Volume 14  No.1 Januari 2022 ISSN : 2085 – 1669 e-ISSN : 2460 – 0288 Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/jurtek Email :  jurnalteknologi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A

## PURIFIKASI BIOGAS BERBASIS ABSORBENT ZEOLIT DIAKTIVASI KOH, DAN NAOH TERHADAP KUALITAS BIOGAS
Farid Majedi 1,* , Agus Choirul Arifin 2 , Indah Puspitasari 3 , Shofyan Dwi Saputro 4 , Septian Nurfaranto 5
1,2,3,4,5 Program Studi Mesin Otomotif, Jurusan Teknik, Politeknik Negeri Madiun,
Jl. Serayu 84, Madiun, 63133
*E-mail: farid@pnm.ac.id
Diterima: 3 Juni 2021 Direvisi: 27 Juli 2021 Disetujui: 21 Desember 2021

## ABSTRAK
Cadangan  bahan  bakar  fosil  semakin  lama  semakin  menipis  dan  tidak  dapat  diperbaharui. Pilihan memanfaatkan sumber-sumber energi alternatif yang terbarukan dan ramah lingkungan hal cerdas yang sangat perlu  dilakukan.  Biogas  adalah  renewable  energy  dan  ramah  lingkungan  dan  murah.  Unsur  CO 2 dapat menggangu dalam proses pembakaran. Untuk menaikkan kualitas biogas dapat dengan cara menurunkan unsur CO 2 yang  mengganggu  dalam  proses  Purifikasi  adalah  salah  satu  cara  untuk  memurnikan  kandungan  unsur CO 2 Biogas.  Pembakaran. Penelitian ini dilakukan pemurnian  biogas dengan menyerap karbondioksida (CO 2 ) menggunakan zeolit yang diaktifasi dengan perlakuan panas 300 o C dan Kalium Hidroksida (KOH) serta larutan Natrium  Hidroksida  (NaOH)  yaitu  dengan  variasi  laju  aliran  biogas  yang  masuk  ke  purifier.  Pengujian dilakukan  pada  4  variabel  yaitu  biogas  non  purifikasi,  dengan  laju  3  l/m,  laju  5  l/m,  laju  7  l/m.  Berdasarkan penelitian  ini  diperoleh  hasil, Semakin  besar  kecepatan  aliran  biogas  maka  kandungan  CO 2 semakin kecil Dan kandungan CH 4 semakin meningkat. Kandungan CO 2 tererndah pada variablel 5 L/menit sebesar 2952,78  ppm.  Kandungan  Tertinggi  CH 4 yaitu  45845,25  ppm  pada  7  L/menit.  Kondisi  terbaik  penelitian  ini pada  variebel  aliaran  kecepatan  7  L/menit  dengan  kandungan  CH 4 dan  CO 2 sebesar  45845,25  ppm  dan  2967 ppm
Kata kunci: purifikasi, biogas. zeolit, KOH, NaOH

## ABSTRACT
Fossil  fuel  reserves  are  increasingly  depleting  and  non-renewable.  The  choice  of  utilizing  alternative  energy sources  that  are  renewable  and  environmentally  friendly  is  a  very  smart  thing  to  do.  Biogas  is  a  renewable energy  and  is  environmentally  friendly  and  inexpensive.  The  element  CO2  can  interfere  with  the  combustion process. To increase the quality of biogas, it is possible to reduce the interfering  CO2 element in the process. Purification  is  one  way  to  purify  the  CO2  content  of  biogas.  Burning.  In  this  study,  biogas  purification  was carried out by absorbing carbon dioxide (CO2) using zeolite which  was activated by heat treatment of 300oC and Potassium Hydroxide (KOH) and Sodium Hydroxide (NaOH)  solution, namely by varying the flow rate of biogas entering the purifier. The test was carried out on 4 variables, namely non-purified biogas, at a rate of 3 l/m, a rate of 5 l/m, and a rate of 7 l/m. Based on this study, the results obtained, the greater the flow  rate of biogas,  the  lower  the  CO2  content  and  the  higher  the  CH4  content.  The  lowest  CO2  content  at  variablel  5 L/minute was 2952.78 ppm. The highest content of CH4 is  45845.25 ppm at 7 L/minute.  The best condition of this research is the flow speed variable of 7 L/min with CH4 and CO2 content of 45845.25 ppm and 2967 ppm.
