Pro sid in g Ko nfe re nsi Na sio nn al En gin ee rin g Pe rh ote la n VII I- 20 17
ISSN 2338 – 414X
Nomor 1/Volume 1/Juli 2017
KONFERENSI NASIONAL
ENGINEERING PERHOTELAN
“ Teknologi Hijau Pendukung Industri Pariwisata"
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362 Telp./Fax. : +62 361 703321
http://www.mesin.unud.ac.id
ISSN 2338 - 414X
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Udayana
i
ISSN: 2338-414X Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan
20 Juli 2017 VIII – 2017
Ketua Editor : Dr. Ir. I Gusti Ngurah Priambadi, M.T.
Editor Pelaksana : I Ketut Adi Atmika, S.T., M.T.
Dr. Wayan Nata Septiadi, ST, MT Dr. Ir. I Ketut Gede Wirawan, MT Ainul Ghurri, ST, MT, Ph.D
Penyunting Ahli : Prof. Ir. I.N.G. Wardhana, MEng., PhD (Universitas Brawijaya) Prof. Dr.-Ing. Ir. Mulyadi Bur (Universitas Andalas)
Prof. Ir. I. Nyoman Sutantra, MSc., PhD (Institut Teknologi Sepuluh Nopember) Prof. Dr. Ir. Eddy Sumarno Siradj, MSc (Universitas Indonesia)
Prof. Dr. Ir. Yatna Yuwana Martawirya (Institut Teknologi Bandung) Prof. Dr. I Made Kartika Dhipura, Dipl.Ing (Universitas Indonesia) Prof. I Nyoman Suprapta Winaya,ST,MASc.Ph.D (Universitas Udayana) Prof. Ir. NPG Suardana,MT.PhD (Universitas Udayana)
Prof. Dr. Ir. I Wayan Surata M.Erg. (Universitas Udayana) Prof. Dr.Ir.Rudy Soenoko,M.Eng Sc (Universitas Brawijaya) Prof. Ir.Jamasri,Ph.D (Universitas Gajah Mada)
Prof. Dr.Kuncoro Diharjo, ST.MT (Universitas Negeri Sebelas Maret) Prof. Dr. Tjok Gde Tirta Nindhia,ST,MT (Universitas Udayana) Dr. Mulya Juarsa, S.Si., M.Esc (PTRKN-BATAN)
Dr. Agus Sunjarianto Pamitran,ST.M.Eng (Universitas Indonesia )
Hak Cipta @ 2017 oleh KNEP VIII – 2017 Jurusan Teknik Mesin – Universitas Udayana.
Dilarang mereproduksi dan
bagian dari publikasi ini mendistribusi dalam bentuk maupun media apapun tanpa seijin Jurusan Teknik Mesin – Universitas Udayana.
Dipublikasikan dan didistribusikan oleh Jurusan Teknik Mesin – Universitas
Udayana, Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362, Indonesia.
Prosiding Full Paper KNEP VIII 2017 ISSN 2338-414X ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmatNya acara Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VIII (KNEP-VIII) bisa terselenggara pada tanggal 20-21 Juli 2017, di Gedung Pasca Sarjana, Kampus Sudirman Denpasar.
KNEP-VIII diselenggarakan sebagai suatu forum untuk membicarakan, mendiskusikan serta mempresentasikan inovasi-inovasi, hasil riset yang dilakukan oleh berbagai kalangan baik peneliti, mahasiswa maupun praktisi guna menunjang perkembangan industri pariwisata. Adapun seminar atau konferensi ini juga terkait dengan perayaan kegiatan BKFT ke 52 dan Dies Natalis Universitas Udayana ke-55. KNEP-VIII mengambil suatu tema: “Teknologi Hijau Pendukung Industri Pariwisata” yang dikelompokkan dalam Tiga topik yakni:
1. Energi dan Termofluid 2. Material dan Manufaktur 3. Engineering Perhotelan
Adapun makalah yang dipresentasikan dalam konferensi ini merupakan makalah yang lolos pada seleksi abstrak dan diterima sebagai makalah yang dipresentasikan secara oral. Adapun jumlah makalah berjumlah 57 makalah dengan 22 makalah dari bidang Energi dan Termofluid (ET), 25 makalah dari bidang Material dan Manufaktur (MM) dan 10 makalah dari bidang Engineering Perhotelan (EP).
