ProsidingKonferensi NasionnalEngineering

PerhotelanVIII-2017

ISSN 2338 – 414XNomor 1/Volume 1/Juli 2017

KONFERENSI NASIONALENGINEERING PERHOTELAN

“Teknologi Hijau Pendukung Industri Pariwisata"

Jurusan Teknik MesinFakultas Teknik, Universitas UdayanaKampus Bukit Jimbaran, Bali 80362Telp./Fax. : +62 361 703321http://www.mesin.unud.ac.id

ISSN 2338 - 414X

Jurusan Teknik MesinFakultas Teknik

Universitas Udayana

i

ISSN: 2338-414XProsiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan20 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, MTDr. Ir. I Ketut Gede Wirawan, MTAinul 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 – 2017Jurusan Teknik Mesin – Universitas Udayana.Dilarang mereproduksi danbagian dari publikasi ini

mendistribusidalam bentuk

maupun media apapun tanpa seijin JurusanTeknik Mesin – Universitas Udayana.

Dipublikasikan dan didistribusikan oleh Jurusan Teknik Mesin – UniversitasUdayana, 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 danPertamax- I Ketut Suarsana, Komang Ayu Ratnawati, Wayan Nata Septiadi

1-4

[ET-002]Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Datar dengan Pengganggu Aliran Berupa PelatMelintang 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 BolaKonfigurasi 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 BakarYang 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 VariasiGeometri Muka

35-38

- Rustan Tarakka, Nasaruddin Salam, Jalaluddin, Muhammad Ihsan

[ET-015]

Faktor Penggunaan Lebih dari Satu Nosel Terhadap Unjuk Kerja Kincir Air Sudu 174-177Lengkung 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 CO2

-Rukmi Sari Hartat), Kadek Juliana, I N. Suprapta Winaya, A. A. I. A. Sri Komaladewi182-185

[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 196-200Al2O3-Air-Wayan Nata Septiadi, Ketut Asatawa, Putu Dandy Mandala S

[ET-023]

Pengaruh Variasi Sudut Kelengkungan Sudu Sepanjang Span Suatu Blower Terhadap 201-205Kecepatan 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 211-215Aluminium-Gaguk Jatisukamto, Viktor Malau, M. Noer Ilman, Priyo Tri Iswanto

[DM-027]

Pendekatan Ekperimental dan Numerik untuk Menentukan Sifat Plastic Material 216-220Terdeformasi Hasil Spot Welding Joint- I N Budiarsa, I K Suarsana, Febianto Funedi

Prosiding Abstrak KNEP VIII 2017 ISSN 2338-414X v i i

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

* Korespondensi: Tel./Fax.: 081339821262 / 0361703321E-mail: ins.winaya@unud.ac.idTeknik Mesin Universitas Udayana 2017

Pirolisis Fixed Bed Berbahan Bakar Plastik Polipropilena

IB. Alit Swamardika1), Ivan Ricardo2), I N. Suprapta Winaya2)*, M. Agus Putrawan2)

1)Program Studi Teknik Elektro Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali2)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 dariproses pirolisis dapat berupa liquid yang mempunyai sifat mampu bakar. Keuntungan pirolisis adalah menghasilkan produkdengan energi tinggi serta pengontrolan proses yang lebih mudah.Plastik Polipropilena (PP) merupakan bahan baku yang banyak digunakan untuk aplikasi pengemasan, tekstil, serta peralatanrumah tangga. Jenis plastik PP tidak dapat terurai dengan baik dalam jangka waktu yang cukup lama sehingga peningkatanjumlah timbunan sampah plastik di TPA dapat menjadi masalah lingkungan.Sebuah reaktor pirolisis black steel skala laboratorium berdiameter 15cm dengan tinggi 55cm digunakan untuk mengetahuipengaruh temperatur terhadap performansi dari proses pirolisis. Kontrol temperatur menggunakan thermocontroller sensor yangdihubungkan dengan sebuah kontaktor untuk mengalirkan listrik melalui heater pada dinding reaktor. Sebuah heat exchangertipe counterflow berpendingin air dihubungkan dengan outlet reaktor selama proses pengembungan gas menjadi cair. Massainput bahan bakar plastik yaitu konstan sebesar 1 kilogram. Pengukuran temperatur pada reaktor menggunakan termokopel tipeK yang dihubungkan realtime 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. Halini ditandai dengan meningkatnya volume liquid yang dihasilkan, perbedaan tingkat kekeruhan, serta waktu bahan bakar yangterkonversi 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 theflamable 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. PPas 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 performanceof the pyrolysis. The reactor was made from black steel has 15 cm diameter with 55 cm of height. Reactor temperature wascontrolled by thermocontroller sensor to heat the heater from the contactor system. Counterflow heat exchanger liquid coolingsystem 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 (TºReactor: 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 performancecan 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. PendahuluanMasalah sampah telah menjadi masalah umum.

