## KARAKTERISTIK RDF DARI SAMPAH KOTA TERSELEKSI YANG DIHASILKAN OLEH PYROLYSER ULIR

## Dwi Aries Himawanto
Jurusan Teknik Mesin FT Universitas Sebelas Maret / Jl. Ir. Sutami no. 36A Surakarta Indonesia
E mail: dwiarieshimawanto@gmail.com

## Abstrak
Artikel  ini  membahas  mengenai  alternatif  pengolahan  sampah  kota  sebagai  salah  satu  upaya  untuk memecahkan  permasalahan pengolahan sampah kota yang  dari sisi kuantitas semakin banyak dengan jalan  mengubah  sampah  kota  tersebut  menjadi  energi  melalui  salah  satu  alternatif  teknologi  wastes  to energy yaitu melalui teknologi pirolisis. Tujuan dari artikel ini adalah untuk menemukan kondisi temperatur slow pyrolysis yang sesuai dari sampah kota terseleksi (segregated Municipal Solid Wastes (MSW)) guna menghasilkan bahan bakar padat alternatif berupa RDF (Refused Derived Fuel) secara berkesinambungan dengan menggunakan screw pyrolyser. Untuk mencapai tujuan tersebut, maka dilakukan rekaya peralatan proses slow pyrolisis secara berkesinambungan dalam skala laboratorium dengan menggunakan  screw pyrolyser yang tepat agar menghasilkan Refused Derived Fuel yang memiliki karakteristik produk minimal sama dengan hasil studi sebelumnya. Penelitian dilakukan dengan 5 (lima) variasi temperatur reaktor yaitu 300 °C ,  350 °C ,  400 °C ,    450 °C dan  500 °C .  Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan  didapakan  prototipe pyrolyser ulir dengan kemampuan proses 6 kg/jam, dengan produk char yang dihasilkan terbaik didapatkan pada  komposisi  70  %  sampah  organik  yang  dipirolisa  pada  temperatur  pyrolyser  450 °C .  Char  yang dihasilkan mengandung kadar air 1,77 %, kadar abu 9,66 %, volatile matter 66,387 % dan karbon tetap 22,17% serta memiliki nilai kalor 6,86 kkal/gram. Efisiensi proses yang didapatkan berkisar 95,3%.
Kata kunci : sampah kota terseleksi, refused derived fuel, temperatur reaktor, screw pyloyser

## Abstract
This article discusses alternative municipal waste processing as an effort to solve the problem of urban waste processing which is increasing in quantity by converting municipal waste into energy through one of the alternative wastes to energy technologies, i.e pyrolysis technology. The purpose of this article is to find the appropriate slow pyrolysis temperature conditions from selected municipal  solid wastes (segregated municipal solid wastes) to produce alternative solid fuels (Refused Derived Fuel) using a screw pyrolyser. To  achieve  the  main  objective,  then  the  purpose  of  the  study  is  specifically  detailed  to  find  a  design technology pyrolisis slow continuous laboratory-scale system with the proper screw pyrolyser so that the resulting RDF that has at least the same thermal characteristics of the results of previous studies . The studies done with five reactor temperature variations i.e 300 °C , 350 °C , 400 °C ,  450 °C and 500 °C . This study  used  a  prototype  screw  pyrolyser  which  have  6  kg/h  capacity,  and  the  optimum    char  products obtained  on  the  composition  of  organic  waste  70%  -  30%  inorganic  waste,  which  pyrolyseds  on  the condition  of  the  reactor  temperature  of  450 °C .  Char  which  produced  contains  1.77%  moisture  content, 9.66%  ash  content,  66.38  %  volatile  matter  and  22.17%  fixed  carbon  and  has  a  heating  value  of  6.86 kcal/gram. Randemen pyrolysis process for the above condition is 95.3%..
Key words : segregated municipal solid wastes, refused derived fuel, reactor temperature , screw pyrolyser

## PENDAHULUAN
Pengolahan  sampah  kota  ( MSW, municipal  solid  wastes )  adalah  salah  satu permasalahan  yang  dihadapi  masyarakat dewasa  ini.  Permasalahan  yang  muncul adalah meningkatnya biaya operasional seiring dengan semakin bertambahnya kapasitas  sampah  yang  harus  ditangani  disis lain terdapat permasalahan dalam hal penempatan tempat pembuangan akhir sampah  dan  pengolahannya  yang  bila  tidak segera diatasi akan memunculkan permalahan yang serius terhadap lingkungan. Pengolahan sampah  kota  dapat  dikatagorikan  kedalam  2 kelompok,  yaitu  sampah  organik  dan  non organik,  dimana    kasus  di  Indonesia  dan beberapa negera berkembang lainnnya, penanganan  terhadap  problem  sampah  kota
tersebut  dilakukan  dengan  jalan  menimbun dan  melakukan  pembakaran  sampah  secara terbuka  pada    lingkungan  terbuka    di  tempat pembuangan  akhir  sampah.  Penanganan tersebut  diatas  belum  mampu  mengurangi sampah  hingga  100%  dan  justru  akan memunculkan permasahan baru berupa munculnya  polutan  pencemari  lingkungan seperti  gas-gas  hasil  pembakaran  seperti karbondioksida, NO x , SO 2 , dan lain-lain. Karakteristik sampah yang dihasilkan di Indonesia, cukup berbeda dengan karakteristik  sampah  di  luar  negeri  dimana estimasi jumlah timbulan sampah di Indonesia pada tahun 2020 diperkirakan mencapai 37,49 juta  ton/tahun  dengan  komposisi  terbesar adalah sampah organik/sisa makanan (39,6%),  sampah  plastik  (17%),  sampah kertas/karton  (12,1%)  dan  sampah  kayu (14%). (sumber data : Kementerian Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan  Republik Indonesia,  2020,  sumber  alamat  laman https://sipsn.menlhk.go.id/sipsn akses tanggal 19 Juli 2021 pukul 20.31).  Dari data tersebut, tampak  bahwa  sekitar  70  %  sampah  yang dihasilkan  di  Indonesia  berjenis  biomassa. Sebagai perbandingan potensi timbulan sampah  kota  di  Kota  Rajshahi  Bangladesh adalah  sebesar    adalah  358,19  ton/hari  dan dari  potensi  timbulan  tersebut  diperkirakan dapat dikonversi menjadi listrik sebesar 159,40 MWh/hari.  (Habib  et  al.,  2021).  Pengolahan sampah menjadi sumber energi juga dipandang  menjadi  pilihan  yang  tepat  untuk pembuangan  limbah  di  kota-kota  Afrika (Makarichi  et  al.,  2019).  Sementara  itu alternatif wastes  to  energy juga  dipandang tepat  untuk  pengolahan  sampah  di  Quito, Ekuador. Hasil penelitian menunjukkan bahwa MSW kota Quito mengandung 69,3% sampah biodegradable  dan  30,7%  sampah  non- biodegradable.  Potensi  energi  yang  dihitung melalui  metoda  termokimia  dan  biokimia masing-masing  adalah  5970  kWh/tMSW  dan 62 kWh/tMSW dan  potensi pembangkit listrik diperkirakan masing-masing sebesar 0,78 dan 0,07  MW/tMSW  untuk  proses  biokimia  dan termokimia.(Moya, Aldás, López, et al., 2017).
