dalam reaktor  sehingga  didapatkan  jumlah  gas  H 2 semakin  meningkat.  Aktifitas  Y-zeolit  yang tinggi  pada penghapusan dan konversi tar serta partikel dapat  diamati pada gambar 6(b) yang  mana  konsentrasi  tar  berkurang  dari  80mg  Nm -3 sampai  mendekati  nol  dan konsentrasi partikel 37mg Nm -3 sampai sempurna pada suhu 700 ⁰ C.
Gambar 4(a) juga menunjukkan pembentukan berbagai gas dengan meningkatnya suhu reaksi katalis. Ditemukan bahwa pada suhu 500 sampai 600 ⁰ C, hasil dari CH 4 dan H 2 sedikit  meningkatkan  sementara  CO  dan  CO 2 menurun.  Reaksi  reformasi  kering terjadi  disebabkan  karena  reaksi  gas  air  dan  metana.  Di  sisi  lain  penurunan  kadar  CO 2 pada  suhu  yang  sama,  kemudian  meningkat  dengan  meningkatnya  suhu  reaksi  katalitik
http://jurnal.unimus.ac.id
juga karena adsorpsi CO 2 oleh Y-zeolit sebagai katalis pada jumlah tertentu. Aktifitas Y- zeolit dalam menyerap CO 2 telah ditunjukkan dalam studi (Kuo, Wey et al. 2013). Pada suhu kamar Y-zeolite katalis memiliki kinerja yang baik pada penyerapan CO 2 sedangkan suhu  tinggi  aktifitas  penghapusan  tinggi(Fisher  2011  ).  Hasil  dalam  penelitian menunjukkan  bahwa  pada  suhu  lebih  tinggi  700 ⁰ C,  terjadi  pembentukan  CH 4 dan  H 2 cenderung  meningkat  namun  dihasilkan  COdan  CO 2 menunjukkan  pembentukan sebaliknya.
Aktivitas  progresif  pergeseran  gas  air  dan  methana  dengan  Y-zeolite  menjadi penyebab  terjadi  penurunan  kadar  CO  pada  suhu  reaksi  katalis  yang  tinggi.  Katalis  Y- zeolite mempunyai  aktifitas  yang tinggi  terhadap pembentukan gas-gas bermanfaat  pada suhu yang tinggi sehingga layak dipromosikan sebagai katalis penghapus tar. Seperti yang ditunjukkan  pada  Gambar  4(b),  pada  suhu  700 ⁰ C  diperoleh  konversi  tar  dan  partikel dengan  efisiensi  tinggi.  Didapat  hasil  bahwa  efisiensi  konversi  tar  dan  partikel  sekitar 95%, sesuai dengan konsentrasi  tar mendekati nol  bersih dan konsentrasi  partikel bersih sempurna.  Penghapusan  tar  dan  partikel  dengan  katalis  Y-zeolite  menghasilkan  reaksi reformasi  mempunyai  luas  permukaan  besar,  ukuran  pori,  dan  sifat  asam.  Hal  ini menyebabkan  peningkatan  kualitas  produksi  gas  nilai  pemanasan  panas  (HHV)  gas dengan peningkatan sebesar 14%.
Gambar  4(a)  menunjukkan  bahwa  dengan  kenaikan  suhu  reaksi  700-900 ⁰ C, dihasilkan harga H 2 dan CH 4 meningkat hampir liner sekaligus terjadi penurunan CO dan CO 2 cukup  besar.  Secara  termodinamika  reaksi  Boudouard  terjadinya  penurunan pembentukan CO pada suhu tinggi dan ini sangat menguntungkan. Di sisi lain pada suhu 700 ⁰ C  untuk  penghapusan  Y-zeolite  nampak  terjadi  peningkatan  jumlah  senyawa dibandingkan dengan produksi gas CH 4 sebelumnya.