Hal ini dikarenakan meningkatnya produksi sampah dikota-kota besar. Pada umumnya penanganan sampahhanya menggunakan metode konvensional yaknimengangkut ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA).Aktifitas utama pemusnahan sampah di TPA adalahdengan landfilling yang dimana tidak layak disebutteknologi penanganan sampah [1].. Penanganansampah dengan metode landfilling kurang disukaikarena berdampak buruk bagi lingkungan juga tidakmampu mengurangi volume sampah jenis rubbish(tidak mudah membusuk). Sampah jenis rubbishterbanyak berwujud plastik yang dimana tidak dapatterurai seiring waktu (non-biodegradable waste).

Plastik adalah senyawa polimer dengan elemenutamanya adalah karbon (C). Teknologi yang sudahdikembangkan untuk mengurangi jumlah sampah yaituteknologi thermal seperti pembakaran (combustion),gasification, dan pyrolysis. Pirolisis memiliki prospekyang cukup untuk dikembangkan karena produkhasilnya memiliki kangungan energi yang tinggi sertapengontrolan proses yang lebih mudah [2].

Penelitian mengenai karakteristik produk hasilpirolisis sampah kota telah banyak dilakukan olehpeneliti lain [3-6], akan tetapi penelitian mengenaikarakteristik fraksi cair (liquid) hasil proses pirolisissampah plastik masih jarang dilakukan. Maka dari itudalam penelitian ini dilakukan studi karakteristikpirolisis 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 reaktorpirolisis dengan variasi temperatur reaktor sebesar300ºC, 400ºC, 500ºC. Penelitian pirolisis bahan bakarplastik akan dikaji secara teoritis dan eksperimental didalam reaktor pirolisis skala laboratorium.

2. Metode Penelitian2.1. Variabel Penelitian

• Variabel bebasVariabel bebas adalah kondisi yang

mempengaruhi munculnya suatu gejala, dengan totalmassa yang digunakan sebanyak 400 gram danvariasi suhu reaktor, yaitu :

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

• Variabel terikatVariabel terikat adalah kumpulan sejumlah gejala

yang memiliki sejumlah aspek atau unsur yangmenerima atau menyesuaikan diri dengan variabellain. 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 BomKalorimeter.Langkah-langkah dalam melakukan pengujiansebagai berikut: Persiapan alat

a. Persiapkan dan tempatkan alat pada mejayang terbuat dari isolator seperti kayuuntuk mencegah adanya short padakomponen yang dialiri listrik.

b. Buka bom dan letakkan apda peganganyang telah disiapkan, masukkan wadah /cawan tempat bahan bakar sertatempatkan asam benzoat berupa pelletkedalam cawan.

c. Massa dari asam benzoat yang akan diujiadalah 1 gram.

d. Potong kawat pematik dengan panjangkurang lebih 12 cm kemudian pasangkawat pada terminal pematik dan pastikankawat menempel pada sampel untukmembantu pembakaran.

e. Setelah semua selesai, pasang bomkembali pada tabung bom dengan hati-hati untuk memastikan bahwa sampelpada cawan tidak terjadi pergeseran dariposisi semula dan kawat pematik tetapmenempel baik pada sample.

