## REAKTOR MICROWAVE EFEKTIF DALAM PENGHAPUSAN TAR MODEL BIOMASSA DENGAN PENGUNAAN KATALIS DAN PENAMBAHAN AIR
Aris Warsita 1,2

## ABSTRAK
Penghapusan  tar  efektif  dengan  perlakuan  katalis  dan  penambahan  air pada reaktor microwave , sehingga didapatkan energi intensif dan effektif dipromosikan  untuk  menghapuskan  tar  dari  gasifikasi  biomassa.  Toluena dan  naftalena digunakan dalam percobaan  ini sebagai senyawa tar model biomassa  gasifikasi  dengan  perlakuan  katalis  pada  suhu  pemanasan  dari 700°С-900°С  untuk  dolomit  dan  nikel,  sedangkan  500°  -700°С  pada  Y- zeolit,  ruthenium  dan  rhodium  dengan  waktu  tinggal  (0-0,24)  detik. Karakteristik penambahan air merupakan teknik baru dan akan dijelaskan dalam  makalah  ini.  Pada  pembelajaran  ini  menjelaskan  bahwa  toluena jauh  lebih  mudah  untuk  dihapus dari  pada  naftalena,  sedangkan  rhodium mempunyai  unjuk  kerja  paling  tinggi  dibandingkan  dolomite,  Y-zeolite, nikel,  dan  ruthenium.  Jelaga  tidak  ditemukan  penghapusan  tar  model  ini dan  benar-benar  bersih  selama  penghapusan  katalis.  Pengaruh  dari pemanasan  ini  tidak  hanya  penghapusan  tar,  tetapi  terjadinya  reaksi radikal  yang  dihasilkan  oleh microwave sehinggga  didapatkan  konversi tar  menjadi  gas-gas  berguna.  Hasil  penelitian  menunjukkan  pengunaan berbagai  katalis  dengan  tar  model  toluena  dan  naftalena  bersifat  asam dengan  luas permukaan  yang besar, sehingga mempunyai berpotensi bisa digunakan pada suhu reaksi lebih rendah dari 500°С.
Kata Kunci: Penghapusan, Tar, Katalis, Microwave , Air

## PENDAHULAN
Sekarang  ini  permintaan  energi  dunia  meningkat  dan  ada  isu  bahwa  efek pembakaran  bahan  bakar  fosil  yang  berdampak  pada  terjadinya  pemanasan  global  serta diprediksi  bahwa  bahan  bakar  minyak  akan  segera  habis.  Oleh  karena  itu  pemanfaatan energi  terbarukan  sudah  merupakan  kebutuhan  mendesak.  Sebagai  salah  satu  sumber
1 School of Mechanical Engineering, Universiti Sains Malaysia, Engineering Campus, 14300 Nibong Tebal, Penang, Malaysia
2 Jurusan Teknik Mesin, Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Yogyakarta, Jl. Babarsari Caturtunggal, Depok, Sleman, 55281 Yogyakarta, Indonesia
energi  terbarukan  adalah  kotoran  hewan  yang  mengandung  energi  dan  juga  energi biomassa  berasal  dari  tanaman.  Gasifikasi  merupakan  metode  konversi  kimia  untuk mengubah kandungan energi biomassa menjadi bahan bakar lebih praktis dan bersih untuk produksi  gas  sintesis  (syngas),  serta  banyak  lagi  potensi  bahan  bakar  ini (Hu  and  Lu 2009; Grieco, Gervasio et al. 2013). Bahan bakar cair dengan Fischer-Tropsch, produksi kimia,  dan  pembangkit  listrik  (turbin,  mesin  gas  atau  sel  bahan  bakar)  serta  gas  gas  di turbin, mesin gas, dan sel bahan bakar karena sangat sulit dihapus dan mudah kental pada permukaan  saluran  pada  suhu  rendah (Świerczyński,  Libs  et al.  2007;  Mastellone  and Zaccariello 2013) .  Oleh  karena  itu  dalam pemanfaatan  selanjutnya  tar harus  dihapuskan dengan  mengkonversikan  tar  menjadi  gas-gas  berguna  disesuaikan  dengan  mesin penggunanya.
Penghapusan  katalis  adalah  salah  satu  teknik  dengan  metode  pengubahan  tar  ke menjadi gas H 2 , CH 4 , CO 2 dan CO dalam kandungan gas. Penghapusan tar dengan katalis dilakukan  pada  suhu  di  kisaran  (500-900) ⁰ C  bisa  dengan  berbagai  katalis  seperti  katalis femali, CO, katalis berbasis Ni, dolomit, olivin dan Y-zeolit yang telah banyak dipelajari. Y-zeolit  menunjukkan  aktivitas  katalis  yang  baik  untukpenghacur  tar  dan  menghasilkan sejumlah  kecil pembentukan  kokas pada katalis (Chang, Chang et al. ; Dou, Gao et al. 2003). (Dou, Gao et al. 2003) Mendapatkan hasil bahwa Y-zeolit mampu menghapuskan hampir  100%  dengan  menggunakan  1-methylnaphthalene  sebagai  tar  model.  Katalis  Y- zeolit  baik digunakankan  untuk  oksidasi  parsial  dan  dalam  hidrokarbon.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  ikatan  logam  transisi  meningkat  dengan  peningkatan  aktivitas  Y- zeolit untuk konversi hidrokarbon dan peningkatan tingkat keasaman Y-zeolit (oleh ikatan hidrolisis),  serta  penyerapan  unsur  oksigen (Ribeiro,  Santos  et  al.  2010). Penambahan tembaga di Y-zeolit (CuNaHY Y-zeolit) digunakan sebagai oksidasi toluena dan berguna pada  penghapusan  kokas  yang  terbentuk  dalam  proses  reaksi  ( Ribeiro,  Santos  et  al. 2010 ). Teknologi penghapusan tar dapat dibagi  menjadi dua kelompok : penghapusan di dalam  gasifier  (metode  utama)  dan  penghapusan  setelah  gasifier  (metode  sekunder). Pemanasan,  katalis, mekanik pemisahan menggunakan siklon, filter, dan scrubber adalah metode  sekunder  penghapusan  tar.  Penghapusan  dalam  gasifier  mendapatkan  perhatian lebih karena dapat menghilangkan aktifitas metode sekunder dan metode ini telah terbukti efektif.  Pendekatan  yang  berbeda  telah  dilakukan:  (a)  pilihan  parameter  operasi,  (b)
penggunaan  bed  dengan  penambahan  bahan  katalis,  dan  (c)  modifikasi  gasifier  ini termasuk dalam metode perawatan utama ( Bridgwater, 1994 ).