## 3. Nikel
Aktifitas penghapusan tar produksi biomassa pada suhu 700-900 0 C penelitian ini dilakukan. Berdasarkan perbandingan volume bed isotermal dengan lamanya waktu yang dibutuh untuk  melewati bed katalis  adalah  besarnya  waktu  tinggal  dapat  ditentukan sebesar  0,12-0,14  detik.  Komposisi  yang  dihasilkan  pada  produksi  gas  dan  nilai pemanasan  panas  (HHV)  ditunjukkan  pada  Gambar  5(a),  sementara  Gambar  5(b) menggambarkan  pengaruh  penghapusan  suhu  reaksi  katalis  terhadap  tar  dan  partikel.
Pada  suhu  700 ⁰ C  penghapusan  katalis  menghasilkan  peningkatan  nilai  H 2 dan  CH 4 sedangkan CO dan CO 2 terjadi penurunan.
Gambar 4 : Pengaruh perlakuan penghapusan tar dengan katalis Y-zelite (a) komposisi gas HHV dan (b) tar  partikel
Aktivitas  progresif  pergeseran  gas-air  dan  methana  dengan  nikkel  menjadi penyebab  terjadi  penurunan  kadar  CO  pada  suhu  reaksi  katalis  yang  tinggi.  Untuk menghasilkan  CH 4 dan  CO 2 sebagai  produk  akhir  membutuhkan  lebih  banyak  H 2 dan reaksi carbon gasifikasi CO. Pada gambar 7(a) terdapat peningkatan hasil dari perlakuan pengapusan  tar  dan  konversi  partikel  sebesar  74%  sekaligus  terjadi  penurunan  sebesar 61% CO 2 ini terjadi pada perlakuan suhu 700 ⁰ C.
Dalam hal ini meskipun konversi tar relatif tinggi, tar retak, dan reformasi reaksi tetapi  hanya  memberikan  pengaruh  yang  kecil  pada  peningkatan  jumlah  gas  berguna. Penyebab permasalah ini adalah perhancuran tar dan partikel sudah terjadi namun ditidak dapat  dikonversi  menjadi  gas  bermanfaat  karena  terjebak  dalam  katalis  dan  berubah
menjadi kokas. Didapatkan bahwa efisiensi konversi tar adalah 91% pada perlakuan suhu 700 ⁰ C  dan  terjadi  pengurangan  konsentrasi  tar  dari  80mg  Nm -3 menjadi  mendekati sempurna.
Gambar 5 : Pengaruh perlakuan penghapusan tar dengan katalis nikel:
(a) komposisi gas HHV dan (b) tar partikel
Gambar 5(a) menunjukkan bahwa dengan peningkatan  suhu reaksi 700-900 ⁰ C, jumlah gas  H 2 dan CH 4 meningkat  hampir sebanding dengan penurunan jumlah gas CO dan  CO 2 .  Secara  termodinamika  terjadinya  reaksi  Boudouard  dan  ini  sangat menguntungkan  dengan  terjadinya  penurunan  jumlah  gas  CO  pada  suhu  tinggi.  Di  sisi lain  pada  suhu  700 ⁰ C  pada  penghapusan  katalis  nikel  tampak  peningkatan  jumlah senyawa  dibandingkan  dengan  produksi  gas  CH 4 dengan  bahan  baku  tanpa  perlakuan pengahapusan.
Penurunan  tar  adalah  merupakan  indikasi  bahwa  produksi  gas  dengan penambahan H 2 O (persamaan (13) dan (14)) telah meningkatkan jumlah gas H 2 dan CH 4 ,
http://jurnal.unimus.ac.id
tetapi pada saat yang sama penurunan jumlah gas CO dan CO 2 . Konversi tar dapat dilihat dengan meningkatnya H 2. CH 4, dan HHV sebesar masing-masing (67, 74, 6)%.

