PEMURNIAN BIOGAS MENGGUNAKAN MEMBRAN POLYIMIDE DAN MEMBRAN CAMPURAN POLYIMIDE-ZEOLIT

 

PENGARUH PEMANASAN MEMBRAN, PERBEDAAN TEKANAN DAN WAKTU PERMEASI PADA PEMISAHAN CO₂/CH₄ UNTUK PEMURNIAN BIOGAS MENGGUNAKAN MEMBRAN POLYIMIDE DAN MEMBRAN CAMPURAN POLYIMIDE-ZEOLIT

Novembri Cucu Sektiani Agustin (L2C308027) dan Oki Putri Sakti (L2C308029)

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024)7460058

Pembimbing: Ir. Hantoro Satriadi, M.T.

Abstrak

Biogas dapat dimanfaatkan untuk mengatasi krisis energi. Sebagai biofuel, biogas memiliki kandungan utama berupa gas metana (CH₄) dan karbon dioksida (CO₂). Adanya CO₂ dalam biogas dapat menurunkan nilai kalor pembakaran. Peningkatan efesiensi CH₄ dilakukan dengan pemisahan gas CO₂/CH₄ menggunakan membran polyimide (PI-20%) dan membran campuran polyimide-zeolit (PI-Z20%). Percobaan dilakukan dalam permeation cell sistem dead end. Variabel yang digunakan berupa suhu pemanasan membran 180 ^oC dan 200 ^oC; waktu pemanasan membran 1, 2 dan 3 menit; perbedaan tekanan 0,5-2 atm dan waktu permeasi 60 menit selama 3 kali. Hasil percobaan menunjukkan bahwa membran PI-Z20% couted memiliki kinerja transportasi gas yang lebih baik dibandingkan membran PI-20% couted. Permeabilitas gas dan selektivitas CO₂/CH₄ pada membran PI-20% yaitu 33,52330GPU dan 1,101 (pemanasan membran 200^oC selama 2 menit). Sedangkan pada kondisi yang sama, permeabilitas gas dan selektivitas CO₂/CH₄  membran PI-Z20% yaitu 133,10688GPU dan 1,115. Semakin tinggi suhu pemanasan dan beda tekanan pada membran PI-20% couted mengakibatkan permeabilitas gas semakin tinggi dan selektivitas CO₂/CH₄ rendah. Membran PI-20% tanpa pemanasan memiliki tendensi terjadinya fenomena tekanan plastisisasi oleh CO₂ dan adanya pemanasan membran serta bahan campuran (PI-Z20%) dapat mengurangi tendensi tersebut.

Kata kunci : biogas, pemanasan, permeasi gas, plastisisasi, polyimide-zeolit

Abstract

Biogas can be maked use to overcome energy crisis. As biofuel, biogas has methane (CH₄) and carbon dioxide (CO₂) with concentration big enough. Existence of CO₂ in biogas can demote on value of combustion heat. Efficiency of CO₄ improved with CO₂/CH₄ gas separation use polyimide membrane (PI-20%) and polyimide-zeolite mixed matrix membrane (PI-Z20%). This experiment is done in permeation cell and dead end system. Variables that used such as membrane heating temperature of 180^oC and 200^oC; membrane heating time 1, 2 and 3minutes; pressure difference of 0.5-2atm and permeation time of 60minutes during 3 times. In result, PI-Z20%couted membrane has performance better than PI-20%couted membrane. Gas permeability and CO₂/CH₄ selectivity in PI-20%couted membrane are 33.52330GPU and 1.101 (membrane heating of 200^oC during 2minute). While in same condition, gas permeability and CO₂/CH₄ selectivity in PI-Z20%couted membrane are 133.10688GPU and 1.115. In PI-20%couted membrane are gas permeability increased and CO₂/CH₄ selectivity decreased with more increasing of heating temperature and pressure. PI-20%couted membrane has tendency happening of plasticization pressure by CO₂ and existence of membrane heating and mixed material (PI-Z20%) can demote tendency it.

Keyword: biogas, gas permeation, heating, plasticization, polyimide-zeolite