ABSTRAK

Industri pulp dan kertas pada umumnya menghasilkan limbah padat dalam bentuk sludge yang tidak dapat langsung dibuang di lingkungan, limbah padat organik berupa lumpur (sludge) tersebut berasal dari unit IPAL (instalasi pengolahan air limbah) dan mempunyai komposisi rata-rata: kandungan padatan 25%, kadar air 75%, dimana kandungan padatan terdiri dari bahan organik 78% dan anorganik 22%, serta nilai kalor3000 kcal/kg. Penelitian yang telah dilakukan (tahun anggaran 2001-2002) adalah memanfaatkan limbah padat/sludge sebagai bahan bakar pada tungku FBC (fluidized bed combustion), sehingga diharapkan dapat mengurangi tumpukan limbah padat dan akan diperoleh bahan bakar padat alternatif pada industri yang bersangkutan. Penelitian selanjutnya (tahun 2004-2005) adalah memanfaatkan gas panas dari cerobong asap tungku FBC sebagai proses pengeringan sludge basah atau produk lainnya. Kegiatan penelitian meliputi: rancang bangun ruang pengering yang akan dikombinasikan dengan unit FBC, sampling dan karakterisasi limbah padat industri kertas, serta uji pengeringan.

Kata kunci: FBC, tungku unggun pancar, pengering, proses pengeringan, pemanfaatan panas buang, insinerator, lumpur organic

ABSTRACT

Pulp and paper industry, in general yield solid waste in the form of sludge which cannot be direct thrown in environment, organic solid waste in the form of mud (sludge) come from unit of IPAL (installation processing of waste water) and have mean composition: obstetrical of solid 25%, moisture content 75%, where content of solid consist of organic materials 78% and inorganic 22%, and also assess calorific value 3000 kcal /kg. Research which have been conducted (in 2001-2002) is to exploit solid waste/sludge upon which burn at stove of FBC (fluidized bed combustion), so that expected can lessen solid waste heap and will be obtained by solid fuel of alternative at pertinent industry. Research hereinafter (on 2004-2005) is to exploit hot gas of stove smokestack of FBC as process draining of wet sludge or other product. Activity of research cover: design to wake up dryer room to be combined with unit of FBC, and sampling of caracterisation solid waste of paper industry, and also test draining.

Key word:FBC, fluidized bed combustion, dryer, drying proses, waste heat recovery, incinerator, sludge

1.PENDAHULUAN1.1 Tujuan KegiatanMelakukan proses pengeringan dengan memanfaatkan panas buang dari unitFBC. Langkah-langkah yang dilakukan dengan redesain dan konstruksi unitFBCyaitu perbaikan tungkuFBC, penambahan/pembuatan bagian penukar kalor (heat exchanger), dan pembuatan ruang pengering (dryer).1.2 Sasaran KegiatanPemanfaatan limbah padat industri kertas (dalam bentuksludge) sebagai bahan bakar padat alternatif pada tungkuFBCdalam rangka konservasi energi dan lingkungan di industri.1.3 Ruang Lingkup KegiatanPenelitian tersebut dilakukan dalam beberapa kegiatan, antara lain :vPengumpulan data teknisFBCdengan bahan bakar limbah biomassavStudi dan survei ke pabrik kertas (JABAR)vKarakterisasisludge(data sekunder)vDesain bagianfurnace FBC, heat exchanger, dryervKonstruksi dan instalasi bagianfurnace FBC, heat exchanger,dryervInstalasi peralatan penunjang :blowertiup untuk fluidisasi,blowerhisap ke cerobong asap,blower HEke ruang pengering, serta pengaturanburnerLPGvInstalasi peralatan ukur : digital termometer dengan sensor-sensor termokopelvUji fungsi bagian-bagian dari unitFBCtersebutvLaporan akhir2.LATAR BELAKANG MASALAHDalam upaya meningkatkan kemampuan pengendalian dampak lingkungan, industri pulp, dan kertas saat ini dihadapkan pada masalah penanganan limbah padat (sludge).Sludge, sebagian besar adalah serat dan bahan organik lain, merupakan limbah padat yang berasal dari unit proses produksi dan unit pengolahan air limbah pabrik pulp dan kertas. Karenasludgeterdiri dari serat dan bahan organik, pemanfaatannya sebagailandfilldapat dilakukan, tetapi dalam jumlah besar dan dalam waktu yang panjang. Hal ini akan menimbulkan masalah terhadap pemanfaatan tanah bagi pemukiman dan akan menimbulkan pencemaran bagi air tanah.Salah satu cara penanggulangansludgetersebut adalah dengan cara memanfaatkannya sebagai bahan bakar padat. Agarsludgedapat terbakar sempurna dan efisien, maka perlu dilakukan proses pengeringan. Hal ini mengingat kadar airsludgeyang cukup tinggi (sekitar 70 %) dan perlu diturunkan menjadi sekitar 20%. Proses pengeringan tersebut dilakukan dengan memanfaatkan panas buang unitFBC. Hal tersebut dilakukan mengingat bahwa temperatur gas buangFBC(sekitar 200 300C) cukup memadai untuk mamasok kebutuhan energi pada proses pengeringan tersebut.