## 4. Ruthenium
Aktifitas  penghapusan  tar  dengan  ruthenium  katalis  dilakukan  pada  suhu  500- 700 ⁰ C dalam penelitian ini. Penentuan perhitungan waktu tunggu 0,12-0,14 detik adalah dengan  membandingkan  luasan  pemanasan  dalam  reaktor  dibagi  dengan  kecepatan  gas mengalir dalam reaktor tersebut. Pada gambar 6(a) dan 6(b) menampilkan hasil komposisi produksi  gas  dan  nilai  pemanasan  panas  (HHV)  serta  jumlah  tar  dan  partikel  setelah mendapatkan  perlakuan  penghapusan  katalis  ruthenium.  Pada  suhu  500 ⁰ C  penghapusan katalis jumlah gas H 2 dan CH 4 cenderung meningkat sedangkan CO dan CO 2 turun. Perlu dijelaskan  dalam  percobaan  ini  bahwa  reaksi  fase  gas  terjadi  secara  eksklusif  mengatur pembentukan gas melalui parsial oksidasi dan reaksi methana. Untuk menghasilkan CH 4 dan CO 2 sebagai  produk akhir membutuhkan lebih  H 2 dan CO dalam reaksinya. Hal  ini tidak hanya memberikan peran dalam meningkatkan jumlah CO 2 dan CH 4 , namun terjadi pengurangan partikel konsentrasi sekitar 89% pada suhu 500 ⁰ C seperti yang ditunjukkan pada  gambar  6(a).  Dalam  permasalahan  ini  meskipun  penghapusan  tar  relatif  tinggi, namun  tidak  memberikan  kontribusi  terhadap  penambahan  gas-gas  bermanfaat.  Sebagai alasan hal itu bisa terjadi karena penghapusan tar yang sudah terjadi terjebak dalam dalam katalis  dan  berubah  mmenjadi  kokas.  Pada  500 ⁰ C  dihasilkan  penghapusan  tar  91%, dengan  pengurangan  konsentrasi  tar  dari  80mg  Nm -3 menjadi  hampir  sempuna.  Gambar 6(a) menunjukkan bahwa dengan naiknya suhu reaksi 500-700 ⁰ C, jumlah gas H 2 dan CH 4 meningkat  hampir  linier  dengan  penurunan  jumlah  gas  CO  dan  CO 2 yang  tinggi.  Pada suhu  tinggi  terjadi  penurunan  jumlah  gas  CO,  ini  sangat  diharapkan  dan  secara termodinamika  terjadi  reaksi  Boudouard.  Penghapusan  menggunakan  katalis  ruthenium pada suhu 500 ⁰ C terlihat memberikan pengaruh pada penbentukan jumlah gas CH 4 yang tinggi  dibandingkan  dengan  gas  yang  dihasilkan  tanpa  perlakuan  penghapusan  dalam reaktor.  Namun  akan  didapatkan  hasil  signifikan  pada  suhu  yang  lebih  tinggi  di  atas 650 ⁰ C dan akan sempuna pada suhu 700 ⁰ C.
Pada percobaan ini dipergunakan perbandingan air-tar (W/T): 0.3 yang merupakan campuran  optimum  dapat  dilihat  pada  gambar  6(a)  dan  gambar  6(b).  Pada  perlakuan penghapusan tar dengan suhu 500-700 ⁰ C dihasilkan konversi H 2 dan CH 4 masing-masing
http://jurnal.unimus.ac.id
71%  dan  31%,  ini  ditentukan  dari  gas  tanpa  perlakuan  penghapusan  sampai  perlakuan katalis ruthenium pada suhu 700 ⁰ C. Meningkatnya jumlah gas H 2 dan CH 4 diikuti dengan penurunan  harga  untuk  jumlah  gas  CO  dan  CO 2 yang  masing-masing  11%  dan  48%. Penurunan  tar  disertai  peningkatan  jumlah  gas  H 2 dan  CH 4 merupakan  dampak penambahan  air  (H 2 O)  didalam  reaktor  sesuai  dengan  persamaan  (  (13)  dan  (14)). Pengaruh  konversi  tar  terlihat  dengan  meningkatnya  jumlah  kandungan  H 2 dan  CH 4 sehingga didapatkan peningkatan nilai pemanasan panas (HHV) 9%.
