## Jurnal Teknik Kimia USU
Journal homepage: https://talenta.usu.ac.id/jtk
Pengaruh  Laju  Alir  Biogas  dan  Ukuran  Partikel  Pembentuk  Pelet terhadap  Penyisihan  Karbon  Dioksida  (CO 2 )  dalam  Biogas  dengan Proses  Adsorpsi  -  Desorpsi  Menggunakan  Adsorben  Berbasis  Zeolit Alam untuk Peningkatan Kualitas Biogas
Effect  of  Mixed  Biogas  Flow  Rate  and  Particle  Size  Pelletizer  on  Adsorption  - Desorption  System  for  Carbon  Dioxide  (CO 2 )  Removal  in  Biogas  using  Natural Zeolite - Based Adsorbent to Improve the Biogas Quality
Rivaldi Sidabutar * , Bambang Trisakti, Irvan
Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater Kampus USU, Medan, 20155, Indonesia * Email: rivaldi@usu.ac.id
Article history:

## ABSTRAK
Adsorpsi merupakan proses molekul fluida mengalami kontak pada permukaan suatu  material  padat.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  penyisihan  gas  karbon dioksida (CO 2 ) dalam biogas menggunakan pelet adsorben berbasis zeolit alam dengan  proses  adsorpsi  dan  desorpsi  CO 2 dari  adsorben  menggunakan  udara. Penyisihan CO 2 dilakukan untuk menentukan persen penyisihan CO 2 ( removal efficiency ) dengan variasi laju alir biogas (100 mL/menit, 300 mL/menit, dan 500 mL/menit)  dan  variasi  jenis  pelet  adsorben  (ukuran  partikel,  waktu  aktivasi, waktu  kalsinasi,  dan  perlakuan  aktivasi  dealuminasi).  Penentuan  persen penyisihan  CO 2 dilakukan  dengan  mengalirkan  biogas  ke  dalam  kolom  dan dikontakkan dengan adsorben secara kontinu selama 30 menit dan gas keluaran ditampung  dalam gas  collector untuk  dianalisa  kandungan  CO 2 sisa.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  penyisihan  CO 2 terbaik  yaitu  97,7% menggunakan adsorben dengan ukuran partikel 140 mesh , kalsinasi 4 jam, waktu aktivasi  90  menit,  dan  aktivasi  dealuminasi  pada  laju  alir  100  mL/menit. Karakteristik kurva breakthrough menyajikan karakteristik profil “S” pada laju alir konstan (100 mL/menit).
Kata kunci: adsorpsi, desorpsi, adsorben, zeolit, karbon dioksida

## ABSTRACT
Adsorption  is  the  process  of  fluid  molecules  contacting  the  surface  of  a  solid material. This study aims to remove carbon dioxide (CO 2 ) gas in biogas using natural zeolite-based adsorbent pellets by adsorption and desorption of CO 2 from the adsorbent using air. CO 2 removal was carried out to determine the percentage of CO 2 removal efficiency with variations in biogas flow rates (100 mL/minute, 300  mL/minute,  and  500  mL/minute)  and  variations  in  the  type  of  adsorbent pellets  (particle  size,  activation  time,  calcination  time,  and  dealumination activation treatment). Determination of the percentage of CO 2 removal is carried out by flowing the biogas into the column and contacting it with the adsorbent continuously for 30 minutes and the output gas is collected in a gas collector to analyze  the  remaining  CO 2 content.  The  results  showed  that  the  best  CO 2 removal was 97.7% using an adsorbent with a particle size of 140 mesh, 4 hours of calcination, 90 minutes of activation time, and dealumination activation at a flow rate of 100 mL/minute. The breakthrough characteristic curve presents the characteristic “S” profile at constant flow rate (100 mL/minute).
