29 BAB III Proses Daur Ulang III.1 Proses Daur Ulang Dengan Batubara Pada Skala Laboratorium Proses daur ulang minyak pelumas bekas dengan menggunakan batubara peringkat rendah merupakan proses yang sederhana, karena dilakukan pada suhu rendah dan tekanan atmosfir. Hasil penelitian sebelumnya menyimpulkan bahwa batubara Samarangau paling baik dalam menyerap kontaminan dari minyak pelumas bekas. Batubara yang telah digunakan sebagai penyerap masih dapat dimanfaatkan kembali, salah satunya sebagai bahan bakar karena nilai kalornya meningkat. Gambar III.1 menunjukkan proses de-metalisasi untuk menghilangkan logam Ca, Zn, dan P pada proses daur ulang pelumas bekas menggunakan batubara peringkat rendah. Gambar III.1 Diagram Proses Daur Ulang Minyak Pelumas Bekas Menggunakan Batubara Tahap de-metalisasi dengan memanaskan minyak pelumas bekas bersama-sama dengan batubara peringkat rendah sampai temperatur tertentu. Menurut Tsai (1982), pada temperatur 100-120 0 C terjadi reaksi endotermis. Pada reaksi ini terjadi penguapan air, air yang terikat dan terjebak dalam struktur pori-pori % Berat Batubara Pemanasan 100-350 0 C Pelumas Penguapan Bekas Air dan Minyak Ringan Base Oil Batubara Penyerapan (de-metalisasi) Pemisahan Padatan-cairan 30 batubara akan menguap sebagai air bebas. Pori-pori yang terbuka mampu menyerap logam-logam yang merupakan kontaminan minyak pelumas bekas (Ika Monika, dkk, 2003). III.1.1 Prosedur Percobaan Karakteristik Bahan Baku Sebelum Proses Daur Ulang Bahan Baku Batubara Untuk mengetahui kemampuan batubara dalam menyerap kontaminan- kontaminan dalam minyak pelumas bekas, maka perlu diketahui karakteristik minyak pelumas dan batubara sebelum proses daur ulang. Tabel III.1 menunjukkan karakteristik batubara sebelum proses daur ulang. Tabel III.1 Hasil Analisis Batubara Samarangau-Kaltim Sebelum Proses Analisis (air dried basis/adb) Nilai Nilai Kalor (Calorific Value) Air Lembab (Inherent Moisture) Abu (Ash) Zat Terbang (Volatile Matter) Karbon Padat (Fixed Carbon) 5048 kkal/kg 22.33% 2.15% 38.15% 37.47% Dari Tabel III.1 dapat dilihat bahwa batubara Samarangau mempunyai kandungan Inherent Moisture sebesar 22.33 %, kandungan air ini diharapkan pada saat proses pemanasan air tersebut dapat menguap. Penguapan tersebut mengakibatkan pori- pori menjadi kosong, sehingga unsur-unsur di sekitarnya yang dalam hal ini adalah kontaminan-kontaminan dalam pelumas bekas akan terserap (Ika Monika dkk, 2003). 31 Bahan Baku Minyak Pelumas Bekas Minyak pelumas bekas sebelum proses daur ulang terlebih dahulu dianalisa kandungan logam-logam di dalamnya. Minyak pelumas bekas yang digunakan berasal dari minyak pelumas otomotif. Tabel III.2 memperlihatkan kandungan logam (kontaminan) dalam pelumas bekas, dan sebagai pembanding ditunjukkan kandungan logam pada pelumas baru. Tabel III.2 Hasil Analisis Pelumas Bekas Sebelum Proses dan Pelumas Baru Tt : Trace Terang dan gelapnya warna pelumas merupakan salah satu sifat pelumas yang dapat menunjukkan kualitas pelumas tersebut. Pada pelumas baru warna menunjukkan tingkat refinery sedangkan pada pelumas bekas menunjukkan tingkat kontaminasi. Semakin gelap warna pelumas, menunjukkan refinery yang masih rendah pada pelumas baru dan semakin tingginya tingkat kontaminasi pada pelumas bekas (Suherman, 2004). Analisis Pelumas Bekas Pelumas Baru Ca (ppm) Zn (ppm) Fe (ppm) Ni (ppm) Cr (ppm) Cu (ppm) 1447 877 47.1 15.4 1.0 6.4 