Kami mengucapkan terima kasih kepada para narasumber (Keynote speaker), para pemakalah, peneliti, sciencetific committee serta praktisi yang telah berpartisipasi pada Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VIII ini sehingga kegiatan ini dapat terselenggara dengan baik. Tidak lupa juga kami ucapkan terima kasih kepada staf pimpinan di lingkungan Universitas Udayana baik Rektor, Dekan serta Ketua Jurusan yang juga telah membantu terselenggaranya kegiatan ini dengan sukses.
Bukit Jimbaran, Bali 20 Juli 2017 Ketua panitia KNEP VII
Dr. Ir. I Gusti Ngurah Priambadi, M.T.
Prosiding Abstrak KNEP VIII 2017 ISSN 2338-414X iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ii
DAFTAR ISI iii
NARASUMBER ix
ENERGI DAN TERMOFLUID [ET-001]
Pengaruh Suhu dan Kecepatan Aliran terhadap Akurasi Pompa Bahan Bakar Premium dan Pertamax
- I Ketut Suarsana, Komang Ayu Ratnawati, Wayan Nata Septiadi
1-4
[ET-002]
Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Datar dengan Pengganggu Aliran Berupa Pelat Melintang yang Disusun Sebaris (Aligned)
5-7
- Komang Alit Kumara Jaya, Made Sucipta, Ketut Astawa [ET-003]
Analisis Gaya Tahanan Aliran Fluida Melintasi Pelat Berlesung (Dimpled) Setengah Bola
Konfigurasi Sejajar 8-13
- Nasaruddin Salam, Rustan Tarakka, Jalaluddin, Muh.Setiawan
[ET-004]
Analisis Aerodinamis pada Variasi Bentuk Ekor Desain Bodi Mobil Hemat Energi 14-18 - Fitra Setiaji, MuhammadAinul Yaqin, Dewi Mariya Ulfa, Nafisah Arina Hidayati,
Moch. Agus Choiron
[ET-005]
Optimasi Energi Pada Motor Induksi 3 Phase Dalam Pendistribusian Kebutuhan Air (Studi Kasus di IPA Petanu Kabupaten Gianyar)
19-23 - Ardikosa SW, Gede One A, Angelina PS
[ET-007]
Emisi Gas Buang Pada Sepeda Motor Dengan Rasio Kompresi Dan Bahan Bakar Yang Berbeda
24-28 - Putu Premayana Dhama Kusuma,Ainul Ghurri
[ET-008]
Pengaruh Tekanan dan Temperatur Terhadap Ukuran Rata-Rata Droplet Minyak Jelantah 29-34 - I K.G. Wirawan, Ainul Ghurri, W. N. Septiadi
[ET-010]
Pengaruh Suction Terhadap Medan Aliran Pada Model Kendaraan Dengan Variasi Geometri Muka
35-38
- Rustan Tarakka, Nasaruddin Salam, Jalaluddin, Muhammad Ihsan
Prosiding Abstrak KNEP VIII 2017 ISSN 2338-414X v i i i [EP-007]
Performansi Pirolisis Fixed Bed Berbahan Bakar Karet Ban Bekas 221-224 - I N. Suprapta Winaya, Cok Putri Kusama K., IM. Agus Putrawan, A.A. Gd. Wirayoga
[EP-008]
Pemanfaatan Ban Bekas dan Limbah Plastik Pada Pirolisis Fixed Bed 225-228 -I N. Suprapta Winaya, Aang Hedi Surya, Cok Putri Kusuma K, Rukmi Sari Hartati
[EP-010]
Studi Laju Sirkulasi Partikel Arang Tempurung Kelapa dan Tanah Liat Pada Dual Reaktor Fluidized Bed
229-234
-I W. Arya Darma, M. Adi Wiranata, I Nyoman Suprapta Winaya, I Putu Lokantara
[EP-011]
Pengaruh Minyak Nabati Sebagai Media Penyimpan Panas Terhadap Perfomansi Pemanas Air Berbentuk Trapezoidal
235-240
-I GNP Tenaya, Ketut Astawa, I Made Eka Dharma Setiawan
Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VIII - 2017 (225-228) ISSN 2338-414X
* Korespondensi: Tel./Fax.: 081339821262 / 0361703321 E-mail: [email protected]
Teknik Mesin Universitas Udayana 2017
Pemanfaatan Ban Bekas dan Limbah Plastik Pada Pirolisis Fixed Bed
I N. Suprapta Winaya
1)*, Aang Hedi Surya
1), Cok Putri Kusuma K
1),Rukmi Sari Hartati
2)1)Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran
2)Program Studi Teknik Elektro Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Abstrak