Keyword: adsorption, desorption, adsorbent, zeolite, carbon dioxide
Diterima : 3 November 2022 Direvisi : 22 November 2022 Disetujui : 20 Januari 2023 Mulai online : 24 Maret 2023 E-ISSN: 2337-4888

## How to cite:
Rivaldi  Sidabutar,  Bambang  Trisakti,
Irvan.  (2023).  Pengaruh  Laju  Alir Biogas dan Ukuran Partikel Pembentuk Pelet terhadap Penyisihan Karbon Dioksida (CO 2 ) dalam Biogas dengan  Proses  Adsorpsi  -  Desorpsi Menggunakan  Adsorben  Berbasis Zeolit Alam  untuk Peningkatan Kualitas Biogas. Jurnal Teknik Kimia USU, 12(1), 31-38.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International. https://doi.org/10.32734/jtk.v12i1.10134

## 1.  Pendahuluan
Biogas dapat diproduksi melalui proses digestasi anaerobik dari bahan-bahan organik seperti kotoran, air selokan,  bahan  dari  tanaman,  dan  potongan  sisa  tanaman  lain  [1].  Biogas  dikategorikan  sebagai  energi terbarukan [2]. Limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) yang mengandung karbohidrat, lemak, dan protein umumnya digunakan sebagai bahan baku untuk produksi biogas. Penelitian sebelumnya menunjukan bahwa 1 ton LCPKS dapat menghasilkan sekitar 28 m 3 [3].
Biogas yang dihasilkan tergantung pada rasio C/N dari material, konsentrasi, pH dan suhu [1]. Biogas terdiri dari senyawa metana (CH 4 ) sebesar 50%-70%, karbon dioksida (CO 2 ) sebesar 30%-40%, hidrogen (H 2 ) sebesar 5%-10%, nitrogen (N 2 ) sebesar 1%-2%, air (H 2 O) sebesar 0,3%, dan hidrogen sulfida (H 2 S) [4]. Setiap 15 m 3 biogas dengan kandungan CO 2 sebesar 35% menghasilkan energi 98 kWh, sedangkan 13 m 3 biogas dengan kandungan CO 2 5% menghasilkan energi 125 kWh [5]. Dalam aplikasi penggunaan biogas, kandungan CO 2 maksimal yang diinjeksikan ke dalam mesin sebesar 1,5%-4,5% [6]. Dalam standar Swedia SS 15 54 38, syarat ambang batas total CO 2 , O 2 dan N 2 maksimum yang diperbolehkan untuk injeksi biogas sebagai bahan bakar kendaraan adalah 4%-5% volume [7].
Pemisahan gas CO 2 dari biogas secara umum meliputi adsorpsi kimia dan fisika, pressure swing adsorption (PSA), pemisahan cryogenic , pemisahan menggunakan membran dan fiksasi CO 2 secara biologi dan kimia [4]. Salah satu metode yang dapat dilakukan yaitu melalui proses adsorpsi. Adsorpsi menggunakan bahan berpori dapat  menangkap  CO 2 karena  membutuhkan  konsumsi  energi  yang  rendah  untuk  meregenerasi  adsorben. Material  yang  digunakan  sebagai  adsorben  ideal  untuk  penyerapan  CO 2 umumnya  material  yang  memiliki kapasitas  adsorpsi  yang  besar  dan  sangat  selektif  [8].  Salah  satu  adsorben  padat  yang  berpotensi  untuk memurnikan  metana  tersebut  adalah  zeolit  [9].  Zeolit  adalah  bahan  yang  mudah  mengikat  CO 2 yang terkandung dalam biogas sehingga sangat cocok digunakan dalam proses pemurnian biogas [10]. Struktur pada zeolit dapat digunakan untuk adsorpsi kandungan H 2 O, CO 2 , sulfur dioksida (SO 2 ) dan H 2 S, tetapi tidak dapat mengadsorpsi gas CH 4 dan kemampuan penyerapan zeolit terhadap gas – gas tersebut sampai 25 % [11]. Luas permukaan aktif zeolit hingga 200 m 2 /g [12].
Pada zeolit alam, adanya molekul air dalam pori dan oksida bebas di permukaan dapat menutupi pori-pori atau  situs  aktif  dari  zeolit  sehingga  dapat  menurunkan  kapasitas  adsorpsi  [13].  Agar  proses  adsorpsi  zeolit berlangsung lebih cepat maka sebelum digunakan sebaiknya dilakukan proses aktivasi terlebih dahulu. Proses aktivasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara fisik dengan proses heat treatment dan secara kimiawi dengan menggunakan larutan asam atau basa [14].
