KARAKTERISASI THERMAL ALUMUNIUM FOIL SEBAGAI PERSIAPANPENGOLAHAN LIMBAH SECARA INSENERASI

SutotoPusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif

ABSTRAKKARAKTERISASI THERMAL ALUMUNIUM FOIL SEBAGAI PERSIAPAN

PENGOLAHAN LlMBAH SECARA INSENERASI. Telah dilakukan pengujian pembakaranterhadap bahan aluminium foil, untuk Gambaran pengolahan limbah dengan proses insenerasi.Pengujian dilakukan dengan intrumentasi TGA ( thermal gravimetric analyser) denganpemanasan diprogramkan dari 30 sampai 800°C. Untuk meningkatkan kualitas penelitian,dilakukan juga pengamatan pembakaran komponen limbah terbakar seperti, kertas, kain dankarton. Hasil yang didapatkan adalah Gambaran tidak adanya perubahan berat bahan sampaipemanasan bertemperatur 800°C. Hasil tersebut dapat dipakai sebagai batasan keberadaanaluminium foil sebagai komponen limbah untuk proses insenerasi.

ABSTRACTTHE CHARACTERIZA TiON THERMAL OF FOIL ALUMUNIUM AS PRE

TREA TMENT TO WASTE INCINERA TION PROCESS. The test burning of the foil aluminiumwere done to supporting operate condition of the incineration process. The determination weredone with a thermal gravimetric analyser (TGA) and was setting temperature programming from30 until 8000 C. To improving of research data, are refferent sample as matrix waste such aspaper, cotton and carton materials also were inspected together. Result of the research isinformation input that an foil aluminium can not to burning process until the temperature setting8000 C. These result can be use to confirm limit of an alumunium foil waste content to be

incinerate process.

PENOAHULUANStabilisasi mutu suatu produk yang rentan terhadap kontaminasi udara

dan sinar matahari diatasi dengan pengepakan. Alumunium foil sebagai bahanpakaging terbukti dapat mengatasi kendala dan banyak produsen makanan,susu terpasteurisasi dan obat-obatan memakainya. Bahan tersebut berfungsiganda, yaitu tidak tembus sinar dan udara. Oleh karenanya alumunium foildiunggulkan sebagai bahan packaging dibandingkan plastik dan kertas. Bahantersebut relatif murah dan mudah dipemakaiannya., sehingga menambahpotensi jumlah dan variasi jenis limbah di lingkungan. Oi sektor litbang danaplikasi nuklir, bahan tersebut ditemui sebagai sarana kemasan sample,disamping sebagai sarana bantu pekerjaan di laboratorium. Bagian sistempenyaring udara ruangan (filter) jenis pra dan filter HEPA juga memakaialumunium foil, selain bahan fiber sebagai media penyaringnya. Pengganaanaluminium foil di unit filter adalah sebagai sekat/pembatas diantara 2lempengan media filter, sehingga berfungsi mengarahkan aliran udara. Jumlahpasokan filter bekas relatit besar, karena semua fasilitas nuklir harusdiperlengkapi dengan sistem Off-Gas sebagai sarana pengendaliankontaminasi.di ruangan. Fasilitas reaktor, elemen bahan bakar danlaboratorium pengujian adalah fasilitas yang potensial memasok limbah filter.

Hasi! Pene!itian Tahun 2000

Analisis bahan terhadap satu unit limbah filter jenis pra dan HEPAbuatan Solfitra , didapatkan bahwa jumlah bahan aluminium foil relatif besardan sebanding dengan jumlah media fiber selulosa. Metal galvanis dipakaisebagai kerangka(frame) susunan media filter dan pengarah aliran fluidasehingga stabilitas strukturnya tahan terhadap dinamika aliran fluida.Pengolahan filter bekas selain berasal dari fasilitas bahan bakar dapatdilakukan dan ekonomis dengan teknik pemampatan. Tetapi mengingat bahanselulosa fiber sebagai media filter dapat direduksi thermal, maka prosesinsenerasi dapat dipakai untuk pengolahan. lJntuk pengolahan denganinsenerasi, diperlukan perlakuan awal (pre treatment), yaitu kegiatanpemisahan (dismantling) bahan logam dan non logam. Aluminium foil danframe hasil pemisahan tidak dapat di insenerasi

