ISSN X KONFERENSI NASIONAL ENGINEERING PERHOTELAN. Prosiding Konferensi Nasionnal Engineering Perhotelan VIII ISSN X

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

dalam bentuk

mendistribusi

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 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

[ET-015]

Faktor Penggunaan Lebih dari Satu Nosel Terhadap Unjuk Kerja Kincir Air Sudu

174-177

Lengkung ke Belakang dan Sudu Lurus

- A.A. Adhi Suryawan, Made Suarda, I Kadek Ari Sarastawan

[ET-016]

Pirolisis Fixed Bed Berbahan Bakar Plastik Polipropilena

178-181

- IB. Alit Swamardika, I N. Suprapta Winaya, M. Agus Putrawan, , Ivan Ricardo

[ET-017]

Gasifikasi Fluidized Bed Berbahan Bakar Limbah RPH Dengan Gas Inert CO

2

-Rukmi Sari Hartat

)

_{, Kadek Juliana, I N. Suprapta Winaya, A. A. I. A. Sri Komaladewi}

182-185

[ET-018]

Karakteristik Pembakaran Bahan Bakar Gas dari Penguapan Arak Bali

186-191

-I Gusti Ketut Sukadana, I Gusti Ngurah Putu Tenaya

[ET-019]

Pengaruh Sudut Jet Nosel Air Pada Kincir Air Sudu Kelengkungan ke Belakang

192-195

- A.A. Adhi Suryawan, Made Suarda, I Gede Putra Jaya

[ET-020]

Studi Ekperimental Pressure Drop Pada Radiator Mobil Berfluida Kerja Nanofluid

196-200

Al

2

O

3

-Air

-Wayan Nata Septiadi, Ketut Asatawa, Putu Dandy Mandala S

[ET-023]

Pengaruh Variasi Sudut Kelengkungan Sudu Sepanjang Span Suatu Blower Terhadap

201-205

Kecepatan Aliran Udara yang Dihasilkan

-Anak Agung Adhi Suryawan, I Wayan Supartama

[DM-017]

Karateristik Produksi dan Retak Gamelan Bali Berbahan Perunggu

206-210

-I Ketut Gede Sugita, Cokorda Istri Putri Kusuma K, IGN Priambadi

[DM-025]

Analisis Hasil Deposisi Implantasi Ion Nitrogen Pada Lapisan D.C. Magnetron Sputtering

211-215

Aluminium

-Gaguk Jatisukamto, Viktor Malau, M. Noer Ilman, Priyo Tri Iswanto

[DM-027]

Pendekatan Ekperimental dan Numerik untuk Menentukan Sifat Plastic Material

216-220

Terdeformasi Hasil Spot Welding Joint

- I N Budiarsa, I K Suarsana, Febianto Funedi

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VIII - 2017 (178-181) ISSN 2338-414X

* Korespondensi: Tel./Fax.: 081339821262 / 0361703321 E-mail: ins.winaya@unud.ac.id

Teknik Mesin Universitas Udayana 2017

Pirolisis Fixed Bed Berbahan Bakar Plastik Polipropilena

IB. Alit Swamardika

1)

_{, Ivan Ricardo}

2)

_{, I N. Suprapta Winaya}

2)*

_{, M. Agus Putrawan}

2) 1)_{Program Studi Teknik Elektro Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali}

2)_{Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali}

Email: ins.winaya@unud.ac.id

Abstrak

Pirolisis adalah proses dekomposisi bahan bakar secara thermokimia tanpa adanya keterlibatan oksigen didalamnya. Hasil dari proses pirolisis dapat berupa liquid yang mempunyai sifat mampu bakar. Keuntungan pirolisis adalah menghasilkan produk dengan energi tinggi serta pengontrolan proses yang lebih mudah.

Plastik Polipropilena (PP) merupakan bahan baku yang banyak digunakan untuk aplikasi pengemasan, tekstil, serta peralatan rumah tangga. Jenis plastik PP tidak dapat terurai dengan baik dalam jangka waktu yang cukup lama sehingga peningkatan jumlah timbunan sampah plastik di TPA dapat menjadi masalah lingkungan.

