View
127
Download
47
Category
Preview:
DESCRIPTION
PRAKTIKUM PIROLISIS
Citation preview
Daftar Isi
DAFTAR ISI ............................................................................................................. 1
BAB I LATAR BELAKANG ………................................................................................ 2BAB II PERUMUSAN MASALAH ………...................................................................... 3BAB III ANALISIS KEBUTUHAN DESAIN ………........................................................... 4
3.1 KRITERIA ALTERNATIF DESAIN ............................................................ 4BAB IV ALTERNATIF DESAIN DAN PEMILIHAN DESAIN FINAL ................................. 6
4.1 ALTERNATIF DARI USULAN DESAIN .................................................... 64.2 PEMILIHAN BIOMASSA ...................................................................... 74.3 AHP ................................................................................................... 84.4 PERBANDINGAN DENGAN KELOMPOK LAIN ....................................... 6
BAB V PENDALAMAN DESAIN ............................................................................... 65.1 SKEMA / GAMBAR DESAIN ................................................................. 75.2 CARA KERJA DESAIN ........................................................................... 75.3 STRATEGI REALISASI DESAIN .............................................................. 75.4 PERHITUNGAN YANG RELEVAN .......................................................... 7
BAB VI PRAKTIKUM REALISASI DESAIN .................................................................. 76.1 ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM .......................................................... 86.2 PROSEDUR PRAKTIKUM ..................................................................... 86.3 HASIL PENGAMATAN ......................................................................... 8
BAB VII ANALISIS TEKNO-EKONOMI .................................................................... 87.1 BIAYA BAHAN .................................................................................... 97.2 BIAYA TUNGKU SEBAGAI INVESTASI ................................................... 97.3 MASSA ARANG YANG DIHASILKAN ..................................................... 97.4 BEP ..................................................................................................... 9
BAB VIII ANALISI KEGAGALAN ............................................................................... 9BAB IX KESIMPULAN DAN SARAN ………….............................................................. 10DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 11
1
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
BAB I
Latar Belakang
Kebutuhan manusia akan energi bermacam-macam. Semakin majunya
pembangunan disegala bidang, maka semakin meningkat pula kebutuhan energi
salah satunya kebutuhan akan bahan bakar.Data dari SKKMigas menyebutkan
potensi minyak di Indonesia adalah 321 miliar barel dimana produksi pertahunnya
300 juta barel sehingga diperkirakan jika tidak ditemukan cadangan lagi maka minyak
bumi akan habis dalam 12 tahun lagi. Langkanya bahan bakar di Indonesia dan
meningkatnya harga jual bahan bakar menyebabkan penduduk Indonesia sulit untuk
mendapatkan bahan bakar jika krisis bahan bakar tersebut tidak diatasi dengan baik.
Krisisnya bahan bakar tersebut menyebabkan sebagian besar masyarakat mencari
energi alternatif.
Sumber energi tersebut adalah arang, zat padat berwarna hitam yang terdiri
dari senyawa karbon.Arang tersebut diperoleh dengan menggunakan teknik pirolisis
– degradasi termal dari bahan biomassa padat pada kondisi oksigen terbatas.Di
Indonesia, arang banyak digunakan untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar para
penjual makanan, rumah tangga, bahkan industri kecil dan menengah karena
besarnya energi yang terkandung dalam arang. Selain itu energi yang tersimpan di
dalam arang tidak mudah lapuk atau rusak oleh mikroorganisme lain.
Pembuatan arang melalui teknik pirolisis dapat dilakukan dari beragam bahan
biomassa, seperti kayu, tempurung dan sabut kelapa, bambu, dedaunan, sekam padi,
ampas tebu, dan serbuk gergaji. Namun, pada praktikum kali ini kami menggunakan
ampas tebu sebagai bahan baku pembuatan arang dengan tujuan memanfaatkan
biomassa yang tidak terpakai menjadi sesuatu yang bernilai tinggi d
2
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
BAB II
Perumusan Masalah
Rumusan masalah untuk pirolisis kelompok 6 adalah:
1. Apa yang menjadi pertimbangan dipilihnya ampas tebu dalam pembuatan
arang?
2. Apakah kuantitas dan kualitas arang yang dihasilkan memenuhi nilai kalor
standar, nilai produksi serta nilai jual yang baik?
3. Apa penyebab kurang sempurnanya pembuatan arang dengan bahan ampas
tebu?
