Pirolisis Thermal ppt

download Pirolisis Thermal ppt

of 22

  • date post

    02-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    336
  • download

    33

Embed Size (px)

description

Tugas Perancangan Produk Proses Pirolisis Ban bekas

Transcript of Pirolisis Thermal ppt

Name of presentation

TUGAS PERANCANGAN PRODUK

Oleh :

PIROLISIS THERMAL PADA BAN BEKAS

NAMANIM Jefry Reyaldi Turnip120405044Roger R.H Purba 120405046Trio F. L. Tarigan120405047Grace Angelin 120405050

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SUMATERA UTARAMEDAN20151Masalah 2 : Menambang Gunung BanBan bekas telah menjadi masalah utama pada level lokal, regional, nasional dan internasional. Secara keseluruhan, negara-negara industri membuang ban bekas sekitar 6,5 juta ton / tahun :Kebanyakan limbah ini langsung dibuang ke landfill. Landfilling bukan saja metode yang berbahaya, unsustainable, tetapi juga pemborosan. Bahan-bahan kimia dan energi yang tersimpan dalam ban secara permanen akan hilang karena ditanam. Disamping itu, komponen-komponen lain dari ban (flame retardants, stabilizers, colorants, dll) akan keluar dari timbunan dan lepas ke lingkungan menyebabkan masalah pencemaran air dan tanah. Jelaskan bahwa pembuangan ban yang lebih baik diperlukan untuk alasan-alasan lingkungan, politik, dan ekonomiTim inti kami mempertimbangkan kemungkinan :Pirolisis termal menjadi produk yang lebih bermanfaat Landfilling adalah pengelolaan sampah dengan cara menimbunnya didalam tanah. Teknologi alternatif yang telah dikembangkan untuk mengurangi jumlah volume sampah buangan, khususnya sampah jenis rubbish diantaranya teknologi daur ulang, dan teknologi transformasi termal. Proses transformasi termal selanjutnya terbagi menjadi tiga macam pengolahan yaitu pembakaran (combustion), gasification dan pirolisis (Hutomo, dan Winarno, 2010). Ban merupakan bagian penting dari kendaraan bermotor seperti sepeda motor dan mobil. Ban memiliki bahan dasar karet yang merupakan salah satu jenis polimer sintesis (polistiren). Polistiren adalah molekul yang memiliki berat molekul ringan, terbentuk dari monomer sirena berbau harum (Damayanthi dan Martini, 2007). Karet yang dibuat untuk ban adalah karet butadiene. Karet ini dibuat secara kopolimerisasi antara butadiene dan stirena (Surdia dan Saito, 2005).Latar BelakangBan berbahan dasar karet, merupakan salah satu jenis polimer sintetis (Polystirene). Polystirene tidak dapat dengan mudah direcycle sehingga pengolahan limbah polystirene harus dilakukan secara benar agar tidak merugikan lingkungan. Proses perengkahan polystirene merupakan salah satu cara untuk meminimalisir limbah polystirene tersebut. Polystirene adalah molekul yang memiliki berat molekul ringan, terbentuk dari monomer stirena yang berbau harum. Kelebihan polystirene adalah ringan, keras, tahan panas, agak kaku, tidak mudah patah dan tidak beracun. Sifat fisis polystirene disajikan pada Tabel 1. Sifat Fisis Polystirene

Densitas1050 kg/m Density of EPS 25-200 kg/m Specific Gravity1.05 Electrical conductivity (s)10-16 S/m Thermal conductivity (k) 0.08 W/(mK) Young's modulus (E)3000-3600 MPaTensile strength (st) 4660 MPa Elongation at break34% Notch test25 kJ/m Glass temperature 95 C Melting point240 C Vicat B90 CHeat transfer coefficient (Q) 0.17 W/(m2K) Linear expansion coefficient (a) 8 x 10-5 /K Specific heat (c) 1.3 kJ/(kgK) Water absorption (ASTM)0.030.1 DecompositionX years, still decaying(Damayanthi dan Martini, 2012) Polystirene adalah polimer hidrokarbon parafin yang terbentuk dengan cara reaksi polymerisasi, dimana reaksi pembentukan polystirene adalah:

Gbr. 1. Reaksi Pembentukan Polystirene (Damayanthi dan Martini, 2012) Proses produksi hidrokarbon cair dari Polystirene dapat dikerjakan dengan proses perengkahan (cracking). Proses perengkahan ini berlangsung pada suhu tinggiCracking karet ban bekas pada suhu tinggi adalah proses paling sederhana untuk daur ulang karet ban bekas. Pada proses ini material polimer atau karet ban bekas dipanaskan pada suhu tinggi. Proses pemanasan ini menyebabkan struktur makro molekul dari karet terurai menjadi molekul yang lebih kecil dan hidrokarbon rantai pendek terbentuk. Produk yang dihasilkan berupa fraksi gas, residu padat dan fraksi cair, yang mengandung parafin, olefin, naptha, dan aromatis. Proses ini memiliki 2 masalah, yaitu masalah dalam distribusi produk dan masalah dalam penggunaan suhu tinggi yang menggunakan suhu lebih dari 900oC.(Damayanthi dan Martini, 2012)

Ban kendaraan bermotor yang telah lama dipakai akan aus akibat gesekan dengan jalan. Ban yang telah aus ini harus segera diganti karena dapat membahayakan pengendara. Tingkat keausan pada ban berbeda-beda tergantung komposisi penyusun dari ban (Hutomo, dan Winarno, 2010). Menurut ko et. all. (2004) komposisi penyusun ban bervariasi sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan oleh pabrik pembuatnya, namun demikian, galvagno et all. (2002) menyatakan bahwa secara umum senyawa komposisi dari ban dapat dilihat pada tabel berikut (Hutomo, dan Winarno, 2010) :Tabel 2. Komposisi Penyusun Ban

Komposisi Persentase (%)Karbon85,16Hidrogen7,27Oksigen0,54Nitrogen0,38Sulfur 2,30Ash 4,36Karbon hitam merupakan komposisi terbanyak dalam penyusunan ban digunakan untuk memperkuat karet dan membantu ketahanan terhadap goresan selam proses vulkanisasi ban ditambahkan senyawa sulfur untuk mengikat polimer dengan karet dan juga untuk memperkuat serta mencegah berubahnya bentuk ban akibat temperatur yang tinggi (Mastral, et all., 2000)(Mastral, et all., 2000)Definisi PirolisisPirolisis atau devolatilisasi adalah proses fraksinasi material oleh suhu. Proses pirolisis dimulai pada temperatur sekitar 230 C, ketika komponen yang tidak stabil secara termal, dan volatile matters pada sampah akan pecah dan menguap bersamaan dengan komponen lainnya (Ramadhan dan Ali, 2011). Pirolisasi adalah suatu proses dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya, di mana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas (Ratnasari, 2011). Produk pirolisis umumnya terdiri dari tiga jenis, yaitu gas ringan (H2, CO, CO2, H2O dan CH4), tar (pyrolitic oil), dan char (Ramadhan dan Ali, 2011; Ratnasari, 2011). Semua produk dari pirolisis bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan. Selain tiga jenis produk tersebut teknologi pirolisis juga menghasilkan produk lain. Adapun produk pirolisis lainnya antara lain : Arang (Biochar), Torrified Wood, Arang Aktif, Briket Arang, Biooil, Syngas (Ratnasari, 2011). Dengan proses pirolisis tersebut bahan baku berupa limbah organik akan terdekomposisi menjadi arang, bio-oil, dan syngas. Bio-oil dan syngas potensial untuk pembangkit listrik dan panas yang sangat dibutuhkan oleh proses industri (Ratnasari, 2011). Dengan teknologi pirolisis ini kita dapat mengatasi limbah organik, menjadikan lingkungan lebih sehat sehingga menjadi aktivitas yang zero waste dan menjadikannya produk akhir yang bernilai tambah (Ratnasari, 2011).