Sutton,  Kelleher  et  al.  (2001) mendapatkan  hasil  dari  percobaan  yang  mereka lakukan  bahwa  aktivitas  katalis  dengan  komposisi  utama  Ni  pada  proses  gasifikasi konversi  tar,  ini  terjadi  pada  suhu  550 ⁰ C  didalam  reactor  dengan  menggunakan  kuarsa. Pengoperasian  sebuah  reaktor  dengan  aliran  penghubung  bed  tetap  pada  kedua  ujung depan  mengunakan  katalis  Ni  dengan  mempertahankan  suhu  800ºC.  Katalis  dapat  juga dibuat  dengan  tanpa  kandungan  Ni  diantaranya:  Al 2 O 3 ,  ZrO 2 ,  TiO 2 ,  SiO 2 ,  dan  MOR1 sebagai bahan katalis pengahapus tar. Katalis dengan perlakuan kalsinasi kandungan 5wt% Ni  dan  ditambahkan  dengan  dua  katalis  untuk  mempercepat  reaksi  Ni  dan  Al  dengan perbandingan mol 3:17 dan 1: 3 Ni: Al. Laju aliran  gas diukur untuk memastikan  semua katalis  aktif  dan  tidak  terjadi  pengendapan. Sutton,  Kelleher  et  al.  (2002) melakukan percobaan  dengan  membandingkan  aktivitas  katalis  pengendapan  dengan  perbandingan 03:17  Ni/Al  dengan  1%  berat  Ru/Al 2 O 3 dan  1%  berat  Pt/ZrO2  untuk  kering  (CO 2 ) reformasi  CH 4 dan  C 3 H 8 pada  suhu 450ºC - 800ºC. Asadullah,  Miyazawa  et al. (2003) mengembangkan katalis dengan komponen utama Rh untuk mendapatkan penghapusan tar pada  gasifikasi  dengan  suhu  rendah  pada  selulosa  dan  biomassa.  Laporan  pertama Asadullah,  Miyazawa  et  al.  (2004) ,  katalis  dengan  Rh,  Ru,  Pt,  Pd,  dan  Ni  telah digunakan dalam reaktor fluidized bed untuk mengubah menjadi gas selulosa pada 550ºC. Kandungan  logam  pada  katalis  adalah  1.2x10 -4 mol/g  lapis.  Konversi  karbon  untuk  gas berkisar  antara  80%  -100%,  dengan  Rh  katalis/CeO 2 dapat  dilakukan  dengan  baik. Asadullah,  Miyazawa  et  al.  (2004) pada  penelitian  selanjutnya,  pengaruh  katalis  Rh dengan berbagai campuran antara lain: CeO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgO, dan SiO 2 ini digunakan pada  gasifikasi  suhu  rendah  selulosa.  Konversi  karbon  untuk  gas  berkisar  antara  68%- 100% dengan Rh/CeO 2 katalis ini menunjukkan unjuk kerja yang baik. Modofikasi katalis Rh  selanjutnya  dengan  penambahan  SiO 2 dalam  kandungannya  dan  menghasilkan  Rh katalis/CeO 2 /SiO 2 dengan 35% berat SiO 2 (Asadullah, Miyazawa et al., 2004).
Metode sekunder dan primer pada proses perubahan uap katalis adalah teknik yang sangat  menarik  dalam  penghapusan  tar (Milne  TA,  1998) .  Dolomit  dengan  perlakuan kalsinasi  yang  paling  banyak  digunakan  sebagai  katalis  non  logam  untuk  konversi  tar (Rapagná, Provendier et al. 2002; Taralas and Kontominas 2006; Perez-Martinez D 2006  ) namun  mempunyai  ketahanan  gesekan  rendah  dan  mudah  terbawa  membuat
mereka tidak layak untuk digunakan dalam reaktor fluidized bed. Solusi efektif untuk tar reforming  diusulkan  ( Corella,  1999 )  bahwa  penempatan  bed  tetap  dengan  dolomit perlakuan  kalsinasi untuk mengurangi kandungan tar, diikuti  kondisi bed tetap Ni katalis reformasi  reaktor  beroperasi  pada  suhu  800 ⁰ C.  Olivine  mineral  lain  alami  yang  telah menunjukkan  aktivitas  dalam  konversi  tar  dengan  perlakuan  kalsinasi  seperti  dolomit (Rapagná,  Provendier  et  al.  2002;  Devi,  Ptasinski  et  al.  2005). Keuntungan  olivine mineral  dibandingkan  dengan  dolomit  adalah  mempunyai  ketahanan  gesekan  tinggi sehingga memungkinkan penggunaan langsung sebagai katalis utama dalam fluidized bed gasifiers. Dari pembahasan di atas jelaslah bahwa pengembangan katalis yang efektif dan stabil  untuk  penghapusan  tar  adalah  sangat  penting  untuk  teknik  pengembangan  NH 3 dalam  pembersihan  dalam  kondisi  panas.  Hal  ini  terjadi  pada  reaksi  reformasi penghapusan  uap  kering  tar  dan  terbentuknya  amonik  pada  reaksi  endotermik  dan membutuhkan  energi  aktivasi  tinggi  bila  tidak  digunakan  katalis  yang  sesuai.  Dengan ulasan  ini  akan  berfokus  pada  perkembangan  terakhir  dan  aplikasi  katalis  untuk menghilangkan tar pada kondisi gas panas dan amonia dari gasifikasi biomassa.
Perlakuan kalsinasi dolomit dihasilkan aktivitas konversi tar yang lebih baik dalam proses gasifikasi biomassa (Aznar ,1997) . Kegiatan ini tergantung pada di mana dolomit alam  didapatkan (Yu,  Brage  et  al.  2009;  Gusta  2009  ). Penggunaan  Y-zeolit  untuk konversi  biomassa  tar  juga  telah  dilaporkan  tetapi  terbatas.  Dalam  banyak  literatur biomassa senyawa tar model dipublikasikan dengan gas produser seperti benzena, toluena, naftalena, dan 1-Methylnaphthalene (Radwan, Kyotani et al. 2000; Buchireddy, Bricka et al. 2010; Anis, Zainal et al. 2013) . Y-zeolit alami dikalsinasi untuk menghilangkan tar dari gasifikasi biomassa telah diaplikasikan dalam percobaan (Chiang, Chen et al. 2012; Mun,  Kim  et  al.  2013) .  Pada  Tabel  1.  Karakteristik  senyawa  tar  model  yang  umum disajikan.
Microwave iradiasi adalah metode pemanasan alternatif telah berhasil diterapkan untuk biomassa pirolisis (Bu, Lei et al. 2012; Wang, Hisada et al. 2012). Dibandingkan dengan proses pemanasan konvensional di mana panas dipindahkan dari permukaan ke inti dari materi melalui  konduksi didorong oleh  gradien  suhu, oven microwave menginduksi panas  pada  tingkat  molekuler  dengan  konversi  langsung  dari  energy  elektromagnetik menjadi panas (Farag, Kouisni et al. 2014) dan akan memberikan hasil pemanasan dalam seragam untuk bahan partikel. Kelebihan lainnya respon sesaat microwave cepat start-up
dan  shutdown.  Selain  itu  dalam  proses  operasinya  mudah  dan  bila  disesuaikan  tersedia teknologi industri skala besar. Pemanasan microwave adalah teknologi siap digunakan dan dikembangkan biaya rendah ( Anis, Zainal et al. 2013 ). Meskipun banyak keuntungan dari pemanasan microwave atas  metode pemanasan  tradisional  dan  beberapa  kemajuan  yang dibuat dalam biomassa pirolisis, belum ada penelitian yang telah melakukan dalam proses gasifikasi  biomassa  menggunakan  teknologi microwave .  Dengan  tujuan  untuk mendapatkan kondisi yang optimal dan kinerja teknis diusulkan microwave pemanasan tar proses  pengolahan  katalisator  didapat  suhu  yang  cepat  di  dalam  reaktor,  berbagai parameter termasuk bahan  susceptor ukuran partikel, tinggi tempat bed, laju alir  gas dan daya listrik diuji. Selanjutnya dalam penghapusan tar dengan katalis serta penambahan air, lima  katalis  akan  dipergunakan  (dolomite,  Y-zeolit,  nikel,  ruthenium,  dan  rhodium), berbagai  variasi  suhu,  persentase  campuran  air-tar,  waktu  tinggal,  dan  menggunakan senyawa tar model antaranya: toluena dan naftalena.