Gambar 6 : Pengaruh perlakuan penghapusan tar dengan katalis ruthenium (a) komposisi gas HHV dan (b) tar  partikel

## 5. Rhodium
Aktifitas  rhodium  katalis  dilakukan  dengan  perlakuan  suhu  penghapusan  500- 700 ⁰ C pada percobaan ini, dengan membuat aliran gas 2 LPM sehingga didapatkan waktu tinggal gas penghapusan 0.12-0.14 detik yang merupakan perhitungan dari perbandingan volum  reaktor  dengan  katalis  rhodium  dibanding  kecepatan  produksi  gas  mengalir. Komposisi produksi gas dan nilai pemanasan panas (HHV) ditunjukan pada gambar 7(a) sedangkan gambar 7(b) menunjukan pengaruh pengapusan tar dan partikel dengan katalis
rhodium. Pada suhu 500 ⁰ C dengan pengobatan katalis jumlah gas H 2 dan CH 4 meningkat sedangkan CO dan CO 2 turun. Perlu dijelaskan dalam percobaan ini bahwa reaksi fase gas terjadi secara eksklusif mengatur pembentukan gas melalui parsial oksidasi dan methana reaksi.  Produksi  jumlah  gas  CH 4 dan  CO 2 sebagai  produk  akhir  membutuhkan  banyak jumlah gas H 2 dan CO. Peningkatan dan penurunan jumlah gas CO 2 dan CH 4 diamati dari jumlah  pengurangan  partikel  87%  pada  suhu  500 ⁰ C  seperti  yang  ditunjukkan  pada gambar 7(a). Permasalahan penghapusan sudah terjadi dengan terbukti bahwa penurunan jumlah  kadar  tar  dalam  gas  namun,  konversi  menjadi  gas-gas  yang  bermanfaat  belum menunjukan  harga  yang  nyata.  Selanjutnya  dapat  dijelaskan  bahwa  tar  yang  sudah penghapusan  namun  tidak  berubah  menjadi  gas  karena  terjebak  dalam  katalis  yang berubah menjadi kokos, bila proses berjalan lama akan terjadi penumpukan dalam katalis yang  berakibat  berkurang  sifat  katalitor  katalis  yang  akan  menghambat  proses penghacuran  selanjut  yang  berdampak  pada  efisiensi  penghapusan  tar  menurun. Terjadinya pembentukan kokas didalam katalis penyebab utamanya adalah aliran didalam reaktor  terlalu  rendah.  Penghapusan  konsentrasi  tar  dari  80g  Nm -3 menjadi  hampir sempurna  terjadi  pada  suhu  700 0 C  dihasilkan  efisiensi  penghapusan  tar  99%.  Gambar 7(b) menunjukkan bahwa dengan naiknya suhu  penghapusan 500-700 ⁰ C, jumlah gas  H 2 dan CH 4 meningkat sebanding dengan penurunan CO dan CO 2 .
Terjadinya pembentukan kokas didalam katalis penyebab utamanya adalah aliran didalam  reaktor  terlalu  rendah.  Penghapusan  konsentrasi  tar  dari  80g  Nm -3 menjadi hampir  sempurna  terjadi  pada  suhu  700 0 C  dihasilkan  efisiensi  penghapusan  tar  99%. Gambar 7(b) menunjukkan bahwa dengan naiknya suhu penghapusan 500-700 ⁰ C, jumlah gas  H 2 dan  CH 4 meningkat  sebanding  dengan  penurunan  CO  dan  CO 2 .  Penurunan pembentukan CO pada suhu tinggi sangat menguntungkan sesuai dengan termodinamika terjadi  reaksi  Boudouard.  Di  sisi  lain  pada  suhu  700 ⁰ C  untuk  penghapusan  tar  dengan katalis rhodium hampir sempurna sebanding dengan bertambahnya peningkatan produksi jumlah  gas  CH 4 dibandingkan  dengan  tanpa  perlakuan  penghapusan.  Penghapusan  ini secara nyata akan terjadi suhu di atas 650 ⁰ C dan mendekati sempurna pada 700 ⁰ C.
