ANALISIS PROSES PIROLISIS ISOTHERMAL PADA SAMPAH KOTA BANDAR LAMPUNG

ANALISIS PROSES PIROLISIS ISOTHERMAL PADA SAMPAH KOTA BANDAR LAMPUNG

(Skripsi)

Oleh

DWI ANDRI WIBOWO

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG 2016

ABSTRAK ANALISIS PROSES PIROLISIS ISOTHERMAL PADA SAMPAH KOTA BANDAR LAMPUNG Oleh DWI ANDRI WIBOWO

Sampah merupakan masalah utama yang sedang dihadapi kota Bandar Lampung. Bertambahnya jumlah sampah setiap harinya mengakibatkan penumpukan sampah yang sangat besar di TPA Bakung tanpa adanya pengolahan lebih lanjut. Sebagian besar sampah terdiri dari sampah organik (sayuran, kayu, kertas) dan anorganik (plastik). Kandungan lignoselulosa pada sampah dapat dipecah menjadi ikatan yang lebih sederhana (gas volatile) untuk mendapatkan produk bio-oil. Untuk memecah kandungan lignoselulosa tersebut diperlukan perlakuan pirolisis isothermal. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kondisi optimum pirolisis isothermal pada temperatur kerja 300˚C-700˚C dan waktu reaksi 15-35 menit. Pengujian GCMS dilakukan untuk mengetahui kandungan hidrokarbon bio-oil. Rasio sampah yang digunakan yaitu 60% plastik, 20% sayuran dan 20% kertas dalam kondisi kering. Proses pirolisis isothermal dilakukan dengan sistem tertutup. Temperatur memberikan pengaruh jumlah produk bio-oil yang dihasilkan, pada temperatur 300˚C -500˚ C menghasilkan produk terbanyak. Waktu reaksi memberikan pengaruh terhadap kuantitas bio-oil, pada waktu reaksi 25-35 menit menghasilkan produk yang lebih bersih. Fraksi hidrokarbon menunjukan kecenderungan bahan bakar 33,3% gasoline dan 66,6% diesel. Pada penelitian ini didapat kondisi optimum pada temperatur kerja 400˚C waktu reaksi 30 menit dengan produk yield bio-oil 11% (wt%). Fraksi hidrokarbon gasoline 31,86% (peak area%), diesel 55,06% (peak area%), heavy gas oil 13,08% (peak area%). Sifat hidrokarbon Paraffin 33,03% (peak area%), Iso-paraffin 0% (peak area%), Olefin 41,03% (peak area%), Naphthenes 4,85% (peak area%), Aromatic 13,3% (peak area%), Oxygeneted Alcohol 6,74% (peak area%), Acid 1,05% (peak area%). Kata kunci : Pirolsis isothermal, sampah kota, bio-oil

ABSTRACT ISOTHERMAL PYROLISYS PROCESS ANALYSIS OF WASTE IN BANDAR LAMPUNG By DWI ANDRI WIBOWO

Waste is a major problem facing the city of Bandar Lampung. Increasing the amount of waste every day , resulting in the accumulation of waste in the landfill enormous Bakung without further processing. Most of the waste consists of organic waste (vegetables,woods,papers) and inorganic (plastic). The content of the lignocellulosic waste can be broken down into more simple bond (volatile gas) to obtain bio-oil product. To break down the lignocellulose content of isothermal pyrolysis treatment required. This study was conducted to determine the optimum conditions of isothermal pyrolysis at working temperatures of 300˚C-700˚C and reaction time of 15-35 minutes. GC - MS testing conducted to determine the hydrocarbon content of biooil. The ratio of waste used is 60% plastic, 20% vegetables and 20% of paper in dry conditions. Isothermal pyrolysis process conducted with a closed system. Temperatures influence the amount of bio-oil product produced, at a temperature of 300˚C -500˚C to produce largest. The reaction time influence on the quantity of bio – oil, at reaction time of 25-35 minutes to produce products that are cleaner. Hydrocarbon fraction showed a tendency of fuel 33.3% gasoline and 66.6% diesel. In this study, obtained the optimum conditions at an operating temperature of 400˚C reaction time of 30 minutes with a product yield of bio-oil 11% (wt%). Hydrocarbons fraction of gasoline 31.86% (peak area%), diesel 55.06% (peak area%), heavy gas oil 13.08% (peak area%). Properties hidrocarbon Paraffin 33,03% (peak area%), Iso-paraffin 0% (peak area%), Olefin 41,03% (peak area%), Naphthenes 4,85% (peak area%), Aromatic 13,3% (peak area%), Oxygeneted Alcohol 6,74% (peak area%), Acid 1,05% (peak area%). Keywords: Pyrolysis isothermal, municipal solid waste, bio-oil

ANALISIS PROSES PIROLISIS ISOTHERMAL PADA SAMPAH KOTA BANDAR LAMPUNG Oleh

DWI ANDRI WIBOWO Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG 2016

PERSEMBAHAN Dengan Kerendahan Hati meraih Ridho Illahi Robbi Kupersembahkan karya Kecilku ini untuk orang-orang yang aku sayangi Ibu dan Ayahku Atas Segala pengorbanan yang tak terbalaskan, doa, kesabaran, keikhlasan, cinta dan kasih sayangnya Kakak dan Adikku Sumber inspirasi, semangat, keceriaan dan kebanggan dalam hidupku Dosen Teknik Mesin Yang selalu membimbing, mengajarkan, memberikan saran serta saran baik secara akademis maupun non akademis Tim Lab. Termodinamika Yang selalu membantu, memberikan semangat, teman belajar menuju keberhasilan Sahabat Mesin ‘10 Yang selalu memberi semangat dan berdiri tegap disampingku saat suka maupun duka, berbagi nasihat dan keceriaan

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di kota Bandar Lampung Provinsi Lampung pada Tanggal 19 Oktober 1991, sebagai anak kedua dari empat bersaudara, dengan orang tua Bapak Yon Maryono dan Ibu Sukini. Jenjang pendidikan pertama yang dijalani penulis adalah Pendidikan Taman Kanak – Kanak (TK) di TK Unila diselesaikan pada tahun 1998. Selanjutnya penulis duduk dibangku Sekolah Dasar Negeri 2 Labuhan Ratu Bandar Lampung hingga tamat pada tahun 2004. Pendidikan lanjut pertama penulis di SMP Negeri 8 Bandar Lampung, akhirnya pada tahun 2007 penulis lulus dari SMP tersebut. Kemudian pada tahun 2007 penulis melanjutkan di salah satu SMA favorit Kota Bandar Lampung yaitu SMA Negeri 9 Bandar Lampung, dan penulis lulus SMA pada tahun 20010. Selama menjalani pendidikan dari SMP hingga SMA, penulis aktif dalam mengikuti organisasi intern sekolah dan aktif dalam kejuaran karate daerah serta nasional.

Pada Tahun 2010, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung (Unila) melalui seleksi yang saat itu bernama Penelusuran Kemampuan Akademik dan Bakat (PKAB). Diawal pendidikan penulis terpilih menjadi ketua angkatan Teknik Mesin angkatan 2010. Selama menjalani pendidikan di Teknik Mesin penulis mengikuti beberapa kegiatan organisasi. Pada tahun 2011 penulis menjadi sekertaris bidang Organisasi dan Kepemimpinan Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin dan menjadi anggota Pengembangan Sumber Daya Mahasiswa BEM Fakultas Teknik UNILA. Pada tahun 2012 penulis menjadi ketua bidang Organisasi dan Kepemimpinan Teknik Mesin selama satu tahun. Semasa kuliah pada tahun 2013, penulis melakukan kerja praktik di BPPT MEPPO dengan

subjek yang dikaji desain alat pemosisi linier ultra akurasi. Dalam menjalani pendidikan di Teknik Mesin, penulis tergabung dalam kepanitiaan acara Seminar Tahunan Teknik Mesin dengan tema Peran Riset dan Teknologi Untuk mewujudkan Ketahanan Enenrgi Nasional dan Industri yang Ramah Lingkungan tahun 2012 dan Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin ke 12 (SNTTM) tahun 2013 di Bandar Lampung.

QUOTE

“Niscaya Allah swt akan meninggikan derajat orang-orang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat” (Qur’an Al-mujadalah; 11) “Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan” (Q.S. Al-Insyirah :5) “Sesungguhnya tentang pertikaian langit dan bumi dan pertikaian malam dan siang menjadi tanda (atas kekuasaan Allah) bagi orang-orang yang berakal” (Q.S. Al Imran :190)

“Success usually comes to those who are too busy to be looking for it.” (Henry David Thoreau, 1817-1862) “Jangan terlalu mencintai tubuhmu, kelak cacing akan kenyang menggerogoti jasadmu di makam kelak. Terus bekerja, jika perlu kamu tidak tidur untuk meraih kesuksesan.” (Indra Mamad Gandidi)

“Jangan berkecil hati jika tahan persiapanmu sedikit lebih lama dibanding temanmu. Sebab dengan kemampuanmu yang sekarang, pasti kamu tidak siap bertemu orang yang hebat dalam kehidupanmu” (Rachmat Cahay Putra)

“Segala masalah tidak akan pernah selesai, jika kau hanya lari dari masalah itu. Hadapi masalah mu apapun bentuknya, Allah SWT selalu bersamamu dan menjagamu “ (Dwi Andri Wibowo)

“Selalu ingat siapa dirimu, dimanapun kamu berada kelak, hiduplah dengan jujur dan selalu berbuat baik kepada setiap orang” (Dwi Andri Wibowo)

SANWACANA

Assalamu’alaikum Wr. Wb. Puji syukur penulis haturkan kepada Allah SWT, karena berkat karunia, rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir serta menyelesaikan Skripsi ini dengan baik. Shalawat serta salam tidak lupa penulis panjatkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah menghantarkan kita menuju zaman yang lebih baik seperti sekarang ini. Skripsi ini merupakan syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung. Skripsi ini disusun berdasarkan studi pustaka, berdiskusi bersama dosen pembimbing, dan eksperimental yang dilakukan di Laboratorium Termodinamika, dengan mengkaji proses pirolisis pada sampah kota Bandar Lampung. Dalam skripsi ini menyajikan proses mengkonversi sampah kota Bandar Lampung menjadi bio-oil. Untuk proses semua sumber yang dirangkum dan dijadikan acuan, berasal dari jurnal nasional maupun internasional, dan juga berdasarkan literatur untuk menunjang dalam proses analisa. Hasil yang diperoleh dari penelitian baik berupa data mass yield (wt%), kandungan hidrokarbon dan sifat hidrokarbon yang dibandingkan dengan bahan bakar gasoline RON 88 dan diesel CN 48 didalam skripsi ini.

Pada kesempatan ini, penulis ingin sampaikan rasa terima kasihnya kepada :

1. Kedua Orang Tua saya Bapak Yon Maryono dan Ibu Sukini yang selalu memberikan kasih sayang, semangat motivasi, dan mendoakan atas harapan serta kesuksesan penulis. 2. Kakak dan adik saya Nunuk Andrianto, Boy Abri Pranoto dan Niken Puspita Putri atas nasehat, dukungan, motivasi, dan do’a sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. 3. Bapak Ahmad Su’udi, S.T.,M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung. 4. Bapak M. Dyan Susila ES, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing 1 Tugas Akhir ini, terima kasih atas saran-saran, ide gagasan, bimbingan, dan juga semua nasehat sehingga terselesaikannya skripsi ini. 5. Bapak A.Yudi Eka Risano, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing 2 Tugas Akhir ini, terima kasih atas saran-saran dan juga bimbingan yang telah diberikan kepada penulis. 6. Bapak Amrul,S.T.,M.T., selaku dosen pembahas dalam Tugas Akhir ini, terimakasih atas saran dan masukan yang diberikan. 7. Bapak Indra Mamad Gandidi S.T., M.T. sebagai manager projek Pirolisis Sampah Kota Bandar Lampung yang selalu memberikan dukungan, diskusi, arahan, ilmu serta masukan yang sangat bermanfaat bagi penulis dan tim sampah kota.