Tabel 1 : Karakteristik Senyawa Tar Model Yang Umum
(Milne TA 1998.; Taralas and Kontominas 2004)

## METODE PENELITIAN
Bahan
Sebagai senyawa tar model yang merupakan unsur tar biomassa (Simell, Hepola et al.  1997) digunakan  toluena  dan  naftalena  (kelas  komersial).  Naftalena  (C10H8)  adalah poli-aromatik  ringan  hidrokarbon  (LPAH)  bersenyawa  ring  dua  merupakan  kelas  4  tar, sementara  toluena  (C7H8)  adalah  hidrokarbon  aromatik  ringan  (LAH)  dengan  senyawa ring  satu  yang  merupakan  kelas  3 tar. Klasifikasikan  tar  masuk  dalam  kelas  3  dan  4  tar (Milne  TA  1998) adalah  tar  biomassa  yang  dihasilkan  oleh  bed  fluidized  dan  gasifiers downdraft. Nitrogen dimurnikan (99.999%) sebagai gas pembawa tar model menguap dan menjaga tetap tidak berubah digunakan selama proses penghapusan. Dalam penelitian ini
dilakukan  lima  bahan  katalis:  dolomite,  Y-zeolit,  nikel,  ruthenium,  dan  rhodium digunakan untuk menghilangkan senyawa tar. Y-zeolit adalah katalis komersial sementara Dolomit  adalah  mineral  alami,  sedangkan  Nikel,  Rutenium  dan  Rhodium  adalah  katalis sintetis.  Sebagai  bahan  susceptor  empat  ukuran  partikel  silikon  karbida  diuji  dalam penelitian  ini (SiC):  F10,  F12,  F14 dan  F16. Seperti  pada  Tabel  2.  spesifikasi  sifat  fisik dari  SiC  sesuai  dengan  FEPA-Standard  42-GB-1984  R  1993  dan  42-GB-1986  R  1993 yang  disebut  SiC  sebagai  bahan  susceptor microwave yang  dapat  menyerap  dan mengubah energi gelombang mikro ke kalor secara konduksi dengan dielektrik tinggi dan waktu relaksasi sesuai dengan perubahan arah gelombang microwave (Thostenson 1999).
SiC  mempunyai  sifat  yang  sangat  bagus  dan  juga  efek  terhadap  katalitis  dalam dekomposisi tar (Simell, Hepola et al. 1997).
Tabel 2. Spesifikasi Silikon Karbida (SiC).

## Kalsinasi Katalis
Tar  terbentuk  selama  pirolisis  adalah  salah  satu  isu utama, pirolisis  katalitik atau gasifikasi sangat menjanjikan berpotensi dalam pengurangan tar (Lv, Chang et al. 2003).
Penggunaan  katalis  dalam  gasifikasi  biomassa  telah  menarik  banyak  perhatian.  Dalam penelitian ini, lima jenis katalis dolomit, y-zeolit, nikel, ruthenium dan rhodium dikalsinasi dan digunakan untuk penghapusan senyawaa tar model. Perlakuan kalsinasi pada dolomit telah lebih efektif, lebih murah, dan berlimpah dari pada zeolit yang sudah terbukti secara signifikan  dapat  mengurangi  kadar  tar  dari  gas  produk  dari  gasifier.  Namun  kalsinasi dolomit secara signifikan aktif bila dilakukan pada suhu di atas 500 ⁰ C.
Proses pembuatan dolomit alam itu digiling dan diayak partikel dengan ukuran 0.2-
0.5  mm,  selanjutnya  dikalsinasi  dalam  oven  meredam  pada  950 ⁰ C  selama  3  jam. Perlakuan  kalsinasi  dolomit,  zeolit,  nikel,  ruthenium  dan  rhodium  digunakan  sebagai katalis dalam penelitian ini ditampilkan dalam table 3. Dolomit, Y-zeolit, nikel, ruthenium dan rhodium digunakan untuk menyelidiki pengaruh katalis pada perlakuan penghapusan senyawa  tar  model.  Katalis  yang  dikalsinasi  di  bawah  aliran  udara  selama  1  jam  pada 900 ⁰ C  untuk  dolomit  dan  nikel  sedangkan  pada  550 ⁰ C  selama  2  jam  untuk  Y-zeolit, ruthenium  dan  rhodium.  Dolomit  memiliki  ukuran  partikel  600  μm  dengan  bulk  density 1.33  g  cm-3.  Hal  ini  terutama  terdiri  dari  34.69  wt.%  CaO,  15.06  wt.%  MgO  dan  2.34 wt.% SiO2. Y-zeolit adalah katalis komersial bubuk (CBV720) dengan bulk density 0.26 g cm-3 dan SiO2 / Al2O3 dari 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 8.9 g/ml pada 25 ⁰ C.  Ruthenium  secara  komersial 246047-72-3 dengan  C46H65Cl2N2PRu, dan  848.97 g/mol. Rhodium adalah  komersial 33409-86-3 dengan C17H18NORh, dan berat molekul 355.24 kgm-3.

## Peralatan Penelitian
Peralatan  utama  eksperimental  terdiri  dari oven microwave dimodifikasi,  reaktor, tar  generator,  pencampuran,  tar  kolektor,  dan  sistem  pengukuran.  Sebuah  diagram skematik  dari  peralatan  eksperimen  disajikan  pada  gambar  1.  Sebuah microwave oven domestik dimodifikasi (Panasonic, NN-SM330 M) dengan daya output maksimum 700 W dan frekuensi 2450 MHz, yang dilengkapi dengan daya variabel disesuaikan dengan waktu digunakan  dalam  percobaan.  Sebuah  reaktor  (25,4  mm  id  dan  160  mm  panjang)  secara vertikal  dipasang  di  ruang microwave terbuat  dari  bahan  keramik  (alumina)  tahan terhadap  suhu  hingga  1600 ⁰ C.  Bahan  isolasi  (selimut  asbes)  melindungi  reaktor  untuk mencegah suhu yang berlebihan di dalam ruang microwave . Sebuah thermocouple K-type
digunakan  untuk  memonitor  suhu  dalam  ruang microwave .  Dalam  reaktor  dan  bahan isolasi  transparan  untuk  iradiasi microwave .  Reaktor  berisi  materi  susceptor  (SiC)  dan detektor  suhu  K-type  thermocouple)  di  pusat  reaktor.  Bahan  susceptor  didukung  pada tumpuan  stainless  steel.  Sistem  ini  dirancang  sedemikian  rupa  sehingga  bahan  susceptor dalam reaktor dapat dengan mudah dilakuan bokar-pasang dalam perbaikan.
Tabel 3. Karakteristik Katalis
Pembangkit tar (100 mm id, 120 mm tinggi) dengan tabung pencampuran (50 mm id,  mm  tinggi  100)  terbuat  dari  stainless  steel.  Pembangkit  tar  dirancang  untuk menguapkan  toluene-air  dan  naftalena-air  dimana  pencampuran  digunakan  untuk memastikan homogenitas tar dalam kondisi gas. Pembangkit tar dipanaskan oleh kompor gas untuk mempercepat penguapan tar pada suhu 250 ⁰ C. Kamar pencampuran dipanaskan oleh  pemanas  induksi  untuk  memastikan  suhu  selama  uap  tar  mengalir  dalam  sistem perpipaan  dengan  memasang  isolasi  mengunakan  asbes.  Model  keseimbangan  mikro analisis TB-413 dengan akurasi 0.001g digunakan untuk menentukan massa toluena  atau naftalena  menguap  sebelum  penghapusan  panas-katalis  dan  tidak  terjadi  pengentalan semala proses.
Gambar 1 : Skema Dari Peralatan Eksperimen Untuk Model Tar Konversi.

## Penambahan Air
Proses  terjadinya  gas  pada  gasifikasi  udara-uap  dengan  reaksi  mempunyai  peran utama menghasilkan H 2 adalah air-gas dan reaksi pergeseran air-gas (Persamaan (1) - (4))
(Lv,  Chang  et  al  2003.). Reaksi  perubah  uap  metana  (Persamaan  (4))  berpengaruh terbentuknya terhadap H 2 .
C + H 2 O → CO + H 2 (water-gas reaction, ΔH = 131.3 kJ/mol) (1)
C + 2H 2 O →CO2 + 2H 2 (water-gas reaction, ΔH = 89.7 kJ/mol) (2) CO + H 2 O →CO2 + H 2 (water-gas shift reaction, ΔH = 41.2 kJ/mol) (3) CH4 + H 2 O→ CO + 3H 2 (methane steam reforming reaction, ΔH = 206kJ/mol) (4)
Persamaan  (1  –  4)  memberikan  penjelasan  bhawa  reaksi  dari  senyawa-senyawa pada  kondisi  panas  siap  beraksi  dan  bila  ditambah  dengan  senyawa  air,  maka  akan didapatkan  senyawa  baru.  Pemanasan  yang  terjadi  didalam  reaktor  membuat  terjadinya
reaksi  penghapusan  tar  sekaligus  konversi  gas  bermanfaat  H 2 ,  CO,  CO 2 ,  dan  CH 4 .  H 2 merupakan hasil reaksi yang didapatkan dari C, CO, dan CO 2 dengan adanya penambahan air pada suhu tertentu didalam reaktor pemanas microwave , sedangkan dihasilkanya CO, CO 2 , dan CH 4 dapat dijelas persamaan reaksi (7 – 17). Pengaruah penambahan air didalam reaktor pemanas merupakan salah satu penentu terbentuknya H 2 , disamping kondisi panas dalam reaktor tersebut. Pengaruh penambahan panas merupakan factor penting terjadinya peningkatan  H 2 ,  namun  juga  terjadi  sebaliknya  ( Lu,  Guo  et  al.  2007;  Skoulou,
Kantarelis et al. 2009 ). CH 4 mempunyai sifat hampir sama dengan H 2 dengan perlakuan penambahan  air  semakin  tinggi  harga  yang  didapat,  namun  hal  ini  harus  didukung  juga dengan kenaikan suhu (Lu, Guo et al. 2007).
