ANALISA TERMAL PADA RANCANG BANGUN REAKTOR
PIROLISIS UNTUK MEMPRODUKSI BAHAN BAKAR
MINYAK DARI LIMBAH PLASTIK
FEBRI ADITYA PRATAMA ARISTA GABE
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisa Termal pada Rancang Bangun Reaktor Pirolisis untuk Memproduksi Bahan Bakar Minyak dari Limbah Plastik adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
FEBRI ADITYA PRATAMA ARISTA GABE. Analisa Termal pada Rancang Bangun Reaktor Pirolisis untuk Memproduksi Bahan Bakar Minyak dari Limbah Plastik. Dibimbing oleh EDY HARTULISTIYOSO dan MUHAMAD YULIANTO.
Peningkatan jumlah limbah plastik menimbulkan permasalahan besar bagi lingkungan. Pirolisis plastik menjadi potensial yang dapat digunakan untuk mengkonversi limbah plastik menjadi bahan kimia yang berguna dan bahan bakar minyak. Sebagian besar penelitian pirolisis plastik dilakukan pada skala lab, dan proses pindah panas sering diabaikan. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat model simulasi sebaran suhu pada reaktor pirolisis plastik menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD) dan melakukan analisa sebaran suhu yang terjadi selama proses pirolisis berlangsung. Reaktor dirancang sebagai experimental set-up. Pengujian dilakukan dengan 5 tingkatan suhu berbeda pada 3 jam pengujian kerja. Hasil pengujian, jumlah minyak terbanyak yang dihasilkan yaitu 21.32 g pada suhu pirolisis 450 . Pada pengujian sebaran suhu memperlihatkan bahwa pola sebaran suhu yang terjadi hampir sama pada setiap tingkatan suhu pirolisis dan terjadi penurunan suhu secara vertikal ke bagian atas reaktor. Hasil validasi memperlihatkan bahwa hasil simulasi sebaran suhu menggunakan CFD mendekati nilai suhu pengukuran di dalam reaktor pada saat proses pirolisis plastik.
Kata kunci: Bahan bakar minyak, limbah plastik, reaktor pirolisis, sebaran suhu, simulasi CFD.
ABSTRACT
FEBRI ADITYA PRATAMA ARISTA GABE. Thermal Analysis on Pyrolysis Reactor Design for Producing Fuel from Plastic Wastes. Supervised by EDY HARTULISTIYOSO and MUHAMAD YULIANTO.
The increasing amounts of plastic wastes generate enormous environmental problems. The pyrolysis can potentially be used to convert plastics into valuable chemicals and fuels. Almost all of the pyrolysis experiments conducted in laboratory condition, and the heat transfer is not investigated. The objectives of this study were to design temperature profile model using Computational Fluid Dynamics (CFD) and analyze its temperature distribution. Reactor was designed as an experimental set-up. For performance test, temperature was maintained in 5 difference level with 3 hours of production process. The result showed that the highest fuel yield produced from 450 pyrolysis temperature with 21.32 g of fuel yield. Each level of temperature degrees have almost similar temperature distribution pattern with temperature decreased vertically to the top of reactor. The result showed that validation using CFD simulation was approaching the value of temperature measurement on reactor. Keywords: Fuel, plastic waste, pyrolysis reactor, temperature distribution, CFD
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
ANALISA TERMAL PADA RANCANG BANGUN REAKTOR
PIROLISIS UNTUK MEMPRODUKSI BAHAN BAKAR
MINYAK DARI LIMBAH PLASTIK
FEBRI ADITYA PRATAMA ARISTA GABE
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Analisa Termal pada Rancang Bangun Reaktor Pirolisis untuk Memproduksi Bahan Bakar Minyak dari Limbah Plastik Nama : Febri Aditya Pratama Arista Gabe
NIM : F14100054
Disetujui oleh
Dr Ir Edy Hartulistiyoso MSc Pembimbing I
Dr Muhamad Yulianto ST MT Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Desrial, MEng Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 hingga Juli 2014 ini ialah konversi energi, dengan judul Analisa Termal pada Rancang Bangun Reaktor Pirolisi untuk Menghasilkan Bahan Bakar Minyak dari Limbah Plastik.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Edy Hartulistiyoso selaku pembimbing I dan Bapak Dr Muhamad Yulianto selaku pembimbing II yang telah memberikan kontribusi sangat besar yaitu bimbingan, arahan, dan motivasi kepada penulis. Terimakasih juga kepada Dr Lenny Saulia sebagai dosen penguji skripsi, semoga ibu diberi kesehatan selalu.
Ungkapan terimakasih juga disampaikan kepada ayah (Bustamin Sigiro), ibu (Ratna Linda Sagala) dan adik (Andrew Prihatmoko) serta seluruh keluarga atas segala doa, dukungan dan kasih sayangnya. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada CEO PT Panasindo Jaya Mandiri karena telah meminjamkan pemanas serta trafo sehingga penelitian ini berjalan dengan lancar, para teknisi Departemen TMB (Pak Harto, Pak Agus, Mas Firman dan Mas Darma). Terimakasih teramat banyak untuk teman teman Antares TMB 47 (Dhiko, Haga, Ryan, Herwin, Candra Viki, Deny, Aulia Muthmainnah, Eris, Amri, Fachri, Rosma, Andyka Setio, Fika Rahimah, Rizki Agung, Reno, Fajar Ulum, Oldga, Elgy, Adhika Rozi, Herdimas, Aswin, Dian, Imam, Weny, Dika, Dhany, Putri, Raga, Budi Heriansyah, Ruli, Rifqi, Eki, Fajardo, Dima, Reno, Rizky Aidil, Danang, Asiyah, Sigit, Marcha) untuk bantuan dan motivasi yang telah banyak membantu selama penelitian dan telah menjadi keluarga dan rekan seperjuangan penulis hingga dapat menyelesaikan skripsi ini, para teman Universitas Brawijaya (Vita, Fudin, Yoga, Sulton Anisa dan Ria) terimakasih motivasinya, dan kepada Lenggogeni Tanjung untuk bantuan semangat dan motivasinya yang telah banyak membantu selama penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 3
TINJAUAN PUSTAKA 3
Plastik 3
Pirolisis 4
Sistem Pindah Panas 6
Kondensasi dan Kondenser 9
METODOLOGI 11
Waktu dan Tempat Pelaksanaan 11
Alat dan Bahan 12
Tahapan Penelitian 14
HASIL DAN PEMBAHASAN 31
Hasil Perancangan Reaktor 31
Hasil Pirolisis Plastik 36
Sebaran Suhu Pada Reaktor 39
Simulasi Kontur Suhu di dalam Reaktor 51
Validasi Simulasi CFD 54
SIMPULAN DAN SARAN 57
Simpulan 57
Saran 58
DAFTAR PUSTAKA 58
DAFTAR TABEL
1 Nilai kalor dari plastik berbagai jenis plastik 4 2 Kondisi batas pada simulasi sebaran suhu dengan menggunakan
CFD 30
3 Komponen-komponen reaktor pirolisis plastik dan fungsinya 32 4 Perbandingan komponen pada perancangan struktural reaktor dengan
hasil pabrikasi reaktor 35
5 Pengaruh suhu pemanasan terhadap hasil pirolisis 36 6 Sebaran suhu terhadap posisi termokopel pada tingkat variasi
suhu pemanasan dengan kondisi steady state 46
7 Suhu pengukuran pada outlet reaktor dan outlet kondenser pada berbagai tingkat suhu pemanasan dengan kondisi steady state 50 8 Sebaran suhu hasil simulasi CFD pada tingkat suhu dengan pemanasan
kondisi steady state 53
DAFTAR GAMBAR
1 Proses pirolis plastik untuk menghasilkan bahan bakar minyak
(Zhang 2007) 6
2 (a) Cross flow heat exchanger (b) Double pipe heat exchanger
(Holman 2010) 10
3 Profil suhu pada (a) Aliran berlawan pada alat penukar panas pipa
ganda. (b) Aliran parallel (Holman 2010) 11
4 Diagram blok pada perangkat lunak LabVIEW 13
5 Front panel pada perangkat lunak LabVIEW 13
6 Diagram alir tahapan penelitian 14
7 Diagram alir perancangan reaktor pirolisis plastik 16 8 Skema rancangan alat reaktor pirolisis plastik 17 9 Jarak antar termokopel terhadap tinggi reaktor 18
10 Timbangan digital 23
11 Titik-titik pengukuran menggunakan termokopel 24 12 (a) Data akuisisi National Instrument (b) Termokopel 25 13 (a) Trafo dan thermo control (b) Pemanas (c) Ceramic silicione
insulation 25
14 Skema tahapan simulasi 27
15 Gambar geometri reaktor menggunakan aplikasi Solidworks
Premium 12 28
16 Kondisi batas pada perancangan reaktor dengan menggunakan
aplikasi Gambit 2.4.6 29
17 Hasil pabrikasi reaktor 33
18 Plat unloading hasil pabrikasi 34
19 Tongkat pengait plat unloading 34
DAFTAR GAMBAR (lanjutan)
