Analisa thermogravimetry pada proses pembakaran sampah kota AWAL
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ANALISA THERMOGRAVIMETRY PADA
PROSES PEMBAKARAN SAMPAH KOTA
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
YOHANES PARNINGOTAN SILABAN
NIM. I0410034
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
2015
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
Lakukanlah bagianmu, dan Tuhan akan melakukan bagian-Nya.
Do the best and God make it perfect.
Jadilah orang sukses! Agar apa yang kamu suka dan apa yang menjadi pilihan
kamu tidak akan diremehkan orang lain.
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
ANALISA THERMOGRAVIMETRY PADA
PROSES PEMBAKARAN SAMPAH KOTA
Yohanes Parningotan Silaban
Banyaknya sampah yang terdapat di negara-negara berkembang menjadi
permasalahan tersendiri, sehingga diperlukan penanganan yang tepat untuk
mengatasinya. Skripsi ini bertujuan untuk memberikan gambaran tentang
karakteristik pembakaran sampah kota melalui analisa thermogravimetry.
Thermogravimetry sendiri merupakan metode analisa dengan mengamati perubahan
massa selama spesimen diberi perlakuan panas. Campuran sampah kota dengan
beberapa variasi komposisi dibakar dengan heating rate 10 oC/m sampai habis
terbakar, atau massanya konstan. Berdasarkan data yang diperoleh kita bisa
menentukan besarnya nilai ITVM, ITFC, PT dan BT. Melalui nilai tersebut dapat
menggambarkan karakteristik pembakaran campuran sampah kota.
Kata Kunci : Thermogravimetry, ITVM, ITFC, PT, BT
ABSTRACT
THERMOGRAVIMETRY ANALYSIS FOR
COMBUSTION MUNICIPAL SOLID WASTES
Yohanes Parningotan Silaban
The amount of trash found in developing countries into its own problems, so that
appropriate treatment is required to overcome them. This thesis aims to provide an
overview of municipal waste combustion characteristics through analysis
Thermogravimetry. Thermogravimetry itself is a method of analysis by observing
the change in mass during the heat-treated specimens. A mixture of municipal
waste with some variation composition is burned with heating rate of 10 ° C / m to
burn out, or a constant mass. Based on the data obtained we can determine the
value of ITVM, ITFC, PT and BT. Through these values can describe the
characteristics of a mixture of municipal solid waste incineration
Keywords : Thermogravimetry, ITVM, ITFC, PT, BT
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus yang telah memberikan
rahmat serta karunia-Nya kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan
penyusunan skripsi dengan judul “Analisa Thermogravimetry Pada Proses
Pembakaran Sampah Kota”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk
menyelasaikan jenjang pendidikan strata satu (S1) di jurusan Teknik Mesin,
Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala
bantuan dan perhatian selama melaksanakan riset dan penyusunan skripsi. Untuk
itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
Tuhan Yesus atas kehendaknya telah menghendaki terselesaikannya skripsi
ini.
secara moral dan material.
Mama saya dan seluruh anggota keluarga yang telah memberikan dukungan
Bapak Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto, ST, MT selaku dosen pembimbing I
yang telah memberikan inspirasi dan bimbingan dalam menyelesaikan
penulisan skripsi ini.
Bapak D Danardono Dwi Prija T, ST, MT selaku dosen pembimbing II yang
telah memberikan inspirasi dan bimbingan dalam menyelesaikan penulisan
skripsi ini.
Universitas Sebelas Maret
motivasi selama menjalani proses perkuliahan.
selama ini semoga Tuhan membekati.
Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T.,M.T selaku ketua jurusan Teknik Mesin
Seluruh Dosen Teknik Mesin yang telah memberikan ilmu, inspirasi dan
Teman seperjuangan, atas waktu, bantuan moral, materi dan motivasinya
Semua pihak yang telah membantu dalam proses pembuatan skripsi ini.
