35
Rancang Bangun Alat Pembakar Sampah ( Incinerator ) Dengan Burner Oli Bekas
(1)Abdika Lasmana, (2)Junaidi, (1)Eddy Kurniawan
(1,)Program Studi Teknik Mesin, Universitas Tanjungpura, Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi, Pontianak
(2)Program Studi Teknik Elektro, Universitas Tanjungpura, Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi, Pontianak
*E-mail: abdika_lasmana182@yahoo.co.id
Diterima: 01.02.2021 Disetujui: 09.02.2021 Diterbitkan: 30.04.2021
ABSTRACT
Garbage or waste is a problem that is happening today. The process of burning garbage in an open environment can turn on an uncontrolled system and cause disturbance in the surrounding environment. In this study, researchers designed and built an incinerator whose fuel uses used oil waste by using a burner furnace as a combustion system. The purpose of this study was to see how the incinerator worked, the incinerator test parameters, the highest temperature produced from the dry plastic waste disposal system and dry leaves and the waste space that could be accommodated in the combustion chamber (chamber). From the design of the incinerator, there are 5 main parts, namely the main combustion room, chimney, filter room, fuel tank and burner furnace with specifications of the main combustion chamber with dimensions of 930 x 580 mm with the volume of waste in the system space 0,245 m3. or 8 -15 kg of waste in one combustion system and the highest temperature in the combustion chamber is 443,20C for dry leaf waste and 480,70C for dry plastic waste as for the efficiency of the incinerator, namely 96,94% dry leaf waste and 90,68% waste dry plastic.
Keyword: Incinerator, Chamber room, Burner furnance
ABSTRAK
Sampah atau limbah merupakan suatu masalah pokok yang sedang terjadi saat ini. Proses pembakaran sampah di lingkungan terbuka dapat mengakibatkan pembakaran yang tidak terkontrol dan menyebabkan gangguan-gangguan di lingkungan sekitar. Pada penelitian ini peneliti merancang dan membuat alat pembakar sampah (incinerator) yang bahan bakarnya menggunakan limbah oli bekas dengan menggunakan tungku burner sebagai sistem pembakaran. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui cara kerja incinerator yang dibuat, parameter uji incinerator, temperatur tertinggi yang dihasilkan dari proses pembakaran yaitu limbah plastik kering dan daun kering serta kapasitas limbah yang bisa ditampung dalam ruang pembakaran (ruang chamber). Dari hasil rancang bangun alat pembakar sampah (incinerator) terdapat 5 bagian utama yaitu ruang pembakar utama, cerobong asap, ruang filterisasi, tangki bahan bakar dan tungku burner dengan spesifikasi ruang pembakar utama berdimensi 930 x 580 mm dengan volume sampah didalam ruang pembakaran 0,245 m3 atau 8 - 15 Kg sampah dalam satu kali pembakaran serta temperatur tertinggi didalam ruang pembakaran 443,20C untuk sampah daun kering dan 480,70C untuk sampah plastik kering adapun efesiensi alat incinerator yaitu 96,94% sampah daun kering dan 90,68% sampah plastik kering.
Kata Kunci: Incinerator, Ruang chamber,Tungku burner I. Pendahuluan
Masalah saat ini yang dihadapi oleh masyarakat adalah sampah atau limbah yang jumlahnya bertambah setiap hari. Semakin tinggi tingkat pertumbuhan penduduk
mengakibatkan banyaknya masyarakat yang menghasilkan sampah dari sampah organik maupun sampah anorganik. Jika hal itu dibiarkan maka sampah akan jadi masalah yang serius. Sampah yang menumpuk akan menggangu masyarakat sekitar karena bau
36 dan pengelolaan dari sampah itu sendiri. Maka salah satu dari solusinya dalam menangani sampah yaitu berupa pembakaran dengan menggunakan sebuah alat dengan instalasi pembakar sampah/limbah yang disebut dengan incinerator. Penggunaan alat incinerator akan dapat mengurangi dampak dari negatif proses pembakaran diruang terbuka seperti asap, bau, radiasi dan panas yang dihasilkan dari pembakaran serta akan membuka upaya pemanfaatan energi panas hasil dari pembakaran sampah tersebut. Suhu yang didapatkan pada proses pembakaran alat incinerator dapat mencapai 500 - 10000C sehingga sampah yang dibakar tersebut dapat menjadi abu.
