Pengembangan Reaktor Rotary Kiln untuk Produksi Minyak Pirolitik

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Ilustrasi oleh oto.detik.com

Ketertarikan di bidang pengelolaan limbah dengan penerapan konsep Waste to Energi (WtE) menyatukan peneliti dari tiga universitas untuk mengembangkan sebuah reactor rotary kiln dengan tujuan agar dapat memproduksi minyak pirolitik dari ban bekas. Ketua tim, yaitu Mochamad Syamsiro dari Teknik Mesin Universitas Janabadra Yogyakarta merupakan lulusan Universitas Gadjah Mada dan doctoral dari Tokyo Institute of Technology, Japan dengan minat bidang sistem dan teknologi limbah menjadi energi yang berfokus pada pirolisis, gasifikasi, dan pembakaran. Anggota peneliti, yaitu M.S. Dwicahyo, Y. Sulistiawati dan M. Ridwan dari Universitas Islam Indonesia Yogakarta dengan minat bidang yang sama dengan ketua peneliti serta Nita Citrasari dari Teknik Universitas Airlangga dengan minat bidang pengelolaan sampah.

Pertumbuhan ekonomi Indonesia dalam beberapa tahun terakhir telah meningkatkan mobilitas orang dan barang sehingga diperlukan lebih banyak moda transportasi, terutama transportasi darat seperti mobil penumpang, truk, bus, dan sepeda motor. BPS melaporkan bahwa rata-rata pertumbuhan kendaraan bermotor selama periode Tahun 2012-2016 mencapai lebih dari 9% dengan pertumbuhan terbesar dalam kendaraan penumpang mencapai hampir 10%. Kondisi tersebut berdampak pada jumlah ban bekas yang dihasilkan dari berbagai moda transportasi yang ada. Masa pakai ban rata-rata 5 tahun untuk mobil dan 2 tahun untuk sepeda motor, maka dapat diperkirakan bahwa jutaan ban bekas dibuang dan berpotensi mencemari lingkungan. Ban berbahan dasar karet, merupakan salah satu jenis polimer sintetik polistiren yang tidak dapat didaur ulang sehingga perlu waktu puluhan tahun atau bahkan ratusan tahun untuk mengurai ban bekas. 

Di sisi lain, menipisnya cadangan bahan bakar fosil adalah masalah lain yang terkait dengan pasokan kebutuhan energi untuk industri dan kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, pengembangan dan implementasi bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan perlu mendapat perhatian agar ditemukan solusi untuk menyelesaikan masalah limbah dan energy. Solusi alternatif, diantaranya dengan mengembangkan energi baru terbarukan yang ramah lingkungan untuk mengubah limbah ban menjadi bahan bakar minyak dengan menggunakan konsep pirolisis. Pirolisis adalah proses yang digunakan untuk mengembalikan energi yang terkandung dalam limbah dengan melibatkan proses dekomposisi pada suhu tinggi (300-900⁰ C) dalam kondisi bebas oksigen. Tiga produk yang diperoleh dari proses pirolisis ini adalah cairan, arang padat, dan gas.

Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki pengaruh kecepatan rotasi dan keberadaan pengangkat pada distribusi produk dan karakteristik oli termasuk viskositas, densitas, dan nilai kalor. Jenis reaktor yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah rotary kiln, tabung berbentuk horizontal dengan bahan di dalam tabung akan dapat digerakkan pada kecepatan rotasi tertentu. Gerakan partikel bahan di dalam rotary kiln terkonsentrasi pada dinding kiln di lapisan pasif. Lapisan ini akan mencapai area permukaan dimana lapisan tersebut digeser ke bawah di lapisan aktif. Proses berulang ini menyebabkan partikel bergerak ke arah aksial setiap kali mereka pindah ke lapisan aktif. Proses ini membentuk dasar untuk pemodelan gerakan partikel dalam rotary kiln dalam arah aksial.

Reaktor dirancang dengan diameter dan panjang masing-masing 260 mm dan 400 mm dan dilengkapi dengan pengangkat yang memiliki panjang segmen 28 mm. Percobaan pirolisis dilakukan menggunakan reaktor rotary kiln semi-batch pada suhu 300 °C. Bahan yang digunakan dalam penelitian berupa limbah ban yang dikumpulkan dari perusahaan daur ulang di Yogyakarta. Hasil awal penelitian memperlihatkan bahwa kecepatan rotasi dan pengangkat mempengaruhi distribusi produk dan karakteristik oli. Penelitian tanpa pengangkat menunjukkan bahwa pada kecepatan rotasi 15 rpm menghasilkan produk cair tertinggi. Namun, produk cair yang dihasilkan dalam percobaan ini masih rendah di semua kondisi. Penggunaan pengangkat mengurangi produk cair dan padat sementara produk gas meningkat. Nilai viskositas, densitas, dan pemanasan oli tersebut masih dapat diterima untuk digunakan di dalam mesin. Seluruh pembuatan reaktor dilakukan oleh bengkel lokal dibawah pengawasan tim peneliti untuk memastikan peralatan dapat diproduksi secara lokal. Akan tetapi, penelitian ini masih terus dikembangkan sebagai upaya dari optimalisasi.

Penulis: Nita Citrasari, S.Si., M.T.

Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:

https://iopscience.iop.org/issue/1755-1315/245/1

M. Syamsiro, M. S. Dwicahyo, Y. Sulistiawati dan N. Citrasari (2019). Development of a Rotary Kiln Reactor for Pyrolitic Oil Production from Waste in Indonesia. IOP Conf. Series: Earth and Enviromnetal Science 245 (2019) 012044. doi:10.1088/1755-1315/245/1/012044.

Berita Terkait

UNAIR News

UNAIR News

Media komunikasi dan informasi seputar kampus Universitas Airlangga (Unair).

Leave Reply

Close Menu