AOP Berbasis O3 dan GAC

Ozonasi katalitik heterogen umumnya menggunakan katalis oksida logam (MnO2, TiO2, Al2O3), logam-logam atau logam oksida pada penyangga oksida, karbon aktif dan zeolit. Aktifitas katalis pada dekomposisi ozon dapat dilihat dari kecepatan terbentuknya OH atau laju degradasi kontaminan (Kasprzyk et al, 2003). Mekanisme reaksi yang terjadipada ozonasi katalitik heterogen umumnya adsorbsi, reaksi, dan desorpsi.
Karbon aktif adalah salah satu material yang bersifat oksidatif atau adsorptif dapat digunakan untuk mempercepat reaksi ozonasi. Mattson dan Mark (1971) menyatakan bahwa karbon aktif mampu menguraikan senyawa non polar hidrofobik dalam dengan ozon. Sifat adsorptif karbon aktif diperlihatkan oleh adanya permukaan (1) makropori dengan diameter > 50 nm, (2) mesopori diameter 2-50 nm dan mikropori diameter lebih kecil dari 2 nm (Laszlo et al, 2001). Permukaan oksidatif pada karbon aktif diperlihatkan oleh adanya gugus asam dan basa. Gugus asam diwakili oleh karbonil, karboksil, hidroksil fenolat, lakton dan kuinon, sedangkan sebagai gugus basa diwakili oleh eter dan karbonil (Laszlo et al, 2001).
Ozonasi dengan adanya karbon aktif dapat mempercepat dekomposisi ozon menjadi radikal hidroksida (Polo et al, 2005; Song et al, 2004; Rivas et al, 2002; Beltran et al, 2001; Ma Jun dan Minghao, 2001 dan Logemann dan Annee, 1997; Jans dan Hoigne, 1998) dan lebih cepat dibandingkan dengan ozonasi menggunaka zeolit (zeolit mordenit, HY), Al2O3, SiO2 dan TiO2 pada suhu 18oC (Lin et al, 2002). Karbon aktif dengan elektron dasar dan grup oksigen (Chromene dan pyrone) pada permukaannya dengan ozon dalam air dapat membentuk OH- dan H2O2 (Polo et al, 2005). Ion OH – dan H2O2 adalah iniasiator pada dekomposisi ozon menjadi *OH. Reaksi-reaksi dekomposisi ozon dengan karbon aktif sebagai katalis oleh Beltran et al (2002) dinyatakan sebagai berikut:
1.Dekomposisi Homogen :
O3 + OH-  HO2- + O2 (2.1)
O3 + HO2-  HO2• + O3•- (2.2)
O3 + in  O3•- + in+ (2.3)
HO2•  O2• + H+ (2.4)
2.Dekomposisi Heterogen pada permukaan,
Pada pH 2-6:
O3 + S  O3-S (2.5)
O3-S  O-S + O2 (2.6)
O3 + O-S  2O2 + S (2.7)
Pada pH ≥ 6 :
OH + S  OH-S (2.8)
O3 + OH-S  •O3-S + HO• (2.9)
•O3-S  •O-S + O2 (2.10)
O3 + •O-S  O2•- + S + O2 (2.11)
3.Reaksi Propagasi dan Terminasi Homogen
O3 + O2-  O3•- + O2 (2.12)
O3•- + H+  HO3• (2.13)
HO3•  HO• + O2 (2.14)
S adalah permukaan katalis dan in adalah inisiator.
Beberapa hasil penelitian tentang penggunaan karbon aktif dalam ozonasi diungkapkan bahwa ozonasi dengan kerbon aktif pada pH>5 dapat mempercepat dekomposisi ozon menjadi •OH (Jans dan Hoigne, 1998). Pada kondisi yang sangat asam atau alkalis ozonasi dengan karbon aktif kurang efektif mengasilkan •OH dan lebih banyak menghasilkan radikal oksigen pada permukaan karbon aktif (Logemann and Annee, 1997). Kemudian Sanchez et al, (2005) menyatakan, bahwa adanya karbon aktif selama ozonasi dapat meningkatkan rasio •OH terhadap O3 dan aktifitas karbon aktif menghasilkan •OH sangat tergantung adanya O3 sehingga karbon aktif berfungsi sebagai inisiator pembentukan •OH.
Kelebihan penggunaan ozon dalam proses ozonasi yaitu: setelah digunakan dalam ozonasi karbon aktif mempunyai luas permukaan yang lebih luas dibandingkan sebelum digunakan dalam ozonasi, karena gugus-gugus asam yang terdapat pada permukaan diuraikan oleh ozon menjadi CO dan CO2 (Valdes et al, 2003). Logemann and Annee (1997) menyatakan bahwa ozonasi dengan karbon aktif mempercepat reaksi dekomposisi ozon menjadi •OH dan radikal oksigen. Selanjutnya terjadi degradasi kontaminan pada permukaan karbon aktif oleh radikal oksigen akibatnya kebutuhan ozon berkurang.
Di Indonesia teknologi AOPs yang sudah dikembangkan dan mulai diterapkan adalah AOPs berbasis O3/H2O2 dan O3/UV. Kedua AOPs ini masing-masing mempunyai kelemahan seperti dijelaskan di atas, oleh karena itu potensi AOPs berbasis ozon dan karbon aktif berpeluang dikembangkan karena selain murah juga ampuh dalam mengolah limbah cair industri dan domestik.

