Volume 1. Nomor 2 Edisi Juli 2011
ISSN : 2088-088X
PERANCANGAN REAKTOR GASIFIKASI BATUBARA PADA PENGERINGAN DAUN TEMBAKAU VIRGINIA DI NTB (COAL GASIFICATION REACTOR DESIGN ON THE DRYING OF TOBACCO LEAVES IN VIRGINIA NTB) Sinarep* *Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Mataram Jl Majapahit 62 Mataram Email : sinarepdarek @yahoo.co.id
Abstract Oven virginia tobacco in the NTB, this time as many as 11,984 units are still using kerosene fuel. It is necessary for fuel conversion program from kerosene to coal alternative fuels. Coal fuel is one alternative that promises to replace BBMT on tobacco drying process. The use of coal fuel having a better economic value because it can reduce fuel costs. Gasification reactor to be designed consists of several parts such as the reactor tube, blower, spending and charcoal burner. Then do the making of gasification and tested. Tests conducted is the influence of flame length on the temperature and volume rate that is entered into the gasification reactor tube Results of reactor design is the diameter of 0.401 m, 0.697 m high, thick wall insulation was 5.5 cm, and thickness of insulation from the gas pipe is 2.1 cm. Long tongues of fire on the incoming air volume 0.957 m3/detik 2.333 m3/detik, 3.441 m3/detik and 3.748 m3/detik respectively, is 130 cm, 110 cm, 90 cm and 50 cm. While the temperature at thethe base of the of the tongue of fire ,amid the flames to 1 in the tongue of fire to 2 and the tip of the tongue of fire in sequence is 430 oC ,780 oC ,800 oC ,700oC under on opening the tap 1 , 650 oC ,700 oC ,770 oC , 700 ° C for the opening tap 3 / 4, 650oC, 800 oC, 760oC, 597 ° C for the opening tap 1 / 2, and 400oC, 627 ° C, 700 ° C, 400 ° C for the opening tap 1 / 4. Fuel consumption rate of intake air volume of 0.957 m 3/detik, 2.333 m3/detik, 3.441 m3/detik and 3.748 m3/detik are respectively 1.43 kg / hour, 7.66 kg / hour, 11.16 kg / hour and 11.96 kg / hour. While the optimal rate of fuel consumption is 31 kg / hour with the needs of incoming air volume 9.33 m3/detik. Keywords: design, reactor, gasification, coal, flame, temperature
Pendahuluan Keputusan pemerintah NTB mulai tahun 2009 mencabut subsidi bahan bakar minyak tanah (BBMT) untuk petani tembakau. Berujung pada permasalahan mendesak dan krusial bagi petani tembakau. Sebelum tahun 2009, sebenarnya jumlah kuota minyak tanah bersubsidi yang diberikan oleh pemerintah kepada petani tembakau kurang dari kebutuhan. Kebutuhan minyak tanah untuk pengomprongan tembakau di lombok pertahun mencapai 40.000 kilo liter. Untuk memenuhi kebutuhan produksi 35 ribu ton temabaku, kebutuhan Bahan Bakar Minyak Tanah (BBMT) untuk oven tembakau di lombok tersebut sebanyak kurang lebih 35.000 kilo liter per tahun. Defisit ini membuat tersedotnya proyeksi minyak tanah untuk rumah tangga yang dikonsumsi untuk pengomprongan tembakau. Tidak mengherankan jika berakibat kelangkaan minyak tanah dan memicu kenaikan harga hingga Rp 3.500 per liter lebih mahal dari harga eceran Rp 2.250 yang ditetapkan pemerintah. Selama ini harga minyak tanah