CO  terbentuk  dengan  proses  reaksi  dekomposisi  tar,  raeaksi  perubah  air  gas,  dan juga  reaksi  reformasi  uap,  sedangkan terbentuknya  CO 2 adalah pada  reaksi dekomposisi tar,  reaksi  perubahan  air-gas,  dan  juga  reaksi  reformasi  uap.  Pada  terbentuknya  dua senyawa  CO  dan  CO 2 terhadap  perlakuan  panas  adalah  nilai  CO  akan  bertambah  bila perlakuan  panas  dinaikan  suhunya  sedangkan  berbeda  dengan  CO 2 akan  berkurang  bila perlakuan suhu dinaikan (Kruse 2008) .

## Analisis Data
H 2 , CO, CO 2 , CH 4 dan N 2 terdeteksi di setiap analisa gas, sedangkan hidrokarbon C 2 -C 3 tidak terdeteksi. Untuk setiap tes perubahan penguapan nilai rata-rata dari H 2 , CO, CO 2 , dan CH 4 di dapatkan 85% total gas pada nilai pengukuran. Hal ini diketahui bahwa laju aliran nitrogen selalu tetap selama pengujian pada perubahan uap dengan demikian isi N2 rata-rata dapat ditentukan dengan menghitung hasil dari H 2 , CO, CO 2 dan CH 4 setiap kali  percobaan.  Berdasarkan  produk  gas,  konversi  toluena  (XC7H8)  dapat  dihitung menurut persamaan (5), yang didefinisikan dalam hal karbon dalam produk gas (CO, CO 2 , CH 4 ) dibagi dengan karbon dalam toluena tersebut.
Kandungan hidrogen H 2 dihitung sesuai dengan persamaan (6), dan isi gas lainnya dihitung dengan cara yang sama:
= [ ] [ ] [ ] [ ] (5)
Perhitungan hidrogen dinyatakan dengan potensi stoikiometri yang sesuai dengan konversi total toluena menjadi H 2 menurut reaksi (6):
2 = [ ] [ ]
(6)
H 2 , CO, CO 2 dan CH 4 mempunyai jumlah gas dapat ditentukan dengan persamaan 5  dan  6  sedangkan,  sedangkan  proses-proses  reaksinya  dapat  ditentukan  dengan persamaan  (7-17).  Setelah  mendapatkan  nilai  dari  harga-harga  gas  kita  akan  dapatkan harga HHV hasil konversi tar menjadi gas-gas bermanfaat.
Selanjutnya  pada  persamaan  berikut  dapat  digunakan  untuk  menentukan penghapusan tar pada perlakuan panas dan analisis gas hidrogen (Virginie, Courson et al. 2010;  Virginie,  Adánez  et  al.  2012).  (Skoulou,  Swiderski  et  al.  2009) Suhu  tinggi menyebabkan  peningkatan  produksi  H 2 karena  terjadi  reaksi  penghapusan  tar  (Reaksi  7) serta beberapa reaksi steam reforming.
Tar thermal decomposition: Tar ↔ CO2 + CO + H2 + CH4 + lighter volatiles = Q kJ/mol (7) Oxidation : C + O2 ↔ CO2 + 393 kJ/mol (8) Partial oxidation : C + 1/2O2 ↔ CO + 110 kJ/mol (9) Water gas shift reaction : C +H2O ↔ CO + H2 118.9 kJ/mol (10) C + 2H2O ↔CO2 + 2H2 90.2 kJ/mol (11) Steam reforming reactions Primary : CH4 +H2O ↔CO + 3H2 − 206.3 kJ/mol (12) Secondary : CH4 + 2H2O ↔CO2 + 4H2−165 kJ/mol (13) CO-steam reaction : CO + H2O ↔CO2 + H2 + 40 kJ/mol (14) Boudouard reaction : C + CO2 ↔2CO − 173.8 kJ/mol (15) Dry reforming : CH4+CO2↔2CO+H2O-247.3 kJ/mol (16) Methanation : C + 2H2 ↔CH4 +74.82 kJ/mol. (17)
Sebagian  besar  reaksi  uap  terjadi  dengan  endotermik  dan  sebagai  pendukung dihasilkannya  H 2 pada  suhu  tinggi  dengan  waktu  tinggal  (Reaksi  (10),  (11),  (12),  (13),
(14)).  Perilaku  tersebut  menunjukkan  bahwa  produksi  CO  mudah  didapatkan  dengan proses  reaksi  (8),  (10),  (12),  dan  (16).  Khusus  CH 4 pada  suhu  tinggi  akan  terjadi perubahan  reaksi  uap  metana  dengan  menghasilkan  karbon  dioksida  dan  monoksida. Kecenderungan akan dihasilkan penurunan CH 4 adalah terlihatnya pada suhu yang diikuti terjadi reaksi endotermik, ini pada persamaan (12), (13), (16) dan (17).

## Analisa Tar Dan Produksi Gas
Analisis  gas  dilakukan  dengan  menggunakan  perangakat  kromatografi  gas  (GC) CP 4900 dengan detektor konduktivitas termal (TCD). Dua kolom yang digunakan adalah pora  plot  Q  dan  5  Å  ayakan  molekul  dengan  helium  sebagai  gas  pembawa.  Suhu  dari kedua injektor dan detektor  yang ditetapkan pada 110 ⁰ C. Suhu pora plot Q dan 5 kolom saringan molekuler Å disimpan pada suhu 80 ⁰ C dan 150 ⁰ C. Komponen produk cair yang ditentukan  dengan  menggunakan  kromatografi  gas  7890-5975C  Agilent/  spektrometer massa (GC/MS) dengan HP-5 MS kolom kapiler. Helium digunakan sebagai gas pembawa pada laju alir 1,2 mL/menit. Ukuran injeksi adalah L 1l dengan rasio split 1:10. Suhu oven awal adalah 40 ⁰ C diadakan selama 3 menit dan kemudian meningkat menjadi 290 ⁰ C pada tingkat 5 ⁰ C/menit, dan diadakan di 290 ⁰ C selama 5 menit, sedangkan injektor dan detektor dipertahankan  pada  suhu  konstan  250 ⁰ C  dan  230 ⁰ C.  Senyawa  diidentifikasi  dengan membandingkan  spektrum  massa  yang  diperoleh  dari  Institut  Nasional  Standar  dan Teknologi (NIST) perpustakaan data massa spektral.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengaruh Penghapusan Tar Katalis Dengan Penambahan Air
Reaksi  penambahan  air  ditunjukan  pada  persamaan  (18-22).  Reaksi  ini  dianggap sebagai  reaksi  kesetimbangan  dengan berbagai  variabel  tergantung pada  konsentrasi  gas, suhu, dan tekanan. Namun dalam dalam kenyataannya tidak akan tercapai didalam reaktor 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  peningkatan  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  peningkatan  eksotermik  reaksi  pergeseran  air-gas.  Reaksi  utama  yang  berkaitan dengan  uap  ditunjukkan  pada  persamaan  (18)  -  (22),  menggunakan  toluena  sebagai senyawa tar model. Tar steam reforming reactions:
C7H8 +7H2O → 7CO + 11H2 (18) C7H8 +14H2O →7CO +18H2 (19)
Methane steam reforming reaction: CH4 +H2O → CO + 3H2 (20) Water–gas shift reactions: C + H2O →CO + H2 (21) CO + H2O → H2 + CO2 (22)
Pergeseran  gas  air  (WGS)  reaksi  (Persamaan  21)  meningkatkan  konsentrasi  H 2 dengan mengorbankan CO, tapi menghasilkan lebih CO 2 juga. Oleh karena itu didapatkan nilai  kalor  yang  lebih  tinggi  (HHV)  dari  produk  gas  bila  dibandingkan  dengan  tanpa mengunakan  uap.  Pada  gambar  2  menunjukkan  bahwa  penghapusan  tar  dengan perbandingan  tar-air  (W/T);  0.3  untuk  berbagai  katalis  yang  digunakan  serta  nilai pemanasan panas (HHV). Nilai yang dihasilkan optimal bahwa terdapat unsur-unsur kimia yang stoikiometri dengan perbandingan air dan tar. Perbandingan kurang dari (W/T): 0.3 ion-ion  air  yang  terdapat  dalam  campuran  tar  kurang  sehingga  terjadi  pasangan  reaksi berkurang  dan  dihasilkan  penghapusan  rendah,  begitu  sebaliknya  dengan  perbandingan berlebih  air,  maka  tidak  cukup  waktu  bisa  terjadinya  penghapusan  tar.  Penghapusan  tar dengan menggunakan katalis optimum diperoleh: 97% dolomit, 97% Y-zeolit, 97% nikel, 95% ruthenium dan 97% rodium, didapatkan peningkatan nilai pemanasan panas (HHV) masing-masing (5.71, 4.79, 5.86, 5.86, dan 5, 60) MJ Nm ⁻ ³.