2.2.1 Ozon
Ozon pertama kali ditemukan oleh C F Schonbein pada tahun 1840. Penamaan ozon diambil dari bahasa yunani “ozein” yang berarti smell atau bau. Ozon dikenal sebagai gas yang tidak memiliki warna.Pada tahun 1867 seorang ilmuan bernama Soret mengumunkan bahwa ozon adalah sebuah molekul gas yang terdiri tiga buah atom oksigen. Secara alamiah ozon dapat terbentuk melalui radiasi sinar ultraviolet pancaran sinar Matahari. Chapman menjelaskan pembentukan ozon secara alamiah pada tahun 1930. Di mana ia menjelaskan bahwa sinar ultraviolet dari pancaran sinar Matahari mampu menguraikan gas oksigen di udara bebas.
Molekul oksigen tadi terurai menjadi dua buah atom oksigen, proses ini kemudian dikenal dengan nama photolysis. Lalu atom oksigen tadi secara alamiah bertumbukan dengan molekul gas oksigen yang ada disekitarnya, lalu terbentuklah ozon. Ozon yang terdapat pada lapisan stratosphere yang kita kenal dengan nama ozone layer (lapisan ozon) adalah ozon yang terjadi dari hasil proses alamiah photolysis ini.
Proses semacam ini terjadi pula pada smog (kabut) yang banyak kita dapati di kota-kota besar seperti Jakarta, yang sarat dengan polusi udara. Gas NOx dan hydrocarbon dari asap buangan kendaraan bermotor dan berbagai kegiatan industri, merupakan sumber pembawa terbentuknya ozon.
Ozon (O3) pertama kali digunakan sebagai senyawa disinfeksi dalam distribusi air minum di negara Perancis pada awal tahun 1900-an. Penggunaan ozon pada instalasi pengolahan ini umumnya ditujukan untuk pengendalian rasa air, bau dan zat-zat yang dapat menimbulkan warna. Meskipun banyak digunakan sebagai senyawa disinfeksi air, namun sejalan dengan berkembangnya tehnologi dan rekayasa pembuatan senyawa ozon saat ini, penggunaan ozon sebagai senyawa disinfeksi untuk air limbah secara ekonomis telah semakin komperatif. Ozon juga dapat digunakan dalam pengolahan air limbah untuk pengendalian bau serta penghilangan zat-zat organik berbahaya yang terlarut di dalam air limbah.
Saat ini metoda pengolahan limbah cair secara kimiawi dipilih sebagai alternatif karena waktu prosesnya yang jauh lebih cepat dari pada proses pengolahan secara biologis. Di samping itu, kebutuhan ruang untuk proses kimiawi ini umumnya jauh lebih kecil dari pada yang dibutuhkan oleh metoda biologis. Tetapi metoda kimiawi memiliki kendala besar dalam hal kerumitan pengoperasian dan perawatan. Kerumitan proses kimiawi ini kebanyakan diakibatkan oleh dampak lain sifat reaksi kimia dalam sistem pengolahan limbah tersebut, misalnya; korosi, pembentukan kerak atau endapan lainnya. Sebagai alternative lain yang diberikan adalah dengan menggunakan tehnik ozonisasi

Karbon Aktif
Karbon aktif atau arang aktif merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi kebocoran udara di dalam ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi. Arang merupakan nama lain dari karbon aktif yang lebih dikenal oleh masyarakat umum. Selain digunakan sebagai bahan bakar, arang juga dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktifasi dengan aktif faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi. Dengan demikian, arang akan mengalami perubahan sifat-sifat fisika dan kimia. Karbon yang demikian disebut sebagai karbon aktif.
Karbon Aktif merupakan senyawa karbon amorf, yang dapat dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas. Luas permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m2/gram dan ini berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang aktif mempunyai sifat sebagai adsorben. Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan.
Arang aktif merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing- masing berikatan secara kovalen. Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non polar. Selain komposisi dan polaritas, struktur pori juga merupakan faktor yang penting diperhatikan. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi, dianjurkan agar menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan. Sifat arang aktif yang paling penting adalah daya serap. (Arifin Pararaja,2008)

