PERHITUNGAN NILAI KALOR BERDASARKAN KOMPOSISI DAN KARAKTERISTIK SAMPAH PERKOTAAN DI INDONESIA DALAM KONSEP WASTE TO ENERGY
HEATING VALUE BASED ON COMPOSITION AND CHARACTERISTICS OF MUNICIPAL SOLID WASTE IN INDONESIA IN WASTE TO ENERGY CONCEPT
Dian Marya Novita 1 dan Enri Damanhuri 2
Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha 10 Bandung 4013
1 dianmarya@yahoo.com, 2 e_damanhuri@ftsl.itb.ac.id
Abstrak: Adanya perbedaan mendasar  pada  komposisi dan  karakteristik sampah  perkotaan menjadikan teknologi pengolahan tidak berjalan dengan efektif dan efisien. Teknologi yang mendukung konsep waste to  energy  sangat  mementingkan  nilai  kalor  sampah  yang  akan  diolah.  Pada  percobaan  ini,  setiap komponen  yang  menyusun  sampah  akan  dihitung  nilai  kalornya  dengan  bom  kalorimeter,  dan dibandingkan dengan nilai kalor dari perhitungan proximate analysis, dan perhitungan ultimate analysis dengan  persamaan  Dulong.  Selain  itu,  karakteristik  fisik  seperti  kadar  air  sampah,  kandungan  materi volatile, fixed carbon dan abu juga akan diukur dan dibahas mengenai pengaruhnya terhadap nilai kalor. Dengan  menggunakan  data  komposisi  sampah  suatu  kota  yang  ada,  HHV  dapat  diketahui  dengan perhitungan komposisi fisik dan nilai kalor tiap komponen sampah yang didapat dari percobaan ini. LHV juga dapat dihitung dari persamaan, untuk kemudian digunakan sebagai bahan pertimbangan pemilihan teknologi waste to energy yang layak digunakan.
Kata kunci : karakteristik sampah, nilai kalor, sampah perkotaan, waste to energy
Abstract: Basic differences of municipal solid wastes (MSW) composition and characteristic have led to ineffective and inefficient MSW treatment technology practices. Technologies applied in waste to energy concept  highly  require  heating value data  of  MSW. In  this research, the  heating  value of each of  waste component    that  construct  MSW  will  be  measured  by  bomb  calorimeter,  and  compared  to  the  heating value  by  the  proximate  analysis,  and  ultimate  analysis  utilizing  Dulong  equation.  The  physical characteristics  of  each  component  of  MSW,  such  as  moisture  content,  volatile  matter,  fixed  carbon  and ash will be measured and its correlation to the heating value will be discussed. Using waste composition, and each waste component’s heating value in this research, the HHV and LHV can be calculated and can be used as consideration to choose the feasible waste to energy technology.
Key words: heating value, municipal solid waste, waste characterization, waste to energy

## 1. PENDAHULUAN
Laju  timbulan  sampah  dipengaruhi  oleh  pertumbuhan  sosial-ekonomi,  tingkat industrialisasi  dan  iklim.  Ditambah  dengan  adanya  faktor  eksternal  seperti  lokasi geografi,  standar  hidup  masyarakat,  sumber  energi  dan  cuaca,  juga  mempengaruhi komposisi  sampah  yang  dihasilkan  (Nguyen,  2009).  Teknik  pengolahan  konvensional tidak  dapat  menyelesaikan  permasalahan  ini  karena  terbentur  kebutuhan  ruang,  biaya dan  timbulan  lindi  (Dong,  Trang.T.T,  2009;  Narayana,T.  2009;  Visvanathan,  C).  Saat ini, ada banyak teknologi pengolahan baru yang dikembangkan dan diterapkan di negara maju.  Namun  teknologi  ini  tidak  selalu  tepat  dan  berjalan  dengan  efektif  ketika diterapkan  di  negara  berkembang,  terutama  karena  rendahnya  nilai  kalor  sampah  dan mahal investasi dan operasi (Narayana, 2009;Damanhuri,2006).
Di  sisi  lain,  kebutuhan  akan  energi  semakin  tinggi,  namun  sumber  daya  yang tersedia  semakin  berkurang  (Marya  Novita,  2009).  Dibutuhkan  energi  alternatif  yang dapat menggantikan sumber daya tidak terbarukan seperti bahan bakar fosil. Energi ini dapat digantikan oleh energi yang terkandung di dalam sampah, dikenal dengan konsep waste  to  energy.  Proses  waste  to  energy  (WTE)  adalah  proses  rekoveri  energi  dari limbah melalui pembakaran langsung (insinerasi, pirolisis, dan gasifikasi), atau dengan produksi bahan bakar dalam  bentuk metan, hidrogen, dan  bahan bakar sintetik  lainnya (anaerobic  digestion,  mechanical  biological  treatment,  refused-derived  fuel)  (Cheng, Hefa  and  Yuanan  Hu.  2010).  Karena  kaitannya  dengan  energi,  nilai  kalor  sampah menjadi parameter penting.
Insinerasi mengacu pada pembakaran materi limbah dan meninggalkan residu abu dan  menimbulkan  emisi  udara  (Narayana,  2009).  Insinerasi  masih  banyak  dilakukan karena  dapat  menghancurkan  beberapa  materi  kimia  yang  tidak  dapat  dilakukan  oleh metode  lain,  lebih  cepat  dan  dapat  mengurangi  volume  lebih  besar  (USEPA,  2002). Nilai  kalor  minimal  yang  dibutuhkan  untuk  proses  insinerasi  adalah  1500  kcal/kg, sedangkan nilai  kalor sampah  di  Indonesia hanya mencapai 1000 kcal/kg  (Damanhuri, 2006).
Untuk  meningkatkan  proses  pembakaran,  sampah  terbakar  dipisahkan  dan diproses  untuk  dijadikan  refuse  derived  fuel  (RDF)  yang  lebih  seragam  dalam  ukuran partikelnya  dan lebih tinggi nilai  kalornya daripada MSW  yang tidak diproses terlebih dahulu  (Wenchao  Ma,  et,al.,2010).  Di  Indonesia  sendiri,  pemanfaatan  sampah  sebagai RDF telah dilakukan dalam beberapa sektor industri terutama industri semen(co-firing) namun masih  terbatas  pada  limbah  ban, gabah  padi, serbuk kayu, lumpur  minyak, dan lain-lain (Indocement, 2008).
Pada banyak penelitian, nilai kalor ditentukan dengan percobaan bom kalorimeter. Tchobanoglous (1993) menjabarkan secara spesifik nilai kalor dari komponen penyusun sampah.  Namun  data  ini  tidak  selalu  tepat  digunakan  dalam  perhitungan  nilai  kalor  di Indonesia, terutama dikarenakan perbedaan mendasar dari komposisi, karakteristik fisik dan kimia, dan lokasi  pengambilan MSW. Di sisi  lain, perhitungan nilai  kalor sampah keseluruhan dengan bom kalorimeter tidak selalu memberikan hasil yang akurat karena sampel yang representatif (Kathiravale, et.al. 2003). Oleh karena itu, pada penelitian ini akan  dilakukan  analisa  karakteristik,  komposisi  fisik,  dan  perhitungan  nilai  kalor komponen  penyusun  sampah  secara  spesifik.  Dengan  ketelitian  yang  lebih  tinggi, diharapkan dari data ini, nilai kalor sampah kota di Indonesia dapat diukur dengan lebih mudah. Akan dibahas juga kemungkinan waste to energy pada sampah kota Indonesia.