2.1 Sumber Limbah Padat berupaSludge(2)Limbah padat yang dikeluarkan oleh industri pulp dan kertas salah satunya berasal dari unit pengolahan limbah cair yang menghasilkan lumpur (sludge). Adapun proses pengolahan lumpur cair menjadi lumpur padat (cake) adalahsludgedarithickenerdansludgedarisettling tankdipompakan ke mesinbelt pressatau mesinscrew pressmenjadisludgepadat dalam bentukcakeTungkuFBCdipengaruhi oleh dua hal pokok yang saling berkaitan, yaitu:a. masalah yang berhubungan dengan pembakaran bahan padat, yaitu faktor-faktor yang tergabung di dalam laju pembakaran menyeluruhb.masalah yang berhubungan dengan hidrodinamika unggun pancar/ fluidisasi atau sering dikenal dengan karakteristik unggun pancar/fluidisasi, yaitu faktor-faktor yang akan menentukan laju sirkulasi dan laju elutriasi

2.2 Pembakaran Bahan Bakar Padat(1,9)Pembakaran limbah organik padat/biomassa dalam insinerator fluidisasi didasarkan pada kontak gaspadat melalui tahap pengeringan, pirolisa, dan oksidasi, selanjutnya menghasilkan zat terbang (volatile matter) dan arang. Tahap pirolisa untuk bahan bakar padat berukuran kecil sejenis serbuk berlangsung sangat cepat dan terkonversi menjadi zat terbang. Zat terbang terbakar dan menyala dalam waktu singkat dan terlihat sebagai lidah api. Proses pembakaran arang relatif lebih lambat dari proses pembakaran zat terbang. Kayu atau biomassa kering bebas abu (rumus empiris C6H8,39O3,54) terdiri dari 52,5 % massa karbon; 6,16 % hidrogen; 41,24 % oksigen, dan 0,1 % nitrogen. Panas pembakaran neto (Net Heating Value) biomassa kering bebas abu 20.900 kJ/kg.Persamaan stoikiometri pembakaran biomassa menyeluruh :

C6H8,39O3,54+ 12,3 O2 > 6 CO2+ 4,2 H2O

Dari persamaan di atas, secara teoritis pembakaran 1 kg kayu/biomassa kering membutuhkan 5,38 m3udara. Sering juga diperlukan udara lebih, supaya pembakaran sempurna.