3
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
BAB III
Analisis Kebutuhan Desain
3.1 KRITERIA ALTERNATIF DESAIN
Dalam menentukan alternatif desain lainnya, kami membuat berberapa kriteria agar
arang yang dihasilkan berkualitas bagus. Kriterianya adalah :
Kriteria internal (dari bahan baku)
o Kandungan karbon
Bahan baku yang dipilih dalam pirolisis ini sebaiknya memiliki persentase yang
tinggi. Berkiblat kepada tempurung kelapa, salah satu bahan baku pembuatan
arang yang berkualitas baik, bahan ini memiliki kandungan karbon sekitar 68.25
%. Maka dari itu kami meletak batas kandungan karbon 50%-68.25%. dengan
tingginya kandungan karbon diharapkan produk yang dihasilkan berkualitas baik.
o Kandungan materi volatile
Untuk menghasilkan arang berkualitas bagus dan dalam jumlah yang banyak,
tentunya kami menghindari bahan baku yang materi volatile-nya tinggi. Ini
disebabkan jika materi volatile-nya tinggi, maka akan banyak materi bahan baku
yang terbuang. Ini tentunya sangat tidak bagus untuk produksi dalam skala besar
o Ash rendah
Tentunya bahan baku yang dipilih tidak memiliki kandungan karbon saja, tapi
juga memiliki unsur lain seperti Oksigen (O), Nitrogen(N), Sulfur(S), dan
Hidrogen(H). Senyawa-senyawa yang dibentuk masing-masingnya oleh N dan S
dalam pirolisis akan menghasilkan abu. Karbon yang juga ada didalam bahan baku
akan menjadi abu apabila fase karbonisasi tidak dilakukan dengan baik. Maka dari
4
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
itu, bahan baku yang dipilih harus memiliki potensi pembentukan abu yang
rendah. Ini bisa dilihat dari komposisi bahan baku. Bahan baku yang dipilih
sebaiknya tidak mengandung unsur lain yang tidak penting. Sedangkan untuk
proses karbonisasi yang baik akan dijelaskan di bab selanjutnya.
o Kelembapan arang rendah
Arang dapat menyerap air dengan rata-rata 16% air (fleksibel, tergantung jenis
larutan dan daya adsorbsi arang). Tingkat kelembapan arang berbanding terbalik
dengan energy pembakaran yang dihasilkan. Pernyataan pada kalimat terakhir
dapat dijelaskan pada gambar dibawah ini.
Tabel 3.1 Tingkat Kelembapan Biomassa
Maka dari itu pemilihan bahan baku harus didasari oleh kriteria ini juga.
Kriteria eksternal (diluar bahan baku)
o Ketersediaan bahan baku
Tentunya bahan baku yang dipilih harus melimpah. Sehingga produksi
arang dari bahan baku tersebut tidak terhambat oleh kuantitas bahan baku.
o Go-green
Limbah bahan baku pada pirolisis serta arang yang dihasilkan diharapkan
tidak menghasilkan limbah yang beracun sehingga tidak mengganggu
kesetimbangan ekosistem .
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
5
BAB IV
Alternatif Desain dan Pemilihan Desain Final
4.1 ALTERNATIF DARI USULAN DESAIN
Ada usulan kombinasi tiga bahan pembuatan arang, yaitu biomassa, serbuk
gergaji sebagai inisisator, dan koran sebagai insulator. Biomassa membutuhkan biaya
pembelian ±Rp. 3.000 per kg, Serbuk gergaji dan Koran tidak membutuhkan biaya.
Kelomopok 6 memiliki biaya Rp 30.000,- untuk diinvestasikan. Berdasarkan
karakteristik biomassa, inisiator, maupun insulator, biomassa bersifat independen
terhadap inisiator maupun insulator, namun inisiator dan insulator bersifat
dependen terhadap biomassa. Alternatif “do nothing” dianggap tidak feasibel.
Tabel 4.1 Alternatif Usulan Desain
Alternatif
Usulan
KeteranganBiomassa
Inisiato
rInsulator
1 0 0 0 “Do nothing” tidak feasible.
2 0 0 1 Melanggar aturan.
3 0 1 0 Melanggar aturan.
4 1 0 0 Feasible
5 1 1 0 Feasible
6 1 0 1 Feasible
7 0 1 1 Melanggar aturan
8 1 1 1 Feasible
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
6
Empat alternatif yang didapat dari tabel alternatif usulan desain, yaitu:
- Pembuatan arang dengan menggunakan biomassa dengan inisiator.
- Pembuatan arang dengan menggunakan biomassa dengan insulator.
- Pembuatan arang dengan menggunakan biomassa dengan inisiator dan
insulator.
