SULISTIATI, Ainie Khuriati Riza and Purwanto, Purwanto and Huboyo, Haryono Setiyo (2020) PENGENDALIAN PROSES PEMBAKARAN SAMPAH DOMESTIK DAN SISTEM MONITORING GAS BUANG SECARA KONTINYU. Doctoral thesis, School of Postgraduate Studies.

	Text Disertasi_AinieKhuriatiRS_perpustakaan-COVER.pdf Download (2MB)
	Text Disertasi_AinieKhuriatiRS_perpustakaan-BAB I.pdf Download (229kB)
	Text Disertasi_AinieKhuriatiRS_perpustakaan-BAB II.pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB)
	Text Disertasi_AinieKhuriatiRS_perpustakaan-BAB III.pdf Restricted to Repository staff only Download (204kB)
	Text Disertasi_AinieKhuriatiRS_perpustakaan-BAB IV.pdf Restricted to Repository staff only Download (969kB)
	Text Disertasi_AinieKhuriatiRS_perpustakaan-BAB V.pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB)
	Text Disertasi_AinieKhuriatiRS_perpustakaan-BAB VI.pdf Download (118kB)
	Text Disertasi_AinieKhuriatiRS_perpustakaan-DAPUS.pdf Download (291kB)

Abstract

Sebuah insinerator dilengkapi pengendali proses pembakaran dan sistem pemantauan emisi gas buang (GB) dengan sensor-sensor komersial berbiaya rendah dikembangkan. Komponen
utama perangkat ini adalah sensor-sensor api, suhu, MG811, ME3-O2 MQ7, MQ131, dan MQ136 yang digunakan untuk mengendalikan proses pembakaran dan untuk mengukur
konsentrasi pada GB sistem pembakaran. MG811, ME3-O2 MQ7, MQ131, dan MQ136, dan MQ136 masing-masing adalah sensor untuk CO2, O2, CO, NO2, dan SO2.
Pengendalian proses pembakaran menggunakan pengendali suhu dua posisi T2N4S-14R. Dua buah T2N4S-14R dihubungkan masing-masing dengan sebuah termokopel K untuk menjaga ruang bakar pada 650oC dan pembakar lanjut pada 850oC. Sistem pemantauan GB dibangun menggunakan Arduino Mega 2560. Papan Arduino Mega terhubung ke sensorsensor gas melalui pin-pin input analog (A0, A1, A2, dan A3) kecuali sensor MG811 untuk akuisisi data GB. Distribusi suhu di ruang bakar diukur menggunakan 3 buah termokopel yang diperkuat dengan AD595 dan terhubung ke Arduino melalui pin analog (A11, A12, dan A13). Komunikasi antara Arduino dan W5100 Ethernet Shield (ES) melalui jalur Antarmuka Serial Periferal. ES berfungsi sebagai server web kecil yang menampilkan halaman web yang berisi nilai dari pin-pin input analog Arduino. Kabel RJ-45 digunakan untuk menghubungkan ES ke router Wi-Fi dan mengirim data ke komputer yang bertindak sebagai klien nirkabel. Untuk komunikasi dan analisis data, digunakan perangkat lunak Arduino IDE. Sebuah antarmuka pengguna grafis dibuat menggunakan perangkat lunak Edisi Delphi 10.3 sehingga pengguna dan komputer. dapat dengan mudah berinteraksi satu sama lain. Eksperimen dilakukan dengan menggunakan insinerator skala kecil untuk membakar limbah.
Limbah dikarakterisasi menggunakan American Standard Testing and Material. Sampel GB diukur dan dianalisis dengan menggunakan perangkat dan dibandingkan dengan yang
diperiksa oleh Pusat Teknologi Pencegahan Polusi Industri. Kemudian gas buang terukur dianalisis menggunakan neraca massa dan energi.
Dari hasil pengukuran dan validasi diperoleh kesalahan absolut rata-rata pengukuran CO2, O2, CO, dan SO2 masing-masing adalah 6,22%, 3,4%, 11,2%, dan 14,5%. Kandungan SO2 hingga 330 ppb masih dapat dianalisis. Pembakaran 11,25 kg / jam limbah menghasilkan 1,69 kg abu bawah atau terjadi pengurangan massa 85%. Berdasarkan analisis keseimbangan
massa dan energi, pembakaran limbah ditambah 3,92 kg LPG menghasilkan energi termal 34,6199 kWh (efisiensi 70%) atau 8,9 energi listrik kWh (efisiensi 18%). Dengan asumsi operasi yang sama, pembakaran 61,19 ton daun kering, 30, 59 ton sabut kelapa, ranting 15,29 ton, kertas non-daur ulang 7,34 ton, dan styrofoam 0,31 ton (24% MSW harian dibuang ke TPA jatibarang) ditambah 40 ton LPG akan menghasilkan 90,739 MWh listrik. Sampah lainnya lebih cocok untuk teknologi pengelolaan limbah lainnya karena nilai kalornya yang rendah. Perangkat yang dibangun ini terdiri dari layar kristal cair, printer termal, dan sistem komunikasi nirkabel (laptop tidak termasuk) dan menghabiskan biaya US $ 300. Perangkat berbiaya rendah ini juga diharapkan dapat diterapkan pada teknologi pemantauan lingkungan dan berkontribusi pada pembangunan sosial Indonesia.
Kata kunci: Arduino Mega, gas buang, nirkabel, pembakaran, sensor murah.