Untuk mengupayakan keselamatan pekerja dari kontaminan, kegiatandismantling filter bekas dilakukan di dalam glove box. Hasil kegiatan berupapengelompokan bahan yang berbeda pengo)ahannya, berupa ; bahan mediafilter, alumunium foil dan frame filter.. Untuk dapat diproses insenerasi, bahanmedia filter, harus diputong-potong kecil dan dikemas dalam kotak karton.Mengingat perbandingan volume bahan media filter dan alumunium foil sarnabesar, dan diambil dari filter bekas yang jumlahnya besar, maka sangatdimungkinkan bahan aluminium foil terikut kedalam kelompok media filter.Untuk menanggulangi sekecil mungkin akibat terikutnya bahan alumunium foilke pengupanan proses insenerasi, maka dilakukan percobaan karakterisasialuminium foil pasca pemanasan operasi insenerasi.

BAHAN DAN TAT A KERJA

BahanUntuk percobaan dipakai bahan alumunium foil yang tidak aktif dan

didapatkan dipasaran umum. Sampel dibuat ~engan memotong lembaranaluminium foil dengan ukuran 0,5 X 0,5 cm dan ditimbang dengan neracaanalitis buatan Mettler. Sebagai bahan pembanding, dipakai potongan kertas,karton dan kain dengan ukuran sarna yaitu 0,5 X 0,5 cm dan masing-masingditimbang. Hasil preparasi berat sampel dapat dilihat pada Tabel.1. Kemudianmasing-masing jenis sampel dimasukkan ke dalam krus alumina untuk diuji

perubahan beratnya pada berbagai perubahan teroperatur.

44Hasil Penelitian Tahun 2000

PercobaanPercobaan dilakukan dengan instrumen TGA (thermogravimetric

analyser) tipe MAC-SOD buatan LECO. Peralatan tersebut berupa sebuahtungku listrik yang dilengkapi dengan timbangan mikro analitis dengansensitivitas 1 ~lg dan beroperasi otomatik. Untuk mencatat perubahan besaranparameter pengujian, berupa temperatur, berat dan waktu pemanasan, sistemtersebut dihubungkan dengan sebuah komputer pengolah data. Sistematikaperalatan TGA terlihat di Gambar 1 Pelaksanaan pengujian thermal dilakukandengan cara menempatkan setiap krus isi sampel diatas meja putar yang ada didalam tungku. Selanjutnya dilakukan pengisian data berat awal (input data)untuk masing-masing sampel (Tabel 1) ke sistem komputer. Kondisi di dalamrauangan tungku dibuat bersuasana udara dengan mengalirkan udara kering(dry air) dari tabung dengan kecepatan pengaliran 10 ml/menit. Program

pengoperasian tungku yang berupa kecepatan pemanasan, range temperaturdan pendinginan dilakukan dengan melalui input komputer. Kondisi percobaandapat dilihat pada Tabel. 2.

I :J 'IJ c6

7

1

i

10i ~ 5

-I

4

~=JF=\ ~Gambar 1. Sistematika Peral~tan TGA (Thermal Gravimetic Analyzer)

Keterangan :1. Tungku listrik2. Meja putar3. Krus sam pel4. Timbangan5. Komputer6. Flowmeter7. Udara kering