8. Terima kasih kepada mas Pono, Mas Dadang, Mas Joko atas bantuan peminjaman lab dan alat – alat penunjang penelitian. 9. Terima kasih kepada Dhining Ayu Oktavia S.Kep telah memberikan semangat,

motivasi,

dukungan

serta

do’a

sehingga

penulis

dapat

menyelesaikan tugas akhir ini. 10. Dwi Novriadi S.T., Ahmad Rama Doni S.T., yang telah membantu dalam proses perancangan dan pembuatan alat pirolisis sampah kota Bandar Lampung 11. Rekan-Rekan Tugas Akhir Pirolisis Sampah Kota Bandar Lampung Ali Mustofa, Adicha Aulia Putra, A. Fadli K.H, Ahmad Syarif Faturohman terima kasih atas kebersamaan perjuangan dan usaha dalam melaksanakan Tugas Akhir Alat Pengering Kopi Mekanik. 12. Adik – adik tim PKM pirolisis sampah kota yang selalu memberikan semangat dan membantu dalam penelitian. 13. Rekan – rekan angkatan 2010 yang selalu memberikan motivasi, diskusi serta semangat juang untuk menyelesaikan penelitian dan tugas akhir penulis. 14. Serta pihak – pihak lain yang membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu oleh penulis.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, namun Penulis memiliki harapan agar skripsi yang sederhana ini dapat memberi inspirasi dan berguna bagi semua kalangan civitas akademik. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. Bandar Lampung, Agustus 2016 Penulis

Dwi Andri Wibowo

xv

DAFTAR ISI DAFTAR ISI…………………………………………………………… ............. xv DAFTAR TABEL................................................................................................. xviii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xix DAFTAR SIMBOL............................................................................................... xxv I. PENDAHULUAN............................................................................................

1

1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 1.2. Tujuan........................................................................................................ 1.3. Batasan Masalah........................................................................................ 1.4. Sistematika Penulisan................................................................................

1 4 5 5

II. TINJAUAN PUASTAKA...............................................................................

7

2.1. Municipal Solid Waste ............................................................................. 2.2. Biomassa .................................................................................................. 2.3. Kandungan Zat Terbang (Volatil)............................................................ 2.4. Metode Konversi Sampah ........................................................................ 2.5. Proses Pirolisis dan Produk...................................................................... 2.6. Pirolisis Non-Isothermal dan Pirolisis Isothermal ................................... 2.6.1. Pirolisis Non-Isothermal.............................................................. 2.6.2. Pirolisis Isothermal ..................................................................... 2.7. Mekanisme Proses Pirolisis dan Degradasi Termal................................ 2.8. Parameter Proses Pirolisis....................................................................... 2.8.1. Temperatur .................................................................................. 2.8.2. Kadar Air Dalam Material Lignoselulosa ................................... 2.8.3. Waktu Reaksi .............................................................................. 2.8.4. Ukuran Partikel Sampah ............................................................. 2.8.5. Laju Pemanasan .......................................................................... 2.8.6. Kehadiran Oksigen...................................................................... 2.8.7. Tekanan ....................................................................................... 2.9. Karakteristik Produk Pirolisis ................................................................. 2.10. Senyawa Pembentuk Bio-Oil................................................................ 2.11. Sifat – Sifat Hidrocarbon .....................................................................

7 8 10 11 13 15 15 16 17 18 18 19 19 20 20 20 20 21 22 23

xvi

2.12. Pengaruh SIfat Hidrocarbon Terhadap Heating Value ........................ 2.13. Unjuk Kerja Pirolisis ............................................................................ 2.13.1. Rendemen (Mass Yield) ............................................................. 2.13.2. Pengujian Produk Pirolisis .........................................................

27 28 28 28

III. METODOLOGI PENELITIAN.....................................................................

34

3.1. Tempat dan Waktu Peneltian ................................................................... 3.2. Alur Tahapan Pelaksanaan....................................................................... 3.3. Alat dan Bahan......................................................................................... 3.3.1. Bahan ............................................................................................ 3.3.2. Alat ............................................................................................... 3.4. Rangkaian Alat Pirolisis........................................................................... 3.5. Metode Pengujian..................................................................................... 3.6. Tahapan Pengujian Laboratorium ............................................................ 3.7. Variabel Pengujian ...................................................................................

34 35 36 36 39 42 44 46 46

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Produk Padat, Liquid dan Gas .......... 4.1.1. Produk pada Temperatur 300oC ................................................... 4.1.2. Produk pada Temperatur 400oC ................................................... 4.1.3. Produk pada Temperatur 500oC ................................................... 4.1.4. Produk pada Temperatur 600oC ................................................... 4.1.5. Produk pada Temperatur 700oC ................................................... 4.2. Pengaruh Temperatur Terhadap Produk Padat, Liquid dan Gas .............. 4.2.1. Produk pada Waktu Reaksi 15 Menit ........................................... 4.2.2. Produk pada Waktu Reaksi 20 Menit........................................... 4.2.3. Produk pada Waktu Reaksi 25 Menit........................................... 4.2.4. Produk pada Waktu Reaksi 30 Menit........................................... 4.2.5. Produk pada Waktu Reaksi 35 Menit........................................... 4.3. Pengujian GC-MS .................................................................................... 4.4. Hasil Analisa GC-MS dan Distribusi Angka Hidrokarbon...................... 4.4.1. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 300oC 20 Menit ........................... 4.4.2. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 300oC 25 Menit ........................... 4.4.3. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 300oC 30 Menit ........................... 4.4.4. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 300oC 35 Menit ........................... 4.4.5. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 400oC 15 Menit ........................... 4.4.6. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 400oC 20 Menit ...........................

49 49 52 56 59 61 63 63 66 69 72 75 77 78 79 82 86 89 92 96

xvii

4.4.7. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 400oC 30 Menit ........................... 4.4.8. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 400oC 35 Menit ........................... 4.4.9. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 500oC 35 Menit ........................... 4.5. Efek Temperatur dan Waktu Reaksi Terhadap Sebaran Faksi Hidrocrbon.............................................................................................. 4.6. Efek Temperatur dan Waktu Reaksi Terhadap Klasifikasi Sifat Hidrokarbon .............................................................................................

99 103 106 110 117

V. SIMPULAN DAN SARAN 5.1. Simpulan .................................................................................................. 125 5.2. Saran......................................................................................................... 126 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 128 LAMPIRAN A LAMPIRAN B

xviii

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

Tabel 2.1. Distribusi Produk Dalam Proses Pirolisis .......................................

15

Tabel 2.2. Fraksi Produk Minyak Bumi dari Proses Destilasi .........................

23

Tabel 2.3. Hasil Uji GC-MS Pada Bahan Bakar Solar 48 ...............................

29

Tabel 2.4. Hasil Uji GC-MS Pada Bahan Bakar Bensin 88 .............................

31

Tabel 3.1. Variasi Percobaan ...........................................................................

47

Tabel 3.2. Tabel Percobaan .............................................................................

47

Tabel 4.1. Hasil Eksperimen Pirolisis Isothermal............................................

49

Tabel 4.2. Mass Spectrometer Kondisi 300˚C 20 Menit .................................

82


85


88


91


94


98

Tabel 4.8. Mass Spectrometer Kondisi 400˚C 30 Menit ................................. 101 Tabel 4.9. Mass Spectrometer Kondisi 400˚C 35 Menit ................................. 105 Tabel 4.10. Mass Spectrometer Kondisi 500˚C 35 Menit ............................... 108

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

Gambar 2.1. Struktur Selulose .........................................................................

9

Gambar 2.2. Grafik Pirolisis Non-Isothermal .................................................

16

Gambar 2.3. Grafik Pirolisis Isothermal .........................................................

17

Gambar 2.4. Produk Hasil Proses Prolisis .......................................................

22

Gambar 2.5. Ikatan Hidrokarbon (a) Normal Paraffin (b) Iso-Paraffin Alkana ......................................................................................

24

Gambar 2.6. Senyawa Hidrokarbon Golongan Olefin ....................................

25

Gambar 2.7. Senyawa Hidrokarbon Golongan Nephthenes ............................

26

Gambar 2.8. Empat Perbedaan Senyawa Aromatik ........................................

26

Gambar 2.9. Grafik Fraksi Hidrokarbon Pada Solar 48 ..................................

31

Gambar 2.10. Grafik Sifat Hidrokarbon Pada Solar 48 ..................................

31

Gambar 2.11. Grafik Fraksi Hidrokarbon Pada Premium 88 ..........................

33

Gambar 2.12. Grafik Sifat Hidrokarbon Pada Premium 88 ............................

33

Gamabr 3.1. Jenis Plastik ................................................................................

38

(a). Plastik ABS ..........................................................................

37

(b). Plastik HDPE........................................................................

37

xx

(c). Plastil LDPE ........................................................................

37

(d). Plastik PE ............................................................................

37

(e). Plastik PET ..........................................................................

37

(f). Plastik PP .............................................................................

37

(g). Plastik PS .............................................................................

38

(h). Plastik PVC .........................................................................

38

(i). Styrofoam .............................................................................

38

Gambar 3.2. Contoh Sampah Organik ............................................................

38

(a). Samph Sayur dan Buah ........................................................

38

(b). Sampah Daun........................................................................

38

(c). Sampah Kayu .......................................................................

38

Gambar 3.3. Sampah Kertas.............................................................................

39

(a). Sampah Koran .....................................................................

39

(b). Sampah Kardus ....................................................................

39

Gambar 3.4. Autoclave ....................................................................................

40

(a). Tabung Autoclave ................................................................

40

(b). Tutup Autoclave ...................................................................

40

Gambar 3.5. Heater Box ..................................................................................

40

Gambar 3.6. Alat – alat Pendukung Proses Destilasi ......................................

42

(a). Tabung Pemisah Bio-Oil .....................................................

42

(b). Timbangan Digital ...............................................................

42

(c). Thermocouple ......................................................................

42

(d). Pipa Tembaga ......................................................................

42

xxi

(e). Keran ....................................................................................

42

(f). Bak Penampung Air .............................................................

42

Gambar 3.7. Desain Rangkaian Alat Uji (Autoclave) ......................................

43

Gambar 3.8. Modifikasi Tutup Autoclave .......................................................

43

Gambar 4.1. Produk Pirolisis Temperatur 300˚C Waktu Reaksi 15,25, 30,20 dan 35 Menit ...............................................................................

50

Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Variasi Waktu Reaksi Pada Temperatur 300˚C ........................................................................................

51

Gambar 4.3. Produk Pirolisis Temperatur 400˚C Waktu Reaksi 15,20,25,30 dan 35 Menit ..............................................................................

54

Gambar 4.4. Grafik Pengaruh Variasi Waktu Reaksi Pada Temperatur 400˚C ........................................................................................

55

Gambar 4.5. Produk Pirolisis Temperatur 500˚C Waktu Reaksi 15,20,25,30 dan 35 Menit ...............................................................................

57

Gambar 4.6. Grafik Pengaruh Variasi Waktu Reaksi Pada Temperatur 500˚C .......................................................................................

58

Gambar 4.7. Produk Pirolisis Temperatur 600˚C Waktu Reaksi 15,20,25,30 dan 35 Menit ...............................................................................

60


61

Gambar 4.9. Produk Pirolisis Temperatur 700˚C Waktu Reaksi 15,20,25,30 dan 35 Menit ..............................................................................

62

xxii


63

Gambar 4.11. Produk Pirolisis Waktu Reaksi 15 Menit Temperatur 300˚C, 400˚C, 500˚C, 600˚C, 700˚C ....................................................

64

Gambar 4.12. Grafik Pengaruh Variasi Temperatur Pada Waktu Reaksi 15 Menit.........................................................................................

65


68


68


71


71


73


74


76


77

xxiii

Gambar 4.21. Gambar Produk Bio-Oil (A) 300˚C 20 Menit , (B) 300˚C 25 Menit, (C) 300˚C 30 Menit, (D) 300 oC 35 menit, (E) 400oC 15 menit, (F) 400oC 20 menit,(G) 400oC 30 menit, (H) 400oC 35 menit, (I) 500oC 35 menit ....................................................

78

Gambar 4.22. Grafik Gas Chromatograph Pada Kondisi 300˚C 20 Menit .....

80

Gambar 4.23. Grafik Fraksi Hidrokarbon Perbandingan Bio-Oil, Bensin RON dan Solar CN 48 .............................................................

82


84

Gambar 4.25. Grafik Fraksi Hidrokarbon Perbandingan Bio-Oil, Bensin RON dan Solar CN 48 ..............................................................

