Rancang Bangun dan Analsis Unjuk Kerja Reaktor Torefaksi Kontinu Tipe Tubular Dengan Sistem Pemanas Oil Jacket

Abstract

Teknologi konversi sampah kota menjadi bahan bakar yang saat ini sedang dikembangkan adalah melalui proses torefaksi. Proses torefaksi sampah yang banyak dilakukan menggunakan jenis reaktor batch. Sementara untuk kebutuhan skala industri, torefaksi kontinu dipandang lebih menguntungkan karena proses umpan dan produk mengalir secara terus menerus. Jenis reaktor kontinu yang sedang dikembangkan adalah tipe tubular. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang dan membuat unit reaktor torefaksi kontinu yang mampu meningkatkan kualitas sifat-sifat sampah sebagai bahan bakar padat, terutama nilai kalornya. Beberapa tahapan yang dilalui pada penelitian ini diantaranya; perancangan, proses fabrikasi dan pengujian unjuk kerja reaktor. Parameter perancangan yang digunakan adalah massa jenis sampah (ρ) = 230 kg/m 3 , kecepatan putaran (n) = 0,5 rpm, loading efficiency (φ) = 0.25,  jarak pitch (S) = 0,5 D, temperatur reaktor (T in ) = 275°C, temperatur oli pemanas (T out ) = 311°C, waktu tinggal (Rt) = 30 menit. Sehingga menghasilkan reaktor dengan spesifikasi; dimensi reaktor, Dt in = 203 mm, Dt out = 254 mm Dscrew = 195 mm, jarak pitch (S) = 100 mm, panjang reaktor = 1600 mm kapasitas reaktor 5kg/jam. Bahan tabung reaktor menggunakan jenis carbon stell JIS G3116 SG 295, fluida pemanas menggunakan heat transfer oil tipe Calflo TM AF, motor penggerak 2 HP dan 0,5 HP dilengkapi masing-masing gear reducer rasio 1:60. Ruang bakar menggunakan steel dan 2 unit burner dengan bahan bakar LPG. Hasil eksperimen unjuk kerja reaktor menunjukan bahwa reaktor mampu  mencapai temperatur maksimum 375°C selama durasi 175 menit. Pengujian menggunakan sampel sampah kota campuran berlangsung pada temperatur 225°C–325°C (steady state) dan waktu tinggal 30 menit. Produk torefaksi kemudian dikarakterisasi melalui uji proximate, ultimate dan nilai kalor. Hasil produk torefaksi menunjukan perubahan massa dan energi produk sejalan dengan perubahan temperatur reaktor dan waktu tinggal, sementara pengaruh aliran gas nitrogen sebagai purge didalam reaktor hasilnya dapat diabaikan. Perolehan massa mencapai 78% dan perolehan energi sebesar 81%. Kandungan fixed carbon (FC) semakin tinggi dan terjadi penurunan rasio atom O/C sehingga meningkatkan nilai kalor produk torefaksi. Nilai kalor produk torefaksi tertinggi 5424,60 kcal/kg setara dengan batubara subbituminus B pada temperatur 275°C