## 2. METODOLOGI

## Persiapan sampel
Lokasi  pengambilan  sampel  dilakukan  di  sumber,  dengan  pertimbangan  sampel belum  mengalami  banyak  perubahan  dibandingkan  dengan  sampah  di  TPA  yang telah melalui  proses  pemadatan,  pelindian  maupun  daur  ulang.  Didapat  beberapa  jenis komponen  penyusun  sampah  yang  paling  banyak  ditemukan,  seperti  sampah  organik, kertas,  tekstil  dan  plastik.  Selanjutnya,  komponen  ini  diklasifikasikan  menjadi  28 komponen  yang  lebih  spesifik,  seperti  PET,  HDPE,  PVC,  dll  untuk  plastik;  sampah makanan  tercampur,  sampah  buah,  daging,  dll  untuk  organik,  dan  seterusnya.  Sebagai bahasan  tambahan,  akan  dilakukan  percobaan  terhadap  kompos,  karena  adanya pertimbangan kemungkinan rekoveri energi dalam residu kompos yang biasanya dalam volume besar dibuang ke landfill.
Untuk  mencegah  terjadinya  dekomposisi  alami,  terutama  pada  sampah  organik, sampel sampah dimasukkan ke dalam pendingin atau freezer, dan juga disimpan dalam keadaan kering setelah pengeringan pada 105°C.

## Karakteristik Sampah
Uji  laboratorium  yang  dilakukan  untuk  mengetahui  karakteristik  tiap  komponen sampah antara lain :
 Kadar air, dilakukan dengan pengeringan pada oven 105°C sampai berat sampel menjadi konstan.
 Kadar volatil, merupakan fraksi kering dari sampel yang hilang pada pemanasan 600°C (SKSNI-M-36-1991-0) dan pada 800°C (Vesilind,2002).
 Fixed  carbon,  didefinisikan  sebagai  fraksi  dari  materi  kering  sampel  yang hilang saat pemanasan pada temperature 600°C dan 950°C.
 Abu,  adalah  residu  yang  tersisa  dari  sampel,  yang  diukur  dengan  mengurangi total fraksi kering dengan fraksi volatil dan fixed carbon sampel tersebut.