86


87


89


90


92


93


95


97


99

Gambar 4.34. Grafik Gas Chromatograph Pada Kondisi 400˚C 20 Menit ..... 100

xxiv

Gambar 4.35. Grafik Fraksi Hidrokarbon Perbandingan Bio-Oil, Bensin RON dan Solar CN 48 .............................................................. 102 Gambar 4.36. Grafik Gas Chromatograph Pada Kondisi 400˚C 35 Menit ..... 104 Gambar 4.37. Grafik Fraksi Hidrokarbon Perbandingan Bio-Oil, Bensin RON dan Solar CN 48 .............................................................. 106 Gambar 4.38. Grafik Gas Chromatograph Pada Kondisi 500˚C 35 Menit ..... 107 Gambar 4.39. Grafik Fraksi Hidrokarbon Perbandingan Bio-Oil, Bensin RON dan Solar CN 48 .............................................................. 109 Gambar 4.40. Grafik Fraksi Hidrokarbon Pengaruh Temperatur dan Waktu Reaksi ....................................................................................... 111 Gambar 4.41. Grafik Klasifikasi Sifat Hidrokarbon Pada Temperatur 300oC di Waktu Reaksi 15, 25, 30, 35 menit....................................... 117 Gambar 4.42. Grafik Klasifikasi Sifat Hidrokarbon Pada Temperatur 400oC di Waktu Reaksi 15, 25, 30, 35 menit....................................... 120 Gambar 4.43. Grafik Klasifikasi Sifat Hidrokarbon Pada Waktu Reaksi 35 menit di Temperatur 300oC, 400oC dan 500oC......................... 122

xxv

DAFTAR SIMBOL

Et

=

Energi Total

=

MW

Bs

=

Berat Sampah

=

Kg/hari

Es

=

Nilai Kalor Sampah

=

Mj/kg

ΔH

=

Enthalpy

=

Kj/mol

wt%

=

Persentase Berat Produk Yield

˚C

=

Temperatur Selsius

L

=

Volume liter

=

dm3

Peak Area%

=

Luas Area Grafik Uji Gas Chromatograph

Cx

=

Angka Atom Carbon

Hy

=

Angka Atom Hidrogen

˃

=

Lebih Besar Dari

˂

=

Kurang Dari

RON

=

Nilai Angka Oktan Bahan Bakar Bensin (gasoline)

CN

=

Nilai Angka Setana Bahan Bakar Solar (diesel)

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Sampah adalah masalah utama yang sedang dihadapi kota - kota di Indonesia, yang dihasilkan dari buangan sisa aktivitas masyarakat perkotaan. Penumpukan sampah di perkotaan cenderung meningkat dan tidak terkendali. Hal ini disebabkan oleh peningkatan jumlah penduduk yang cepat, ekonomi masyarakat yang semakin berkembang, arus urbanisasi yang tidak bisa dibendung serta gaya hidup masyarakat perkotaan yang cenderung konsumeris.

Pada tahun 2013 jumlah penduduk kota Bandar Lampung sekitar 942.002 jiwa (Wiriana, 2013) dan berdasarkan BSNI tentang pengelolaan sampah di pemukiman, setiap orang akan menghasilkan sampah 2,5 L/orang/hari (BSNI, 2008). Sehingga jumlah timbulan sampah kota Bandar Lampung adalah 2.355.005 L/hari atau sekitar 2355 m3/hari (setara 612,3 Ton/hari). Melalui situs resmi kota Bandar Lampunug, dikatakan bahwa sampah yang dihasilkan dalam sehari mencapai 750 ton masuk ke tempat pembuangan akhir (TPA) Bakung (bandarlampungkota.go.id, 2013)

2

Dalam pengelolaanya, kota Bandar Lampung melakukan praktek open dumping dimana sampah dibuang di tempat pembuangan akhir (TPA). Tetapi praktek ini sudah tidak relevan lagi karena keterbatasan wilayah di perkotaan. Praktek open dumping bisa menjadi habitat bagi serangga, hama, dan bakteri yang dapat menyebarkan berbagai macam penyakit di udara terbuka. Tumpukan sampah akan memproduksi air lindi kotor dan beracun yang akan mencemari air tanah dan air permukaan (Alexandra, 2012).

Tumpukan sampah di TPA akan terdegradasi secara biokimia dan melepas gas metan (CH4) ke atmosfir, dimana diketahui gas ini mempunyai daya pencemaran 20x lebih berbahaya dari pada pencemaran yang disebabkan oleh gas CO2 (DICLA,2013). Gas metan yang terlepas bebas ke atmosfer akan menyebabkan kerusakan lapisan ozon. Sehingga hal ini dapat menyebabkan terjadinya pemanasan global atau global warming (Suwedi, 2005).

Sampah merupakan material yang mempunyai energi tersimpan dalam bentuk ikatan kimia antara molekul karbon, hidrogen dan molekul oksigen. Ketika ikatan kimia itu dirusak, bahan organik akan melepaskan energi kimia dalam bentuk padat, gas dan cair yang biasa disebut biofuel (Akkaya, 2009). Nilai kalor yang dapat dibangkitkan dari sampah padat perkotaan sekitar 20,57 MJ/kg (Pasek, 2007). Dengan kata lain, setiap hari masyarakat kota Bandar Lampung akan memproduksi energi dalam bentuk sampah padat kota sekitar 15.427 GJ/hari atau setara dengan 178,5 MW.

3

Melihat energi yang dihasilkan oleh sampah begitu besar, perlu suatu metode yang efisien serta ramah lingkungan untuk memanfaatkannya. Salah satu metode yang dapat digunakan yaitu dengan cara pirolisis. Metode pirolisis sering digunakan untuk mengkonversi sampah menjadi suatu energi (McKendry, 2002). Produk yang dihasilkan berupa padatan (bio-coal), cair (bio-oil) dan gas (syngas) dengan cara pemanasan didalam reaktor tanpa hadirnya oksigen.

Beberapa peneliti serius melakukan penelitian pemanfaatan sampah kota sebagai bahan baku untuk menghasilkan bahan bakar cair (bio-oil) menggunakan metode pirolisis. Chaturong Paenpong dan Adisak Pattiya fokus pada efek temperatur terhadap produk bio-oil yang dihasilkan dari sampah biomasa dengan metode pirolisis (Paenpong, 2016). Sedangkan Mochamad Syamsiro

2015 melaporkan hasil bahwa sampah plastik

memiliki potensi bahan bakar yang mendekati karakteristik bensin (Syamsiro, 2015).

Walaupun berbagai penelitian telah dilakukan berkaitan dengan kemampuan metode pirolisis untuk produksi bahan bakar cair dari sampah kota, penelitian yang telah dilakukan tidak merepresentasikan komponen sampah real yang ada di tempat pembuangan sampah. Pada umumnya hanya menggunakan komponen yang dispesifikasikan seperti sampah plastik atau sampah organik saja.

4

Lebih lanjut, tidak ada informasi yang tersedia secara detail tentang kuantitas dan kualitas bio-oil dari sampah kota yang sebenarnya. Yang dihubungkan dengan metode pirolisis isothermal, dan kondisi optimal yang dikaitkan dengan komposisi dan karakteristik sampah reel yang tersedia di tempat pembuangan sampah khususnya TPA Bandar Lampung. Hal ini diperlukan untuk menghasilkan bio-oil dari sampah kota Bandar Lampung yang lebih ekonomis dan berkualitas.

Hal inilah yang melatarbelakangi penelitian yang akan melakukan pengujian pirolisis isothermal terhadap sampah reel kota Bandar Lampung. Untuk melihat produk bio-oil yang dihasilkan serta kondisi optimal pirolisis.

1.2. Tujuan Dari latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya, maka penelitian ini akan memfokuskan kegiatan dengan tujuan : 1. Mengetahui pengaruh pirolisis isothermal terhadap karakteristik bio-oil yang dihubungkan dengan temperatur dan waktu reaksi. 2. Mengetahui kondisi optimum pirolisis proses pirolisis isothermal. 3. Mengetahui fraksi hidrokarbon dan sifat hidrokarbon bio-oil. 4. Memberikan solusi penumpukan sampah di perkotaan secara umum.

5

1.3. Batasan Masalah Kajian pada penelitian ini memfokuskan terhadap proses pirolisis sampah reel kota Bandar Lampung untuk menghasilkan produk bio-oil. Beberapa batasan pada kajian ini sebagai berikut : 1. Bahan baku yang digunakan adalah sampah riil kota Bandar Lampung yang berasal dari TPA Bakung yang terdiri dari sampah plastil, organik dan kertas. 2. Proses pengeringan sampah dengan cara dijemur atau dianginkan selama 2 minggu. 3. Komposisi sampah yang digunakan yaitu 60% plastik, 20% sayuran dan sisa makanan dan 20% kertas. 4. Masa bahan baku yang digunakan sesuai dengan kapasitas alat uji, maksimum 500 gram dengan ukuran partikel antara 0,5 cm – 2 cm. 5. Proses penelitian menggunakan metode pirolisis isothermal pada temperatur 300oC – 700oC dengan waktu reaksi 15 – 35 menit. 6. Alat

yang

digunakan

adalah

autoclave

yang

berada

di

Lab.Termodinamika Teknik Mesin Unversitas Lampung

1.4. Sistematika Penulisan Adapun sistematis penulisan dari penelitian ini adalah sbagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Pada bab ini tardiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

6

B AB II : TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini memuat teori mengenai hal-hal yang berkaitan dengan penelitian. B AB III : METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini terdiri atas hal-hal yang berhubungan dengan pelaksanaan penelitian, yaitu tempat penelitian, bahan penelitian, pralatan, dan prosedur pengujian. B AB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini berisikan hasil dan pembahasan dari data-data yang diperoleh saat pengujian dilaksanakan. B AB V : SIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisi hal-hal yang dapat disimpulkan dan saransaran yang ingin di sampaikan dari penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Memuat referensi yang digunakan penulis untuk menyelesaikan laporan tugas akhir. LAMPIRAN Berisikan perlengkapan laporan penelitian.

7

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Municipal Solid Waste Municipal Solid Waste ( MSW ) atau sampah kota merupakan sumber daya energi dengan potensi yang memberikan sejumlah energi besar untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar cair. MSW didefinisikan sebagai limbah rumah tangga, limbah padat komersial, limbah kondisional, dan limbah padat industri. Ini termasuk sisa makanan, sampah perumahan , komersial dan limbah industri. Komposisi MSW biasanya dikategorikan seperti kertas, plastik, karet dan kulit, tekstil dan kayu. Selain itu ada beberapa jenis lainnya yaitu limbah yang dihasilkan dari konsumen pasar berupa makanan dan limbah organik lainnya (Valkenburg, 2008). Sampah kota merupakan material hasil buangan aktivitas manusia dapat dianggap sebagai bahan bakar karena mengandung unsur H, C, O dalam ikatan polimer (Pasek, 2007).

Jumlah sampah padat yang berada di kota Bandar Lampung sangat berlimpah yaitu sebanyak 750 ton/hari (bandarlampungkota.go.id, 2013). Dengan jumlah yang begitu besar, tentunya terdapat energi yang tersimpan didalamnya. Energi ini yang dapat dimanfaatkan oleh manusia serta dapat mengurangi masalah penumpukan sampah. Menurut Ari D. Pasek dkk, nilai

8

kalor dari sampah kota sebesar 20,57 MJ/Kg. Untuk menghitung nilai laju energi yang sampah dapat menggunakan peramaan berikut :

Dimana :

=

×

(1)

Et = Energi Total Sampah (MW) Bs = Berat Sampah (Kg/hari) Es = Nilai Kalor Sampah (MJ/Kg)

Dari persamaan 1 kita dapat menghitung besar energi yang dapat dihasilkan oleh sampah kota Bandar Lampung. Diketahui berat sampah sebesar 750 Ton/hari dan nilai kalor sampah sebesar 20,57 MJ/Kg. Et = 750.000 Kg/hari × 20,57 MJ/Kg = 15.427.500 MJ/hari = 15.427 GJ/hari = 178,55 MW Melihat besarnya laju energi yang dapat dihasilkan dari sampah tersebut, perlu adanya suatu metode dalam pengolahan limbah sampah. Sehingga nantinya sampah dapat termanfaatkan dengan baik dan tidak mencemari lingkungan.

2.2. Biomassa Biomassa terbentuk dari ruang lingkup makhluk hidup seperti tumbuhan dan hewan dalam kurun waktu yang singkat. Tidak seperti minyak bumi yang membutuhkan waktu berjuta – juta tahun untuk dapat terbentuk menjadi

9

minyak mentah. Biomass memerlukan suatu metode untuk mengubahnya menjadi energi. Biomassa memiliki kandungan – kandungan yang dapat dimanfaatkan menjadi energi dengan bantuan proses. Tidak seperti minyak bumi yang memiliki bentuk gas dan cair, biomass sangat sulit untuk di trasportasikan karena bentuknya yang solid. Sehingga untuk memudahkan pemanfaatan biomassa harus merubahnya terlebih dahulu (Basu, 2010).

Kandungan terbesar didalam biomassa yaitu ligno-cellulose yang terdiri dari hemiselulosa, selulosa dan liqnin. Ketiga jenis kandungan tersebut dapat dilihat dibawah ini : a. Selulosa Selulosa (C6H12O6)n adalah sebuah polisakarida yang tersusun dari Dglukosa yang terhubung secara seragam oleh ikatan β-glukosida. Derajar polimerisasi selulosa ditunjukkan oleh n dengan nilai kisaran yang lebar mulai dari beberapa ribu hingga puluhan ribu. Selulosa memiliki struktur kristal dan memiliki resistansi yang tinggi terhadap asam dan basa (basu, 2010).