Gambar 2. Pengaruh Penghapusan Tar dengan Penambahan Air Perlakuan Berbagai Jenis Katalis untuk Mendapatkan Titik Optimum

## Produk Akhir Penghapusan Katalis Tar Model
Pengaruh katalis (dolomit, nikel, Y-zeolit, ruthenium, dan rhodium) pada efisiensi penghapusan tar diuji pada suhu yang sama (700 ⁰ C) menggunakan toluene dan naftalena sebagai  model  senyawa  tar.  Hasil  penelitian  menemukan  bahwa  dolomit  dan  rhodium menunjukkan  efisiensi  penyisihan  tar  rendah  dibandingkan  dengan  Y-zeolit,  nikel  dan ruthenium dalam semua kondisi diselidiki (campuran air-tar dan perlakuaan suhu).
Pengujian  ini  dikelompokkan  menjadi  dua  kelompok  dolomit  perlakuan  yang sama,  nikel  dan  Y  zeolit,  ruthenium,  rhodium  keduanya  diperlakuan  pada  suhu  700 ⁰ C. Efisiensi  penghapusan  toluene  sekitar  (63,  66,  17,  26,  dan  29)%  diamati  untuk  dolomit, nikel  dan  Y-zeolit,  ruthenium, dan  rhodium  masing-masing  pada  suhu 700 ⁰ C dan  waktu tinggal  gas  0.12-0.18  detik.  Seperti  halnya  dalam  penghapusan  toluena,  aktivitas penghapusan  dolomite  dan  nikel  juga  rendah  dari  Y-zeolit,  ruthenium  dan  rhodium. Seperti halnya dalam penghapusan toluena, aktivitas dolomit pada penghapusan naftalena juga  rendah  dari  Y-zeolit (Anis,  Zainal  et  al.  2013) .  Perbedaan  dalam  kegiatan  ini terutama disebabkan  oleh  perbedaan  sifat  fisik  dan  kimia  dari  kedua  katalis  seperti  yang ditunjukkan  pada  tabel  3.  Literatur  menunjukkan  bahwa  diameter  pori  rata-rata  dolomit umumnya di atas 600 μm sementara Y-zeolit memiliki ukuran pori sekitar 7.4 μm ( Gusta 2009 ). Di sisi  lain,  ( Gates  1992 ) dimensi  molekul  toluena  dan  naftalena  berada dalam kisaran  0.49-0.73  μm.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  ukuran  pori  kedua  katalis memungkinkan toluena dan naftalena untuk berdifusi ke pori-pori mereka.
Dalam  kebanyakan  kasus,  aktivitas  katalitik  yang  lebih  tinggi  dari  Y-zeolit, ruthenium dan rhodium dibandingkan dengan dolomit dan nikel, sebagaimana mempunyai sifat  asam  akan  yang  mendukung  penghapusan  toluena  dan  naftalena.  Selain  itu  dengan aktivitas  yang  tinggi  Y-zeolit,  ruthenium,  dan  rodium  luas  permukaan  yang  lebih  tinggi permukaan  (780  m2g ⁻ 1)  dari  dolomit  dan  nikel. (Dou,  Gao  et  al.  2003;  Buchireddy, Bricka et al. 2010) melaparkan bahwa aktivitas Y-zeolit, ruthenium dan rhodium terhadap konversi model tar diperoleh pemanasan konvensional.
Penghapusan  toluena  menggunakan  dolomit,  nikel,  Y-zeolit,  ruthenium,  dan rhodium sebagai katalis pada berbagai suhu diuji ditunjukkan pada Gambar. 3 (a), 3 (b), 4 (a), 4 (b), dan 5. Dalam penghapusan toluena dilakukan dengan  kisaran  suhu 700-900 ⁰ C untuk  dolomit  dan  nikel  dan  500-700 ⁰ C  untuk  Y  zeolit,  ruthenium  dan  rhodium.  Suhu
memainkan  peran  penting  dalam  penghapusan  model  tar,  seperti  yang  dijelaskan sebelumnya. Didapatkan produk kental dan jelaga menurun diikuti dengan meningkatnya produk gas dengan penambahan suhu. Gambar 3(a) dan 3(b) menunjukkan bahwa hampir sepertiga dari produk terkondensasi telah dihapus dari 700 ⁰ C ke 900 ⁰ C selama perlakuan katalis  pada  tar  model  toluena  menggunakan  dolomite  dan  nikel.  Didapat  hasil  produk kental sekitar (63.1-30.1)% dan (66.75- 26.25)% pada perlakuan suhu 700 ⁰ C dan 900 ⁰ C.
Gambar 3: Produk Akhir Selama Penghapusan Katalis Tar Model Toluena dengan Katalis (a) Dolomit dan (b) Nikel
Perbandingan  penghapusan  toluena  menggunakan  dolomit,  nikel,  Y  zeolit, rutenium, dan rodium juga ditunjukkan dalam gambar 4(a), 4(b), dan 5. Di bawah kondisi operasi  dengan  suhu  700 ⁰ C penggunaan  di  Y  zeolit,  ruthenium  dan  rhodium  didapatkan reaktivitas  lebih  tinggi  dari  dolomit  dan  nikel.  Penghapusan  toluena  menunjukkan perbaikan  yang  signifikan  pada  suhu  yang  lebih  tinggi  di  mana  H 2 dan  CH 4 muncul sebagai  produk  penting  bagi  semua  katalis.  Menurut  penelitian  sebelumnya  bahwa
naftalena  adalah  tar  model  yang  paling  stabil  dan  dengan  unsur  sulit  untuk  dihapus menggunakan dolomit sebagai  katalis (Devi, Ptasinski et al. 2005) . Jelaga pada dolomit dan  nikel  permukaan  juga  diamati  di  bawah  kondisi  percobaan.  Sebagian  kecil  dari dolomit dan nikel menjadi hitam terutama pada bagian bawah dan seterusnya berubah abu- abu.  Hal  ini  disebabkan  dolomit  dan  nikel,  memiliki  ukuran  pori  yang  lebih  tinggi memungkinkan  reaksi  model  tar  di  permukaan,  meskipun  luas  permukaan  adalah  lebih kecil dari Y-zeolit, ruthenium dan rhodium. Semua percobaan katalis toluena penghapusan dilakukan  pada  kisaran  suhu  700-900 ⁰ C  untuk  dolomit  dan  nikel,  sedang  pada  Y-zeolit, ruthenium dan rhodium pada suhu 500-700 ⁰ C. Sebagai bahan pertimbangan lainya adalah Y-zeolite  cukup  membutuhkan  suhu  yang  relatih  rendah  (maksimal  700 ⁰ C)  sedangkan bahan katalis lainnya Si/Al rasio rendah seperti A-, X dan untuk perbandingan tinggi Si/Al rasio seperti ZSM-5 diperlukan suhu 1300 ⁰ C ( Gates 1992 ). Hasil pada Gambar. 3 (a), 3 (b),  4  (a),  4  (b),  dan  5  menunjukkan  bahwa  penghapusan  model  tar  meningkat  secara signifikan sebagai kenaikan suhu mulai 750 ⁰ C untuk dolomit dan nikel pada 550 ⁰ C untuk Y zeolit, ruthenium dan rhodium.