139 117 Tt Tt Tt Tt 32 Tabel III.3 menunjukkan alat dalam proses daur ulang pada skala laboratorium, dan Tabel III.4 menunjukkan bahan yang digunakan dalam proses daur ulang pada skala laboratorium. Tabel III.3 Alat Dalam Proses Daur Ulang Pada Skala Laboratorium Alat Alat destilasi Gelas piala Penyaring vakumCawan Neraca analitik Spatula Erlenmeyer Jaw crusher Hot plate Hammer mill Labu ukur Compresor Tabel III.4 Bahan yang Digunakan Dalam Proses Daur Ulang Pada Skala Laboratorium Bahan Batubara peringkat rendah Minyak pelumas bekas Larutan heksan 33 Gambar III.2 menunjukkan alat dan material balance proses daur ulang pelumas bekas dengan menggunakan batubara peringkat rendah pada skala laboratorium. Penguapan Penjernihan Loses 20% Gambar III.2 Alat dan Material Balance Proses Skala Laboratorium Preparasi Batubara Contoh batubara dikeringkan di udara terbuka pada suhu kamar selama ± 2 hari. Penggilingan pertama menggunakan jaw crusher dan penggilingan kedua menggunakan hammer mill. Selanjutnya contoh dibagi dua untuk analisis fisik dan kimia batubara serta untuk percobaan daur ulang minyak pelumas bekas. Ukuran batubara untuk percobaan adalah –8+10 mesh, -12+14 mesh dan –20+24 mesh, sedangkan untuk analisis 60 mesh (Suherman, 2004). Proses Penyerapan Proses penyerapan dapat dikatakan proses inti dalam percobaan ini, karena penyerapan kontaminan-kontaminan dalam pelumas bekas oleh batubara terjadi pada tahap ini. Proses dilakukan dengan memanaskan pelumas bekas dan batubara dalam suatu alat destilasi dengan volume 500 ml. Alat tersebut dilengkapi alat penggerak, pengukur suhu dan indikator tekanan. Jaw crusher 200kg/jam Batubara Samarangau (72 gram) Loses 20% Hammer mill 500kg/jam 11,5gr Alat Destilasi 500 ml Pelumas bekas 250 ml Air & minyak ringan Kertas saring No.42 & Alat Vakum Base oil hasil proses 200 ml Batubara 36,86 gram Loses 20% Emulsifier & Bentonit Base oil 160ml 14,4 gr 57,6 gr 46,08 gr Loses 20% 34 Adapun langkah-langkah pengerjaan pada tahap ini adalah : 1. Batubara Samarangau yang telah melalui tahapan preparasi ditimbang sebanyak 20% dari minyak pelumas (± 46,08 gram). 2. Minyak pelumas bekas sebanyak 250 ml. 3. Batubara dan pelumas bekas dimasukkan ke dalam alat destilasi. 4. Saat operasi, suhu dan tekanannya dijaga agar tetap konstan. 5. Setelah selesai operasi, kemudian didinginkan sampai dengan suhu kamar. 6. Dikeluarkan contoh dari alat destilasi dan ditampung dalam wadah. Pada tahap tersebut ada tiga tahap pengerjaan, yaitu: pemanasan, penjagaan suhu tetap dan pendinginan. Tahap pemanasan adalah tahap penaikan suhu alat destilasi dari suhu normal hingga suhu operasi yang telah ditentukan. Tahap penjagaan suhu tetap yaitu pada saat alat destilasi telah mencapai suhu yang diinginkan, suhu dijaga agar tetap konstan hingga waktu yang telah ditentukan (120 menit). Setelah suhu dijaga selama 120 menit, maka kemudian alat destilasi dimatikan. Tahapan selanjutnya adalah pendinginan. Setelah alat destilasi mencapai suhu normal kembali, maka contoh diambil dari alat destilasi dan dipindahkan dalam wadah. Proses Penyaringan Proses penyaringan ini bertujuan untuk memisahkan batubara dari minyak pelumas, adapun tahapannya adalah : 1. Contoh pelumas hasil proses penyerapan disiapkan untuk proses penyaringan. 2. Perangkat penyaringan disiapkan dengan menggunakan kertas saring nomor 42 dan setelah itu penyaring dihubungkan dengan mesin vakum. 3.