Keywords : purification, biogas. zeolite, KOH, NaOH

## PENDAHULUAN
Cadangan  bahan  bakar  fosil  semakin lama  semakin  menipis  dan  tidak  dapat diperbaharui (Majedi, Susanto, and Munarwan 2019). Pilihan  memanfaatkan  sumber-sumber energi  alternatif  yang  terbarukan  dan  ramah lingkungan  hal  cerdas  yang  sangat  perlu dilakukan(Prayugi, Sumarlan, and Yulianingsih  2015).  Biogas  dan  bioethanol mampu  menjadi  energy  alternatif  sebagai pengganti  bahan  bakar  fosil(Yudistirani  et  al.
2019),    Biogas  adalah renewable  energy dan ramah lingkungan dan murah. Biogas umumnya  terdiri  dari :  Methane (CH 4 ) = 55- 75% ,  Carbon  dioxide (CO 2 ) = 25-45% , Carbon  monoxide (CO) = 0-0,3% .  Nitrogen (N) = 1-5%. Hydroge (H 2 ) = 0-3%, Hydrogen sulfide (H 2 S) = 0,1-0,5%, Oxygen (O 2 ) = sisanya  (Suyitno,  Sujono,  and  Dharmanto 2010).
Dari  komposisi  biogas,  unsur  CO 2 menempati  urutan  nomer  2  setelah  gas  metan (CH 4 ).  Unsur  CO 2 dapat  menggangu  dalam proses pembakaran. Untuk menaikkan kualitas biogas  dapat  dengan  cara  menurunkan  unsur CO 2 yang mengganggu dalam proses Pembakaran. (Sutanto et al. 2017).
Dari beberapa penelitian tetang pemurnian  biogas  antara  lain:  Dengan  proses pemurnian  dengan  zeolit  alam  yang  telah diaktivasi menggunakan KOH dapat menurunkan kadar CO 2 (Hamidi, Wardana, and Widhiyanuriyawan  2011);  Pemurnian  biogas dari kandungan hidrogen sulfida (H 2 S) dengan NaOH,  (CuSO 4 ),  Fe (SO 4 ),  dalam packed column secara  kontinyu  dapat  mengurangi kadar  H 2 S  (Aditya  et  al.  2012) ; Pemurnian biogas  dengan  sistem  berlapis  menggunakan Fe2O3,  zeolit  sintetik  dan  zeolit  alam (Dienullah, Tira, and Padang 2018);
Pemurnian  biogas  melalui  kolom  beradsorben karbon  aktif  (Iriani  and  Heryadi  2014); Pemurnian  produk  biogas  dengan  metode absorbsi menggunakan larutan Ca(OH) 2 (Nadliriyah and Triwikantoro 2014);
Pemurnian  biogas  untuk  meningkatkan  nilai kalor  melalui  adsorpsi  dua  tahap  susunan  seri dengan  media  karbon  aktif  (Supriyanti  2018); Studi  tekno-ekonomi  pemurnian  biogas  dari limbah  domestik  (P,  Fahrurrozi,  and  Hidayat 2014); Peningkatan gas metana dan nilai kalori bahan  bakar  biogas  melalui  proses  pemurnian
dengan metode tiga lapis adsorpsi bahan padat (Fahriansyah, Sriharti, and Andrianto 2019),
Dari  penelitian  sebelumnya, . belum  ada yang  meneliti  dengan  menggabungkan  antara zeolit, KOH,  dan  NaOH  dengan  2  tingkat  alat prurifikasi..