Penghapusan tar pada perlakuan panas 500 ⁰ C didapatkan 91%. Produksi  jumlah gas H 2 mencapai peningkatan hingga 71%, sedangkan terjadi pada CH4 sebesar 37% ini ditentukan dari awal  perlakuan panas. Sejalan dengan meningkatnya  H 2 dan CH 4 terjadi juga  penurunan  jumlah  gas  CO  dan  CO 2 masing-masing  20%  dan  62%.  Penurunan
http://jurnal.unimus.ac.id
jumlah tar adalah indikasi bahwa produksi gas dengan penambahan air (H 2 O) (persamaan (13)  dan  (14))  telah  meningkatkan  jumlah  gas  H 2 dan  CH 4 tetapi  pada  saat  yang  sama terjadi  penurunan  CO,  dan  CO 2 .  Konversi  tar  menjadi  gas  bermanfaat  terlihat  dengan meningkatnya  H 2 dan  CH 4 disertai  dengan  penurunan  CO  dan  CO 2 ,  sehingga  nilai pemanasan panas(HHV) meningkat sebesar 14%.
Gambar 7 : Pengaruh perlakuan penghapusan tar dengan katalis rhodium (a) komposisi gas HHV dan (b) tar partikel
Terjadinya pembentukan kokas didalam katalis penyebab utamanya adalah aliran didalam  reaktor  terlalu  rendah.  Penghapusan  konsentrasi  tar  dari  80g  Nm -3 menjadi hampir  sempurna  terjadi  pada  suhu  700 ⁰ C  dihasilkan  efisiensi  penghapusan  tar  99%. Gambar 7(b) menunjukkan bahwa dengan naiknya suhu penghapusan 500-700 ⁰ C, jumlah gas  H 2 dan  CH 4 meningkat  sebanding  dengan  penurunan  CO  dan  CO 2 .  Penurunan pembentukan CO pada suhu tinggi sangat menguntungkan sesuai dengan termodinamika terjadi  reaksi  Boudouard.  Di  sisi  lain  pada  suhu  700 ⁰ C  untuk  penghapusan  tar  dengan katalis rhodium hampir sempurna sebanding dengan bertambahnya peningkatan produksi
jumlah  gas  CH 4 dibandingkan  dengan  tanpa  perlakuan  penghapusan.  Penghapusan  ini secara nyata akan terjadi suhu di atas 650 ⁰ C dan mendekati sempurna pada 700 ⁰ C.
Penghapusan  tar  pada  perlakuan  panas  500 ⁰ C  didapatkan  91%.  Produksi  jumlah gas H 2 mencapai peningkatan hingga 71%, sedangkan terjadi pada CH4 sebesar 37% ini ditentukan dari awal  perlakuan panas. Sejalan dengan meningkatnya  H 2 dan CH 4 terjadi juga  penurunan  jumlah  gas  CO  dan  CO 2 masing-masing  20%  dan  62%.  Penurunan jumlah tar adalah indikasi bahwa produksi gas dengan penambahan air (H 2 O) (persamaan (13)  dan  (14))  telah  meningkatkan  jumlah  gas  H 2 dan  CH 4 tetapi  pada  saat  yang  sama terjadi  penurunan  CO,  dan  CO 2 .  Konversi  tar  menjadi  gas  bermanfaat  terlihat  dengan meningkatnya  H 2 dan  CH 4 disertai  dengan  penurunan  CO  dan  CO 2 ,  sehingga  nilai pemanasan panas(HHV) meningkat sebesar 14%.

## KESIMPULAN
Unjuk  kerja  penambahan  air  dalam  reaktor  microwave  sebagai  penghapusan  dan konversi tar dengan perlakuan panas-katalis dilakukan dalam penelitian ini. Suhu sebagai salah  satu  indikasi  penting  pada  penghapusan  dan  konversi  tar  serta  partikel  kondisi  ini diselidiki.  Produksi  pada  perlakuan  katalis  memberikan  peningkatan  nilai  pemanasan panas  (HHV)  dengan  katalis:  dolomit,  Y-zeolit,  nikel,  ruthenium,  dan  rhodium  dengan efisiensi penghapusan tar rata-rata diatas 98% sedang hasil konversi tertinggi sebesar 5.92 MJ  Nm ⁻ ³  dengan  katalis  nikel.  Efektifitas  penambahan  air  dalam  reaktor  microwave terlihat dengan kenaikan pada kandungan gas H 2 dan CH 4 pada berbagai perlakuan suhu dan  pengunaan  katalis,  harga  tertinggi  sebesar  75%  dan  74%  pada  suhu  900 ⁰ C  pada katalis  dolomite.  Perencana  waktu  tinggal  gas  dalam  reaktor  microwave  berpengaruh pada kwalitas nilai pemanasan panas (HHV), efisiensi penghapusan tar, dan konversinya tar menjadi gas-gas bermanfaat.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  E-Science  Fund  (No.305  /  6013389) dari Departemen Ilmu, Teknologi, dan Inovasi (MOSTI) Malaysia  bersama dengan RUI (No.  1001/814159)  dan  PRGS  Hibah  Universiti  Sains  Malaysia  telah  membantu  dalam melaksanakan pekerjaan ini.