Dari hasil penelitian sebelumnya tentang alat incinerator yang terdiri dari dua ruang bakar yaitu ruang bakar utama dan ruang bakar tingkat kedua. Temperatur pada ruang bakar utama didapatkan shunya mencapai 8000C - 1.0000C yang menggunakan blower listrik dan burner sebagai suplai udara, dan pada ruang bakar tingkat kedua temperaturnya mencapai sampai 1100oC dengan menggunakan alat burner saat membakar gas hasil dari ruang bakar utama terdapat panel kontrol digital pada saat pengoperasiannya. Pada incinerator yang dilakukan membutuhkan energi yang besar dikarenakan burner yang dipakai untuk proses pembakaran selalu dinyalakan tetap (steady) sehingga membutuhkan bahan bakar yang tidak sedikit (Kurdi, 2017). Pada proses pembakaran sampah adalah salah satu alternatif atau langkah yang tepat dalam pengolahan limbah. Pada meteode ini mempunyai keuntungan dan kelebihan yaitu waktu yang dibutuhkan singkat dalam pengelolaannya dan dari proses pembakaran tersebut dapat menghasilkan energi panas jika dibandingkan dengan pembakaran diruang yang terbuka. Salah satu kelebihan dari incinerator adalah sampah dapat dimusnahkan dengan cepat dan terkendali serta tidak memerlukan lahan yang luas. Ada beberapa jenis incinerator yang banyak diterapkan dalam pengelolaannya untuk pembakaran limbah ialah multiple hearth, rotary kiln, fluidized bed, single chamber, multiple chamber, dan starved air unit. Semua jenis tersebut, rotary kiln memiliki kelebihan karena alat tersebut dapat mengolah limbah padat, cair, dan gas secara simultan (Priyambada, 2004 ).
II. Bahan dan Metode 1. Metode
Pada penelitian kali ini dilakukan di laboratorium Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura. Metode yang digunakan ialah dengan melakukan eksperimen langsung. Adapun diagram alir dalam proses penelitian ialah sebagai berikut :
Gambar 1. Diagram penelitian yang dilakukan Adapun tahapan-tahapan yang dilakukan pada penelitian ini yaitu :
1. Mulai
2. Perancangan alat
3. Mempersiapkan alat dan bahan yang digunakan
4. Pembuatan alat incinerator 5. Pengujian alat incinerator 6. Sistem sudah bekerja
7. Analisa dan pengambilan data 8. Pengolahan data
9. selesai
2. Alat dan Bahan Yang Digunakan Adapun alat dan bahan yang dipakai pada penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :
Alat:
1. Blower listrik output 2 inchi 2. Timbangan digital
3. Thermometer infrared HW 600 4. Thermocouple Type K TM-902C 5. Anemometer
6. Gerinda 7. Mesin las 8. Bor listrik 9. Pompa air DC
37 10. Gelas ukur
11. Alat bantu lainnya.
Bahan:
1. Oli bekas sebagai bahan bakar 2. Sampah daun kering
3. Sampah plastik kering
4. Drum oli bekas sebagai ruang pembakar (ruang chamber)
5. Plat besi 2 mm 6. Besi siku 7. Besi pipa 8. Pipa pvc 9. Slang air 10. Nozzle spray 11. Bak penampung air 12. Bahan pendukung lainnya.
3. Perancangan Alat Pembakar Sampah Adapun hasil dari rancangan alat incinerator yaitu ditunjukan pada Gambar 2.
Gambar 2. Desain alat pembakar sampah
Keterangan pada Gambar 2 desain incinerator terdiri dari 5 bagian utama yaitu :
1. Tanki tempat bahan bakar
Tangki tempat bahan bakar adalah tempat untuk penampungan bahan bakar limbah oli bekas.
2. Burner oli
Terdiri dari blower listrik, alat ukur anemometer, thermocouple, pipa aliran bahan bakar dan pipa silinder yang menuju ke tungku pembakaran.