Gambar 2.1. Struktur Selulose (google.com)

10

b. Hemiselulosa Hemiselulosa (C5H8O4)n adalah polisakarida dimana unit-unitnya terdiri atas monosakarida dengan 5 karbon seperti D-xilosa, D-arabinosa, dan monosakarida karbon-6 seperti D-manosa, D-galaktosa, dan D-glukosa. Jumlah monosakarida karbon-5 lebih banyak dibandingkan monosakarida karbon-6. Hemiselulosa mudah terurai selulosa karena derajat polimerisasi hemiselulosa antara 50 dibandingkan sampai 200, yaitu lebih kecil dari selulosa. Kebanyakan hemiselulosa dapat larut dalam alkali (Basu, 2010). c. Lignin Lignin merupakan komponen makromelekul ketiga yang terdapat dalam biomassa yang berfungsi sebagai pengikat serat. Struktur molekul lignin terikat secara tiga dimensi sehingga menyebabkan lignin sulit diuraikan oleh mikroorganisme dan bahan-bahan kimia lainnya (Basu, 2010). 2.3. Kandungan Zat Terbang (Volatil) Zat terbang merupakan gas yang mudah terbakar (flammable) yang dapat terkondensasi dan tidak dapat terkondensasi ketika bahan bakar dipanaskan. Proses pemanasan bahan bakar melepas kandungan oksigen dan hidrogen sehingga hanya kandungan karbon (fix carbon) yang tertinggal di dalam bahan bakar. Gas – gas yang dapat terkondensasi merupakan salah satu dari bahan bakar cair, sedangkan yang tidak dapat terkondensasi merupakan bahan bakar gas (Basu, 2010).

11

2.4. Metode Konversi Sampah Pengolahan sampah kota untuk menghasilkan energi dalam bentuk lain sama dengan pengolahan biomasa. Ini dikarenakan komposisi yang terdapat dalam sampah tersebut terdiri dari limbah makhluk hidup dan turunannya. Ada 3 metode dalam mengolah biomasa yaitu pembakaran, gasifikasi dan pirolisis. Metode tersebut memiliki prinsip yang sama yaitu dengan memutus ikatan kimia yang ada pada biomasa dengan memanfaatkan energi panas (degradation method)(Jahirul, 2012). Ketiga metode tersebut memilki perbedaan dalam proses konversi energinya, dan juga dominan produk yang dihasilkan. Sehingga perlu diperhatikan metode yang akan diambil dalam melakukan sebuah penelitian. Metode – metode

tersebut yang membedakannya adalah kehadiran oksigen dalam

prosesnya. Metode pembakaran (combustion) dominan produk yang dihasilkan adalah kalor dan gas karbondioksida (CO2) , metode gasifikasi dominan produk yaitu Syngas (sintetik gas) dan karbondioksida (CO2) dan metode pirolisis dominan produk yaitu bio-coal, bio-oil dan gas metan (CH4). Untuk lebih lanjut penjelasan dari ketiga metode tersebut dapat dilihat dibawah ini : 1. Metode Pembakaran Fenomena sederhana untuk dapat menggambarkan proses pembakaran pada biomasa yaitu proses memasak dengan kayu bakar. Dimana proses pembakaran terjadi akibat adanya campuran bahan bakar (kayu) dan oksigen (udara) dan panas awal yang diberikan. Sehingga dalam proses pembakaran tersebut menghasilkan energi (kalor) yang lebih tinggi. Pada

12

reaksi pembakaran sempurna (stoikiometris), bahan bakar direaksikan dengan oksigen maka menghasilkan karbondioksida (CO2) dan panas. C + O2 → CO2

ΔH= - 393 kJ/mol (exothermic)

Namun pada proses pembakaran aktual, jumlah udara yang diberikan berlebih sehingga produk dari reaksi tersebut menghasilkan sisa pembakaran berupa Nitrogen (N2), karbon monoksida (CO), hidrokarbon (HC), hydrogen (H2) dan uap air (H2O). Dimana dari sisa pembakaran tersebut ada yang merupakan gas berbahaya bagi kesehatan dan lingkungan. CnHm + a (O2 + 3,773 N2) → b CO2 + c H2O + d N2 + e CO + f H2 + g HC

2. Gasifikasi

Gasifikasi adalah proses termokimia untuk menghasilkan bahan bakar gas mampu bakar. Dalam proses ini biomasa dimasukkan dalam sebuah reaktor(gasifier) kemudian dibakar dalam keadaan udara yang terbatas (20%-40% udara stoikiometris). Sehingga dapat dikatakan proses gasifikasi ini merupakan proses pembakaran dengan udara yang diatur agar terjadi pembakaran yang tidak sempurna. Hal ini betujuan agar reaksi antara ikatan karbon yang terdapat dalam biomasa dapat terputus dan menghasilkan bahan bakar gas yang mampu bakar (syngas). Namun dalam proses gasifikasi masih terkandung beberapa kandungan gas yang beracun sehingga perlu adanya suatu filter untuk menyaringnya. 3. Pirolisis Pirolisis merupakan suatu metode proses konversi bahan bakar padat menjadi beberapa jenis bahan bakar yaitu padat, cair dan gas. Dalam

13

proses ini bahan bakar padat atau biomasa dipanaskan dalam sebuah reaktor pada temperatur pirolisis tanpa kehadiran oksigen. Dalam proses ini produk yang dihasilkan sangat bersih sehingga perlu adanya pengembangan lebih lanjut.

2.5. Proses Pirolisis dan Produk Pirolisis adalah proses perlakuan panas pada material biomasa yang dikonversi menjadi produk berupa cair (bio-oil), padat (bio-coal) dan gas (syngas) dalam suatu reaktor tanpa kehadiran oksigen di dalam reaktor. Panas yang diberikan yaitu mulai dari temperatur 250oC sampai dengan temperatur 1000oC. Temperatur adalah faktor yang paling penting untuk produk hasil pirolisis. Biasanya temperatur yang sering digunakan yaitu berkisar 300oC 600oC untuk produk dominan liquid.

Jika pirolisis ditujukan untuk mendapatkan hasil maksimal dalam bentuk produk liquid, temperatur operasi yang rendah (425-600 oC) dengan laju pemanasan yang tinggi merupakan kondisi operasi pirolisis yang dibutuhkan (fast pyrolysis). Jika tujuan pirolisis untuk mendapatkan hasil maksimal pada bahan bakar gas, maka temperatur operasi yang tinggi (> 600 oC) dan laju pemanasan yang tinggi, merupakan kondisi operasi yang sesuai (flash pyrolysis). Untuk produksi bio-arang (solid) maksimal, bio-gas dan bio-oil secara simultan, maka dapat digunakan teknik slow pyrolysis dimana temperatur operasi yang rendah (400 oC) dan laju pemanasan yang rendah (510 oC/min). Hal ini merupakan kondisi operasi yang memenuhi dan untuk

14

mendapatkan bahan bakar padat dengan densitas energi yang tinggi dapat lakukan dengan teknik pirolisis (mild pyrolysis) pada temperature 200-300 oC dengan laju pemanasan yang rendah (Demirbas, 2009)

Temperatur operasi yang banyak digunakan dalam proses pirolisis cepat adalah antara 3500C - 5000C dimana menghasilkan produk liquid maksimum (Chew, 2011). Sebagai contoh, proses pirolisis cepat pada biomasa sekam padi dimana hasil liquid yang paling tinggi didapat pada temperatur 500oC dengan ukuran partikel 1.18-1.80 mm dan laju pemanasan 60°C/min (Natarajan, 2009) dan biomasa kayu yang dipirolisis lambat memberikan hasil bio-arang maksimal pada 275 oC dan terjadi penurunan hasil tar (Wannapeera, 2011).

Adisak Pattiya., et al, 2012, melakukan uji pirolisis cepat pada 350oC - 450oC dengan bahan baku limbah singkong dan mendapatkan bio-oil sebesar 75% (Pattiya, 2012). Hasil bio-oil 49.5% dan 57% akan diperoleh jika menggunakan bahan baku limbah kelapa sawit dan sekam padi pada temperatur 400-600 oC (Ngo, 2012). Jika proses pirolisis menggunakan bahan baku sebagian besar mengandung sampah , kertas dan karet mayoritas hasil yang didapat dalam bentuk syngas dan bio-oil (Syamsiro, 2015). Ini mengindikasikan bahwa sampah, kertas dan karet mengandung fixed karbon yang rendah dan kaya dengan unsur volatile. Biogas dan bio-oil dapat digunakan sebagai bahan bakar electrical gas engine, diintegrasikan dengan siklus turbin yang dapat mengubah energi

15

bahan bakar menjadi listrik (Zia Haq, 2002) dengan efisiensi pembakaran yang lebih baik dibandingkan pembakaran sampah

(Klein, 2002) dan

memberikan dampak pencemaran lingkungan yang sangat rendah (Gandidi, 2012). Produser gas dan bio-oil dapat juga digunakan sebagai bahan bakar untuk pengeringan hasil-hasil pertanian dan perkebunan (Gandidi, 2011) dan diproses lanjut menjadi bahan kimia seperti methanol (Verma, 2012). Persentase jumlah produk hasil proses pirolisis bergantung pada kondisi proses dan bahan baku yang digunakan (Preto, 2008). Tabel 2.1. Distribusi produk dalam proses pirolisis (Ronsse, 2013).

2.6. Pirolisis non-isothermal dan pirolisis isothermal 2.6.1. Pirolisis non-isothermal Proses pirolisis non-isothermal yaitu proses pirolisis yang dilakukan dari temperatur awal atau suhu ruangan ke temperatur yang dituju. Bahan baku dalam proses pirolisis non-isothermal dimasukkan pada awal proses, Kemudian waktu reaksi pirolisis mulai dihitung.

16

(T) 500oC

30oC 0

(t)

Gambar 2.2. Grafik Pirolisis non-isothermal

Dari gambar grafik 2.2. dapat kita lihat proses pirolisis yang terjadi. Bahan baku dimasukkan pada temperatur 30oC, setelah itu proses pemanasan dimulai menuju temperatur yang dituju. Pada proses ini laju pemanasan sangat berpengaruh terhadap jenis produk yang akan dihasilkan. Semakin cepat laju pemanasan maka produk yang dihasilkan dominan liquid dan gas (Luo, 2010), sedangkan semakin lambat laju pemanasan maka produk yang dihasilkan dominan padatan. Semakin lama waktu tahan yang diberikan maka akan semakin banyak produk yang dihasilkan. Setiap bahan baku memiliki waktu pemanasan optimum masing - masing (Basu, 2010). 2.6.2. Pirolisis isothermal Sedikit perbedaan pada proses pirolisis isothermal, perbedaannya terletak pada pengumpanan bahan baku yang akan di pirolisis. Pada proses ini bahan baku di masukkan ke dalam reaktor setelah reaktor mencapai temperatur yang dituju.

17

(T) 500oC

Steady

0

(t)

Gambar 2.3. Grafik Pirolisis Isothermal Dari Gambar 2.3. bahan baku baru diumpankan setelah temperatur pirolisis tercapai. Pada saat bahan baku diumpankan, residence time proses pirolisis isothermal dimulai. Pada proses pengumpanan, tidak boleh adanya kehadiran oksigen didalam reaktor. Apabila oksigen hadir dalam reaktor maka bahan baku dapat terbakar. Sehingga diperlukan suatu penghubung yang dapat mengumpankan bahan baku ke dalam reaktor tanpa terjadi pertukaran oksigen. 2.7. Mekanisme Proses Pirolisis dan Degradasi Termal Secara prinsip, proses pirolisis terhadap sampah kota dimaksudkan untuk mendagradasi rantai hidrokarbon besar yang ada dalam material sampah menjadi rantai yang lebih kecil dimana rantai polimer dihancurkan menjadi monomer-monomer. Sampah organik yang mengandung sebagian besar komponen lignoselulosa didegradasi menjadi bahan bakar padat, gas dan cair sedangkan sampah plastik/karet didegradasi menjadi bahan bakar gas dan cair seperti parafin, olefin dan fraksi lainnya yang mempunyai berat molekul rendah (Wampler, 2007). Mekanisme pirolisis pada material lignoselulosa dapat dibagi ke dalam empat stage individual yaitu evolusi kadar air,

18

dekomposisi hemicelluloses, dekomposisi cellulose dan dekomposisi lignin (Yang, 2007). Keempat terjadi pada kondisi proses endotermik dan menghasilkan 75-90% material yang mudah menguap dalam bentuk gas dan liquid hidrokarbon serta material yang tidak mudah menguap yang mengandung nilai karbon tinggi yang disebut dengan char. Formasi tar berasal dari hidrokarbon molekular tinggi (Rivas, 2008).