Banyak penelitian terdahulu dilakukan untuk penyisihan CO 2 dalam biogas dengan proses adsorpsi. Alonso et al. (2010) melakukan penelitian mengenai pemurnian dan peningkatan kualitas biogas menggunakan proses adsorpsi. Adsorben yang digunakan yaitu zeolit sintetis dan zeolit alam. Biogas yang digunakan merupakan biogas sintetis campuran antara metana, karbon dioksida dan hidrogen sulfat dengan kemurnian > 99%. Rasio molar CH 4 /CO 2 /H 2 S yang digunakan yakni 59,95/39,95/0,1. Proses adsorpsi menggunakan metode Pressure Swing Adsorption (PSA) dengan kajian selektivitas, kapasitas dan regenerasi adsorben zeolit. Siklus penelitian ini  dimulai  dengan  mengumpankan  biogas  sintetis,  adsorpsi  pada  temperatur ambient ,  tahap  penurunan tekanan ( depressurization step ) dan tahap desorpsi dengan menggunakan nitrogen sebagai gas inert dengan kecepatan  0,46  cm/s.  Proses  adsorpsi  dilakukan  dalam  kolom  adsorber  dengan  tekanan  3  bar  -  7  bar  pada temperatur 25 o C dengan kecepatan alir gas 0,5 cm/s-1 cm/s. Hasil yang diperoleh menunjukkan zeolit alam ( clinoptilolite )  merupakan  adsorben  terbaik,  mampu  menghilangkan  173,9  mg  CO 2 /g  clinoptilolit  dengan kecepatan alir biogas 1 cm/s [15].
Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Haunchhum  dan  Pinakeswar  (2014)  adalah  penyisihan  CO 2 dari  gas buangan  industri  yang  mengakibatkan  gas  rumah kaca.  Adsorben yang  digunakan  yaitu  zeolit  sintetis  13X, zeolit  4A  dan  karbon  aktif  (AC).  Gas  buang  sebagai  umpan  adalah  campuran  udara  dan  CO 2 (13,8  vol%) dengan laju alir masuk sebesar 15 L/menit. Kolom adsorpsi beroperasi pada tekanan 1 bar dengan variasi suhu adsorpsi 25 sampai 60 °C. Hasil yang diperoleh menunjukkan isoterm adsorpsi CO 2 tertinggi menggunakan zeolit 13X dengan kemampuan penyerapan 4,2 mol CO 2 /kg adsorben pada tekanan hingga 1 bar pada suhu 25 °C. Karbon aktif memberikan kapasitas adsorpsi terendah yakni 2,828 mol CO 2 /kg adsorben. Model Langmuir cocok untuk kedua tipe zeolit dan model Freundlich cocok untuk karbon aktif. Pada tahap regenerasi, desorpsi dilakukan dengan meningkatkan temperatur udara sampai 100 °C. Hasil yang didapatkan bahwa, penyerapan CO 2 tertinggi menggunakan zeolit 13X  pada semua siklus bertekanan rendah (1 bar) [16].
Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Sugiarto  et  al.  (2013)  mengenai  purifikasi  biogas  sistem  kontinu menggunakan  zeolit.  Penelitian  dilakukan  dengan  membuat  alat  pemurnian  ( purifier )  dengan  pengisi  padat granular zeolit yang dipasang pada sistem digester biogas. Zeolit diaktivasi secara fisika dengan pemanasan pada suhu 300 o C - 400 o C. Pemisahan CO 2 dilakukan dengan mengalirkan biogas ke dalam purifier dengan variasi jumlah bed yaitu 1, 2, 3, 4 dan 5. Variasi waktu penyerapan 15 menit, 30 menit, 45 menit dan 60 menit.
Tekanan  alat  purifikasi  15  cmH 2 O.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  semakin  lama  waktu  antara pemurnian biogas dengan zeolit, kadar CO 2 cenderung menurun dengan persentase terendah yaitu 21,3% dan kadar CH 4 meningkat hingga persentase tertinggi 74,7% pada adsorber dengan 5 buah bed dan waktu adsorpsi 60 menit.  Dari perbandingan antara purifikasi kontinu dan batch , bahwa purifikasi sistem batch menghasilkan penurunan kadar CO 2 yang lebih efektif dan peningkatan kadar CH 4 yang lebih tinggi hingga 76,2%. Namun kekurangannya adalah kapasitas purifikasi biogas yang rendah karena tidak dialirkan terus-menerus [17]. Oleh karena  itu,  dalam  penelitian  ini  akan  dikaji  pengaruh  laju  alir  biogas  dan  ukuran  partikel  pembentuk  pelet adsorben terhadap efisiensi penyisihan CO 2 dalam biogas pada sistem purifikasi batch dan kontinu.

