PENGARUH VARIASI HEATING RATE PROSES PIROLISIS TERHADAP KARAKTERISTIK PIROLISIS DAN PEMBAKARAN REFUSE DERIVED FUEL (RDF) DARI SAMPAH KOTA (MSW) TERSELEKSI

Sigit Mujiarto, Dr. Eng. Tri Agung Rohmat., B. Eng., M.Eng

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Pengelolaan dan pemanfaatan yang tepat dalam hal penanganan sampah kota merupakan hal yang penting. Sampah kota merupakan masalah sosial dan lingkungan yang tidak mudah untuk dipecahkan. Dengan pemanfaatan yang tepat, maka sampah kota dalam menjadi sumber energi alternatif yang terbarukan. Pada penelitian ini, ± 20 gram sampah kota yang terdiri dari sampah organik (bambu dan daun pisang) serta sampah anorganik (limbah kemasan dan styrofoam) dengan ukuran partikel lolos mesh 20, diuji pirolisis lambat dalam sebuah tungku pirolizer untuk kemudian char yang dihasilkan dijadikan briket dan diuji pembakaran dengan laju udara sebesar 0,1 m/s. Uji pirolisis dilakukan dengan laju pemanasan yang divariasikan sebesar 5 °C/menit, 10 °C/menit dan 20 °C/menit, dimulai dari temperatur kamar hingga temperatur 400 dan diholding selama 30 menit, sedangkan uji pembakaran dilakukan dengan laju pemanasan sebesar 20 °C/menit. Karakteristik proses slow pyrolysis dan pembakaran briket arang dilakukan dengan metode analisa thermogravimetry yang meliputi : nilai konstanta laju reaksi keseluruhan (k0), nilai energi aktivasi (Ea) dan nilai faktor pra-eksponensial (A) serta pada tahapan proses pembakaran yang meliputi nilai ITVM (volatile matter initiation temperature), ITFC (fixed carbon initiation temperature), PT (peak temperature) dan BT (burning temperature). Hasil uji pirolisis didapati bahwa semakin besar variasi heating rate diberikan akan semakin cepat sampel akan terdekomposisi dan menghasilkan nilai energi aktivasi (Ea) rendah. Hasil proses pirolisis diperoleh campuran bambu styrofoam HR 20 dengan energi aktivasi yang dibutuhkan terendah yaitu ± 7,764 KJ/mol, dimana harga A ± 1,165 min-1 dan k0 ± 0,223. Secara keseluruhan dalam uji pembakaran, briket char diperoleh pada RDF daun HR 5 dengan energi aktivasi terendah yaitu ± 18,625 KJ/mol, dimana A ± 1,078 min-1 dan k0 = 0,063. Karakteristik pembakaran yang terjadi yaitu ITVM pada 223,5 °C, ITFC terjadi pada 325,2 º C, PT terjadi pada 304,1 °C dan BT terjadi pada 670 ºC.

Proper management and use in terms of municipal solid waste management are vital. Municipal solid waste is social and environmental problem which is difficult to solve. In proper use, municipal solid waste is an alternative to renewable energy resources. In this research, + 20 gr of municipal solid waste consisting of organic waste (bamboo and banana leaves) and inorganic waste (package and styrofoam sewages) with particle size passing through mesh 20 was tested for slow pyrolysis in a pyrolyzer reactor in order that resulting char was processed into briquette and tested for burning with 0.1 m/s air rate. Pyrolysis was tested by heating rate varying from 5oC/min, 10 ºC/min and 20 ºC/min, starting from chamber temperature up to 400ºC and hold for 30 min, whereas burning was tested by 20ºC/min heating rate. Characteristics of slow pyrolysis process and charcoal briquette burning were conducted by thermogravimetry analysis method consisting of: constant value of overall reaction rate (k0), activation energy value (Ea) and preexponential factor value (A) and burning process phases consisting of ITVM (volatile matter initiation temperature) value, ITFC (fixed carbon initiation temperature) value, PT (volatile temperature) value and BT (burning temperature) value. Results of pyrolysis test indicated that higher heating rate variation, sample would be sooner to decompose and produce low activation energy (Ea) value. Pyrolysis process found that styrofoam-bamboo HR 20 mixture with required lowest activation energy was + 7.764 KJ/mol, where values of A + 1.095 min-1 and k0 + 0.223. Overall, in burning test, char briquette was found in leaf RDF and HR 5 with lowest activation energy of + 18.625 KJ/mol, where A + 1.037 min-1 and k0 = 0.063. Burning characteristics of ITVM occurred at 223.5ºC, ITFC at 325.2ºC, PT at 304.1ºC and BT at 670 ºC.

Kata Kunci : pirolisis lambat, heating rate , briket char.