22 Gas yang tidak terkondensasi pada pirolisis plastik 37 23 Reaksi kedua yang mengkonversi produk minyak (cair) menjadi solid
dan gas (FakhrHoseini and Dastanian 2013) 37
24 (a) Residu yang dihasilkan pada suhu pemanasan 250 (b) Residu
yang dihasilkan pada suhu pemanasan 450 38
25 (a) Residu berbentuk serbuk pada dinding reaktor bagian atas (b) Residu berbentuk bubuk menyumbat lubang keluaran kondenser 39 26 Sebaran suhu di dalam reaktor pada awal pemanasan hingga suhu 250 39 27 Sebaran suhu di dalam reaktor pada awal pemanasan hingga suhu 300 40 28 Sebaran suhu di dalam reaktor pada awal pemanasan hingga suhu 350 40 29 Sebaran suhu di dalam reaktor pada awal pemanasan hingga suhu 400 41 30 Sebaran suhu di dalam reaktor pada awal pemanasan hingga suhu 450 41
31 Sebaran suhu pada suhu pemanasan 250 43
32 Sebaran suhu pada suhu pemanasan 300 44
33 Sebaran suhu pada suhu pemanasan 350 44
34 Sebaran suhu pada suhu pemanasan 400 45
35 Sebaran suhu pada suhu pemanasan 450 45
36 Sebaran suhu pada setiap tingkat variasi suhu pemanasan dengan kondisi
steady state 47
37 Suhu pengukuran pada outlet reaktor dan outlet kondenser pada suhu
pemanasan 250 48
38 Suhu pengukuran pada outlet reaktor dan outlet kondenser pada suhu
pemanasan 300 48
39 Suhu pengukuran pada outlet reaktor dan outlet kondenser pada suhu
pemanasan 350 49
40 Suhu pengukuran pada outlet reaktor dan outlet kondenser pada suhu
pemanasan 400 49
41 Suhu pengukuran pada outlet reaktor dan outlet kondenser pada suhu
pemanasan 450 50
42 Kontur sebaran suhu simulasi CFD pada tingkat pemanasan 250 51 43 Kontur sebaran suhu simulasi CFD pada tingkat pemanasan 300 51 44 Kontur sebaran suhu simulasi CFD pada tingkat pemanasan 350 52 45 Kontur sebaran suhu simulasi CFD pada tingkat pemanasan 400 52 46 Kontur sebaran suhu simulasi CFD pada tingkat pemanasan 450 52 47 Grafik validasi sebaran suhu hasil simulasi terhadap hasil
pengukuran pada suhu pemanasan 250 55
48 Grafik validasi sebaran suhu hasil simulasi terhadap hasil
pengukuran pada suhu pemanasan 300 55
49 Grafik validasi sebaran suhu hasil simulasi terhadap hasil
pengukuran pada suhu pemanasan 350 56
50 Grafik validasi sebaran suhu hasil simulasi terhadap hasil
pengukuran pada suhu pemanasan 400 56
51 Grafik validasi sebaran suhu hasil simulasi terhadap hasil
DAFTAR GAMBAR (lanjutan)
52 Perbandingan sebaran suhu pengujian dan simulasi CFD terhadap
ketinggian reaktor pada suhu pemanasan 250 67
53 Perbandingan sebaran suhu pengujian dan simulasi CFD terhadap
ketinggian reaktor pada suhu pemanasan 300 67
54 Perbandingan sebaran suhu pengujian dan simulasi CFD terhadap
ketinggian reaktor pada suhu pemanasan 350 68
55 Perbandingan sebaran suhu pengujian dan simulasi CFD terhadap
ketinggian reaktor pada suhu pemanasan 400 68
56 Perbandingan sebaran suhu pengujian dan simulasi CFD terhadap
ketinggian reaktor pada suhu pemanasan 450 69
DAFTAR LAMPIRAN
1 Gambar teknik keseluruhan sistem pada reaktor 62
2 Gambar teknik reaktor 63
3 Gambar teknik tutup reaktor 64
4 Gambar teknik kondenser 65
5 Laju kenaikan suhu pada awal pemanasan reaktor 66 6 Perbandingan sebaran suhu antara pengujian dan simulasi CFD terhadap
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Plastik telah menjadi bagian tak terpisahkan dari dunia saat ini karena sifatnya yang ringan, memiliki daya tahan, ditambah dengan tingkat produksi yang cepat dan fleksibilitas dalam desain (Mohapatra and Singh 2008). Permintaan plastik terus meningkat karena aplikasi plastik yang beragam dan dapat digunakan pada sektor rumah tangga maupun industri (Patni et al. 2013). Produksi plastik dunia terus meningkat dari 80 juta ton pada tahun 1990 menjadi 260 juta ton pada tahun 2007 (Kpere-Daibo 2009) dan diperkirakan akan mengalami kenaikan sebesar 5% setiap tahun (Al-Salem et al. 2010). Peningkatan jumlah limbah plastik tersebut menimbulkan permasalahan besar bagi lingkungan (Miskolczi and Nagy 2012). Yoshioka et al. (2004) menjelaskan, plastik yang paling sering digunakan adalah polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP) dan polyvinyl chloride (PVC).
Saat ini ada 3 cara untuk memanfaatkan limbah plastik yaitu; landfilling, insinerasi dengan atau tanpa energy recovery dan daur ulang (recycling) (Sarker et al. 2012). Landfilling dan insinerasi tidak dapat menjadi solusi dari permasalahan limbah plastik dikarenakan landfilling membutuhkan area yang sangat luas dan sangat mahal, dan inisinerasi menimbulkan emisi yang berbahaya seperti nitrogen oksida, sulfur dioksida, karbon dioksida dan banyak lainnya (Sarker et al. 2012). Proses pirolisis plastik menjadi cara yang paling potensial yang dapat digunakan untuk mengkonversi limbah plastik menjadi bahan kimia yang berguna dan bahan bakar minyak (Arabiourrutia et al. 2012). Pirolisis merupakan dekomposisi dari material tanpa adanya oksigen atau sedikit oksigen (Brems et al. 2012). Pada penelitian yang dilakukan Siddiqui dan Redwhi (2009), pirolisis dapat mereduksi sampah plastik campuran hingga 90%. Pirolisis plastik menghasilkan tiga jenis produk yaitu, produk cair (minyak), gas dan residu padat (Bajus and Hájeková 2010).
Telah banyak penelitian yang melaporkan proses pirolisis plastik dan menjelaskan mengenai reaksi dekomposisi yang terjadi di dalamnya, namun pada dasarnya banyak penelitian tersebut yang hanya difokuskan pada proses pirolisis (degradasi) dari plastik/polimer saja (Ademiluyi and Adebayo 2007; Ademiluyi and Akpan 2007; Sumarni dan Purwanti 2008; Encinar and González 2008; Mohapatra and Singh 2008; Bajus and Hájeková 2010; Sarker et al. 2011; Ramdhan dan Ali 2012; Sarker et al. 2012a; Sarker et al. 2012b). Tidak hanya itu sebagian besar penelitian tersebut dilakukan pada skala lab dan hanya sedikit informasi yang tersedia mengenai proses pindah panas di dalamnya. Begitu banyak parameter yang sangat mempengaruhi jumlah dan kualitas produk hasil pirolisis plastik; suhu, waktu pirolisis, pengaruh katalis dan pindah panas. Pindah panas seringkali diabaikan pada banyak percobaan mengenai pirolisis plastik yang dilakukan pada skala lab, padahal pindah panas sangat mempengaruhi proses pirolisis plastik dan pada skala besar (industri) proses pindah panas perlu dipertimbangkan untuk proses optimasi produk (Csukás et al. 2012).
2
satu yang mempengaruhi pindah panas adalah jenis reaktor yang digunakan. Reaktor merupakan salah satu elemen penting pada teknologi pirolisis plastik, karena panas dalam jumlah yang besar perlu dipindahkan (pindah panas) melalui dinding reaktor untuk memastikan terjadinya proses pirolisis plastik (Csukás et al. 2012). Reaktor digunakan untuk menentukan kualitas dari pindah panas, waktu proses dari fase gas dan fase cair dan keluaran dari produk utama (Panda et al. 2010). Oleh sebab itu, mengetahui proses pindah panas yang terjadi di dalam reaktor sangat dibutuhkan untuk mendesain sebuah reaktor, optimasi dan prosedur scale-up (Csukás et al. 2012). Karakteristik dan proses pindah panas di dalam reaktor dapat diperoleh dengan melakukan eksperimen. Eksperimen sangat diperlukan dikarenakan pindah panas tidak diamati pada sebagian besar percobaan pada skala lab (Csukás et al. 2012), sehingga informasi mengenai pindah panas tersebut sangat sedikit. Eksperimen dilakukan sesuai dengan kondisi pada penelitian pirolisis plastik yang telah dilakukan pada penelitan sebelumnya sehingga diperoleh data eksperimen. Data sebaran suhu dibutuhkan terkait dengan produk yang dihasilkan dari proses pirolisis. Data ekperimen yang diperoleh digunakan untuk membuat model simulasi dari reaktor pirolisis plastik. Model simulasi inilah yang nantinya dapat digunakan sebagai dasar untuk melakukan perancangan reaktor pirolisis plastik pada skala besar.