## Nilai kalor
Di  laboratorium,  nilai  kalor  ditentukan  dengan  percobaan  bom  kalorimeter,  1 gram  sampel  dimasukkan  ke  dalam  bom,  dan  dikontakkan  dengan  kawat  yang menghantarkan  arus  listrik.  Bom  ditutup  dan  diberikan  oksigen  pada  tekanan  tinggi. Bom kemudian diletakkan bak air adiabatik/ adiabatic water bath. Ketika listrik mulai dialirkan,  terjadi  pembakaran  di  dalam  bom.  Panas  yang  dihasilkan  dari  pembakaran akan memanaskan medium air dan kenaikan temperatur  yang terjadi akan terukur oleh termometer dan kemudian dikonversikan menjadi besaran nilai kalor.
Selain  dengan  percobaan  di  laboratorium,  nilai  kalor  didapat  dari  perhitungan persamaan  proximate  analysis  (pers.  (1)  dan  (2))  dan  persamaan  ultimate  analysis menggunakan persamaan Dulong (pers (3)), dijabarkan di bawah ini :
 Persamaan proximate analysis (Vesilind, 2002):
B 14500 8000A Btu/lb   (1) 330W - 2500D Btu/lb  (2)
dimana : A = fraksi volatil, fraksi dari materi kering yang hilang pada 600°C.
B = fixed carbon
D = fraksi volatil, dari materi kering yang hilang pada 800°C
W = fraksi air, dry basis.
 Persamaan Ultimate Analysis - Dulong  (Tchobanoglous, 1993):
10N 40S O 8 1 - H 610 C 145 Btu/lb           (3)
dimana: C = fraksi kering karbon H= fraksi kering hidrogen O = fraksi kering oksigen
S = fraksi kering sulfur

## N = fraksi kering nitrogen
Ultimate  analysis  (analisis  kimiawi)  untuk  menetukan  kandungan  karbon, hidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen dari tiap komponen sampah tidak dilakukan pada percobaan  ini  karena  kerumitan  dan  biaya  yang  mahal,  sehingga  dalam  perhitungan persamaan Dulong, digunakan data dari literatur Tchobanoglous, 1993.

## Pengaruh keberadaan air dan hidrogen pada sampah
Nilai  kalor  yang  terukur  pada  percobaan  bom  kalorimeter  dikenal  dengan  High Heating  Value(HHV),  dimana  keberadaan  air  dan  hidrogen  setelah  pembakaran  terjadi adalah pada keadaan terkondensasi pada produk. Sementara Low Heating Value (LHV) adalah  nilai  kalor  dimana  diasumsikan  air  dan  hidrogen  berada  dalam  fasa  uap.  Kalor yang dibutuhkan pada proses penguapan inilah  yang akan menjadikan nilai kalor lebih rendah daripada LHV (Finet, 1985).
Perhitungan LHV  sampah dengan menggunakan pers.(4) (Dorfmann, 1985) :
9H) 5,83(Hu 100 Hu - 1 PCS PCI          (4)
dimana: PCS = Pouvoir Calorifique Superieur atau High Heating Value (Mth/kg) PCI = Pouvoir Calorifique Inferiuer atau Low Heating Value, (Mth/kg) Hu = persentase kadar air H = persentase hidrogen Data H (persentase hidrogen) untuk tiap komponen sampah bisa didapatkan dari data  literatur  Tchobanoglous,  1993.  Untuk  selanjutnya  dalam  pembahasan,  digunakan istilah HHV dan LHV untuk menyatakan PCS dan PCI.

## Perhitungan nilai kalor sampah
Perhitungan nilai kalor sampah secara keseluruhan dilakukan dengan perhitungan komposisi fisik sampah, dikalikan dengan data nilai kalor yang tersedia dari percobaan, seperti dijabarkan pada pers.(5). Metoda ini lebih sederhana tanpa menggunakan teknik perhitungan laboratorium yang rumit dan menyita waktu dan biaya:
* HHV P HHV   (5)
dimana: HHV   = nilai kalor komponen sampah
P          = persentase komponen sampah (% berat)
HHV*  =  data  nilai  kalor  tiap  komponen  sampah  dari  percobaan  bom kalorimeter

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik fisik komponen sampah Kadar air
Kadar air dari tiap komponen sampah berbeda antara satu dengan yang lain selain karena  karakteristik  alamiahnya,  juga  karena  adanya  pengotor  dan  kondisi  lingkungan lokasi pengambilan sampah. Pada Gb.1 terlihat komponen sampah yang memiliki kadar
air tinggi adalah sampah organik, sampah pemeliharaan kebun dan kompos. Sedangkan kertas, plastik, dan tekstil memiliki kadar air rendah.
Dalam pembakaran, proses yang pertama kali terjadi adalah proses penguapan air yang  ada  dikandung  sampah  (Damanhuri,  2006).  Hal  ini  berarti,  dengan  semakin tingginya  kadar  air  di  dalam  sampah,  maka  semakin  banyak  pula  energi  yang dibutuhkan  untuk  menguapkan  air  tersebut  dan  semakin  rendahnya  kalor  yang dihasilkan  dari  pembakaran.  Mengacu  pada  Gb.1.  sampah  yang  paling  baik  untuk digunakan  dalam  waste  to  energy,  baik  pembakaran  langsung  maupun  RDF  adalah kertas, plastik, dan tekstil.