Advertisements

resep brownies kukus favorite

hmmm..mau share ajah nie, resep ini udah sering banget dicoba and gak ada bosen-bosennya..awalnya resep ini dapet saat browsing di mbah google, seiring seringnya dibuat maka aku buat sedikit modifikasi supaya lebih menarik (sebenernya c iseng aja nyoba-nyoba)..mungkin resep ini gak jauh beda sama resep-resep yang muncul saat browsing, tapi kalo mau coba sih boleh juga.hehehehe). langsung ajah nih resepnya..

bahan:
125 gr tepung terigu (gampangnya terigu 1/4 kg dibagi 2)
225 gr gula pasir (yg aku pake c 250 gr)
6 butir telur (aku pake telur yang besar-besar)
50 gr coklat bubuk (aku suka pake sampai 75 gr)
100 gr Dark Cooking Chocolate (lebih dikit juga boleh)
175 ml minyak (kira-kira 3/4 gelas belimbing, minyak yg aku pake minyak barco)
1/2 kaleng susu kental manis
25 gr susu bubuk full cream
1 sdt emulsifier (TBM/SP)
1/2 sdt pasta coklat
1/2 sdt vanila essense
sejumput garam

Cara:
1. Ayak terigu dan coklat bubuk, sisihkan
2. lelehkan DarkCooking Chocolate(DCC), dan tambahkan minyak.
3. kocok telur, gula, emulsifier, pasta coklat, vanila essense, dan garam. kocok sampai putih kental dan hampir kaku (tapi kalau terlalu kaku juga ngga bagus)
4. masukan terigu dan lelehan DCC bergantian dan aduk sampai benar-benar rata
5. sisihkan 1/3 adonan dan beri susu kental manis
6. masukan adonan lapisan pertama dan kukus 10 menit dalam kukusan yang sudah benar-benar panas dan tutupnya dilapisi serbet, lalu masukan adonan dengan susu kental manis dan kukus kembali 10 menit, kemudian tambahkan sisa adonan awal dan kukus selama 20 menit.
7. tunggu sampai agak dingin baru keluarkan dari loyang.

biasanya aku pakai loyang persegi ukuran kurleb 20 X 20 cm. dan kalau mau bisa dikasih filling ganache atau chocolate mousse, hmmm tambah enak deh…..

selamat mencoba

Jenis dan tipe alat pembakaran berdasarkan jenis bahan bakar dan fungsi alat pembakaran

SISTEM PEMBAKARAN DENGAN BAHAN BAKAR CAIR

A. Bensin
1. Sistem Bahan Bakar Sepeda Motor Sistem bahan bakar sepeda motor pada umumnya terdiri dari beberapa komponen antara lain yaitu : Tangki bensin , Saringan bensin, selang bensin dan karburator. Pada tangki bensin dilengkapi dengan pengukur tinggi bensin, untuk tipe ini pada karburator dilengkapi kran bensin . Apabila keran bensin dibuka maka secara alamiah bensin akan mengalir menuju ke karburator. Agar bensin yang masuk ke karburator bersih dari kotoran terlebih dahulu disaring oleh saringan bensin. Komponen-komponen sistem bahan bakar dapat dilihat seperti gambar dibawah ini. Gambar Komponen Sistem Bahan Bakar Sepeda Motor

2. Karburator
a. Prinsip kerja karburator
Karburator memproses bahan bakar cair menjadi partikel kecil dan dicampur dengan udara sehingga memudahkan penguapan. Prosesnya serupa dengan penyemburan ( spray). Pada gambar
dibawah ini diterangkan prinsip dari penyemburan. Sebagai akibat dari derasnya tiupan angin di (a), suatu kondisi vacum (tekanan dibawah atmosfir) terjadi di (b).
Perbedaan tekanan antara vacum dan atmosfir udara di (c) mengakibatkan semburan terjadi pada gasoline (b). Berdasarkan proses ini, maka semakin cepat aliran udara (a) mengakibatkan semakin besar vacum yang terjadi pada (b), dan semakin banyak gasoline yang disemprotkan / disemburkan.

b. Aturan Kerja Karburator.
Bahan bakar dan udara dibutuhkan motor bensin untuk berjalan. Bahan bakar berupa bensin dicampur dengan udara oleh karburator supaya mudah terbakar dan di alirkan keruang bakar. Dengan kata lain, karburator bekerja sesuai aturan sebagai Berikut :
► Volume campuran udara dan bahan bakar sesuai kebutuhan mesin.
► Menciptakan campuran udara dan bahan bakar sedemikian rupa tepat sesuai kecepatan mesin.
► Merubah bensin menjadi partikel-partikel bercampur dengan udara sehingga mudah disemburkan atau dikabutkan.