Pada penelitian ini dilakukan pemodelan sebaran suhu di dalam reaktor selama proses pirolisis berlangsung dengan menggunakan simulasi Computational Fluid Dyanamics (CFD). Reaktor pirolisis plastik yang dilengkapi dengan kondenser dirancang dan dibuat sebagai experimental set-up untuk mendapatkan data eksperimen dari percobaan menggunakan reaktor tersebut. Data berupa sebaran suhu di dalam reaktor digunakan untuk mengetahui kontur sebaran suhu. Hasil pemodelan simulasi sebaran suhu inilah yang dapat digunakan sebagai dasar perancangan reaktor pirolisis plastik pada penelitian selanjutnya.
Perumusan Masalah
3 dengan kondisi pada penelitian pirolisis plastik yang telah dilakukan sebelumnya sehingga diperoleh eksperimen data yang dapat digunakan untuk membuat model simulasi dari reaktor pirolisis plastik.
Reaktor dirancang dan dibuat untuk digunakan sebagai experimental set-up. Sasaran utama dari penelitian ini adalah untuk mempelajari sebaran suhu yang terjadi selama proses pirolisis plastik dan membuat model simulasi kontur suhu di dalam reaktor. Data eksperimen yang diperoleh dari percobaan dengan experimental set-up (reaktor pirolisis plastik) merupakan data sebaran suhu selama pirolisis plastik. Data sebaran suhu tersebut nantinya akan digunakan untuk membuat model kontur suhu dengan menggunakan (CFD) dan digunakan melakukan validasi dari model tersebut. CFD digunakan sebagai media analisis numerik karena dapat melakukan perhitungan secara cepat sehingga dapat mengefisiensikan waktu (Tuakia 2008). Hasil yang diperoleh dari model simulasi CFD yaitu berupa kontur suhu dari proses pirolis plastik dengan kondisi yang digunakan adalah kondisi steady state. Model simulasi tersebut yang nantinya dapat digunakan sebagai dasar perancangan reaktor pirolisis plastik.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah membuat model simulasi sebaran suhu pada reaktor pirolisis plastik dengan aplikasi (CFD) dengan kondisi steady state, dan melakukan analisa sebaran suhu yang terjadi selama proses pirolisis berlangsung. Guna mendapatkan model kontur suhu dengan CFD dan validasi hasil model CFD, maka reaktor pirolisis plastik dirancang dan dibangun untuk dijadikan sebagai experimental set-up. Model simulasi yang diperoleh menggambarkan kontur dan pola sebaran suhu selama proses pirolisis plastik di dalam reaktor. Diharapkan melalui penelitian ini diperoleh model kontur sebaran suhu yang dapat digunakan untuk perancangan reaktor pirolisis plastik.
TINJAUAN PUSTAKA
Plastik
Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar biasa. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut monomer (Mujiarto 2005).
4
Polypropylene (PP)
Menurut Andrady dan Anthony (2003) polypropylene (PP) dibuat dari polimerisasi monomer propylene pada proses dengan tekanan rendah (CH2=CHCH3). PP sering diaplikasikan pada pembuatan karpet dan batere, selain itu PP juga selain itu juga PP sering diaplikasikan pada hiasan mobil, cashing accumulator, botol dan tas.
Tabel 1 Nilai kalor dari berbagai jenis plastik
Material Nilai kalor (MJ/kg)
Polyethylene 46.3
Polypropylene 46.4
Polystyrene 41.4
Polyvinyl chloride 18.0
Sumber : (Baines 1993) Polyethylene (PE)
Menurut Andrady dan Anthony (2003) polyethylene merupakan jenis plastik yang paling banyak digunakan di dunia. Homopolimer dari polietilena memiliki struktur paling sederhana dibanding dengan polimer lainnya (CH2=CH2). Berdasarkan pada karakteristik bulk density PE dibagi menjadi tiga jenis yaitu Low-density polyethylene (LDPE), High-density polyethylene (HDPE) dan Linear low-density polyethylene (LLDPE).
HDPE memiliki struktur yang paling sederhana diantara ketiga jenis plastik PE. HDPE memiliki tingkat tertinggi kristalinitas dalam polietilena. Memiliki berat molekul yang cukup tinggi untuk mendapatkan tingkat kristalinisasi yang tinggi pada 70-95 % dan memiliki kerapatan 0.941-0.965 g/cm3. LDPE memiliki kerapatan sekitar 0.910-0.930 g/cm3 dan kristalinisasi sekitar 40-60%. LDPE memiliki titik leleh pada suhu 110-115 (Andrady dan Anthony 2003).
Polyethylene Terephthalate (PET)
Menurut Andrady dan Anthony (2003) Polyethylene terephtalate yang sering disebut PET merupakan polimer kondesasi yang terbuat dari ethylene glycol (EG) dan terephtalic acid (TPA) atau dimetil ester atau asam terepthalat (DMT). PET merupakan keluarga polyester seperti halnya PC. PET memiliki daya serap uap air yang rendah, demikian juga daya serap terhadap air. PET sering diaplikasikan pada botol - botol untuk air mineral, soft drink, sirup, dsb.
Polyvinyl Chloride (PVC)
Menurut Andrady dan Anthony (2003) PVC merupakan jenis plastik kedua yang paling sering digunakan di dunia setelah polietilena. PVC dibentuk melalui polimerisasi vinyl chloride monomer (VCM) (CH2=CH-Cl). VCM merupakan volatile dengan suhu didih pada 13.4 dan menimbulkan polusi udara yang berbahaya. PVC umumnya digunakan untuk pipa dan plumbing (pemasangan pipa saluran air) karena tahan lama, tidak berkarat dan lebih murah dari pipa besi.
Pirolisis
5 yang terjadi pada bahan baku (umpan), sedangkan pirolisa sekunder adalah pirolisis yang terjadi atas partikel dan gas/uap hasil pirolisa primer. Menurut Katyal (2007) dan Singh et al. (2011) pirolisis konvensional (pirolisis lambat) di bawah tingkat pemanasan rendah dengan hasil berupa padat, cair, dan produk gas dalam porsi yang signifikan, proses ini digunakan untuk menghasilkan arang.
Pirolisis cepat dikaitkan dengan tar, pada suhu rendah 850-1250 K dan atau gas pada suhu tinggi 1050-1300 K. Saat ini teknologi ini disukai karena cepat pada suhu tinggi dengan waktu tinggal yang sangat singkat. Pirolisis cepat (lebih akurat didefinisikan sebagai thermolysis) adalah suatu proses di mana materi, seperti biomassa, dengan cepat dipanaskan sampai suhu tinggi tanpa adanya oksigen didasarkan pada Singh et al. (2011) dan Demirbas (2009).
Paris et al. (2005) mengatakan bahwa pirolisis merupakan proses dari pembakaran tidak sempurna pada proses pengarangan dengan menggunakan suhu tinggi pada bahan-bahan yang mengandung karbon. Pada umumnya proses pirolisis menggunakan reaktor yang terbuat dari baja, sehingga bahan yang akan dipirolisis tidak melakukan kontak langsung dengan oksigen. Pada umumnya proses pirolisis berlangsung pada suhu diatas 300 dalam waktu 4-7 jam. Namun keadaan ini sangat bergantung pada bahan baku dan cara pembuatannya (Demirbas 2005).
Menurut Goyal et al. (2006), proses pirolisis secara umum dikategorikan menjadi beberapa tipe, yaitu:
1. Pirolisis lambat (Slow Pyrolysis)
Pirolisis yang dilakukan pada tingkat pemanasan yang lambat (5-7 K/min). Pirolisis ini menghasilkan cairan yang sedikit sedangkan gas dan arang lebih banyak dihasilkan.
2. Pirolisis cepat (Fast Pyrolysis)
Pirolisis cepat biasanya digunakan untuk menghasilkan bio-oil dengan kualitas yang tinggi. Sedangkan menurut Bridgewater (2012) Pirolisis cepat material terurai dengan sangat cepat dan menghasilkan sebagian besar uap dan sedikit gas dan arang. Suhu reaksi sekitar 500 dengan waktu reaksi kurang dari 2 s, produk utama bio-oil yang diperoleh dari pirolisis cepat mencapai 75%.
3. Pirolisis kilat (Flash Pyrolysis)
Proses pirolisis ini berlangsung hanya beberapa detik saja. Proses pirolisis kilat membutuhkan suhu reaksi yang sangat tinggi.
4. Pirolisis katalitik
6
Gambar 1 Proses pirolis plastik untuk menghasilkan bahan bakar minyak (Zhang 2007)
Sistem Pindah Panas
Pindah panas adalah perpindahan energi dari suatu bidang kebidang yang lain dengan disertai perubahan suhu pada dua bidang tersebut (McCabe et al. 2005). Pindah panas dapat terjadi dengan 3 metode, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Pindah panas pada pipa yang dipanaskan secara langsung akan mengalami proses konduksi dan konveksi.