Sebuah reaktor pirolisis black steel skala laboratorium berdiameter 15cm dengan tinggi 55cm digunakan untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap performansi dari proses pirolisis. Kontrol temperatur menggunakanthermocontroller sensor yang dihubungkan dengan sebuah kontaktor untuk mengalirkan listrik melalui heater pada dinding reaktor. Sebuah heat exchanger tipecounterflow berpendingin air dihubungkan dengan outlet reaktor selama proses pengembungan gas menjadi cair. Massa input bahan bakar plastik yaitu konstan sebesar 1 kilogram. Pengukuran temperatur pada reaktor menggunakan termokopel tipe K yang dihubungkanrealtime dengan komputer menggunakan data akuisisi yang dikondisikan pada 1 (T˚ Reaktor: 300˚C), 2 (T˚ Reaktor: 400˚C), 3 (T˚ Reaktor: 500˚C).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu dalam reaktor maka performansi pirolisis juga semakin meningkat. Hal ini ditandai dengan meningkatnya volumeliquid yang dihasilkan, perbedaan tingkat kekeruhan, serta waktu bahan bakar yang terkonversi lebih awal.

Kata kunci: Pirolisis, bahan bakar plastik, temperatur, performansi

Abstract

Pyrolysis is a thermochemical process decomposition of material without any oxygen. The output of pyrolysis process is the flamable liquid. The advantage of pyrolysis is can produce the high calorific value and easy handling to control process.

Polypropilene plastic was used in a wide variety of applications including packaging, textile and most various reuseable type. PP as non degradable type is potentially to harmfull the environment in large scale produce.

Laboratory scale of reactor pyrolysis type fixed bed was used to determine the effect of temperature process to the performance of the pyrolysis. The reactor was made from black steel has 15 cm diameter with 55 cm of height. Reactor temperature was controlled by thermocontroller sensor to heat the heater from the contactor system. Counterflow heat exchanger liquid cooling system used for the process condentation of gas produce to liquid. Mass input of plastic constant about 1 koligram. Thermocouple type K used to measure the temperature reactor as realtime to computer. The variable of temperature is 1 (Tº Reactor: 300º C), 2 (Tº Reactor: 400º C), 3 (Tº Reactor: 500º C).

The results showed that the higher temperature of the reactor was affect to increase performance of pyrolysis. The performa nce can be marked by the increasing of liquid volume, difference of turbidity level and time of converted to produce liquid.

Keywords: Pyrolysis, plastic, fuel temperature, performance

1. Pendahuluan

Masalah sampah telah menjadi masalah umum. Hal ini dikarenakan meningkatnya produksi sampah di kota-kota besar. Pada umumnya penanganan sampah hanya menggunakan metode konvensional yakni mengangkut ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA). Aktifitas utama pemusnahan sampah di TPA adalah dengan landfilling yang dimana tidak layak disebut teknologi penanganan sampah [1].. Penanganan sampah dengan metode landfilling kurang disukai karena berdampak buruk bagi lingkungan juga tidak mampu mengurangi volume sampah jenis rubbish (tidak mudah membusuk). Sampah jenis rubbish terbanyak berwujud plastik yang dimana tidak dapat terurai seiring waktu (non-biodegradable waste).

Plastik adalah senyawa polimer dengan elemen utamanya adalah karbon (C). Teknologi yang sudah dikembangkan untuk mengurangi jumlah sampah yaitu teknologi thermal seperti pembakaran (combustion),

gasification, dan pyrolysis. Pirolisis memiliki prospek

yang cukup untuk dikembangkan karena produk hasilnya memiliki kangungan energi yang tinggi serta pengontrolan proses yang lebih mudah [2].

Penelitian mengenai karakteristik produk hasil pirolisis sampah kota telah banyak dilakukan oleh peneliti lain [3-6], akan tetapi penelitian mengenai karakteristik fraksi cair (liquid) hasil proses pirolisis sampah plastik masih jarang dilakukan. Maka dari itu dalam penelitian ini dilakukan studi karakteristik pirolisis plastik pada temperatur tinggi. Studi yan akan

I B Alit Swamardika et al. Prosiding KNEP VIII – 2017  ISSN 2338-414X 179

dilakukan mencakup analisis performansi dari reaktor pirolisis dengan variasi temperatur reaktor sebesar 300ºC, 400ºC, 500ºC. Penelitian pirolisis bahan bakar plastik akan dikaji secara teoritis dan eksperimental di dalam reaktor pirolisis skala laboratorium.

2. Metode Penelitian

2.1. Variabel Penelitian • Variabel bebas

Variabel bebas adalah kondisi yang mempengaruhi munculnya suatu gejala, dengan total massa yang digunakan sebanyak 400 gram dan variasi suhu reaktor, yaitu :

a. Variasi I (suhu reaktor : 300ºC) b. Variasi II (suhu reaktor : 400ºC) c. Variasi III (suhu rekator : 500ºC) • Variabel terikat

Variabel terikat adalah kumpulan sejumlah gejala yang memiliki sejumlah aspek atau unsur yang menerima atau menyesuaikan diri dengan variabel lain. Dalam penelitian ini variabel terikatnya adalah:

a. Bagaimana efisiensi unit pirolisis fixed bed. b. Kandungan minyak yang dihasilkan.

