Pengaruh Suhu Pirolisis terhadap Kadar A

SEMINAR NASIONAL TEKNIK KIMIA SOEBARDJO BROTOHARDJONO X
Program Studi Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur
Surabaya, 26 Juni 2013

Pengaruh Suhu Pirolisis terhadap Kadar Air dan Nilai Kalor Char
dari Sampah Organik Pasar Segiri Samarinda

Novy Pralisa Putri1), Imadini Nur Fadilah2)
1)
Program Studi Teknik Kimia
2)
Program Studi Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Universitas Mulawarman
Jalan Sambaliung No. 9 Kampus Gunung Kelua 75119 Samarinda, Kalimantan Timur
e-mail : novylisa@gmail.com, dhininurfadilah@gmail.com
ABSTRAK

Pasar Segiri merupakan salah satu pasar tradisional di Samarinda yang memiliki Tempat
Penampungan Sementara (TPS) sebagai tempat penumpukan sampah sebelum diangkut ke Tempat
Pemrosesan Akhir (TPA). TPS. Pasar Segiri Samarinda dapat menampung timbulan sampah pasar
sebanyak 5,94 m3/hari dengan berat 1.825 kg/hari. Komposisi sampah di TPS tersebut terdiri dari

88,26% sampah organik; 2,94% plastik; 0,3% logam; 0,45% kaca; 3,43% kertas; 0,21% kayu; 2,79%
kain. Semua jenis sampah termasuk sampah organik hanya ditumpuk tanpa ada pengolahan apapun.
Padahal sampah organik masih dapat diolah menjadi produk yang berguna, salah satunya dengan
metode pirolisis yang dapat menghasilkan char. Sebelum dilakukan pirolisis, terlebih dahulu sampah
organik yang hanya terdiri dari sayur-sayuran dicacah dengan ukuran kurang lebih 5 cm, lalu
dikeringkan dalam ruangan selama kurang lebih 24 jam dan dimasukkan ke ruang pembakaran unit
pirolisis sebanyak 1 kg dengan variasi suhu 150 °C, 200 °C, 250 °C, dan 300 °C. Setelah 3 jam, sisa
pembakaran (char) dianalisa untuk mengetahui kadar air dengan menggunakan metode ASTM D-317303 dan kalori dengan menggunakan ASTM D-5865-10a. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kadar
air pada char secara berturut-turut adalah 14,3%; 8,2%; 8,95%; dan 7,9%, sedangkan nilai kalor char
yang dihasilkan adalah 4438,5 kkal/kg; 5349 kkal/kg; 5174,5 kkal/kg; dan 4917 kkal/kg.
Kata Kunci

: Char , Kadar Air, Nilai Kalor, Pirolisis, Sampah organik.

1.

PENDAHULUAN
Pertumbuhan ekonomi dan penduduk Kotamadya Samarinda, Kalimantan Timur yang semakin
pesat memicu peningkatan sampah domestik baik sampah organik maupun sampah anorganik. Pasar
tradisional merupakan penyumbang terbesar sampah organik di perkotaan seperti Pasar Segiri

Samarinda. Menurut Febrina (2011), volume timbulan sampah di TPS Pasar Segiri Samarinda yaitu 5,94
m3/hari dengan berat timbulan 1,825 kg/hari. Komposisi sampah di TPS Pasar Segiri Samarinda yaitu
sampah organik 88,26%, plastik 2,94%, logam 0,3%, kaca 0,45%, kertas 3,43%, kayu 0,21%, kain 2,79%.
Jika dilihat dari komposisi sampah maka jumlah sampah organik lebih besar dibandingkan jenis sampah
lainnya
Sampah organik merupakan jenis sampah yang mudah terurai sehingga masih bisa untuk diolah
sebelum dibuang ke TPS. Pengolahan sampah organik menjadi pupuk melalui composting merupakan
salah satu cara untuk mengurangi beban pencemaran pada lingkungan. Sampah organik sayuran juga
merupakan salah satu biomassa yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar dengan mengubah bentuk
menjadi char dan asap cair melalui proses pirolisis.
Pirolisis sampah menjadi char sangat menguntungkan terutama dalam rangka menekan volume
timbunannya di perkotaan. Char yang dihasilkan sangat bermanfaat sebagai sumber energi/bahan bakar
(Matsuzawa et al 2007). Pirolisis adalah pemanasan tanpa atau sedikit oksigen, dimana energi panas
mendorong terjadinya oksidasi sehingga molekul karbon yang kompleks terurai, dan sebagian besar
menjadi char atau karbon. Pada proses pirolisis ini material biomassa akan mengalami beberapa tahap
perubahan secara fisika dan kimiawi. Perubahan fisika yang terjadi meliputi pelunakan, pengembangan
dan pemadatan kembali, sedangkan proses kimiawinya yaitu perengkahan, depolimerisasi, dan
kondensasi. Haji dkk (2006) membuat char dari sampah kota pada suhu 350 – 510°C selama 5 jam.
Pirolisis untuk pembentukan char juga dapat terjadi pada suhu 150 - 300°C (Kartika dan Paramita,
2007). Namun keadaan ini sangat bergantung pada bahan baku dan cara pembuatannya (Qadeer dan

