SKRIPSI Jurusan Teknik Mesin - Fakultas Teknik UM, 2019

Ukuran Huruf:  Kecil  Sedang  Besar

UJI THERMOGRAVIMETRIC, ANALISIS PARAMETER KINETIKA DAN TERMODINAMIKA PEMBAKARAN MIKROALGA Spirulina platensis

Anwar Muklisul

Abstrak


RINGKASAN

Anwar, Muklisul. 2019. Uji Thermogravimetric, Analisis Parameter Kinetika dan Termodinamika Pembakaran Mikroalga Spirulina platensis. Skripsi. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Dr. Sukarni S.T., M.T.

Kata Kunci: Spirulina platensis, dekomposisi pembakaran, energi aktivasi, orde reaksi, parameter termodinamika.

Bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang ketersediaannya semakin menipis dan tak terbarukan, sedangkan permintaan semakin bertambah seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk, moda transportasi, harga energi, dan berkembangnya sektor industri di Indonesia. Agar tidak terjadi multikrisis sumber energi nasional, maka diperlukan sumber energi alternatif pengganti sumber energi fosil yang berkelanjutan. Mikroalga Spirulina platensis menjadi alternatif menjanjikan sebagai sumber energi terbarukan karena tidak bersaing dengan produk pangan, tidak membutuhkan lahan kulvitasi yang luas, kandungan kimia yang menunjang untuk dikonversi menjadi sumber energi, ramah lingkungan (mampu menetralkan CO2), dan tingkat pertumbuhannya yang sangat cepat.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dan potensi mikroalga Spirulina platensis sebagai bahan baku energi. Hal tersebut ditinjau dari pola dekomposisi pembakaran, besaran nilai energi aktivasi, dan parameter termodinamika pembakarannya. Data penelitian diperoleh dari pengujian thermogravimetric dengan variasi heating rate 10, 20, 30, dan 40 °C/menit.

Dekomposisi pembakaran mikroalga Spirulina platensis terbagi dalam tiga tahapan. Tahap pertama berkaitan dengan pengurangan kadar air, tahap kedua dihubungkan dengan pelepasan senyawa volatil, dan pada tahap ketiga merupakan tahap pembakaran arang. Besaran nilai energi aktivasi dikalkulasi dengan metode Flynn Wall Ozawa, Vyazovkin, Starink, Arrhenius, dan Coats-Redfern. Besaran rerata nilai energi aktivasi dari keempat heating rate dengan metode Flynn Wall Ozawa, Vyazovkin, Starink, Arrhenius, dan Coats-Redfern masing-masing sebesar 85,01; 101,87; 97,29; 48,78; 53,15 kJ/mol. Perhitungan nilai orde reaksi pada pembakaran mikroalga Spirulina platensis dengan metode Avrami diperoleh nilai minimal sebesar 0,09; sedangkan nilai maksimal yang diperoleh adalah 2,22.

Parameter termodinamika hasil pembakaran mikroalga Spirulina platensis memiliki nilai faktor pre-eksponensial (A) dari 2,26x104—9,20x107 s-1, sedangkan nilai enthalpy (ΔH) sebesar 38,0569—102,0500 kJ/mol. Nilai Gibbs free energy (ΔG) dan entropy (ΔS) ditentukan pada kisaran 140,1646—143,6634 kJ/mol dan -68,2388 — -177,8859 J/mol.

 

SUMMARY

Anwar, Muklisul. 2019. Thermogravimetric Analysis on the Kinetics and Thermodynamics Parameter of Spirulina platensis Combustion. Thesis, the Mechanical Engineering, Bachelor Program, State University of Malang. Advisors: (I) Dr. Sukarni, S.T., M.T.

Keywords: Spirulina platensis, combustion decomposition, activation energy, reaction order, thermodynamic parameters. 

Fossil fuel is an increasingly depleted and non-renewable energy source, while its demand is continuously increasing along with the growth of population, transportation modes, energy prices, and the development of the industrial sector in Indonesia. In order to avoid a multicrisis of national energy sources, an alternative energy source for subtituting fossil energy is needed. Spirulina platensis is a promising alternative as a renewable energy source due to its less competing with food products, less cultivation land requirement, potential chemical content for energy source, enviromentally friendly characteristics, and rapid grow.

This study aims to determine the characteristics and potential of Spirulina platensis as an energy source. These aspects were viewed from the combustion decomposition pattern, the amount of activation energy value, and the thermodynamic parameters of combustion microalgae Spirulina platensis. The research data was obtained from thermogravimetric analysis with the variations in heating rates of 10, 20, 30, and 40 °C/min.

Spirulina platensis combustion decomposition is divided into three stages. The first stage is related to the reduction of water content, the second stage is then related to the release of volatile matter, and the final stage is burning fixed carbon. For the amount of activation energy values was calculated by Flynn Wall Ozawa, Vyazovkin, Starink, Arrhenius and Coats-Redfern. The average value of the activation energy of all heating rates with the Flynn Wall Ozawa, Vyazovkin, Starink, Arrhenius and Coats-Redfern were determined to be 85,01; 101,87; 97,29; 48,78; and 53,15 kJ/mol, respectively. The calculation of reaction order values in the combustion of microalgae Spirulina platensis with the Avrami method obtained a minimum value of 0.09 whereas the maximum value obtained was 2.22.

The thermodynamic parameters resulting from this research of Spirulina platensis microalgae showed a pre-exponential factor value (A) of 2.26x104—9.20x107 s-1, while the enthalpy value (ΔH) was 38,0569—102,0500 kJ/mol. The Gibbs free energy value (ΔG) and the entropy value (ΔS) were determined at range of 140.1646—143.6634 kJ/mol and -68,2388 — -177,8859 J/mol respectively.