## DAFTAR PUSTAKA
A.C. Basagiannis, X. E. V. ((2008) ). " Appl. Catal . ." B 82 77–88.
A.M.  Azad,  M.  J.  D.,  A.K.  McCoy,  M.A.  Abraham  ((2007)  ).  " Appl.  Catal .  ."  A  332 225–236.
Anis, S. and Z. A. Zainal (2011). " Tar reduction in biomass producer gas via mechanical, catalytic and thermal methods: A review." Renewable and Sustainable Energy Reviews 15(5): 2355-2377.
Anis,  S.  and  Z.  A.  Zainal  (2013). "Upgrading  producer  gas  quality  from  rubber  wood gasification in a radio frequency tar thermocatalytic treatment reactor."
Bioresource Technology 150(0): 328-337.
Anis,  S.,  Z.  A.  Zainal,  et  al.  (2013). "Thermocatalytic  treatment  of  biomass  tar  model compounds via radio frequency." Bioresource Technology 136(0): 117-125.
Baker,  E.  G.,  L.  K.  Mudge,  et  al.  (1987). "Steam  gasification  of  biomass  with  nickel secondary  catalysts." Industrial  & Engineering  Chemistry Research 26(7):  1335- 1339.
Bhattacharya SC, M. R. S. A., Pham HL. (1999 ). "A study on wood gasification for low- tar gas production " Energy 24:285e96.
Buchireddy, P. R., R. M. Bricka, et al. (2010). "Biomass Gasification: Catalytic Removal of  Tars  over  Zeolites  and  Nickel  Supported  Zeolites." Energy  &  Fuels 24(4): 2707-2715.
Caballero,  M.  A.,  J.  Corella,  et  al.  (2000). "Biomass  Gasification  with  Air  in  Fluidized Bed.  Hot  Gas  Cleanup  with  Selected  Commercial  and  Full-Size  Nickel-Based Catalysts." Industrial & Engineering Chemistry Research 39(5): 1143-1154.
Chiang, K.-Y., K.-L. Chien, et al. (2012). "Characterization and comparison of biomass produced  from  various  sources:  Suggestions  for  selection  of  pretreatment technologies in biomass-to-energy." Applied Energy 100(0): 164-171.
Corella, J. O. o., A.; Toledo, J. M (1999 ). "Biomass Gasification with Air in a Fluidized Bed: Exhaustive Tar Elimination with Com- mercial Steam Reforming Catalysts " Energy Fuels 13, 702-709. .
D.H. Kim, J. S. K., Y.J. Lee, N.K. Park, Y.C. Kim, S.I. Hong, D.J. Moon ((2008) ). "Catal." Today 136 228–234.
http://jurnal.unimus.ac.id
Delgado, J. (1997). "Biomass Gasification with Steam in Fluidized Bed: Effectiveness of CaO, MgO, and CaO−MgO for Hot Raw Gas Cleaning." Ind.  Eng.  Chem. Res. 36 (5), pp 1535–1543.
Devi,  L.,  K.  J.  Ptasinski,  et  al.  (2003). "A  review  of  the  primary  measures  for  tar elimination  in  biomass  gasification  processes." Biomass  and  Bioenergy 24(2): 125-140.