3. Campuran Bahan Bakar dan Udara
Saat langkah isap pada mesin, tekanan didalam silinder lebih rendah dari atmosfir, maka aliran udara tercipta yang mengalir melalui karburator kedalam saluran pemasukan kesilinder. Pada bagian dari aliran ini, ada bagian yang menyempit yang disebut dengan Venturi. Dengan adanya venturi tersebut maka aliran menjadi lebih deras dan menciptakan Kevacuman pada bagian venturi tersebut.

Pada titik tersebut dipasang saluran dimana bahan bakar disemprotkan. Bahan bakar masuk, terpancar membentuk partikel–partikel kecil dan disemburkan. Pada dasarnya karburator digunakan untuk membedakan langkah ini dalam beberapa tingkatan dalam mekanisme yang komplek. Partikel bahan bakar yang terbentuk pada proses ini mengalir melalui pipa pemasukan (intake pipe) dan sebelum sampai ke silinder telah berubah menjadi uap dan secara sempurna membentuk campuran bahan bakar dan udara. Biasanya, saat proses peralihan dari cairan bahan bakar menjadi partikel ( disemburkan ) katup gas terbuka secara penuh dan putaran mesin pada putaran tinggi, dengan aliran udara mencapai kecepatan maksimum, maka pada saat ini merupakan titik optimum kerja proses penyemburan.
Ketika katup gas tertutup berarti kecepatan mesin perlahan, aliran angin juga turun maka tidak seluruh bahan bakar berubah menjadi partikel dan partikel-partikel bahan bakar yang besar tertinggal, tidak tersemburkan, dengan demikian pada putaran rendah konsentrasi perbandingan udara dan bahan bakar menjadi jenuh.

4. Menentukan Jumlah Campuran Udara dan Bahan Bakar
Diantara periode waktu tertentu, beberapa kali pembakaran terjadi saat mesin berputar pada kecepatan rendah adalah sedikit dan bila putaran mesin tinggi maka akan banyak. Bila ditentukan sejumlah campuran udara dan bahan bakar dibutuhkan untuk terjadinya pembakaran suatu saat, ternyata bahwa pembakaran terjadi banyak sekali, berindikasi bahwa volume campuran udara dan bahan bakar juga tinggi. Konsekuensinya, dengan meningkatkan atau menurunkan jumlah campuran bahan bakar yang disalurkan oleh karburator ke mesin, kecepatan mesin akan naik dan turun dan kemampuan akan naik atau turun. Dalam kenyataannya, bila tuas gas diputar dan kabel ditarik sejauh gerakan kabel tersebut.

Kebanyakan udara pada karburator memungkinkan lebih banyak campuran bahan bakar dan udara mengalir masuk dan meningkatkan cepat putaran mesin. Sebaiknya dengan menutup tuas gas, tertutup juga katup gas dan menurunkan laju putaran mesin

B. Solar (diesel)
Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).
Mesin ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada 23 Februari 1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan minyak kacang (lihat biodiesel). Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering. Bagaimana mesin diesel bekerja Ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat. Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat) TMA untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (indirect injection). Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Untuk meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan komponen :

* Turbocharger atau supercharger untuk memperbanyak volume udara yang masuk ruang bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin pada turbo/supercharger.
* Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar. Udara yang panas volumenya akan mengembang begitu juga sebaliknya, maka dengan didinginkan bertujuan supaya udara yang menempati ruang bakar bisa lebih banyak.

Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin. Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebut busi menyala (spark/glow plug) di dalam silinder untuk memanaskan ruang bakar sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas “resistive grid” dalam “intake manifold” untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan efektif memanaskan mesin.

Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar diesel mengental dan meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau gel. Ini dapat mempengaruhi sistem bahan bakar dari tanki sampai nozzle, membuat penyalaan mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit. Cara umum yang dipakai adalah untuk memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar secara elektronik.

Untuk aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel adalah governor, yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu para putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat berkerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi maka bisa mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik. Mesin diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih mencapai tujuan ini melalui elektronik kontrol modul (ECM) atau elektronik kontrol unit (ECU) – yang merupakan “komputer” dalam mesin. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui aktuator elektronik atau hidrolik untuk mengatur kecepatan mesin.

Ada dua kelas mesin diesel: dua-stroke dan empat-stroke. banyak mesin diesel besar bertipe mesin dua tak. Mesin yang lebih kecil biasanya menggunakan tipe mesin empat tak.