Walaupun penulis tidak bisa menyebutkan satu persatu, tetapi kontribusi
anda sekalian begitu berarti.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Penulis telah berusaha menampilkan apa yang terbaik dengan semampunya,
dan penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat menambah wawasan
bagi yang membacanya. Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan,
oleh karena itu saran dan kritik penulis harapkan untuk menghasilkan karya
berikutnya yang lebih baik lagi.
Surakarta, 13 Juli 2015
Yohanes Parningotan Silaban
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................v
KATA PENGANTAR .......................................................................................vi
DAFTAR ISI .....................................................................................................viii
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................x
DAFTAR TABEL .............................................................................................xi
DAFTAR RUMUS ............................................................................................xii
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................1
1.1 Latar Belakang............................................................................1
1.2 Perumusan Masalah ....................................................................4
1.3 Batasan Masalah .........................................................................4
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................5
1.5 Sistematika Penulisan..................................................................5
BAB II KAJIAN PUSTAKA..........................................................................6
2.1 Tinjauan Pustaka.........................................................................6
2.1.1 Pembakaran .....................................................................6
2.2 Dasar Teori .................................................................................13
2.2.1 Pembakaran .....................................................................13
2.2.2 Analisa Thermogravimetry...............................................15
2.2.3 Pengujian Sifat Bahan Bakar Padat ..................................17
BAB III METODE PENELITIAN...................................................................20
3.1 Tempat Pelaksanaan....................................................................20
3.2 Bahan dan Alat............................................................................20
3.2.1 Bahan ..............................................................................20
3.2.2 Alat .................................................................................21
3.3 Alur Penelitian ............................................................................26
3.3.1 Persiapan .........................................................................26
3.3.2 Pengambilan Data Proses Pembakaran.............................27
3.4 Skema Alat .................................................................................28
3.5 Diagram Penelitian......................................................................29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..........................................................30
4.1 Hasil Uji Proximate Bahan Mentah .............................................30
4.2 Karakteristik Pembakaran campuran sampah kota .......................30
4.2.1 Karakteristik campuran sampah kota 60-40........................30
4.2.2 Karakteristik campuran sampah kota 65-35........................32
4.2.3 Karakteristik campuran sampah kota 70-30........................34
4.2.4 Karakteristik campuran sampah kota 75-25........................35
4.2.5 Karakteristik campuran sampah kota 80-20........................37
4.3 Perbandingan Karakteristik Pembakaran Sampah Kota................38
4.3.1 Karakteristik mt/m0 Campuran Sampah Kota......................38
4.3.2 Karakteristik Temperatur Campuran Sampah Kota.............42
4.3.3 Karakteristik Laju Pengurangan Masa Sampah Kota ..........43
4.3.4 Karakteristik DTG Campuran Sampah Kota.......................43
BAB V PENUTUP .........................................................................................46
5.1 Kesimpulan.................................................................................46
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
5.2 Saran ..........................................................................................46
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................47
LAMPIRAN ......................................................................................................49
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Diagram Thermogravimetric Setiap Komponen MSW ................7
Karakteristik Pembakaran Briket 70% organik 30% anorganik....12
Penampang Melintang Pembakaran Bahan Bakar Batang ............14
Skema Thermobalance................................................................16