Pirolisis MSW juga dianggap sebagai salah satu teknologi yang berkelanjutan untuk mengatasi  permasalahan  gagalnya  insinerasi sampah  di  Malaysia  yang  disebabkan  oleh karena  tingginya  kadar  air  sampah.  Volume limbah  dapat  dikurangi  secara  signifikan melalui  pirolisis  juga  sebagai  produk  bernilai tambah  ( bio-oil , bio-char dan syn-gas )  (Chua
et al., 2019). Sementara itu  permasalahan di sektor  persampahan  perkotaan tetap  menjadi tantangan  yang  harus  dipecahkan  oleh pemerintah Indonesia dan alternatifnya adalah mengolah  sampah  menjadi  bahan  bakar (Qonitan  et  al.,  2021).  Pilihan  metode termokimia pengolahan MSW menjadi energi terdiri atas proses gasifikasi, pirolisis, torrefaction ,  dan  karbonisasi  hidrotermal (Matsakas et al., 2017).
Namun demikian syarat utama untuk mengubah  sampah  menjadi  sumber  energi adalah  pemisahan  sampah  (Alzate  et  al., 2019). Setelah dipisah, dipilih dan dipilah maka akan  dilakukan  pengolahan  lebih  lanjut, dimana  dalam  konsep  pengelolaan  sampah kota maka terdapat konsep TPA mining , yang menjelaskan  bahwa  pengolahan  sampah  di tempat  pembuangan  sampah  diutamakan bahwa  sampah  tersebut  dapat  digunakan kembali  nanti  sebagai  bahan  sekunder  atau Waste  to  Material  (WtM),  dan  jika  tidak mungkin, maka konsep pengolahan selanjutnya adalah Wastes to Energy (WtE) (Uche-Soria  &  Rodríguez-Monroy,  2019). Meskipun  metoda waste  to  energy melalui teknologi  insinerasi,  pirolisis  dan  gasifikasi cukup  efisien  dan  memberikan  hasil  yang tinggi  tetapi  dipandang  dapat  merusak lingkungan yang berupa emisi gas berbahaya yang  tentunya  menimbulkan  pemanasan global  dan  efek  rumah  kaca.  (A  et  al.,  2020). Hal lain yang perlu diwaspadai terkait dengan proses  pirolisis  sampah  kota  adalah  produk cair  dari  pirolisis  lambat MSW fraksi  organik dikarenakan  suhu  proses  pirolisis  merupakan faktor dominan yang mempengaruhi toksisitas dan COD dari produk cair. Semakin tinggi suhu pemrosesan,  semakin  tinggi  toksisitas  tetapi semakin  rendah  konten COD .  (Yang  et  al., 2018).
Untuk permasalahan sampah di Indonesia, pemerintah Indonesia telah berupaya  menjalankan Program 3R ( Reduce, Reuse  and  Recycle )  dan WTE  (Waste  to Energy) secara  bersamaan.  Program  3R bertujuan  untuk  mengurangi  jumlah  sampah, sedangkan  program WTE bertujuan  untuk menghasilkan  listrik  sebagai  sumber  energi alternatif. Untuk tujuan tersebut telah dikembangkan  model goal  programming dan diselesaikan dengan menggunakan LINGO 11. Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  proporsi sampah  yang  optimal  melalui  program 3R (Reduce, Reuse and Recycle) adalah 49,90% melalui  program WTE 12,37%.  Ini  masih
menyisakan  sampah yang tidak terolah. Listrik yang  dihasilkan  dari  program WTE mencapai 1.229.695  GWh,  total  emisi  yang  dapat dihemat  adalah  1.809.208,2  ton  setara  CO 2 dan  total  penggunaan  lahan  untuk  program tersebut  adalah  4.036.239,1  m 2 .  Kajian  ini dilanjutkan  dengan  melakukan  beberapa kebijakan,  yaitu  menambah  alokasi  anggaran program WTE , memperketat batas total emisi dari  pengelolaan  sampah  dan  mengurangi batas  penggunaan  lahan  untuk  pengolahan sampah  (Farizal  et  al.,  2018).  Sementara  itu (Pasek  et  al.,  2013)  menyatakan  bahwa konversi  limbah  ke  energi  ( WTE )  atau  energi dari limbah ( EFW ), adalah salah satu teknologi yang paling efektif  dan efisien untuk mengurangi  volume  sampah.  Energi  yang didapatkan  digunakan  untuk  termal  atau pembangkit  listrik.  Nilai  kalor  rata-rata  1500 kkal/kg  dapat  diharapkan  dari MSW yang diolah  sebelumnya  untuk  digunakan  sebagai bahan  bakar  untuk  pembakaran  langsung  di pabrik WTE . Sekitar 800 kW daya listrik dapat dihasilkan dari 50 ton MSW per hari.