Biasanya jumlah silinder dalam kelipatan dua, meskipun berapapun jumlah silinder dapat digunakan selama poros engkol dapat diseimbangkan untuk mencegah getaran yang berlebihan. Inline-6 paling banyak diproduksi dalam mesin tugas-medium ke tugas-berat, meskipun V8 dan straight-4 juga banyak diproduksi.

Mesin disel bekerja dengan kompresi udara yang cukup tinggi, sehingga pada mesin disel besar perlu ditambahkan sejumlah udara yang lebih banyak. Maka dugunakan Supercharger atau turbocharger pada intake manifold, dengan tujuan memenuhi kebutuhan udara kompresi
Keunggulan dan kelemahan dibanding dengan mesin busi-nyala
Untuk keluaran tenaga yang sama, ukuran mesin diesel lebih besar daripada mesin bensin karena konstruksi besar diperlukan supaya dapat bertahan dalam tekanan tinggi untuk pembakaran atau penyalaan. Dengan konstruksi yang besar tersebut penggemar modifikasi relatif mudah dan murah untuk meningkatkan tenaga dengan penambahan turbocharger tanpa terlalu memikirkan ketahanan komponen terhadap takanan yang tinggi. Mesin bensin perlu perhitungan yang lebih cermat untuk modifikasi peningkatan tenaga karena pada umumnya komponen di dalamnya tidak mampu menahan tekanan tinggi, dan menjadikan mesin diesel kandidat untuk modifikasi mesin dengan biaya murah.

Penambahan turbocharger atau supercharger ke mesin bertujuan meningkatkan jumlah udara yang masuk dalam ruang bakar dengan demikian pada saat kompresi akan menghasilkan tekanan yang tinggi dan pada saat penyalaan atau pembakaran akan menghasilkan tenaga yang besar. Penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin diesel tidak berpengaruh besar terhadap pemakaian bahan bakar karena bahan bakar disuntikan secara langsung ke ruang bakar pada saat ruang bakar dalam keadaan kompresi tertinggi untuk memicu penyalaan agar terjadi proses pembakaran. Sedangkan penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin bensin sangat mempengaruhi pemakaian bahan bakar karena udara dan bahan bakar dicampur dengan komposisi yang tepat sebelum masuk ruang bakar, baik untuk mesin bensin dengan sistem karburator maupun sistem injeksi.

SISTEM PEMBAKARAN DENGAN BAHAN BAKAR PADAT
Pembakaran Batubara pada PLTU
Pada dasarnya metode pembakaran pada PLTU terbagi 3, yaitu pembakaran lapisan tetap (fixed bed combustion), pembakaran batubara serbuk (pulverized coal combustion /PCC), dan pembakaran lapisan mengambang (fluidized bed combustion / FBC). Gambar 3 di bawah ini menampilkan jenis – jenis boiler yang digunakan untuk masing – masing metode pembakaran.

