analisis proses pirolisis isothermal pada …digilib.unila.ac.id/23712/2/skripsi tanpa bab...

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 KOTABANDAR LAMPUNG

Oleh

DWI ANDRI WIBOWO

Sampah merupakan masalah utama yang sedang dihadapi kota Bandar Lampung.Bertambahnya jumlah sampah setiap harinya mengakibatkan penumpukan sampahyang sangat besar di TPA Bakung tanpa adanya pengolahan lebih lanjut. Sebagianbesar sampah terdiri dari sampah organik (sayuran, kayu, kertas) dan anorganik(plastik). Kandungan lignoselulosa pada sampah dapat dipecah menjadi ikatanyang lebih sederhana (gas volatile) untuk mendapatkan produk bio-oil. Untukmemecah kandungan lignoselulosa tersebut diperlukan perlakuan pirolisisisothermal.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kondisi optimum pirolisis isothermalpada temperatur kerja 300˚C-700˚C dan waktu reaksi 15-35 menit. Pengujian GC-MS dilakukan untuk mengetahui kandungan hidrokarbon bio-oil. Rasio sampahyang digunakan yaitu 60% plastik, 20% sayuran dan 20% kertas dalam kondisikering. Proses pirolisis isothermal dilakukan dengan sistem tertutup.

Temperatur memberikan pengaruh jumlah produk bio-oil yang dihasilkan, padatemperatur 300˚C-500˚C menghasilkan produk terbanyak. Waktu reaksimemberikan pengaruh terhadap kuantitas bio-oil, pada waktu reaksi 25-35 menitmenghasilkan produk yang lebih bersih. Fraksi hidrokarbon menunjukankecenderungan bahan bakar 33,3% gasoline dan 66,6% diesel. Pada penelitian inididapat kondisi optimum pada temperatur kerja 400˚C waktu reaksi 30 menitdengan 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% (peakarea%).

Kata kunci : Pirolsis isothermal, sampah kota, bio-oil

ABSTRACT

ISOTHERMAL PYROLISYS PROCESS ANALYSIS OF WASTE INBANDAR LAMPUNG

By

DWI ANDRI WIBOWO

Waste is a major problem facing the city of Bandar Lampung. Increasing theamount of waste every day , resulting in the accumulation of waste in the landfillenormous Bakung without further processing. Most of the waste consists oforganic waste (vegetables,woods,papers) and inorganic (plastic). The content ofthe lignocellulosic waste can be broken down into more simple bond (volatile gas)to obtain bio-oil product. To break down the lignocellulose content of isothermalpyrolysis treatment required.

This study was conducted to determine the optimum conditions of isothermalpyrolysis at working temperatures of 300˚C-700˚C and reaction time of 15-35minutes. GC - MS testing conducted to determine the hydrocarbon content of bio-oil. The ratio of waste used is 60% plastic, 20% vegetables and 20% of paper indry conditions. Isothermal pyrolysis process conducted with a closed system.

Temperatures influence the amount of bio-oil product produced, at a temperatureof 300˚C-500˚C to produce largest. The reaction time influence on the quantity ofbio – 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 temperatureof 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% (peakarea%), heavy gas oil 13.08% (peak area%). Properties hidrocarbon Paraffin33,03% (peak area%), Iso-paraffin 0% (peak area%), Olefin 41,03% (peakarea%), 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 berimandiantaramu 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 dansiang 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 menggerogotijasadmu di makam kelak. Terus bekerja, jika perlu kamu tidak tidur untuk meraihkesuksesan.”

(Indra Mamad Gandidi)

“Jangan berkecil hati jika tahan persiapanmu sedikit lebih lama dibandingtemanmu. Sebab dengan kemampuanmu yang sekarang, pasti kamu tidak siapbertemu 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 danmenjagamu “

(Dwi Andri Wibowo)

“Selalu ingat siapa dirimu, dimanapun kamu berada kelak, hiduplah dengan jujurdan 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…………………………………………………………… ............. xvDAFTAR TABEL................................................................................................. xviiiDAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xixDAFTAR SIMBOL............................................................................................... xxv

I. PENDAHULUAN............................................................................................ 1

1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 11.2. Tujuan........................................................................................................ 41.3. Batasan Masalah........................................................................................ 51.4. Sistematika Penulisan................................................................................ 5

II. TINJAUAN PUASTAKA............................................................................... 7

2.1. Municipal Solid Waste ............................................................................. 72.2. Biomassa .................................................................................................. 82.3. Kandungan Zat Terbang (Volatil) ............................................................ 102.4. Metode Konversi Sampah ........................................................................ 112.5. Proses Pirolisis dan Produk...................................................................... 132.6. Pirolisis Non-Isothermal dan Pirolisis Isothermal ................................... 15

2.6.1. Pirolisis Non-Isothermal.............................................................. 152.6.2. Pirolisis Isothermal ..................................................................... 16