Melihat kondisi diatas, maka dipandang perlu  untuk  dilakukan    suatu  penanganan sampah yang sesuai dengan kondisi Indonesia (yang komposisinya sebagian besar biomassa) dan dapat mengurangi permasalahan  yang  telah  ada,  yaitu  dengan mengintroduksikan  teknologi  pirolisa  yang berupa teknologi slow pyrolisis untuk mengubah  sampah  kota  tersebut  menjadi tar ( synthetic  oil ), char ( RDF )  dan  gas.  Pirolisis dipandang mampu menjadi alternatif pemecahan  dalam  penanganan  sampah tersebut  jika  dibandingkan  dengan  proses pengolahan  yang  lain,  karena  dipandang mempunyai perbandingan pengolahan produk relatif besar, dimana hasil proses mempunyai nilai  energi  besar  dan  hasil  konversi  dapat dimanfaatkan  menjadi  dasar  untuk  kegunaan lain  dan  proses  dapat  diatur  dengan  lebih mudah. Secara proses, efisiensi dan produktivitas  dari  pirolisis  dapat  ditingkatkan dengan  penggunaan  katalis  alami  seperti kaolin. (Gandidi et al., 2017).
Parameter  kunci  dalam  proses wastes  to energy salah  satunya  adalah  pemilihan  suhu kerja  dalam  proses  tersebut,  suhu  pirolisis dapat  bervariasi  dari  300°C  hingga  800°C. (Moya, Aldás, Jaramillo, et al., 2017). Pirolisis dapat  dilakukan  dengan  sukses  pada  suhu sekitar 300°C - 400°C tanpa adanya kekuatiran akan  konsentrasi  polutan  yang  tinggi  dalam gas  buang. (Czajczyńska et  al.,  2017).  Salah
satu  permasalahan  dalam  proses  pirolisis adalah  proses tar  congestion yang  dalam penelitian  yang  dilakukan  oleh  (Wu  et  al., 2017),  hal  tersebut  dapat  dikurangi  dengan meneliti  pemodelan  pirolisis MSW dalam sebuah rotating  bed  reactor dan  dihasilkan bahwa  terjadi  pengurangan  pemasalahan tar congestion secara efektif dan didapatkan gas yang lebih bersih dan dengan nilai kalor yang tinggi.
Hasil  proses  pirolisis    berupa  padatan (arang atau char ), cairan (berupa tar) dan gas, dimana perbandingan banyaknya produk yang dihaslkan  sangat  tergantung  pada  kondisi pirolisis  yang  dilakukan,  yaitu  besarnya  suhu akhir  proses  pirolisis,  waktu  penahanan  suhu pirolisis,  laju  pemanasan  yang  dilakukan, tekanan pada ruang pirolisis serta katalis yang digunakan.  Secara  definisi,  proses  pirolisis adalah  proses  degradasi  termal  ( thermal degradation )  dari  bahan  bakar  berbentuk padat    yang  terjadi  dalam  keaadaan  oksigen terbatas,  dan  produk  yang  dihasilkan  berupa gas, tar dan char (Di  Blasi,  2008).  Pendapat tersebut didukung oleh . (Chhabra et al., 2016 ) yang  menyatakan  bahawa  proses  pirolisis merupakan  proses  degradasi  termal  yang dilakukan dalam kondisi tanpa adanya oksigen dan  dilakukan  pada  rentang  suhu  300°C hingga  850°C,  proses  degradasi  termal  yang terjadi terdiri atas dua buah proses dekomposisi  yaitu  dekompoisisi  primer  dari bahan  bakar  padat  dan  reaksi  kedua  dari produk  organik  dengan  komponen  volatile yang  dapat  terkondensasai  (tar)  menjadi  gas dengan berat molekular yang redah dan char.
Penelitian yang dilakukan oleh (Matzusawa et al., 2007), menunjukkan bahwa melalui  pengolahan  karbonisasi,  nilai  kalor arang MSW dapat  mencapai  50%  dari batubara  dan  hasil  tersebut  dipandang  dapat menjadi alternatif pengganti batubara. Sementara  itu,  terkait  pengolahan  sampah makanan  melalui  proses  co-pirolisis  dan  co- gasifikasi bersama kayu Eik dengan rasio 2 : 1 diteliti dalam  sebuah reaktor fixed bed tubular dan  didapatkan  hasil  bahwa  co-pirolisis  dan co-gasifikasi  biomassa  kayu  dan  limbah makanan  adalah  metode  yang  layak  untuk mengurangi  akumulasi  limbah  makanan  dan menghasilkan produk bernilai tambah. (Nagy & Dobó,  2020).  Proses co -pirolisis  berbagai komponen MSW untuk  mendapatkan  bahan bakar  dengan  nilai  kalor  tinggi  diteliti  sebagai salah  satu  solusi  alternatif  pengganti  bahan bakar fosil konvensional dan dihasilkan bahwa
terdapat  interaksi  sinergis  antar  berbagai komponen MSW (terutama  plastik)    dalam menghasilkan bahan bakar dengan nilai kalor yang  sebanding  dengan  bahan  bakar  fosil konvensional. (Sipra et al., 2018).
Namun demikian, dari uraian penelitian-penelitian  diatas,  dipandang  perlu untuk  meneliti  tentang  karakterisasi  proses pirolisis  lambat  dari MSW yang  banyak dihasilkan  terutama  di  Indonesia  dan  masih belum banyak  dilakukan, terutama dalam satu proses yang kontinu, oleh karena itulah maka dalam paper ini akan dibahas pirolisis sampah kota  terseleksi  secara  kontinu  dalam  sebuah screw pyrolyser .

## METODE
Pengambilan data dimulai dengan cara pengumpulan bahan baku di tempat pembuangan  akhir  sampah,  dengan  memilah dan  memilih  sampah,  sampah  yang  diteliti dalam    artikel  ini  adalah  sampah  yang  tidak dapat  termanfaatkan  oleh  pemulung  serta tidak  memiliki  nilai  ekonomis,  penelitian dilanjutkan dengan penelitian secara eksperimental didalam laboratorium.