Kemajuan iptek terutama industri otomotif dewasa ini membawa pengaruh besar terhadap meningkatnya kwantitas produk industry. Dampak lain yang ditimbulkan adalah peningkatan jumlah limbah berbahaya terutama nondegradable seperti plastik dan karet. Kondisi ini dikhawatirkan akan menambah beban lingkungan apabila tidak ditangani dengan baik. Teknik pirolisis merupakan penggabungan teknik pemanasan bahan bakar pada kondisi tanpa udara sehingga terjadi dekomposisi material yang mampu menghasilkan cairan mudah terbakar (flamable). Pirolisis sangat tepat digunakan untuk mendaur ulang bahan seperti plastik dan karet disamping mengurangi pencemaran tanah maupun udara akibat pembakaran langsung. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh komposisi campuran bahan bakar plastik dan karet ban terhadap performansi proses pirolisis. Sebuah reaktor pirolisis dibuat menggunakan bahan black steel yang dirancang mampu beroperasi pada temperatur tinggi sampai 5000C. Reaktor mempunyai dimensi diameter 15cm dan tinggi 55cm terintegrasi denganthermal sensor controller yang berfungsi mengatur panasheater pada dinding reaktor. Komposisi campuran bahan bakar divariasikan mengikuti skema 1 (100% ban bekas), 2 (80% ban bekas, 20% plastik), 3 (70% ban bekas, 30% plastik), dan 4 (60% ban bekas, 40% plastik) dengan massa input bahan bakar dibuat konstan sebesar 1 kilogram. Gas hasil proses pirolisis akan melalui sebuah alat penukar kalor tipe dua arah berpendingin air sehingga gas yang dihasilkan akan mengalami proses kondensasi menjadi liquid.
Hasil penellitian menunjukan bahwa semakin banyak komposisi plastik pada campuran bahan bakar akan meningkatkan jumlah volume liquid yang dihasilkan. Disamping itu dengan jumlah massa plastik yang lebih besar menghasilkan sisa (residu) arang yang lebih sedikit.
Kata kunci: Ban bekas, plastik, pirolisis, performansi.
Abstract
The improve of science and technology especially in the automotive industry today is bringing a big influence on the increasing quantity of industrial products. Another impact is the increasing amount of hazardous waste, especially nondegradable such as plastic and rubber waste. This condition is feared will increase the environmental burden if not handled properly. Pyrolisis process is combine two step process includes heating and condition without oxygen. Pyrolysis process produce flammable gas/or liquid from the decomposition material. In other hand, the amount of plastic and tire waste increases along with the rapidly development of technology and automotive industry. Plastic tire waste material potentially to damage of environment and can produces dioxin, CO, flyash from direct combustion landfill. This study aims to determine the effect of plastic and tire wastes mass composition to performance of pyrolysis process using fixed bed reactor. Black steel material was used for laboratory scale of reactor pyrolysis to working at high temperature. The output of reactor connected with counter flow heat exchanger for gas to liquid condensation process. Mass composition of plastic and tire follows the scheme 1 (100% rubber tire), 2 (80% tire;
20% plastic), 3 (70% tire; 30% plastic) and 4 (60% tire; 40% plastic). The temperature of reactor was controlled constant at 500oC and total mass input into reactor is about 1 kg.
