Hasil Penelitian Enjinering dan Lingkungan Tahun 2007
Enjinering & Lingkungan
Peneliti Enjinering & Lingkungan
Erwinsyah, S.Hut. MSc.
Dr. Luqman Erningpraja
Bagus Yudianto, ST
M. Ansori Nasution, ST
Henny Lydiasari, ST
Vita Dhian Lelyana, ST
Pendahuluan
Perkembangan industri kelapa sawit dunia saat ini semakin pesat. Disamping mempunyai prospek yang menjanjikan dengan tingginya harga jual produk kelapa sawit di pasaran dunia, perkembangan industri kelapa sawit juga mendapat sorotan dari berbagai pihak terutama berkaitan dengan keberlanjutan dan kelestarian alam. Untuk mengantisipasi masalah tersebut industri kelapa sawit
Aplikasi tandan kosong sawit (TKS) sebagai mulsa dan kompos (bahan organik) untuk bahan pembenah tanah di kebun kelapa sawit sampai dengan saat ini masih banyak menemui kendala. Kendala utama yang sering dihadapi adalah biaya operasionalnya yang tinggi dan keterbatasan kemampuan tenaga kerja untuk menyebarkannya. Untuk mengatasi kendala tersebut, telah dilakukan rekayasa alat dan mesin (alsin) penyebar bahan organik dengan tujuan untuk meminimalisasi biaya aplikasi bahan organik dan mengefektifkan program pemupukan secara tepat.
Kegiatan rancang bangun difokuskan pada tiga aspek disain, yaitu; disain sistem penggerak, konstruksi dan kontrol. Indikator keberhasilan rekayasa alsin penyebar bahan organik ini adalah apabila disain sistem penggerak, konstruksi dan kontrol memiliki durabilitas dan reliabilitas yang baik handal. Dari hasil kegiatan ini diperoleh rancang bangun prototipe konstruksi mesin penyebar kompos dengan kapasitas hopper sekitar 0,75 ton. Konstruksi utama mesin terdiri dari; hopper, vibrator, screw conveyor/extruder, dan chassis. Sistem penggerak menggunakan hidrolik dan mekanik, sedangkan distribusi bahan organik menggunakan sistem pneumatik. Sementara itu, pengaturan jumlah kuantitas bahan organik menggunakan kontrol simplified PLC (Programable Logic Controller).
Proses pembakaran bahan bakar biomassa di boiler pabrik kelapa sawit dilakukan di atas tungku pembakaran (furnace) jenis packed bed atau fixed bed. Pada awalnya furnace jenis ini dipakai untuk proses pembakaran batu bara dan diintrodusir ke boiler PKS. Proses pemasukan udara pembakaran dalam ruang bakar dibagi dua, yaitu; 70% udara pada saluran primary air dan 30% pada saluran secondary air. Pada proses pembakaran bahan bakar ada dua variabel yang perlu diperhatikan, yaitu; kandungan volatil matter (VM) dan Carbon (C). Kedua variabel tersebut sangat menentukan proses oksidasi bahan bakar ketika proses pembakaran berlangsung, karena sangat mempengaruhi kinetika reaksi dan komposisi gas buang.
Kandungan VM dan C pada bahan bakar batu bara dan biomassa sangat berbeda, di mana VM pada biomassa persentasenya lebih tinggi dari pada batu bara. Sebaliknya, kandungan C pada batu bara lebih tinggi dari pada bahan bakar biomassa. Pada inisiasi proses pembakaran biomassa, VM lebih dulu terdevolatilisasi sehingga diperlukan pasokan oksigen dari secondary air yang lebih banyak dari pada primary air, mengingat kandungan VM lebih banyak dari pada VM pada batu bara.
Tujuan penelitian ini adalah melihat pengaruh variasi persentase udara pembakaran pada primary dan secondary air terhadap pembentukan emisi gas buang. Mengingat salah satu indikator pembakaran mendekati sempurna dapat ditentukan dari jumlah persentase emisi gas buang yang terbentuk. Kegiatan penelitian ini memerlukan reaktor pembakaran untuk melakukan eksperimen. Oleh karena itu, perlu dilakukan rancang bangun reaktor pembakaran yang representatif guna menunjang kegiatan eksperimen.
Reaktor yang dirancang bangun menggunakan grate tipe fixed bed dengan jenis grate adalah static. Untuk mengontrol kondisi proses pembakaran, pada reaktor diberikan sistem kontrol simplified PLC (Programable Logic Controller). Guna mengetahui kondisi proses pembakaran, di beberapa bagian konstruksi furnace dan flue gas diberikan sample port dan video kamera untuk pengambilan data visual dan numerik. Reaktor didinginkan oleh aliran sirkulasi air dengan tekanan atmosperik.