f. Kencangkan semua karet agar tidakterjadi kebocoran gas

g. Injeksi oksigen kedalam tabung dengantekanan maksimal 40atm.

h. Masukkan tabung bom kedalam wadahyang sudah berisi media pendingin dalamhal ini digunakan air, pastikan tidak adapergerakan / pergeseran yang terjadiselama proses instalasi dan seluruhpermukaan tabung bom ditutupi air.

i. Pasang terminal kabel ignition ataupematik dengan terminal dari tabung bom.

j. Tutup bagian atas wadah, dilanjutkandengan instalasi pengaduk/mixing denganmenghubungkan puli ke motor listrik.

k. Pasang thermometer digital untukmengukur temperatur air.

l. Setelah semua alat terpasang, hidupkancatu daya dan hidupkan motor pengaduk.

m. Thermometer digital akan menunjukkanperubahan untuk beberapa saat, ini terjadiakibat distribusi panas dari mediapendingin (air) belum merata di masing -masing sisi. Setelah kurang lebih 5 menit,temperatur akan konstan.

n. Catat temperatur awal T₁.o. Tekan saklar pematik untuk mengalirkan

arus ke arah pematik, kawat inilah yangakan membantu proses pembakaran awaldari sample.

p. Amati perubahan temperatur yang terjadipada thermometer digital samapaitemperatur tertinggi, setelah pembakaranbiasanya tidak akan terjadi perubahantemperatur lagi.

q. Catat temperatur akhir T2.

Gambar 1. Bom Kalorimeter

2.3. Peralatan yang digunakanPada pengujian penelitian ini menggunakan alat

pirolisis yang ada di Lab. Teknik Mesin, FakultasTeknik Universitas Udayana, menggunakan reaktortipe updraft untuk plastik.

Gambar 2. Skematik Peralatan Eksperimen Fixed BedPirolisis

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

Pada proses pirolisis dengan menggunakan teknologifixed bed, reaktor dipanaskan secara eksternalsampai dengan variasi suhu 300ºC, 400ºC, 500ºC,gas nitrogen digunakan untuk mensterilkan reaktordari gas oksigen karena pada proses pirolisis tidakboleh ada gas oksigen sedikitpun. Setelah reaktormencapai temperatur yang diinginkan, bahan bakaryang sudah dipotong dan ditimbang sebelumnya,dimasukan ke dalam reaktor fixed bed. Kemudian gasnitrogren dimasukan ke dalam reaktor. Gas hasilpembakaran bahan bakar akan mengalir ke atas danmengalir melalui pipa pendingin yang sudah didesainterendam di dalam pipa yang lebih besar berisikan airdingin. Air dingin yang berada di pipa besar dibuatbersirkulasi dengan bantuan pompa. Setelah gasdidinginkan, untuk kualitas gas yang kurang baik akanmencair dan akan menetes pada keran pertama,sedangkan untuk gas yang kualitasnya baik akanmengembun naik lalu akan berkumpul di tabung danmentes melalui keran ke dua. Lalu hasil cairan akan diuji untuk mengetahui kandungan yang ada didalamnya.

3. Hasil dan Pembahasan3.1. Grafik Hasil

Dari penelitian proses pirolisis plastik yang sudahdilakukan, menghasilnya liquid yang volumenya dapatdilihat di gambar di bawah ini.

Gambar 3. Grafik Volume Liquid

Hasil liquid dari proses pirolisis pada temperatur300ºC menghasilkan warna yang agak gelap dankeruh. Liquid mulai menetes pada menit ke 70 daritotal lama pengujian 120 menit.

Gambar 4. Hasil Liquid Temperatur 300ºC

Pada temperatur 400ºC, liquid bewarna agak terangmenguning, tidak terlalu keruh. Liquid mulai menetespada menit ke 30 dari total lama pengujian 120 menit.

Gambar 5. Hasil Liquid Temperatur 400ºC

Sedangkan pada temperatur 500ºC liquid bewarnakuning terang dan jernih. Liquid mulai menetes padamenit ke 10 dari total lama pengujian 120 menit.