2.2. Analisa Nilai Kalor dengan Menggunakan Bom Kalorimeter.

Langkah-langkah dalam melakukan pengujian sebagai berikut:

 Persiapan alat

a. Persiapkan dan tempatkan alat pada meja yang terbuat dari isolator seperti kayu untuk mencegah adanya short pada komponen yang dialiri listrik.

b. Buka bom dan letakkan apda pegangan yang telah disiapkan, masukkan wadah / cawan tempat bahan bakar serta tempatkan asam benzoat berupa pellet kedalam cawan.

c. Massa dari asam benzoat yang akan diuji adalah 1 gram.

d. Potong kawat pematik dengan panjang kurang lebih 12 cm kemudian pasang kawat pada terminal pematik dan pastikan kawat menempel pada sampel untuk membantu pembakaran.

e. Setelah semua selesai, pasang bom kembali pada tabung bom dengan hati-hati untuk memastikan bahwa sampel pada cawan tidak terjadi pergeseran dari posisi semula dan kawat pematik tetap menempel baik pada sample.

f. Kencangkan semua karet agar tidak terjadi kebocoran gas

g. Injeksi oksigen kedalam tabung dengan tekanan maksimal 40atm.

h. Masukkan tabung bom kedalam wadah yang sudah berisi media pendingin dalam hal ini digunakan air, pastikan tidak ada pergerakan / pergeseran yang terjadi selama proses instalasi dan seluruh permukaan tabung bom ditutupi air. i. Pasang terminal kabel ignition atau

pematik dengan terminal dari tabung bom.

j. Tutup bagian atas wadah, dilanjutkan dengan instalasi pengaduk/mixing dengan menghubungkan puli ke motor listrik. k. Pasang thermometer digital untuk

mengukur temperatur air.

l. Setelah semua alat terpasang, hidupkan catu daya dan hidupkan motor pengaduk. m. Thermometer digital akan menunjukkan

perubahan untuk beberapa saat, ini terjadi akibat distribusi panas dari media pendingin (air) belum merata di masing -masing sisi. Setelah kurang lebih 5 menit, temperatur akan konstan.

n. Catat temperatur awalT₁.

o. Tekan saklar pematik untuk mengalirkan arus ke arah pematik, kawat inilah yang akan membantu proses pembakaran awal dari sample.

p. Amati perubahan temperatur yang terjadi pada thermometer digital samapai temperatur tertinggi, setelah pembakaran biasanya tidak akan terjadi perubahan temperatur lagi.

q. Catat temperatur akhirT2.

Gambar 1. Bom Kalorimeter 2.3. Peralatan yang digunakan

Pada pengujian penelitian ini menggunakan alat pirolisis yang ada di Lab. Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Udayana, menggunakan reaktor tipe updraft untuk plastik.

Gambar 2. Skematik Peralatan Eksperimen Fixed Bed Pirolisis

I B Alit Swamardika et al. Prosiding KNEP VIII – 2017  ISSN 2338-414X 180

Pada proses pirolisis dengan menggunakan teknologi fixed bed, reaktor dipanaskan secara eksternal sampai dengan variasi suhu 300ºC, 400ºC, 500ºC, gas nitrogen digunakan untuk mensterilkan reaktor dari gas oksigen karena pada proses pirolisis tidak boleh ada gas oksigen sedikitpun. Setelah reaktor mencapai temperatur yang diinginkan, bahan bakar yang sudah dipotong dan ditimbang sebelumnya, dimasukan ke dalam reaktor fixed bed. Kemudian gas nitrogren dimasukan ke dalam reaktor. Gas hasil pembakaran bahan bakar akan mengalir ke atas dan mengalir melalui pipa pendingin yang sudah didesain terendam di dalam pipa yang lebih besar berisikan air dingin. Air dingin yang berada di pipa besar dibuat bersirkulasi dengan bantuan pompa. Setelah gas didinginkan, untuk kualitas gas yang kurang baik akan mencair dan akan menetes pada keran pertama, sedangkan untuk gas yang kualitasnya baik akan mengembun naik lalu akan berkumpul di tabung dan mentes melalui keran ke dua. Lalu hasil cairan akan di uji untuk mengetahui kandungan yang ada di dalamnya.

3. Hasil dan Pembahasan

3.1. Grafik Hasil

Dari penelitian proses pirolisis plastik yang sudah dilakukan, menghasilnya liquid yang volumenya dapat dilihat di gambar di bawah ini.