2.3 Hidrodinamika Unggun Pancar/Fluidisasi(1,9)Beberapa persamaan yang dapat dimanfaatkan untuk rancangan tungkuFBCstandar adalah sebagai berikut :

a.Kecepatan Minimum Pancar, Ums, (minimum spouting velocity) adalah kecepatan superfisial minimum agar unggun tetap terpancar. Harga Umsdapat diperkirakan dari persamaan:

(1) dimana : Dp, Dc, Di= diameter partikel padat, kolom, nosel H = tinggi unggun statik (saat tidak terpancarkan) g = percepatan gravitasirg,rp = densitas gas dan partikel padat

Satuan Umsdi dalam persamaan di atas tergantung pada satuan H dan g. Harga Umsini digunakan untuk menentukan laju volumetrik gas pancar minimum dan selanjutnya kapasitasblower. Di dalam penggunaan unggun pancar sebagai tungku, kesesuaian Umsdengan kebutuhan udara pembakaran perlu diperhatikan.

a.Kecepatan superfisialnyata gas di dalam unggun pancar biasanya 23 kali Ums, tetapi harus dibawahkecepatan terminalagar partikel tidak terelutriasi. Untuk kondisi di dalam sebuah unggun pancar/fluidisasi, dengan Re > 2, kecepatan terminal dapat diperkirakan dengan :

(2)dimana : = viskositas gas, dalam poise (g.cm-1. S-1) Dp= dalam meter;rpdanrgdalam kg/m3

Gambar 2.1 Kurva karakteristikfluidized bed

b.Hilang tekan unggun pancar(pressure drop) merupakan salah satu parameter untuk menunjukkan kualitas unggun pancar. Jika pancaran terjadi dengan kualitas baik, hilang tekan unggun pancar,DPstidak lagi dipengaruhi oleh laju alir superfisial (Gambar 2.1). HargaDPsdapat diperkirakan dengan persamaan:

(3)dimana : h = H/Hm; H = tinggi unggun statik (saat tidak terpancar) Hm= tinggi unggun maksimum (lihat pasal berikut)DPmf= hilang tekan pada saat laju minimum fluidisasi

Persamaan (3) menunjukkan, bahwa hargaDPmfdapat diperkirakan dengan :

(4)

dimana :mf= porositas unggun saat awal fluidisasi, sifat khas unggun dengan harga sekitar 0.6WalaupunDPslebih rendah dari padaDPmf, awal pembentukan unggun pancar memerlukan tekananblowertinggi untuk mengatasipeak pressure dropDPM(Gambar 2.1). HargaDPMkirakira adalah :

(5)

dimana : tany= koefisien gesek antar permukaan partikel, sifat khas unggun, misalnya: 1,25 untuk bijibijian dan 3,2 untuk batubara

Persamaan di atas tidak berdimensi, sehingga satuanDPMtergantung pada satuan H,rbdan g. Dalam praktek, ketinggian hargaDPMdapat diatasi dengan jalan operasi awal unggun pancar dengan unggun rendah, kemudian diikuti penambahan material unggun sampai ketinggian yang diinginkan.

d.Tinggi unggun maksimum, Hm(Maximum spoutable bed depth) adalah tingggi unggun statik maksimum yang masih dapat dipancarkan dengan baik. Jika unggun statik lebih dari Hm, pancaran mungkin terjadi hanya dibagian bawah unggun dengan kualitas jelek dan unggun fluidisasi terjadi dibagian atas unggun. Harga Hmdapat dihitung dengan persamaan:

(6)

dimana :Hm= tinggi unggun maksimum, cmq = faktor bentuk partikel, takberdimensi dan tergantung pada jenis partikel, misal 1 untuk bola dan 1,65 untuk kerikilrp = dalam g/cm3; Dc, Dpdan Didalam cm

2.4 Mekanisme Pembakaran pada TungkuFBC(1,8,9)Setelah material pasir dihembus aliran udara (denganblower) sehingga membentuk lapisan yang mengambang (terfluidisasi), kemudian dipanaskan dengan menggunakan bahan bakar sekunder (gas atau minyak) sampai temperatur sekitar 500C. Temperatur lapisan mengambang naik secara bertahap sampai mencapai titik bakar bahan bakar primer (limbah biomassa/sludge). Kemudian dilakukan pengumpanan bahan bakar primer secara kontinyu pada kecepatan yang telah ditentukan, sesuai kapasitas pembakarannya sampai dicapai pembakaran tunak (steady state). Pada saat temperatur cukup tinggi (800C), bahan bakar sekunder dihentikan sehingga yang terbakar hanya bahan bakar primer, yaitu limbah biomassa/organik padat, jugasludge(1).