4.2 PEMILIHAN BIOMASSA
Ada usulan kombinasi tiga bahan biomassa untuk pembuatan arang, yaitu
kulit kacang, kulit rambutan, dan rumput lapangan. Kulit kacang membutuhkan biaya
pembelian ±Rp. 1.000 per kg, kulit rambutan membutuhkan biaya pembelian ±Rp.
3.000 per kg, dan rumput lapangan membutuhkan biaya pembelian Rp 0,- per kg.
Kelomopok 6 memiliki biaya Rp 30.000,- untuk diinvestasikan. Berdasarkan
karakteristik ketiga alternative biomassa di atas, masing-masing biomassa dapat
berdiri sendiri maupun digabung dengan biomassa yang lain. Namun, pada
pembuatan arang kali ini, akan dilihat hasil arang yang diperoleh dengan pirolisis satu
jenis biomassa. Oleh karena itu, kombinasi biomassa menjadi tidak feasible.
Alternatif “do nothing” dianggap tidak feasibel.
Tabel 4.2 Tabel Alternatif Biomassa
Alternatif
Usulan
KeteranganKacang
tanah
Kulit
rambutan
Rumput
lapangan
1 0 0 0 “Do nothing” tidak feasibel.
2 0 0 1 Feasible.
3 0 1 0 Feasible.
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
7
4 1 0 0 Feasible.
5 1 1 0 Tidak feasible.
6 1 0 1 Tidak feasible.
7 0 1 1 Tidak feasible.
8 1 1 1 Tidak feasible.
Empat alternatif yang didapat dari tabel alternatif pemilihan biomassa, yaitu:
- Pembuatan arang dengan menggunakan biomassa kulit kacang.
- Pembuatan arang dengan menggunakan biomassa kulit rambutan.
- Pembuatan arang dengan menggunakan biomassa rumput lapangan.
4.3 AHP
Pairwise Comparison Kriteria Pirolisis Kulit Kacang
Kriteria Kandungan Karbon Kolektabilitas Ketersediaan Bahan Baku
Kandungan Karbon 1 3 5
Kolektabilitas 0.333 1 2Ketersediaan Bahan Baku 0.2 0.5 1
JUMLAH 1.53 4.5 8
Matriks Hasil Normalisasi
Kriteria Kandungan Karbon Kolektabilitas Ketersediaan
Bahan Baku Jumlah Bobot
Kandungan Karbon 0.654 0.667 0.625 1.946 0.649
Kolektabilitas 0.218 0.222 0.250 0.690 0.230Ketersediaan Bahan Baku 0.131 0.111 0.125 0.367 0.122
JUMLAH 1 1 1 3 1
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
8
Matriks awal dikuadratkan
Kriteria Kandungan Karbon Kolektabilitas Ketersediaan Bahan BakuKandungan Karbon 2.999 8.5 16
Kolektabilitas 1.066 2.999 5.665Ketersediaan Bahan Baku 0.566 1.6 3
JUMLAH 4.631 13.099 24.665
Matriks hasil normalisasi
Kriteria Kandungan Karbon Kolektabilitas Ketersediaan
Bahan Baku Jumlah Bobot
Kandungan Karbon 0.648 0.649 0.649 1.946 0.649
Kolektabilitas 0.230 0.229 0.230 0.689 0.230Ketersediaan Bahan Baku 0.122 0.122 0.122 0.366 0.122
JUMLAH 1 1 1 3 1
Selisih dari bobot pertama dan bobot kedua:
0.649 0.649 0Bobot pertama – bobot kedua = 0.230 - 0.230 = 0
0.122 0.122 0
Karena hasil selisih masing-masing bobot = 0, maka bobot kedua dapat digunakan.
Hasil kali bobot kedua dengan matriks awal.
Kriteria Kandungan Karbon Kolektabilitas Ketersediaan
Bahan Baku Jumlah Jumlah/ Bobot
Kandungan Karbon 0.648 0.649 0.649 1.946 2.998
Kolektabilitas 0.230 0.229 0.230 0.689 2.995Ketersediaan Bahan Baku 0.122 0.122 0.122 0.366 3
TOTAL 8.993
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
9
λ max = 8.993/3 = 2.997
CI = (2.997-3)/(3-2) = -0.0091167
CR = -0.0091167/0.58 = -0.00201
Karena CR < 0,1, maka matriks pairwise comparison konsisten.