## 2.  Metode Bahan dan Alat
Bahan baku zeolit alam yang digunakan sebagai pelet adsorben diperoleh dari PT. Indah Sari Windu, Jawa Barat, Indonesia. Biogas dengan kandungan karbon dioksida (CO 2 ) sebesar 45%-55% (v/v). Bahan tambahan adalah aquadest (H 2 O) sebagai perekat dalam pembuatan partikel zeolit menjadi bentuk pelet. Peralatan utama yang digunakan adalah kolom adsorpsi dengan diameter dalam 9,1 cm dan tinggi  91 cm. Bed  adsorber setinggi  45  cm  sebagai  tempat  adsorben  ditempatkan  dibagian  tengah  kolom.  Kolom  juga memiliki manometer sebagai pengontrol tekanan adsorpsi dan flowmeter sebagai pengontrol laju alir biogas. Peralatan pendukung yaitu air chamber , air supply , tangki CO 2 . Alat analisa yang digunakan adalah SAZQ Biogas Analyzer untuk menganalisa kandungan CO 2 sebelum dan sesudah proses adsorpsi dan desorpsi. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Ekologi, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara (USU), Medan. Proses pembuatan adsorben dilakukan pada berbagai jenis ukuran mesh dan perlakuan. Variasi ukuran mesh yaitu 70 mesh , 110 mesh , 140 mesh , variasi perlakuan waktu kalsinasi selama 2 jam, 3 jam dan 4 jam, waktu aktivasi selama 30 menit, 60 menit dan 90 menit dan aktivasi dealuminasi (asam klorida (HCl) + natrium hidroksida (NaOH)). Proses adsorpsi dilakukan dengan terlebih dahulu memasukkan adsorben  ke  dalam  kolom, kemudian  biogas  dimasukkan kedalam air  chamber hingga  tercapai  konsentrasi CO 2 konstan sebesar 45% (v/v). Laju alir gas campuran diatur pada variasi 100 mL/menit, 300 mL/menit dan 500  mL/menit.  Proses  adsorpsi  dilakukan  selama  30  menit  pada  tekanan  1  atm.  Adapun  skema  rangkaian peralatan adsorpsi disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Skema rangkaian peralatan adsorpsi Keterangan:
1. Air Supply
2.  Tabung Biogas
3. Air chamber
4. Manometer terbuka
5.  Kolom Adsorpsi
6.  Bed Adsorben
7. Gas collector
8. Gas flowmeter
Pada proses desorpsi digunakan udara sebagai carrier dengan variasi temperatur pada ambient, 30 °C dan 40  °C.  Analisa  gas  CO 2 sesudah  proses  adsorpsi  untuk  data  persen  penyisihan  CO 2 secara  keseluruhan dilakukan  diakhir  proses  adsorpsi  (gas  keluaran  ditampung  selama  proses  adsorpsi)  sedangkan  untuk  data kinetika adsorpsi dan desorpsi, analisa CO 2 dilakukan setiap satu menit sekali selama 30 menit.

## 3.  Hasil
Pengaruh  Laju  Alir  terhadap  Persen  Penyisihan  CO 2 dari  Biogas  dengan  Perlakuan  Aktivasi Dealuminasi
Persen  penyisihan  pada  suatu  proses  adsorpsi  sangat  penting  untuk  diketahui  sehingga  efektivitas penyerapan  dari  pada  adsorben  yang  digunakan  dapat  ditentukan.  Penentuan  persen  penyisihan  karbon dioksida  (CO 2 )  dalam  penelitian  ini  dilakukan  dengan  menggunakan  jenis  adsorben  yang  sama  dan memvariasikan laju alir biogas pada 100 mL/menit, 300 mL/menit, dan 500 mL/menit dengan waktu adsorpsi selama 30 menit menggunakan jenis pelet adsorben ukuran partikel 140 mesh, waktu kalsinasi 4 jam, waktu aktivasi  90  menit  dengan  aktivasi  dealuminasi  (HCl  +  NaOH)  disajikan  pada  Gambar  2.  Penyisihan  CO 2 menggunakan pelet adsorben yang dicetak dari tepung zeolit ukuran 140 mesh dengan waktu kalsinasi 4 jam, waktu aktivasi 90 menit, dan laju alir biogas pada 100 mL/menit, 300 mL/menit dan 500 mL/menit dengan aktivasi dealuminasi (asam klorida (HCl) + natrium hidroksida (NaOH)).
