Analisis Pindah Panas Double Pipe Heat Exchanger Asap Cair pada Proses Pirolisis Limbah Kulit Kakao dengan Computational Fluid Dynamic (CFD).
Abstract
Kakao (Theobroma cacao L.) merupakan komoditas perkebunan yang sangat
produktif di Indonesia. Limbah pengolahan buah kakao yang terbesar berupa kulit
(cangkang). Salah satu pemanfaatan limbah kulit kakao diantaranya dengan proses
pirolisis yang menghasilkan arang dan asap cair. Proses kondensasi gas/uap
pembakaran menjadi asap cair terjadi pada komponen double pipe heat exchanger.
Parameter suhu dan pindah panas sangat berpengaruh terhadap rendemen asap cair
yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan uji kinerja dan analisis
simulasi pindah panas pada kondenser tipe double pipe heat exchanger dengan
bahan limbah kulit kakao untuk menghasilkan redemen asap cair yang optimal serta
sesuai dengan standar mutu SNI 8985:2021. Simulasi dan analisis menggunakan
metode Computational Fluid Dynamics (CFD). Pirolisis dilakukan dengan 3 variasi
massa kulit kakao yaitu 250, 500 dan 1000 gram. Pertukaran panas pada kondenser
menggunakan media air pada suhu 25,22-26,54 ℃, laju 0,00631 kg/s serta arah
aliran berlawanan (counter flow). Hasil percobaan menunjukkan suhu reaktor
pirolisis berkisar antara 732,97-822,01 ℃, suhu asap antara 72,15-94,06 ℃, suhu
asap cair antara 27,91-30,95 ℃ serta suhu media air yang keluar dari pipa
kondenser berkisar 29,13-32,84 ℃ . Rendemen arang yang dihasilkan sebesar
34,05-41,21%, dan rendemen asap cair 21,32-30,85%. Simulasi dengan CFD
menunjukkan sebaran suhu pada kondenser mendekati dengan kondisi pengukuran
aktual pada nilai MAPE 16,20%. Total pindah panas proses kondensasi asap cair
pada pipa kondenser untuk massa kulit kakao 250, 500 dan 1000 gr secara berturutturut adalah 4,971 Watt, 7,95 Watt dan 11,86 Watt. Hasil mutu asap cair terbaik
diperoleh pada perlakukan pirolisis 250 gr dengan nilai pH rata – rata 3,84, total
asam 2,04 %, nilai fenol 0,16 %, densitas 995,55 g/L dan warna kuning ke cokelatan.
Komponen kimia terbesar pada asap cair kulit kakao adalah Pyridine, 2-
Furanmethanol, Phenol, 3-methyl-phenol, dan 2-methoxy-phenol yang berpotensi
sebagai biopestisida hayati.