Kurva Penurunan Massa Terhadap Waktu ...................................16
Penentuan Zona Pembakaran Dengan Metode
Thermogravimetry.......................................................................17
Gambar 3.1 Tungku Pembakaran....................................................................21
Gambar 3.2 Timbangan Digital ......................................................................22
Gambar 3.3 ADAM 4018 ...............................................................................23
Gambar 3.4 Cawan.........................................................................................25
Gambar 3.5 Thermocontroller ........................................................................25
Gambar 3.6 Skema Alat .................................................................................28
Gambar 3.7 Diagram Alir Penelitian ..............................................................29
Gambar 4.1 Pembakaran Campuran Sampah Kota 60-40................................31
Gambar 4.2 Pembakaran Campuran Sampah Kota 65-35................................33
Gambar 4.3 Pembakaran Campuran Sampah Kota 70-30................................34
Gambar 4.4 Pembakaran Campuran Sampah Kota 75-25................................36
Gambar 4.5 Pembakaran Campuran Sampah Kota 80-20................................37
Gambar 4.6 Perbandingan Mt/M0 ...................................................................39
Gambar 4.7 Perbandingan Mt/M0 Proses Pengeringan ....................................40
Gambar 4.8 Perbandingan Mt/M0 Proses Devolatilisasi ..................................40
Gambar 4.9 Perbandingan Mt/M0 Proses Pembakaran Char............................41
Gambar 4.10 Perbandingan Temperatur Campuran Sampah Kota.....................42
Gambar 4.11 Perbandingan Laju Pengurangan Massa ......................................43
Gambar 4.12 DTG Campuran Sampah Kota.....................................................44
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Hasil Analisis Thermogravimetry.....................................................7
Tabel 2.2 Hasil Penelitian Pembakaran Bubuk Batu Bara Dan
Campuran Bubuk Batu Bara + 20% Batang Jagung .........................9
Tabel 2.3 Hasil Penelitian Pembakaran Tar Batu Bara Dan
Campuran Tar Batu Bara + 20% Batang Jagung ..............................9
Tabel 3.1 Spesifikasi Timbangan Digital .........................................................22
Tabel 3.2 Spesifikasi Data Akuisisi .................................................................23
Tabel 3.3 Variasi Bahan ..................................................................................27
Tabel 4.1 Hasil Uji Proximate Bahan Mentah..................................................30
Tabel 4.2 Waktu Yang Diperlukan Selama Proses Pembakaran .......................39
Tabel 4.3 Nilai ITVM, ITVC, PT, dan BT ......................................................44
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR RUMUS
Rumus 2.1
Rumus 2.2
Rumus 2.3
Rumus 2.4
Rumus 2.5
Rumus 2.6
Kadar Air.........................................................................................18
Volatille Matter ...............................................................................18
Kadar Abu .......................................................................................18
Temperatur Pembakaran ..................................................................19
Energi Kalorimetri...........................................................................19
Nilai Kalor.......................................................................................19
commit to user
xii
digilib.uns.ac.id
ANALISA THERMOGRAVIMETRY PADA
PROSES PEMBAKARAN SAMPAH KOTA
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
YOHANES PARNINGOTAN SILABAN
NIM. I0410034
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
2015
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
Lakukanlah bagianmu, dan Tuhan akan melakukan bagian-Nya.
Do the best and God make it perfect.
Jadilah orang sukses! Agar apa yang kamu suka dan apa yang menjadi pilihan
kamu tidak akan diremehkan orang lain.
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
ANALISA THERMOGRAVIMETRY PADA
PROSES PEMBAKARAN SAMPAH KOTA
Yohanes Parningotan Silaban
Banyaknya sampah yang terdapat di negara-negara berkembang menjadi
permasalahan tersendiri, sehingga diperlukan penanganan yang tepat untuk
mengatasinya. Skripsi ini bertujuan untuk memberikan gambaran tentang
karakteristik pembakaran sampah kota melalui analisa thermogravimetry.
Thermogravimetry sendiri merupakan metode analisa dengan mengamati perubahan
massa selama spesimen diberi perlakuan panas. Campuran sampah kota dengan
beberapa variasi komposisi dibakar dengan heating rate 10 oC/m sampai habis
terbakar, atau massanya konstan. Berdasarkan data yang diperoleh kita bisa
menentukan besarnya nilai ITVM, ITFC, PT dan BT. Melalui nilai tersebut dapat
menggambarkan karakteristik pembakaran campuran sampah kota.
