## Karakteristik Char Hasil Pirolisis Ban Bekas Pada

## Rotary Kiln
1 Surya Darmawan Hendra, 2 Gatut Rubiono, 3 Anas Mukhtar
1) Alumni Prodi Teknik Mesin Universitas PGRI Banyuwangi
2) Prodi Teknik Mesin Universitas PGRI Banyuwangi, Jl. Ikan Tongkol 22 Banyuwangi Email: rubionov@yahoo.com

## ABSTRACT
The study was conducted with pyrolysis experiment where temperature variation of 250oC, 350oC, 450oC, and 550oC and tire sample mass of 300 gram. The heating temperature comes from an electric heater equipped with a control control system. Temperature was measured using K type thermocouple. The residence process was carried out for 120 minutes measured using a stopwatch. The tire and char sample volume was measured using measuring cups and the sample mass was measured using the scales. Tests on char quality characteristics include flame, coal temperature, flame time, and ash residue. The results showed that the higher the process temperature in pyrolysis, it affects char characteristics on the rotary kiln. The percentage of char mass losses tends to increase with the high pyrolysis process temperature. Char shrinkage factor tends to decrease as the percentage of mass loss increases. Char porosity tends to rise as the percentage of mass loss increases. The percentage of blue color on the char flame tends to rise in accordance with the addition of the percentage of mass  loss  and  vice  versa  the  percentage  of  red  color  on  the  char  flame  tends  to  decrease.  The  combustion temperature of char combustion tends to increase according to the high temperature of the pyrolysis process. Coal  char's  flame  time  tends  to  increase  as  char  porosity  increases.  The  ash  of  combustion  yield  tends  to decrease as the percentage of mass loss increases.