3.METODELimbah padat berbentuksludgememiliki karakteristik kurang menguntungkan untuk dibakar di dalam tungku unggun diam yang sederhana. Kelemahan-kelemahan bahan bakar berbentuksludgeantara lain disebabkan oleh :a. ukuran partikel kecil, menyulitkan aliran udarab. kadar air tinggi, menurunkan panas pembakaranc. abu, menghambat kontak bahan bakar dengan udarad. sifatcaking,bridgingdan titik leleh abu rendah dapat mengakibatkan penggumpalan partikel-partikele. densitas curah (bulk density) rendah, memperburuk panas pembakaran persatuan volume yang akhirnya menurunkan intensitas pembakaran.Karena pembakaransludgetidak efektif dilakukan pada tungku unggun diam yang sederhana, maka teknologi pembakaran yang lebih tepat yaitu dengan tungku unggun fluidisasi.Dengan teknik pembakaran secara fluidisasi pada tungku FBC, akan terjadi kontak padatan (pasir kuarsa) sebagai media pengisi unggun dengan udara pembakar dan menjadikan massa mengambang (terfluidisasi), sehinggasludgesebagai bahan bakar selalu teraduk dalam media pasir yang terfluidisasi di dalam ruang bakar, sehingga proses pembakaran sempurna dapat tercapai pada temperatur ruang bakar (freeboard) 500 600oC. Panas hasil pembakaran dimanfaatkan untuk proses pengeringan (sludgesegar atau material lainnya) melalui bagian penukar kalor (heat exchanger) menuju ruang pengering (dryer).4. PERALATAN DAN BAHAN4.1 Peralatana) UnitFBC(Fluidized Bed Combustion) dengan spesifikasi sebagai berikut:Sistem pembakaran :fluidization/bubbleBahan yang dibakar :sludge(limbah padat industri kertas) dan serbuk kayuKapasitas pembakaran : 10 - 15 kg/jamPengapian awal :burnergas LPG dengan pemantik elektrikBlowertiup, kapasitas : 2 3.5 m3/menit (120 210 m3/jam)Tekanan : 1200 mmH2ODaya listrik : 2 HPBlowerhisap, kapasitas :38 m3/menit (2280 m3/jam)Tekanan :115 mmH2O (1150 Pa)Daya listrik : 2,3 HP (1700 Watt)BlowerHE(kedryer), kapasitas : 9,5 m3/menit (570 m3/jam)Tekanan : 195 mmH2O (1950 Pa)Daya listrik : 0,5 HP (370 Watt)Pengumpan, sistem :ScrewfeederKapasitas :15 kg/jam serbuk biomassaDaya listrik : 1 HPPanel instrumen ukur :Temperatur (6 kanal di bagian tungkuFBC)Temperatur (3 kanal di bagiandryer)Tekanan negatiffreeboard(050 mmH2O)Saklar-saklar untuk penggerak motor listrikHeat exchanger:shell and tubeDryer: sumber panas dariflue gasKapasitas :15 kg/jamsludgebasah

b)Pompa airKapasitas : 19 m3/menitDaya listrik : 125 Wattc)Timbangan, kapasitas : 4 kg (untuk menimbang serbuk kayu dansludgeyang akan dibakar)d)Stop watch, untuk pencatatan waktu proses pembakarane)Multi gas detector, menganalisa sisa pembakaran: gas CO; CO2; O2; SO2; NO2f)Moisture Content Analyzer, untuk mengukur kadar air serbuk kayu dan limbah padat industri kertas (sludge) yang akan dipakai sebagai bahan bakar.