Konduksi
Konduksi dalam suatu bahan mengalir terdapat gradien suhu, maka kalor akan mengalir tanpa disertai oleh sesuatu gerakan zat. Aliran kalor tersebut disebut dengan konduksi (McCabe et al. 2005).
Menurut Holman (2010) secara umum besaran kalor dapat dalam konduksi dapat dihitung melalui persamaan (1):
r T kA q d d -= (1) Besarnya nilai
dipengaruhi bentuk bidang tempat pindah panas terjadi.
Pada silinder berlubang nilainya dapat dicari dengan persamaan (2):
i o
i o ln 1 = d d T T r r r T (2)
Oleh karena itu, dari persamaan di atas maka besarnya kalor yang dipindahkan pada bidang silinder berlubang atau pipa dapat ditentukan dengan persamaan (3):
i o o i r ln 2 = r T T klq (3)
q : Pindah panas secara konduksi (joule) : Jari-jari dalam pipa (m)
Gasoline Pyrolysis reactor Condenser Waste plastic Plastic Knapper
Catalyst Fuel gas
Mixed oil
Gas
7 : Jari-jari luar pipa (m)
l : Panjang pipa (m)
k : Konduktivitas panas (watt/mK)
( ) : Perbedaan pipa luar dan pipa dalam (K) Konveksi
Konveksi arus partikel-partikel utama pembentuk fluida melintas suatu permukaan tertentu, seperti umpamanya, bidang batas suatu volume kendali arus akan ikut membawa serta jumlah tertentu entalpi. Aliran entalpi tersebut disebut dengan konveksi. (McCabe et al. 2005). Menurut Holman (2010) nilai kalor yang dipindahkan melalui konveksi dapat menggunakan persamaan (4):
) -(
=hATs T
q (4)
q : Kalor yang dipindahkan (watt)
h : Koefisien pindah panas konveksi (watt/m2K) A : Luas permukaan dinding (m2)
: Perbedaan suhu dinding dengan suhu fluida (K)
Menurut Lienhard IV dan Lienhard V (2003) konveksi dapat dibedakan menjadi dua yaitu konveksi bebas dan konveksi paksa. Konveksi bebas adalah perpindahan panas yang terjadi di mana aliran fluida bergerak dengan pengaruh gravitasi tanpa pengaruh eksternal yang lain. Sedangkan konveksi paksa adalah proses pindah panas di mana fluida bergerak dengan disengaja dan diatur kecepatan dan debitnya.
Menurut Lienhard IV dan Lienhard V (2003) konveksi pada pipa dipengaruhi oleh bilangan reynold yang dapat dicari dengan persamaan (5):
VD ρ = Re (5)
Re : Bilangan reynold Ρ : Densitas (kg/m3)
V : Kecepatan aliran (m/detik) D : Diameter pipa pemanas air (m)
: Viskositas dinamik (kg/ms)
Perhitungan tradisional untuk menghitung pindah panas secara konveksi paksa dengan aliran turbulen di dalam pipa dapat digunakan dengan menggunakan persamaan (6): Pr Re 0.023 =
Nud 0.8 n (6)
Persamaan tersebut berlaku jika memenuhi syarat sebagai berikut (Lienhard IV dan Lienhard V 2003) :
1. Semua nilai dari sifat panas fluida berdasarkan suhu rata-rata
2. Nilai n = 0.3 jika fluida didinginkan, sedangkan nilai n = 0.4 jika fluida dipanaskan.
3. Nilai Re harus lebih besar dari 104 4. Nilai Pr terletak antara 0.6 sampai 100
8
Nilai Pr (Prandtl Number) berfungsi sebagai penghubung antara kecepatan dengan suhu pada pindah panas, dan dapat ditentukan dengan persamaan (7):
k C C k p p = ρ ρ = = Pr (7)
Nilai koefisien pindah panas secara konveksi dapat dihitung melalui persamaan (8) (Lienhard IV dan Lienhard V 2003) :
D k
h Nud (8)
: Nusselt Number
h : Koefisien pindah panas secara konveksi (W/m2K) k : Koduktivitas panas fluida (W/mK)
D : Diameter pipa (m)
Menurut Holman (2010) dalam buku Heat Transfer Tenth Edition pada konveksi natural pergerakan fluida terjadi secara natural atau yang biasa disebut dengan buoyancy. Densitas merupakan fungsi dari tempertaur, variasi dari densitas pada tekanan konstan dapat dinyatakan dalam koefisien volume ekspansi β. Pada gas ideal β dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (9):
T
1
β (9)
T = Suhu dalam Kelvin
Besarnya nilai konveksi secara natural dapat ditung dengan menggunakan persamaan (10):
mC Grf Prf
Nuf (10)
Nu : Nusselt number Gr : Grashof number Pr : Prandtl number
C dan m : Konstanta pada setiap kasus
Besarnya nilai Nuf pada pipa horizontal dengan aliran laminar pada 103 < (Pr.Gr) < 109 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (11):
0.25 f =0.54(GrPr)
Nu (11)
dengan nilai Grashof dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (12):
2 3 w β = Gr x T Tg
(12) Gr : Grashof number
β : Koefisien volume ekspansi (1/K) : Suhu pemanasan bahan (K) : Suhu di dinding (K)
x : Diameter (m)
9 Suhu rata-rata pindah panas yang terjadi dapat dihitung dengan persamaan (13):
2 = w f T TT ... (13) : Suhu rata-rata (K)
: Suhu pemanasan bahan (K) : Suhu di dinding (K)
Kondensasi dan Kondenser
Kondenser merupakan sebuah alat penukar panas (heat exchanger) yang berfungsi mengkondensasikan fluida kerja. Kondensasi terjadi jika suhu dari bahan dibawah suhu saturasi dari gas, kemudian pada gas terjadi perubahan fase menjadi cair.
Terdapat dua jenis kondensasi yang terjadi pada proses kondensasi di dalam kondenser, yaitu kondensasi lapisan (film) dan kondensasi titik (droplet). Pada kondensasi lapisan, proses terjadinya dimulai dengan timbulnya lapisan film yang menyelubungi dinding-dinding sebelah dalam pipa dan semakin lama akan menjadi lapisan tebal serta akhirnya mengalir akibat pengaruh gravitasi. Pada kondensasi titik, proses kondensasi terjadi dengan dimulainya titik-titik yang akhirnya berubah dan berkembang menjadi tetesan-tetesan cairan dan jatuh dari permukaan akibat dari gravitasi (Holman 2010).
Terdapat berbagai jenis heat exchanger yang terdapat dipasaran, yaitu shell and tube heat exchanger, cross flow heat exchanger dan double pipe heat exchangers. Ketiga alat penukar panas tersebut memiliki fungsi yang berbeda-beda. Contohnya pada cross flow heat exchanger biasanya digunakan pada proses pemanasan dan pendinginan udara ataupun gas sedangkan pada shell and tube heat exchangers sering diaplikasikan pada penerapan bioteknologi. Berbagai macam alat penukar panas dapat dilihat pada Gambar 2.
Menurut Rohsenow (1973) dalam Holman (2010) nilai dari koefisien pindah panas dari kondensasi lapisan yang terjadi pada pipa horizontal dengan aliran laminar dapat diketahui dengan persamaan:
14ρ ρ ρ 725 . 0 w g fg T T d k h g h (14) h : Koefisien pindah panas (W/m )
: Densitas (kg/m3) g : Gravitasi (m/s2)
hfg : Evaporasi entalpi (kJ/kg) : Viskositas dinamik (kg/ms)
d : Diameter (m)
12
Siswadhi Soepardjo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Seluruh kegiatan uji kinerja dilakukan di Laboratorium Teknik Energi Terbarukan Laboratorium, Lapangan Bersama Siswadhi Soepardjo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan
Rincian alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Pembuatan reaktor pirolisis plastik
Alat : Las listrik, las asitelin, las kuningan, gerinda tangan, palu, gergaji mesin.
Bahan :
1. Badan reaktor berupa pipa besi dengan ketebalan 6 mm dan diameter 0.31 m
2. Tutup reaktor berupa plat besi dengan tebal 5 mm dengan diameter 0.41 m
3. Tutup bagian bawah reaktor berupa plat dengan ketebalan 5 mm dan diameter 0.31 m
4. Lubang termokopel terbuat dari double naple dengan bahan kuningan dengan ukuran 3/8 inch.
5. Lubang keluar gas terbuat dari double naple dengan bahan kuningan dengan ukuran 3/8 inch.
6. Plat unloading bagian dasar reaktor dengan diameter 0.31 m dengan ketebalan 0.8 mm
7. Sealer gasket untuk mencegah kebocoran gas pada tutup reaktor terbuat dari paking klingrit dengan tebal 5 mm dan diameter 0.41 m.
2. Pembuatan kondenser berpendingin udara Alat : Seperangkat alat pembentuk pipa tembaga Bahan :
1. Pipa tembaga ukuran 3/8 inch dengan panjang total pipa tembaga adalah 2.7 m.
2. Pipa tembaga L dengan ukuran 3/8 inch. 3. Pengujian alat
Alat :
1. Perangkat komputer merk ASUS tipe A43S untuk proses perekaman data dan pengolahan data.
2. Trafo 50 kVA dengan thermo control milik PT Panasindo Jaya Mandiri. 3. Thermocouple batang tembaga tipe K merupakan sensor untuk
melakukan pengukuran sebaran suhu selama proses pirolisis yang dihubungkan dengan data akuisisi.
