BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Limbah industri polimer merupakan salah satu limbah yang tergolong
dalam limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). Pada umumnya limbah
industri polimer berasal dari kegiatan produksi yang melibatkan proses
esterifikasi dan polimerisasi untuk menghasilkan produk seperti polyvinyl
chloride (PVC), polyvinyl acetate (PVA), polyethylene (PE), polypropylene
(PP), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), acrylonitrile styrene (AS), synthetic resin (alkyd, amino, epoxy, phenolic, polyester, polyurethane, vinyl acrylic), Phthalate (PET), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), polystyrene (PS), styrene butadiene rubber (SBR). PT Indonesia Toray Synthetics (PT ITS) merupakan salah satu produsen polimer jenis polyester di Indonesia. Limbah yang dihasilkan dari PT ITS sebagian besar berupa limbah cair sedangkan limbah padatnya berupa hasil samping dari proses extrusion. Limbah cair pabrik polyester berasal dari unit kolom distilasi terdiri dari air, ethylene glycol, methyldioxolane, acetic acid, 1,4-Dioxane dan acetaldehyde. Senyawa-senyawa tersebut dihasilkan dari reaksi esterifikasi pada proses pembuatan polyester. Pada reaksi esterifikasi senyawa alkohol dan karboksilat direaksikan untuk menghasilkan senyawa ester dan air. Senyawa ester ini merupakan monomer yang akan bereaksi menjadi polyester pada proses polycondensation (Indrawan, 2010). Kehadiran limbah cair polyester dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah tersebut. Limbah cair yang berasal dari waste water treatment, mengalami pengolahan secara biologi menghasilkan sludge (lumpur) yang disebut biological sludge. Upaya untuk mengurangi pencemaran lingkungan yaitu dengan memanfaatkan biological sludge sebagai bahan bakar boiler dengan menggunakan dua alat, yaitu dehydrator dan sludge drum dryer.
1
Bab I Pendahuluan
2
Dehydrator merupakan peralatan proses pengeringan sludge dengan
melakukan thickening dan dewatering. Thickening merupakan proses
pemadatan sludge untuk mengurangi kandungan air dalam sludge sedangkan
dewatering merupakan proses pengeringan dengan atau tanpa media pemanas
untuk mengurangi kandungan air dalam sludge. Effluent sludge yang harus
dihasilkan dari proses pengeringan dengan menggunakan dehydrator yaitu
kandungan air sludge maksimal 85 %.
Sludge drum dryer adalah peralatan proses pengeringan lanjutan yang
merupakan hasil dari pengeringan pada dehydrator. Proses pengeringan
sludge menggunakan saturated steam dengan tekanan 0,6 MPa untuk mencapai kadar air sludge yang dihasilkan kurang dari 30 %. Mengingat pentingnya dehydrator dan sludge drum dryer sebagai peralatan
proses
pengeringan
biological
sludge
untuk
mengurangi
pencemaran lingkungan dan pemanfaatan sebagai bahan bakar boiler maka perlu adanya penelitian mengenai optimasi kondisi operasi kedua alat tersebut untuk mengoptimumkan proses pengeringan biological sludge. 1.2 Perumusan Masalah Biological sludge yang berasal dari proses pengolahan biologis akan dikeringkan sehingga menghasilkan wet cake. Dehydrator di PT ITS memiliki kemampuan mengurangi kadar air maksimal sebesar 85%. Namun data di lapangan menunjukkan kadar air wet cake pada range 80% – 90%. Penelitian ini akan menentukan kondisi optimum operasi dehydrator untuk menghasilkan kadar air yang konstan dan memenuhi standar sebesar 85%. Kondisi operasi optimum yang akan diteliti adalah putaran screw dehydrator dan laju alir sludge yang masuk ke dehydrator. Wet cake yang dihasilkan dari dehydrator akan dikeringkan lebih lanjut pada sludge drum dryer untuk menghasilkan dry cake dengan kadar air kurang dari 15%. Media pemanas proses pengeringan pada sludge drum dryer adalah steam bertekanan 0,6 MPa (158,80C, saturated steam) dengan laju penggunaan steam maksimal sebesar 335 kg/jam. Namun laju penggunaan steam di lapangan lebih besar dari 335 kg/jam yaitu sebesar 583
Pengeringan Biological Sludge PT Indonesia Toray Synthetics dengan Menggunakan Dehydrator dan Sludge Drum Dryer
Bab I Pendahuluan
3
kg/jam. Sehingga diperlukan penelitian untuk mengefesiensikan penggunaan
steam tersebut.
1.3 Maksud dan Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk: 1) Menentukan putaran optimum screw dehydrator untuk menghasilkan
kadar air (moisture content/m.c) minimum sludge.
2) Menentukan laju alir optimum sludge yang masuk ke dehydrator.
