PENGEMBANGAN ORGANIC RANKINE CYCLE DARI LIMBAH PERTANIAN (BATOK KELAPA) "DEVELOPMENT ORGANIC RANKINE CYCLE FROM AGRICULTURAL WASTE (COCONUT SHELL)"

 

Gambar Ilustrasi Permasalah Dunia di Massa Depan 

(sumber gambar : https://www.pinterest.com/pin/637189047248283806)

Menurut prediksi para ahli diberbagai belahan dunia, permasalahan yang bakal dihadapi Dunia dimassa depan tidak jauh dari sumber makanan, energi, sampah/limbah, dan air. Hal ini bukan semata-mata prediksi yang menakt-nakuti namun kalau dipikir secara logika bisa saja benar-benar terjadi.

Mari kita urutin logika satu persatu permasalahan tersebut. Logika pertama tentang sumber makanan, Tahun demi tahun penduduk dunia tendnya adalah semakin naik sehingga tentu kebutuhan konsumsi makanan juga akan naik, kenaikan tersebut tentu dibarengi dengan kenaikan kebutuhan lahan untuk tempat tinggal sehingga kemungkinan lahan yang tadinya diperuntukan sebagai lahan produksi makanan alias lahan pertanian beralih fungsi menjadi lahan yang diperuntukan sebagai tempat tinggal sehingga tentu produksi makanan akan berkurang. Hal ini sudah banyak kita jumpai diberbagai daerah baik di pedesaan maupun perkotaan dimana lahan-lahan pertanian sudah beralih fungsi menjadi perumahan dan apartemen, sehingga memungkinkan lambat laun kita akan kekurangan bahan makanan.

Logika yang kedua tentang Energi. Root masalah sama dengan logika pertama dimana penduduk dunia trendnya semakin naik, banyak perumahan, banyak industri, banyak transportasi dan lain2, sehingga pastinya akan semakin naiknya konsumsi energi. Nah sialnya, saat ini sumber energi yang banyak digunakan adalah bahan bakar fosil yang untuk mendapatkannya butuh ratusan tahun sehingga memungkinkan akan ada suatu titik dimana sumber energi fosil tersebut akan habis karena terjadi defisit energi dan jika ini semua terjadi maka tidak menutup kemungkinan tertutup pula peradaban dunia.

Logika yang ketiga tentang Sampah/limbah. Root masalah juga masih sama dengan logika pertama dan kedua yaitu trend jumlah penduduk dunia yang semakin meningkat tiap tahunnya. konsumsi makanan yang digunakan oleh manusia juga meningkat, seperti kita tahu bahwa pasti ini juga menimbulkan peningkatan disampah baik yang berupas sisa2 sampah makanan maupun limbah2 dari proses makanan tersebut sehingga tentu sampah-sampah juga akan semakin menumpuk. 

Logika yang keempat tentang Air. Root masalah juga masih sama dengan logika pertama, kedua dan ketiga yaitu trend jumlah penduduk dunia yang semakin meningkat tiap tahunnya. Tidak bisa dipungkiri bahwa air sama halnya dengan makanan yang merupakan kebutuhan dasar manusia. Peningkatan jumlah air bersih tidak sebaik peningkatan jumlah penduduk malah justru yang terjadi penurunan jumlah air bersih. Hal ini juga pasti sudah kita rasakan, saya saja yang tinggal di daerah Bogor dimana curah hujan tinggi tapi kenyataannya saya harus bangun pagi-pagi sekali sebelum air PDAM debitnya menurun (bahasa halus  dalam bahasa jawa "ngicir-ngicir"), jadi bukan tidak mungkin juga ketersediaan air bersih akan habis di masa depan.