## Material Penelitian
Bahan yang digunakan adalah sampah kota  terseleksi  ( segregated  MSW ),  yang dibedakan  atas  sampah  organik  dan  sampah anorganik,  dimana  jenis  sampah  yang digunakan adalah sampah yang belum terolah secara maksimal di TPAS (tempat pembuangan  akhir  sampah),  penentuan  jenis sampah  yang  diolah  dilakukan  melalui
pengamatan dan wawancara dengan pemulung dan pengolah sampah yang ada di sekitar TPAS Putri Cempo Surakarta. Sampah organik  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  sampah  bambu  dan  sampah  daun pisang,  sementara  sampah  anorganik  yang dipilih  sebagai  material  penelitian  berupa sampah styrofoam dan sampah kemasan.

## Peralatan
Peralatan  yang  digunakan  dalam penelitian  pengaruh  kondisi  operasi  pirolisis adalah screw  pyrolyser seperti  terlihat  dalam Gambar  1.    Alat  pirolisis  sistem  ulir  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  berpenggerak motor  listrik  berdaya  2  PK,    reaktor  pirolisis yang  digunakan  berupa  2  buah  tabung konsentris dengan diameter 0,2 m  dan 0,3 m, dan  terdapat  rongga  diantara  kedua  tabung tersebut  sebagai  tempat  aliran  udara  panas untuk  mengatur  suhu  pirolisis, pyrolyser tersebut  mendapat  panas  dari  pembakaran gas LPG , dimana untuk menjamin homogenitas suhu maka api yang berasal dari pembakaran LPG tersebut dimasukan kedalam reaktor melalui empat buah titik pada prolyser. Untuk  menggerakkan  bahan  baku masuk  kedalam pyrolyse r  maka  digunakan screw yang  ditempatkan  kedalam  reaktor berdiameter  0,2  m,  panjang pyrolyser adalah 1,5  m.  Dan  guna  menjamin  suhu  dalam pyrolyser homogen,  maka  kecepatan  proses diatur dengan menggunaka pereduksi kecepatan dengan rasio 1 : 40. .
Gambar 1. Screw pyrolyser yang digunakan (sumber : Himawanto dkk. (2012))
Pengumpulan Data Langkap awal penelitian dimulai dengan      pengumpulan  bahan  baku  yang berupa  sampah  kota  terseleksi  ( segregated municipal  solid  wastes,  segregated  MSW ). Sampah  kota  terseleksi  yang  dimaksudkan
disini  adalah  sampah  kota  yang  tidak  terolah secara maksimal di tempat pembuangan akhir sampah.    Bahan-bahan  tersebut  dikeringkan hingga kadar airnya tidak lebih dari 10 %, untuk kemudian  diuji  nilai  kalor  dan  diuji proximate - nya  dengan  menggunakan  standar    ASTM 2015  untuk  uji  nilai  kalor,  kadar  air  dengan standar  pengujian  ASTM  D-3173  ,  kadar  abu sesuai  dengan  standar  pengujian  ASTM  D- 3174,  kandungan volatile  matter dengan standard  ASTM  D-3175  dan  kadar fixed carbon sesuai  dengan  standar  pengujian ASTM D-3172. Kemudian bahan baku tersebut dihaluskan  hingga  lolos  ukuran  saringan  20 mesh .
Tahapan  berikut  adalah  mencampur material  penelitian  dengan  perbandingan persentase berat 70% sampah organik, dasar pemilihan  komposisi  ini  adalah  komposisi  riil sampah  yang  dihasilkan  di  Indonesia  adalah 70% sampah organik-30% sampah anorganik. Terminologi  sampah  organik  pada  penelitian ini  didefiniskan  sebagai  campuran  sampah daun  pisang  dan  sampah  bambu,  sementara terminologi  sampah  non  organik  mengacu pada  campuran  sampah  kemasan-sampah styrofoam
Sampel  kemudian  dipirolisis  dalam screw  pyrolyser .  Panas  untuk  proses  pirolisis didapatkan dengan memanaskan dinding luar pyroliser  dengan mengunakan  panas  api  dari LPG dan untuk menjamin meratanya pemanasan,  maka  pemanasan  dilakukan dengan menggunakan 4 (empat) titik pemanasan.  Variasi  temperatur  akhir  yang diteliti  adalah  300°C,  350°C,  400°C  ,    450°C
dan 500°C, pengukuran temperatur dilakukan pada ujung keluaran dari screw pyroliser .

## Analisa Data
Analisa  data  dilakukan  terhadap  c har ( RDF )  yang  didapatkan  dari  proses  tersebut diatas  diuji heating  value nya  dan  diuji proximate nya dan juga dilakukan perhitungan terhadap randemen proses pirolisis (prosentase  produk  yang  dihasilkan  terutama char ).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Unjuk Kerja Screw Pyrolyser yang Digunakan Dalam Penelitian
Screw  pyroliser yang  dibuat  dalam artikel  ini  memiliki  kapasitas    6  kg/jam  dalam kondisi pyrolyser dipanasi, rendahnya kapasitas screw  pyrolyser diduga  karena adanya asap cair yang melekat pada ulir serta pada  bagian  dalam pyrolyser hal  tersebut mengakibatkan char yang  dihasilkan  sulit untuk  didorong  keluar  (Himawanto  et  al., 2010),  kondisi  tersebut  kemungkinan  karena adanya  asap  cair  yang  terkondensasi  dalam reaktor,  sehingga  menyebabkan  char  yang terbentuk  mengeras  sehingga  char  tesebut sulit  untuk  keluar  dari  pyrolyser. Untuk mengatasi  permasalahan  tersebut  (Wu  et  al., 2017), menyatakan bahwa salah satu permasalahan  dalam  proses  pirolisis  adalah proses tar  congestion yang  dapat  dikurangi dengan melakukan pirolisis dalam rotating bed reactor dan  didapatkan gas  yang  lebih  bersih dan dengan nilai kalor yang tinggi.