## Kadar volatil, fixed carbon dan abu
Kadar  volatil  adalah  materi  yang  menguap  pada  temperatur  600°C,  menyisakan abu. Proses pembakaran materi volatil ini bersifat eksotermis, atau menghasilkan panas. Panas inilah yang terukur dan kemudian disebut nilai kalor sampah. Adanya perbedaan nilai  kalor  tiap  komponen  sampah  lebih  banyak  dipengaruhi  oleh  karakteristik kimiawinya, dan banyaknya materi volatil dalam sampah tersebut.
Ketika  sisa  pembakaran  600°C  dibakar  kembali  pada  temperatur  900°C,  masih ada  materi  yang  menguap,  dikenal  sebagai  fixed  carbon,  dan  menyisakan  abu  seperti terlihat  pada  Gb.2.  Persentase  kadar  volatil,  fixed  carbon  dan  abu  berdasarkan  berat kering atau %dw.
Gb.1. Kadar air komponen sampah (%ww) 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 HV S K a r t on K or a n
M a ja la h K e r t a s N a si K a r du s P E T Bo t t le HDPE P V C le m bar a n L DP E (n o. 4 ) P P Cu p (n o. 5 ) P S (n o. 6 ) Ma kana n Da un Ba t ok & g a m b ut
Sa y ur Ika n
L e m a k Da ging T ul a ng Bu a h Da un Ru m pu t C a b a ng Ha n du k Je a n s K a o s K a r e t K om p os K om po s 1 /2 K om p os Re sid u ko m p os P e r s e n % Komponen Sampah
Gb.2. Kadar volatil, fixed carbon dan abu komponen sampah (%dw)

## Pengukuran dan Perhitungan Nilai Kalor Bom Kalorimeter
Pengukuran  nilai  kalor  sampah  keseluruhan  dengan  menggunakan  bom kalorimeter sangat rentan terhadap kesalahan, karena sangat sedikitnya sampel sampah yang digunakan pada pengukuran, tidak cukup mewakili variasi atau komposisi sampah sebenarnya.  Oleh  karena  itu,  pada  penelitian  ini,  untuk  mendapatkan  nilai  kalor  yang lebih  representatif,  dilakukan  pengukuran  terhadap  tiap  komponen  sampah  yang menyusun sampah tersebut.

## Pengaruh keberadaan air dan hydrogen pada nilai kalor (Low Heating Value)
Keberadaan air dan hidrogen berpengaruh besar pada pengurangan nilai kalor sampah. Sebagai contoh, sampah makanan tercampur memiliki kadar air  yang tinggi, mencapai 70% (lihat Gb.1). Nilai HHV dari sampah keringnya sangat tinggi, namun karena kadar air yang tinggi, LHVnya turun hingga 73% (Tabel.1).  Sangat signifikannya perbedaan ini  menjadi  alasan  kuat  untuk  menggunakan  LHV  sebagai  dasar  pertimbangan pemilihan teknologi pengolahan yang tepat.

## Nilai Kalor Proximate Analysis
Perhitungan  nilai  kalor  dengan  menggunakan  pers.(1)  dan  (2)  memberikan  hasil yang sangat berbeda (Tabel.1) satu sama lain, juga terhadap nilai kalor terukur dari bom kalorimeter.  Pers.(1)  jelas  menyatakan  bahwa  bagian  dari  materi  yang  memberikan
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% H V S K a r to n K o r a n M a ja la h K er ta s N a s i K a r d u s P ET B o ttl e ( n o .1) H D P E Lem b a r a n ( n o .2 ) P V C l em b a r a n ( n o .3 ) LD P E ( n o .4) P P C u p ( n o .5) P S ( n o .6) M a k a n a n ter ca m p u r D a u n P em b u n g k u s B a to k &g a m b u t k el a p a S a y u r Ik a n Lem a k D a g ing Tu la n g B u a h D a u n R u m p u t C a b a n g p o h o n / r a n ti n g H a n d u k J ea n s K a o s K a r et K o m p o s m en ta h K o m p o s 1 / 2 M a ta n g K o m p o s m a ta n g R es idu k o m p o s Kadar Volatile  (%dw) Fixed Carbon (%dw) Abu (%dw) P e r se n
kontribusi  terhadap  nilai  kalor  adalah  materi  volatil  dan  fixed  carbon.  Dan  untuk pers.(2) kadar air berdasarkan  fraksi kering menjadi faktor pengurang nilai kalor  yang sangat besar, seperti terlihat pada sampel sampah buah pada kelompok sampah makanan dan sampah pasar. Nilai kalor dari persamaan proximate analysis adalah  -828 kkal/kg, dan  sangat  berbeda  dengan  HHV  dari  bomb  kalorimeter  maupun  LHV.  Hal  ini menunjukkan bahwa persamaan proximate analysis tidak selalu tepat digunakan untuk menghitung nilai kalor sampah Indonesia.

## Nilai Kalor Ultimate Analysis-Persamaan Dulong
Pada  perhitungan  dengan  persamaan  Dulong,  data  komposisi  kimiawi  yang digunakan  didapat  dari  literatur:  Tchobanoglous(1993)  karena  uji  komposisi  kimiawi tiap  komponen  sampah  tidak  dilakukan  pada  percobaan  ini.  Adapun  sampel  pada percobaan ini  yang tidak teridentifikasi pada literatur tersebut, dalam perhitungan nilai kalornya  menggunakan  asumsi,  yaitu  dengan  menggunakan  data  jenis  sampah  yang memiliki  karakteristik  yang  mendekati.  Sebagai  contoh,  pada  literatur  tidak  terdapat data untuk kertas HVS, pada perhitungan digunakan data “kertas campuran”, lalu untuk HDPE  digunakan  data  “plastik  campuran”,  begitu  seterusnya.  Hasil  perhitungan  nilai kalor dengan persamaan Dulong ditampilkan pada Tabel 1.
Adanya perbedaan yang cukup besar pada nilai kalor Dulong dan nilai kalor bom kalorimeter disebabkan karena penggunaan data sekunder dari literatur untuk komposisi kimiawi  sampah.  Kemungkinan  karena  komposisi  kimiawi  sampel  yang  diujikan berbeda  dengan  yang diukur pada literatur.  Data literatur akan  memberikan  hasil  yang baik  jika  digunakan  untuk  daerah  atau  negara  yang  sama.  Bila  digunakan  secara internasional,  perlu  dilakukan  pengukuran  ulang  atau  asumsi  terhadap  data  yang  ada (Kathiravale, et.al., 2003).
Sebaiknya  untuk  penggunaan  persamaan  Dulong  dalam  perhitungan  nilai  kalor sampah,  dilakukan  juga  uji  komponen  kimiawi  atau  ultimate  analysis  di  laboratorium. Dan karena kerumitannya dalam penentuan komponen kimiawi ini, persamaan Dulong biasanya menjadi pilihan terakhir dalam perhitungan nilai kalor sampah kota.