Perbandingan Alternatif dalam Kategori Kandungan Karbon
DATA KUANTITATIF:
Biomassa Kandungan Karbon (dalam %)
Kulit Kacang 50.73Kulit Rambutan 47.06
Ampas Tebu 47 Jumlah 144.79
Hasil Normalisasi
Biomassa Heating Value (Hasil Normalisasi)
Kulit Kacang 0.350Kulit Rambutan 0.325
Ampas Tebu 0.325
Perbandingan Alternatif dalam Kategori Kolektabilitas
Biomassa Kulit Kacang Kulit Rambutan Ampas TebuKulit Kacang 1 0.5 0.2Kulit Rambutan 2 1 0,333Ampas Tebu 5 3 1JUMLAH 8 4,5 1,533
Matriks Hasil Normalisasi
Biomassa Kulit Kacang Kulit Rambutan Ampas Tebu Jumlah
Bobot
Kulit Kacang 0,125 0,111 0,130 0,366 0,122Kulit 0,25 0,222 0,217 0,689 0,229
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
RambutanAmpas Tebu 0,625 0,667 0,652 1,944 0,648JUMLAH 1 1 1 3 1
10Matriks awal dikuadratkan
Biomassa Kulit Kacang Kulit Rambutan Ampas TebuKulit Kacang 3 1,6 0,567Kulit Rambutan 5,667 3 1,067
Ampas Tebu 16 8,5 3JUMLAH 24,667 13,1 4,634
Matriks hasil normalisasi
Biomassa Kulit Kacang Kulit Rambutan Ampas Tebu Jumlah
Bobot
Kulit Kacang 0,122 0,122 0,122 0,366 0,122Kulit Rambutan 0,229 0,229 0,230 0,689 0,229
Ampas Tebu 0,649 0,649 0,647 1,945 0,648JUMLAH 1 1 1 3 1
Selisih dari bobot pertama dan bobot kedua:
0.1221 0.1220 0.0001Bobot pertama – bobot kedua = 0.2298 - 0.2296 = 0.0002
0.6479 0.6482 -0.0003
Karena hasil selisih masing-masing bobot ≤ 0, maka bobot kedua digunakan.
Hasil kali bobot kedua dengan matriks awal.
Biomassa Kulit Kacang Kulit Rambutan Ampas Tebu Jumlah Jumlah /Bobot
Kulit Kacang 0,122 0,115 0,129 0,366 3,003Kulit Rambutan 0,244 0,229 0,216 0,689 3,003
Ampas Tebu 0,610 0,689 0,648 1,947 3,004TOTAL 9.010
λ max = 9.010/3 = 3.004
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
CI = (3.004-3)/(3-2) = 0.002
CR = 0.002/0.58 = 0.003
Karena CR < 0,1, maka matriks pairwise comparison konsisten.
11
Perbandingan Alternatif dalam Kategori Ketersediaan Bahan Baku
Biomassa Kulit Kacang Kulit Rambutan Ampas TebuKulit Kacang 1 3 5Kulit Rambutan
0.333 1 2
Ampas Tebu 0.2 0.5 1JUMLAH 1.53 4.5 8
Matriks Hasil Normalisasi
Biomassa Kulit Kacang
Kulit Rambutan
Ampas Tebu Jumlah Bobot
Kulit Kacang 0.654 0.667 0.625 1.946 0.649Kulit Rambutan 0.218 0.222 0.250 0.690 0.230Ampas Tebu 0.131 0.111 0.125 0.367 0.122JUMLAH 1 1 1 3 1
Matriks awal dikuadratkan
Biomassa Kulit Kacang Kulit Rambutan Ampas TebuKulit Kacang 2.999 8.5 16Kulit Rambutan 1.066 2.999 5.665Ampas Tebu 0.566 1.6 3JUMLAH 4.631 13.099 24.665
Matriks hasil normalisasi
Biomassa Kulit Kacang
Kulit Rambutan
Ampas Tebu Jumlah Bobot
Kulit Kacang 0.648 0.649 0.649 1.946 0.649Kulit Rambutan 0.230 0.229 0.230 0.689 0.230Ampas Tebu 0.122 0.122 0.122 0.366 0.122JUMLAH 1 1 1 3 1
Selisih dari bobot pertama dan bobot kedua:
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
0.649 0.649 0Bobot pertama – bobot kedua = 0.230 - 0.230 = 0
0.122 0.122 0
Karena hasil selisih masing-masing bobot = 0, maka bobot kedua dapat digunakan.
12
Hasil kali bobot kedua dengan matriks awal.