Pembakaran Lapisan Tetap
Metode lapisan tetap menggunakan stoker boiler untuk proses pembakarannya. Sebagai bahan bakarnya adalah batubara dengan kadar abu yang tidak terlalu rendah dan berukuran maksimum sekitar 30mm. Selain itu, karena adanya pembatasan sebaran ukuran butiran batubara yang digunakan, maka perlu dilakukan pengurangan jumlah fine coal yang ikut tercampur ke dalam batubara tersebut. Alasan tidak digunakannya batubara dengan kadar abu yang terlalu rendah adalah karena pada metode pembakaran ini, batubara dibakar di atas lapisan abu tebal yang terbentuk di atas kisi api (traveling fire grate) pada stoker boiler. Bila kadar abunya sangat sedikit, lapisan abu tidak akan terbentuk di atas kisi tersebut sehingga pembakaran akan langsung terjadi pada kisi, yang dapat menyebabkan kerusakan yang parah pada bagian tersebut. Oleh karena itu, kadar abu batubara yang disukai untuk tipe boiler ini adalah sekitar 10 – 15%. Adapun tebal minimum lapisan abu yang diperlukan untuk pembakaran adalah 5cm.
Pada pembakaran dengan stoker ini, abu hasil pembakaran berupa fly ash jumlahnya sedikit, hanya sekitar 30% dari keseluruhan. Kemudian dengan upaya seperti pembakaran NOx dua tingkat, kadar NOx dapat diturunkan hingga sekitar 250 – 300 ppm. Sedangkan untuk menurunkan SOx, masih diperlukan tambahan fasilitas berupa alat desulfurisasi gas buang.
Pembakaran Batubara Serbuk (Pulverized Coal Combustion/PCC)
Saat ini, kebanyakan PLTU terutama yang berkapasitas besar masih menggunakan metode PCC pada pembakaran bahan bakarnya. Hal ini karena sistem PCC merupakan teknologi yang sudah terbukti dan memiliki tingkat kehandalan yang tinggi. Upaya perbaikan kinerja PLTU ini terutama dilakukan dengan meningkatkan suhu dan tekanan dari uap yang dihasilkan selama proses pembakaran. Perkembangannya dimulai dari sub critical steam, kemudian super critical steam, serta ultra super critical steam (USC). Sebagai contoh PLTU yang menggunakan teknologi USC adalah pembangkit no. 1 dan 2 milik J-Power di teluk Tachibana, Jepang, yang boilernya masing – masing berkapasitas 1050 MW buatan Babcock Hitachi. Tekanan uap yang dihasilkan adalah sebesar 25 MPa (254.93 kgf/cm2) dan suhunya mencapai 600℃/610℃ (1 stage reheat cycle). Perkembangan kondisi uap dan grafik peningkatan efisiensi pembangkitan pada PCC ditunjukkan pada gambar 4 di di bawah ini.
Pada PCC, batubara diremuk dulu dengan menggunakan coal pulverizer (coal mill) sampai berukuran 200 mesh (diameter 74μm), kemudian bersama – sama dengan udara pembakaran disemprotkan ke boiler untuk dibakar. Pembakaran metode ini sensitif terhadap kualitas batubara yang digunakan, terutama sifat ketergerusan (grindability), sifat slagging, sifat fauling, dan kadar air (moisture content). Batubara yang disukai untuk boiler PCC adalah yang memiliki sifat ketergerusan dengan HGI (Hardgrove Grindability Index) di atas 40 dan kadar air kurang dari 30%, serta rasio bahan bakar (fuel ratio) kurang dari 2. Pembakaran dengan metode PCC ini akan menghasilkan abu yang terdiri diri dari clinker ash sebanyak 15% dan sisanya berupa fly ash.

Advanced Oxidation Processes (O3/H2O2)

Ozon (O3) pertama kali digunakan sebagai senyawa disinfeksi dalam distribusi air minum di negara Prancis pada awal 1900-an. Penggunaan ozon pada instalasi pengolahan ini umumnya ditujukan untuk pengendalian rasa air, bau, dan zat-zat yang dapat menimbulkan warna (Langlais, 1991)
Ozon (O3) merupakan molekul sangat aktif, tidak stabil, dan efisien dalam penyisihan polutan. Ozon sangat selektif terhadap senyawa yang mengandung heteroatom seperti S, N, O, dan Cl (Ying , 1999; Langlais, 1991). Ozon digunakan untuk banyak tujuan yang berbeda seperti: disinfeksi, pengendali ganggang, rasa, bau, pengontrol warna, oksidasi anorganik polutan (besi, mangan), oksidasi organik mikro dan makro polutan seperti untuk peningkatan koagulasi.
Oksidasi sianida dengan ozon berlangsung dalam 2 tahap:
CN- + O3 CNO + O2
2CNO- + 3O3 + H2O 2HCO3- + N2 + 3O2
Reaksi keseluruhan:
2CN- + 5O3 + H2O 2HCO3- + N2 + 5O2
Untuk oksidasi ini, kondisi pH diatur pada harga 12.

2.5.1 Reaksi Dekomposisi Ozon
Dekomposisi ozon pada fasa gas menjadi oksigen terjadi perlahan pada suhu kamar, dimana reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
O3 O2 + O
O + O3 2O2
Jika ada gas lain, hanya sebagai diluen seperti oksigen dan nitrogen atau sebagai mediator yang memberi efek pada perbedaan kecepatan reaksi. Sedangkan dalam larutan (cair) dekomposisi senyawa ozon sangat sulit dan kompleks dan sangat bergantung pada pH . Langkah-langkah reaksi dekomposisi dalam bentuk cairan secara keseluruhan adalah sebagai berikut :
O2 + H2O O2 + OH
O3 + OH O2 + HO2
O3 + HO2 2O2 + OH
OH + OH H2O2
OH + OH H2O + ½ O2
HO2 + HO2  H2O2 + O2
Pada pH tinggi terjadi tambahan reaksi yaitu terbentuk ion ozonida (O3) dan oxida radical (O-) ( Langlais,1991).
Molekul ozon jika di dalam air bersifat tidak stabil dan terdekomposisi membentuk radikal hidroksida. Reaksi dekomposisi ozon dengan adanya ion hidroksida (Gunten, 2003) adalah sebagai berikut:
O3 + OH- HO2- + O2 k = 70 M-1 S-1………..(2.1)
O3 + OH- OH + O2 + O2 k= 2,8.10-6 M-1 S-1….(2.2)
O3 + O2 O3 + O2 k= 1,6.109 M-1 S-1…..(2.3)
pH 8 :
O3 O + O2 k =5.1010 M-1 S-1……(2.7)
O + H2O OH + OH- k=1.108 S-1……………(2.8)
OH + O3 HO2- + O2 k=1.108–2.109 M-1S1..(2.9)