Dengan  adanya  problem  ini  penulis mencoba  melakukan  riset  tentang  purifikasi biogas  berbasis absorbent zeolit  diaktivasi KOH,  dan  NAOH  terhadap  kualitas  biogas. Dalam  penelitian  ini  dilakukan  pemurnian biogas dengan menyerap karbondioksida (CO 2 ) menggunakan zeolit yang diaktifasi dengan  perlakuan  panas  300 o C  dan  Kalium Hidroksida  (KOH)  serta  larutan  Natrium Hidroksida  (NaOH)  yaitu  dengan  variasi  laju aliran  biogas  yang  masuk  ke purifier .
Pengujian  dilakukan  pada  4  variabel  yaitu biogas non purifikasi, dengan laju 3 l/m, laju 5 l/m,  laju  7  l/m.  Tujuan  dari  penelitian  ini adalah  untuk  mengetahui  hasil  purifikasi terhadap  kualitas  biogas  melalui  dua  alat purifier .

## METODE PENELITIAN Alat dan Bahan
Bahan  yang  digunakan  adalah  biogas dari  kotoran  sapi.  Alat  yang  digunakan  dalam penelitian  adalah  alat  purifikasi  kontinyu menggunakan  zeolit  yang  diaktifasi  dengan perlakuan panas 300 o C dan Kalium Hidroksida (KOH)  serta  larutan  Natrium  Hidroksida (NaOH).
Prosedur Pengujian Pengujian penurunan kadar CO 2 Penelitian  purifikasi  biogas  dengan alat purifikasi dilakulan pada instalasi eksperimen  (Gambar  1).  Sebelum  pengujian purifikasi, dilakukan persiapan sebagai berikut: zeolit  dengan  berat  750  gr  diaktivasi  dengan proses pemanasan hingga suhu 300 . Campur zeolit  dengan  KOH  dengan  berat  KOH  15% dari  berat  zeolit.  Setiap  lapisan  berat  zeolit 150gr  dan  KOH  22.5gr.  Masukkan  campuran zeolit  dan  KOH  kedalam purifie r  1  dengan  5 lapis.  Untuk  purifier  2  dimasukkan  campuran Air  Aquades  1  Liter  dengan  NaOH  30%  dari berat  air.  Proses  Pengujian:  Atur  aliran  gas dengan variasi laju aliran 3 L/menit, 5 L/menit, 7 L/menit. Pengujian purifikasi pada setiap laju aliran  selama  15  menit.  Hasil  biogas  purfikasi
Jurnal Teknologi 14 (1) pp 55-60 © 2022
dimasukkan wadah untuk dites kandungan CH 4 dan CO 2 .
Gambar 1. Instalasi Purifikasi
Keterangan gambar: 1.   Pipa inlet Purifier 1 2. Purifier 1 3. Purifier 2 4.   Bak penampung cairan NaOH dan aquades 5. Water pump 12 volt DC
6.   Pipa Outlet purifier 2

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh  Variasi  Aliran  Biogas  Terhadap Kadar CO 2
Gambar  2. Grafik  Kadar CO 2 dengan  Variasi Aliran Masuk Biogas
Gambar  2  merupakan  gambar  pengaruh aliran  masuk  terhadap  Kadar  CO 2 .  Dari gambar  2  menunjukkan  dengan  bertambah kecepatan  aliran  biogas  maka  kadar  CO 2 menurun.  Kadar  CO 2 3049,51  ppm  pada  3 L/menit menjadi 2952,78 ppm pada 5 L/menit atau  turun  3,17  %  dan  2967  ppm  pada  7 L/menit  atau  turun  2,7  %.  Pada  penelitin  ini, purifier 1 terdiri 5 lapis/tingkat   dengan setiap lapis  berisi  zeolit  diaktivasi  dengan  proses pemanasan  hingga  suhu  300 .  Campur  zeolit dengan  KOH  dengan  berat  KOH  15%  dari berat  zeolit.  Hal  ini  sesuai  hasi  penelitian Nurkholis Hamidi dkk (Hamidi, Wardana, and Widhiyanuriyawan  2011).  Zeolit  ditambah KOH dapat menyerap zat pengotor pada biogas