4.2 Bahana)Pasir kuarsa, digunakan untuk media pengaduk pada tungkuFBCb)Serbuk kayu, digunakan sebagai pengujian awal pembakaran pada sistemFBCc)Sludge(hasil sampling limbah padat beberapa industri kertas di Jawa Barat)d)Gas LPG sebagai penyalaan dan pemanas awal tungkuFBCe)Analisa gas cerobongoLiquid refil O2Bacharach FyriteoLiquid refil CO2Bacharach FyriteoDrager tube COoDrager tube SO2oDrager tube NO2f)Ember dan kantong plastik 50 kg, digunakan untuk menyimpanlimbah padat industri kertas (sludge) yang akan dibakar.g)Masker gas/debu, sarung tangan dangoogle, digunakan sebagai sarana keselamatan dan kesehatan kerja.

5. KEGIATAN PENELITIANoTabel 5.1 Jadwal Kegiatan Penelitian tahun 2004

Kegiatan pengambilan contoh/sampling limbah padat industri kertas berupasludgedi beberapa lokasi industri kertas di Jawa Barat (Majalaya, Bogor, Karawang) dan SerangBanten telah dilakukan pada periode penelitian 2002-2003.Sludgeyang diperoleh adalahsludgeyang berasal dari instalasi pengolahan air limbah (IPAL) yang telah dipisahkan padatan dan cairannya melaluibeltpressatauscrewpress machinemenjadicake/ sludgeyang mempunyai komposisi rata-rata: kandungan padatan 25%, kadar air 75%, dimana kandungan padatan terdiri dari bahan organik 78% dan anorganik 22%, serta nilai kalor 20003600 kkal/kg. Sedangkan persyaratan bahan bakar padat yang dapat terbakar yaitu:- kadar bahan terbakar (organik) minimal 66%-nilai kalor3300 kkal/kg-kadar abu3300 kkal/kg. Namun demikian semua sampel telah diuji proses pembakaran/unjuk kerjanya pada tungkuFBC.

6.2 Proses Pembakaran pada TungkuFBCPemanasan tungkuFBCdiawali dengan penyalaanburnerLPG kemudian diumpankan serbuk kayu melaluihopperdanscrew feederyang selanjutnya serbuk kayu teraduk dan berfluidisasi bersama unggun pasir serta terbakar dalam ruang bakar (freeboard)FBC. Apabila temperatur pada bagianfreeboardsudah mencapai 500C makaburnerLPG dimatikan, selanjutnya proses pembakaran serbuk kayu dipertahankan agar terus terbakar sempurna dan temperatur di ruang bakar/freeboardsampai mencapai 700C dengan mengatur laju alir bahan bakar serbur kayu melaluiscrewfeederdan mengatur kran laju alir udara pembakar dariblowertiup, demikian juga untuk proses pembakaran limbah padat industri kertas dalam bentuksludgedilakukan seperti proses pembakaran serbuk kayu kemudian umpan bahan bakarnya dilanjutkan dengan umpan bahan bakarsludge. Eksperimen (penelitian 2002-2003) proses pembakaran limbah biomassa (serbuk kayu dansludge) pada sistemFBCdapat dilihat pada grafik berikut:

Gambar 6.1 Proses pembakaransludgeB dengan diawali serbuk kayu lunakProses pembakaran dengan bahan bakar limbah padat industri kertas dalam bentuksludgepada tungkuFBCdiawali seperti langkah-langkah proses pembakaran dengan serbuk kayu. Pemanasan awal tungku FBC denganburnerLPG selama 24 menit dan diikuti dengan umpan bahan bakar serbuk kayu lunak, temperatur pada ruang bakar atas (Tfreeboard atas) telah mencapai 660C makaburnerLPG dimatikan dan selanjutnya umpan bahan bakar serbuk kayu lunak (kadar air 10%) dengan kapasitas rata-rata 14 kg/jam dilanjutkan sampai pada menit ke 30. Pada saat itu proses pembakaran telah berlangsung dengan baik, sehingga bahan bakar alternatif (sludge, kadar air 11,52%) mulai diumpankan dengan kapasitas rata-rata 14,8 kg/jam untuk menggantikan bahan bakar serbuk kayu lunak. Proses pembakaran dengan bahan bakarsludgeberlangsung dengan baik yang ditandai dengan penunjukan temperatur yang cenderung naik di ruang bakar atas (Tfreeboard atas) dan saluran ke siklon (Tsiklon) mencapai 600-750C. Proses pembakaran pada tungkuFBCdengan bahan bakarsludgemenunjukkanperformayang cukup baik.Hasil analisa data percobaan dari berbagai proses pembakaran limbah padat industri kertas berupasludgediperhitungkan untuk memperoleh harga-harga energi gas cerobong (flue gas), bahan bakar limbah padat biomassa (sludge), dan energi tambahan untuk nilai-nilai efisiensi pembakaran, efisiensi termal, dan esisiensi sistem. Perhitungan tersebut ditampilkan pada tabel berikut:

Tabel 6.2. Perhitungan energiflue gas

PerJenisSludgeKadar air(%)O2(kJ/kg)CO2(kJ/kg)CO(kJ/kg)N2(kJ/kg)SO2 (kJ/kg)NO2(kJ/kg)H20 (kJ/kg)Q total(kJ/kg)

1Sludge-113,245633,767363,2727,6561468,870,000,005247,8879741,44

2Sludge-26,979020,203092,1011,9130358,600,000,712927,3845410,91

3Sludge-26,976778,995360,814,6128861,50,000,072758,5343764,48

4Sludge-26,495975,843701,850,6130225,750,000,013093,7442997,80

5Sludge-26,493391,237788,7725,4245999,60,000,005016,6562221,70

6Sludge-37,929332,179593,2029,5494572,060,000,078813,50122340,54

7,aSludge-34,415132,3117586,9024,4568900,420,000,117378,6599022,85

7.bSludge-26,498557,255007,8428,7964381,290,000,056841,1184816,34

8.aSludge-410,298457,278788,2619,8969798,240,860,1521920,0108984,68

8.bSludge-2+batubara26,338490,2410473,26513,9980344,410,000,055906,85105728,80

9.aSludge-410,298273,506760,1470,8670097,710,000,005611,5290813,72

9.bSludge-514,277584,288280,2318,4746879,010,701,264865,9867629,93

Rata-rata7218,927816,3964,6857657,290,130,216698,4879456,10

standar deviasi1837,833829,63142,5821201,840,300,385130,0227204,60

Nilai max9332,1717586,90513,9994572,060,861,2621920,00122340,54

Nilai min3391,233092,100,6128861,470,000,002758,5342997,80

Besarnya energi yang dibawa olehflue gasdipengaruhi oleh besarnya temperatur dan komposisi. Semakin besar temperatur semakin besar harga entalphinya. Begitu juga semakin banyak komposisiflue gasyang terukur, semakin besar energi yang bisa diketahui. Dari tabel perhitungan diperoleh besarnya energiflue gasrata-rata adalah 79456,10+27204,60 kJ/jam. Dengan energi maksimum sebesar 122340 kJ/jam pada percobaan keenam dan energi minimum sebesar 42997,8 kJ/jam pada percobaan keempat.