## Keywords: char, pyrolysis, rotary kiln, tires

## 1. PENDAULUAN
Ban  merupakan  suatu  komponen  vital  bagi  suatu kendaraan,  baik  kendaraan  beroda  2,  beroda  4  hingga kendaraan berat. Agar dapat beroperasi di semua medan yang dilalui. Populasi kendaraan di Indonesia dari tahun ke  tahun  selalu  mengalami  peningkatan.  Dari  data populasi  jumlah  kendaraan  di  Indonesia  dari  tahun 1987-2013  menunjukkan  bahwa  tingkat  populasi kendaraan  di  Indonesia  setiap  tahun  selalu  mengalami peningkatan.  Data  terakhir  pada  tabel  1  tahun  2013 menunjukkan total kendaraan sebesar 104.118.969 juta unit, dari tahun sebelumnya (2012) sejumlah 94.373.324 juta unit.
Menurut Dewan Karet Indonesia (2012)
menginformasikan  bahwa  produksi  ban  mobil  di indonsia tahun 2010 dan 2011 mencapai 14,4 dan 15,4 juta  unit.  Jumlah  yang  demikian  besar  tersebut berpotensi  menimbulkan  limbah  ban  bekas  yang berdampak  buruk  terhadap  lingkungan.  Penumpukan limbah  ban  bekas  dapat  menjadi  sarang  nyamuk  dan sumber  penyakit.  Pembuangan  ban  bekas  di  landfill (tempat  pembuangan)  akan  menjadikan  masalah  besar karena  ban  bekas  yang dibuang akan  memenuhi ruang di  tempat  pembuangan  tersebut.  Ban  mempunyai struktur  komplek  yang  membuat  sangat  sulit  didaur ulang  serta  ban  bekas  sulit  didegradasi  oleh  alam (mikrobiologi) (zabaniotou and  stravropoulus, 2003).
Pemanfaatan  limbah  ban  bekas  saat  ini  hanya
sebatas dengan melakukan pembaruan telapak ban yang lebih dikenal dengan proses vulkanisir, dengan metode ini  ban  hanya  akan  bertahan  1-2  kali  proses  ulang vulkanisir  lalu    menjadi  limbah  ban,  dalam  proses  ini juga  menghasilkan  limbah  berupa  parutan  ban  pada proses  penghalusan  (Alam,  2004).  Serta  untuk pemanfaatan  lainya selama  ini  ban bekas baru terbatas pada  penggunaan  kembali  menjadi  produk-produk rumah  tangga  seperti  ayunan,  tempat  duduk,  pemberat genteng,  pembatas  tanggul  di  sungai,  bahkan  tidak sedikit  yang  hanya  menumpuk  ban  bekas  tersebut  di depan rumah mereka. Namun, ada pula yang mengubah ban  bekas  tersebut  menjadi  uang  dengan  menjualnya kepada  pengusaha  jasa  tambal  ban.  Akan  tetapi  dari keseluruhan pengolahan ban bekas pada akhirnya tetap menghasilkan limbah ban bekas di keesokan hari.
Teknologi alternatif yang telah dikembangkan untuk mengurangi  jumlah  limbah  sampah  jenis  rubber  salah satunya  dengan  metode  pirolisis.  Pirolisis  merupakan cara mendekomposisi kimia suatu bahan melalui proses pemanasan  tanpa  atau  sedikit  O 2 atau  reagen  lainya, dimana  material  mentah  akan  mengalami  pemecahan struktur kimia menjadi fase char (padatan), tar (bio-oil) dan gas. Melalui metode pirolisis ini sangat tepat, karena dalam proses ini ban bekas dapat diolah menjadi suatu energi  alternatif  tanpa  meninggalkan  sisa  ban  bekas. Ban  bekas  yang  berbahan  dasar  karet  tersebut sebenarnya  dapat  diolah  menjadi  produk  lain  yang memiliki nilai ekonomis jauh lebih tinggi.
Karet yang memiliki struktur hidrokarbon dari jenis polistirena dapat dikonversi menjadi bentuk hidrokarbon  lain  yang  lebih  sederhana  melalui  proses hydrocracking (hidrorengkah).  Salah  satunya  menjadi bahan bakar padat ( char ) dan karbon aktif. Pada bahan bakar  padat  ( char )  dimanfaatkan  salah  satunya  yaitu: briket.  Selain  menjadi  bahan  bakar  padat  char  dapat dimanfaatkan  menjadi  karbon  aktif  ( activated carbon ) seperti  pemurnian  air  ( water  purification  unit )  untuk mengurangi  komponen  organik  terlarut  dan  toksik, dechlorination,  unit  pengolahan  air  minum  daerah, pemurnian udara ( air purification ) untuk menghilangkan  bahan  anorganik  dan  organik  volatil, penghilangan sulfur dalam gas, pengisi batere dan lain- lain (Zabaniotou, 2003).
Pada  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  Alam (2004) menujukkan  bahwa produk distilasi kering dari parutan  ban  yang  berupa  arang  mempunyai  nilai  kalor diatas  7.000  kal/g  (7.110  kal/g-7.321  kal/g),  termasuk baik  untuk  bahan  bakar,  sehingga  dapat  digolongkan sebagai arang dengan kalor tinggi.
Pada  penelitian  ini  jenis  teknologi  yang  digunakan adalah  pirolisis  type rotary  kiln, Serta  penggunaan limbah  jenis  karet  ban  bekas.  Dimana rotary  kiln merupakan  dapur  horisontal  tubular  dengan  biomassa yang digerakkan dengan  laju tertentu sepanjang dapur. Dalam  segi  mekanisme pirolisis dilakukan  penelitian dengan  variasi  kecepatan  putar,  temperatur  peleburan dan ukuran butir konsentrat zirkon menggunakan rotary kiln (Sunardjo, et.al. 2012).
Pemberian  perlakuan  putaran  pada  tungku  pirolisis diharapkan  dapat  memberikan  dampak  pada  partikel biomassa . Dimana tumbukan antar partikel terjadi pada transfer  momentum  yang  diakibatkan  oleh  putaran tungku,  yang  selanjutnya  dapat  menyebabkan  partikel biomassa dengan  massa  tertentu  bergerak  dengan kecepatan  tertentu.  Hal  ini  secara  keseluruhan  diduga dapat  memberikan  pengaruh  terhadap  dekomposisi biomassa serta nilai produk (Qiram, 1, 2015). Sehingga memberikan  pengaruh  terhadap  dekomposisi  nilai produk char hasil  pirolisis  ban  bekas  dalam menghasilkan  energi  alternatif.  Dalam  penelitian  ini parameter pirolisis yang  dikaji  adalah  temperatur dengan variasi sebesar 250 o C, 350 o C, 450 o C, dan 550 o C. Jika temperatur dinaikan, maka molekul pada biomassa memiliki  tingkat  energi  yang  meningkat  (Fatimah, 2013). Dengan meningkatnya temperatur pirolisis, maka massa  dan  volume char yang  terbentuk  akan  semakin kecil  pada  setiap  peningkatan  variasi  temperatur, sedangkan  nilai  kalornya  akan  semakin  meningkat (Hafidz, R. M, 2013). Sesuai hasil penelitian yang telah dilakukan,  maka  temperatur  yang  diberikan  dalam proses serta metode pirolisis rotary kiln yang diberikan diduga  dapat  meningkatkan  kualitas  produk char terhadap nilai karakteristik pembakaran .
II. METODOLOGI PENELITIAN
1. Variabel  bebas  pada  penelitian  ini  adalah  variasi temperatur  pirolisis  :  250 0 C,  350 0 C,  450 0 C,  dan 550 0 C. 2. Variabel terikat pada penelitian ini yaitu:
a. Massa char,
b. Volume char
Gambar 1. Skema alat Pirolisis Type Rotary Kiln