Gambar 4 : Produk Akhir Selama Penghapusan Katalis Tar Model Toluena dengan Katalis (a) Y-Zeolite dan (b) Ruthenium
Peningkatan perlakuan suhu lebih lanjut belum mampu menghapus toluena dengan mengunakan  semua  katalis  signifikan.  Angka  tersebut  juga  menunjukkan  dengan  jelas reaktivitas berbeda penghapusan toluena dengan  dolomit, nikel, Y-zeolit, ruthenium, dan rhodium sebagai katalis penghapus tar. Penurunan produk butiran hitam berkurang dengan peningkatan  suhu  selama  penghapusan  dengan  toluena  dan  naftalena,  seiring  itu  terjadi peningkatan  penghapusan  tar  dengan  reaksi  pembentukan  dan  jelaga  seperti  yang ditunjukkan pada Pers. (18) - (22). Luas permukaan lebar, ukuran pori-pori dan sifat asam dari  semua  katalis  juga  mendukung  reaksi  pembersihan  dan  terjadi  pembentukan  jelaga dalam kondisi diselidiki. Hasil dari produk gas meningkat dengan suhu, sebagai hasilnya. H2  dan  CH4  menunjukkan  peningkatan  eksponensial  dalam  hasil  untuk  semua  katalis digunakan penghapusan toluena. Selain itu pada suhu tertinggi percobaan didapat produksi utama selama pengobatan katalis dengan tar model toluena menggunakan dolomit, nikel, Y-zeolit, ruthenium, dan rhodium
Jelaga  diendapkan  pada  permukaan  katalis  selanjutnya  untuk  menghilangkan toluena dan menghilangkan  jelaga mulai menurun di atas suhu 850 ⁰ C untuk dolomit dan nikel sementara pada 550 ⁰ C di Y zeolit, ruthenium dan rhodium. (Radwan, Kyotani et al. 2000) Pada  daerah  suhu  tinggi  jelaga  disimpan  terutama  di  saluran  katalis  sehingga menurunkan luas permukaan.
TGA tes secara umum menunjukkan bahwa mayoritas jelaga  yang terbentuk pada katalis  adalah  jelaga  berat  (kandungan  C  tinggi)  yang  hanya  dapat dibakar  pada  suhu di atas 550 ⁰ C di Y zeolit, ruthenium, rhodium dan sementara 850 ⁰ C untuk dolomit dan nikel. Ini  sebagai  alasan  untuk  menghilangkan  toluena  dengan  semua  katalis  digunakan  pada suhu di atas 550 ⁰ C dan 650 ⁰ C pada dua kelompok perlakuan suhu. (Buchireddy, Bricka et al. 2010) Mempunyai alasan lain karena hilangnya luas permukaan katalis terjadi pada suhu  di  atas  500 ⁰ C.  Penghapusan  Tar  dengan  berbagai  katalis:  dolomit,  nikel,  Y-zeolit, ruthenium dan rhodium dengan perlakuan panas  pada 900 ⁰ C untuk katalis dolomite dan nikel  sedangkan  pada  700 ⁰ C  untuk  katalis  Y-zeolit,  ruthenium  dan  rhodium  diperoleh harga tertinggi masing-masing adalah: (96.97, 97.37, 96.57, 94.75, 97.13)% penghapusan tar  berdasarkan  suhu  diperoleh  pada  tertinggi  ruthenium  dan  terrendah  adalah  nikel. Secara  keseluruhan  dengan  perbedaan  suhu  penghapusan,  dapat  ditentukan  bahwa: rhodium >> Y zeolit> nikel> dolomit> ruthenium.
Penghapusan model tar relatif tinggi untuk toluena dan naftalena melalui perlakuan katalitik dalam penelitian ini tidak hanya disebabkan oleh waktu tinggal  yang lama, suhu tinggi dan  aktivitas  katalis  tetapi  juga  karena  peningkatan  kandungan  energi  tar  molekul karena  intensitas  tinggi  radiasi  elektromagnetik  seperti  yang  disebutkan  juga  oleh (Vreugdenhil  2009  ).  (Yin  2012) Sebagai  contoh  toluena  sebagai  model  tar  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  memiliki  kemampuan  untuk  menyerap  energi elektromagnetik dengan tangen kehilangan 0.04.
Gambar 5. Produk Akhir Selama Penghapusan Katalis Tar Model Toluena dengan Katalis Rhodium
Laju  percepatan  reaksi  selama  iradiasi microwave telah  secara  luas  disebut microwave tidak  berdampak  pada  pemanasan.  ( Gedye  and  Wei  1998 )  Perbandingan dengan  pemanasan  konvensional,  penghapusan microwave dapat  meningkatkan  laju reaksi  dari  reaksi  organik  sekitar  10-1200  kali.  Meskipun  jelaga  yang  dihasilkan  selama pengobatan  thermocatalytic  toluena  dalam  penelitian  ini  dapat  mengurangi  aktivitas katalis,  namun  juga  memiliki  efek  positif  dalam  pengolahan microwave yang  mampu menyerap energi gelombang mikro, sehingga getaran frekuensi tinggi dari molekul, energi gerak, dan pemanasan sendiri menjadi lebih efektif dalam penghapusan tar.

## Konversi Tar Menjadi Gas Bermanfaat
Konversi  tar  menjadi  gas  bermanfaat  ditunjukkan  pada  gambar:  6(a),  6(b),  7(a), 7(b), dan 8 dari proses penghapusan  katalis akan mengubah tar menjadi  gas-gas:  H 2 , O 2 , CO,  CH 4 dan  CO 2 ,  sehingga  akan diperoleh  peningkatan  nilai  pemanasan  panas  (HHV).
Dalam percobaan dilakukan pada suhu 500-900 ⁰ C penghapusan  katalis dan pengambilan sampel  gas  untuk  pengujian  pada  gas  kromatografi  (GC).  Senyawa  H 2 ,  O 2 ,  dan  CH 4 meningkatan  dengan  kenaikan  suhu,  akan  terdapat  peningkatan  kandungan  (vol.  %), sementara  CO  dan  CO 2 dengan  kenaikan  suhu  terjadi  pengurangan  jumlah  gas  (vol. %). Pada  gambar  6(a)  menunjukan  perlakuan  penghapusan  tar  dengan  katalis  dolomite sehingga  terjadi  peningkatan  jumlah  gas  75%  H2  dengan  perlakuan  penghapusan  suhu 700-900 ⁰ C.  Peningkatan  kenaikan  suhu  berdampak  juga  pada  penambahan  jumlah  gas sebesar  74%,  namun  terjadi  penurunan  pada  gas  CO  dan  CO 2 masing-masing  24%  dan 26%.  Peningkatan  jumlah  gas-gas  bermanfaat  sangat  penting  pengaruhnya  pada  nilai pemanasan  panas  (HHV)  sebesar  15%.  Peningkatan  kandungan  H2  dan  CH 4 adalah indikasi  yang  menunjukkan  pada  suhu  tinggi  campuran  tar-air  dapat  dengan  mudah bergerak  dan  bereaksi.  Sementara  penurunan  CO  dan  gas  CO 2 menunjukkan  ion  gas pembentuk  menurun.  Peningkatan  jumlah  gas  H 2 dengan  penghapusan  tar  dan penambahan  air  dapat  dijelaskan  pada  persamaan:  (18,  19,  20,  21,  dan  22).  Tar  model toluene  (C 7 H 8 ),  gas  methana  (CH 4 ),  karbon  (C),  dan  karbodioksida  (CO)  bila  beraksi dengan  air  (H 2 O),  maka  akan  terjadi  reaksi  dan  menghasilkan  gas  H 2 .  Jadi  dengan peningkatan  suhu  pada  senyawa-senyawa  tersebut  akan  beraksi  dengan  senyawa  air  dan dihasilkan jumlah gas H 2 .