2.7. Mekanisme Proses Pirolisis dan Degradasi Termal................................ 172.8. Parameter Proses Pirolisis....................................................................... 18

2.8.1. Temperatur .................................................................................. 182.8.2. Kadar Air Dalam Material Lignoselulosa ................................... 192.8.3. Waktu Reaksi .............................................................................. 192.8.4. Ukuran Partikel Sampah ............................................................. 202.8.5. Laju Pemanasan .......................................................................... 202.8.6. Kehadiran Oksigen...................................................................... 202.8.7. Tekanan ....................................................................................... 20

2.9. Karakteristik Produk Pirolisis ................................................................. 212.10. Senyawa Pembentuk Bio-Oil................................................................ 222.11. Sifat – Sifat Hidrocarbon ..................................................................... 23

xvi

2.12. Pengaruh SIfat Hidrocarbon Terhadap Heating Value ........................ 272.13. Unjuk Kerja Pirolisis ............................................................................ 28

2.13.1. Rendemen (Mass Yield) ............................................................. 282.13.2. Pengujian Produk Pirolisis ......................................................... 28

III. METODOLOGI PENELITIAN..................................................................... 34

3.1. Tempat dan Waktu Peneltian ................................................................... 343.2. Alur Tahapan Pelaksanaan....................................................................... 353.3. Alat dan Bahan......................................................................................... 36

3.3.1. Bahan............................................................................................ 363.3.2. Alat ............................................................................................... 39

3.4. Rangkaian Alat Pirolisis........................................................................... 423.5. Metode Pengujian..................................................................................... 443.6. Tahapan Pengujian Laboratorium............................................................ 463.7. Variabel Pengujian ................................................................................... 46

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Produk Padat, Liquid dan Gas .......... 494.1.1. Produk pada Temperatur 300oC ................................................... 494.1.2. Produk pada Temperatur 400oC ................................................... 524.1.3. Produk pada Temperatur 500oC ................................................... 564.1.4. Produk pada Temperatur 600oC ................................................... 594.1.5. Produk pada Temperatur 700oC ................................................... 61

4.2. Pengaruh Temperatur Terhadap Produk Padat, Liquid dan Gas .............. 634.2.1. Produk pada Waktu Reaksi 15 Menit ........................................... 634.2.2. Produk pada Waktu Reaksi 20 Menit........................................... 664.2.3. Produk pada Waktu Reaksi 25 Menit........................................... 694.2.4. Produk pada Waktu Reaksi 30 Menit........................................... 724.2.5. Produk pada Waktu Reaksi 35 Menit........................................... 75

4.3. Pengujian GC-MS .................................................................................... 774.4. Hasil Analisa GC-MS dan Distribusi Angka Hidrokarbon...................... 78

4.4.1. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 300oC 20 Menit ........................... 794.4.2. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 300oC 25 Menit ........................... 824.4.3. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 300oC 30 Menit ........................... 864.4.4. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 300oC 35 Menit ........................... 894.4.5. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 400oC 15 Menit ........................... 924.4.6. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 400oC 20 Menit ........................... 96

xvii

4.4.7. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 400oC 30 Menit ........................... 994.4.8. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 400oC 35 Menit ........................... 1034.4.9. Produk Bio-Oil Pada Kondisi 500oC 35 Menit ........................... 106

4.5. Efek Temperatur dan Waktu Reaksi Terhadap Sebaran FaksiHidrocrbon.............................................................................................. 110

4.6. Efek Temperatur dan Waktu Reaksi Terhadap Klasifikasi SifatHidrokarbon ............................................................................................. 117

V. SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan .................................................................................................. 1255.2. 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








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


400˚C ........................................................................................ 55


dan 35 Menit ............................................................................... 57


500˚C ....................................................................................... 58


dan 35 Menit ............................................................................... 60


600˚C ....................................................................................... 61


dan 35 Menit .............................................................................. 62

xxii


700˚C ....................................................................................... 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


400˚C, 500˚C, 600˚C, 700˚C .................................................... 68


Menit......................................................................................... 68


400˚C, 500˚C, 600˚C, 700˚C .................................................... 71


Menit......................................................................................... 71


400˚C, 500˚C, 600˚C, 700˚C .................................................... 73


Menit......................................................................................... 74


400˚C, 500˚C, 600˚C, 700˚C .................................................... 76


Menit......................................................................................... 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) 300oC 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



RON dan Solar CN 48 .............................................................. 86



RON dan Solar CN 48 .............................................................. 89



RON dan Solar CN 48 .............................................................. 92



RON dan Solar CN 48 .............................................................. 95



RON dan Solar CN 48 .............................................................. 99


xxiv


RON dan Solar CN 48 .............................................................. 102



RON dan Solar CN 48 .............................................................. 106



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 saran-

saran 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 := × (1)

Dimana :

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 D-

glukosa 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 (5-

10 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

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,

Steady

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).