Akhtar, 2005). Nilai energi atau kalor yang dihasilkan sangat bergantung pada suhu operasi. Oleh karena
itu, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh suhu pada 150°C, 200°C, 250°C, dan 300°C
terhadap nilai kalor dan kadar air pada char yang terbentuk.

B.7-1

SEMINAR NASIONAL TEKNIK KIMIA SOEBARDJO BROTOHARDJONO X
Program Studi Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur
Surabaya, 26 Juni 2013
2. METODOLOGI
Bahan. Sampah organik pasar yang hanya terdiri dari sayuran sebanyak 1 kg.
Alat. Alat yang digunakan terdiri dari alat utama dan alat penunjang. Alat utama merupakan seperangkat
reaktor pirolisis seperti pada Gambar 1, sedangkan alat penunjang berupa loyang dengan ukuran 26 x 8
cm dan Infrared Thermometer .

Gambar 1. Unit Reaktor Pirolisis
Keterangan Gambar:
1. Tabung Gas LPG
2. Kompor
3. Ruang Pengarangan

4. Kondensor
5. Bak Pendingin
Tata Cara Riset. Sampah organik pasar diambil secara acak sebanyak 4 kg di TPS Pasar Segiri
Samarinda, kemudian dipotong-potong agar ukurannya seragam kurang lebih 5 cm. Sampel yang telah
dipotong dijemur di bawah sinar matahari ± 6 jam dan dipindahkan ke dalam ruangan dengan suhu antara
28 - 29 oC. Setelah ± 24 jam, sampel ditimbang dan diambil sebanyak 1 kg lalu ditaruh ke loyang dan
dimasukkan ke ruang pengarangan untuk proses pirolisis selama 3 jam dengan mempertahankan suhu 150
o
C. Setelah proses pirolisis selesai, reaktor didiamkan kurang lebih 30 menit lalu char yang terbentuk
dianalisa untuk mengetahui kadar air dan nilai kalornya. Pengujian nilai kalor mengikuti prosedur yang
diatur dalam ASTM D-5865-10a, sedangkan untuk pengujian kadar air berdasarkan ASTM D-3173-03.
Tata cara ini diulangi untuk suhu 200, 250, dan 300 oC.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebelum sampel dimasukkan ke reaktor pirolisis, sampel dijemur dan terjadi penyusutan berat seperti
pada Tabel I.
Tabel I. Kondisi Sampel Sebelum dan Setelah Penjemuran
Berat Sampel Sampah Organik Pasar (Kg)
Suhu Penjemuran (oC)
Suhu Reaktor (oC)
Sebelum Penjemuran

Setelah Penjemuran
28,1 – 30

4

2,68

150

28,7 – 30,1

4

2,68

200

28,2 - 31

4


2,64

250

28,5 – 32,4

4

2,2

300

Hasil pengujian kadar air dan nilai kalor char pada berbagai suhu setelah pirolisis dapat dilihat pada
Tabel II.