## Nilai kalor komponen sampah dan hubungannya dengan karakteristik fisiknya: Kertas
Kertas  memiliki  kadar  air  yang  rendah  (4-9%).  Namun  karena  sifatnya  yang mudah menyerap air hujan, cairan hasil dekomposisi, juga dapat menyerap minyak, dan pengotor lain, kadar air sampah di TPA bisa mencapai 44% (perhitungan di TPA).
Kertas  terbuat  dari  selulosa  atau  serat  kayu  yang  dicampur  dengan  bahan  kimia sebagai pengisi atau penguat kertas. Serat kayu ini yang akan terbakar dan memberikan nilai  kalor.  Namun  keberadaan  bahan  pengisi,  penguat  atau  materi  inorganik  lainnya tidak berkontribusi pada panas pembakaran. Kadar abu juga menjadi parameter penting, dan bervariasi bergantung pada pengotor atau bahan tambahan tidak terbakar yang ada dalam  kertas.  Terlihat  pada  karakteristik  dan  nilai  kalor  majalah:  rendahnya  kadar volatil,  tingginya  kadar  abu,  menjadikan  nilai  kalornya  tidak  sebesar  nilai  kalor  kertas lain,  yaitu  hanya  2598  kkal/kg  kering  untuk  HHV  dan    2476  kkal/kg  untuk  LHV. Namun nilai kalor ini masih terhitung tinggi dan sangat berpotensi untuk dibakar pada insinerator atau dijadikan pellet RDF.

## Tabel 1.Perbandingan nilai kalor komponen sampah
* data Tchobanoglous ** asumsi dari data Tchobanoglous
Plastik
Nilai kalor plastik sangat tinggi, berkisar antara 5000-13000 kkal/kg kering. Hal ini disebabkan karena plastik terbuat dari petroleum atau gas alam sehingga menyimpan kandungan  energi  yang  sangat  tinggi  dibandingkan  dengan  komponen  lain  dalam sampah (Subramanian, 2000). Dan karena kadar air tergolong sangat rendah, yaitu < 1%, kecuali  untuk  PET  yaitu  3.5%,  LHV  plastik  tidak  berbeda  jauh  dengan  HHVnya. Dengan nilai kalor yang sangat tinggi ini, plastik sangat berpotensial untuk dibakar pada insinerator atau dimanfaatkan sebagai RDF.
Ketika plastik, terutama PVC, dibakar pada insinerator, HCl akan terbentuk. HCl ini  dapat  mengkorosi  boiler  dan  melepaskan  gas-gas  berbahaya  seperti  senyawa
1 2 3* 3* * Kertas 1 HVS 3024,24 2884,84 4234,29 1143,01 3591,18 2 Karton 3602,18 3359,17 4118,58 1154,28 6648,26 3 Koran 3845,53 3618,95 4238,47 1306,64 4205,97 4 Majalah 2598,95 2476,51 3646,23 992,02 2712,36 5 Kertas Nasi 4246,92 3920,67 4167,29 1288,89 3591,18 6 Kardus 4487,07 4093,09 4257,12 1284,39 3571,67 Plastik 7 PET Bottle (no.1) 5450,85 5252,42 4445,83 1382,24 11680,56 8 HDPE Lembaran (no.2 ) 11207,00 11169,58 4444,73 1386,33 6307,50 9 PVC lembaran (no.3) 5187,91 5138,23 4332,82 1360,11 5448,78 10 LDPE (no.4) 12318,40 12195,08 4505,66 1356,34 6307,50 11 PP Cup (no.5) 11912,80 11903,06 4426,95 1380,54 6307,50 12 PS (no.6) 11285,50 11269,80 4273,86 1379,38 9645,22 Sampah Makanan&Pasar 13 Makanan tercampur 5162,21 1437,86 3727,54 737,10 4466,11 14 Daun Pembungkus 4638,37 975,59 4069,59 573,85 4154,72 15 Batok&gambut kelapa 4684,11 3407,90 4446,86 1291,42 3915,63 16 Sayur 4568,29 689,85 4205,94 248,60 4466,11 17 Ikan 5837,12 1567,48 3497,23 581,39 4466,11 18 Lemak 9891,62 5065,61 4442,10 1213,95 9155,28 19 Daging 7154,78 2597,33 4359,15 1034,45 20 Tulang 4464,42 1570,90 3169,97 638,29 6951,46 21 Buah 5064,86 392,54 4337,90 -828,00 4347,01 Sampah Kebun 22 Daun 3998,02 1632,60 3644,07 958,76 4154,72 23 Rumput 4153,51 906,08 7365,52 567,68 4154,72 24 Cabang pohon/ranting 4715,66 1997,45 4211,09 1096,14 3915,63 Tekstil & Karet 25 Handuk 4435,10 4239,45 4301,44 1348,27 4357,78 26 Jeans 4271,05 4010,65 4393,74 1372,21 4357,78 27 Kaos 4836,68 4664,32 4413,66 1365,93 4357,78 28 Karet 5202,15 5106,45 4218,60 939,96 8598,61 Kompos 29 Mentah 2125,75 675,26 2402,29 420,93 4137,50 30 1/2 Matang 2091,90 979,05 2291,37 484,83 4137,50 31 Matang 1669,73 936,04 1854,94 415,31 4137,50 32 Residu 2211,65 980,02 3007,37 680,21 4137,50 Bom Kalorimeter No Sampel Nilai Kalor (kcal/kg)
Proximate Analysis
Dulong LHV
organohalogen  yang dapat mengakibatkan polusi. Salah satu cara mengatasinya adalah dengan  melakukan  deklorinasi  terhadap  limbah  plastik  PVC  sebelum  di  incinerasi (Takeshita,  2003). Mekanisme  dekomposisi  termal PVC  dapat dilakukan  pada tekanan tinggi pada air panas (Takeshita, 2003) atau dengan pelarutan klorin  pada  NaOH pada temperatur dan waktu tertentu (Sotoma,Shogo).
Deklorinasi tidak hanya dilakukan pada limbah plastik, namun juga pada sampah perkotaan  dengan  metoda  hydrothermal  treatment,  yaitu  penguraian  materi  organik pada  temperatur  tertentu  dengan  menggunakan  air  sebagai  mediumnya.  Klorin  yang terbentuk  adalah  inorganik  klorin  yang  larut  dalam  air.  Karena  kelarutannya  tersebut, pencucian  produk  ini  dapat  dilakukan  untuk  menghilangkan  inorganik  klorin  dengan tuntas (Marya Novita, 2009; Kathiravale, et.al., 2003).