3. Ruang pembakar utama
Menggunakan plat besi dengan tebal 1,5 mm terdapat 2 bagian utama yaitu ruang pembakaran dan ruang rendemen sisa pembakaran dan alat ukur thermocouple.
4. Cerobong asap
Untuk mengalirkan fly ash atau asap sisa pembakaran ke ruang filterisasi
5. Ruang tempat filterisasi
Ruang filterisasi udara sisa pembakaran terdiri dari pompa dan bak penampung air.
Dari rancangan yang dibuat diketahui kapasitas ruang pembakaran dengan dimensi 580 mm x 930 mm berbentuk silinder, maka dapat dihitung melalui rumus sebagai berikut :
= × 2 × t (1) Keterangan :
= 3,14
= jari-jari ruang pembakaran t = tinggi ruang pembakaran
= volume ruang pembakaran III. Hasil dan Pembahasan
1. Hasil Rancangan Alat Pembakar Sampah
Dari proses perancangan dan pembuatan diperoleh secara keseluruhan incinerator ini berbentuk silinder, maka dapat dihitung melalui rumus volume silinder dan spesifikasi alat sebagai berikut :
= 3,14 × 292 cm × 93 cm = 245588,82 cm3 = 0,245 m3
incinerator kali ini volume sampah yang dapat dimasukkan ke ruang pembakaran yaitu sebesar 0,245 m3
Tabel 1. Data spesifikasi incinrator
No Nama Spesifikasi
1 Tangki Bahan bakar
270 mm x 200 mm x 260 mm (PxLxT)
2 Tungku burner D = 150 mm T = 280 mm Dluar = 70 mm 3 Ruang
pembakaran
930 mm x 580 mm
4 Ruang Rendemen sisa pembakaran
100 mm x 580 mm
5 Dinding chamber Plat besi = 1,5 mm
6 Cerobong asap Besi pipa D = 75 mm, T = 700 mm
1
38 7 Sistem pembakar Burner oli bekas
8 Thermocouple Infrared
thermometer dan digital
thermometer 9 Pipa silinder D = 3 in, P =
770 mm
10 Pompa air High pressure dc shell
11 Ruang filterisasi D1 = 320 mm, D2 = 270 mm dan P = 680 mm 12 Blower listrik Output 2 in, 150
watt dan 3000 rpm
Hasil rancangan yang didapat dari spesifikasi diatas ditunjukan pada Gambar 3. Yaitu sebagai berikut :
Gambar 3. Rancangan dari incinerator
2. Sistem Kerja Incinerator
Adapun sistem kerja dari desain incinerator dengan burner oli bekas dari penelitian ini ditunjukan pada Gambar 4 sebagai berikut :
Gambar 4. Cara kerja sistem pembakaran Incinerator
Penjelasan dari cara kerja alat yaitu, pertama tanki yang berisi bahan bakar oli bekas dibuka melalui kran dengan bukaan kran yang sudah ditentukan, lalu blower dihidupkan setelah burner oli dipanaskan terlebih dahulu dengan lama pemanasan awal ± 5 menit dengan cara menambahkan kayu atau arang yang dibakar pada burner. Kemudian hidupkan blower dengan variasi bukaan inlet pada kecepatan udara 10,4 m/s, 13,4 m/s dan 14,3 m/s, kemudian sampah dimasukan pada ruang bakar utama. Asap dari pembakaran akan keluar dari pipa, dan masuk ke ruang pencucian / filterisasi asap. Airnya berasal dari bak penampung air yang dibantu dengan pompa bertekanan tinggi. Air nya bersirkulasi dari bak penampung air, kemudian asap dari pencucian akan keluar melalui cerebong asap ke udara setelah proses berlangsung dengan steady.