Bio Arang

Zat Volatil

Q

Gambar 2.4. Produk Hasil Proses Pirolisis

Gas Condensable

H2OAsam

AlkoholFuranPhenolKetone

dll

Gas Permanent

H2OCOCO2

CH4

CXHY

dll

PYROLISYS

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 Fractionapproximate Hydrocarbon

rangeApproximate boiling range

oC oF

Light Gases C2-C4 -90 to 1 -130 – 30

Gasoline (light and Heavy) C4-C10 -1 – 200 30 – 390

Naphthas (light and Heavy C4-C11 -1 – 205 30 – 400

Jet Fuel C9-C14 150 – 255 300 – 490

Kerosene C11-C14 205 – 255 400 – 490

Diesel Fuel C11-C16 205 – 290 400 – 550

Light gas oil C14-C18 255 – 315 490 – 600

Heavy gas oil C18-C28 315 – 425 600 – 800

Wax C18-C36 315 – 500 600 – 930

Lubricating oil >C25 >400 >750

Vacuum gas oil C28-C55 425 – 600 800 – 1100

Residuum >C55 >600 >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 iso-

parafin 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 disebut dengan

polycycloparaffin atau polynaphthenes (Riazi,2010).

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 iso-

paraffin 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 GC-

MS 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 PercentArea (%) Nama Senyawa Ikatan

1 0.78 1-Octanol C12 H26 O

2 0.33 2-Propanone C3 H6 O

30

3 1.85 Benzene C9 H12

4 0.78BICYCLO[4.1.0]HEPTAN-7,7-DICARBONITRILE

C11 H14 N2

5 0.69 Cyclohexane C8 H16

6 5.89 Decane C10 H22

7 11.11 DODECANE C12 H26

8 3.76 Eicosane C20 H42

9 28.91 Heptadecane C17 H36

10 4.98 Hexadecane C16 H34

11 2.43 Naphthalene C11 H10

12 0.33 Nonacosane C29 H60

13 1.34 Nonadecane C19 H40

14 1.87 Nonane C11 H24

15 0.26 Octadecane C19 H40

16 2.03 Octane C10 H22

17 0.92 Pentacosane C25 H52

18 5.4 Pentadecane C18 H38

19 3.33 Tetracosan C24 H50

20 8.13 TETRADECANE C14 H30

21 7.08 Tridecane C13 H28

22 7.8 Undecane 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

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 :

Gambar 2.10. Grafik Sifat Hidrokarbon Pada Solar 48

10.79

79.27

9.94

0102030405060708090

Gasoline (C3-C10) Diesel (C11-C18) Heavy Oil (> C19)

Peak

Are

a (%

)

Fraksi Hidrokarbon

Solar 48

93.83

0.78 4.28 1.110

102030405060708090

100

Are

a P

erce

nt (

%)

Sifat Hidrokarbon

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

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 :

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%.

88.57

11.43

0102030405060708090

100

Gasoline (C3-C10) Diesel (C11-C18) Heavy Oil (> C19)

Peak

Are

a (%

)

Fraksi Hidrokarbon

Premium 88

25.7

6.78

50.72

3.1813.62

0102030405060

Area

Per

cent

(%)

Sifat Hidrokarbon

Sifat Hidrokarbon Pada Bensin 88

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

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

Mulai

Studi Literartur

Persiapan:1. Penjemuran Bahan Baku2. Pengolahan Bahan Baku

Persiapan Autoclave dan instalasi

Persiapan Spesimen Dengan Variasi Komposisi Percobaan

Mencatat Data Hasil Percobaan

Analisis Jumlah Bio-Oildan kandungannya

Kesimpulan

Selesai

Proses pengujian sesuai dengan varisipercobaan yaitu variasi temperaturedan variasi waktu tunggal

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 danbuah

(b) Sampah daun (c) Sampah kayu

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.

(a) Sampah koran (b) Sampah kardus

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 PemisahBio-oil

b. Timbangan Digital c. Thermocouple

d. Pipa Tembaga

e. keran

f. Bak penampungair

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

1. Temperatur (T) 300, 400, 500, 600, 700 oC

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

Tabel 3.3. Tabel Percobaan

No Temperatur (oC) Waktu (menit) mBB mBO1 300 15 500 gr2 300 20 500 gr3 300 25 500 gr

47

4 300 30 500 gr5 300 35 500 gr

6 400 15 500 gr7 400 20 500 gr8 400 25 500 gr9 400 30 500 gr10 400 35 500 gr

11 500 15 500 gr12 500 20 500 gr13 500 25 500 gr14 500 30 500 gr15 500 35 500 gr

16 600 15 500 gr17 600 20 500 gr18 600 25 500 gr19 600 30 500 gr20 600 35 500 gr

21 700 15 500 gr22 700 20 500 gr23 700 25 500 gr24 700 30 500 gr25 700 35 500 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), 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).

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 Pyrolysis-

A 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”, 1st

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 …digilib.unila.ac.id/23712/2/skripsi tanpa bab...

Documents