Dari  hasil  penelitian,  persen  penyerapan  CO 2 pada  masing-masing  laju  alir  adalah  97,7%,  86,6%  dan 71,1%. Ini artinya, jika laju alir semakin lambat maka persen penyisihan CO 2 akan semakin tinggi. Hasil ini sesuai dengan yang dilaporkan oleh Kesnawaty, (2010) jika laju alir rendah maka waktu kontak gas-adsorben di dalam kolom adsorpsi menjadi lebih lama [18]. Sehingga persentase penyisihan menjadi tinggi karena  cukup  waktu  untuk  molekul  gas  berdifusi  ke  dalam  pori-pori  adsorben  [19].  Selain  itu,  Basu  et  al. (2012) mengatakan bahwa tingkat perpindahan massa meningkat pada laju alir yang lebih tinggi menyebabkan saturasi  lebih  cepat.  Sebaliknya,  kapasitas  adsorpsi  mengalami  penurunan dengan kenaikan  laju  alir  karena waktu tinggal adsorbat di dalam kolom lebih pendek. Zona transfer massa bergerak lebih cepat dan koefisien perpindahan  massa  lebih  tinggi  karena  bilangan  Reynolds  lebih  tinggi.  Hal  ini  terlihat  dari  perbedaan konsentrasi gas keluaran kolom untuk kedua laju alir. Hal ini merupakan indikasi difusi intra-partikel lambat di dalam mikropori dari adsorben, adanya partikel non homogen dan berbagai pola aliran [20].
Gambar 2. Grafik pengaruh laju alir terhadap persen penyisihan CO 2 dalam biogas
Pengaruh  Laju  Alir  terhadap  Persen  Penyisihan  CO 2 dari  Biogas  dengan  Perlakuan  Aktivasi Dealuminasi
Penentuan persen penyisihan karbon dioksida (CO 2 ) dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan jenis  adsorben  yang  sama  dan  memvariasikan  laju  alir  biogas  pada  100  mL/menit, 300  mL/menit,  dan 500 mL/menit  dengan  waktu  adsorpsi  selama  30  menit  menggunakan  jenis  pelet  adsorben  ukuran  partikel  140 mesh ,  waktu  kalsinasi  2  jam,  waktu  aktivasi  60  menit  dengan  aktivasi  dealuminasi  (asam  klorida  (HCl)  + natrium hidroksida (NaOH)) disajikan pada Gambar 3.
Dari  hasil  penelitian,  persen  penyerapan  CO 2 pada  masing-masing  laju  alir  adalah  95,5%,  82,2%  dan 68,8%. Ini artinya, jika laju alir semakin lambat maka persen penyisihan CO 2 akan semakin tinggi. Hasil ini sesuai dengan yang dilaporkan oleh Kesnawaty (2010). Jika laju alir rendah maka waktu kontak gas-adsorben di  dalam  kolom  adsorpsi  menjadi  lebih  lama  sehingga  persentase  penyisihan  menjadi  tinggi  karena  cukup waktu untuk molekul gas berdifusi ke dalam pori-pori adsorben [19].