2.8. Parameter Proses Pirolisis Material lignoselulosa yang mengalami proses pirolisis akan mengalami perubahan sifat fisik dan sifat kimianya selama proses pirolisis berlangsung. Perubahan ini sangat ditentukan oleh berbagai parameter proses yang terlibat. Parameter tersebut meliputi temperatur operasi, laju pemanasan, waktu tinggal material, kehadiran oksigen, kadar air dan ukuran partikel material organik dan tekanan (Tumuluru, 2011). 2.8.1. Temperatur Temperatur reaksi proses pirolisis berada pada kisaran 200-600 °C. Temperatur ini akan menentukan tingkat dekomposisi material sampah, waktu tinggal dalam reaktor, dan produk pirolisis. Laju dekomposisi dan kerusakan struktur penyusun material meningkat dengan meningkatnya temperatur

reaksi

pirolisis

(Brigeman,

2008).

Akibanya,

terjadi

peningkatan kehilangan massa dan proses karbonisasi material. Tetapi, jika temperatur reaksi terlalu tinggi melebihi temperatur pirolisis, tingkat dekomposisi akan sangat reaktif yang mengakibatkan komponen penyusun material akan banyak dikonversikan ke dalam bentuk gas dan liquid.

19

Konsekuensinya, produk padatan hasil pirolisis menjadi berkurang dengan waktu tinggal dalam reaktor yang lebih singkat (Sridhar, 2007). 2.8.2. Kadar air dalam material lignoselulosa Dalam proses pirolisis, kadar air memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap efisiensi proses pirolisis. Hal ini dikaitkan dengan kehilangan energi panas yang cukup besar untuk proses penguapan air sebelum proses pirolisis berlangsung dan akan membutuhkan waktu tinggal yang lama untuk mendapatkan proses pirolisis yang sempurna (Sadaka, 2009). Selain mengganggu kebutuhan termal untuk proses pirolisis, kadar air yang tinggi dalam material akan memerlukan beban pendinginan dan peralatan pimisah uap air yang terkondensasi serta kadar air yang tinggi dalam material organik selama proses pirolisis dapat mengalami reaksi kedua dengan gas dan padatan yang akan mengekstrak fraksi yang dapat larut dalam air dan berakibat produk gas dan padatan jadi berkurang (Ciolkosz, 2011). 2.8.3. Waktu reaksi Waktu reaksi berkaitan dengan lamanya waktu tahan material dalam reaktor.

Variabel

ini

akan

mempengaruhi

proses depolimerisasi,

dekomposisi, dan karbonisasi selama proses pirolisis berlangsung. Jika waktu tinggal cukup lama, proses pirolisis akan sempurna untuk mengkonversikan bahan baku menjadi gas dan liquid. Lamanya waktu tinggal proses pirolisis pada dasarnya disesuaikan dengan material bahan baku yang digunakan dan setiap bahan baku mempunyai waktu tinggal yang proporsional (Basu, 2010).

20

2.8.4. Ukuran partikel sampah Ukuran partikel memberikan pengaruh pada luas permukaan kontak perpindahan panas antara material dan sumber panas selama proses dekomposisi

termal.

Semakin

kecil

ukuran

partikel,

permukaan

perpindahan panas semakin luas dan akan meningkatkan laju perpindahan panas ke permukaan material. Konsekuensinya akan meningkatkan laju dekomposisi pada material dan meningkatkan efisiensi pirolisis terutama pada kebutuhan waktu tinggal yang pendek (Ohliger, 2012). Namun begitu, pengaruh laju pemanasan terhadap ukuran partikel perlu diperhatikan karena ukuran partikel yang kecil akan mengalami laju pemanasan yang cepat dan akan berpengaruh pada hasil padatan pirolisis. 2.8.5. Laju pemanasan Laju pemanasan merupakan besarnya energi termal yang diberikan terhadap material persatuan waktu. Laju pemanasan ini akan menentukan komposisi produk yang dihasilkan. Jika laju pemanasan yang tinggi, kecendrungan produk dalam bentuk liquid dan gas (Luo, 2010). 2.8.6. Kehadiran oksigen Kehadiran oksigen dalam proses pirolisis akan mempengaruhi proses dekomposisi termal pada material lignoselulosa. Kehadiran oksigen akan memicu terjadinya proses pembakarn akibat reaksi oksidasi antara material organik dan oksigen (Klarsson, 2013). 2.8.7. Tekanan Pada pirolisis vakum, tekanan menunjukkan banyaknya material bahan baku yang terdegradasi menjadi gas oleh panas selama proses.

21

Dikarenakan volume reaktor tidak berubah dan dalam kondisi vakum, peningkatan jumlah gas akan meningkatkan tekanan reaktor. Tingginya tekanan juga dapat mempengaruhi dominan produk yang dihasilkan, tergantung temperatur dan waktu reaksi yang dioperasikan (Basu, 2010).

2.9. Karakteristik Produk Pirolisis Produk pirolisis dapat dibagi menjadi tiga produk utama (gambar 2.1) yaitu produk solid berwarna gelap, gas yang dapat terkondensasi atau kondensat dimana sebagian besar mengandung air, asam, tar dan senyawa lainnya, dan gas permanen atau gas yang tidak dapat terkondensasi, terutama karbondioksida (CO2), karbon monoksida (CO), dan sejumlah kecil metana (CH4) dan hydrogen (H2) . Dua produk terakhir dapat mewakili zat volatil sebagai produk pirolisis (Couhert, 2009). Gas Condensable

Gas Permanent

H2O Asam Alkohol Furan Phenol Ketone dll

H2O CO CO2 4 Bio CH Arang CXHY dll

PYROLISYS

Zat Volatil

Q Gambar 2.4. Produk Hasil Proses Pirolisis

22

Produk dalam bentuk padat merupakan struktur tak berbentuk yang berasal dari komponen selulosa dan lignin. Fase gas terdiri dari gas permanen dan komponen aromatik ringan seperti benzena dan toluena yang sebagian besar berasal dari hasil dekomposisi hemiselulosa (Shusheng, 2012). Produk yang dapat terkondensasi atau liquid, dapat dibagi menjadi tiga subkelompok yang meliputi air, organik, dan lipid. Air merupakan produk dari dekomposisi termal yang berasal dari penguapan air bebas dan air terikat yang dilepaskan oleh material lignoselulosa selama proses pirolisis, sedangkan zat organik dalam bentuk liquid merupakan produk yang dihasilkan selama reaksi dekomposisi dan karbonisasi. Lipid merupakan kelompok senyawa yang hadir dalam material lignoselulosa. Subkelompok ini mengandung senyawa seperti lilin dan asam lemak (Bergman, 2005).

2.10. Senyawa Pembentuk Bio-Oil Senyawa yang terbentuk didalam bio-oil pada umumnya terbentuk atas ikatan carbon (C) dan hydrogen (H), dan terbentuk dari ribuan senyawa hidrokarbon yang berbeda di dalam bahan bakar cair. Senyawa hidrokarbon memiliki formula senyawa CxHy dimana x dan y merupakan angka yang menunjukkan bilangan nomor hidrokarbon. Contoh hidrokarbon yang memiliki angka terkecil yaitu gas metan (CH4) yang merupakan ikatan hidrokarbon dari gas alam. Pengelompokkan jenis bahan bakar ditentukan dari nomor carbon (C) yang terkandung didalam senyawa hidrokarbon. Pada tabel 2.2 menunjukkan perkiraan rentang hidrokarbon dan boiling point pada bahan bakar alam. Boiling point akan menentukan temperatur perubahan fasa pada saat proses

23

kondensasi. Pada boiling point rendah akan menghasilkan produk dengan ikatan hidrokarbon rendah, contoh seperti light gases. Sedangkan pada boiling point yang lebih tinggi akan menghasilkan ikatan hidrokarbon yang lebih berat, contoh seperti heavy gas oil dan aspal. Dari data tersebut maka kita dapat memperkirakan produk bahan bakar yang akan terbentuk. Tabel.2.2. Fraksi produk minyak bumi dari proses destilasi Petroleum Fraction

approximate Hydrocarbon range

Light Gases Gasoline (light and Heavy) Naphthas (light and Heavy Jet Fuel Kerosene Diesel Fuel Light gas oil Heavy gas oil Wax Lubricating oil Vacuum gas oil Residuum

C2-C4 C4-C10 C4-C11 C9-C14 C11-C14 C11-C16 C14-C18 C18-C28 C18-C36 >C25 C28-C55 >C55

Approximate boiling range o o C F -90 to 1 -1 – 200 -1 – 205 150 – 255 205 – 255 205 – 290 255 – 315 315 – 425 315 – 500 >400 425 – 600 >600

-130 – 30 30 – 390 30 – 400 300 – 490 400 – 490 400 – 550 490 – 600 600 – 800 600 – 930 >750 800 – 1100 >1100

Sumber : Riazi, 2005

2.11. Sifat – Sifat Hidrocarbon Pada umunya hidrokarbon memiliki ikatan pengikat antara atom karbon (C) dan atom (H). ikatan ini yang membedakan sifat – sifat yang terkandung dalam bahan bakar cair. Terdapat empat (4) grup ikatan penyusun hidrokarbon yaitu paraffin, olefin, naphthenes dan aromatic. Paraffin adalah senyawa hidrokarbon rantai lurus tunggal terbuka yang memiliki sifat jenuh. Sifat jenuh paraffin tersebut dikarenakan ikatan rantai tunggal yang terbentuk dari senyawa hidrokarbon. Paraffin terbentuk dari ikatan alkana dengan persamaan umum CnH2n+2 dimana n adalah angka atom karbon (C). Paraffin terbagi atas dua grup yaitu normal paraffin dan iso-

24

paraffin. Perbedaan diantaranya terdapat pada ikatan rantai yang terbentuk. Dimana normal paraffin memiliki struktur ikatan rantai lurus, sedangkan isoparafin memiliki struktur ikatan rantai lurus namun memiliki cabang yang dimulai dari isobutana (C4H10) (Riazi, 2005).

(a) Heksana

(b) Isobutana

Gambar 2.5. Ikatan Hidrokarbon (a) Normal Paraffin (b) Iso-Paraffin Alkana (Riazi, 2005) Olefin adalah ikatan hidrokarbon rantai lurus atau bercabang terbuka yang memiliki sifat tak jenuh. Sifat tak jenuh dipengaruhi oleh adanya ikatan ganda minimal satu dalam suatu senyawa. Olefin terbentuk dari ikatan alkena dengan persamaan umum CnH2n, dan alkuna dengan rumus umum CnH2n-2 dengan n adalah angka atom carbon (C). Contoh alkena yang paling sederhana yaitu etilena dengan angka carbon 2 dan hydrogen 4 (CH2=CH2) yang memiliki dua rantai pengikat diantara atom carbon-nya. Untuk alkuna contoh yang paling sederhana yaitu etuna dengan angka carbon 2 dan hydrogen 2 (CH≡CH) yang memiliki tiga rantai pengikat diantara atom carbon-nya (Riazi, 2005).

25

Gambar 2.6. Senyawa Hidrokarbon Golongan Olefin (google.com) Naphthenes disebut juga cycloalkanes yang berbentuk siklik atau ring bersifat jenuh dengan rantai tunggal, rumus umum CnH2n. Contoh yang biasa ditemukan pada minyak mentah yaitu cyclopentane (C5H10), cyclohexane (C6H12)

yang

merupakan

turunan

dari

n-alkylcyclopentanes.

n-

alkylcyclopentanes adalah ikatan n-paraffin yang terikat pada cycloalkanes. Dalam studi termodinamika naphthenes dengan ring lima dan enam atom karbon merupakan hidrokarbon naphthenes yang sangat stabil. Kandungan cycloparaffin dalam minyak bumi bervariasi hingga 60%. Pada umumnya, setiap campuran minyak bumi memiliki senyawa hidrokarbon dengan lima atom karbon juga mengandung senyawa naphthenes. Hidrokarbon napthenic dengan satu buah bentuk ring dapat disebut juga dengan monocycloparaffin atau mononaphthenes. Pada minyak dengan kandungan berat, dengan ring ganda

jenuh

yang

berikatan

diantaranya

dapat

polycycloparaffin atau polynaphthenes (Riazi,2010).

disebut

dengan

26

Gambar 2.7. Senyawa Hidrokarbon Golongan Nephthenes (Raizi, 2010)

Aromatics merupakan rantai penting dari hidrokarbon yang dapat ditemukan hampir disetiap campuran minyak bumi dari belahan dunia. Aromatics berbentuk siklik atau ring namun tidak jenuh, hidrokarbon yang dimulai dari molekul benzena (C6H6) dan rantai karbon – karbon berikatan ganda. Penamaan aromatic mengacu pada seperti pada umumnya hidrokarbon yang memiliki aroma. Empat perbedaan senyawa aromatic dapat dilihat dibawah ini :

Gambar 2.8. Empat perbedaan Senyawa Aromatik (Riazi, 2005) Dari gambar diatas, kita dapat melihat ada tiga ikatan karbon yang memiliki ikatan ganda dan saling berselingan (benzene). Sedangkan ikatan benzena yang memiliki satu atau lebih alkylgroup dapat dilihat pada contoh toluena (C7H8) dan O-xylene (C8H10). Untuk ring ganda benzena yang saling berikatan disebut naphthalene (C10H8). Ikatan benzena yang memiliki alkylgroup dapat dikatakan sebagai alkylbenzene dan senyawa ini memiliki

27

persamaan umum CnH2n-6 dimana n ≥6. Umumnya senyawa aromatik yang hanya memiliki satu ring disebut momoaromatics atau mononuclear aromatics. Berbeda dengan naphthalene dan turunannya, senyawa tersebut hanya memiliki dua ikatan ring tak jenuh yang disebut diaromatik (Riazi, 2005).