Fisher, J. C., Siriwardane, R.V., Stevens, R.W. (2011 ). "Zeolite-based process for CO2 capture from high-pressure, moderate-temperature gas streams " Ind. Eng. Chem. Res. 50 13962–13968.
Gates, B. C. (1992 ). " Catalytic Chemistry " Wiley & Sons Inc., Singapore.
Gil,  J.,  J.  Corella,  et  al.  (1999). "Biomass  gasification  in  atmospheric  and  bubbling fluidized bed: Effect of the type of gasifying agent on the product distribution." Biomass and Bioenergy 17(5): 389-403.
Gusta,  E.,  Dalai,  A.K.,  Uddin,  M.A.  (2009  ). "Catalytic  decomposition  of  biomass  tars with dolomites " Energy Fuels 23 2264–2272.
Han  J,  K.  H.  (2008  ). "The  reduction  and  control  technology  of  tar  during  biomass gasification/pyrolysis:  an  overview." Renewable  &  Sustainable  Energy  Reviews 12:397e416.
Haryanto  A,  F.  S.,  To  SDF,  Steele  PH,  Pordesimo  L  (2009  ). "Hydrogen  production through  the  wateregas  shift  reaction:  thermodynamic  equilibrium  versus experimental results over supported Ni catalysts " Energy Fuels 23: 3097e102. Hasler P, N. T. (1999 ). "Gas cleaning for IC engine applications from fixed bed biomass gasification " Biomass and Bioenergy 16:385e95.
J. Nishikawa, T. M., K. Nakamura, M. Asadullah, K. Kunimori, K. Tomishige ((2008) ). "Catal. Commun " 9 195–201.
J. Srinakruang, K. S., T. Vitidsant, K. Fujimoto ((2005)). "Catal. Commun. ." 6 437– 440. Jess, A. (1996). "Mechanisms and kinetics of thermal reactions of aromatic hydrocarbons from pyrolysis of solid fuels." Fuel 75(12): 1441-1448.
K. Engelen, Y. Z., D.J. Draelants ((2003) ). " G.V. Baron " Eng. Sci. 58  665–670.
K. Oka, T. N., H. Kanai, K. Utani, S. Imamura ((2006)). "Appl. Catal. ." A 309 187– 191.
Kinoshita,  C.  M.,  Y.  Wang,  et  al.  (1995). "Effect  of  Reformer  Conditions  on  Catalytic Reforming  of  Biomass-Gasification  Tars." Industrial  &  Engineering  Chemistry Research 34(9): 2949-2954.
Kruse,  A.  (2008). "Supercritical  water  gasification. "  Biofuels,  Bioproducts  and Biorefining 2(5): 415-437.
Kuo, J.-H., M.-Y. Wey, et al. (2013). "Woody waste air gasification in fluidized bed with Ca- and Mg-modified bed materials and additives." Applied Thermal Engineering 53(1): 42-48.
Lars Waldheim, T. N. (2001). " Heating value of gases from biomass gasification." TPS-01/16.
Leppa¨lahti, J. S., P.; Kurkela, E (1991 ). "Catalytic Conversion of Nitrogen Compounds in Gasification Gas " Fuel Process. Techno 29, 43-56.
Lu,  Y.,  L.  Guo,  et  al.  (2007). "Thermodynamic  modeling  and  analysis  of  biomass gasification  for  hydrogen  production  in  supercritical  water." Chemical Engineering Journal 131(1–3): 233-244.
Milne  TA,  E.  R.  (1998.). "Biomass  gasi  cation  “tars”:  their  nature, formation  and conversion " NREL, Golden, CO, USA Report no. NREL/TP-570-25357
Narváez,  I.,  J.  Corella,  et  al.  (1997). "Fresh  Tar (from  a  Biomass  Gasifier)  Elimination over  a  Commercial  Steam-Reforming  Catalyst.  Kinetics  and  Effect  of  Different Variables  of  Operation." Industrial  &  Engineering  Chemistry  Research 36(2): 317-327.