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 100 300 500 E fi si n es i P en yi si h an ( % ) Laju Alir (mL/menit) Target Penyisihan (≥75%)
Gambar 3. Grafik pengaruh laju alir terhadap persen penyisihan CO 2 dalam biogas dengan perlakuan aktivasi dealuminasi (H 2 SO 4 +NaOH)
Pengaruh Ukuran Partikel Pembentuk Pelet terhadap Persen Penyisihan Karbon Dioksida (CO 2 ) dari Biogas
Untuk mengetahui hubungan keberhasilan adsorben zeolit sebagai adsorben penyisihan karbon dioksida (CO 2 ), maka perlu dilihat bagaimana efektifitas penyisihan CO 2 menggunakan partikel adsorben yang berbeda- beda untuk mencapai suatu target penyisihan CO 2 [12]. Pada penelitian ini digunakan pelet adsorben berbasis zeolit alam berbentuk tepung dengan ukuran 70 mesh , 110 mesh dan 140 mesh yang masing-masing dikalsinasi selama 2 jam, 3 jam dan 4 jam waktu aktivasi selama 30 menit, 60 menit, 90 menit dengan aktivasi dealuminasi (asam klorida (HCl) + natrium hidroksida (NaOH)). Persen penyisihan  CO 2 dari biogas untuk masing-masing jenis pelet adsorben dengan ukuran partikel  zeolit 70 mesh , 110 mesh dan 140 mesh disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik pengaruh ukuran partikel pembentuk pelet terhadap persen penyisihan CO 2 dalam biogas
Target yang hendak dicapai pada penelitian ini adalah menghasilkan pelet adsorben yang mampu mereduksi gas  CO 2 dari  biogas  hingga  tersisa  ±  10%.    Oleh  karena  biasanya  kandungan  CO 2 di  dalam  biogas  adalah sekitar  30%-40  %  [21].  Walaupun  keberadaan  CO 2 di  dalam  biogas  tidak  menurunkan  nilai  kalor,  tetapi kebanyakan engine bekerja optimum menggunakan biogas sebagai bahan bakar jika kandungan CO 2 di dalam biogas tersebut ≤ 10% [7].
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 100 300 500 E fi si en si P en yi si h an ( % ) Laju Alir (mL/menit) Target Penyisihan (≥75%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 30 60 90 30
60 90 30 60 90 P en yi si h an ( % ) Waktu Aktivasi (menit) 2 Jam 3 Jam 4 Jam Target Penyisihan (≥90%)
110 Mesh 140 Mesh 70 Mesh
Data Kinetika Penyisihan Karbon Dioksida (CO 2 ) Data kinetika penyisihan karbon dioksida (CO 2 ) dari biogas penting untuk diketahui sehingga efektivitas penyisihan suatu gas pada adsorben dapat ditentukan [22]. Kinetika penyisihan CO 2 menggunakan variasi jenis pelet  adsorben  pada  laju  alir  100  ml/menit  dengan  dealuminasi  (asam  klorida  (HCl)  +  natrium  hidroksida (NaOH)) disajikan pada Gambar 4 dan variasi laju alir biogas pada jenis pelet adsorben ukuran partikel 140 mesh , dikalsinasi selama 4 jam dan waktu aktivasi 90 menit disajikan pada Gambar 5. Dari hasil penelitian, adsorben terbaik dengan waktu terobos paling lama adalah jenis adsorben 140 mesh , 4 jam, 90 menit pada laju alir 100 mL/menit, aktivasi dealuminasi (HCl + NaOH) dengan waktu terobos 19 menit. Ini artinya, jika laju alir semakin lambat maka persen penyisihan CO 2 akan semakin tinggi.