2.12. Pengaruh Sifat Hidrocarbon Terhadap Heating Value Bebicara tentang bahan bakar tentunya berkaitan tentang nilai kalor yang dapat dihasilkan. Dari sifat – sifat hidrokarbon yaitu paraffin, iso-paraffin, olefin, nephthenes dan aromatic (PIONA), dapat terlihat perkiraan nilai heating value (HV) dari produk bio-oil yang dihasilkan. Ini dipengaruhi dari banyaknya atom C dan H dari senyawa yang terbentuk. Menurut M. R. Riazi dalam bukunya yang berjudul “Characterization and Properties of Petroleum Fraaction first edition” nilai HV dipengaruhi oleh rasio perbandingan berat atom carbon (C) dan hydrogen (H). Semakin besar perbandingan antara berat atom C terhadap berat atom H maka semakin rendah nilai HV. Sebagai contoh paraffin memiliki formula umum CnH2n+2, nephthenes memiliki formula CnH2n dan benzene CnH2n-6 (n ≥6). Dengan nomor atom carbon yang sama yaitu 6, dapat dimisalkan perbandingan rasio berat atom C dan H yaitu hexane (C6H14), cyclohexane (C6H12) dan benzene (C6H6,) memiliki perbedaan rasio atom CH 6/14, 6/12, 6/6. Dengan berat atom C (12) dan berat atom H (1) maka rasio berat atom CH dapat dihitung (6/14)x(12/1)=5 untuk hexane, (6/12)x(12/1)=6 untuk cyclohexane dan (6/6)x(12/1)=12 untuk benzene. Didapatkan nilai heting value hexane 44734

28

kj/kg, cyclohexane 43450 kj/kg dan benzene 40142kj/kg. Sehingga dapat disimpulkan bahwa sifat senyawa paraffin memiliki nilai HV tertinggi dan terendah adalah benzene. Hal ini dipengaruhi oleh banyaknya kandungan atom H yang terdapat pada sifat – siafat hidrokarbon, semakin banyak kandungan atom H maka semakin tinggi nilai HV. Jika diurutkan nilai HV tertinggi hingga terendah dari sifat – sifat hidrokarbon paraffin dan isoparaffin memiliki nilai HV tertinggi dengan persamaan umum alkana CnH2n+2, olefin dan nephthenes dengan persamaan umum alkena CnH2n, olefin dengan persamaan umum alkuna CnH2n-2 dan aromatic dengan persamaan umum CnH2n-6 (n ≥6). 2.13. Unjuk kerja proses pirolisis Tujuan utama dari penelitian ini adalah mendegradasi sampah kota untuk produksi bio-oil. Oleh karena itu untuk melihat kecenderungan jenis bahan bakar yang dihasilkan dan jumlah rendemen produk hasil pirolisis, perlu dilakukan perhitungan dan pengujian. 2.13.1. Rendemen (Mass Yield) Hasil massa produk (mass yield) merupakan jumlah bio-oil, padatan dan gas yang dihasilkan untuk setiap satuan berat bahan baku. Jumlah massa ini dapat dihitung menggunakan persamaan (Bridgeman, 2008). =

100

(2)

2.13.2. Pengujian Produk Pirolisis Produk bio-oil yang dihasilkan kemudian dilakukan uji GC-MS. Uji GCMS adalah dua metode berbeda untuk mengetahui senyawa organik dan struktur molekul senyawa anelit yang terkandung didalam bio-oil. Gas

29

kromatografi (GC) biasa digunakan untuk mengetahui kandungan senyawa organik dengan cara mengubah bio-oil menjadi bentuk gas. Kemudian gas yang

berisikan

campuran

senyawa

tersebut

diidentifikasi

untuk

mengetahui konsentasi dalam bentuk fase gas. Spektoroskopi masa (MS) merupakan

metode

untuk

mendapatkan

berat

molekul

dengan

membandingkan masa terhadap muatan dari ion yang muatannya diketahui dengan mengukur jari – jari orbit melingkar dalam medan magnetic seragam (Muntaha, 2013). Dengan menggunakan metode ini kita dapat mengetahui kecenderungan bio-oil yang dihasilkan mendekati bahan bakar jenis tertentu. Untuk mengetahui bio-oil masuk kedalam bahan bakar tertentu, perlu dilakukan perabandingan dengan hasil uji GC-MS bahan bakar bensin 88 dan solar 48 yang telah beredar. Dibawah ini dapat kita lihat hasil pengujian GC-MS yang telah dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Universitas Gadjah Mada. Spesifikasi alat yang digunakan yaitu Gas Chromatography-mass spectrometry (GCMS-QP2010S SHIMADZU), dengan kolom jenis AGILENTJ%W DB-1 (diameter dalam 30 m x 0,25 mm). Gas pembawa yang digunakan adalah Helium (He). Temperatur awal di program sebesar 60˚C di tahan selama 5 menit diikuti dengan temperatur selanjutnya 280˚C di tahan selama 51 menit :

Tabel 2.3. Hasil Uji GC-MS Pada Bahan Bakar Solar 48 No 1 2

Percent Area (%) 0.78 0.33

Nama Senyawa

Ikatan

1-Octanol 2-Propanone

C12 H26 O C3 H6 O

30

3

1.85

4

0.78

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

0.69 5.89 11.11 3.76 28.91 4.98 2.43 0.33 1.34 1.87 0.26 2.03 0.92 5.4 3.33 8.13 7.08 7.8

Benzene BICYCLO[4.1.0]HEPTAN-7,7DICARBONITRILE Cyclohexane Decane DODECANE Eicosane Heptadecane Hexadecane Naphthalene Nonacosane Nonadecane Nonane Octadecane Octane Pentacosane Pentadecane Tetracosan TETRADECANE Tridecane Undecane

C9 H12 C11 H14 N2 C8 H16 C10 H22 C12 H26 C20 H42 C17 H36 C16 H34 C11 H10 C29 H60 C19 H40 C11 H24 C19 H40 C10 H22 C25 H52 C18 H38 C24 H50 C14 H30 C13 H28 C11 H24

Pada tabel 2.3. dapat kita lihat hasil pengujian GC-MS pada bahan bakar solar 48 memiliki 22 senyawa hidrokarbon yang berbeda. Dari senyawa campuran tersebut, dapat kita lihat sebaran fraksi hidrokarbon pada gambar grafik 2.9 dibawah ini :

31

Peak Area (%)

Solar 48 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

79.27

10.79

Gasoline (C3-C10)

9.94 Diesel (C11-C18)

Heavy Oil (> C19)

Fraksi Hidrokarbon

Gambar 2.9. Grafik Fraksi Hidrokarbon Pada Solar 48

Masing – masing fraksi hidrokarbon memiliki sifat tersendiri. Pada gambar 2.10 menunjukkan grafik distribusi dan persentase sifat – sifat hidrokarbon pada bahan bakar :

Area Percent (%)

Sifat Hidrokarbon Pada Solar 48 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

93.83

0.78

4.28

1.11

Sifat Hidrokarbon

Gambar 2.10. Grafik Sifat Hidrokarbon Pada Solar 48

32

Dari grafik dapat kita lihat bahwa sifat senyawa hidrokarbon yang lebih dominan adalah paraffin sebanyak 93,83%, kemudian aromatic 4,28% dan alcohol 1,11%. Tabel 2.4. Hasil Uji GC-MS Pada Bahan Bakar Bensin 88 No

Area (%)

formula

compName

1

1.27

C3 H7 N O2

Propane, 2-nitro-

2

15.23

C5 H12

Butane, 2-methyl-

3

8.63

C18 H35 D O2

2-D-2-Pentadecyl-1,3-Dioxolane

4

2.86

C6 H14

Hexane

5

1.51

C6 H12

1-Hexene

6

0.29

C6 H6

1,5-Hexadiyne

7

3.62

C7 H16

Hexane, 2-methyl-

8

1.82

C4 H11 N O

Hydroxylamine, O-(2-methylpropyl)

9

3.26

C7 H14

Cyclohexane, methyl-

10

0.39

C7 H16 O2

Hydroperoxide, heptyl

11

3.26

C6 H12 O2

Acetic acid, 1-methylpropyl ester

12

11.6

C7 H8

Benzene, methyl-

13

0.55

C5 H9 N O

Cyanic acid, 2-methylpropyl ester

14

0.32

C8 H16

Cyclooctane

15

1.03

C8 H18

Octane

16

1.61

C11 H22

1-Undecene

17

0.47

C8 H18 O

1-Hexanol, 2-ethyl-

18

12.97

C8 H10

Benzene, 1,2-dimethyl-

19

0.44

C7 H15 BR

Heptane, 3-bromo-

20

1.12

C9 H20

Nonane

21

20.71

C9 H12

Benzene, 1,2,4-trimethyl-

22

0.27

C12 H26 S

tert-Dodecanethiol

23

0.61

C10 H22

Decane

24

0.29

C9 H10

1H-Indene, 2,3-dihydro-

25

4.33

C10 H14

Benzene, 4-ethyl-1,2-dimethyl-

26

0.71

C11 H24

Undecane

27

0.45

C10 H8

Azulene

Pada tabel 2.4 dapat kita lihat hasil pengujian GC-MS pada bahan bakar premium 88 memiliki 27 senyawa hidrokarbon yang berbeda. Dari senyawa campuran tersebut, dapat kita lihat sebaran fraksi hidrokarbon pada gambar grafik 2.11 dibawah ini :

33

Peak Area (%)

Premium 88 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

88.57

11.43

Gasoline (C3-C10)

Diesel (C11-C18)

Heavy Oil (> C19)

Fraksi Hidrokarbon

Gambar 2.11. Grafik Fraksi Hidrokarbon Pada Premium 88 Masing – masing fraksi hidrokarbon memiliki sifat tersendiri. Pada gambar 2.12 menunjukkan grafik distribusi dan persentase sifat – sifat hidrokarbon pada bahan bakar :

Area Percent (%)

Sifat Hidrokarbon Pada Bensin 88 60 50 40 30 20 10 0

50.72 25.7 6.78

13.62 3.18

Sifat Hidrokarbon

Gambar 2.12. Grafik Sifat Hidrokarbon Pada Bensin 88 Dari grafik dapat kita lihat bahwa sifat senyawa hidrokarbon yang lebih dominan adalah aromatic sebanyak 50,72%, kemudian paraffin 25,7%, asam 13,62%, olefin 6,78% dan alkohol 3,18%.

