Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
The main elements of biomass consisting of cellulose, hemicellulose, and lignin are useful as the main material for the production of renewable energy. The main element of this biomass has been converted through the pyrolysis process for the production of various bioproducts from gas, liquid and solid fuels. The pyrolysis process heats the biomass from 300-500℃ in the absence of oxygen. However, the complexity of pyrolysis makes it difficult to determine the best operating conditions for a particular biomass to produce maximum product yields. Therefore, a model called Artificial Neural Network (ANN) has been determined to relate the relationship between bioproducts and the main constituents of biomass. ANN has been tested and reliable to estimate a value because the model can learn independently based on initial data. The correlation has estimated the mass percentage yield of the biomass pyrolysis process; Therefore, this study will provide a deeper understanding of thermal decomposition and kinetic analysis, especially on cellulose, hemicellulose, and lignin in the pyrolysis process using the ANN approach with thermogravimetric analysis data. Kinetic parameters were obtained using three iso-conversional methods, namely Friedman (FR), Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), and Flynn-Wall-Ozawa (FWO) assuming a first-order reaction (n=1). Then, the findings of this study state that by analyzing the two ANN models using two transfer functions of logsig-tansig (LT) and tansig-tansig (TT), the error value is lower than the results of the analysis using one transfer function. The activation energies of cellulose, hemicellulose, and lignin produced in this study were 171.92, 150.31, 142.78 kJ/mol, respectively. Finally, the pre-exponential factor values ​​of the cellulose, hemicellulose, and lignin produced were 1.51×1010, 1.02×1010, and 6.53×1015 s-1, respectively. ......Unsur utama biomassa yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin berguna sebagai bahan utama produksi energi terbarukan. Unsur utama biomassa ini telah diubah melalui proses pirolisis untuk produksi berbagai bioproduk dari bahan bakar gas, cair dan padat. Proses pirolisis memanaskan biomassa dari 300-500℃ tanpa adanya oksigen. Namun, kompleksitas pirolisis membuat sulit untuk menentukan kondisi operasi terbaik untuk biomassa tertentu untuk menghasilkan hasil produk yang maksimal. Oleh karena itu, model yang disebut Jaringan Syaraf Tiruan (JST) telah ditentukan untuk menghubungkan hubungan antara bioproduk dan konstituen utama biomassa. JST telah teruji dan reliabel untuk mengestimasi suatu nilai karena model dapat belajar secara mandiri berdasarkan data awal. Korelasi telah mengestimasi persentase massa hasil proses pirolisis biomassa; Oleh karena itu, penelitian ini akan memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang dekomposisi termal dan analisis kinetik terutama pada selulosa, hemiselulosa, dan lignin pada proses pirolisis menggunakan pendekatan JST dengan data analisis termogravimetri. Parameter kinetik diperoleh dengan menggunakan tiga metode iso-konversi, yaitu Friedman (FR), Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), dan Flynn-Wall-Ozawa (FWO) dengan asumsi reaksi orde satu (n=1). Kemudian, temuan penelitian ini menyatakan bahwa dengan menganalisis kedua model JST menggunakan dua fungsi transfer logsig-tansig (LT) dan tansig-tansig (TT), nilai errornya lebih kecil dibandingkan dengan hasil analisis menggunakan satu fungsi transfer. Energi aktivasi selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang dihasilkan pada penelitian ini masing-masing adalah 171,92, 150,31, 142,78 kJ/mol. Akhirnya, nilai faktor pra-eksponensial dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang dihasilkan masing-masing adalah 1,51×1010, 1,02×1010, dan 6,53×1015 s-1.

Abstrak :
Industri yang menggunakan bahan bakar fosil terus berkembang dan mengakibatkan kebutuhan akan minyak bumi semakin meningkat. Akan tetapi, minyak bumi yang akan habis menyebabkan diperlukannya bahan baku alternatif. Salah satu bahan baku alternatif yang saat ini paling berpotensi adalah biomassa dari kayu tumbuhan, yang dapat digunakan untuk memproduksi bio oil menggunakan proses pirolisis. Kinetik pirolisis biomassa kayu pada penelitian ini diwakilkan dengan hemiselulosa, dimulai dari tahap aktivasi biomassa hingga terdekomposisi menjadi komponen-komponen kecil, seperti gas hidrogen, gas karbon monoksida, hingga char, seperti yang diusulkan oleh Dussan et al. (2017). Dari berbagai macam reaktor pirolisis yang ada, reaktor yang diteliti pada penelitian ini adalah fluidized bed. Reaktor pirolisis dimodelkan dengan pendekatan computational fluid dynamics dengan metode Euler berdasarkan model Xue et al. (2010) kemudian disimulasikan menggunakan software COMSOL Multiphysics. Simulasi yang dilakukan pada suhu 700 K menghasilkan konversi biomassa mencapai 95,5%. Produksi bio oil dan gas hidrogen yang optimal berada pada suhu 700 K, laju alir nitrogen 2 L/menit dan kecepatan fluidisasi 0,083 m/s. Sedangkan, untuk produksi gas karbon monokisda yang lebih banyak, suhu sistem berada pada 650 K, laju alir nitrogen 2,7 L/menit, dan kecepatan fluidisasi 0,073 m/s.

---

Industries that use fossil fuels continue to grow and result in increasing demand for petroleum. However, petroleum that will run out causes the need for alternative raw materials. One alternative raw material that is currently the most potential is biomass from plant wood, which can be used to produce bio oil using the pyrolysis process. The kinetic pyrolysis of wood biomass in this study is represented by hemicellulose, starting from the biomass activation stage to decomposing into small components, such as hydrogen gas, carbon monoxide gas, to char, as proposed by Dussan et al. (2017). Of the various types of pyrolysis reactors that exist, the reactor examined in this study was fluidized bed. The pyrolysis reactor was modeled using the computational fluid dynamics approach using the Euler method, based on Xue et al. (2010) model, and then simulated using COMSOL Multiphysics software. Simulations carried out at a temperature of 700 K resulted in biomass conversion reaching 95.5%. The optimal production of bio oil and hydrogen gas is at a temperature of 700 K, nitrogen flow rate of 2 L/minute and fluidization speed of 0.083 m/s. Whereas, for the production of more monocyte carbon gas, the system temperature is at 650 K, nitrogen flow rate is 2.7 L/minute, and fluidization velocity is 0.073 m/s.