2.4Ozonasi
Proses ozonasi selalu meliputi dua spesies yaitu ozon (O3) dan radikal hidroksida (OH●). Peranan masing-masing spesies dalam proses ozonasi dapat diketahui dengan mengkondisikan pH reaksi.
Pada pH asam dominan terjadi ozonasi secara langsung oleh O3
Pada pH basa dominan ozonasi terjadi secara tidak langsung oleh radikal hidroksida.
Ozon sangat selektif terhadap senyawa yang mengandung heteroatom seperti S, N, O dan Cl. (Ying et al, 1999; Langlai et al, 1991).
Hasil reaksi ozonasi secara mekanistik sulit ditentukan, tetapi pada dasarnya reaktifitas senyawa organik terhadap ozon dikelompokkan menjadi tiga kategori, yaitu: tinggi, sedang, dan rendah. Senyawa yang reaktifitasnya tinggi hanya akan bereaksi dengan ozon (O3), dan reaktifitas rendah hanya akan bereaksi dengan radikal hidroksida (OH●), sedangkan reaktifitas sedang akan beraksi dengan ozon dan radikal hidroksida (Guten, 2003).

2.6.1 Ozonasi Non Katalitik
Reaksi ozonasi non-katalitik dalam larutan adalah reaksi homogen, reaktan ozon dengan kontaminan organik berada dalam satu fasa yaitu cair dengan reaksi sebagai berikut :
Mox Reaksi Langsung

OH Mox Reaksi dengan radikal
Reaksi ozonasi dalam larutan organik terjadi secara langsung oleh ozon secara tidak langsung oleh radikal hidroksida hasil dekomposisi ozon. Reaksi ozon secara langsung dengan senyawa organik (M) terjadi secara seri melalui mekanisme reaksi, sebagai berikut:
Pembentukan siklo ( + & – ) pada senyawa organik tidak jenuh dan ozon berfungsi sebagai dipole

Elektrofilik (+) terjadi ditempat molekul yang densitas elektroniknya kuat, misal aromatis (fenol dan analin) elektronik kuat terjadi pada posisi orto dan para.
Nukleofilik (-) terjadi pada molekul di tempat densitas elektroniknya kurang dan lebih sering terjadi pada karbon yang mempunyai gugus yang lepas.

2.6.2 Ozonasi Katalitik
Ozonasi katalitik bertujuan untuk mengaktifkan ozon sehingga selektifitas ozon dan laju reaksi meningkat serta konsumsi ozon berkurang. Berdasarkan fasa katalis yang digunakan, ozonasi katalitik dibagi atas ozonasi katalitik homogen dan ozonasi katalitik heterogen.
Ozonasi katalitik homogen biasanya menggunakan logam – logam transisi sebagai katalis, seperti: Fe(II), Ni(II), Co(II), Cd(II), Cu(II), Ag(II), Cr(II),Zn(II).
Ozonasi katalitik heterogen umumnya menggunakan katalis oksida logam (MnO2, TiO2, Al2O3), logam – logam atau logam oksida pada penyangga oksida(Cu-Al2O3, Cu-TiO2, Ru-CeO2), karbon aktif dan zeolit.