## Sampah makanan dan pasar
Sampah  makanan  dan  pasar  masih  memiliki  persentase  yang  sangat  besar  dalam komposisi  sampah  di  Indonesia.  Pola  yang  sama  juga  terjadi  di  negara-negara berkembang  lainnya  seperti  India,  Malaysia  dan  Vietnam  (Narayana,  2009,  Sivapalan, 2003;  Uyen,  2009).  Dilihat  dari  hasil  perhitungan  pada  Tabel.1,  sampah  organik  ini sebenarnya memiliki nilai HHV yang cukup tinggi. Namun keberadaan air yang sangat besar,  mengambil  peran  besar  dalam  reduksi  nilai  kalor.  HHV  sampah  ini  berkisar antara 4400-9800 kkal/kg kering, namun LHV hanya berkisar antara 300-5000 kkal/kg.
Sampah  ini  jarang  dimanfaatkan  dalam  konsep  WTE  dengan  pengolahan  secara termal  atau  RDF  karena  nilai  kalornya  yang  kecil.  Sampah  yang  mengandung  banyak organik  biodegradable  ini  lebih  sering  dimanfaatkan  untuk  pembuatan  kompos  (pada pengolahan secara aerob) atau dengan anaerobic digester untuk mendapatkan gasbio.

## Sampah kebun
Sama  seperti  sampah  makanan  dan  pasar,  kadar  air  cukup  besar  mengakibatkan kesulitan dalam pemanfaatannya dalam WTE. Pada prakteknya, sampah jenis ini lebih banyak dibakar di alam bebas, tanpa adanya perhatian mengenai proses pembakaran dan kemungkinan  pencemaran  udara.  Kadar  volatil  sampah  kebun  cukup  bervariasi bergantung  pada  jenis  sampahnya.  Kayu  memiliki  materi  organik  yang  cukup  tinggi, dan menyisakan abu yang cukup rendah. Karena volatilnya tinggi, nilai kalor kayu pun tinggi, sekitar  4700 kkal/kg kering. Sedangkan  untuk  daun dan  rumput  berkisar  antara 4000 kkal/kg kering.

## Sampah tekstil dan karet
Sampah  tekstil  yang  banyak  dijumpai  di  tempat  pembuangan  adalah  yang  tidak layak didaur ulang lagi. Tekstil di sumber memiliki kadar air yang kecil, namun bahan ini  sangat  baik  dalam  menyerap  air,  sehingga  kebanyakan  tekstil  yang  masuk  ke  TPA sudah dalam keadaan basah. Kadar volatil  yang tinggi, yaitu > 96 %, menjadikan nilai kalornya  tinggi  juga.  HHV  tekstil  berkisar  antara  4200-4800  kkal/kg  kering  dan  LHV juga  masih  berkisar  antara  4000-4600  kkal/kg.  Sampah  tekstil,  yang  biasanya  berada dalam jumlah  yang banyak, sangat berpotensi untuk dijadikan dibakar pada insinerator atau diijadikan pellet RDF.
Karet  memiliki  karakteristik  yang  berbeda.  Kadar  volatilnya  rendah,  dan  kadar abunya pun tergolong tinggi (39%), namun karet memiliki nilai kalor yang besar > 5000 kkal/kg.    Tingginya  nilai  kalor  dari  karet  menjadikannya  sangat  berpotensi  untuk
dijadikan  RDF,  namun  perlu  perhatian  terhadap  terbentuknya  hidrokarbon,  partikel karbon, oksida sulfur dan nitrogen yang timbul saat pembakaran (Barton, 1979).