Penghapusan  tar  dengan  katalis  nikel  dihasilkan  konversi  gas-gas  bermanfaat  di tunjukan pada gambar 6(b). Pengujian ini dilakukan pada suhu 700-900 ⁰ C dengan waktu tunggu gas didalam reaktt penghapusan 0,12-0,18 detik. Peningkatan  jumlah terjadi pada H2 dan CH 4 sebesar 67% dan 74%, sedang terjadi penurunan untuk CO dan CO 2 dengan jumlah tar 5% dan 6%. Pada konversi tar menjadi  gas berguna  ini  kenaikan  jumlah  nilai pemanasan  panas  sebesar  6%.  Penurunan  jumlah  gas  CO  dengan  penghapusan  tar  dan penambahan air dapat dijelaskan pada persamaan: (18, 19, 20, dan 21). Tar model toluene (C 7 H 8 ),  gas  methana  (CH 4 ),  dan  karbon  (C)  bila  beraksi  dengan  air  (H 2 O),  maka  akan terjadi reaksi dan menghasilkan penurunan gas CO. Ini sebabkan karena peningkatan suhu pada perlakuan reaksi menghasilkan CH4, terbentuk gas methane tersebut membutuhkan lebih banyak unsur karbon, sehingga harus mengambil senyawa pada gas CO untuk dapat terbentuk jumlah gas CH 4 . Jadi dengan peningkatan suhu pada senyawa-senyawa tersebut akan  beraksi  dengan  senyawa  air  dan  dihasilkan  penurunan  jumlah  gas  CO.  Terjadinya penurunan gas CO sangat menguntung baik untuk kesehatan dan lingkungan.
Gambar 6. Pengaruh Penghapusan Tar Dengan Katalis: (a) Dolomite dan (b) nikel untuk Mendapatkan Gas-Gas Bermanfaat dan HHV
Y-zeolite  katalis  mempunyai  unjuk  kerja  yang  baik  sehingga  layak  dipromosi sebagai  salah  satu  katalis  penghapus  dan  pengkonversi  tar  menjadi  gas-gas  bermanfaat dalam  peningkatan  nilai  pemanasan  panas  (energi)  dan  sangat  menguntungkan  secara ekonomis,  ini  diperlihatkan  pada  gambar  7(a).  Pada  suhu  500-700 ⁰ C  pengujian  katalis dilakukan, 0.12-0.18 detik waktu tunggu gas melewati ruang reactor, peningkatan jumlah gas 53%  untuk  H2  sedangkan  2%  pada CH 4 , dan  14%  hasil  yang  didapatkan pada  nilai pemanasan panas dari 4.11 -4.79 MJ Nm ⁻ ³. Peningkatan  jumlah  gas CH 4 saat penghapusan tar  dengan  penambahan  air  dapat  dijelaskan  pada  persamaan:  (7  dan  17).  Tar  model toluene (C 7 H 8 ) dan karbon (C) bila beraksi dengan air (H 2 O) pada suhu tinggi, maka akan terjadi  reaksi  dan  menghasilkan  peningkatan  jumlah  gas  CH 4 .  Terbentuknya  gas  CH 4 memerlukan senyawa dalam banyak unsur-unsur C dan H. Jadi pada suhu reaksi senyawa- senyawa  tersebut  akan  beraksi  dengan  senyawa  air  dan  menghasilkan  jumlah  gas  CH 4 . Terbentuknya  gas  CH 4 memerlukan  senyawa  dalam  banyak  unsur-unsur  C  dan  H.  Jadi
pada  suhu  reaksi  senyawa-senyawa  tersebut  akan  beraksi  dengan  senyawa  air  dan menghasilkan jumlah gas CH4.
Gambar  7.  Pengaruh  Penghapusan  Tar  dengan  Katalis:  (a)  Y-zeolite  dan  (b)  ruthenium untuk mendapatkan gas-gas bermanfaat dan HHV
Pada  gambar  7(b)  menunjukan  perlakuan  penghapusan  tar  dengan  katalis ruthenium  sehingga  terjadi  peningkatan  jumlah  gas  72%  H 2 dengan  perlakuan penghapusan  suhu  500-700 ⁰ C.  Peningkatan  kenaikan  suhu  berdampak  juga  pada penambahan  jumlah  gas  CH 4 sebesar  31%,  namun  terjadi  penurunan  pada  gas  CO  dan CO 2 masing-masing  11%  dan  78%.  Peningkatan  jumlah  gas-gas  bermanfaat  sangat penting  pengaruhnya  pada  nilai  pemanasan  panas  (HHV)  sebesar  9%.  Peningkatan kandungan H 2 dan CH 4 adalah indikasi yang menunjukkan pada suhu tinggi campuran tar- air  dapat  dengan  mudah  bergerak  dan  bereaksi.  Sementara  penurunan  CO  dan  gas  CO 2 menunjukkan  ion  gas  pembentuk  menurun.  Penurunan  jumlah  gas  CO2  dengan penghapusan tar dan penambahan air dapat dijelaskan pada persamaan: (2, 3, 7, 8, 11, 13, 14, dan 22). Tar model toluene (C 7 H 8 ), gas methana (CH 4 ), karbon (C), dan karbodioksida
(CO) bila beraksi dengan air (H 2 O), maka akan terjadi reaksi dan menghasilkan gas CO 2 . Penurunan  jumlah  gas  CO 2 yang  terjadi  ini  sebagai  akibat  dari  terbentuk  gas  CH 4 yang memerlukan lebih banyak senyawa unsur C.
Katalis  rhodium  merupakan  katalis  yang  mempunyai  unjuk  kerja  sangat  baik dengan perlakuan panas hanya 500-700 ⁰ C dan mampu menghapuskan tar sebesar 91-96%
. Pada gambar 8 diperlihatkan rhodium katalis mampu mengkonversi tar sebesar 5.60 MJ N m ⁻ ³, selain  juga menghasilkan peningkatan  jumlah gas bermanfaat sebesar 71% untuk H 2 dan 37% untuk CH 4 .
Gambar 8. Pengaruh Penghapusan Tar Pada Penambahan Air Dengan Katalis Rhodium untuk Mendapatkan Gas-Gas Bermanfaat dan HHV

## KESIMPULAN
Sebuah  sistem  penghapusan  tar  dengan  pemanans microwave mempunyai spesifikasi:  energi  yang  butuhkan  rendah,  intensif,  cepat,  dan  efektif  telah  terbukti dikembangkan  untuk  penghapusan  katalis  dengan  senyawa  tar  model.  Dihasilkan  suhu 1200 ⁰ C dengan waktu 20 menit iradiasi di dengan daya 700 W, pada tinggi bed 120 mm, dan gas laju aliran gas 2 LPM. Proses penghapusan  katalis dengan toluena dan  naftalena terjadi  pada  suhu  antara  500 ⁰ C  sampai  900 ⁰ C.  Jelaga  muncul  sebagai  produk  utama selama  pengobatan  termal  dari  naftalena.  Sedangkan  didapatkan  juga  jelaga  bebas  gas diperoleh  dengan  menggunakan  berbagai  katalis.  Dalam  penelitian  didapatkan penghapusan  tar  tertinggi  dengan  katalis  rhodium  sebesar  97%,  peningkatan  H2  sebesar
71,  dan  nilai  panas  kalor  (HHV)  5,67  MJ  Nm -3 pada  suhu  penghapusan  700 ⁰ C.  Katalis nikel  menghasilkan  penghapusan  tertinggi  dibandingkan  dengan  dolomite,  Y-zeolite, ruthenium dan rhodium  yang digunakan dalam penelitian  ini. Namun secara keseluruhan dengan  perbedaan  suhu  penghapusan,  dapat  ditentukan  bahwa:  rhodium  >>  Y  zeolit> nikel> dolomit> ruthenium.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  E-Science  Fund  diberikan  dari  Departemen  Ilmu, Teknologi  dan  Inovasi  (MOSTI)  Malaysia  bersama  dengan  RUI  dan  PRGS  Hibah Universiti Sains Malaysia dalam melaksanakan pekerjaan ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Anis,  S.,  Z.  A.  Zainal,  et  al.  (2013).  " Thermocatalytic  treatment  of  biomass  tar  model compounds via radio frequency." Bioresource Technology 136(0): 117-125.