45HasiJ PeneJitian Tahun 2000

HASIL DAN PEMBAHASANOi Pengolahan limbah radioaktif, faktor keselamatan proses adalah hal

utama, disamping keselamatan radiasi dan lingkungan. Untuk hal tersebut,percobaan awal yang dilakukan di laboratorium sangat diperlukan, yakni untukmendapatkan Gambaran mekanisme proses yang terjadi. Untuk prosesinsenerasi limbah, percobaan pembakaran bahan simulasi limbah denganinstrumen TGA akan menghasilkan gamb?ran terjadinya proses reduksi beratdari limbah. Pada percobaan pembakaran dengan sampel alumunium foilsebagai bahan simulasi media filter dan dibandingkan dengan simulasi limbahterbakar berupa kertas, karton dan kain didapatkan thermograph hubunganantara penurunan befat, temperatur dan waktu pemanasan seperti kurva yangdirekam komputer seperti Gambar 2.

11,0

7,0

6,0

5,0

-«()-c:EQ)

I-

~

~

~Q)aJ

4,0

3,0

2,0

1,0

0,0

Gambar 2. Kurva perubahan berat sam pel pada operasi TGAdari 28 sampai 8000 C

Pada kurva penurunan berat (dW/dQ) T;500 C untuk sampel ; kertas, kain dankarton tampak menurun tajam, berarti bahwa ketiga bahan tersebut padatemperatur 500 0 C mengalami reaksi pembakaran dan beratnya turun. Padapemanasan selama 35 menit, temperatur tungku T= 800 0 C, terlihat untuk

46Hasil Penelitian Tahun 2000

ketiga bahan diatas nilai (dW/dQ) konstan. Ketiga bahan yang termasukgolongan limbah terbakar sudah berubah menjadi abu. Perbandinga faktorpengabuan untuk ketiga bahan tersebut, kain : kertas : larton adalah 80 : 90 :100 Hal tersebut sangat berbeda dengan aluminium foil, dimana kurva(dW/dQ) dari T kamar sampai 800 0 C tetap konstan, berarti alumunium foil

tidak mengalami perubahan berat selama pemanasan sampai 800 0 C.Alumunium foil tidak efisien diolah dengan proses insenerasi..Untukmenanggulangi terikutnya bahan alumunium foil kedalam umpan insenerasi,maka batasan ukuran dan bentuk bahan alumunium harus kecil, sehinggamudah dikeluarkan bersama abu hasi! pembakaran limbah terbakar. Kendalapengeluaran abu yang sering timbul adalah terjadinya arang sebagai dampakproses yang tidak sempurna.

KESIMPULANPengujian pembakaran limbah padat dengan instrumen thermal

gravimetric analyser (TGA) perlu dilakukan terlebih dahulu, yaitu untukmendapatkan Gambaran proses yang akan terjadi di tungku. Temperatur daninterval waktu pengumpanan limbah sebagai parameter proses, besarannyadapat ditentukan dari hasil ~ji pembakaran. Kendala proses insenerasi karenanadanya aluminium foil sebagai matrik limbah umpan dapat ditanggulangidengan perlakuan awal sortir ukuran. Diharapkan semua bentuk/ukuran limbahumpan lebih kecil dari ukuran baki (tray) pemanas.

DAFT AR PUST AKA1. YOUNG CHIL SEa, HEE CHUL YANG, JOaN HYUNG KIM; Volume

Reduction Ratio and Decontamination Factor of the Bench Scale RadwasteIncineration Process, Journal of Korean Nuclear Society, Vol.21 No.4

(1989)2. .HEE CHUL YANG, YOUNG CHIL SEa, JOaN HYUNG KIM; Vaporation

Characteristic of Heavy Metal Compound at Elevated Temperature. KoreanJournal of Chemical Enginerring, 11 (4) 232-238 (1994)

3. HEE CHUL YANG, IN TAE KIM, JEONG GUK KIM; Trial Burn of Low LevelWaste Demonstration Scale Incineration Plant at KAERI, Journal of theKorean Nuclear Society, Vol 27 No 5 (1995)

Hasil Penelitian Tahun 2000 47