Biomassa Kulit Kacang
Kulit Rambutan
Ampas Tebu
Jumlah Jumlah / Bobot
Kulit Kacang 0.648 0.649 0.649 1.946 2.998Kulit Rambutan 0.230 0.229 0.230 0.689 2.995Ampas Tebu 0.122 0.122 0.122 0.366 3TOTAL 8.993
λ max = 8.993/3 = 2.997
CI = (2.997-3)/(3-2) = -0.0091167
CR = -0.0091167/0.58 = -0.00201
Karena CR < 0,1, maka matriks pairwise comparison konsisten.
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Grafik 4.3 Diagram AHP (Analyticl Hierarchy Process)
13
Menentukan Ranking dari Alternatif Biomassa
Nilai bobot yang telah didapatkan masing-masing biomassa melalui Analyticl
Hierarchy Process dikalikan dengan nilai bobot setiap kriteria untuk memperoleh
biomassa terbaik untuk pembuatan arang.
Kandungan Kolektabilitas Ketersediaan Karbon Bahan Baku
Kulit Kacang
Kulit Rambutan [0.350 0.122 0.6490.325 0.229 0.2300 .325 0.648 0.122 ] × [0.6490.230
0.122] = [0.4900.2390.267]
Ampas Tebu
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
PEMLIHAN BIOMASSA
KANDUNGAN KARBON
0.649
KULIT KACANG 0.350
KULIT RAMBUTAN 0.325
AMPAS TEBU 0.325
KOLEKTABILITAS 0.230
KULIT KACANG0.122
KULIT RAMBUTAN 0.229
AMPAS TEBU 0.648
KETERSEDIAAN BAHAN0.122
KULIT KACANG 0.649
KULIT RAMBUTAN 0.230
AMPAS TEBU 0.122
Berdasarkan Analytic Hierarchy Process dan kriteria yang sudah kami tentukan, maka
bahan terbaik untuk dijadikan biomassa pembuatan arang adalah kulit kacang.
4.3 PERBANDINGAN DENGAN KELOMPOK LAIN
Kelompok Biomassa Kandungan Karbon (dalam %)2 Kulit Durian 17 4 Bonggol Jagung 24.66 Kulit Kacang 50.73
Penjelasan gimana??
BAB V
Pendalaman Desain
5.1 SKEMA / GAMBAR DESAIN
Skema gambar desain pirolisis kelompok 6 ada pada gambar di bawah ini:
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Keterangan gambar desain :
1. Tutup tungku pirolisis
2. Tabung tungku pirolisis
3. Silinder aerasi
4. Lapisan kertas koran basah
5. Gelas plastik
6. Penyangga gelas plastik
7. Kertas koran kering
8. Campuran biomassa dan serbuk kayu
Desain final kelompok 6 adalah sebagai berikut:
Biomassa dicampur secara merata dengan inisiator serbuk kayu.
Dinding tabung pirolisis dilapisi dengan kertas koran kering.
Tabung asap tungku dilapisi dengan kertas koran basah.
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
1 4
2
3
5
6
7
8
Gambar 1.1 Skema Gambar Rangkaian Pirolisis
5.2 CARA KERJA DESAIN
Bagian-bagian biomassa yang mudah terbakar dipusatkan di tengah tungku,
dekat dengan pusat aerasi, supaya api lebih cepat menyebar dari tengah ke bagian
dalam timbunan biomassa. Inisiator serbuk kayu dicampur dengan spiritus yang telah
disebar secara merata di tengah-tengah timbunan biomassa akan terbakan oleh api
yang berasal dari bagian atas biomassa dan juga dari dekat sumber aerasi. Api
diharapkan dapat menyebar secara merata ke seluruh timbunan biomassa hingga
bagian dalam dinding tungku. Inisiator kertas koran yang sudah ditata dekat dinding
tungku akan terbakar dan api akan lebih menyebar lagi. Maka, api dapat tersebar
merata dari pusat tengah-tengah tungku hingga ke bagian dalam dinding tungku
sehingga seluruh biomassa terbakar oleh api. Ketika api sudah tersebar merata,
tungku ditutup dan proses kondensasi dibantu oleh lembaran koran basah yang
dilitkan di sepanjang pipa asap tungku. Asap cair akan ditampung di dalam gelas
plastik yang terletak di bawah lubang di ujung pipa asap tungku.
5.3 STRATEGI REALISASI DESAIN
Agar desain ini dapat berfungsi dengan baik, telah disediakan beberapa
barang dan strategi untuk membantu proses pyrolysis. Pertama ada faktor aerasi
yang kurang. Untuk mengatasi hal tersebut, dilakukan pembatasan personil yang
berada di sekitar tungku. Untuk masalah api tidak merata, sudah disediakan batang
pengaduk untuk mengaduk timbunan biomassa agar api dapat menyebar dengan
lebih mudah.