13 akuisisi. Kemudian hasil dari skema digram blok dapat dilihat pada front panel. Front panel menunjukkan data dalam bentuk digital dan grafik. Diagram blok pada aplikasi LabVIEW dapat dilihat pada Gambar 4. Front panel dapat dilihat pada Gambar 5.
5. Timbangan digital untuk mengukur bahan baku plastik yang dimasukkan ke dalam reaktor dan mengukur jumlah minyak dan residu yang dihasilkan.
Bahan : Sampah botol plastik bekas (PET) yang diperoleh dan dikumpulkan dari sekitar Dramaga, Bogor. Botol plastik kemudian dibersihkan dan dipotong dengan ukuran 2-5 mm.
Gambar 4 Diagram blok pada perangkat lunak LabVIEW
14
Tahapan Penelitian
Penelitian diawali dengan pengumpulan informasi yaitu dengan cara studi literatur yang berkaitan dengan sifat fisik dari botol plastik (PET), karakteristrik proses pirolisis plastik, proses kondensasi dan proses pindah panas. Studi literatur juga dilakukan untuk menentukan kriteria desain yang akan digunakan pada proses perancangan reaktor yang digunakan dalam experimental set-up. Analisis teknik dilakukan untuk menentukan dimensi dan ukuran dari reaktor. Perancangan reaktor menggunakan perangkat lunak SolidWorks Premium 2012 sehingga dihasilkan gambar teknik agar dapat memudahkan dalam proses pabrikasi. Proses pabrikasi dan pengujian alat dilakukan kemudian.
Uji kinerja alat bertujuan untuk mengetahui kinerja alat yang sudah dirancang apakah sudah berfungsi sebagaimana diharapkan. Uji kinerja reaktor hanya sebatas untuk mengetahui sebaran suhu di dalam reaktor. Data yang diperoleh dari uji kinerja (eksperimen) digunakan untuk melakukan simulasi model kontur suhu dengan menggunakan CFD. Secara garis besar tahapan penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Diagram alir tahapan penelitian
Tahapan penelitian secara lengkap akan dijelaskan pada bagian di bawah ini: 1. Identifikasi masalah
Identifikasi masalah dilakukan untuk mengetahui permasalahan yang terjadi di lingkungan secara umum yang terkait dengan bidang penerapan energi terbarukan dan menemukan kemungkinan pemecahan masalah atau solusi yang dapat dilakukan untuk dijadikan bahan penelitian.
Mulai
Identifikasi Masalah Studi Literatur
Persiapan Sistem Simulasi
Persiapan Peralatan Eksperimen Eksperimen / Observasi Simulasi
Verifikasi Data
15 2. Pengumpulan informasi dan studi literatur
Pengumpulan informasi dan studi literatur dimaksudkan untuk mempelajari penelitian-penelitian sebelumnya yang diperoleh dari sumber buku, jurnal baik pada jurnal nasional maupun internasional yang terkait dengan permasalahan yang ditemukan dan solusi dari pemacahan masalah tersebut. Pada penelitian ini studi literatur diperlukan untuk mengetahui dari sifat fisik dan kimia dari plastik minuman botol bekas (PET), mengetahui bagaimana proses pirolisis plastik berlangsung, mengetahui prinsip dari kondensasi sehingga plastik mengalami perubahan fase dan berubah menjadi minyak/bahan bakar, mengetahui sistem pindah panas pada reaktor. Selain itu studi literatur juga diperlukan untuk mengetahui prinsip-prinsip simulasi CFD dan mengetahui karakteristik dari kondisi batas yang diperlukan untuk simulasi sebaran suhu pada CFD.
3. Penentuan kriteria perancangan
Reaktor hasil perancangan dimaksudkan sebagai experimental set-up untuk mendapatkan data berupa sebaran suhu. Data tersebut nantinya digunakan dalam pemodelan simulasi dengan CFD dan validasi dari model yang dihasilkan tersebut.
Perancangan reaktor pirolisis plastik ini mengikuti bentuk reaktor sederhana pada umumnya yang berbentuk silinder dengan dimensi tinggi pada reaktor di dasarkan pada pertimbangan metode pengambilan data dari sebaran suhu dengan metode grid pada satu dimensi yaitu dimensi y dengan kondisi steady state. Penentuan kriteria perancangan ditentukan berdasarkan prinsip kerja alat yang akan dibuat, dilakukan dengan menentukan kriteria dasar reaktor. Pemanas digunakan untuk memanaskan plastik yang terdapat di dalam reaktor. Suhu pemanasan dikontrol oleh thermo control dan di set dengan suhu 250 , 300 , 350 , 400 dan 450 . Lima suhu pemanasan tersebut didasarkan pada penelitian yang dilakukan sebelumnya oleh Ademiluyi and Akpan (2007) dan penelitian yang dilakukan oleh Ramadhan dan Ali (2012).
Kondenser digunakan untuk menangkap gas yang dihasilkan selama proses pirolisis plastik dan mengubahnya menjadi bentuk cair. Kondenser yang dihasilkan pada perancangan ini didasarkan pada kebutuhan suhu distilasi dari gas yang dihasilkan pada proses pirolisis plastik untuk menghasilkan bahan bakar minyak yaitu pada suhu 40-360 (Ademiluyi and Akpan 2007).
4. Perancangan
Perancangan meliputi rancangan fungsional untuk menentukan fungsi dari komponen utama dari reaktor dan rancangan struktural untuk menentukan bentuk dan tata letak dari komponen utama. Diagram alir perancangan reaktor pirolisis plastik dapat dilihat pada Gambar 7.
1) Rancangan Fungsional Alat
Rancangan fungsional alat terdiri dari: a. Reaktor
16
Gambar 7 Diagram alir perancangan reaktor pirolisis plastik 2) Rancangan Struktural Alat
Rancangan struktural pada penelitian ini adalah : a. Reaktor
Reaktor berbentuk silinder dengan dilengkapi dengan lubang-lubang termokopel untuk pengukuran suhu. Pada tutup reaktor dilengkapi dengan lubang keluaran gas hasil pirolisis sebagai tempat keluarnya gas yang terhubung langsung dengan kondenser. Pada saat proses pirolisis plastik reaktor juga diselimuti dengan insulasi ceramic silicone untuk mengurangi pindah panas yang keluar dari dalam reaktor menuju lingkungan.
Berhasil? Identifikasi masalah Pengumpulan informasi dan
Studi literatur
Penentuan kriteria perancangan
Analisis/perhitungan gambar teknik dan gambar kerja Perancangan fungsional dan struktural
Mulai
Fabrikasi
Uji kinerja dan struktural alat Uji fungsional
Selesai Gambar teknik
Pengolahan data Ya Tidak
Modifikasi Data dan informasi
17 b. Kondenser
Kondenser pada sistem ini merupakan kondenser berpendingin udara yang terbuat dari pipa tembaga dan dilengkapi dengan double naple untuk memudahkan instalasi antara reaktor dengan kondenser. c. Pemanas (heater)
Sumber energi listrik dibutuhkan untuk melakukan pemanasan. Pemanas dilengkapi dengan trafo dan kontaktor serta thermo control. Thermo control digunakan untuk melakukan kontrol terhadap suhu pemanasan di dalam reaktor. Pemanas diletakkan diluar reaktor dengan tinggi pemanas 20 cm dari dasar reaktor. Skema rancangan alat reaktor pirolisis plastik dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 8 Skema rancangan alat reaktor pirolisis plastik Keterangan gambar:
A : Reaktor D : Data akuisisi B : Pemanas (heater) E : Komputer C : Kondenser F : Termokopel
Gambar 8 memperlihatkan cara kerja dari sistem pada reaktor pirolisis plastik. Cara kerja alat tersebut adalah pemanas (heater) memanaskan tabung reaktor dari luar. Pemanas (heater) terhubung dengan trafo dan kontaktor sebagai pemutus dan penyambung arus. Panas di dalam reaktor dikontrol oleh thermo control yang terhubung langsung dengan trafo. Plastik yang dipanaskan akan berubah wujud menjadi cair kemudian menjadi gas dan gas tersebut keluar melalui lubang keluaran yang terdapat di atas reaktor yang terhubung dengan kondenser berpendingin udara. Gas yang melalui kondenser mengalami
A
B
D C
19 Sehingga dari data-data tersebut dapat diperoleh dimensi dari diamater reaktor, dengan menggunakan persamaan (22). Kemudian untuk memperoleh tinggi dari reaktor dapat menggunakan rumus volum tabung pada persamaan (23).
v m ρ (22) v kg 5 . 1 m kg
16 3
= 0.119 m3
t d
v 2
4 1
(23) Jika tinggi reaktor yaitu 1 m maka diperoleh diameter dari reaktor yaitu:
= 0.34 m b. Kondenser
Kondenser berfungsi untuk menangkap gas hasil pirolisis plastik dan mengkondensasikan asap tersebut menjadi bentuk cair. Kondenser yang dirancang terbuat dari pipa tembaga 3/8 inch. Pemilihan bahan dan ukuran diameter pipa berdasarkan ketersediaan bahan pada Lab. Energi dan Elektrifikasi Pertanian.