Kata Kunci : Thermogravimetry, ITVM, ITFC, PT, BT
ABSTRACT
THERMOGRAVIMETRY ANALYSIS FOR
COMBUSTION MUNICIPAL SOLID WASTES
Yohanes Parningotan Silaban
The amount of trash found in developing countries into its own problems, so that
appropriate treatment is required to overcome them. This thesis aims to provide an
overview of municipal waste combustion characteristics through analysis
Thermogravimetry. Thermogravimetry itself is a method of analysis by observing
the change in mass during the heat-treated specimens. A mixture of municipal
waste with some variation composition is burned with heating rate of 10 ° C / m to
burn out, or a constant mass. Based on the data obtained we can determine the
value of ITVM, ITFC, PT and BT. Through these values can describe the
characteristics of a mixture of municipal solid waste incineration
Keywords : Thermogravimetry, ITVM, ITFC, PT, BT
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus yang telah memberikan
rahmat serta karunia-Nya kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan
penyusunan skripsi dengan judul “Analisa Thermogravimetry Pada Proses
Pembakaran Sampah Kota”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk
menyelasaikan jenjang pendidikan strata satu (S1) di jurusan Teknik Mesin,
Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala
bantuan dan perhatian selama melaksanakan riset dan penyusunan skripsi. Untuk
itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
Tuhan Yesus atas kehendaknya telah menghendaki terselesaikannya skripsi
ini.
secara moral dan material.
Mama saya dan seluruh anggota keluarga yang telah memberikan dukungan
Bapak Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto, ST, MT selaku dosen pembimbing I
yang telah memberikan inspirasi dan bimbingan dalam menyelesaikan
penulisan skripsi ini.
Bapak D Danardono Dwi Prija T, ST, MT selaku dosen pembimbing II yang
telah memberikan inspirasi dan bimbingan dalam menyelesaikan penulisan
skripsi ini.
Universitas Sebelas Maret
motivasi selama menjalani proses perkuliahan.
selama ini semoga Tuhan membekati.
Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T.,M.T selaku ketua jurusan Teknik Mesin
Seluruh Dosen Teknik Mesin yang telah memberikan ilmu, inspirasi dan
Teman seperjuangan, atas waktu, bantuan moral, materi dan motivasinya
Semua pihak yang telah membantu dalam proses pembuatan skripsi ini.
Walaupun penulis tidak bisa menyebutkan satu persatu, tetapi kontribusi
anda sekalian begitu berarti.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Penulis telah berusaha menampilkan apa yang terbaik dengan semampunya,
dan penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat menambah wawasan
bagi yang membacanya. Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan,
oleh karena itu saran dan kritik penulis harapkan untuk menghasilkan karya
berikutnya yang lebih baik lagi.
Surakarta, 13 Juli 2015
Yohanes Parningotan Silaban
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................v
KATA PENGANTAR .......................................................................................vi
DAFTAR ISI .....................................................................................................viii
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................x
DAFTAR TABEL .............................................................................................xi
DAFTAR RUMUS ............................................................................................xii
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................1
1.1 Latar Belakang............................................................................1
1.2 Perumusan Masalah ....................................................................4
1.3 Batasan Masalah .........................................................................4
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................5
1.5 Sistematika Penulisan..................................................................5
BAB II KAJIAN PUSTAKA..........................................................................6
2.1 Tinjauan Pustaka.........................................................................6
2.1.1 Pembakaran .....................................................................6
2.2 Dasar Teori .................................................................................13
2.2.1 Pembakaran .....................................................................13
2.2.2 Analisa Thermogravimetry...............................................15
2.2.3 Pengujian Sifat Bahan Bakar Padat ..................................17
BAB III METODE PENELITIAN...................................................................20
3.1 Tempat Pelaksanaan....................................................................20
3.2 Bahan dan Alat............................................................................20
3.2.1 Bahan ..............................................................................20
3.2.2 Alat .................................................................................21
3.3 Alur Penelitian ............................................................................26
3.3.1 Persiapan .........................................................................26
3.3.2 Pengambilan Data Proses Pembakaran.............................27
3.4 Skema Alat .................................................................................28