2.6.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Ozonasi
1.Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman larutan sangat berpengaruh terhadap kestabilan atau dekomposisi ozon.
Pada pH rendah ( pH<3) dekomposisi ozon berlangsung sangat lambat dan
pada pH tinggi atau kondisi alkali dekomposisi ozon berlangsung cepat menjadi OH•, sedangkan
pada pH asam ( pH6) terjadi ozonasi secara tidak langsung oleh radikal bebas, pada pH tersebut ozon terdekomposisi membentuk radikal bebas (OH, O3, O2) yang mengoksidasi kontaminan dalam larutan. Pada pH>6,0 dekomposisi ozon dengan adanya karboin aktif signifikan meningkat, ion hidroksil (OH) terserap pada permukaan karbon aktif membentuk O3 dan OH.
2.Dosis Ozon
Dosis ozon penting sebagai dasar untuk merancang pembangkit ozon dan sistem kontak. Dalam penerapannya reaksi ozonasi, ozon tidak hanya digunakan untuk non targen dan dekomposisi ozon itu sendiri atau secara keseluruhan untuk merubah kualitas air.
3.Waktu kontak dan objek yang diolah
Waktu kontak yang diperlukan sangat tergantung pada objek yang diolah dan kereatifan senyawa tersebut terhadap ozon. Jika sebagai desinfeksi waktu kontak sangat berpengaruh pada perbandingan dosis ozon terhadap respon yang diberikan, residu dihasilkan dan kerusakan yang ditimbulkan. Umumnya reaksi oksidasi senyawa dengan ozon memerlukan waktu kontak yang pendek.
4.Suhu
Dalam proses ozonasi sangat berpebgaruh pada tersedianya ozon dalam larutan. Semakin besar suhu, kelarutan ozon akan semakin kecil, sementara laju reaksi akan meningkat dengan naiknya suhu. Dalam proses ozonasi akan lebih baik reaksi dilaksanakan pada suhu rendah, karena jumlah ozon lebih banyak dalam larutan pada suhu tersebut. Pengaruh suhu selama ozonasi dapat dilihat pada persamaan Archenius :
E/ RT
k = A e¯
Dimana :
A = Faktor Tumbukan
E = Energi aktifasi ( J/ mol atau kalori / mol )
R = Konstanta gas = 8,314 J / mol K = 1,987 Kalori /mol K
T = Suhu mutlak ( K)
5.Penggunaan Katalis
Penggunaan katalis dalam ozonasi dapat dilakukan jika kontaminan sukar diuraikan secara sempurna. Dengan adanya katalis akan dipercepat dekomposisi ozon menjadi OH dan selanjutnya radikal hidroksida akan berperan dalam reaksi degradasi. Beberapa katalis yang dapat digunakan diantaranya adalah:
Karbon aktif
Besi Oksida
Zeolit
Mangan

2.5Advanced Oxidation Processes (AOP)
AOP adalah satu atau kombinasi dari beberapa proses seperti ozone, hydrogen peroxide, ultraviolet light, titanium oxide, photo catalyst, sonolysis, electron beam, electrical discharges (plasma) serta beberapa proses lainnya untuk menghasilkan hidroksil radikal. Hidroksil radikal dihasilkan dari proses photochemical dan non-photochemical.
Hidroksil radikal (OH) adalah spesies aktif yang dikenal memiliki oksidasi potensial tinggi 2,8 V melebihi ozon (O3) yang memiliki oksidasi potensial hanya 2,07 V. Hal ini membuat hidroksil radikal sangat mudah bereaksi dengan senyawa-senyawa lain yang ada di sekitarnya.

Hidroksil radikal sesuai dengan namanya adalah spesies aktif yang memiliki sifat radikal, dimana mudah bereaksi dengan senyawa organik apa saja tanpa terkecuali, terutama senyawa-senyawa organik yang selama ini sulit atau tidak dapat diuraikan dengan metode mikrobiologi atau membran filtrasi.
Saat ini penelitian terkait pengembangan teknologi AOP meningkat sangat pesat. Hal ini terjadi dikarenakan AOP dengan hidroksil radikalnya tidak hanya memiliki kemampuan untuk menguraikan senyawa-senyawa organik, namun sekaligus dapat menghilangkan kandungan senyawa-senyawa turunan yang mungkin terbentuk selama proses oksidasi berlangsung.
Hal ini dapat ditunjukkan dengan hanya karbon dioksida dan air saja sebagai hasil akhir dari proses oksidasi dengan AOP. Proses ini sekaligus menjadikan air hasil dari proses pengolahan air limbah akan dapat dipergunakan kembali sebagai air baku dalam proses manufaktur.
Sedangkan untuk kandungan logam berat yang mungkin terkandung di dalam senyawa organik dapat teroksidasi sehingga dapat dengan mudah dilakukan proses pemisahan dari air yang telah terproses, dan selanjutnya logam berat akan dapat didaur ulang kembali dengan menggunakan proses selanjutnya.

2.6Hidrogen Peroksida (H2O2)
Hidrogen peroksida merupakan asam lemah. Ketika dikombinasikan dengan air akan terdisosiasi dalam bentuk hidro peroksida ion. Molekul hidrogen peroksida bereaksi sangat lambat dengan ozon, dimana hidro peroksida anion sangat reaktif. Kecepatan dekomposisi ozon dengan hidrogen peroksida meningkat seiring dengan kenaikan pH (Taube and Bray, 1940)
Reaksi dekomposisi O3 dengan H2O2 adalah sebagai berikut:
H2O2 + H2O HO2- + H3O+
O3 + HO2- OH + O2- + O2
O2- + H+ HO2
O3 + O2- O3- + O2
O3- + H2O HO3
HO3 OH + O2
Penelitian Masson tahun 1907 menemukan bahwa H2O2 dapat bereaksi dengan larutan NaCN dalam suasana basa.