Gambar 5. Grafik data kinetika penyisihan CO 2 dalam biogas pada laju alir 100 mL/menit dengan variasi jenis pelet adsorben
Dari hasil penelitian Jenis pelet adsorben terbaik yaitu ukuran partikel 140 mesh, dikalsinasi selama 4 jam, dan  waktu  aktivasi  90  menit  dengan  perlakuan  aktivasi  dealuminasi  (HCl+NaOH)  persen  penyisihan  CO 2 mencapai 97,7% pada laju alir 100 mL/menit. Terdapat 5 jenis pelet adsorben yang mampu mereduksi gas CO 2 dalam  biogas  (45%  v/v)  sehingga  tersisa  ≤  10%.  Lima  jenis  adsorben  dan  kemampuan  penyerapan  dalam mereduksi gas CO 2 dari biogas sampai ≤ 10% disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Jenis Adsorben yang Mampu Mereduksi CO 2 sampai ≤ 10% Jenis Adsorben Konsentrasi CO 2 Masuk (%v/v) Konsentrasi CO 2 keluar (%v/v) Efisiensi Penyisihan (%) 1 45 2 97,77 2 45 3 95,55 3 45 3 93,33 4 45 4 93,33 5 45 4 91,11 Keterangan Tabel 2: Jenis Adsorben 1: 140 mesh , 4 jam, 90 menit Jenis Adsorben 2: 140 mesh , 3 jam, 90 menit Jenis Adsorben 3: 110 mesh , 4 jam, 90 menit Jenis Adsorben 4: 110 mesh , 3 jam, 90 menit Jenis Adsorben 5: 70 mesh , 4 jam, 90 menit

## 4.  Kesimpulan
Laju  alir  yang  semakin  lambat  dalam  proses  penyisihan  CO 2 membuat  waktu  tinggal  gas  dalam  kolom semakin lama, sehingga semakin banyak CO 2 yang terjerap pada adsorben, sehingga didapat laju alir terbaik
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 P en ye rap an ( % ) Waktu Adsorpsi (menit) 140 mesh, 4 jam, 90 menit 140 mesh, 3 jam, 90 menit 110 mesh, 4 jam, 90 menit
100 mesh, 3 jam, 90 menit
70 mesh, 4 jam, 90 menit
yaitu 100 mL/menit. Jenis pelet adsorben terbaik yaitu ukuran partikel 140 mesh , dikalsinasi selama 4 jam, dan waktu aktivasi 90 menit dengan perlakuan aktivasi dealuminasi (asam klorida (HCl)+ natrium hidroksida (NaOH))  persen  penyisihan  CO 2 mencapai  97,7  %  pada  laju  alir  100  ml/menit.  Berdasarkan  hasil  ini, selanjutnya akan dilakukan uji coba menggunakan gas asli yang berasal dari proses digestasi (biogas) untuk mengetahui efektivitas penyisihan CO 2 dalam multi component dan dapat diaplikasikan pada kasus pemurnian CO 2 dalam biogas.

## 5.  Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  ditujukan  kepada  TALENTA  Universitas  Sumatera  Utara  Tahun  2022  sebagai penyandang dana penelitian.

## 6.  Konflik Kepentingan
Semua penulis tidak memiliki konflik kepentingan ( conflict of interest ) pada publikasi artikel ini.

## Daftar Pustaka
[1]  I. J. Dioha, C. Ikeme, T. Nafi’u, N. I. Soba, and M. B. S. Yusuf, “Effect of carbon to nitrogen ratio on biogas production,” Int. Res. J. Nat. Sci. , vol. 2, no. 1, pp. 30–39, 2014.
[2]  P.  G.  Adinurani et  al. ,  “Optimization  of  concentration  and  EM4  augmentation  for  improving  bio-gas productivity from Jatropha curcas Linn capsule husk,” Int. J. Renew. Energy Dev. , vol. 3, no. 1, pp. 73– 78, 2014,
[3]  Y.  S.  Madaki  and  L.  Seng,  “Palm  oil  mill  effluent  (POME)  from  Malaysia  palm  oil  mills:  Waste  or resource,” Int. J. Sci. Environ. Technol. , vol. 2, no. 6, pp. 1138–1155, 2013.
[4]  M. R. Al Mamun, M. R. Karim, M. M. Rahman, A. M. Asiri, and S. Torii, “Methane enrichment of biogas by carbon dioxide fixation with calcium hydroxide and activated carbon,” J. Taiwan Inst. Chem. Eng. , vol. 58, pp. 476–481, 2015,
[5]  S. Mihic, “Biogas fuel for internal combustion engines,” Ann. Fac. Eng. Hunedoara , vol. 2, no. 3, pp. 179–190, 2004,
[6]  C.  G.  Galante,  L.  Pezzola,  N.  Priano,  S.  Scaramellini,  and  A.  Sottocornola,  Methane  from  biogas  the process, cleaning and projects, TPG 4140 Natural Gas Semester Report, 2012.
