Prototipe Mobile Incinerator Berbahan Bakar Minyak Pirolisis

Hadi, Syamsul and R., Rendy Adhi and B., Eko Prasetya and Suyitno, and DPT, D Danardono (2011) Prototipe Mobile Incinerator Berbahan Bakar Minyak Pirolisis. .

[img] Microsoft Word - Published Version
Download (38Kb)

    Abstract

    Penelitian ini berhubungan dengan perancangan dan pengembangan prototipe mobile incinerator berbahan bakar minyak pirolisis. Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kenyataan bahwa penganganan sampah di daerah Surakarta dan sekitarnya masih mengandalkan landfill berbentuk tempat pembuangan sampah akhir (TPA). Akibatnya pada TPA banyak terjadi masalah dari kondisi sampah yang menggunung sampai terjadinya pencemaran udara, tanah dan air di sekitar TPA. Selain itu biaya pengangkutan sampah ke TPA juga sangat besar. Dengan incinerator, maka volume sampah dapat didegradasi sampai ketingkat sekitar 2-5%. Namun demikian, karena kondisi sampah yang bermacam-macam, maka supaya degradasinya efektif, incinerator perlu bahan bakar. Sementara itu, harga bahan bakar minyak yang tinggi menyebabkan incinerator tidak dapat berkembang dan sampah tidak tertangani secara baik. Di sisi lain, sampah padat sebenarnya dapat diolah menjadi bahan bakar cair dengan teknik pirolisis. Dari hasil penelitian tahun kedua nilai viskositas kinematik pada komposisi 25% kertas – 75% PE mempunyai rata-rata sebesar 25cSt, sedangkan untuk kedua komposisi yang lain yaitu 1.935 cSt dan 20.7 cSt.Sedangkan viskositas pada komposisi 25% kertas - 75% biomasa mempunyai rata-rata sebesar 56 mm²/s, sedangkan dua komposisi lainnya sebesar 39,67 mm²/s dan46,67 mm²/s.Massa jenis untuk minyak pirolisis dengan komposisi 25% kertas – 75% PE didapatkan sebesar 897 kg/m³, pada kedua kompopsisi lain diperoleh 1113 kg/m³ dan 1181 kg/m³. Sedangkan pada pengujian dengan komposisi 25% kertas - 75% biomasa mempunyai nilai rata-rata sebesar 1140,33 kg/m³, untuk yang lain sebesar 1095 kg/m³ dan 1104,67 kg/m³. Nilai kalor pada komposisi 25% kertas – 75% PE mempunyai nilai kalor rata-rata paling besar dibandingkan kedua komposisi lainnya yaitu sebesar 43,55 MJ/kg, dengan flash point sebesar 48°C. Pada komposisi 25% kertas - 75% biomasa sebesar 10,05 MJ/kg dan yang lainnya sebesar 10,56 MJ/kg dan 11,23 MJ/kg. Juga diperoleh beberapa desain nosel yang memberikan kesimpulan semakin tinggi tekanan dan ketebalan nozzle tip semakin bagus droplet dan pola semburan yang dihasilkan, dengan beberapa desain yang lain masih perlu pengujian. Distribusi aliran udara dan temperatur di seluruh ruang bakar diperoleh dengan simulasi bahasa pemrograman Fortran dan prediksi suhu udara masuk di reaktor pirolisis sebesar 600oC, mesin pengering 300oC, dan ke cerobong pembuangan 700oC. Bahan bakar yang dihasilkan dari proses pirolisis sampah padat kemudian akan diteliti sifat fisik, sifat kimia, dan sifat keterbakarannya. Sifat fisik yang utama dari bahan bakar cair adalah massa jenis, viskositas, dan kestabilan. Viskositas adalah parameter penting dari kemudahan bahan bakar untuk mengalir. Kestabilan merupakan paramater penting dari kegiatan penyimpanan bahan bakar cair. Sifat kimia yang akan diteliti meliputi zat-zat penyusun bahan bakar dengan menggunakan peralatan gas chromatography (GC analysis). Nilai kalor minyak pirolisis juga akan diuji. Dengan mengetahui karakteristik kimianya, akan lebih mudah diperoleh zat-zat penyusun bahan bakar, sifat-sifatnya dan penjelasan proses pembakaran yang mungkin terjadi. Penelitian tahap ketiga difokuskan pada sifat keterbakaran. Uji ini dilakukan dengan menggunakan kompor berbahan bakar minyak tanah standar dengan metode water boiling test (WBT). Hipotesis dari penelitian ini diprediksikan bahwa dengan proses pirolisis, sampah padat dapat dipisahkan menjadi gas, cair, dan