Analisis berbagaisludgedari data percobaan, diperoleh energisludgesebagai berikut:

Tabel 6.3. Perhitungan energisludgeJenisSludgeNilai kalorMasaenergi

PercobaanNamaSludgeKadar air (%)kJ/kgkg/jamkJ/jam

1Sludge-113,2410498,514,11148133,84

2Sludge-26,978836,658,0170781,567

3Sludge-26,978836,657,8369190,97

4Sludge-26,498836,65870693,2

5Sludge-26,498836,651088366,5

6Sludge-37,9210942,217,14187549,31

7.aSludge-34,4110942,217,14187549,31

7.bSludge-26,498836,6515132549,75

8.aSludge-410,291517019,51295966,7

8.bSludge-28836,6511,2533137,438

+ batu bara26,33334963,75376830

9.aSludge-410,291517013197210

9.bSludge-514,278568,722,5192795,75

Rata-rata10497,7113,84149162,44

Standar deviasi2481,385,0071680,29

Nilai maksimum15170,0022,50295966,70

Nilai minimum8568,707,8369190,97

Energi yang dihasikan olehsludgerata-rata sebesar 149162,4471680,29 kJ/jam. Dengan energi terbesar dihasilkan olehsludge-4sebesar 295966,7 kJ/jam.Sludge-4ini selain memiliki nilai kalor yang paling besar juga kemampuan untuk terbakarnya cukup besar yaitu 19,51 kg/jam.Sludge-5terbakar paling cepat dibandingkan dengan jenissludgeyang lain, yaitu sebesar 22,5 kg/jam. Hal ini dikarenakan ukuransludgeyang cukup halus sehingga memudahkan untuk masuk sistem pengumpanan. Sedangkansludge-2laju pembakarannya hanya 8,01 kg/jam dikarenakan memiliki ukuran yang cukup besar menjadikansludgeini lebih lama terbakarnya.Dihitung juga efisiensinya, diperoleh perhitungan sebagai berikut:

Tabel 6.4. Hasil Perhitungan Efisiensi Pembakaran, Termal, Sistem danExcess airPerco-JenisSludgelaju umpanQ inputQ outputhchthsEA

baanNamaSludgeKadar air (%)kg/jamkJ/jamkJ/jam( % )( % )( % )( %)