(Sriharti  1989).  Pada purifier 2  dimasukkan campuran  air  aquades  1  Liter  dengan  NaOH 30% dari berat air. Pada purifier kedua ini juga dapat  menyerap  gas  CO 2 .  Sesuai  dengan penelitian (Maarif et al. 2009), Gas CO 2 dalam biogas  dapat  terjadi  reaksi  kimia  dengan mengikat  gas  CO 2 bila  biogas  tersebut  dberi larutan NaOH. Persamaan reaksi yang terjadi :
CO 2(g) + 2NaOH (aq) Na 2 CO 3(s) + H 2 O (l)
Pengaruh  Variasi  Aliran  Biogas  terhadap Kadar CH 4
Gambar 3. Grafik Kadar CH 4 dengan Variasi Aliran Masuk Biogas
Gambar 3 menunjukkan dengan bertambah  kecepatan  aliran  biogas  maka semakin  tinggi  kadar  CH 4 .  Kadar  CH 4 35221,13  ppm  pada  3  L/menit  menjadi 43632,2  ppm  pada  5  L/menit  atau  naik  23,9%
% dan 45845,25 ppm pada 7 L/menit atau naik 30,1 %. Dengan semakin banyaknya CO 2 yang bereaksi  dengan  NaOH  maka  perbandingan konsentrasi  CH4  dengan  CO 2 menjadi  lebih besar  untuk  konsentrasi  CH 4 (Maarif  et  al. 2009).
Pengaruh  Variasi  Aliran  Biogas  terhadap Kadar CH 4 dan CO 2 Gambar  4  menunjukkan  pada  aliran biogas  7  L/menit  mempunyai  kandungan  CH 4 paling  tinggi  dibanding  dengan  perlakukan lain. Sementara kandungan CO 2 kecil disbanding  aliran  3  L/menit.  Penelitian  ini memberikan  yang  paling  baik  pada  kondisi aliran  7  l/menit.  Dalam  penelitian  ini menunjukkan  bahwa  alat  purifier  ini  dapat menyaring kandungan gas kotor yang ada pada biogas dan meningkatkan kandungan CH 4 pada biogas.
Gambar 4. Perbandingan CH4 dan CO2 pada Berbagai Kondisi Perlakuan pada Biogas

## KESIMPULAN
Semakin  besar  kecepatan  aliran  biogas  maka kandungan CO 2 semakin kecil Dan kandungan CH 4 semakin meningkat.

## DAFTAR PUSTAKA
Aditya,  Kusuma,  Aditya  Pricilia  Melisa,  Agus Hadiyarto, Jurusan Teknik, Kimia
Fakultas, Teknik Universitas, Diponegoro Semarang, and Jl Prof. 2012. “Pemurnian Biogas Dari Kandungan Hidrogen Sulfida.” Jurnal  Teknologi  Kimia  Dan Industri 1 (1): 389–95.
Dienullah,  Muhammad,  Hendry  Sakke  Tira, and Yesung Allo Padang. 2018. “Pemurnian  Biogas  Dengan  Sistem Berlapis  Menggunakann  Fe2O3,  Zeolit Sintetik Dan Zeolit Alam.” Poros 15 (1):
1. https://doi.org/10.24912/poros.v15i1.124 9.
Fahriansyah, Fahriansyah, Sriharti Sriharti, and Moeso  Andrianto.  2019.  “Peningkatan Gas  Metana  Dan  Nilai  Kalori  Bahan Bakar  Biogas  Melalui  Proses  Pemurnian
Dengan  Metode  Tiga  Lapis  Adsorpsi
Bahan  Padat.” Jurnal  Riset  Teknologi Industri 13 (2): 182.
https://doi.org/10.26578/jrti.v13i2.5328. Hamidi, Nurkholis, I N G Wardana, and Denny Widhiyanuriyawan.  2011.  “Peningkatan Kualitas  Bahan  Bakar  Biogas  Melalui Proses  Pemurnian  Dengan Zeolit  Alam.” Rekayasa Mesin 2 (3): 227–31.