5.4 PERHITUNGAN YANG RELEVAN
Neraca Massa
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Massa arang:
Massa asap=0.373 – (0.041+0.136+0.0015)
=0.1945kg
Grafik 5.4 Neraca Massa Pirolisis
Berdasarkan perhitungan dapat diketahui bahwa dari 0.373kg biomassa kulit
kacang dapat dihasilkan 0.041 kg arang kulit kacang, 0.136 kg biomassa kulit kacang
sisa, 0.0015 kg asap cair, dan 0.1945kg asap gas. Maka, dapat diperoleh tingkat
efisiensi sebesar 10.99%.
Jumlah Arang Maksimal:
Jumlah arang maksimal dapat diperoleh dengan cara mengalikan persentase
karbon yang terkandung dalam kulit kacang dengan jumlah seluruh biomassa.
Jumlah arang maksimal = %karbon * total biomassa
= 51.2% * 373g
191g
Jumlah arang per umpan biomassa:
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Massa arang:
Jumlah arang yang dihasilkan per umpan biomassa dapat dihitung dengan
cara membagi jumlah arang hasil pengamatan dengan total massa biomassa yang
digunakan saat praktikum pirolisis.
Jumlah arang per umpan biomassa = 0.034kg/0.373kg
0.0916kg
Konversi Biomassa menjadi Arang:
Konversi biomassa menjadi arang dapat dikatakan tidak efisien sebab dari
jumlah maksimal arang yang dapat dihasilkan yaitu 191g, hasil pyrolysis hanya
menghasilkan 41g. Efisiensi konversi biomassa dapat dihitung dengan cara
membandingkan massa arang jadi dengan total biomassa yang digunakan dan dikali
dengan serratus persen.
Konversi biomassa menjadi arang = 0.041/0.373 * 100
10.99%
Jumlah asap cair:
Selama praktikum jumlah total asap cair sebesar
Jumlah tetesan asap cair = 55 tetes
Massa asap cair = 1.5 gr = 0.0015 kg
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
BAB VI
Praktikum Realisasi Desain
6.1 ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM
Alat :
o 1 set tungku pirolisis
o Sarung tangan
o Masker
o Stopwatch
o Wadah penampung asap cair
o Alat tulis : Kertas dan Bolpoin
Bahan :
o Serbuk gergaji
o 2 kg Kulit kacang
o Minyak tanah
o Kerosin
o 3 Korek api
o Kertas koran
6.2 PROSEDUR PRAKTIKUM
Prosedur Praktikum Pirolisis Gambar
Dasar dan sisi tungku dilapisi Koran.
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Biomasa ditata di dalam tungku dengan tidak
terlalu rapat.
Biomassa dibakar hingga berwarna hitam secara
merata.
Tungku ditutup rapat.
Pipa tungku didinginkan dengan cara
membasahi tabung panjang pada tungku
menggunakan kain/kertas koran agar asap
berubah menjadi asap cair.
Asap cair ditampung pada wadah diujung pipa
tungku.
Ketika asap cair sudah tidak menetes, pipa
disumbat dan tungku diletakkan di tanah.
Tungku didiamkan 4 – 5 jam.
Arang hasil pirolisis sudah dapat dilihat dan
dipilih hasil yang benar.