An incinerator equipped combustion process control and flue gas (FG) emission monitoring system (EMS) with low-cost commercial sensors is developed. The main components of
this device are flame, temperature, MG811, ME3-O2 MQ7, MQ131, and MQ136 sensors that are used to control the process combustion and to measure the concentrations of FG. MG811, ME3-O2 MQ7, MQ131, and MQ136, and MQ136 are sensors for CO2, O2, CO, NO2, and SO2, respectively.
The combustion process control use T2N4S-14R two positions temperature controller. Two T2N4S-14R(s) are connected to two K thermocouples to maintain the combustion chamber at 650oC and after pembakar at 850oC. The monitoring system uses Arduino Mega. The Arduino Mega board is connected to the sensors via four analog input pins (A0,A1,A2, and A3) except MG811 sensor for data acquisition. The temperature distribution in the combustion chamber is measured using 3 thermocouples powered by AD595 and connected to Arduino via analog pins (A11, A12, and A13). The Communication between Arduino and
the W5100 Ethernet Shield (ES) via Serial Peripheral Interface line. ES functions as a small web server that displays a web page containing values from the Arduino analog input pin.
An RJ-45 cable is utilized to connect ES to a Wi-Fi router and send data to a computer that acts as a wireless client. For data communication and analysis use pe Arduino IDE software. A graphical user interface (GUI) is created using Delphi 10.3 Community Edition software so that a user and a computer. can easily interact with each other. Experiments are carried out using mini-scale incinerators to burn wastes. FG samples are measured and analyzed by using a device and compared with those examined at a Center for Industrial Pollution Prevention Technolog for Industrial Pollution.
The average absolute errors of the measurements of CO2, O2, CO, and SO2 are 6.22%, 3.4%, 11.2%, and 14.5%, and respectively. A SO2 content of as low as 330 ppb can still be
analyzed. The incineration of 11.25 kg / hour of waste produces 1.69 kg bottom ash or a mass reduction of 85%. Accord to mass and energy balance, the waste combustion plus 3.92 kg LPG produce 34.6199 kWh thermal energy (70% efficiency) or 8.9 of electrical energy kWh (18% efficiency). With the same operating assumption, a combustion of 61.19 tons dry leaves, 30, 59 tons coconut husk, 15.29 tons twigs, 7.34 tons nonrecyclable paper, and 0.31 tons Styrofoam (24% of daily MSW dumped into jatibarang landfill) plus 40 tons of LPG will produce 90,739 MWh of electricity. The other MSWs are more suitable for other waste
management technology because its low heating value. This device comprises a liquid crystal display, thermal printers, and wireless communication system (laptop not included) and costs US$300. This low-cost device is also expected to be applied to
environmental monitoring technologies and contribute to Indonesia’s social development.
Keywords : Arduino Mega, flue gas, incineration, inexpensive sensors, wireless

Actions (login required)

View Item