## Kompos
Kompos  merupakan  hasil  degradasi  secara  biologi  materi  organik  di  dalam sampah. Pada Gb.2, kadar air kompos mentah hingga kompos matang menurun karena pada  proses  pematangannya  pada  temperatur  tinggi,  kompos  menjadi  lebih  kering. Kadar volatil juga menurun nilainya hingga berkisar 40% dw. Sesuai dengan penurunan kandungan materi organiknya, nilai kalor kompos juga menurun hingga berkisar antara 1600-2100 kkal/kg kering.
Berbeda  dengan  tren  penurunan  kadar  air,  kadar  volatil  dan  nilai  kalor  dari kompos  mentah  hingga  kompos  matang,  residu  kompos  memiliki  kadar  air,  kadar volatil dan nilai kalor yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan residu kompos mengandung pengotor seperti plastik dan karet yang tidak biodegradable namun memiliki nilai kalor yang tinggi.
Bila  dilihat  dari  HHVnya,  yaitu  sekitar  2200  kkal/kg,  residu  kompos  memenuhi persyaratan nilai kalor minimum pada insinerasi, yaitu 1500 kkal/kg (damanhuri, 2006). Namun  pertimbangan  akan  lebih  tepat  jika  didasarkan  pada  LHV.  LHV  dari  residu kompos  ini,  yang  diambil  dari  PPS  Sabuga  ITB,  yaitu  sekitar  980  kkal/kg,  tidak memenuhi persyaratan tersebut, menjadikannya tidak cocok untuk pemanfaatan WTE.

## Perhitungan nilai kalor sampah
Dengan  memanfaatkan  data  komposisi  sampah  di  suatu  daerah,  dan  nilai  kalor dari  percobaan  ini,  nilai  kalor  sampah  keseluruhan  tersebut  dapat  dihitung.  Tabel  2 merupakan  contoh  perhitungan  nilai  kalor  dengan  menggunakan  data  komposisi  kota Bogor,  dan  diketahui  bahwa  kadar  air  sampah  Kota  Bogor  adalah  63,73%  dan persentase hidrogen adalah 6% (%dw).
Tabel 2. Contoh perhitungan nilai kalor sampah kota Bogor
Komposisi HHV (kkal/kg kering) Persentase (%) HHV* (kkal/kg kering) kertas 3634,15 26,13 949,7326 plastik 9560,41 18,71 1788,689 organik 5718,42 50,17 2868,759 kaca - 1,26 - logam - 0,02 - tekstil 4514,28 1,36 61,35107 lain-lain - 2,35 - Total 100 5668,532
Adapun perhitungan nilai kalor tiap komponen menggunakan pers.(5) adalah:
Contoh :         100 26,13 3634,15 kertas HHV
949,73 kertas HHV  kkal/kg kering
Total  nilai  kalor  sampah  Kota  Bogor  adalah  5668.53  kkal/kg  kering.  Pada perhitungan LHV dengan menggunakan pers.(4), didapat LHV adalah 2049,11 kkal/kg. Nilai ini tergolong tinggi untuk sampah kota di Indonesia. Di tempat yang berbeda, nilai ini mungkin lebih kecil karena kadar air  yang lebih besar. Nilai kalor yang tinggi juga
dikarenakan besarnya  persentase  komposisi  plastik  dan kertas. Dalam  pemanfaatannya pada  konsep  WTE,  perlu  juga  dibahas  mengenai  kegiatan  daur  ulang  yang  banyak dilakukan terhadap sampah plastik dan kertas.

## Waste to Energy
Waste to energy dapat dilakukan dengan pembakaran langsung dengan insinerasi atau pembuatan RDF yaitu dengan pembuatan pellet dari materi yang terbakar. Namun sebelum diinsinerasi, sampah diklasifikasikan terlebih dahulu berdasarkan keterbakarannya,  dan  materi  dengan  nilai  kalor  tinggi  digunakan  untuk  RDF  (Dong, Trang, T.T). Salah satu upaya untuk tetap menjadikan sampah sangat baik untuk refuse- derived  fuel  adalah  dengan  pengolahan  pendahuluan  sebelum  dimanfaatkan  dalam sistem  WTE.  Pengolahan  pendahuluan  dapat  berupa  pengeringan  secara  alamiah maupun  mekanik,  pemanasan  awal  untuk  menguapkan  air  yang  ikut  terbawa  bersama sampah, dan pemotongan untuk mempermudah pembakaran.