Gambar 2. Fenomena Tar yang Menggumpal Dalam Penelitian (sumber : https://publikasiilmiah.ums.ac.id/handle/11617/3860)

## Karakteristik Bahan Baku
Dalam gambar 3 disajikan gambar hasil uji nilai kalor  dan proksimat  dari   bahan baku (sampah styrofoam , sampah kemasan, sampah  bambu,  sampah  daun  pisang)  serta hasil  uji proximate dan  nilai  kalor  sampah
campuran  antara  50%  sampel  organik  dan 50% sampel anorganik.  Pengujian proximate dan nilai kalor sampah campuran 50% sampah organik  50%-sampah  anorganik  bertujuan untuk  verifikasi  dengan  perhitungan  teoritik sifat proximate dan  nilai  kalor  sampel
Tar yang menggumpal akibat secondary cracking
campuran.  Perhitungan  teoritik  dilakukan dengan  menjumlahkan  sifat-sifat  bahan  baku proposional  dengan  komposisinya,  karena tidak  ada  reaksi  kimia  yang  terlibat.  Dalam gambar 4 disajikan perbandingan antara hasil pengujian  laboratoris  dan  hasil  perhitungan
teoritik  untuk  sampel  50%  sampah  organik – 50%  sampah  nonorganik,  dari  gambar tersebut,  tampak  bahwa  perbedaan  antara hasil  uji  laboratoris  dan  perhitungan  teoritik tidak signifikan
(a)                                                                         (b) Gambar 3. Hasil uji karakteristik bahan baku
(a) hasil uji proximate   (b) hasil uji nilai kalor
(a)                                                                           (b)
Gambar 4. Hasil Perbandingan Antara Hasil Pengujian Laboratoris dan Perhitungan Teoritis (a)  uji proximate      (b) uji nilai kalor
Sebagai  pembanding  dari  hasil penelitian  yang  menyatakan  bahwa  sampah bambu  memiliki  nilai  kalor  sebesar  4.133,66 kal/gram, adalah hasil penelitian yang dilakukan  oleh  (Kalita  et  al.,  2009),  yang menyatakan  bahwa  nilai  kalor    dari  serbuk bambu  sebesar  3.524  kal/gram.  Sementara itu,  limbah  kemasan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  memiliki  nilai  kalor  9.191,164 kal/gram.  Sampah  kemasan  merupakan sampah  pembungkus  makanan  ringan,  yang dalam proses pembuatannya terutama berbahan  baku  plastik  berjenis LDPE  (Low Density Poly Ethylene) . Menurut (Sørum,n.d.) nilai  kalor LDPE mencapai  46,6  MJ/kg (11.137,4  kal/gram).  Perbedaan  antara  hasil
yang  dihasilkan  dalam  artikel  ini  ini  dengan nilai  kalor LDPE kemungkinan      disebabkan karena  sampah  kemasan  tidak  100%  terbuat dari LDPE, namun  terdapat  adanya  material aditif  atau  tambahan  sehingga  mampu membuat nilai kalor dari LDPE turun. Sehingga dapat  dilihat  besarnya  nilai  kalor  tergantung pada jenis bahan tambahan atau lapisan yang terdapat dalam kemasan tersebut. Sementara itu, limbah styrofoam memiliki nilai kalor  9,450 kkal/gram,  hal  ini  mendekati  hasil  penelitian (Sørum,  n.d.)  yang  menyatakan  bahwa  nilai kalor polystyrene sebagai  bahan  baku pembuatan styrofoam adalah sebesar 10.061,9 kal/gram (42,1 MJ/kg). Literartur lain menyatakan  bahwa  nilai  kalor  untuk  plastik
yang  bebas  dari chlorine  (cholorine  free plastic) adalah sebesar 43.448 kJ/kg dan nilai kalor untuk plastik yang terklorinasi (chlorinated) dalam  hal  ini  PVC  adalah sebesar  21.172  kJ/kg  (Sipra  et  al.,  2018). Melihat kondisi diatas, tampak bahwa komponen-komponen sampah kota terseleksi ( segregated  municipal  solid  wastes )  yang digunakan  dalam  artikel  ini  memiliki  potensi kalor  yang  cukup  besar  untuk  diolah  lebih lanjut.  Semetara  itu  untuk  sampel  plastik, (Sharuddin  et  al.,  2018)  menyatakan  bahwa untuk plastic yang bisasa digunakan (semisal PET,  HDPE,  LDPE,  PP  dan  PS)  temperatur degradasi  termal  dimulai  pada  suhu  suhu 350°C  kecuali  untuk    PVC  yang  mulai terdegradasi  mulai  suhu  yang  lebih  rendah yaitu mulai suhu  220°C
Nilai heating  value untuk  sampel- sampel  non  organik  lebih  besar  daripada sampel-sampel organik meskipun fixed carbon nya  lebih  rendah,  hal  ini  disebabkan  karena bahan  utama  penyusun  sampel  non  organik berasal  dari  produk  turunan  minyak  bumi, sehingga nilai kalor yang dimiliki  lebih besar. Sementara  itu,  untuk  nilai  kalor  sampel organik, tampak bahwa nilai kalor daun pisang lebih  besar  daripada  nilai  kalor  bambu meskipun fixed  carbon nya  lebih  kecil,  hal  ini diduga  karena  persentase  komponen  utama penyusun biomassa yang berbeda.
Sifat  Char  yang  Dihasilkan  Akibat  Variasi Suhu Reaktor
Dalam tabel 1 dan gambar  5 disajikan hasil uji proximate dan nilai kalor sampel 70% sampah organik dengan variasi suhu reaktor. Tampak  nilai  kalor  tertinggi  terjadi  hasil pirolissi  yang  dilakukan  pada  suhu  reaktor 450°C  yaitu  sebesar  6860,148  kal/gram. Secara  teoritis,  semakin  tinggi  suhu  sampel maka  kadar  volatile  matter  akan  semakin menurun  dengan  diiringi  dengan  kenaikan kadar fixed  carbon ,  namun  demikian  pirolisis pada  suhu  sampel  yang  terlalu  tinggi  akan meningkatkan  kadar  abu  sampel  yang  dapat menurunkan  nilai  kalor  sampel,  hal  ini  dapat dilihat  dalam  tabel  1  dimana  tampak  bahwa semakin  tinggi  temperatur  reaktor  pirolisis
maka kadar abu cenderung meningkat, kecuali pada  suhu    400°C,  hal  ini  diduga  karena proses pelelehan dari komponen non organik yang  cenderung  untuk  menggumpal  pada temperatur  terkait.    Dari  hasil  penelitian tampak  bahwa  pada  suhu  reaktor  500°C menghasilkan char dengan  nilai  kalor  yang rendah,  hal  tersebut  diduga  karena  terjadi fenomena secondary cracking s ehingga terdapat  satu  kondisi  suhu  pirolisis  yang optimum  untuk menghasilkan  nilai  kalor  yang tertinggi,  mengingat  sampel  adalah  sampel campuran.