Iriani,  Purwinda,  and  Ari  Heryadi.  2014. “Pemurnian  Biogas  Melalui  Kolom Beradsorben  Karbon  Aktif.” Sigma-Mu Politeknik Negeri Bandung 6 (2): 36–42.
Maarif,  Fuad,  L  C  Januar,  Jurusan  Teknik
Kimia,  Fakultas  Teknik,  Universitas Diponegoro  Semarang,  Jl  Prof,  Soedarto Semarang, and Telp Fax. 2009. “Absorbsi  Gas  Karbondioksida  (  CO  2  ) Dalam  Biogas  Dengan  Larutan  NaOH
Secara Kontinyu.” Junal  Teknik  Kimia 6 (2): 2–6.
Majedi,  Farid,  Fredy  Susanto,  and  Edi Munarwan.  2019.  “Perubahan  Kuantitas Dan  Nilai  Kalor  Char  Dengan  Variasi Temperatur Pada Pirolisis Limbah Brem.” Jurnal Teknologi 11 (2): 91–96. Nadliriyah,  Naqiibatin,  and  Triwikantoro.
2014. “Pemurnian Produk Biogas Dengan Metode  Absorbsi.” Jurnal  Sains  Dan Seni Pomits 3 (2): 107–11.
P,  Akhwari  Wahyu,  Moh  Fahrurrozi,  and Muslikhin  Hidayat.  2014.  “Studi  Tekno- Ekonomi Pemurnian Biogas Dari Limbah Domestik.” Jurnal  Rekayasa  Proses 6 (2): 43–50. https://doi.org/10.22146/jrekpros.4695. Prayugi, Ginanjar Eko, Sumardi Hadi Sumarlan,  and  Rini  Yulianingsih.  2015.
“Pemurnian  Biogas  Dengan  Sistem Pengembunan Dan Penyaringan
Menggunakan  Beberapa  Bahan  Media The Biogas Purification by Condensation and  Filtering  System  Using  Several Materials.” Jurnal  Keteknikan  Pertanian Tropis Dan Biosistem 3 (1): 7–14.
Sriharti,  Sriharti.  1989.  “19041-37992-1- SM.Pdf.” Agritech 9 (2): 2–15.
Supriyanti,  Yanti.  2018.  “Pemurnian  Biogas
Untuk Meningkatkan Nilai Kalor Melalui Adsorpsi  Dua  Tahap  Susunan  Seri Dengan Media Karbon Aktif.” ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik,  Teknik  Telekomunikasi,  & Teknik Elektronika 4 (2): 185. https://doi.org/10.26760/elkomika.v4i2.1
85.
Sutanto,  Rudy,  Kusuma  Wardani,  Arif Mulyanto, Nurchayati Nurchayati, Pandri Pandiatmi,  Achmad  Zainuri,  and  Sinarep Sinarep.  2017.  “Analisis  Pemakaian Bahan  Bakar  Biogas  Termurnikan  Pada Unjuk  Kerja  Motor  Bakar.” Dinamika Teknik Mesin 7 (1): 1–6. https://doi.org/10.29303/d.v7i1.1. Suyitno,  Agus  Sujono,  and  Dharmanto.  2010. “Teknologi Biogas Pembuatan,
Operasional,  Dan  Pemanfaatan.” Graha Ilmu 1: 107.
Jurnal Teknologi 14 (1) pp 55-60 © 2022
Yudistirani, Sri Anastasia, Kisman H Mahmud,
Frisca Amalia Ummay, and Anwar Ilmar Ramadhan.  2019.  “Analisa  Performa
Mesin  Motor  4  Langkah  110Cc  Dengan Menggunakan Campuran Bioetanol-
Pertamax.” Jurnal  Teknologi 11  (1):  85– 90.