1Sludge-113,2414,11148133,879741,4499,6353,8350,6237,33

2Sludge-26,978,0170781,5745410,9199,6264,1656,64113,96

3Sludge-26,977,8369190,9743764,4899,9163,2555,6996,31

4Sludge-26,49870693,242997,8099,9860,8253,6983,20

5Sludge-26,491088366,562221,7099,6770,4163,6529,21

6Sludge-37,9217,14187549,3122340,5499,6965,2362,1237,97

7.aSludge-34,4117,14187549,399022,8599,8652,8050,2830,46

7.bSludge-26,4915132549,884816,3499,4363,9959,7552,89

8.aSludge-410,2919,51295966,7108984,6899,7736,8235,6935,15

8.bSludge-211,2533137,44105728,2095,3246,9945,140,66

+ batu bara26,333,75376830

9.aSludge-410,291319721090813,7298,9646,0543,9646,61

9.bSludge-514,2722,5192795,867629,9399,7835,0833,4557,68

Rata-rata13,84149162,4479456,1099,3054,9550,8955,12

Standar deviasi5,0071680,2827204,601,2811,639,7627,85

Nilai maksimum22,50295966,70122340,5499,9870,4163,65113,96

Nilai minimum7,8369190,9742997,8095,3235,0833,4529,21

Proses pembakaran dikatakan sempurna, karena memiliki harga efisiensi pembakaran rata-rata sebesar 99,30+ 1,28 %. Persentase gas CO yang kecil menandakan bahwa hampir seluruh karbon dapat terbakar. Bahkan pada percobaan keempat kadar CO yang terukur hanya 5 ppm atau sebesar 0,0012 kg/jam. Sehingga efisiensi pembakaran mencapai 99,98 %. Sedangkan efisiensi terkecil terjadi pada percobaan 8.b. yaitu pembakaransludge-2yang dicampur dengan batu-bara. Efisiensi hanya mencapai 95,32 %. Batu-bara memerlukan waktu yang lebih lama untuk terbakar sempurna dibandingkan dengan sludge. Sehingga padaflue gaskadar CO yang terukur cukup besar yaitu 1800 ppm atau sebesar 0,6811 kg/jam.Besarnya efisiensi termal rata-rata hanya mencapai 54,95+11,63 %. Hal ini disebabkan selain masih adanya komposisiflue gasyang belum bisa terukur di dalam penelitian ini dan sistem belum terisolasi sempurna, sehingga cukup banyak energi yang terbuang ke lingkungan. Besarnya efisiensi termal ini bergantung pada jumlah energilossesyang dihasilkan diantara energi panas radiasi yang terpancar ke lingkungan dan energi panas yang dibawa oleh abu. Semakin sedikitlossesyang terbuang akan semakin besar efisiensi termalnya. Efisiensi termal terbesar adalah 70,41 % yaitu pada saat percobaan kelima. Sedangkan efisiensi terkecil terjadi ketika percobaan 9.b. yaitu sebesar 35,08 %. Pada percobaan ini energi input (energisludge) yang masuk lebih banyak dibandingkan dengan energi yang dihasilkan.Efisiensi sistem dianalisis dengan memperhitungkan energi listrik untuk motor penggerakblowertiup,blowerhisap dan pengumpan bahan bakarsludge. Besarnya efisiensi sistem rata-rata hanya mencapai 50,89+9,76 %. Efisiensi sistem dipengaruhi oleh besarnya efisiensi termal, semakin besar harga efisiensi termal semakin besar efisiensi sistem, begitu juga sebaliknya.Emisi gas buangHasil percobaan yang telah dilakukan, didapatkan nilai polutan yang terukur adalah sebagai berikut:

Tabel 6.5. Perbandingan emisi gas buangPercobaanSatuan terukur (gr/m3)

CONO2SO2

144,500,000,00

223,402,000,00

321,001,700,00

41,200,20-

556,700,00-

639,101,600,00

7.a32,002,604,00

7.b40,001,300,00

8.a30,300,201,90

8.b681,101,200,00

9.a107,800,000,00

9.b30,502,201,70

Rata-rata92,301,080,63

Standard deviasi179,230,921,21

Nilai maksimum681,102,604,00

Nilai minimum1,200,000,00

Nilai Ambang Batas

(gr/m3)10000,00100,00265,00

Dibandingkan dengan Nilai Ambang Batas yang telah ditetapkan pemerintah, berarti polutan yang dihasilkan pada penelitian ini masih memenuhi persyaratan.7. KESIMPULAN DAN REKOMENDASI7.1 KesimpulanBerdasarkan hasil eksperimen pembakaran pada tungkuFBCberbahan bakar limbah padat industri kertas(sludge) diperoleh hasil-hasil sebagai berikut:Limbah padat industri kertas (sludge), berpotensi sebagai bahan bakar alternatif pada tungkuFBCLaju umpansludgesebagai bahan bakar padat pada tungkuFBCyang telah diuji coba sekitar 14,8-19,2 kg/jam (telah memenuhi kapasitas desain15 kg/jam) dan kadar air antara 7,52-11,52%Unjuk kerja proses pembakaransludgehampir sama/setara dengan proses pembakaran serbuk kayuPemanfaatansludgesebagai bahan bakar padat merupakan salah satu upaya konservasi energi di industriPerhitungan energi hasil pembakaransludgetelah dapat digunakan untuk dasar perencanaan proses pengeringan dengan memanfaatkan panas buang dariflue-gas

7.2 RekomendasiMengingat hasil-hasil di atas perlu dilakukan tindakan lanjut, antara lain:Sludgedari industri kertas mempunyai potensi dan dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk pembangkitan uap (steam generator)Penelitian 2005 diharapkan dapat dilakukan performasi proses pembakaran dan proses pengeringan dengan memanfaatkan panas buang dari unitFBC.