## Prosedur Pengujian
Metode  pengujian  yang  dilakukan  adalah  dengan menggunakan  pirolisis type rotary    kil n    yaitu  dengan variasi variabel bebas yang telah ditentukan. Kemudian hasil tar dari pirolisis dilakukan pengujian  nyala api pembakaran tar .    Langkah  pelaksanaan  uji  coba pirolisis sebagai berikut :
1. Memasukan  sampel  ban  bekas  kedalam  reaktor pirolisis kiln lalu ditutup.
2. Buka  katup  untuk  mengalirkan  N 2 ke  ruang pemanas pyrolyzer sampai kadar  O 2 < 2,1% dari volume ruang pemanas dan  buka  juga katup buang pada pyrolizer supaya  O 2 dapat  terdorong  keluar akibat  dorongan  dari  N2  yang  memenuhi  tabung dengan rentang waktu satu menit.
3. Tekan saklar on untuk menghidupkan alat pirolisis.
4. Thermocontroller diatur untuk variasi pertama yaitu 250 0 C.
5. Lakukan proses  pirolisis rotary kiln sampai  batas temperatur  yang  ditentukan  oleh thermocontroller lalu tahan proses selama 120 menit.
6. Ukur  volume  dan  massa  akhir  produk char hasil pirolisis.
7. Ulangi prosedur pirolisis dengan variasi temperatur 350 0 C, 450 0 C,  dan 550 0 C

## III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
TABEL 1

## HASIL PENGUKURAN VOLUME DAN MASSA CHAR
Volume Dan Massa Char T ( o C)  vi (ml) vf (ml) mi(gr) mf (gr) 250 1000 500 300 250 350 1000 250 300 134 450 1000 200 300 120 550 1000 150 300 106
Pada tabel hasil pengukuran volume dan  massa char hasil  pirolisis rotary kiln menunjukan  bahwa  nilai volume dan massa sampel mengalami penurunan seiring bertambahnya temperatur proses. Hasil tabel menunjukan  volume  awal  sampel  sebesar  1000  ml
dengan temperatur proses 250˚C berubah  menjadi  500 ml, sedangkan pada massa sampel menunjukan sampel awal 300˚C  gram berubah menjadi 250 gram.

## TABEL 2 PROSENTASE WARNA NYALA API
Temperatur Proses (˚) Prosentase Warna (%) Warna Biru Warna Merah 250 21% 79% 350 29% 71% 450 40% 60% 550 54% 46%
Pada tabel prosentase warna nyala api  menunjukan seiring    tingginya  temperatur  proses  yang  diberikan, maka  prosentase  warna  biru  pada  api  cenderung meningkat dan sebaliknya prosentase warna merah pada api  cenderung  menurun.  Hal  ini  ditunjukan  pada temperatur 250˚C  prosentase warna api merah sebesar 79%,  prosentase  warna  biru  sebesar  21%  sedangkan temperatur 550˚C  prosentase warna merah sebesar 46% dan warna biru 54%.

## TABEL 2 HASIL PEMBAKARAN CHAR PIROLISIS BAN
Pada  tabel  hasil  pembakaran    char    pirolisis  ban menunjukan  bahwa  semakin  tinggi  temperatur  proses pirolisis, maka  waktu nyala bara semakin lama, sisa abu yang  dihasilakan  semakin  menurun,  prosentase  bahan yang  terbakar  meningkat,  dan  temperatur  bara  juga meningkat.
Gambar 1. Grafik Laju Pemanasan
Pada  grafik  di  atas  menunjukkan  bahwa  laju pemanasan cenderung  naik sesuai dengan   laju   waktu pengukuran.  Hal  ini  sesuai  dengan  pertambahan temperatur dari suhu awal sebesar 28 0 C menjadi  275 0 C dan  selanjutnya  naik  secara  bertahap  hingga  mencapai suhu    550 0 C.    Dengan  laju  pemanasan    sebesar 49,4ºC/menit  dan    dapat  diregresikan    dengan    garis logarithmic  sebesar  nilai R 2 = 0,9147.
Gambar 2. Grafik Temperatur Dinding Dan Biomassa
Grafik  di  atas  menunjukkan  bahwa  temperatur dinding  dan    temperatur  biomassa  cenderung  naik  di menit-menit awal pengukuran.  Seiring laju pengukuran kedua  temperatur  ini  selanjutnya    mencapai  titik singgung    dan    akan  cenderung  stabil.  Karena pengaturan temperatur sesuai dengan variabel penelitian di  menit-menit  berikutnya.  Hal  ini  dikarenakan temperatur biomassa akan mengikuti temperatur heater sesuai laju waktu pemanasan sampai kedua temperatur bertemu sesuai dengan variabel temperatur  yang telah dicontrol pada termocontrol.
Gambar  3.  Grafik  Hubungan  Prosetanse  Warna  Nyala Api Terhadap Temperatur
Dari hasil penelitian grafik diatas menunjukan nilai prosentase  warna  merah  cenderung  menurun  seiring besarnya temperatur proses yang diberikan, sedangkan warna  biru  sebaliknya  cenderung  naik  seiring bertambahnya temperatur proses yang diberikan.  Pada grafik  menunjukan  nilai  prosentase  warna  merah dengan  temperatur  proses  250˚C    sebesar  79% sedangkan temperatur proses 550˚C  sebesar 46%. Dan prosentase  warna  biru  pada  temperatur  proses  250˚C sebesar  21%  sedangkan  temperatur  proses  550˚C sebesar 54%.
Gambar  4 Grafik  Waktu  Nyala  Bara  Terhadap Temperatur Proses
Dari hasil grafik diatas menunjukan bahwa semakin tinggi temperatur  yang diberikan pada  proses pirolisis, maka waktu nyala  bara pada char semakin  lama.  Pada grafik  diatas  nilai  waktu  minimum  sebesar  20  menit pada  temperatur  proses  250˚C.  Dan  waktu  maksimum sebesar 28 menit pada temperatur proses 550˚C.
Gambar 5. Grafik Sisa Abu Char Terhadap Temperatur Bara
Pada  hasil  grafik    penelitian    menunjukkan  bahwa semakin  tinggi  temperatur  bara char hasil  pirolisis, maka sisa abu hasil pembakaran akan menurun. Sisa abu maksimum  sebesar 3 gram pada temperatur  bara char sebesar 575˚C. Dan sisa abu minimum sebesar 0,5 gram pada temperatur 811˚C.