The research results show that the domination plastic composition as fuel affected to increase the liquid produce at pyrolysis reactor process. Increasing the plastic mass also reduce the ash content residue at bed material.
1.1.1.1.1.1.1
Keywords: tire and plastic wastes, pyrolysis, performance
1. Pendahuluan
Bertambahnya jumlah penduduk berdampak pada peningkatan limbah dari tahun ke tahun. Di Indonesia permasalahan limbah seperti dibiarkan berkembang.
Kurang efektifnya penanganan limbah menggunakan metodelandfill dan open-dump tentu saja tidak mampu mengurangi sampah jenis plastik dan ban bekas. Perlu adanya proses alternatif daur ulang yang menjanjikan, salah satu cara yaitu mengkonversikan limbah padat menjadi menyak dengan menggunakan proses pirolisis.
Pirolisis merupakan proses degradasi pada suatu bahan (mass) dengan menggunakan panas (thermal).
Oleh sebab itu, pada proses piroliss harus menghindari keberadaan oksigen karena dapat
memicu reaksi yang dapat memicu reaksi pembakaran [1]. Pirolisis adalah salah satu pengolahan alternatif yang cukup prospektif karena memiliki beberapa keuntungan dianteranya memiliki rasio konversi yang tinggi [2].
Proses pirolisis menghasilkan char (berwujud padatan atau arang), gas dantar (berujud cair). Arang yang terbentuk dapat digunakan untuk bahan bakar ataupun digunakan sebagai karbon aktif. Sedangkan minyak yang dihasilkan dapat digunakan sebagai zat adiktif atau campuran dalam bahan bakar [3]. Dengan proses pirolisis, sampah organik, plastik, ban bekas, dan sampah lainnya akan menghasilkan produk- produk yang spesifik yang bernilai ekonomi tinggi.
Aang Hedi Surya et al. Prosiding KNEP VIII – 2017 ISSN 2338-414X 226 Adapun beberapa penelitian seputar pirolisis
limbah padat menjadi produk cair, antara lain Susila A.,dkk (2015) mengolah ban bekas menggunakan proses pirolisis menjadi bahan bakar cair katalis zeolit dalam suhu 200oC dengan waktu 2-3 jam diperoleh hasil berupa produk hidrokarbon cair jenis premium [4]. Lufina ismi, dkk (2013) dalam penelitiannya pemanfaatan minyak hasil pirolisis ban bekas sebagai bahan bakar pada kompor rumah tangga, yang dibandingkan dengan minyak tanah, dimana minyak yang di hasilkan dari ban bekas di gunakan untuk memanaskan air, dalam 10 ml minyak ban bekas efisiensi 20,75% dalam waktu 54 menit dapat mendidihkan air [5]. Penelitian mengenai pengolahan sampah plastik menjadi minyak, menggunakan proses pirolisis dilakukan oleh Aprian, dkk (2014) menujukan nilai kalor yang tidak jauh beda dengan minyak tanah, solar dan disel [6]. Mustofa D.K. dan Fuad zanuri (2014) mengolah sampah plastik menggunakan proses pirolisis menjadi minyak dalam suhu 9000C, dari hasil penelitian ini dihasilkan nilai kalor 11,189 cal/g setara dengan BBM 11,245 cal/g [7].
Penelitian ini bertujuan untuk megetahui performansi sistem pirolisis fixed bed dengan menggunakan limbah ban bekas dan plastik terhadap kualitas bahan bakar cair yang di hasilkan. Penelitian menvariasikan kompisis limbah ban bekas yang berbahan dasar karet berupa biomassa dengan limbah plastik yang berbahan dasar dari minyak bumi.
