Publisher

LMULMU

Journal Buletin Profesi InsinyurBuletin Profesi Insinyur Abstract

Pengukuran konsentrasi gas merupakan kebutuhan utama berbagai penelitian yang berhubungan dengan reaksi yang melibatkan gas maupun penelitian yang berhubungan dengan kondisi lingkungan yang dipengaruhi oleh gas-gas berbahaya. Selama ini, konsentrasi gas diperoleh menggunakan analisis Gas Chromatography dengan detektor TCD (GC-TCD) yang memiliki keterbatasan seperti biaya analisis yang tinggi, perlu waktu untuk analisis dan ada jeda penyimpanan sampel sebelum dianalisis. Permasalahan ini dapat diatasi dengan GC-TCD yang dihubungkan secara online dengan produk gas luaran reaktor. Namun kondisi ini memerlukan biaya yang relatif mahal dan masih belum bisa dipenuhi oleh semua penelitian yang ada (Andrew Oktorizal 2010; Jati and Lelono 2013). . Perkembangan teknologi sensor dan antarmuka komputer yang sangat pesat dapat dimanfaatkan untuk membangun suatu peralatan yang dapat digunakan untuk pengukuran dan perekaman konsentrasi gas hasil penelitian secara cepat. Pengembangan peralatan sekaligus perekaman data secara kontinyu berbiaya murah, diperlukan untuk meningkatkan performa penelitian khususnya dalam pengolahan hasil penelitian. Salah satu penelitian yang memerlukan data konsentrasi gas secara kontinyu adalah reaksi Fischer-Tropsch. Gas yang lolos dari kondensor terakhir terdiri dari CO, H2, N2, CO2, CH4, C2-4 yang diencerkan dengan udara pada pada rasio udara/gas buang sebesar 150, selanjutnya dilewatkan kotak yang berisi sensor gas CO (Arduino MQ-7, kapasitas pembacaan 20-2000 ppm), CO2 (Arduino MG-811, kapasitas pembacaan 350-10.000 ppm) dan CH4 (Arduino MQ-4, kapasitas pembacaan 200-10.000 ppm). Pengenceran dilakukan untuk mengakomodasi batas pembacaan masing-masing sensor. Ketiga sensor ini dihubungkan dengan sebuah komputer untuk perekaman data kadar CO sisa dan CO2 dan CH4 yang terbentuk. Hasil implementasi pengukuran sensor yang diproses menggunakan Arduino ditampilkan dalam sebuah layar Liquid Crystal Display (LCD) dalam satuan ppm (part per million) dan datanya disimpan dalam Microsoft Excel. Jarak waktu perekaman dapat diatur dalam program tersebut. Kalibrasi diperlukan untuk mengukur akurasi sensor. Tingkat kesalahan (error) pada kalibrasi yang membandingkan konsentrasi gas standar dengan konsentrasi gas sampel adalah 14,91% untuk CH4; 17,98% untuk CO2 dan 14,60% untuk CO.

Conclusion

Tingkat kesalahan (error) pada kalibrasi yang membandingkan konsentrasi gas standar dengan konsentrasi gas sampel adalah 14,91% untuk CH4.17,98% untuk CO2 dan 14,60% untuk CO.Tingkat error yang diperoleh dari perhitungan harga sebenarnya untuk sensor CH4 sebesar 1,32-7,17% dan untuk CO2 sebesar 26,79-82,01%.Data ini menunjukkan bahwa tingkat akurasi perangkat sensor masih kurang dan perlu diperbaiki pada pemrograman selanjutnya.

Future Research

Meskipun sistem detektor gas berbasis Arduino ini menawarkan solusi berbiaya murah untuk pemantauan konsentrasi gas hasil reaksi Fischer-Tropsch, masih ada ruang besar untuk pengembangan lebih lanjut guna meningkatkan keandalan dan cakupan aplikasinya. Salah satu arah penelitian yang krusial adalah mendalami upaya peningkatan akurasi sensor, khususnya untuk gas CO2 yang menunjukkan tingkat kesalahan sangat tinggi, mencapai lebih dari 70%. Ini bisa dilakukan dengan menyelidiki penggunaan jenis sensor yang berbeda, seperti sensor NDIR (Non-Dispersive Infrared) untuk CO2 yang dikenal lebih stabil, atau menerapkan algoritma kalibrasi yang lebih canggih dan adaptif yang mampu mengatasi variasi kondisi lingkungan serta potensi gangguan silang antarg gas. Penelitian selanjutnya juga dapat difokuskan pada perluasan kapabilitas deteksi sistem, tidak hanya terbatas pada CO, CO2, dan CH4, melainkan juga mencakup gas-gas penting lainnya dalam reaksi Fischer-Tropsch seperti hidrogen (H2) dan hidrokarbon rantai pendek (C2-C4), serta mengurangi ketergantungan pada pengenceran gas yang besar. Ini akan memungkinkan pemantauan profil reaksi yang lebih komprehensif tanpa modifikasi sampel yang signifikan. Terakhir, sangat menarik untuk mengeksplorasi potensi integrasi sistem detektor gas ini dengan mekanisme kontrol proses otomatis. Dengan data konsentrasi gas yang akurat dan real-time, sebuah sistem cerdas dapat dirancang untuk memberikan umpan balik langsung ke reaktor Fischer-Tropsch, memungkinkan penyesuaian parameter operasi (seperti temperatur atau laju alir) secara dinamis demi optimalisasi konversi, selektivitas produk, atau minimisasi produk samping yang tidak diinginkan. Pendekatan ini akan mentransformasi alat pemantauan pasif menjadi instrumen aktif dalam pengendalian dan peningkatan efisiensi proses industri.

Metadata

File size	314.29 KB
Pages	5
DMCA	Report