34

III. METODE PENELITIAN

Substansi yang menjadi pokok dari penelitian metode pirolisis yaitu untuk mencari solusi dari permasalahan sampah di perkotaan. Mengkonversi limbah sampah yang tidak berguna menjadi suatu bentuk energi lain yang memiliki nilai lebih. Menentukan sebuah metode yang efisien, sehingga didapatkan kondisi optimal untuk mengolah penumpukan sampah. Karena setiap harinya sampah diproduksi dalam jumlah yang sangat besar. Tanpa adanya penanganan yang baik maka akan timbul permasalahan lain dikemudian hari. Metode pirolisis perlu dilakukan pengembangan untuk mendapatkan produk bio-oil yang berkualitas. Dan pada akhirnya akan menjawab permasalahan sampah yang ada diperkotaan. 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di laboratorium Thermodinamika Teknik Mesin Universitas Lampung. Sedangkan untuk sampel sampah yang akan digunakan terdapat di Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Bakung Bandar Lampung. Adapun waktu pelaksanaan mulai tanggal 1 April 2015 sampai dengan 6 Juni 2016. Deskripsi kegiatan penelitian dapat dilihat pada tabel 3.1. dibawah ini

35

1. Studi Literatur Pada penelitian ini dilakukan studi literatur mengenai material biomassa (sampah padat perkotaan), teknologi konversi biomassa dan metode pirolisis. 2. Persiapan Alat Persiapaan alat pirolisis dan instalasinya. 3. Pengolahan Sampel Uji Sampel uji untuk bahan penelitian diambil dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Bakung yang berlokasi di kecamatan Teluk Betung Barat Kota Bandar Lampung. Kemudian sampel dikeringkan dengan cara dijemur dibawah terik matahari selama 2 minggu. 4. Eksperimen Eksperimen dilakukan berdasarkan proses pengujian berdasarkan variasi temperatur dan waktu reaksi. 5. Analisa Data Data yang diperoleh dari pengujian pirolisis digunakan sebagai dasar untuk analisis laju reaksi dan analisis jumlah produk. Analisis Laboratorium akan digunakan sebagai dasar untuk mengetahui karakteristik bio-oil hasil pirolisis sampah padat perkotaan. 6. Penulisan Laporan Penulisan Laporan adalah tahap akhir dari penelitian ini. 3.2. Alur Tahapan Pelaksanaan Secara umum alur penelitian dapat dijabarkan melalui flowchart dibawah ini :

36

Mulai

Studi Literartur

Persiapan: 1. Penjemuran Bahan Baku 2. Pengolahan Bahan Baku

Persiapan Autoclave dan instalasi

Persiapan Spesimen Dengan Variasi Komposisi Percobaan

Proses pengujian sesuai dengan varisi percobaan yaitu variasi temperature dan variasi waktu tunggal

Mencatat Data Hasil Percobaan Analisis Jumlah Bio-Oil dan kandungannya

Kesimpulan

Selesai

3.3. Alat dan Bahan 3.3.1. Bahan Adapun bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampah kota Bandar Lampung. Sampah tersebut terdiri dari tiga jenis sampah yaitu

37

sampah plastik, sampah organik dan sampah kertas. Untuk lebih jelas tentang bahan – bahan yang digunakan dapat dilihat deskripsi dibawah ini 1. Sampah Plastik Plastik merupakan bahan yang banyak digunakan untuk keperluan sehari – hari. Ketika plastik sudah tidak digunakan lagi, maka akan dibuang oleh penggunanya. Plastik sendiri terdiri dari berbagai jenis yaitu Low Density Poly Ethylene (LDPE), Poly Propylene (PP), High Density Poly Ethylene (HDPE), Poly Vinyl Cloride (PVC), Poly Ethylene Terephtalate (PET), Polyethylene (PE), Polystyrene (PS), Acrylonitrile Butadiene styrene (ABS) dan Styrofoam. Dalam tumpukan sampah berbagai jenis plastik tersebut dapat dengan mudah kita jumpai. Dari plastik inilah tersimpan kandungan bio-oil. Berbagai jenis plastik ini akan dicampur sesuai dengan kondisi real sampah, untuk melihat pengaruh produk bio-oilnya. Contoh plastik yang sering digunkan dalam kehidupan sehari – hari sebagai berikut:

(a) Plastik ABS

(b) Palstik HDPE

(c) Plastik LDPE

(d) Plastik PE

(e) Plastik PET

(f) Plastik PP

38

(g) Plastik PS (h) Plastik PVC

(i) Styrofoam

Gambar 3.1. Jenis plastik (google.com) 2. Sampah Organik Sampah organik yang dimaksudkan dalam kategori ini yaitu berupa sayuran, daun,sisa makanan dan rumput. Sampah seperti ini sering kita jumpai di pasar tradisional, rumah tangga maupun lingkungan sekitar. Sedangkan kayu dan ranting juga dapat kita temukan di lingkungan sekitar. Sampah ini merupakan limbah biomassa, dimana kandungan bio-oil sangat berlimpah di sini. Limbah ini tentunya sangat baik dimanfaatkan karena banyak peneliti yang melakukan riset mengenai ini. Selain itu ketersediannya yang berlimpah juga menjadi alasan untuk dimanfaatkan menjadi

bahan bakar alternatif. Sehingga dapat

memberikan dampak positif dalam penanganan sampah. Beberapa contoh sampah organik sebagai berikut :

(a) Sampah sayur dan (c) Sampah kayu (b) Sampah daun buah Gambar 3.2. Contoh Sampah Organik (google.com)

3. Kertas Kertas merupakan suatu bahan tipis yang dihasilkan dari kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan adalah serat alami dan

39

mengandung selulosa dan hemiselulosa. Kandungan tersebut didapat dari kayu terdiri dari 50% selulosa, 30% lignin dan bahan bersifat adhesif di lamella tengah, 20% karbohidrat berupa xylan, resin dan tannin. Kertas biasanya digunakan sebagai alat media tulis dan pembungkusan. Sedangkan setelah penggunaannya, kertas hanya dibuang oleh konsumen. Kertas masih mengandung selulosa dan hemiselulosa sehingga limbah kertas masih dapat dimanfaatkan.

(b) Sampah kardus (a) Sampah koran Gambar 3.3.Sampah Kertas (google.com)

3.3.2. Alat Alat-alat yang digunakan dalam proses pirolisis adalah sebagai berikut: 1. Autoclave Autoclave ini digunakan sebagai tempat terjadinya proses pirolisis. Autoclave terdidri dari sebuah tabung, tutup tabung, pressure gauge, safety valve, thermocouple dan pipa output. Tabung autoclave berfungsi sebagai tempat penampungan biomassa yang akan dipanaskan. Tutup tabung berfungsi sebagai tutup yang memungkinkan tidak terjadinya pertukaran udara didalam tabung. Pressure gauge berfungsi sebagai pengukur tekanan yang ada didalam tabung. Safety valve berfungsi

40

untuk mengatur tekanan berlebih yang ada di dalam tabung. Thermocouple berfungsi sebagai pembaca temperature di dalam tabung. Pipa output berfungsi sebagai jala keluar uap atau gas produk pirolisis menuju kondensor.

a. Tabung autoclave

b. Tutup autoclave

Gamabar 3.4. Autoclave 2. Tungku pemanas (Heater). Berfungsi sebagai sumber panas pada proses pirolisis. Transfer energi pada heater terjadi dalam tahapan pembangkitan energi panas oleh element heater yang energinya disuplai dari energi listrik. Energi yang diberikan yaitu sebesar 7500 W dan dapat dioperasikan hingga temperature 800oC.

Gambar 3.5. Heater Box 3. Pipa tembaga Pipa tembaga ini digunakan sebagai kondensor yang akan dibuat sebagai tempat pendinginan pada alat pirolisis. Proses pendinginan pada

41

kondensor ini berlangsung secara konveksi. Panas dari uap yang dihasilkan dari tabung pirolisis akan di transfer atau dipindahkan ke air sebagai media pendingin hingga mencapai temperatur pendinginan pada kondensasi bio-oil. 4. Tabung Pemisah Bio-oil Hasil kondensasi akan ditampung di dalam botol berleher panjang. Tujuannya untuk memudahkan pemisahan minyak dan air. Selain itu botol ini sebaiknya direndam dalam air dingin agar minyak yang telah ditampung tidak menguap kembali. Pemisahan minyak dan air dapat dilakukan menggunakan pipet atau dituang secara perlahan-lahan. 5. Timbangan Digital Timbangan pada penelitian ini digunakan untuk mengukur berat dari bahan sampah yang digunakan untuk proses pirolisis serta untuk menimbang bio-oil hasil kondensasi. 6. Thermocouple Dalam pengambilan data, thermocouple ini ini digunakan untuk mengukur temperatur masuk dan temperatur keluaran pada kondensor serta mengukur temperatur akhir pada air pendingin. 7. Katup ukuran ¼ inch Digunakan sebagai katup pemisah antara pipa keluaran uap pada tabung autoclave dengan kondesor, sehingga pada saat temperatur kondensasi belum mencapai temperatur yang diinginkan uap di dalam tabung autoclave tidak keluar.

42

8. Bak Penampungan Air Air yang selalu bersirkulasi pada pendingin memerlukan sumber penampungan yang tetap dan dapat terjaga jumlah air yang dibutuhkan, oleh karenanya dibutuhkan bak penampung air yang mampu menampung air umpan sebelum masuk kedalam kondensor agar fungsi pendinginan lebih baik.

a. Tabung Pemisah Bio-oil

b. Timbangan Digital

d. Pipa Tembaga

c. Thermocouple

f. Bak penampung air

e. keran Gambar 3.6. Alat-alat Pendukung Proses Destilasi (google.com)

3.4. Rangkaian Alat Pirolisis Adapun rangkaina alat uji destilasi sebelum dimodifikasi dan setelah dimodfikasi adalah sebagai berikut:

43

Gambar 3.7. Desain Rangkaian Alat Uji (Autoclave)

Gambar 3.7. merupakan rangkaian autoclave dan destilator sebelum dilakukan modifikasi. Di bawah ini akan ditampilkan tutup autoclave yang telah dimodifikasi :

Gambar 3.8. modifikasi tutup autoclave

44

3.5. Metode Pengujian Dalam pengujian kali ini ada beberapa tahapan utama untuk melakukan proses pirolisis. Tahapan tersebut yaitu tahap persiapan bahan, tahap instalasi alat dan tahap pengujian. Untuk detail tahapan akan dijelaskan dibawah ini : 1. Tahap Persiapan Bahan Persiapan bahan berawal dari pengambilan bahan baku sampah yang berada di TPA Bakung kemudian di timbang untuk mendapatkan komposisi sampah. Proses selanjutnya yaitu pengeringan bahan baku dengan cara dijemur dibawah sinar matahari selama 2 minggu. Kemudian bahan baku tersebut dicacah dengan ukuran 0,5 cm – 1 cm, dilanjutkan ke proses penimbangan bahan baku dengan komposisi plastik 60%, sayuran dan sisa makanan 20%, kertas 20%. Bahan baku dipersiapkan dengan berat 500 gram untuk setiap percobaan. 2. Tahap Instalasi Autoclave Pada tahap ini beberapa komponen autoclave terdiri dari tabung penampung dan tutup yang telah dimodifikasi, heater, pressure gauge, safety valve, thermocouple, keran.. Sedangkan komponen untuk proses kondensasi yaitu pipa tembaga kondensor, bak penampungan air, pompa air, botol penampungan bio-oil. Tabung diletakkan pada tungku heater dengan energi yang diberikan sebesar 8000 W. Kemudian tutup dipasangkan diatas tabung, dimana tutup berfungsi sebagai tempat dudukan beberapa komponen yaitu pressure gauge, safety valve, thermo couple dan keran. Selanjutnya keran disambungkan pipa tembaga kondensor yang di letakkan pada bak

45

penampungan air pendingin. Pompa air digunakan untuk mensirkulasikan air pendingin yang berada di bak. Botol diletakkan pada ujung pipa tembaga tempat keluarnya bio-oil hasil kondensasi. 3. Tahap Pegujian Setelah bahan baku sudah siap dan instalasi autoclave telah terpasang, langkah awal yang dilakukan yaitu menyambungkan autoclave ke sumber energi yaitu listrik. Pastikan saklar didalam panel listrik dalam kondisi hidup. Setelah itu setting heater pada temperatur yang akan diujikan, tunggu hingga teperatur pirolisis tercapai. Setelah temperatur tercapai, membuka tutup autoclave dan kemudian memasukan bahan baku yang telah disiapkan kemudian tutup kembali. Untuk menghilangkan kandungan oksigen yang berada pada tabung, injeksikan gas N2 ke dalam tabung aga oksigen terdorong keluar. Setelah itu, buka valve yang berada pada tutup autoclave agar bahan baku dapat jatuh ke dalam tabung penampungan. Pada saat itu residence time mulai dihitung sesuai dengan percobaan.

Setelah residence time selesai, buka keran untuk mengalirkan gas hasil pirolisis ke kondensor. Gas tersebut akan mengalir ke kondensor akibat tekanan selama proses pirolisis. Kemudian tampung bio-oil hasil kondensasi ke botol penampung. Setelah itu lakukan pengujian lab untuk melihat kandungan yang terdapat pada bio-oil.

46

3.6. Tahap Pengujian Laboratorium Adapun pengujian laboratorium untuk mengetahui sifat kimia bio-oil yaitu dengan menggunakan metode pengujian GC-MS (Gas Chromatography-Mas Spectrometry). Pengujian dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Universitas Gadjah Mada. Spesifikasi alat yang digunakan yaitu Gas Chromatography-mass spectrometry (GCMS-QP2010S SHIMADZU), dengan kolom jenis AGILENTJ%W DB-1 (diameter dalam 30 m x 0,25 mm). Gas pembawa yang digunakan adalah Helium (He). Temperatur awal di program sebesar 60˚C di tahan selama 5 menit diikuti dengan temperatur selanjutnya 280˚C di tahan selama 51 menit.

3.7. Variabel Pengujian Variabel pengujian merupakan variasi sampel pengujian yang akan dilaksanakan dengan beberapa variabel tetap dan variabel berubah. Untuk bisa mendapatkan karakteristik pirolisis terbaik proses pirolisis berkatalis sistem isotermal. Variasi tersebut dapat dilihat pada tabel 3.2. Tabel 3.2. Variasi percobaan No

Variabel

Variasi proses 300, 400, 500, 600, 700 oC

1.