Char yang  diteliti  dalam  tulisan  ini menghasilkan  nilai  kalor  relatif  lebih  besar daripada char yang  dihasilkan  dari  karbonasi sampah kota yang dilakukan oleh (Matzusawa et  al.,  2007)  yang  melakukan  penelitian karbonasi  sampah  kota  pada  temperatur 435°C,  445°C  dan  455°C  dengan  proses kontinu  berkapasitas  500  kg –  900  kg/jam, produk arang dari penelitian tersebut memiliki nilai  kalor  dengan  rentang  antara  14,2  MJ/kg sampai  dengan  17  MJ/kg  (3.393,8  kal/gram sampai  dengan  4.063  kal/gram).  Secara teoritis  dan  analisa  perbandingan  hasil  yang dilakukan  oleh  penelitian  lain  didapatkan bahwa  hasil  dan  komposisi  produk  yang dihasilkan dari proses pirolisis MSW sebagian besar dipengaruhi oleh jenis bahan baku, suhu pirolisis,  laju  pemanasan  dan  jenis  reaktor yang  digunakan  (Chen  et  al.,  2014).  Hal tersebut  didukung  oleh  hasil  penelitian (Świechowski et al., 2020), yang menyatakan bahwa  pada  pirolisis  dilakukan  pada  suhu mulai dari 300°C hingga 500°C dengan interval 20°C  dan  dengan  waktu  proses  20  menit hingga 60 menit (interval 20 menit), peningkatan HHV  (higher  heating  value) terbesar  teramati  untuk  sampel    kain  (hingga 65%), kemasan komposit PAP/AL/PE (hingga 56%), dan kayu (hingga 46%).
Tabel 1.  Hasil uji nilai kalor dan nilai proximate  char sampah organik 70% yang dihasilkan akibat variasi suhu reaktor Suhu reaktor (°C) Kadar Air (%) Kadar Abu (%) Volatile Matter (%) Fixed Carbon (%) Nilai Kalor (kal/gram) 500 1,013 12,014 59,579 27,395 6.687,268 450 1,776 9,661 66,387 22,178 6.860,148 400 0,949 6,940 76,523 15,590 6.400,261 350 1,060 8,401 74,536 16,003 5.833,783 300 1,750 7,647 73,714 16,890 5.615,022
(a)                                                                                       (b) Gambar 5.  Karakteristik Char Sampah Organik 70% yang Dihasilkan Akibat Variasi Suhu Pyrolyser
(a)  hasil uji sifat proximate    (b) hasil uji nilai kalor

## Randemen Pirolisis
Dalam menghitung energy yield proses pirolisis  terdapat  beberapa  definisi  yang digunakan  yang  meliputi  : mass  yield    (MY ) didefiniskan  sebagai  perbandingan  antara massa  bahan  baku  sebelum  proses  pirolisis terhadap  massa  setelah  proses  pirolisis, energy  densification  ratio    (EDr) didefiniskan sebagai  perbandingan  antara higher  heating value  (HHV) dari CSF  (carbonized  solid  fuel ) terhadap HHV dari  bahan  baku  dan energy yield (EY) adalah hasil perkalian antara mass
yield dan energy densification ratio (Świechowski  et  al.,  2020).  Dalam  paper  kali ini,  nilai  kalor  bahan  baku  campuran diasumsikan  sama  dengan  penjumlahan  nilai kalor penyusunnya sesuai dengan persentase perbandingan beratnya
Dalam  tabel  2  disajikan  randemen  pirolisis dalam  penelitian  yang  dinyatakan  dalam energy  yield yang  kemudian  digambarkan dalam gambar 6.
Tabel 2.  Perhitungan energy yield pirolisis sampah organik 70%
yang dihasilkan akibat variasi suhu reaktor Suhu reaktor (°C) Mass Yield (m 0 /m char )
Energy Densification Ratio (HV char /HV bahan baku ) Energy Yield 300 1,134 1,000 1,134 350 1,143 1,039 1,188 400 1,206 1,140 1,737 450 1,282 1,222 1,567 500 1.905 1,191 2,269
Tampak  dari  tabel  2,  bahwa  variasi suhu  reaktor  memberikan  pengaruh  besar terhadap  randemen  proses  pirolisis  yang memberikan energy  yield berkisar  1,134 hingga  2,269.    Pada  tabel  tersebut,  terlihat pada suhu akhir pirolisa 450°C menghasilkan perbandingan heating  value (nilai  kalor)  yang lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  randemen proses yang lain, meskipun massa char yang dihasilkan lebih rendah daripada suhu reactor 500°C.  Dari  hasil  tersebut  diduga  bahwa kenaikan  temperatur  akhir  pirolisis  akan membawa  pengaruh  pada  naiknya  nilai  kalor char yang  dihasilkan,  meskipun  diduga  pada temperatur  akhir  pirolisis  500°C  terjadi fenomena  yang  disebut secondary  cracking . Hal  tersebut,  juga  ditunjang  oleh  (Di  Blasi, 2008)  yang  menyebutkan  proses secondary reaction yang menyebabkan proses
pemecahan tar dapat  berlangsung  pada temperatur  gas  diatas  773  K  (500°C). Kejadian  terjadi  dalam  pori-pori char dan terjadi  juga  pada  permukaan  bahan  yang mengalami  proses  pirolisa.  Proses  ini  dapat menyebabkan tar dan  gas  yang  dihasilkan pada  proses  pirolisis  mengalami  reaksi menjadi char sehingga mempengaruhi karakteristik  produk  padatan  yang  dihasilkan. Salah  satu  pemecahan  dalam  mengatasi perbandingan  massa char yang  menurun terhadap  massa  awal,  seperti    diungkapkan oleh  Siritheerasas  et  al.,  (2017)  yang menemukan bahwa penambahan arang limbah pertanian menyebabkan naiknya mass yield  dan  turunnya volatile  matter dari pellet MSW yang  ditorrefaksi,  namun fixed  carbon ditemukan konstan.