Panjang kondenser menjadi penentu apakah gas hasil pirolisis plastik dapat dikondensasikan menjadi bentuk cair. Guna mengkondensasikan gas hasil pirolisis plastik dibutuhkan nilai dari overall heat transfer coefficient. Penentuan nilai overall heat transfer coefficient berdasarkan fenomena pindah panas yang terjadi pada kondenser, terdapat tiga buah fenomena yang terjadi pada sistem kondenser yang dirancang: konveksi natural pada bagian luar kondenser, konduksi antara gas hasil pirolisis plastik dengan bagian kondenser dan yang terakhir adalah kondensasi yang terjadi di dalam kondenser. Gas yang terbentuk selama proses pirolisis plastik dianggap memiliki karateristik termal seperti udara (Zhuo 2009).
Kondisi suhu pada sistem:
suhu gas keluaran yang diharapkan 70 .
suhu gas yang masuk kedalam kondenser 250 . suhu lingkungan 30 .
suhu udara yang melewati kondenser 40 .
Pipa yang digunakan pipa tembaga dengan karakteristik sebagai berikut: diameter luar = 0.0127 m
diameter dalam = 0.01143 m k = 360.5 W/m
Bagian 1 : peristiwa yang terjadi di dalam kondeser merupakan peristiwa kondensasi
suhu film = 55
2 40 70 .
20
densitas (p) = 1.0624 kg/m3
viskositas dinamik (u) = 1.99 x 10-5 kg/ms
konduktivitas termal (k) = 0.028 W/m
entalphy evaporation ( ) = 2369.8 kJ/kg
Tg-Tw = 70 - 30 = 40
Konveksi pada kondensasi adalah:
=
25 . 0 5 -6 2 3 40 0.01143 10 x 1.99 10 3698 . 2 81 . 9 kg/ms 0624 . 1 C W/m 028 . 0 725 . 0 = 64.670 W/m2.K
Bagian 2: peristiwa yang terjadi adalah konduksi
= 3 5
3 10 670 . 6 5 . 360 2 10 35 . 6 10 715 . 5 ln
Bagian 3 : konveksi natural yang terjadi pada luar kondenser.
Suhu film = 35
2 30 40 .
Maka karakteristik udara pada suhu 35 oC adalah:
densitas (p) = 1.146 kg/m3
diskositas dinamik (u) = 1.891 x 10-5 kg/ms
konduktivitas termal (k) = 0.026 W/m
cp = 1.007 x 10-3
β
= 1/ 308 K = 0.00324 K-1
Pr = 0.712
viskositas kinematik (v) = 16.754 x 10-6 m2/s
Tg-Tw = 40 - 30 = 10
Pada bagian luar kondenser terjadi konveksi natural, maka:
=
2326.80110 6754 . 1 0127 . 0 30 40 00324 . 0 81 . 9 5 3
=1656.628, karena 1 < <1 maka;
=0.54(2326.801)0.25= 3.44
sehingga nilai dari h0 = 0127 . 0 5 . 360 44 .
3 7.242 W/m2
Nilai dari overall heat transfer coefficient adalah:
6.441W/m C248 . 7 1 5 . 360 2 01143 . 0 0127 . 0 ln 0127 . 0 670 . 64 1 01143 . 0 0127 . 0 1 2
o
21 Setelah diperoleh nilai dari overall heat transfer coefficient maka dapat ditentukan panjang kondenser yang dibutuhkan untuk mengkondensasikan gas hasil pirolisis plastik.
Kondisi suhu pada sistem:
suhu gas keluaran yang diharapkan 70 .
suhu gas yang masuk ke dalam kondenser 250 . suhu lingkungan 30 .
suhu udara yang melewati kondenser 40 .
Kondisi gas pada proses pirolisis plastik dianggap seperti udara, dengan karakteristik sebagai berikut:
Uo = 6.441 W/m2
Cp = 1.007 kJ/kg
densitas (ρ) = 1.0759 kg/m3
kecepatan udara (v) = 3 m/s
Untuk mengetahui pindah panas yang terjadi pada udara, oleh sebab itu perlu diketahui pindah massa dari udara di dalam kondensor :
ṁ = ρ x v x A
= 1.0759 kg/m3 x 10.2 m/s x (π0.01092/4) = 0.00030134 kg/s Pindah panas yang terjadi pada kondensor :
q = ṁ.cp.ΔT
= 0.00030134 kg/s x 1.007 kJ/kg x (250oC-70oC) = 0.05456 kW = 54.565 W
ΔTm =
70 30
40 250 ln 30 70 40 250
= 102.5190 oC A = 519 . 102 441 . 6 565 . 54
= 0.0826 m2
Jika diameter luar = 0.0127 m, maka panjang kondensor = 2.072 m c. Pemanas (heater)
Analisa teknik pada pemanas dibutuhkan untuk mengetahui daya yang dibutuhkan untuk memanaskan plastik sesuai dengan suhu yang ingin dicapai. Daya pemanasan dapat dicapai dengan mengetahui volum plat besi yang dipanaskan, yaitu sebagai berikut :
Diketahui:
densitas besi karbon = 7840 kg/m3
kapasitas panas besi karbon (cp) = 0.49 kJ/kg.K suhu pemanas yang diinginkan = 800
diamater dalam reaktor = 0.31 m
diamater luar reaktor = 0.322 m
22
tinggi reaktor = 1 m
tinggi daerah pemanasan = 0.2 m Volume plat besi yang dipanaskan adalah :
2 . 0 31 . 0 4 1 2
1
V
= 0.0150
m
32 . 0 322 . 0 4 1 2
2
V
= 0.0162
m
3Volume plat besi adalah V2 V11.2103m2
Besarnya masa pada plat besi dapat dihitung dengan menggunakan:
= 7840 5.9 1 = 9.408 kg
Besarnya energi yang dibutuhkan untuk memanaskan plat besi hingga suhu 800 dapat dihitung sebagai berikut:
800 30
49. 0 408 .
9
Q
= 3549.638 J = 3549638 J
Besarnya nilai kuat arus (I) dan nilai dari V = 220 volt dengan waktu kenaikan suhu 60 menit dapat dihitung dengan sebagai berikut :
220 3600
3549638
I
= 4.481 A
Besarnya daya yang dibutuhkan untuk memanaskan plat besi hingga suhu yang ditentukan adalah sebagai berikut:
220 481 . 4 P
[image:34.595.58.486.41.627.2]= 985.82 watt 6. Gambar Teknik
Gambar teknik diperlukan agar dapat memudahkan dalam proses pabrikasi. Gambar teknik harus memperhatikan dimensi dari mesin dan skala. Gambar teknik dilakukan dengan bantuan aplikasi Solidwork Premium 12.
7. Uji Kinerja Reaktor
Uji kinerja dilakukan setelah reaktor dan kondenser selesai di pabrikasi serta panas yang diinginkan di dalam reaktor mampu dicapai oleh pemanas (heater). Uji kinerja juga merupakan tahapan eksperimen untuk mendapatkan data yang dibutuhkan untuk melakukan simulasi CFD. Uji kinerja yang dilakukan adalah untuk mengetahui:
a. Hasil pirolisis plastik
23 dengan menggunakan timbangan digital, timbangan digital yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10 Timbangan digital
Proses pirolisis plastik dilakukan selam 3 jam. Minyak yang dihasilkan selama proses pirolisis pada 5 perlakuan suhu tersebut ditampung di dalam gelas kaca yang kemudian ditimbang dengan menggunakan timbangan digital.
b. Sebaran suhu
Pengukuran suhu dilakukan untuk mengetahui sebaran suhu yang terjadi di dalam reaktor selama proses pirolisis berlangsung. Pengukuran sebaran suhu di dalam reaktor dibagi menjadi dua bagian yaitu sebaran suhu saat awal pemanasan hingga suhu yang diinginkan tercapai dan sebaran suhu setelah kondisi yang diinginkan sudah tercapai.
24
Gambar 11 Titik-titik pengukuran menggunakan termokopel Keterangan gambar :
1 : Termokopel 1 4 : Termokopel 4 7 : Termokopel pada outlet kondenser
2 : Termokopel 2 5 : Termokopel 5
3 : Termokopel 3 6 : Termokopel pada outlet reaktor
Termokopel yang digunakan adalah termokopel batang tembaga tipe-K yang kemudian data dicatat dan direkam dengan data akuisisi National Instrument. Perekaman data sebaran suhu dilakukan setiap 2 detik sekali selama 3 jam proses. Termokopel yang digunakan dan data akuisisi National Instrument dapat dilihat pada Gambar 12.