Temperatur (T)

2.

Waktu tinggal (pirolisis steady) (t) 15, 20, 25, 30, 35 menit

Tabel 3.3. Tabel Percobaan No 1 2 3

Temperatur (oC) 300 300 300

Waktu (menit) 15 20 25

mBB 500 gr 500 gr 500 gr

mBO

47

4 5

300 300

30 35

500 gr 500 gr

6 7 8 9 10

400 400 400 400 400

15 20 25 30 35

500 gr 500 gr 500 gr 500 gr 500 gr

11 12 13 14 15

500 500 500 500 500

15 20 25 30 35

500 gr 500 gr 500 gr 500 gr 500 gr

16 17 18 19 20

600 600 600 600 600

15 20 25 30 35

500 gr 500 gr 500 gr 500 gr 500 gr

21 22 23 24 25

700 700 700 700 700

15 20 25 30 35

500 gr 500 gr 500 gr 500 gr 500 gr

125

V. SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan Dari pengujian yang telah dilakukan terhadap sampah rill kota Bandar Lampung dengan menggunakan metode pirolisis isothermal, didapat beberapa kesimpulan dari analisis yang telah dilakukan. Kesimpulan dapat dilihat sebagai berikut : 1. Waktu reaksi mempengaruhi bentuk fisik bio-oil yang diproduksi, peningkatan waktu reaksi memberikan produk secara visual terlihat lebih bersih dengan sedikitnya pengotor yang menempel pada dinding botol. 2. Dengan meningkatnya temperatur yang diberikan produksi bio-oil semakin menurun. 3. Waktu reaksi pada pirolisis isothermal memberikan dampak pada lamanya waktu proses pemotongan ikatan hidrokarbon. Sehingga semakin lama waktu reaksi yang diberikan maka semakin banyak ikatan hidrokarbon bahan baku yang terpotong. Kompensasinya ikatan hidrokarbon tinggi (heavy oil) terdegradasi menjadi ikatan yang sedang (diesel/gasoline). Sedangkan ikatan hidrokarbon sedang terdegradasi menjadi ikatan hidrokarbon pendek (gas permanen). 4. Temperatur pada pirolisis isothermal memberikan dampak pada besarnya proses degradasi ikatan kimia. Semakin tinggi temperatur yang diberikan maka semakin banyak ikatan hidrokarbon yang terdegradasi.

126

5. Produk bio-oil terbaik terjadi pada temperatur 400˚C waktu reaksi 30 menit dengan produk yield bio-oil 11% (wt%). Fraksi hidrokarbon gasoline 31,86% (peak area), diesel 55,06% (peak area), heavy oil 13,08% (peak area). Sifat hidrokarbon Paraffin 33,03% (peak area), Isoparaffin 0% (peak area), Olefin 41,03% (peak area), Naphthenes 4,85% (peak area), Aromatic 13,3% (peak area), Oxygeneted Alcohol 6,74% (peak area), Acid 1,05% (peak area). 6. Fraksi hidrokarbon menunjukkan jenis bahan bakar yang terbentuk. Hasil pirolisis isothermal sampah kota Bandar Lampung menunjukkan bahwa dari

kesembilan

sampel

yang

diuji

GC-MS

33,33%

memiliki

kecenderungan bahan bahan gasoline, sedangkan 66,66% memiliki kecenderungan bahan bakar diesel. 7. Dengan menggunakan metode pirolisis isothermal, masalah penumpukan sampah organik dan plastik yang ada di TPA Bakung Teluk Betung dapat diselesaikan. Sampah yang tadinya hanya menumpuk dapat dikonversi menjadi bahan bakar yaitu, bahan bakar cair (bio-oil), bahan bakar padat (bio-char) dan bahan bakar gas (bio-gas). 5.2. Saran Dalam melakukan penelitian didapat beberapa kekurangan yang perlu dilakukan agar mendapatkan produk bio-oil yang lebih baik. Saran yang dapat diberikan sebagai berikut :

127

1. Perlunya penelitian sampah campuran rill kota Bandar Lampung dalam kondisi yang memiliki kadar air sesungguhnya. Untuk melihat dampak dari kadungan kadar air. 2. Disarankan untuk meguji proses pirolisis isothermal dengan durasi yang lebih lama, dikarenakan tingkat kebersihan bio-oil yang semakin baik. 3. Perlunya pengujian dengan menggunkan katalis untuk mempercepat proses degradasi. 4. Perlunya melakukan proses upgrading pada proses pirolisis isothermal untuk mendapatkan bio-oil yang dapat digunakan untuk pembakaran internal.

128

DAFTAR PUSTAKA

Akkaya, Ebru, et al. 2009. Energy Content Estimation of Municipal Solid Waste by Multiple Regression Analysis.5th International Advanced Technologies Symposium. Karabuk. Turkey

Alexandra, Le Courtois. 2012. Municipal Solid Waste: turning a problem into resource. Waste: the challenges facing developing countries. Urban Specialist.World Bank, www.proparco.fr

Basu, Prabir. 2010. Biomass Gasification and Pyrolysis: Practical Design and Theory. Academic Press. Elsevier

Bergman, et al. 2005. Torrefaction for biomass upgrading. Published at 14th European Biomass Conference & Exhibition. Paris, France

Bridgeman, T.G. 2008. Torrefaction of reed canary grass, wheat straw and willow to enhance solid fuel qualities and combustion properties. Energy & Resources Research Institute, School of Process, Environmental and Materials Engineering, University of Leeds. Leeds LS2 9JT. UK

129

BSN. 2008. SNI:Pengolahan Sampah di Pemukiman . BSN

Cengel, Yunus. 2005. Thermodynamics: An Engineering Approach 5th Edition (Fifth Ed). McGraw-Hill College, Boston. Amerika Serikat

Chew, J.J., V. Doshi. 2011. Recent advances in biomass pretreatment – Torrefaction fundamentals and Technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews, V. 15, P. 4212–4222

Ciolkosz, Daniel. 2011. A review of torrefaction for bioenergy feedstock production. Society of Chemical Industry and John Wiley & Sons, Ltd

Couhert, C., et al. 2009. Impact of torrefaction on syngas production from wood. Fuel, V. 88, P. 2286–2290

Demirbas, A., et all. 2009. Pyrolysis Mechanisms of Biomass Materials. Energy Sources, Part A, V. 31, P, 1186–119

DICLA. 2013. Biogas. Training Centre. South Africa

Gandidi, Indra M. 2011, Biodryer untuk Pengeringan Hasil Pertanian dan Perkebunan. Jurnal Mekanikal. Jurusan Mesin. Unila

130

Gandidi, Indra M.

2012. Emission Factor of Single Pellet Cake Seed

Jatropha Curcas in a Fix Bed Reactor. J. of the Braz. Soc. of Mech. Sci. & Eng

Jahirul, Muhammad. 2012. Biofuels Production through Biomass PyrolysisA Technological Review. Queensland University of Technology, Brisbane, Queensland 4000. Australia

Karlsson, Josefine. 2013. Evaluation of Torrefaction Pilot Plant in Klintehamn, Gotland. Department of Chemical Engineering, Lund University, Sweden

Klein, Alexander. 2002. Gasification: An Alternative Process for Energy Recovery and Disposal of Municipal Solid Wastes, Thesis, Department of Earth and Environmental Engineering, Fu Foundation School of Engineering and Applied Science. Columbia University

Luo, Siyi, et al. 2010. Influence of particle size on pyrolysis and gasification performance of municipal solid waste in a fixed bed reactor. Bioresource Technology, V. 101, P. 6517–6520 Muntaha, Mochamad. 2013. Deteksi Psilocin Urin pada Mencit Swiss Webster Terhadap Pemberian Jamur Psilocybe Cubensis Dosis

131

Bertingkat. Program Pendidikan Sarjana Kedokteran, Fakultas Kedokteran, Universitas Diponegoro. Semarang, Jawa Tengah

Natarajan, E., Ganapathy Sundaram. E. 2009. Pyrolysis of Rice Husk in a Fixed Bed Reactor. World Academy of Science. Engineering and Technology

Ngo, Thanh-An, et al. 2012. Fast pyrolysis of palm kernel cake using a fluidized bed reactor: Design of experiment and characteristics of bio-oil. Journal of Industrial and Engineering Chemistry

Ohliger, Andreas, et all. 2012. Torrefaction of beechwood: A parametric study including heat of reaction and grindability. Fuel Journal

Paenpong, Chaturong, Pattiya, Adisak. 2016. Effect of Pyrolysis and Moving-bed Granular Filter Temperatures On The Yield and Properties of Bio-Oil From Fast Pyrolysis of Biomass. Journal of Analytical Applied Pyrolysis 119(2016) 40 - 51

Panda, achyut K., and Singh, R.,K. 2013 Experimental Optimization of Process

for

The

Thermo-catalytic

Degradation

of

Waste

Polypropylene to Liquid Fuel. Centurion University of Technology and Management, Departement of Chemistry. Odisha, India

132

Pasek,Ari D, dkk. 2007.

Laporan Akhir Studi Kelayakan Pembangkit

Listrik dengan Bahan Bakar Sampah di Kota Bandung. Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat. Institut Teknologi Bandung Pattiya, Adisak, et al. 2012. Fast pyrolysis of sugarcane and cassava residues in a free-fall reactor. Energy, V. 44, P. 1067-1077

Preto, Fernando. 2008. Pyrolysis, Char and Energy, Canmet ENERGY, Natural Resources Canada, Inaugural Meeting. The Canadian Biochar Initiative. Ste Anne de Bellevue

Riazi,M., R.. 2005. Characterization and Properties of Petroleum Fraction First Edition. Philadelphia, Pennsylvania.

Rivas, Arthur MC. Carty James. 2008. The Effect of Biomass, Operating Conditions, and Gasifier Design on The Performance of An Updraft Biomass Gasifier. Department of Biological and Agricultural Engineering, College of Engineering, Kansas State University. Manhattan

Ronsse, F., et al, 2013, “Biomass pyrolysis and biochar characterization”, 1 st Forebiom Workshop, Department Of Biosystems Engineering, Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University, Belgium

133

Sadaka, S. 2009. Chapter 2: Pyrolysis. In Pyrolysis and Bio-Oil. Fayetteville, AR: Cooperative Extension Services. Department of Agricultural and Biosystems Engineering, Iowa State University. Nevada Sadaka, Samy, et al. 2009. Improvements of Biomass Physical and Thermochemical

Characteristics

via

Torrefaction

Process.

Environmental Progress & Sustainable Energy. V. 28, No. 3

Shusheng, Pang. 2012. Overview of Up-To-Date, Progresses and Chalenges in Biomass Gasification. Wood Technology Research Centre, Department of Chemical and Process Engineering. University of Canterbury. New Zealand

Sridhar, G., et all. 2007. Torrefaction of Bamboo. 15th European Biomass Conference & Exhibition. Berlin Germany

Suwedi, Nawa. 2005. “Upaya Pencegahan Dan Penanggulangan Dampak pemanasan Global”. P3TL-BPPT

Syamsiro, Mochamad. 2011. Effect of Catalytic Reforming on Pyrolytic Oil Production from Waste Plastics. Departement of Environmental Science and Thecnology, Tokyo Institute of Technology. Tokyo, Japan

134

Tumuluru, J. S., et al. 2011. Review on Biomass Torrefaction Process and Product properties and Design of Moving Bed Torrefaction System Model Development. ASABE Annual International, Meeting, Louisville. Kentucky Valkenburg, C.,et al. 2008. Municipal Solid Waste (MSW) to Liquid Fuels Synthesis, Volume 1: Availability of Feedstock and Technology. Pacific Northwest National Laboratory Richland. Washington

Verma. M., et all, 2012. Biofuels Production from Biomass by Thermochemical Conversion Technologies: a Review Article, International Journal of Chemical Engineering, 18 pages

Wampler, P. T. 2007. Applied Pyrolysis Handbook. Second Edition. CRC Press, Taylor and Francis Group. London

Wannapeera, Janewit, et all. 2011. Effects of temperature and holding time during torrefaction on the pyrolysis behaviors of woody biomass. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. V. 92, P. 99–105

Wiriana, Ir. Adhi, M.Si. 2013. Penduduk Lampung: Sensus, Proyeksi Dan Registrasi. BPS Lampung

135

Zhang, Zhezi, et.all. 2013. Effect of Twmperature and Heating Rate in Pyrolysis on The Yield, Structure and Oxidation Reactivity of Pine Sawdust Biochar. University of Western Australia. Australia Zia, Haq. 2002. Biomass for Electricity Generation. Energy Information Administration, Annual Energy Outlook. Washington DC

ANALISIS PROSES PIROLISIS ISOTHERMAL PADA SAMPAH KOTA BANDAR LAMPUNG

Recommend Documents