3) Mempelajari kurva karakteristik pengeringan pada sludge drum dryer. 4) Mengkaji fenomena perpindahan panas pada sludge drum dryer. 5) Menentukan waktu pengeringan optimum pada pengeringan dengan menggunakan sludge drum dryer.
1.4 Ruang Lingkup Masalah Ruang lingkup penelitian ini dibatasi pada : 1) Dehydrator yang digunakan berada di PT. Indonesia Toray Synthetics dengan spesifikasinya disajikan pada Tabel 1.1. Tabel 1.1 Spesfikasi dehdyrator
Dimensi Electricity Model Panjang Lebar Tinggi (kw) (inches) (inchies) (inchies) ES – 302 Max 60 143,7 48,8 63,0 1,4 Dehydrator yang digunakan merupakan jenis volute dewatering press. Throughput (kgDS/h)
Variasi putaran screw dehydrator yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah 40, 43, 47, 50, dan 53 rpm. Sedangkan variasi laju alir sludge inlet yang akan dilakukan adalah 5, 6, 7, 8, 9 m3/h. 2) Sludge drum dryer yang digunakan berada di PT. Indonesia Toray Synthetics dengan spesifikasinya disajikan pada Tabel 1.2. Tabel 1.2 Spesifikasi sludge drum dryer
Bahan
Moisture Inlet
Moisture Outlet
Stainless
85 %
30%
Dimensi Steam Electricity Panjang Diameter Pressure (kw) (MPa) (meter) (meter) 1,8 1,2 0,6 1,5
Pengeringan Biological Sludge PT Indonesia Toray Synthetics dengan Menggunakan Dehydrator dan Sludge Drum Dryer
Bab I Pendahuluan
4
Sludge drum dryer di PT Indonesia Toray Synthetics merupakan jenis
double drum dryer. Steam yang digunakan pada sludge drum dryer
berada pada kondisi suhu 1580C dan tekanan 0,6 MPa.
3)
Analisa yang dilakukan pada penelitian ini meliputi : a. Analisa
kadar
air
(moisture
content)
dilakukan
dengan
menggunakan metoda Halogen Analyze Moisture.
b. Analisa suhu pada sludge drum dryer dengan menggunakan
thermogun infrared.
1.5 Tahapan Penelitian
Penelitian yang dilakukan terdiri dari beberapa tahap diantaranya : 1. Identifikasi Masalah Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah mengidentifikasi masalah yang terdapat pada proses pengeringan sludge dengan menggunakan dehydrator dan sludge drum dryer. 2. Studi Literatur Studi literatur dilakukan melalui studi pustaka, kemudian dari media internet dan dari diskusi dengan pembimbing lapangan. Studi litertur dilakukan
untuk
dapat
menentukan
langkah
pengujian
dan
pengambilan data yang akan dilakukan. 3. Tahap Persiapan Pengujian dan Pengambilan Data Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah mempersiapkan peralatan dan bahan untuk proses pengeringan biological sludge. 4. Tahap Pengujian dan Pengambilan Data Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah : a. Penentuan kondisi operasi dehydrator Pengaturan
kondisi
operasi
dehydrator
bertujuan
untuk
mendapatkan putaran screw dan laju optimum. b. Penentuan waktu pengeringan sludge drum dryer Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah proses pengeringan biological sludge dengan menggunakan sludge drum dryer sebanyak enam run sehingga diketahui waktu pengeringan optimum.
Pengeringan Biological Sludge PT Indonesia Toray Synthetics dengan Menggunakan Dehydrator dan Sludge Drum Dryer
Bab I Pendahuluan
5
5. Tahap Pengolahan data
Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah melakukan pengolahan
data percobaan pada dehydrator dan sludge drum dryer. Pengolahan data percobaan pada dehydrator meliputi kadar air biological sludge, penentuan putaran optimum screw dehydrator dan penentuan laju alir
optimum sludge inlet.
Sedangkan pengolahan data percobaan pada sludge drum dryer
meliputi perhitungan perpindahan panas konduksi dan perhitungan pemasangan isolating, informasi kurva karakteristik pengeringan mengenai laju pengeringan konstan (Rc), kadar air pada saat konstan (Xc), dan kadar air pada saat kesetimbangan (X*). 6. Tahap Analisa Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah menganalisa dari hasil pengolahan data yang diperoleh pada alat dehydrator dan sludge drum dryer.
1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi teori-teori dan informasi yang mendukung penelitian BAB III METODE PENELITIAN Bab ini berisi metodologi yang dipakai untuk memperoleh, mengolah dan menganalisis data penelitian BAB IV ANALISIS HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang analisis data hasil penelitian serta pembahasan data tersebut. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan yang diperoleh berdasarkan hasil penelitian serta saran-saran yang dapat diberikan.
Pengeringan Biological Sludge PT Indonesia Toray Synthetics dengan Menggunakan Dehydrator dan Sludge Drum Dryer