Pada proses pirolisa terdapat beberapa tingkatan proses, yaitu pirolisa primer dan pirolisa sekunder. Pirolisa primer adalah pirolisa yang terjadi pada bahan baku (umpan), sedangkan pirolisa sekunder adalah pirolisa yang terjadi atas partikel gas/uap hasil pirolisa primer. Pirolisa merupakan penguraian karena panas sehingga keberadaan O2 dihindari karena dapat memicu reaksi pembakaran (Lufina, dkk., 2013).Pirolisis merupakan salah satu alternatif pengolahan sampah kota yang dipandang cukup prospektif untuk dikembangkan karena memiliki beberapa keuntungan diantaranya : Memiliki rasio konversi yang tinggi, Produk-produknya memiliki kandungan energi yang tinggi,Produk-produk yang dihasilkan dapat ditingkatkan menjadi bahan dasar keperluan lain serta Pengontrolan proses yang lebih mudah bila dibandingkan dengan proses insenerasi (Hutomo, dan Winarno, 2010)Pirolisis dengan laju pemanasan yang lambat terhadap limbah ban akan menghasilkan: Arang hingga 50%kadar abu sekitar 10%. Pemanfaatan arang: Digunakan langsung sebagai bahan bakarDipadatkan menjadi briket bahan bakar Digunakan sebagai bahan adsorpsi seperti karbon aktif Dihancurkan dan dicampur dengan produk minyak pirolisis menghasilkan lumpur (slurry) untuk pembakaran. Nilai kalori arang relatif tinggi: Arang dari sampah kota sekitar 19 MJ/kg, Arang dari ban sekitar 29 KJ/kg Arang limbah kayu sekitar 33 MJ/kg Nilai kalori batu bara 30 MJ/kg. Arang dari limbah dapat digunakan sebagai bahan bakar kelas menengah.Produk minyak dari pirolisis limbah dapat digunakan dalam sistem pembangkitan listrik secara konvensional, seperti mesin diesel dan turbin gas. Karakteristik dari bahan bakar proses pirolisis tidak sama dengan bahan bakar minyak alam (memerlukan modifikasi sebagai pembangkit tenaga atau peningkatan kualitas bahan bakar). Nilai kalor minyak dari pirolisis 25 MJ/kg untuk minyak dari limbah domestik (sampah) 42 MJ/kg untuk minyak dari limbah ban(Ahmad dan Riska, 2012)Pada proses pirolisis juga dihasilkan produk samping berupa asap yang dapat dikondensasi menjadi asap cair. Kondensasi asap sangat penting dilakukan dan bertujuan untuk mencegah pencemaran udara akibat proses tersebut. Menurut Haji (2007) asap cair hasil pirolisis bahan-bahan organik dapat digunakan untuk berbagai keperluan karena umumnya bersifat asam dan banyak mengandung komponen fenolik. Asap cair mengandung asam-asam organik dan senyawa fenolik yang dapat diolah menjadi cuka kayu. Asap cair dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, yaitu sebagai pengawet, antioksidan, dan biopestisida.(Ratnasari, 2011)Waktu Waktu berpengaruh pada produk yang akan dihasilkan karena, semakin lama waktu proses pirolisis berlangsung. produk yang dihasilkannya (residu padat, tar, dan gas) makin naik. Kenaikan itu sampai dengan waktu tak hingga () yaitu waktu yang diperlukan sampai hasil padatan residu, tar, dan gas mencapai konstan. Nilai dihitung sejak proses isotermal berlangsung. Tetapi jika melebihi waktu optimal maka karbon akan teroksidasi oleh oksigen (terbakar), menjadi karbondioksida dan abu. Untuk itu pada proses pirolisis penentuan waktu optimal sangatlah penting. Dengan mengambil anggapan bahwa