5
4
2
1 3
6
25
(a) (b)
Gambar 12 (a) Data akuisisi National Instrument (b) Termokopel
Perekaman data sebaran suhu dimulai ketika pemanas (heater) mulai dinyalakan. Pemanas (heater) diletakkan menyelubungi bagian bawah reaktor hingga ketinggian 20 cm dari dasar reaktor. Pemanas (heater) dilengkapi dengan trafo dan thermo control untuk mengontrol suhu di dalam reaktor. Sebelum pemanas (heater) mulai menyala, bahan baku plastik sudah berada di dalam reaktor dan kondenser sudah terinstalasi dengan tutup dari reaktor. Selama proses pirolisis berlangsung pemanas (heater) dan reaktor dilapisi oleh ceramic silicone sebagai insulasi untuk mengurangi panas yang terbuang ke lingkungan dan membantu kinerja pemanas (heater). Pada Gambar 13 diperlihatkan trafo yang dilengkapi dengan thermo control (a), pemanas (heater) (b) dan insulasi ceramic silicone (c) yang digunakan pada pengujian.
(a) (b) (c)
Gambar 13 (a) Trafo dan thermo control (b) Pemanas (c) Ceramic silicione insulation
c. Prosedur Pengujian Reaktor
Secara keseluruhan prosedur operasional pengujian kinerja reaktor adalah sebagai berikut:
1) Plastik ditimbang dengan timbangan digital dengan massa 1500 g. 2) Plastik diletakkan pada plat unloading pada dasar reaktor.
3) Reaktor ditutup dan dikunci dengan baut agar tidak terjadi kebocoran.
26
5) Alat ukur dipasang (termokopel) pada semua titik yang telah ditentukan.
6) Instalasi alat ukur dengan data akuisisi National Instrument.
7) Instalasi pemanas (heater) pada reaktor kemudia heater dan reaktor dibungkus dengan ceramic silicone insulation.
8) Pemanas (heater) dinyalakan dan data akuisisi mulai merekan data sebaran suhu setiap 2 detik.
9) Proses pirolisis plastik dilakukan selama 3 jam proses dan minyak hasil proses kondensasi plastik ditampung pada gelas kaca.
10)Proses unloading residu setelah proses berhenti dengan cara menarik plat unloading di dasar reaktor dengan menggunakan tongkat unloading.
8. Simulasi Sebaran Suhu dengan CFD
Simulasi distribusi suhu pada reaktor dilakukan setelah pengambilan data eksperimen, hal ini dikarenakan minimnya informasi pindah panas yang terjadi selama proses pirolisis plastik. Asumsi yang digunakan pada simulasi adalah sebagai berikut:
1) Kondisi analisa dalam keadaan steady state.
2) Suhu pemanas (heater) suhu dianggap sama sesuai dengan tingkat suhu pada saat suhu di kontrol.
3) Plastik di dalam reaktor dianggap porous medium.
4) Suhu di dasar reaktor dianggap sama dengan suhu kontrol.
5) Sifat material gas proses pirolisis plastik dianggap sama dengan udara (Zhuo 2009).
6) Aliran udara yang mengalir dianggap berasal dari dasar reaktor. 7) Tekanan kerja pada reaktor dianggap 1 atm (101.325 kPa).
Diagram alir tahapan simulasi CFD disajikan pada Gambar 14. Secara umum, langkah-langkah dalam proses simulasi distribusi suhu dalam reaktor selama proses pirolisis reaktor dengan menggunakan CFD dijelaskan sebagai berikut:
a. Pembuatan Geometri 3-D CFD
27
Gambar 14 Skema tahapan simulasi
Geometri baik? Tidak
Pendefinisan paramater “Define”; Material, operating condition, kondisi batas
Iterasi eror?
Pembuatan geometri 3-D Penentuan kondisi batas pada
perangkat lunak Gambit Pembuatan meshing
Pendefinisan paramater “Define” Model : 1. Solver
2. Energy 3. Viscous Check Geometri
Mulai
Proses solver : 1. Initialize 2. Iterate
Selesai
Display kontur sebaran suhu dan nilai pengukuran suhu
Ya
Ya
28
Gambar 15 Gambar geometri reaktor menggunakan aplikasi Solidworks Premium 12
b. Penentuan Kondisi Batas Pada Gambit dan Pembuatan Meshing
Setelah itu perancangan dilanjutkan pada aplikasi Gambit 2.4.6 untuk menentukan kondisi batas pada simulasi. Penentuan kondisi batas yang pertama adalah penentuan kecepatan aliran udara pada dasar reaktor kemudian penentuan outlet pada reaktor. Kondisi batas pada hasil perancangan ini dapat dilihat pada Gambar 16. Perancangan kemudian dilanjutkan dengan meshing, meshing merupakan titik-titik pengukuran yang dilakukan oleh aplikasi, semakin kecil meshing yang digunakan semakin akurat hasil data yang dihasilkan. Tipe mesh yang digunakan pada pemodelan simulasi CFD adalah Tet/Hybrid dengan interval size 5.
Lubang keluaran gas pirolisis plastik (outlet)
Badan reaktor
29
Gambar 16 Kondisi batas pada perancangan reaktor dengan menggunakan aplikasi Gambit 2.4.6
c. Pendefinisian Model, Material, Operating Condition, Boundary Condition Setelah penentuan kondisi batas dan meshing telah terpenuhi maka simulasi dilanjutkan dengan menggunakan aplikasi Ansys Fluent 6.3.26. Pendefinisian pada toolbar define pada penelitian ini dilakukan dengan mendefinisikan pada model, material, kondisi operasi dan kondisi batas.
Pendefinisian pada model dibagi menjadi 3 yaitu solver, energy dan viscous. Pada menu solver kondisi operasi berdasarkan pressure based dengan keadaan steady. Analisis pada simulasi yang dilakukan memerlukan analisis tentang pindah panas maka persamaan energi pada model energy harus diaktifkan. Model viscous yang dipilih pada simulasi ini adalah laminar.
Pendefinisian material gas yang terjadi pada proses pirolisis plastik pada proses simulasi CFD dianggap seperti udara (Zhuo 2009). Sifat fisik udara sudah terdefinisi pada perangkat lunak CFD yang digunakan. Pendefinisian kondisi batas pada setiap tingkatan suhu pemanasan proses pirolisis dapat dilihat pada Tabel 2.
Wall (dinding atas)
Wall (pemanas) Porous Zone
Outflow
30
Tabel 2 Kondisi batas pada simulasi sebaran suhu dengan menggunakan CFD Tingkatan
Suhu (
Kondisi Batas Dinding Atas
(Thermal) Fluid Pemanas (Thermal)
Udara
Keluar Udara masuk Wall (Thermal) T
(K)
WT (m)
Porous Zone
T (K)
WT
(m) FRW
v (m/s)
T (K)
T (K)
WT (m)
250 373 0.006 y = 1 533 0.002 1 y =
0.00160 523 373 0.006
300 393 0.006 y = 1 583 0.002 1 y =
0.00151 573 393 0.006
350 473 0.006 y = 1 643 0.002 1 y =
0.00971 623 473 0.006
400 523 0.006 y = 1 523 0.002 1 y =
0.000975 693 523 0.006
450 553 0.006 y = 1 793 0.002 1 y =
0.000749 723 553 0.006
Keterangan :
- T : Thermal
- WT : Wall Thickness - FRW : Flow Rate Weighting - v : Velocity inlet
31 Pada Tabel 2 kondisi batas kecepatan aliran udara masuk dianggap berasal dari dasar reaktor. Kondisi batas udara masuk (velocity inlet) dapat ditentukan dengan persamaan (24):
v A ρ
= (24)
d. Proses Numerik (Solver)
Proses numerik merupakan proses perhitungan pada CFD berdasarkan definisi-definisi kondisi yang telah dimasukkan sebelumnya. Sebelum proses iterasi perlu dilakukan proses inisialisasi. Pada simulasi CFD yang dilakukan inisialisasi perhitungan dilakukan berasal dari kondisi batas pada udara masuk.
Proses iterasi memerlukan kriteria konvergensi. Kriteria konvergensi adalah kesalahan/perbedaan dugaan awal dan hasil akhir dari iterasi yang dilakukan pada perangkat lunak CFD (Tuakia 2008). Simulasi CFD yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan default kriteria konvergensi yaitu 0.001 untuk semua persamaan dan 1 untuk persamaan energi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Perancangan Reaktor Rancangan Fungsional
Secara keseluruhan, alat hasil perancangan terdiri dari 2 bagian utama yaitu reaktor pirolisis plastik dan kondenser. Namun terdapat komponen-komponen lain yang terdapat pada alat yang memiliki fungsi tersendiri. Komponen-komponen tersebut secara lengkap dijelaskan pada Tabel 3.
Rancangan fungsional dihasilkan dari pertimbangan yaitu fungsi utama dari reaktor adalah sebagai tempat di mana proses pirolisis terjadi. Gas dari hasil proses pirolisis ditangkap dan dikondensasi untuk memperoleh minyak hasil dari proses pirolisis plastik dengan bantuan kondenser. Minyak hasil proses pirolisis plastik ditampung di dalam gelas kaca dan residu hasil dari proses yang terdapat di dalam reaktor dikeluarkan dengan plat unloading yang tersedia dibagian bawah reaktor. Proses pengeluaran plat unloading dibantu dengan menggunakan tongkat pengait yang berfungsi mengkaitkan plat sehingga plat dapat diangkat dengan mudah.