B.7-2

SEMINAR NASIONAL TEKNIK KIMIA SOEBARDJO BROTOHARDJONO X
Program Studi Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur

Surabaya, 26 Juni 2013
Tabel II. Hasil Analisa Kadar Air pada Char
Suhu ( C)
Kadar Air (%)
Nilai Kalori (Kkal/kg)
o

150

13

4506

200

8,3

5345

250


9

5174

300

8

4918

Pengaruh Suhu terhadap Kadar Air Char . Tabel II menunjukkan kadar air cenderung menurun pada
berbagai suhu dan untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2. Berdasarkan Gambar 2 terlihat
bahwa kadar air tertinggi pada suhu 150oC yaitu sebesar 14,3%. Hal ini disebabkan karena suhu operasi
yang rendah sehingga reaksi menguapnya kandungan air atau biasa disebut dehidrasi pada bahan berjalan
lambat. Terlihat semakin tinggi suhu maka semakin rendah kadar airnya. Namun, hal ini tidak terjadi
pada char dengan suhu 250oC yang memiliki kadar air lebih tinggi dibandingkan pada suhu sebelumnya
yaitu sebesar 8,9% sedangkan pada suhu 200oC sebesar 8,2%. Terjadinya kenaikan kadar air ini dapat
dikarenakan kandungan air sebelum dilakukan pirolisis berbeda-beda, dimungkinkan kadar air bahan
sebelum dipirolisis lebih tinggi.

Pengaruh Suhu terhadap Nilai Kalor. Nilai kalor merupakan faktor terpenting dalam sifat energi dan
biasanya berhubungan dengan benda sebagai penghantar panas (Sudarja, 2010). Hasil analisa nilai kalor
dapat dilihat pada Tabel II dan untuk lebih jelasnya digambarkan pada Gambar 3. Peningkatan suhu
operasi menyebabkan fluktuasi nilai kalor. Semakin tinggi nilai kalori pada char menunjukkan semakin
bagus kualitas dari char tersebut karena panas yang dihasilkan sebagai bahan bakar semakin tinggi
(Yakub, 2006). Ketika suhu ditingkatkan dari 150 oC menjadi 200 oC, nilai kalor ikut meningkat dan nilai
kalor kembali menurun ketika suhu operasi menjadi 250 dan 300 oC. Namun nilai kalor pada suhu 250
dan 300 oC masih lebih besar daripada nilai kalor pada suhu 150 oC. Hal ini dapat disebabkan adanya
penguapan molekul karbon sehingga terbentuk abu yang akan mengurangi kalori char akibat suhu yang
terlalu tinggi. Nilai kalor juga dipengaruhi oleh kadar air dan kadar abu char . Semakin tinggi kadar air
dan kadar abu, maka dapat menurunkan nilai kalor pada char yang dihasilkan.

Gambar 2. Grafik Hubungan Suhu Operasi dengan Kadar Air

B.7-3

SEMINAR NASIONAL TEKNIK KIMIA SOEBARDJO BROTOHARDJONO X
Program Studi Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur
Surabaya, 26 Juni 2013


4. KESIMPULAN
Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Nilai kadar air char pada suhu 150, 200, 250 dan 300 oC berturut-turut adalah 13%; 8,3%; 9%; dan
8%,
2. Nilai kalor char yang dihasilkan adalah 4506 kkal/kg; 5345 kkal/kg; 5174 kkal/kg; dan 4918
kkal/kg.
DAFTAR PUSTAKA
Febrina, Ayu Tridiani, 2012, “Evaluasi dan Perencanaan Ulang Rumah Kompos Pasar Segiri
Samarinda”, Teknik, Universitas Mulawarman, Samarinda
Haji, A.G., Mas’ud., Z.A., Lay, B.W., Sutjahjo, S.H., Pari,G., “Pembuatan Arang dari Sampah Organik
dengan Cara Karbonisasi Menggunakan Reaktor Pirolisis”, Jurnal Purifikasi, Volume 7, No.2,
Desembaer 2006: 139-144.
Kartika, E. dan Paramita, S., 2007, “Pembuatan Briket dari Sekam Padi Menggunakan Polyethylene
Sebagai Binder ”, Teknik Kimia, ITENAS.
Sudarja, Favan, Rahman M,, 2010, “Pengukuran Nilai Kalor Bahan Bakar Briket Char Kombinasi
Cangkang Pala dan Limbah Sawit”, Seminar Nasional Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah,
Yogyakarta.
Qadeer, R dan Akhtar S., 2005, “Kinetics Study of Lead Ion Adsorption on Activated Carbon”,

Turk Journal Chemistry, 29:95.


Yakub, A., 2006, “Pengujian Contoh Batubara”, ATC Course, Bandung

B.7-4