Daftar Isi DAFTAR ISI ..................................................... ........................................................ 1 BAB I LATAR BELAKANG ………...................................................... .......................... 2 BAB II PERUMUSAN MASALAH ………...................................................... ................ 3 BAB III ANALISIS KEBUTUHAN DESAIN ………...................................................... ..... 4 3.1 KRITERIA ALTERNATIF DESAIN .................................................. .......... 4 BAB IV ALTERNATIF DESAIN DAN PEMILIHAN DESAIN FINAL ................................. 6 4.1 ALTERNATIF DARI USULAN DESAIN .................................................. .. 6 4.2 PEMILIHAN BIOMASSA ................................................ ...................... 7 4.3 AHP ..................................................... .............................................. 8 PRD II / Kelas XX / Kelompok XI / 2015
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
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
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,