Gambar 6. Hasil Liquid Temperatur 500ºC

Penelitian proses pirolisis juga menghasilkanarang namun tidak berbentuk bongkahan arangmelainkan butiran hitam. Pada temperatur 300ºCarang agak sedikit mengeras dan bewarna kuningkehijauan.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Volu

me

(lite

r)

Volume Liquid

Temperatur 300 Temperatur 400 Temperatur 500

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 danbewarna gelap. Sedangkan pada temperatur 500ºCarang berbentuk kering dan bewarna terang.

Gambar 7. Grafik Massa Arang

Maka jika dibandingkan pada masing-masingsuhu reaktor, suhu reaktor yang paling tinggimenghasilkan liquid lebih cepat daripada suhu reaktoryang lebih rendah. Gambar grafik di bawah inimenunjukan perbandungan waktu tetes awal liquidpada masing-masing suhu reaktor.

Gambar 8. Waktu Tetes Awal

Hasil dari proses pirolisis yang berupa liquiddilakukan uji kalori. Uji kalori liquid menggunakan alatBom Kalorimeter yang hasilnya tertera di tabel dibawah ini.

4. SimpulanDari penelitian proses pirolisis plastik yang telah

dilakukan, dapat disimpulkan bahwa semakin tinggitemperatur reaktor, maka semakin banyak liquid yang

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

Ucapan Terima KasihPenulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Universitas Udayana melalui hibahPNBP dan semua pihak yang telah banyakberkontribusi 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 RatePada Proses Slow Pirolisis Sampah Bambu DanSampah Daun Pisang, Prosiding SeminarRekayasa Kimia dan Proses, Jurusan Teknik KimiaFakultas Teknik Universitas Diponegoro,Semarang.

[3] Elykurniawati, 2009. Pemanfaatan Blotong MenjadiBahan Bakar Cair dan Arang dengan ProsesPirolisis. Surabaya, Universitas PembangunanNasional Veteran Jawa Timur.

[4] Moinuddin K.A.M., 2012. Effects of Variation InHeating Rate, Sample Mass and Nitrogen Flow onChemical Kinetics for Pyrolysis, 18th AustralasianFluid Mechanics Conference.

[5] Qonita Rachmawati, 2014. Pengolahan SampahSecara Pirolisis Dengan Variasi Rasio KomposisiSampah dan Jenis Plastik, Jurusan TeknikLingkungan Institut Teknologi Sepuluh Nopember(ITS), Surabaya.

[6] Sri Gati Hutomo, 2014. Studi KarakteristikDekomposisi Termal Temperatur Tinggi Ban BekasUntuk Mendapatkan Bahan Bakar Gas Alternatif.

Ida Bagus Alit Swamardika adalahdosen tetap di Jurusan TeknikElektro Fakultas Teknik UniversitasUdayana yang menyelesaikan studiS1 sampai dengan S3 nya diinstitusi yang sama.Bidang penelitian yang diminatiadalah Interface piranti lunakberbasis ergonomi, robotika dankonversi energi.Ivan Ricardo mulai studi S1 diJurusan Teknik Mesin UniversitasUdayana dari tahun 2012 mengambiljudul penelitian “PerformansiPirolisis Fixed Bed Berbahan BakarPlastik Polipropilena Dengan VariasiTemperatur”. Bidang yang palingdiminati adalah Konversi Energikhususnya Energi Baru danTerbarukan

0

20

40

60

80

100

Jum

lah

Mas

sa (g

r)

Massa Arang

Temperatur 300 Temperatur 400Temperatur 500

01020304050607080

Wak

tu T

etes

(men

it)

Waktu Tetes Awal

Temperatur 300 Temperatur 400 Temperatur 500

Sampel massa(gr)

m.H2O(gr.H2O)

HHV(cal/gr)

LHV(cal/gr)

Plastik300oC 0.77027 0.81600 5847.763 5405.165Plastik400oC 0.83483 1.02124 10965.582 10411.661Plastik500oC 0.88930 1.08280 10929.281 10341.970