3.5 Diagram Penelitian......................................................................29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..........................................................30
4.1 Hasil Uji Proximate Bahan Mentah .............................................30
4.2 Karakteristik Pembakaran campuran sampah kota .......................30
4.2.1 Karakteristik campuran sampah kota 60-40........................30
4.2.2 Karakteristik campuran sampah kota 65-35........................32
4.2.3 Karakteristik campuran sampah kota 70-30........................34
4.2.4 Karakteristik campuran sampah kota 75-25........................35
4.2.5 Karakteristik campuran sampah kota 80-20........................37
4.3 Perbandingan Karakteristik Pembakaran Sampah Kota................38
4.3.1 Karakteristik mt/m0 Campuran Sampah Kota......................38
4.3.2 Karakteristik Temperatur Campuran Sampah Kota.............42
4.3.3 Karakteristik Laju Pengurangan Masa Sampah Kota ..........43
4.3.4 Karakteristik DTG Campuran Sampah Kota.......................43
BAB V PENUTUP .........................................................................................46
5.1 Kesimpulan.................................................................................46
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
5.2 Saran ..........................................................................................46
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................47
LAMPIRAN ......................................................................................................49
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Diagram Thermogravimetric Setiap Komponen MSW ................7
Karakteristik Pembakaran Briket 70% organik 30% anorganik....12
Penampang Melintang Pembakaran Bahan Bakar Batang ............14
Skema Thermobalance................................................................16
Kurva Penurunan Massa Terhadap Waktu ...................................16
Penentuan Zona Pembakaran Dengan Metode
Thermogravimetry.......................................................................17
Gambar 3.1 Tungku Pembakaran....................................................................21
Gambar 3.2 Timbangan Digital ......................................................................22
Gambar 3.3 ADAM 4018 ...............................................................................23
Gambar 3.4 Cawan.........................................................................................25
Gambar 3.5 Thermocontroller ........................................................................25
Gambar 3.6 Skema Alat .................................................................................28
Gambar 3.7 Diagram Alir Penelitian ..............................................................29
Gambar 4.1 Pembakaran Campuran Sampah Kota 60-40................................31
Gambar 4.2 Pembakaran Campuran Sampah Kota 65-35................................33
Gambar 4.3 Pembakaran Campuran Sampah Kota 70-30................................34
Gambar 4.4 Pembakaran Campuran Sampah Kota 75-25................................36
Gambar 4.5 Pembakaran Campuran Sampah Kota 80-20................................37
Gambar 4.6 Perbandingan Mt/M0 ...................................................................39
Gambar 4.7 Perbandingan Mt/M0 Proses Pengeringan ....................................40
Gambar 4.8 Perbandingan Mt/M0 Proses Devolatilisasi ..................................40
Gambar 4.9 Perbandingan Mt/M0 Proses Pembakaran Char............................41
Gambar 4.10 Perbandingan Temperatur Campuran Sampah Kota.....................42
Gambar 4.11 Perbandingan Laju Pengurangan Massa ......................................43
Gambar 4.12 DTG Campuran Sampah Kota.....................................................44
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Hasil Analisis Thermogravimetry.....................................................7
Tabel 2.2 Hasil Penelitian Pembakaran Bubuk Batu Bara Dan
Campuran Bubuk Batu Bara + 20% Batang Jagung .........................9
Tabel 2.3 Hasil Penelitian Pembakaran Tar Batu Bara Dan
Campuran Tar Batu Bara + 20% Batang Jagung ..............................9
Tabel 3.1 Spesifikasi Timbangan Digital .........................................................22
Tabel 3.2 Spesifikasi Data Akuisisi .................................................................23
Tabel 3.3 Variasi Bahan ..................................................................................27
Tabel 4.1 Hasil Uji Proximate Bahan Mentah..................................................30
Tabel 4.2 Waktu Yang Diperlukan Selama Proses Pembakaran .......................39
Tabel 4.3 Nilai ITVM, ITVC, PT, dan BT ......................................................44
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR RUMUS
Rumus 2.1
Rumus 2.2
Rumus 2.3
Rumus 2.4
Rumus 2.5
Rumus 2.6
Kadar Air.........................................................................................18
Volatille Matter ...............................................................................18
Kadar Abu .......................................................................................18
Temperatur Pembakaran ..................................................................19
Energi Kalorimetri...........................................................................19
Nilai Kalor.......................................................................................19
commit to user
xii