Asadullah, M., T. Miyazawa, et al. (2004). "A comparison of Rh/CeO2/SiO2 catalysts with steam  reforming  catalysts,  dolomite  and  inert  materials  as  bed  materials  in  low throughput fluidized bed gasification systems." Biomass and Bioenergy 26(3): 269- 279.
Asadullah, M., T. Miyazawa, et al. (2003). 64 Catalyst development for low temperature gasification of biomass: Function of char removal in fluidized bed reactor. Studies in Surface Science and Catalysis . M. O. Masakazu Anpo and Y. Hiromi, Elsevier. Volume 145: 307-310.
Aznar,  J.  s.  D.  a.  M.  a.  P.  (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, 1535-1543.
Bridgwater,  A.  V.  (1994). "Catalysis  in  thermal biomass  conversion." Applied  Catalysis A: General 116(1–2): 5-47.
Bu, Q., H. Lei, et al. (2012). "A review of catalytic hydrodeoxygenation of lignin-derived phenols from biomass pyrolysis." Bioresource Technology 124(0): 470-477.
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.
Chang,  A.  C.  C.,  L.-S.  Chang,  et  al. "Steam  reforming  of  gasification-derived  tar  for syngas production." International Journal of Hydrogen Energy(0).
Chiang, K.-Y., Y.-S. Chen, et al. (2012). "Effect of calcium based catalyst on production of synthesis gas in gasification of waste bamboo chopsticks." International Journal of Hydrogen Energy 37(18): 13737-13745.
Corella, J. O. o., A.; Toledo, J. M (1999 ). "Biomass Gasification with Air in a Fluidized Bed:  Exhaustive  Tar  Elimination  with  Commercial  Steam  Reforming  Catalysts  " Energy Fuels 13, 702-709.
Devi,  L.,  K.  J.  Ptasinski,  et al. (2005). "Catalytic  decomposition of biomass  tars:  use  of dolomite and untreated olivine." Renewable Energy 30(4): 565-587.
Dou, B., J. Gao, et al. (2003). "Catalytic cracking of tar component from high-temperature fuel gas." Applied Thermal Engineering 23(17): 2229-2239.
Farag, S., L. Kouisni, et al. (2014). "Lumped Approach in Kinetic Modeling of Microwave Pyrolysis of Kraft Lignin." Energy & Fuels 28(2): 1406-1417.
Gates, B. C. (1992 ). " Catalytic Chemistry " Wiley & Sons Inc., Singapore. Gedye, R. N. and J. B. Wei (1998). Canadian Journal of Chemistry 76(5): 525-532.
Grieco,  E.  M.,  C.  Gervasio,  et  al.  (2013). "Lanthanum–chromium–nickel  perovskites  for the catalytic cracking of tar model compounds." Fuel 103(0): 393-397.
Gusta,  E.,  Dalai,  A.K.,  Uddin,  M.A.  (2009  ). "Catalytic  decomposition  of  biomass  tars with dolomites " Energy Fuels 23 2264–2272.
Hu,  X.  and  G.  Lu  (2009). "Investigation  of  the  steam  reforming  of  a  series  of  model compounds  derived  from  bio-oil  for  hydrogen  production." Applied  Catalysis  B: Environmental 88(3–4): 376-385.
Kruse,  A.  (2008). "Supercritical  water  gasification." Biofuels,  Bioproducts  and Biorefining 2(5): 415-437.
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.
Lv,  P.,  J.  Chang,  et  al.  (2003). "Biomass  Air−Steam  Gasification  in  a  Fluidized  Bed  to Produce Hydrogen-Rich Gas." Energy & Fuels 17(3): 677-682.
Mastellone,  M.  L.  and  L.  Zaccariello  (2013). "Metals  flow  analysis  applied  to  the hydrogen production by catalytic gasification of plastics." International Journal of Hydrogen Energy 38(9): 3621-3629.
Milne  TA,  E.  R.  (1998.). "Biomass  gasi  cation  “tars” :  their  nature,  formation  and conversion " NREL, Golden, CO, USA Report no. NREL/TP-570-25357
Mun, T.-Y., J.-W. Kim, et al. (2013). "Air gasification of dried sewage sludge in a two- stage gasifier: Part 1. The effects and reusability of additives on the removal of tar and  hydrogen  production." International  Journal  of  Hydrogen  Energy  38(13): 5226-5234.
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. 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.
Rapagná, S., H. Provendier, et al. (2002). "Development of catalysts suitable for hydrogen or syn-gas production from biomass gasification." Biomass and Bioenergy 22(5): 377-388.
Ribeiro,  A.  M.,  J.  C.  Santos,  et  al.  (2010). "PSA design for  stoichiometric adjustment of bio-syngas for methanol production and co-capture of carbon dioxide." Chemical Engineering Journal 163(3): 355-363.
Simell, P. A., J. O. Hepola, et al. (1997). "Effects of gasification gas components on tar and ammonia decomposition over hot gas  cleanup  catalysts." Fuel  76(12):  1117- 1127. Skoulou, V., E. Kantarelis, et al. (2009). "Effect of biomass leaching on H2 production,  ash  and  tar  behavior  during  high  temperature  steam  gasification (HTSG)  process." International  Journal  of  Hydrogen  Energy  34(14):  5666-5673. Sutton, D., B. Kelleher, et al. (2001). "Investigation of nickel supported catalysts for  the  upgrading  of  brown  peat  derived  gasification  products." Bioresource Technology 80(2): 111-116.
Sutton, D., B. Kelleher, et al. (2002). "Catalytic conditioning of organic volatile products produced by peat pyrolysis." Biomass and Bioenergy 23(3): 209-216.
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.
Taralas,  G.  and  M.  G.  Kontominas  (2004). "Kinetic  modelling  of  VOC  catalytic  steam pyrolysis  for  tar  abatement  phenomena  in  gasification/pyrolysis  technologies."
Fuel 83(9): 1235-1245.
Taralas, G. and M. G. Kontominas (2006). "Pyrolysis of solid residues commencing from the  olive  oil  food  industry  for  potential  hydrogen  production." Journal  of Analytical and Applied Pyrolysis 76(1–2): 109-116.
Thostenson,  E.  T.,  Chou,  T.W.,  (1999  ). "Microwave    processing:  fundamentals  and applications " Composites Part A 30 1055–1071. Virginie,  M.,  J.  Adánez,  et  al.  (2012). "Effect  of  Fe–olivine  on  the  tar  content  during biomass gasification in a dual fluidized bed." Applied Catalysis B: Environmental 121–122(0): 214-222.
Virginie, M., C. Courson, et al. (2010). "Toluene steam reforming as tar model molecule produced  during  biomass  gasification  with  an  iron/olivine  catalyst." Comptes Rendus Chimie 13(10): 1319-1325.
Vreugdenhil, B. J., Zwart, R.W.R (2009 ). "Tar formation in pyrolysis and gasification." Wicks, G.G., Clark, ECN-E-08-087.
Wang,  L.,  Y.  Hisada,  et  al.  (2012). "Catalyst  property  of  Co–Fe  alloy  particles  in  the steam reforming of biomass tar and toluene." Applied Catalysis B: Environmental 121–122(0): 95-104.
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.
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