Kita coba ikut "in charge"mengatasi fenomena masalah tersebut ya walaupun efeknya mungkin tidak besar, kita coba ambil bagian kecilnya yaitu di bagian Energi dan Sampah/limbah, lebih mikronya lagi di Pembangkit listrik. Pembangkit listrik yang banyak diaplikasikan saat ini adalah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). PLTU ini dianggap sampai saat ini merupakan salah satu pembangkit listrik yang relatif lebih mudah sehingga banyak diaplikasikan. Cilakanya PLTU-PLTU yang saat ini beroperasi menggunakan bahan bakar Fosil yaitu Batubara, seperti diutarakan diatas bahwa bahan bakar jenis fosil ini butuh beratus-ratus tahun untuk berproduksi sehingga akan ada suatu titik dimana bahan bakar tersebut akan habis. PLTU umumnya bekerja pada temperatur tinggi diatas 350 derajat Celcius sehingga membutuh energi input yang tinggi juga yang berasal dari batubara (umumnya), nah kalau batubaranya sudah habis maka tamatlah riwayat PLTU jenis ini, bisa dibayangkan kah kalau riwayat PLU kelar?maka kelar jugalah riwayat kita, mati gayalah kita tanpa listrik.

Tapi jangan kawatir bro, Dewasa ini banyak peneliti yang sudah menemukan metode lain untuk dapat mengurangi penggunaan energi tersebut dimana secara garis besar mengusahakan bahwa PLTU dengan metode baru ini dapat bekerja pada suhu rendah antara 60 derajat Celsius sampai 120 derajat Celsius. Apa nama metodenya?para peneliti-peneliti tersebut menyebutnya Organic Rankine Cycle alias ORC. ORC ini dapat bekerja pada temperature rendah sehingga memungkinkan mengaplikasikan energi inputnya berasal dari energi terbarukan. Perbedaan utama dari ORC dengan PLTU konvensional adalah pada suhu operasi yang rendah dan fluida kerja yang berasal dari refrigeran bukan dari air seperti PLTU konvensional. 

Disisi lain, Indonesia merupakan salah satu Negara agraris penghasil kelapa tertinggi di Dunia. Limbah hasil pemrosesan kelapa yang lebih populer dengan nama batok kelapa merupakan salah satu limbah atau sampah yang masuk pada kategori Energi Terbarukan yaitu biomass, sehingga pada penelitian saya kali ini akan mencoba menggunakan batok kelapa sebagai bahan bakar untuk Organic Rankine Cycle.

Langkah awal seperti diutarakan pada tulisan saya sebelumnya (web pribadi saya) yaitu perancangan tungku. Tungku pertama yang dirancang dan dibuat pada tahun 2016 dapat dilihat pada link berikut : Tungku pengembangan pertama. Tungku ini kami nilai kurang effisien karena luasan permukaan output terlalu kecil sehingga flue gas banyak keluar dari hoper alhasil suhu pada boiler kurang optimal, selain itu juga jumlah pipa didalam boiler kurang banyak sehingga perlu ditambah pipa didalam boiler sehingga panas dari fluegas bisa banyak yang dipindahkan ke fluida di dalam boiler tersebut. Sehingga pada tahun ini dicoba dengan memperbaiki tungku dan boiler terutama pada bagian output tungku dengan memperbesar luasan output dan pada boiler dengan penambahan pipa penghantar panas dari flue gas. Hasil dari perbaikan ini cukup bagus dan memuaskan karena dapat menguapkan air dalam waktu yang singkat, link video performansi perbaikan tungku dan boiler dapat dilihat disini. 

Langkah berikutnya adalah mencoba menggabungkan antara sistem Organic Rankine Cycle (ORC) dengan sistem tungku. Seperti dikemukakan sebelumnya, Tungku yang kita pakai berbahan bakar Batok kelapa, kemudian fluida kerja yang digunakan adalah R134a. hasil penggabungan kedua sistem tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

 

Gambar ORC dengan tungku berbahan Batok Kelapa

Percobaan running test sudah dilakukan dan videonya dapat dilihat disini. Hasilnya running test cukup memuaskan dimana massa refrigeran 50 gr saja sudah mampu memutar expander (turbin) dengan cukup kencang. Running test ini belum mengambil data-data pengukuran sehingga belum bicara banyak. Next tulisan setelah dapat data akan saya sampaikan. Kurang lebih itu dulu saja yang untuk tulisan kali ini ya...

Untuk keperluan diskusi dan lain-lain bisa menghubungi saya di :

Dr. Muhamad Yulianto, ST., MT

email : muhamad_yulianto@yahoo.com atau yulianto.tegal@gmail.com