## 4. KESIMPULAN
Dengan menggunakan data dari percobaan ini, nilai kalor suatu sampah kota dapat diukur.  Nilai  kalor  sangat  diperngaruhi  oleh  kadar  air  dan  hidrogen  sampah.  Hasil pengurangan  nilai  kalor  ini,  LHV,  biasanya  digunakan  sebagai  bahan  pertimbangan dalam pemilihan teknologi pengolahan dan aplikasi WTE. Nilai kalor juga dipengaruhi oleh  kadar  volatil  dan  abu.  Semakin  tinggi  kadar  volatil  yang  terbakar,  nilai    kalor semakin tinggi.
Komponen  sampah  yang  sangat  potensial  untuk  dijadikan  pellet  RDF  dalam konsep  WTE  adalah  plastik,  dengan  LHV  >  5.000  kkal/kg.  Namun  pada  proses pembakaran RDF, pembentukan HCl harus dijaga untuk mencegah korosi pada reactor. Untuk  mengatasinya,  sebaiknya  dilakukan  pengolahan  pendahuluan  terhadap  sampah, dengan  cara  deklorinasi  sampah  pada  tekanan  tertentu  dengan  media  air,  atau  dengan pelarutan dalam NaOH setelah pembakarannya.

## DAFTAR PUSTAKA
Barton, Allan F.M.  (1979). Resource Recovery and Recycling. John Willey & Sons. USA Cheng, Hefa and Yuanan Hu. (2010).  Municipal solid waste (MSW) as a renewable source of energy: Current and future practices in China. Bioresource Technology 101 (2010) 3816- 1824.
Damanhuri, Enri. (2004). Waste minimation as solution of municipal solid waste in Indonesia. The  6 th ASIAN  Symposium  in  Academic  Activities  for  Waste  Management.  Padang- Indonesia.
Damanhuri,  Enri  and  Tri  Padmi.  (2006).  Diktat  Kuliah  TL-3150.  Pengelolaan  Sampah. Teknik Lingkungan. ITB
Damanhuri, Enri. (2006). Perolehan kembali materi-enersi dari sampah. Teknik Lingkungan. FTSL.ITB
Departement  Pekerjaan  Umum. (1991). SKSNI M-36-1991-03 tentang Metode Pengambilan dan Pengukuran Timbulan dan Komposisi Sampah Perkotaan. Yayasan LPMB. Bandung
Dong,  Trang  T.T  and  Byeong-Kyu  Lee.(2009).  Analysis  of  potential  RDF  resources  from solid waste and their values in the largest industry city of Korea. Waste Management.
Dorfmann,  Roger  (editor).  (1985).  Les  Residue  Urban.  Vol.2  Traitement  et  Valorisation Technique et Documentasion-Lavoisier.
Finet,C. (1985). Heating Value of Municipal Solid Waste. Published by Sage Publications,  on behalf of International Solid Waste Association.
Guideline on Hazardous Waste Utilization for Co-Processing in Cement Industry. Indocement. 2008
Ma,  Wenchao,  Gaston  Hoffmann,  Mattias  Schirmer,  Guanyi  Chen,  and  Vera  Susanne Rotter.  (2010).  Chlorine  characterization  and  thermal  behavior  in  MSW  and  RDF. Journal of Hazardous Materials 178 (2010) 489-498
Marya  Novita,  Dian.(2009).  Solid  Fuel  Production  from  Municipal  Solid  Waste  Applying Hydrothermal Treatment. YSEP 2008-2009 Report. Tokyo Institute of Technology. Japan
Narayana, Tapan. (2009). Municipal solid waste management in India : From waste disposal to recovery of resources. Waste Management 29 (2009) 1163-1166.
Nguyen  Ngoc,  Uyen  and  Hans  Schnitzer.  (2009).  Sustainable  solution  for  solid  waste management in Southeast Asian Countries. Waste Management 29 (2009) 1982-1995.
Kathiravale,  Sivapalan,  Muhd.  Noor  Muhd  Yunus,  K.Sopian,  A.H.Samsuddin,  and R.A.Rahman.  (2003).  Modeling  the  heating  value  of  municipal  solid  waste.    Fuel  82 (2003) 1119-1125.
Sotoma,Shogo,  Toshiaki  Yoshioka,  Shun-Myung  Shin,  Miho  Uchida,  and  Akitsugu Okuwaki. Leaching of Plasticizer and Chlorine from Mixed Plastics in NaOH Solutions at Elevated Temperatures. Tohoku University. Japan
Subramanian, P.M. (2000). Plastics Recycling and Waste Management in the US. Resources, Conservation and Recycling 28 (2000)253-263
Takeshita,  Yukitoshi,  Kiyoshi  Kato,  Kazue  Takahashi,  Yoshiyuki  Sato,  and  Shiro  Nishi.
(2004).  Basic  study  on  treatment  of  waste  polyvinyl  chloride  plastics  by  hydrothermal decomposition in subcritical and supercritical regions. J.of Supercritical Fluids 31 (2004) 185-193.
Tchobanoglous, George,Hilary Theisen, and Samuel A.Vigil. (1993). Integrated Solid Waste Management. Mc.Graw Hill
United States Environmental Protection Agency. (2002). Citizen Guide to Incineration.
Vesilind, P Aarne. William Worrell, and Debra Reinhart. (2002). Solid Waste Engineering Books. Cole. Thornton Learning.
Visvanathan,  C  and  J.Trankler.  Municipal  Solid  Waste  Management  in  Asia:  Comparative Analysis. Thailand.