Prosedur sebelum dan sesudah praktikum pirolisis :
Parameter kualitas arang yang baik adalah:
o Tidak berasap saat dibakar
o Berwarna hitam
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
PEMILIHAN ARANG YANG
BAIKPIROLISIS
PEMBAKARAN DENGAN
INISIATOR
SIAPKAN ALAT DAN BAHAN
PENGERINGAN KULIT KACANG
PENGUMPULAN KULIT KACANG
o Lunak (mudah dipatahkan)
o Api berwarna biru
6.3 HASIL PENGAMATAN
o Lama waktu pengerjaan pirolisis: 33 menit 5 detik
o Massa Biomassa ( kulit kacang ) : 373 gram
o Massa Arang : 41 gram
o Massa waste ( inisiator + abu ) : 136 gram
o Massa asap cair + aqua cup : 4,5 gram
o Massa Volatile matter : 373 – 41 – 136 -1,5 = 194.5 gram
o Aqua cup : 3 gram
o Asap cair yang dihasilkan ( 55 tetes ) : 1,5 gram
Tabel Karakteristik Hasil Pirolisis Arang Kulit Kacang
Karakteristik biomassa Persentase
Volatile matter 52,14%
Waste 36,46%
Arang 11%
Asap cair 0,4%
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
11%
52%
36%
0%
Grafik 6.3.1 Karakteristik Kulit Kacang
ArangVolatile matterWasteAsap cair
4 3 4 4 4 3 3 3 2 5 3 4 2 2 2 1 1 1 2 19:36
9:43
9:50
9:57
10:04
10:12
Grafik 6.3.2 Jumlah Asap Cair Terhadap Waktu
Asap Cair
Jumlah Asap Cair
Wak
tu
BAB VII
Analisis Tekno-Ekonomi
7.1 BIAYA BAHAN
Tabel Biaya Bahan
Kulit kacang Bahan Bakar (Kerosene+Sp
iritus)
Inisiator(Koran)
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Harga (Rp) 776/kg 8.000/ 350ml 0
Jumlah yang digunakan
dalam 1 tungku
0.373 kg 70 ml 1 lembar koran
Biaya per tungku (Rp)
289.448 1600 0
7.2 BIAYA TUNGKU SEBAGAI INVESTASI
Tabel Biaya Tungku sebagai Investasi
Tungku
Harga Beli Rp 8.000/unit
Jumlah unit 3
Biaya Investasi Rp 24.000,-
7.3 MASSA ARANG YANG DIHASILKAN
1 tungku dapat menghasilkan 1 bungkus arang setiap 6 jam. Jika masing-masing
tungku dapat beroperasi 3 kali sehari, maka jumlah bungkus arang yang dapat
dihasilkan sehari adalah
Jumlah bungkusan arang yang dihasilkan per hari
= (3 tungku) x (3 x pengoperasian) x (1 bungkus arang)= 9 bungkus arang
Jika 1 bungkus arang membutuhkan massa 0.373 kg, maka massa arang yang
dibutuhkan sehari adalah
= 9 bungkus arang * 0.373 kg= 3.357 kg
Jika 1 bungkus arang memiliki massa 0.041 kg, maka massa arang yang dapat
dihasilkan sehari adalah
= 9 bungkus arang * 0.041 kg
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
= 0.369 kg
7.4 BEP (Break Even Point)
Biaya Tetap
Biaya tetap adalah biaya yang selalu konstan. Pada pembuatan arang ini, yang
termasuk biaya tetap adalah:
Biaya Tungku : 3 x 8.000 = Rp 24.000,-
Biaya Variabel
Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya berubah-ubah sesuai dengan jumlah
produk yang dihasilkan. Pada pembuatan arang ini, yang termasuk biaya variabel
adalah:
a. Kulit kacang = (Rp 289.448,- / bungkus) x 9 bungkus = Rp 2.605.032,-
b. Bahan bakar = (Rp 1.600,- / bungkus) x 9 bungkus = Rp 14.400,-
Total Biaya
Total biaya = Biaya Tetap + Biaya Variabel
Pendapatan = (Rp 2.000 / bungkus) x 9 bungkus = Rp 18.000,-
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
0 1 2 3 4 5 60
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
Biaya Tetap Biaya Variabel Total Biaya Penjualan
Minggu ke
Harg
a (R
p)
Grafik 7.4 Grafik Break Even Point
Dengan perhitungan, nilai di mana modal sudah kembalidapat dicari dengan
rumus :
BEP= biayatetap( penjualan−biaya variabel)
=24.000¿¿
Dari grafik serta perhitungan BEP, dapat diambil kesimpulan bahwa break even point
dari pembuatan arang ini adalah setelah 25 hari.
BAB VIII
Analisis Kegagalan
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Masalah utama yang terjadi pada percobaan pembuatan arang adalah
banyaknya kulit kacang yang sama sekali belum menjadi arang. Ada banyak faktor
yang menyebabkan hal itu terjadi. Secara garis besar faktor kegagalan tersebut dibagi
menjadi 4 sumber kesalahan, seperti yang ada pada diagram fishbone diatas, yaitu
man (kesalahan disebabkan praktikan), matter (kesalahan disebabkan bahan),
machine (kesalahan disebabkan peralatan), dan method (kesalahan disebabkan
metode percobaan). Keempat kategori ini merupakan bagian dari 5M (man, matter,
machine, method). Kategori money (kesalahan disebabkan biaya) tidak diikutsertakan
dalam fishbone diagram di atas karena tidak menyebabkan kegagalan pada
percobaan.