(a)                                                                                       (b)
(c)
Gambar 6. Randemen Pirolisis Akibat Variasi Suhu Reaktor (a)  perbandingan massa char terhadap massa awal bahan baku (b)  perbandingan nilai kalor char terhadap nilai kalor bahan baku (c) energy yield proses pirolisis

## SIMPULAN
Peralatan  untuk  melakukan  proses pirolisis  secara  kontinu  dari  sampah  kota terseleksi  berupa screw  pyrolyser yang berkapasitas  6  kg/jam  dengan  bahan  baku yang  dioleh  berupa  sampah  70%  organik, kondisi  operasional  pirolisis  yang  dapat menghasilkan  char  yang  dipandang  optimum adalah  pada  kondisi  temperatur pyrolyser 450°C.  Adapun  produk  char  yang  dihasilkan dari  proses  dan  peralatan  yang  dipandang bekerja  dalam  kondisi  optimum  adalah dihasilkannnya produk padat berupa char /arang  yang  mengandung  kadar  air 1,77%,    kadar  abu  9,66%,  volatile  matter 66,38%  dan  fixed  carbon  22,17%  dan mempunyai nilai kalor sebesar 6.860 kkal/gram dan dalam proses tersebut randemen  yang  terjadi  sebesar  95,3%. Char yang  dihasilkan  diprediksikan  dapat  menjadi alternatif substitusi pengganti batubara sebagai  bahan  bakar  padat.  Implikasi  dari artikel  ini  adalah  dengan  pemilihan  kondisi slow  pyrolysis yang  tepat  dari  sampah  kota terseleksi  akan  mampu  menghasilkan  arang dengan kualitas panas yang cukup besar yang dipandang  dapat  menjadi  bahan  bakar  padat alternatif pengganti batu bara

## DAFTAR PUSTAKA
A, R., K, P., & Samar, M. (2020). Comparison of Technologies to Serve Waste to Energy Conversion. International  Journal  of Waste Resources , 10 (01). https://doi.org/10.35248/2252-
5211.20.10.372
Alzate, S., Restrepo-Cuestas, B., & Jaramillo-
Duque,  Á.  (2019).  Municipal  solid  waste as  a  source  of  electric  power  generation in Colombia: A techno-economic evaluation  under  different  scenarios. Resources , 8 (1).
https://doi.org/10.3390/resources801005
1
Chen,  D., Yin, L., Wang, H., & He, P. (2014). Pyrolysis technologies for municipal solid waste:  A  review.  In Waste  Management (Vol.  34,  Issue  12,  pp.  2466 –2486). Elsevier
Ltd. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2014.0 8.004 Chhabra,  V.,  Shastri,  Y.,  &  Bhattacharya,  S.
(2016).  Kinetics  of  Pyrolysis  of  Mixed Municipal Solid Waste-A Review. Procedia  Environmental  Sciences , 35 , 513 –527.
https://doi.org/10.1016/j.proenv.2016.07. 036
Chua,  H.  S.,  Bashir,  M.  J.  K.,  Tan,  K.  T.,  & Chua,  H.  S.  (2019).  A  sustainable pyrolysis  technology  for  the  treatment  of municipal  solid  waste  in  Malaysia. AIP
Conference
Proceedings , 2124 .
https://doi.org/10.1063/1.5117076 Czajczyńska,  D.,  Nannou,  T.,  Anguilano,  L., Krzyzyńska, R., Ghazal, H., Spencer, N., &  Jouhara,  H.  (2017).  Potentials  of pyrolysis processes in the waste management  sector. Energy  Procedia , 123 , 387 –394. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.07. 275
Di  Blasi,  C.  (2008).  Modeling  chemical  and physical processes of wood and biomass pyrolysis. Progress  in  Energy  and Combustion  Science , 34 (1),  47 –90. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2006.12.00 1
Farizal, F., Aji, R., Rachman, A., Nasruddin, N., &  Mahlia,  T. M.  I.  (2018).  Indonesia’s Municipal  Solid  Waste  3R  and  Waste  to Energy  Programs. Makara  Journal  of
Technology , 21 (3), 153. https://doi.org/10.7454/mst.v21i3.3536
Gandidi, I. M., Susila, M. D., & Pambudi, N. A.
(2017). Co-cracking of real MSW into bio- oil  over  natural  kaolin. IOP  Conference Series: Earth and Environmental Science ,
60 (1). https://doi.org/10.1088/1755- 1315/60/1/012019
Habib, M. A., Ahmed, M. M., Aziz, M., Beg, M. R.  A.,  &  Hoque,  M.  E.  (2021).  Municipal solid  waste  management  and  waste-to- energy  potential  from  rajshahi  city corporation in bangladesh. Applied Sciences (Switzerland) , 11 (9).
