A study of structural and elemental properties characterization of hydrochar derived from empty fruit bunches through hydrothermal carbonization

Abstract

Penelitian ini menyelidiki produksi hidrokar dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS), yaitu limbah lignoselulosa dari industri minyak sawit, dengan menggunakan limbah cair tahu sebagai pelarut melalui proses karbonisasi hidrotermal (HTC). Studi ini menangani dua tantangan sekaligus: pengelolaan limbah pertanian dan pengembangan material karbon bernilai tambah dari sumber terbarukan. Meskipun penelitian sebelumnya telah mengeksplorasi TKKS atau limbah cair tahu secara terpisah, kebaruan dari studi ini terletak pada penggabungan kedua aliran limbah tersebut, suatu pendekatan yang belum banyak dilaporkan dalam literatur. Eksperimen dilakukan pada dua suhu reaksi, yaitu 180 °C dan 210 °C, dengan rasio biomassa terhadap pelarut yang tetap (1:10) dan waktu tinggal selama 8 jam. Hidrokar yang dihasilkan dikarakterisasi menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), dan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Hasil menunjukkan peningkatan signifikan kandungan karbon dari 68,88% pada TKKS mentah menjadi 75,62% pada hidrokar pada suhu 210 °C, disertai dengan penurunan kandungan oksigen. Citra SEM mengonfirmasi peningkatan porositas dan fragmentasi permukaan pada suhu yang lebih tinggi. Analisis FTIR menunjukkan keberadaan gugus fungsional aromatik dan oksigen yang lebih kuat, mengindikasikan tingkat karbonisasi yang lebih tinggi. Temuan ini menunjukkan bahwa HTC dengan menggunakan limbah cair tahu dapat menghasilkan hidrokar dengan fungsi permukaan dan integritas struktur yang lebih baik, sehingga cocok untuk aplikasi dalam remediasi lingkungan, bahan bakar padat, dan amandemen tanah. Studi ini memberikan perspektif baru tentang pemanfaatan sinergis dari dua aliran limbah agroindustri dan menunjukkan bahwa limbah cair tahu dapat berfungsi tidak hanya sebagai media reaksi tetapi juga sebagai penambah kimia dalam proses HTC.