Dimana limbah ini ketersediaannya terus bertambah sehinnga menjadi permasalahan bagi lingkungan dikarenakan sulitnya terurai oleh alam. Dalam studi ini parameter temperatur pirolisis yang dikaji pada temperatur tetap untuk menghasilkan bahan bakar cair dari proses pirolisis ban bekas dan plastik dengan kondensasi gas yang dihasilkan.
2. Metode Penelitian. 2.1. Variabel Penelitian
Variabel bebas
Variabel bebas adalah kondisi yang mempengaruhi munculnya suatu gejala, dalam pengujian ini menjadi variabel bebas nya, yaitu : a) Variasi 1 (100% ban bekas)
b) Variasi 2 (80% ban bekas dan 20% plastik) c) Variasi 3 (70% ban bekas dan 30% plastik) d) Variasi 4 (60% ban bekas dan 40% plastik)
Variabel terkait
Variabel terkait adalah kumpulan sejumllah gejala yang memiliki sejumlah aspek atau unsur yang manerima atau menyesuaikan diri dengan variabel lain. Dalam penelitian ini variabel terikatnya adalah:
a) Berapa volume liquid proses pirolisis.
b) Nilai kalor bahan bakar liquid yang dihasilkan.
2.2. Analisa Nilai Kalor Dengan Menggunakan Bom Kalorimeter.
Uji nilai kalor produk pirolisis yang berupa tar/minyak dapat ditentukan dengan menggunakan alat uji Bom Kalorimeter di lab Konversi Energi Teknik Mesin Universitas Udayana. Hasil lengkap pengujian liquid hasil pirolisis fixed bed selanjut dapat dilihat pada tabel 1.
Gambar 1. Bom kalori meter 2.3. Peralatan yang digunakan
Pada pengujian penelitian ini menggunakan alat pirolisis fixed bed yang didesain untuk skala laboratorium.
Gambar 2 Skematik Pirolisis Fixed bed 2.4 Diagram Alir Penelitian
Gambar 3. Diagram Alir Penelitia
Aang Hedi Surya et al. Prosiding KNEP VIII – 2017 ISSN 2338-414X 227 Pada proses pirolisis dengan menggunakan teknologi
fixed bed, inert material yaitu pasir silka dipanaskan secara eksternal hingga mencapai temperatur 5000C.
Fungsi pasir silika adalah untuk mempertahankan panas reaktor sehingga efisiensi menjadi meningkat.
Untuk memastikan pirolisis terjadi maka dihembuskan gas nitrogen (N2). Gas N2digunakan untuk menetralisir keadaan reaktor dari oksigen (O2) yang dimana proses pirolisis dikondisikan minim atau tanpa oksigen (O2).
Setelah temperatur mencapai suhu yang diinginkan, maka bahan bakar dengan komposisi sesuai varisi I sampai dengan IV disapkan untuk dimasukan kedalam reaktor. Gas hasil pirolisis di reaktor mengalir menuju pipa saluran lalu gas masuk kedalam kondensasi (pendingin).
3. Hasil dan Pembahasan 3.1. Grafik Hasil
Dari penelitian proses pirolisis ban bekas dan plastik yang sudah di lakukan, telah dihasilkan produk liquid atau minyak yang dapat di lihat voulmenya padagrafik dibawah.
Gambar 4. Liquid hasil proses pirolisis
Gambar 5. Grafik Volume Liquid
Dari hasil liquid yang di peroleh dari proses pirolisis fixed bed seperti yang ditunjukkan pada gambar 5 dimana semakin banyak campuran plastik yang dimasukkan ke dalam reaktor maka semakin banyak pula liquid yang didapat, dikarenakan rendahnya titik didih dari plastik yang mengakibatkan cepatnya plastik menguap dan menjadi liquid.
Sedangkan ban bekas untuk mencapai titik lebur
dibutuhkan suhu yang lebih tinggi dan waktu yang lebih lama. Bila dibandingkan dengan hasil arang yang diproleh dari proses pirolisis pada gambar 4., maka diperoleh kecendrungan semakin banyak volume liquid yang dihasilkan maka volume arang yang dihasikan semakin berkurang.
