Fakultas Teknik Universitas Indonesia (FTUI) kembali melahirkan inovasi di bidang teknologi energi melalui promosi doktor M. Hilman Gumelar Syafei dari Program Studi Doktor Teknik Mesin pada Jumat (3/7) di Gedung GK 304 FTUI. Dalam disertasinya yang berjudul “Pengembangan Model Optimasi Evaporator Falling Liquid Film Berbasis CFD”, Hilman mengembangkan model optimasi yang mampu meningkatkan efektivitas proses evaporasi minyak kelapa sawit sebagai bahan baku biofuel melalui pendekatan Computational Fluid Dynamics (CFD) yang dipadukan dengan Artificial Neural Network (ANN). Hilman menjadi Doktor dengan IPK 3,95, predikat sangat memuaskan dan tercatat sebagai Doktor ke-140 di DTM FTUI dan ke-694 di FTUI.
Penelitian ini dilatarbelakangi oleh meningkatnya kebutuhan pengembangan energi baru terbarukan untuk mendukung target Net Zero Emission (NZE) sekaligus mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil. Indonesia sebagai produsen minyak kelapa sawit terbesar di dunia memiliki potensi besar dalam pengembangan biofuel, namun efisiensi proses konversi minyak sawit menjadi bahan bakar masih menjadi tantangan, khususnya pada tahap evaporasi sebelum proses Fluid Catalytic Cracking (FCC).
Melalui penelitian ini, Hilman mengkaji karakteristik hidrodinamika aliran falling liquid film pada permukaan luar pipa vertikal menggunakan kombinasi eksperimen laboratorium dan simulasi CFD. Hasil analisis tersebut kemudian digunakan untuk membangun model prediktif berbasis ANN yang mampu merekomendasikan debit aliran optimum guna menghasilkan laju evaporasi maksimum.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan debit aliran menyebabkan ketebalan lapisan cair (film thickness) meningkat dari sekitar 2,1 mm pada debit 1 L/menit menjadi 5,9 mm pada debit 30 L/menit. Perubahan debit juga memengaruhi pola aliran, mulai dari smooth film hingga berkembang menjadi gelombang dua dimensi dan tiga dimensi yang berpengaruh terhadap efektivitas perpindahan panas.
Lebih lanjut, penelitian ini menemukan bahwa proses evaporasi tidak selalu meningkat seiring bertambahnya debit aliran. Setelah mencapai titik optimum, peningkatan debit justru menurunkan laju evaporasi karena waktu kontak minyak dengan permukaan pemanas menjadi semakin singkat.
Model optimasi yang dikembangkan berhasil mengidentifikasi kondisi operasi terbaik pada daya pemanasan 5,8 kW dengan debit optimum 0,88 L/menit, menghasilkan laju massa evaporasi maksimum sebesar 0,0067 kg/detik dengan temperatur antarmuka mencapai 493°C. Pada kondisi daya pemanasan yang lebih tinggi, yakni 7,1 kW, debit optimum mengalami perubahan dan menghasilkan laju evaporasi optimum sebesar 0,0059 kg/detik.
Tidak hanya menghasilkan model optimasi, penelitian ini juga menghadirkan rancangan sistem optimasi daring (online optimization) yang mengintegrasikan CFD, ANN, dan workflow automation. Pendekatan tersebut membuka peluang implementasi sistem pendukung keputusan secara real-time untuk mengoptimalkan operasi falling liquid film evaporator pada proses produksi biofuel di masa mendatang.
Kebaruan penelitian ini terletak pada penyajian karakteristik hidrodinamika dan perpindahan panas aliran falling liquid film berbasis minyak kelapa sawit yang masih sangat terbatas di tingkat internasional, sekaligus menghasilkan model optimasi debit yang mampu menyesuaikan kondisi operasi secara dinamis. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi fondasi pengembangan teknologi evaporator yang lebih efisien, adaptif, dan mendukung hilirisasi energi terbarukan di Indonesia.
Dekan Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Prof. Kemas Ridwan Kurniawan, S.T., M.Sc., Ph.D., menyampaikan bahwa penelitian doktoral ini menunjukkan bagaimana rekayasa teknik mampu menjawab tantangan transisi energi melalui pendekatan multidisiplin.
“Disertasi ini menunjukkan bahwa inovasi di bidang teknik tidak hanya menghasilkan pemahaman ilmiah yang lebih mendalam mengenai fenomena perpindahan panas dan dinamika fluida, tetapi juga menghadirkan solusi yang aplikatif bagi pengembangan energi baru terbarukan. Integrasi CFD, kecerdasan buatan, dan optimasi sistem merupakan contoh nyata bagaimana riset di FTUI diarahkan untuk menghasilkan teknologi yang relevan dengan kebutuhan industri sekaligus mendukung agenda keberlanjutan nasional.”
Melalui capaian tersebut, FTUI kembali menegaskan komitmennya dalam menghasilkan riset unggulan yang tidak hanya memperkuat pengembangan ilmu pengetahuan, tetapi juga memberikan kontribusi nyata terhadap penguatan industri nasional, transformasi teknologi, serta percepatan transisi menuju sistem energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.
Penelitian dipresentasikan dalam sidang terbuka promosi doktor yang dipimpin oleh Prof. Ir. Widjojo Adi Prakoso, M.Sc., Ph.D., sebagai Ketua Sidang, Prof. Dr. Ir. Ahmad Indra Siswantara, sebagai Promotor, Dr. Eng. Ir. Muhammad Arif Budiyanto, S.T., M.T., IPM, sebagai Ko Promotor. Tim Penguji terdiri dari Prof. Ir. Warjito, M.Sc., Ph.D., Prof. Dr. Ir. Harinaldi, M.Eng., Dr. Eng. Radon Dhelika, B.Eng., M.Eng., Dr. Eng. Arnas Lubis, S.T., M.T., Dr. Eng. Sholahudin, S.T., M.Sc., dan Prof. Dr. Eng. Deendarlianto, S.T., M.Eng.
***
Kantor Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