Gambar 3. Grafik Volume Liquid

Hasil liquid dari proses pirolisis pada temperatur 300ºC menghasilkan warna yang agak gelap dan keruh. Liquid mulai menetes pada menit ke 70 dari total lama pengujian 120 menit.

Gambar 4. Hasil Liquid Temperatur 300ºC Pada temperatur 400ºC, liquid bewarna agak terang menguning, tidak terlalu keruh. Liquid mulai menetes pada menit ke 30 dari total lama pengujian 120 menit.

Gambar 5. Hasil Liquid Temperatur 400ºC Sedangkan pada temperatur 500ºC liquid bewarna kuning terang dan jernih. Liquid mulai menetes pada menit ke 10 dari total lama pengujian 120 menit.

Gambar 6. Hasil Liquid Temperatur 500ºC Penelitian proses pirolisis juga menghasilkan arang namun tidak berbentuk bongkahan arang melainkan butiran hitam. Pada temperatur 300ºC arang agak sedikit mengeras dan bewarna kuning kehijauan. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Vo lu m e (lit er )

Volume Liquid

I B Alit Swamardika et al. Prosiding KNEP VIII – 2017  ISSN 2338-414X 181

Tabel 1. Hasil Uji Bomb Kalori

Untuk temperatur 400ºC arang bersifat fleksibel dan bewarna gelap. Sedangkan pada temperatur 500ºC arang berbentuk kering dan bewarna terang.

Gambar 7. Grafik Massa Arang

Maka jika dibandingkan pada masing-masing suhu reaktor, suhu reaktor yang paling tinggi menghasilkan liquid lebih cepat daripada suhu reaktor yang lebih rendah. Gambar grafik di bawah ini menunjukan perbandungan waktu tetes awal liquid pada masing-masing suhu reaktor.

Gambar 8. Waktu Tetes Awal

Hasil dari proses pirolisis yang berupa liquid dilakukan uji kalori. Uji kalori liquid menggunakan alat Bom Kalorimeter yang hasilnya tertera di tabel di bawah ini.

4. Simpulan

Dari penelitian proses pirolisis plastik yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi temperatur reaktor, maka semakin banyak liquid yang

dapat dihasilkan. Waktu tetes awal liquid juga semakin cepat pada suhu reaktor tinggi dibandingkan pada suhu reaktor lebih rendah. Disamping itu, arang yang dihasilkan juga semakin kering dan tidak basah.

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] Damanhuri, 2003. Permasalahan Dan Alternatif Teknologi Pengelolaan Sampah Kota Di Indonesia, Prosiding Seminar Teknologi untuk Negeri 2003, Vol. 1, hal 394 – 400/HUMAS-BPPT/ANY.

[2] Himawanto, D.A., 2010. Pengaruh Heating Rate Pada Proses Slow Pirolisis Sampah Bambu Dan Sampah Daun Pisang, Prosiding Seminar Rekayasa Kimia dan Proses, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang.

[3] Elykurniawati, 2009. Pemanfaatan Blotong Menjadi Bahan Bakar Cair dan Arang dengan Proses Pirolisis. Surabaya, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jawa Timur.

[4] Moinuddin K.A.M., 2012. Effects of Variation In Heating Rate, Sample Mass and Nitrogen Flow on Chemical Kinetics for Pyrolysis, 18th Australasian Fluid Mechanics Conference.

[5] Qonita Rachmawati, 2014. Pengolahan Sampah Secara Pirolisis Dengan Variasi Rasio Komposisi Sampah dan Jenis Plastik, Jurusan Teknik Lingkungan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Surabaya.

[6] Sri Gati Hutomo, 2014. Studi Karakteristik Dekomposisi Termal Temperatur Tinggi Ban Bekas Untuk Mendapatkan Bahan Bakar Gas Alternatif.

Ida Bagus Alit Swamardika adalah dosen tetap di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana yang menyelesaikan studi S1 sampai dengan S3 nya di institusi yang sama.

Bidang penelitian yang diminati

adalah Interface piranti lunak

berbasis ergonomi, robotika dan konversi energi.

Ivan Ricardo 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 0 20 40 60 80 100 Ju m la h Ma ss a (gr )

Massa Arang

Temperatur 300 Temperatur 400 Temperatur 500 0 10 20 30 40 50 60 70 80 W ak tu T et es (m en it)

Waktu Tetes Awal

Temperatur 300 Temperatur 400 Temperatur 500

Sampel massa_{(gr) (gr.H2O)}m.H2O _(cal/gr)HHV _(cal/gr)LHV Plastik 300o_{C 0.77027 0.81600 5847.763 5405.165} Plastik 400o_{C 0.83483 1.02124 10965.582 10411.661} Plastik 500o_{C 0.88930 1.08280 10929.281 10341.970}