3. Hasil Pengujian Incinerator
Uji coba pada incinerator ini menggunakan sampah daun kering dan plastik kering dengan berat 8 kg dan 12 kg pada saat proses pengujian untuk sampah daun kering selama 20 menit dan sampah plastik kering selama 34 menit. Adapun temperatur hasil pengujian dan pengukuran incinerator ditunjukan pada Gambar 5, Tabel 2 dan Tabel 3 sebagai berikut :
Gambar 5. Pengukuran pada ruang pembakaran
Tabel 2. Data pengukuran temperatur 3 kali pengujian sampah daun kering
39 Tabel 3. Data pengukuran temperatur 3
kali pengujian sampah plastik kering
Tabel 4. Parameter uji incinerator sampah daun kering
Tabel 5. Parameter uji incinerator sampah plastik kering
Gambar 6. Rendemen sisa pembakaran
IV. Kesimpulan
Berikut adalah kesimpulan dan saran yang berdasarkan hasil dari penelitian yang dilakukan.
1. Kesimpulan
Hasil penelitian yang didapatkan dari seluruh proses rancang bangun alat sampai proses pengujian incinerator dapat disimpulkan sebagai berikut :
a. Proses pembuatan incinerator pertama- tama mendesain alat dan membuat 5 bagian utama setelah itu lalu 5 bagian alat tersebut di assembly menjadi satu kesatuan
b. Incinerator ini mampu mengolah limbah plastik kering dan daun kering dengan kapasitas sampai 15 Kg sekali pembakaran selama 20 – 34 menit dengan rendemen sisa pembakaran yang dihasilkan 3,06% - 9,26% dari pembakaran sampah daun kering dan sampah plastik kering sistem pembakaran menggunakan sistem burner asap sisa pembakarn dialirkan melalui cerobong asap lalu ke ruang filterisasi dan disemprotkan air bertekanan tinggi melalui nozzle.
c. Temperatur tertinggi ruang pembakaran yaitu 480,70C
2. Saran
Pada penelitian ini adapun saran untuk penelitian kedepannya yaitu Untuk kedepannya peneliti selanjutnya memodifikasi ruang chamber incinerator dengan melapisi isolator tahan api dan cerobong asap dengan dimensi yang lebih besar dengan sistem Pengujian percobaan sampah daun kering
Percobaan ke
Waktu Temperatur Burner (°C)
Temperatur Chamber
(°C)
1 20
menit
689,2 430,6
2 20
menit
705,3 421,3
3 20
menit
712,3 443,2
Pengujian percobaan sampah plastik kering Percobaan
ke
Waktu Temperatur Burner (°C)
Temperatur Chamber
(°C)
1 34
menit
780,9 480,7
2 34
menit
698,4 456,7
3 34
menit
734,8 480,2
Pengujian percobaan sampah daun kering Laju
Pembakaran
Rendemen Arang
Rendemen Abu
Konsumsi Bahan
bakar 24,24
kg/jam
2,5 % 0,56% 0,4 liter
Pengujian percobaan sampah plastik kering Laju
Pembakaran
Rendemen Arang
Rendemen Abu
Konsumsi Bahan
bakar 21,42
kg/jam
7,6 % 1,66% 0,85 liter
40 bertingkat serta menambahkan sistem supply udara yang baik agar mendapatkan pembakaran yang sempurna.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua dan kepada pihak Comdev & Outreaching Universitas Tanjungpura yang telah membiayai penelitian ini melalui program Bantuan Dana dan Riset Penelitian mahasiswa Bidikmisi Angkatan 2015 sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian.
Daftar Pustaka
N.Nurhayati, Pencemaran Lingkungan, Bandung: Yrama Widya, 2013.
M.Y. Kurdi, “Depok Bebas Sampah,” 2017.
[Online]. Available:
https://depokbebassampah.wordpress.com /acuan/incenerator/. [Diakses Selasa September 2020].
B.Supriyanto, Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap Pembakaran Oli Bekas Menggunakan Automizing Burner Untuk Peleburan Alumunium, Surakarta: Skripsi S1 Teknik Mesin FT UNS, 2007.
P. A. Dwi, Pengujian Alat Incinerator Untuk Pengolahan Limbah Padat Rumah Sakit Tanpa Menggunakan Bahan Bakar Minyak dan Gas, Yogyakarta: Skripsi Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, 2017.
G. Priyambada, “Incineration,” 2004. [Online].
Available:
https://www.slideshare.net/yogiehendi/inci neration-17954230. [Diakses Maret 2020].