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan 1. Variasi temperatur dalam proses pirolisis mempengaruhi  nilai  karakteristik char yang dihasilkan.
2. Semakin tinggi temperatur proses, maka prosentase warna  biru  api  meningkat  dan  sebaliknya  warna merah menurun.
3. Waktu  nyala  bara  cenderung  semakin  lama, temperatur bara cenderung meningkat, dan sisa abu yang dihasilkan semakin minim.
4. Hasil penelitian menunjukan kualitas char temperatur proses 550 ˚C merupakan produk terbaik yang dihasilkan dalam penelitian ini.

## Saran
1. Menggunakan  variasi  putaran  rpm  pada  reaktor pirolisis type rotary kiln.
2. Menggunakan jenis katalis yang berbeda.
3. Dilakukan  penelitian  lebih  lanjut  pirolisis  ban terhadap produk tar ( bio-oil ) dan gas.
4. Penelitian  lebih  lanjut  terhadap  limbah  sampah lainnya  dengan  temperatur  serta  metode  peralatan yang sama untuk membandingkan kualitas masing- masing char.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Dewan  Karet  Indonesia,  2012. Program Percepatan  Hilirisasi  Usaha    Industri  Karet Periode  Tahun  2012-2015 .  Dewan  Karet
Indonesia. Jakarta.
[2] Zabaniotou, A . A And G. Stravropoulus, 2003. Pyrolisis  Of  Used  Automobile  Tires  And Residual  Char  Utilization .    Journal  Of Analitical And Applied  Pyrolysis, 70:711-722.
[3] Alam, A, 2003. Hasil Distilasi Kering Limbah Proses  Pembaharuan  Telapak  Ban  Sebagai Bahan Bakar Dan Bahan Kompon Karet Alam .
Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian, Bogor. [4] Sunardjo,  Sajima,  2012. Optimasi  Kondisi Operasi Peleburan Konsentrat Zirkon Menggunakan  Rotary  Kiln .  Heat  Mass Transfer.  Doi  10.1007/S00231  -011-0764-1. Springer-Verlag. [5] Qiram,  Ikhwanul,  Widhiyanuriyawan,  D, 2015. Pengaruh Variasi Temperatur Terhadap Massa  Dan  Energi  Yang  Dihasilkan  Pirolisis Serbuk  Kayu  Mahoni  (Switenia  Macrophylla) Pada Rotary Kiln . Rotor 8.2 (2015): 1-7. [6] Fatimah, Is, 2004. Pengaruh  Laju Pemanasan Terhadap  Komposisi    Biofuel    Hasil  Pirolisis Serbuk Kayu . Jurnal Logika, Vol 1, No. 1.
[7] Syaroni  Imam  Ahmad,  2016. Analisa  Warna Api  Dan  Suhu  Pembakaran  Biogas  Limbah
Pasar  Yang  Sudah  Dipurifikasi  Dengan Kalium Hidrosida . Universitas Jember.
[8] Sutoyo, 2014. Optimasi Kualitas Pembakaran Briket    Char    Produk    Pyrolysis    Limbah Plastik  Melalui  Pengkajian    Ultimate    Dan Efek  Porositas. Universitas  Muhammadiyah Magelang.