Dari keempat kategori diatas, kategori matter adalah penyebab utama
gagalnya percobaan kali ini. Bahan yang dipakai, kulit kacang, mempunyai ukuran
yang terlalu kecil yang menyebabkan kulit kacang dengan cepat menjadi arang ketika
dibakar, sementara kulit kacang yang berada di sebelah lain dari tungku belum mulai
terbakar. Selain itu, bagian dalam dari kulit kacang sangat sulit terbakar, jadi banyak
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Grafik 8.1 Diagram Fishbone
dari kulit kacang yang bagian luarnya sudah menjadi arang namun bagian dalamnya
basih belum sepenuhnya menjadi arang.
Meskipun bentuk biomassa kecil-kecil, seharusnya masih bisa menjadi arang
dengan sempurna, jika pengadukannya dilakukan dengan benar. Pengadukan amat
penting agar api dan inisiator dapat tersebar merata dan bagian bawah yang belum
terbakar ikut terbakar. Namun, seperti dilihat di diagram fishbone diatas (kategori
man), pengadukan tidak bisa dilakukan secara maksimal dikarenakan asap yang
keluar dari tungku sangat panas dan menghalangi pemandangan pengaduk, dan
pengadukan tidak bisa dilakukan secara sembarangan karena bisa membuat banyak
kacang terpental keluar dari tungku. Ditambah oleh faktor tungku yang terlalu kecil
untuk kacang yang banyak, serta batang pengaduk yang pendek dan lebar, membuat
kacang sangat mudah terpental keluar ketika diaduk dengan sembarangan.
Kategori yang terakhir, method, juga berpengaruh terhadap kegagalan yang
terjadi. Mulut tungku terlalu cepat ditutup dengan sumbat, sementara asap cair
belum berhenti menetes dari mulut tungku. Hal ini mempengaruhi udara yang masuk
ke dalam tungku, sehingga reaksi pirolisis yang terjadi tidak maksimal. Mungkin
karena hal ini juga, arang yang sudah jadi masih menghasilkan asap ketika dibakar.
BAB IX
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan keunggulan desain
Saran pengembangan desain
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
8. Kesimpulan dan Saran
8.1 Kesimpulan
Ampas tebu mudah didapat, tersedia dalam jumlah yang banyak bahkan
cenderung menjadi sampah.
Harganya murah, bahkan bisa didapatkan secara gratis dari sisa pembuatan
minuman tebu.
Prosedur pembuatan arang mudah dan sederhana sehingga dapat dilakukan
oleh semua orang.
Waktu pembuatan arang relatif singkat.
8.2. Saran
Pengeringan ampas tebu minimal harus 7 (tujuh) hari agar berada dalam
kondisi yang kering.
Ukuran ampas tebu harus seragam dan cukup kecil.
Pembakaran harus dilakukan dalam jangka waktu yang lebih lama sebelum
reaktor ditutup karena setelah ditutup oksigen di dalam reaktor akan habis
sehingga api akan mati dan panas yang ada tidak akan bertambah lagi,
sehingga perlu dipastikan bahwa panas yang telah dihasilkan cukup untuk
digunakan dalam proses pirolisis.
Penutupan seluruh celah pada reaktor dilakukan setelah tidak ada asap dan
asap cair yang keluar untuk memastikan bahwa biomassa telah terbakar
seluruhnya hingga api mati.
Pada saat pembakaran, ampas tebu sebaiknya diaduk dengan hati-hati
secukupnya agar seluruh bahan terbakar secara merata sehingga arang yang
dihasilkan akan lebih banyak.
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Daftar Pusaka
http://rahmisetyautamy9.blogspot.com/2013/03/definisi-dan-contoh-biaya-
tetap.html
http://temukanpengertian.blogspot.com/2014/01/pengertian-biaya-variabel-
variable-cost.html
McGowan, Thomas. 2009. F. BIOMASS and ALTERNATE FUEL SYSTEMS. New Yersey:
John Wiley&Sons, Inc.
Shofa. 2012. Pembuatan Karbon Aktif Berbahan Baku Ampas Tebu dengan Aktivasi
Kalium Hidroksida. Skripsi. Depok. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Indonesia. Diambil dari http://lib.ui.ac.id/file?file=digital/20311088-
S43263-Pembuatan%20karbon.pdf
bab 1, bab 2,perbandingan dgn kelompok 2 dan 4gambar prosedur praktikum, gambar arang yang baik (untuk parameter arang yang baik),daftar pustakapowerpointnmor hlaman mulai dari hal.13,
PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
Recommended