Gambar 6. Grafik Massa Arang
Hasil dari proses pirolisis yang berupa lquid/
minyak selanjutnya dilakukan uji kalor. Uji kalor minyak yang dilakukan menggunakan alat Bom Kalorimeter.
Data hasil uji kalor tertera pada tabel 1.
Table 1. Nilai Uji Kalor
4. Simpulan
Dari penelitian proses pirolisis ban bekas dan plastik yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa semakin banyak campuran plastik maka semakin banyak minyak yang dapat dihasilkan sedangkan arang yang di hasilkan semakin berkurang. Untuk uji nilai kalor diperoleh pada komposis limbah ban paling banyak diperoleh nilai kalor yang lebih besar.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada Universitas Udayana melalui hibah PNBP dan semua pihak yang telah banyak berkontribusi untuk kelancaran penelitian ini.
Daftar Pustaka
[1] Aprian, R, P dan Munawar, A., (2014).
Pengolahan Sampah Plastik Menjadi Minyak Menggunnakan Proses Pirolisis. Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
[2] Himawanto, D.A., Indarto, Saptoadi, H., Rohmat, T.A., (2010). Pengaruh Heating Rate Pada Proses Slow Pyrolisis Sampah Bambu Dan Sampah Daun Pisang, Prosiding Seminar
No Sampel massa
(gr) m.H2O
(gr.H2O) HHV
(cal/gr) LHV (cal/gr) 1 100% limbah
ban 0.88093 0.84502 10224.132 9765.793 2 80% ban,
20% plastik 0.86520 0.86132 10300.795 9833.615 3 70% ban,
30% plastik 0.85903 0.85553 10228.108 9764.069 4 60% ban,
40% plastik 0.90092 0.93343 10276.980 9770.688 400
420 440 460 480 500
variasi 1 variasi 2 variasi 3 variasi 4
massa arang (g)
komposisi bahan bakar (g)
massa arang
Aang Hedi Surya et al. Prosiding KNEP VIII – 2017 ISSN 2338-414X 228 Rekayasa Kimia dan Proses, Jurusan Teknik
Kimia Fakultas Teknik
[3] Santoso, J., (2010).Uji Sifaat Minyak Pirolisis Dan Uji Performansi Kompor Berbahan Bakar Minyak Pirolisis Dari Sampah Plastik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
[4] Susila, A., Abrar, A. Dan Irawaty, N., (2015).
Proses Pembuatan Bahan Bakar Cair Dengan Memanfaatkan Limbah Ban Bekas Menggunakan Katalis Zeloit. Universitas Sriwijaya.
[5]. Lufina, I., Bambang, S., & Rini Y., (2013). Studi Pemanfaatan Minyak Karet (Havea brasiliensis) sebagai Bahan Bakar pada Kompor Rumah Tangga. Jurnal Keteknikan Pertanian Universitas Brawijaya, Malang
[6] Budiyanto, W. (2009).Uji Unjuk Kerja Kompor Etanol Kadar Renadah. Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
I Nyoman Suprapta Winaya menyelesaikan studi S1 program sarjana di Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana, menyelesaikan Studi S2 di Dalhousie University of Canada taun 2000 dan program Doktor di Niigata of Japan tahun 2008, sekarang adalah menjabat Guru Besar di Universitas Udayana..
Bidang penelitian yang diminati adalah Gasifikasi, Combustion dan Pyrolisis dan topik-topik yang berkaitan dengan energi baru dan terbarukan (new and renewabel energy)
Aang Hedi Surya. mulai studi S1 di Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana dari tahun 2012 mengambil judul penelitian “Performansi Pirolisis Fixed Bed Berbahan Bakar Plastik Polipropilena Dengan Variasi Temperatur”. Bidang yang paling diminati adalah Konversi Energi khususnya Energi Baru dan Terbarukan