[7]  F. Battista, D. Fino, and G. Mancini, “Optimization of biogas production from coffee production waste,” Bioresour. Technol. , vol. 200, pp. 884–890, 2016,
[8]  S.  J.  J.  Titinchi,  M.  Piet,  H.  S.  Abbo,  O.  Bolland,  and  W.  Schwieger,  “Chemically  modified  solid adsorbents for CO 2 capture,” Energy Procedia , vol. 63, pp. 8153–8160, 2014,
[9]  S. K. Wahono, R. Maryana, M. Kismurtono, K. Nisa, and C. D. Poeloengasih, “Modifikasi zeolit lokal Gunung Kidul sebagai upaya peningkatan performa biogas untuk pembangkit listrik,” Seminar Rekayasa Kimia Dan Proses , pp. D-11-1–D-11-6, 2010.
[10]  L. Wahyu, N. Setyaningsih, Z. I. Asmira, and N. C. W. Fitri, “Aktivasi dan aplikasi zeolit alam sebagai adsorben logam kromium dalam air limbah industri penyamakan kulit,” Eksergi , vol. 14, no. 1, pp. 7–11, 2017.
[11]  S. K. Wahono and W. A. Rizal, “Biogas filter based on local natural zeolite materials,” Int. J. Renew. Energy Dev. , vol. 3, no. 1, pp. 1–5, 2014,
[12]  A.  Yamliha,  B.  D.  Argo,  and  W.  A.  Nugroho,  “Pengaruh  ukuran  zeolit  terhadap  penyerapan karbondioksida (CO 2 ) pada aliran biogas,” J. Bioproses Komod. Trop. , vol. 1, no. 2, pp. 67–72, 2013. [13]  S.  Sriatun,  O.  A.  Manasikana,  and  A.  Darmawan,  “Modifikasi  zeolit  alam  dengan  ligan  edta  untuk adsorpsi ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ ,” J. Kim. Sains dan Apl. , vol. 11, no. 2, pp. 43–47, 2008,
[14]  N.  Hamidi,  I.  N.  G.  Wardana,  and  D.  Widhiyanuriyawan,  “Peningkatan  kualitas  bahan  bakar  biogas melalui proses pemurnian dengan zeolit alam,” J. Rekayasa Mesin , vol. 2, no. 3, pp. 227–231, 2011.
[15]  A. Alonso-Vicario et al. , “Purification and upgrading of biogas by pressure swing adsorption on synthetic and natural zeolites,” Microporous Mesoporous Mater. , vol. 134, pp. 100–107, 2010,
[16]  Sugiarto, T. Oerbandono, D. Widhiyanuriyawan, and F. S. P. Putra, “Purifikasi biogas sistem kontinyu menggunakan zeolit,” J. Rekayasa Mesin , vol. 4, no. 1, pp. 1–10, 2013.
[17]  L. Hauchhum and P. Mahanta, “Carbon dioxide adsorption on zeolites and activated carbon by pressure swing adsorption in a fixed bed,” Int. J. Energy Environ. Eng. , vol. 5, no. 4, pp. 349–356, 2014,
[18]  D. A. Kesnawaty, “Uji kapasitas adsorpsi gas karbon monoksida (CO) menggunakan oksida logam dan karbon aktif, ” Skripsi, Universitas Indonesia, Depok, 2010.
[19]  S.  Kutluay,  O.  Baytar,  and  Ö.  Şahin,  “Equilibrium,  kinetic  and  thermodynamic  studies  for  dynamic adsorption of benzene in gas phase onto activated carbon produced from elaeagnus angustifolia seeds,”
J. Environ. Chem. Eng. , vol. 7, no. 2, pp. 1–10, 2019,
[20]  M. Dutta, J. K. Basu, H. Faraz, N. Gautam, and A. Kumar, “Fixed-bed column study of textile dye direct blue 86 by using a composite adsorbent,” Sch. Res. Libr. , vol. 4, no. 2, pp. 882–891, 2012.
[21]  F.  M.  Baena-Moreno,  M.  Rodríguez-Galán,  F.  Vega,  T.  R.  Reina,  L.  F.  Vilches,  and  B.  Navarrete, “Converting CO 2 from biogas and MgCl 2 residues into valuable magnesium carbonate: A novel strategy for renewable energy production,” Energy , vol. 180, pp. 457–464, 2019,
[22]  M.  A.  I.  Sarker,  “Equilibrium  and  mass  transfer  behaviour  of  CO 2 adsorption  on  zeolites,  carbon molecular sieve, and activated carbons,” Thesis, University of Regina, Regina, 2012.