https://doi.org/10.3390/app11093744
Himawanto,  D.  A.,  Indarto,  Saptoadi,  H.,  & Rohmat, T. A. (2010). Pengaruh Heating Rate Pada Proses Slow Pyrolisis Sampah Bambu  Dan  Sampah  Daun  Pisang. Seminar  Rekayasa  Kimia  Dan  Proses , SEMINAR  REKAYASA  KIMIA  DAN PROSES 2010 ISSN : 1411 - 4216 , 1 –5. Himawanto,  D.  A.,  Indarto,  Saptoadi,  H.,  & Rohmat, T. A.  Rekayasa Screw Pyrolyser Untuik  Menghasilkan  Char,  ,  Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
Kalita,  P.,  Mohan,  G.,  Pradeep  Kumar,  G.,  & Mahanta,  P.  (2009).  Determination  and comparison  of  kinetic  parameters  of  low density biomass fuels. Journal of
Renewable and Sustainable Energy , 1 (2), 023109. https://doi.org/10.1063/1.3126936
Makarichi, L., Kan, R., Jutidamrongphan, W., &
Techato,  K.  A.  (2019).  Suitability  of municipal solid waste in African cities for thermochemical
waste-to-energy conversion: The case of Harare Metropolitan  City,  Zimbabwe. Waste Management  and  Research , 37 (1),  83 –
94. https://doi.org/10.1177/0734242X188040
29
Matsakas, L., Gao, Q., Jansson, S., Rova, U., &  Christakopoulos,  P.  (2017).  Green conversion of municipal solid wastes into fuels and chemicals. In Electronic Journal of  Biotechnology (Vol.  26,  pp.  69 –83). Pontificia Universidad Catolica de Valparaiso. https://doi.org/10.1016/j.ejbt.2017.01.004
Matzusawa Y., Mae, K.,Hasegawa, I., Fujiyoshi  H.,  Ito,  M.,  Ayabe,  M.  (2007). Characterization of  carbonized municipal waste  as  substitute  for  coal  fuel. Fuel ,
86 (1 –2), 264 –272. https://www.sciencedirect.com/science/ar ticle/abs/pii/S0016236106002134
Moya, D., Aldás, C., Jaramillo, D., Játiva, E., & Kaparaju,  P.  (2017).  Waste-To-Energy Technologies:  An  opportunity  of  energy recovery  from  Municipal  Solid  Waste, using  Quito  -  Ecuador  as  case  study.
Energy
Procedia , 134 , 327 –336. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.09.
537
Moya, D., Aldás, C., López, G., & Kaparaju, P.
(2017).  Municipal  solid  waste  as  a valuable  renewable  energy  resource:  A worldwide opportunity of energy recovery by using Waste-To-Energy Technologies.
Energy
Procedia , 134 , 286 –295. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.09. 618
Nagy,  G.,  &  Dobó,  Z.  (2020).  Experimental investigation  of  fixed-bed  pyrolysis  and steam gasification of food waste blended with  woody  biomass. Biomass  and Bioenergy , 139 . https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2020.1 05580
Pasek,  A.  D.,  Gultom,  K.  W.,  &  Suwono,  A. (2013).  Feasibility  of  recovering  energy from  municipal  solid  waste  to  generate electricity. Journal  of  Engineering  and Technological Sciences , 45 (3), 241 –256.
https://doi.org/10.5614/j.eng.technol.sci.2 013.45.3.3
Qonitan,  F.  D.,  Wayan  Koko  Suryawan,  I.,  & Rahman, A. (2021). Overview of Municipal  Solid  Waste  Generation  and Energy Utilization Potential in Major Cities of Indonesia. Journal of Physics: Conference Series , 1858 (1). https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1858/1/012064
Sharuddin, S. D. A., Abnisa, F., Daud, W. M. A. W.,  &  Aroua,  M.  K.  (2018).  Pyrolysis  of plastic waste for liquid fuel production as prospective energy resource. IOP Conference  Series:  Materials  Science and Engineering, 334(1). https://doi.org/10.1088/1757- 899X/334/1/012001
Sipra,  A.  T.,  Gao,  N.,  &  Sarwar,  H.  (2018). Municipal solid waste (MSW) pyrolysis for bio-fuel production: A review of effects of MSW components and catalysts. In Fuel Processing  Technology (Vol.  175,  pp.
131 –147). Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2018.02.0 12
Siritheerasas, P., Waiyanate, P., Sekiguchi, H., &  Kodama,  S.  (2017).  Torrefaction  of Municipal  Solid  Waste  (MSW)  Pellets using  Microwave  Irradiation  with  the Assistance  of  the  Char  of  Agricultural Residues. Energy  Procedia , 138 ,  668 – 673. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.10.
190
Sørum, L. (n.d.). Characterisation of MSW for Combustion  Systems  IEA  Task  23. http://www.energy.sintef.no
Świechowski,  K.,  Syguła,  E.,  Koziel,  J.  A., Stępień, P., Kugler, S., Manczarski, P., & Białowiec,  A.  (2020).  Low-temperature pyrolysis  of  municipal  solid  waste components  and  refuse-derived  fuel — process  efficiency  and  fuel  properties  of carbonized solid fuel. Data , 5 (2). https://doi.org/10.3390/data5020048
Uche-Soria,  M.,  &  Rodríguez-Monroy,  C.
(2019).  An  efficient  waste-to-energy model  in  isolated  environments.  Case study:  La  Gomera  (Canary  Islands). Sustainability (Switzerland) , 11 (11). https://doi.org/10.3390/su11113198
Wu, D., Zhang, A., Xiao, L., Ba, Y., Ren, H., & Liu, L. (2017). Pyrolysis Characteristics of Municipal  Solid  Waste  in  Oxygen-free Circumstance. Energy  Procedia , 105 ,
1255 –1262. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03. 442 Yang, Y., Heaven, S., Venetsaneas, N., Banks, C.  J.,  &  Bridgwater,  A.  V.  (2018).  Slow pyrolysis  of  organic  fraction  of  municipal solid  waste  (OFMSW):  Characterisation of products and screening of the aqueous liquid  product  for  anaerobic  digestion.
Applied Energy , 213 , 158 –168. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.0 1.018 Yao,  F.,  Wu,  Q.,  Lei,  Y.,  Guo,  W.,  &  Xu,  Y.
(2008). Thermal decomposition kinetics of natural  fibers:  Activation  energy  with dynamic thermogravimetric analysis. Polymer Degradation and Stability , 93 (1), 90 –98.
https://doi.org/10.1016/j.polymdegradsta b.2007.10.012
https://sipsn.menlhk.go.id/sipsn akses tanggal 19 Juli 2021 pukul 20.31