Electronic Theses and Dissertation

Penelitian ini bertujuan memberikan kontribusi baru terhadap pengelolaan emisi cerobong di industri kelapa sawit, dengan menghasilkan metode pemrosesan yang lebih efisien dan hemat biaya, sehingga meminimalkan emisi dan meningkatkan nilai guna dari limbah bottom ash. hal ini didasarkan pada fakta bahwa industri kelapa sawit indonesia menjadi subjek yang kontroversi karna dampaknya terhadap lingkungan. untuk mencapai tujuan ini, penelitian dilaksanakan meliputi empat aspek yaitu analisis implementasi industri sawit berkelanjutan di indonesia, karakterisasi limbah bottom ash sebagai adsorben co2, kajian simulasi aplikasi integrasi bottom ash dalam siklon sebagai media penyisihan bahan partikulat halus, dan simulasi penyisihan co2 dan bahan partikulat secara simultan di dalam siklon yang dilengkapi unggun bottom ash. penelitian ini merupakan gabungan kajian eksperimental dan simulasi. penelitian tahapan pertama merupakan kajian telaah literatur, sedangkan penelitian tahapan kedua merupakan kajian eksperimental. kajian eksperimental dilakukan pada kolom unggun tetap yang diisi bottom ash sebagai adsorben. penelitian tahapan ketiga dan keempat merupakan kajian simulasi siklon yang terintegrasi dengan bottom ash yang diletakkan pada vortex finder. penelitian tahapan ketiga mengkaji pengaruh bottom ash sebagai filter partikulat halus dengan diameter partikel lebih kecil dari 5 mikrometer. penelitian tahapan ketiga dilakukan mengalirkan gas dan partikel halus pada siklon secara dinamika fluida komputasi (dfk) menggunakan perangkat lunak ansys 2021 r1. adsorben bottom ash ditempatkan pada bagian vortex finder siklon yang tinggi unggunnya 0,310 m. variasi kecepatan masuk 10; 15; 20; 25; 30 m/s. sedangkan tahapan keempat menganalisa siklon sebagai penyerap partikel halus sekaligus emisi co2. variasi unggun adsorben 0; 0,155; 0,310, dan 0,465 m dan variasi kecepatan masuk sama dengan tahapan ketiga. hasil penelitian tahapan pertama menunjukkan bahwa masih banyak pabrik kelapa sawit (pks) di indonesia yang belum tersertifikasi ispo maupun rspo. hal ini berkaitan dengan dampak pks terhadap lingkungan salah satunya berupa emisi. hasil penelitian tahap kedua berkenaan dengan karakterisasi bottom ash menunjukkan bahwa limbah padat pks ini dapat dijadikan sebagai adsorben dan filter, ditinjau dari senyawa si-o-si yang terkandung di dalamnya. efisiensi adsorpsi co2 pada kondisi operasi ketinggian unggun 12 cm dengan laju alir 10 l/menit mencapai 70% dan kapasitas adsorpsi sebesar 0,350 mg/g. penelitian tahapan ketiga mengidentifikasikan bottom ash mampu menyisihkan partikulat halus dengan ukuran diameter 0-5 mikrometer sebesar 98%. pada penelitian tahapan keempat yaitu pada tinggi unggun 0,465 m dan kecepatan masuk 30 m/s memiliki efisiensi pengumpulan partikel sebesar 92,61% dan penurunan tekanan 6500 pa. efisiensi penyerapan co2 tertinggi dicapai pada kecepatan masuk 10 m/s sebesar 99,618%. penurunan tekanan terendah sebesar 141 pa terjadi pada siklon tanpa adsorben dengan kecepatan masuk sebesar 10 m/s. berdasarkan grafik linieritas, proses adsorpsi mengikuti isoterm freundlich.

This research seeks to significantly contribute to controlling stack emissions in the palm oil industry by developing a more efficient and cost-effective processing method, aiming at reducing emissions and increasing added value to the bottom ash. It is founded on the fact that the palm oil industry in Indonesia is controversial due to its environmental impact. On this basis, the research was conducted in four stages, starting from the issue of implementation analysis of the sustainable palm oil industry in Indonesia, characterization of bottom ash waste as a CO2 adsorbent, simulation study of the application of bottom ash integration in a cyclone as a fine particulate matter removal medium; and up to the simulation of the simultaneous removal of CO2 and particulate matter in a cyclone equipped with a bottom ash bed. This investigation includes both experimental and simulation analyses. The first stage of the research was a review of the relevant literature, and the second was an experimental study. The experiment was carried out on a fixed-bed column containing bottom ash as the absorbent. In the third and fourth phases of the research, simulation studies of cyclones incorporating bottom ash placed on a vortex finder were conducted. In the third stage of the investigation, the impact of bottom ash as a filter for fine particles with diameters of less than 5 micrometer was evaluated. Using the Ansys 2021 R1 software, the third stage of the research involves the simulation of gas and particulate particles in a cyclone using the computational fluid dynamics (CFD) approach. With a bed height of 0.310 m, the bottom ash adsorbent was set in the vortex finder section of the cyclone. The inlet velocity varied from 10, 15, 20, 25, and 30 meters per second. The fourth stage evaluated the cyclone as equipment simultaneously capable of removing fine particles and adsorbing CO2 emission. The inlet gas velocities were kept similar to those of the third stage, while adsorbent bed height varied from 0.0; 0.155; 0.310; and 0.465 m. According to the findings of the initial research phase. Many palm oil mills in Indonesia are still not certified by ISPO or RSPO. This pertains to the environmental impact of mills, which includes gaseous emissions. According to the findings of the second research phase on the characterisation of bottom ash, this palm oil mill solid waste can be utilised as an adsorbent and filter due to the Si-O-Si compounds it contains. Under operating conditions involving a bed height of 12 cm and a gas inlet flow rate of 10 L/min, the CO2 adsorption efficiency reached 70%, with an adsorption capacity of 0.350 mg/g. The third research stage revealed that bottom ash could eradicate 98% of fine particles with a diameter between 0 and 5 micrometer. In the fourth stage of the investigation, at a bed height of 0.46 m and an inlet gas velocity of 30 m/s, the particle collection efficiency was 92.61%, and the pressure drop was 6,500 Pa. At an inlet velocity of 10 m/s, 99.618% of CO2 was absorbed with the most significant efficacy. The cyclone with a 10 m/s inlet velocity without adsorbent experienced the smallest pressure drop of 141 Pa. The adsorption process adheres to the Freundlich isotherm, as the linearity graph indicates.