padat. Melalui pirolisis dimana temperatur proses sekitar 400oC, diprediksikan rendemen cairan yang dihasilkan diatas 30%. Bahan bakar cair yang dihasilkan dengan bahan sampah padat (sampah biomasa, sampah kertas, dan sampah plastik) diprediksikan mempunyai sifat yang berbeda dengan cairan hasil pirolisis kayu atau batubara sehingga perlu dilakukan penelitian secara mendalam. Pada proses pirolisis, diprediksikan semakin tingi temperatur operasi (> 500oC) jumlah bahan bakar cair yang dihasilkan cenderung turun kembali karena terdapat aktivitas reaksi tar sekunder. Diprediksikan energi yang dihasilkan selama proses incinerasi cukup tinggi dan dapat dimanfaatkan untuk proses pirolisis dan proses pengeringan. Kegunaan penelitian ini adalah diperoleh prototipe incinerator yang dapat dipindah-pindah berbahan bakar minyak pirolisis. Diharapkan, prototipe ini dapat mengurangi biaya pengolahan sampah dan sekaligus mengurangi permasalahan sampah di Surakarta dan sekitarnya. Biaya pengolahan sampah dapat ditekan karena dapat mengurangi biaya dan proses transportasi sampah ke TPA karena incinerator ini dapat dipindah-pindahkan. Biaya pengolahan sampah dengan incinerator berbahan bakar minyak pirolisis juga dapat mengurangi biaya bahan bakar dibandingkan incinerator jenis lain. Selain itu, panas yang dihasilkan dari proses incinerasi dapat digunakan untuk proses pirolisis dan penyedia panas bagi proses pengeringan dan kegiatan indutri kecil menengah. Secara ilmiah, penelitian ini akan menghasilkan data-data sifat fisik, kimia, dan keterbakaran minyak pirolisis, data termogravimetri sampah padat, analisis energi reaktor incinerator, analisis ekonomi, dan data polusi udara dari mobile incinerator. Penelitian ini akan dilakukan secara eksperimen di laboratorium. Penelitian akan diselesaikan dalam 3 tahap dimana setiap tahapnya memerlukan waktu 1 tahun. Tahap pertama adalah mengenai proses pirolisis sampah padat (sampah biomasa, sampah kertas, dan sampah plastik), sifat fisik, dan sifat keterbakarannya. Penelitian akan dilakukan di lab Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin dengan menggunakan reaktor pirolisis pemanasan luar berkapasitas 5 kg/jam. Sifat fisik yang akan diteliti meliputi massa jenis, kestabilan, dan viskositas. Viskositas yang merupakan parameter fisik utama bahan bakar akan diuji pada suatu viskometer. Kestabilan akan diuji pada suatu reaktor mini yang dilengkap dengan mixer. Sifat kimia yang akan diteliti adalah komponen penyusun minyak pirolisis dengan menggunakan GC (Gas Chromatography) dan nilai kalor minyak pirolisis. Sifat kemampubakaran akan diuji secara eksperimen pada suatu kompor minyak tanah. Pengujian kemampubakaran akan dilakukan dengan metode water boiling test (WBT). Tahap kedua adalah perancangan dan pengembangan nosel burner minyak pirolisis dan perancangan mobile incinerator. Target dari tahun kedua adalah diperolehnya prototipe nosel burner minyak pirolisis dan rancangan mobile incinerator dan rancangan mesin pengering. Perancangan incinerator dan mesin pengering akan dilakukan pada tahap kedua dengan menggunakan perangkat lunak CFD. Tahap ketiga adalah pembuatan dan perakitan prototipe mobile incinerator. Pada tahap ketiga akan diteliti beberapa aspek perpindahan panas, teknik pembakaran, distribusi temperatur dalam ruang bakar, efisiensi energi, analisis ekonomi, dan aspek polusi udara dan abu dari incinerator.

    Item Type: Article
    Subjects: Q Science > Q Science (General)
    Q Science > QC Physics
    Divisions: Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat - LPPM
    Depositing User: Miranda Nur Q. A.
    Date Deposited: 15 Apr 2014 03:46
    Last Modified: 15 Apr 2014 03:46
    URI: https://eprints.uns.ac.id/id/eprint/11081

    Actions (login required)

    View Item