Proses pirolisis plastik di dalam reaktor dibantu dengan menggunakan pemanas (heater) milik PT Panasindo Jaya Mandiri.
32
Tabel 3 Komponen-komponen reaktor pirolisis plastik dan fungsinya
No Komponen Alat Fungsi
1. Reaktor Tempat di mana plastik botol minuman bekas akan mengalami proses pirolisis.
Reaktor dilengkapi dengan tutup reaktor yang dapat dikunci sehingga gas hasil proses pirolisis tidak keluar. Pada tutup reaktor dilengkapi dengan klingrit sealer gasket untuk mencegah gas proses pirolisis keluar dari sela antara reaktor dengan tutup reaktor.
2. Kondenser Tempat di mana gas hasil proses pirolisis mengalami kondensasi dan gas berubah fase menjadi cairan.
3. Lubang termokopel Lubang termokopel ditempatkan pada badan reaktor searah sumbu y, berfungsi sebagai tempat peletakan termokopel pada proses pirolisis berlangsung. Lubang termokopel dilengkapi dengan drat sebagai pengunci antara termokopel dengan reaktor sehingga gas pirolisis tidak keluar saat proses pirolisis berlangsung.
4. Lubang outlet gas Berfungsi sebagai tempat keluarnya gas hasil pirolisis. Lubang outlet gas terhubung langsung dengan kondenser yang dihubungkan dengan double naple sehingga proses instalasi antara reaktor dan kondenser berjalan dengan mudah. 5. Plat unloading residu Berfungsi sebagai wadah residu dan dapat
diangkat ketika proses pirolisis plastik telah selesai dilakukan untuk mengeluarkan residu hasil pirolisis. Plat unloading dilengkapi dengan tongkat pengait untuk membantu proses pengangkatan plat unloading tersebut.
6. Pemanas (heater) Berfungsi sebagai sumber penghasil panas dengan memanfaatkan energi listrik. Pemanas dilengkapi dengan insulasi ceramic silicone sebagai media isolator untuk mengurangi panas yang dihasilkan pemanas terbuang ke lingkungan sehingga membantu proses kerja dari pemanas tersebut.
Rancangan Struktural
33 adalah 31 cm, perbedaan diamater tersebut diakibatkan ketersediaan bahan pada saat proses pabrikasi dan biaya pembuatan reaktor.
[image:45.595.71.535.112.798.2]Pada bagian atas reaktor dilengkapi dengan flange sebagai tempat untuk menaruh baut pengunci tutup reaktor. Flange yang dibuat dengan lebar 5 cm dari diameter luar reaktor dengan ketebalan 5 mm. Tutup reaktor hasil rancangan memiliki dimensi dengan diameter 0.41 m dengan ketebalan 5 mm. Pada bagian bawah tutup reaktor dilengkapi dengan klingrit sealer gasket yang berfungsi untuk mencegah kebocoran gas selama proses pirolisis berlangsung. Klingrit sealer gasket memiliki ketebalan dengan 5 mm. Celah antar klingrit sealer gasket dan tutup diselimuti dengan high temp seal. Tutup reaktor memiliki lubang keluaran (outlet) gas yang terbuat dari double naple dengan bahan kuningan dengan ukuran 3/8 inch. Hasil perancangan reaktor disajikan pada Gambar 17.
Gambar 17 Hasil pabrikasi reaktor Keterangan Gambar:
1 : Kondenser melengkung 5 : Flange
2 : Kondenser pipa lurus 6 : Tabung reaktor 3 : Outlet gas 7 : Pemanas (heater) 4 : Tutup reaktor
Pada bagian bawah reaktor juga dilengkapi dengan plat unloading yang terbuat dari plat besi dengan ketebalan 0.8 mm dengan diameter 0.31 m. Sistem unloading dari residu padat hasil pirolisi plastik dapat dilakukan yaitu dengan cara mengangkat plat unloading dengan menggunakan 2 buah tongkat pengait dengan panjang 1.5 m. Plat unloading dan tongkat unloading disajikan pada Gambar 18 dan Gambar 19. Pada bagian badan reaktor dilengkapi dengan 5 buah lubang tempat pengukuran termokopel. Lubang tersebut terbuat dari double naple bahan kuningan dengan ukuran 3/8 inch. Gambar teknik hasil perancangan reaktor pirolisis plastik dapat dilihat pada Lampiran 1–4.
3 4 2 1
6 5
34
[image:46.595.211.356.85.223.2]Gambar 18 Plat unloading hasil pabrikasi
Gambar 19 Tongkat pengait plat unloading
Kondenser diletakkan pada bagian tutup reaktor. Reaktor hasil perancangan memanfaatkan udara untuk membantu proses kondensasi di dalam kondenser. Karakteristik gas pada perancangan kondenser menggunakan karakteristik udara, hal ini dikarenakan thermal properties dari gas hasil pirolisis plastik belum ada. Oleh karena itu pada perancangan ini menggunakan asumsi dari thermal properties udara pada suhu perancangan kondenser yang diinginkan. Kondenser dibuat dari pipa tembaga dengan ukuran 3/8 inch. Untuk memudahkan proses bongkar pasang antara kondenser dengan tutup reaktor maka kondenser dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama adalah kondenser yang terhubung dengan tutup reaktor, kondenser pada bagian ini dibuat melengkung untuk mengarahkan gas hasil proses pirolisis plastik ke arah bawah. Pada bagian ini pula dibuat sebuah lubang untuk menaruh termokopel yang terhubung dengan pipa tembaga tipe T. Bagian kedua adalah bagian kondenser yang terpanjang, pada bagian ini kondenser dibuat lurus dengan panjang 2 m. Bagian kondenser pertama dan kedua dihubungkan dengan double naple ukuran 3/8 inch.
35 phase, 3 x 35 A dan temperature control dengan rentangan suhu 0–1000 . Diagram elektrik pada trafo disajikan pada Gambar 20.
Gambar 20 Diagram elektrik pada trafo (sumber: PT Panasindo Jaya Mandiri)
Terjadi beberapa perbedaan antara komponen pada hasil rancangan struktural reaktor dengan hasil pabrikasi reaktor. Perbedaan ini diakibatkan pada kebutuhan pada saat proses uji kinerja reaktor. Perbedaan antara hasil rancangan dengan hasil pabrikasi reaktor dijelaskan pada Tabel 4.
Tabel 4 Perbandingan komponen pada perancangan struktural reaktor dengan hasil pabrikasi reaktor
No Nama Komponen Kriteria Rancangan
Hasil Rancangan
Struktural Pabrikasi
1 Reaktor Tinggi (m)
Diameter (m) Volume (m3)
1 0.34 0.0937
1 0.31 0.0754 2 Kondenser Diameter (inch)
Panjang (m) Bahan
3/8 2.07 tembaga
3/8 2.5 tembaga
3 Pemanas (heater) Daya (W) 985.82 2700 4 pemanas
Perbedaan yang besar terjadi pada perancangan komponen pemanas (heater) yang digunakan. Pada pemanas pada perancangan yaitu sebesar 985.82 watt namun pada uji fungsional, pemanas membutuhkan waktu yang sangat lama untuk menaikan suhu sesuai yang diinginkan. Oleh sebab itu pemanas diganti dengan menggunakan pemanas (heater) dengan kapasitas daya lebih besar yaitu 2700 watt dengan jumlah 4 buah pemanas (heater). Perbedaan dimensi juga terjadi pada kondenser. Penambahan panjang pada kondenser terjadi pada pangkal kondenser yang berbentuk 1/4 lingkaran yang terdapat pada tutup reaktor. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari penumpukan residu pada cerobong keluaran reaktor dengan lubang masukan kondenser yang dapat menghambat proses keluaran gas pirolisis.
NO Temp
TEMP
Contactor
NO C 1 Heater
CB 50
36
Hasil Pirolisis Plastik
Hasil pirolisis plastik dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian yaitu gas, cair (minyak) dan residu padat (Bajus and Hájeková 2010). Banyak hal yang mempengaruhi pirolisis dari plastik, yaitu suhu yang digunakan pada saat proses pirolisis, waktu, ukuran partikel dan berat partikel (Ramadhan dan Ali 2012). Pada penelitian ini hanya dilihat pengaruh suhu pemanasan dalam waktu yang sama yaitu selama 3 jam proses. Pengaruh suhu pemanasan terhadap hasil pirolisis disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Pengaruh suhu pemanasan terhadap hasil pirolisis No
Suhu Pemanasan
(
Minyak yang dihasilkan
(g)
Residu padat yang dihasilkan
(g)
Gas hasil proses pirolisis plastik*
(g)
1. 250 3.61 1268.15 228.24
2. 300 7.45 1194.40 298.15
3. 350 12.47 715.63 771.9
4. 400 15.72 691.98 792.3
5. 450 21.32 453.49 1025.19
* Hasil gas berdasarkan perhitungan kesetimbangan massa
Tabel 5 menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu yang digunakan semakin banyak minyak yang dihasilkan dan residu yang dihasilkan semakin berku