Paasen, S. V. B. V., Neeft, J.P.A., Knoef, H.A.M., Buffinga, G.J., Zielke, U., Sjöström, K.,  Brage,  C.,  Hasler,  P.,  Simell,  P.A.,  Suomalainen,  M.,  Dorrington,  M.A., Thomas,  L.  (2002  ). "Guideline  for  Sampling  and  Analysis  of  Tars  and Particulates in Biomass Producer Gases " ECN, Petten, The Netherlands. ECN- C-02-090.
Perez-Martinez D, G. S., Centeno A. (2006 ). "Effects of the H2S partial pressure on the performance  of  bimetallic  noble-metal  molybdenum  catalysts  insimultaneous hydrogenation and hydrode sulfurization reactions " ApplCatalA:Gen 315:35– 43.
Qin,  Y.,  H.  Huang,  et  al.  (2007). "Characterization  of  tar  from  sawdust  gasified  in  the pressurized fluidized bed." Biomass and Bioenergy 31(4): 243-249.
Radwan,  A.  M.,  T.  Kyotani,  et  al.  (2000). "Characterization  of  coke  deposited  from cracking  of  benzene  over  USY  zeolite  catalyst." Applied  Catalysis  A:  General 192(1): 43-50.
S.H. Seok, S. H. C., E.D. Park, S.H. Han, J.S. Lee ((2002) ). "Catal. ." 209 6–15. Salema, A. A. and F. N. Ani (2011). " Microwave induced pyrolysis of oil palm biomass." Bioresource Technology 102(3): 3388-3395.
Simell, P. A. and J. B. s. Bredenberg (1990). "Catalytic purification of tarry fuel gas."
Fuel 69(10): 1219-1225.
Simell, P. K., E.; Sta¨hlberg, P (1992 ). "Formation and Catalytic Decomposition of Tars from Fluidized-Bed Gasification " Blackie Academic: London Vol. 1, pp 265-279.
Świerczyński,  D.,  S.  Libs,  et  al.  (2007). "Steam  reforming  of  tar  from  a  biomass gasification process over Ni/olivine catalyst using toluene as a model compound." Applied Catalysis B: Environmental 74(3–4): 211-222.
Thostenson,  E.  T.,  Chou,  T.W.,  (1999  ). "Microwave  processing:  fundamentals  and applications " Composites Part A 30 1055–1071.
Tomishige, K., M. Asadullah, et al. (2004). "Syngas production by biomass gasification using Rh/CeO2/SiO2 catalysts and fluidized bed reactor." Catalysis Today 89(4): 389-403.
X.L.  Zhu,  P.  P.  H.,  Y.P.  Zhang,  D.G.  Cheng  ((2008)  ). "  Appl.  Catal." B  81  132–140. Yin, C. (2012). "Microwave-assisted pyrolysis of biomass for liquid biofuels production." Bioresource Technology 120(0): 273-284.
Yu,  Q.  Z.,  C.  Brage,  et  al.  (2009). "Effects  of  Chinese  dolomites  on  tar  cracking  in gasification of birch." Fuel 88(10): 1922-1926.
Zainal, Z. A., A. Rifau, et al. (2002). "Experimental investigation of a downdraft biomass gasifier." Biomass and Bioenergy 23(4): 283-289.
Zhang,  R.,  W.  Jiang,  et  al.  (2010). "Hydrogen  production  from  lignite  via  supercritical water  in  flow-type  reactor." International  Journal  of  Hydrogen  Energy 35(21): 11810-11815.
Zhao,  Z.,  N.  Lakshminarayanan,  et  al.  (2009). "Optimization  of  thermally  impregnated Ni–olivine catalysts for tar removal." Applied Catalysis A: General 363(1–2): 64- 72.
PENULIS:

## ARIS WARSITA
1. School  of  Mechanical  Engineering,  Universiti  Sains  Malaysia,  Engineering  Campus, 14300 Nibong Tebal, Penang, Malaysia, aris_warsita1@yahoo.com.
2. Jurusan  Teknik  Mesin,  Sekolah  Tinggi  Teknologi  Nasional  Yogyakarta,  Jl.  Babarsari Caturtunggal, Depok, Sleman, 55281 Yogyakarta, Indonesia