bersubsidi adalah Rp.2.250 per liter sedangkan tanpa subsidi mencapai 10.000 per liter). Jadi jumlah subsidi BBMT pertahun yang dikeluarkan oleh pemerintah untuk pengomprongan tembakau hampir mencapai 250 milyar rupiah. Pemerintah menilai subsidi minyak tanah itu hanya menguntungkan 15 perusahaan pemasok tembakau untuk pabrik rokok di Jawa. Bahan bakar batu bara merupakan salah satu alternatif yang menjanjikan untuk mengganti BBMT pada proses pengovenan tembakau. Penggunaan bahan bakar batu bara memiliki nilai keekonomian yang lebih baik karena bisa munurunkan biaya untuk bahan bakar. Untuk mengkonversi bahan bakar minyak tanah menjadi batu bara diperlukan pembutan tungku gasifikasi Oven tembakau virginia yang ada di NTB, saat ini telah mencapai 13.509 unit. Dari jumlah tersebut, hanya 1.525 unit yang menggunakan tungku oven berbahan bakar alternatif, namun sisanya sebanyak 11.984 unit masih menggunakan bahan bakar minyak tanah. Untuk itu program konversi dari bahan bakar minyak
Volume 1. Nomor 2 Edisi Juli 2011 tanah ke bahan bakar alternatif batu bara perlu dilaakukan. kesederhanaan dari desain tungku yang digunakan dan bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar padat yang lebih sulit proses pembakaran dan penanganan sisa pembakarannya. sehingga diperlukan perbaikan pada metode dan desain dari tungku yang digunakan. Dari beberapa metode ekstraksi energi dengan pembakaran, gasifikasi merupakan salah satu metode pilihan, karena gasifikasi mampu mengekstraksi energi yang dikandung bahan bakar padat dengan maksimal, gasifikasi juga dapat menggunakan berbagai jenis bahan bakar padat dan gasifikasi menghasilkan polutan berbahaya yang relatif rendah serta kemampuan gas untuk di alirkan menggunakan pipa serta kemudahan pengendalian daya dari tungku sesuai kebutuhan. Dari tipe reaktor gasifikasi updraft memiliki tidak ada batasan jenis dan kualitas bahan bakar yang digunakan. Keuntungan utama dari reaktor updraft adalah kesederhanaan desainnya, tingkat pembakaran dari arang yang tinggi dan perpindahan panas di dalam reaktor yang memicu rendahnya suhu gas keluaran dan efisiensi gasifikasi yang tinggi. Karena perpindahan panas di dalam reaktor, bahan bakar dikeringkan pada bagian atas dari reaktor. sehingga bahan bakar dengan kadar air yang tinggi (60%) dapat digunakan. Lebih jauh, reaktor tipe ini dapat memproses partikel bahan bakar relatif kecil dan berbagai jenis bahan bakar. Kerugian terbesar adalah tingginya kadar tar dan gas pirolisis. Karena gas pirolisis dan tar tidak melewati zona pembakaran, sehingga tidak terbakar. Akan tetapi hal ini tidak terlalu penting jika gas digunakan untuk aplikasi pembakaran menggunakan burner. Akan tetapi jika dipergunakan untuk mesin pembakaran dalam, banyak proses pembersihan harus dilakukan (Reed, 1988). Hal-hal di atas menarik minat peneliti untuk menggasifikasi batubara menggunakan reaktor gasifikasi updraft sebagai alternatif pembangkit kalor untuk industri tembakau yang ada di Nusa Tenggara Barat. Rasio udara-bahan bakar teoritis adalah perbandingan jumlah udara yang bereaksi dengan bahan bakar untuk terjadinya proses pembakaran sempurna. Sedangkan rasio udarabahan bakar aktual adalah perbandingan jumlah udara dengan bahan bakar saat proses pemba karan berlangsung (Kinsky, 1997). Efisiensi Pembakaran Adalah perbandingan energi yang dihasilkan dengan energi yang diberikan.Nilai kalor proses pembakaran dapat mencapai 100 %, akan tetapi dengan adanya rugi-rugi, radiasi, konveksi dan pendinginan, secara teoritis nilai kalor pembakaranmencapai 93 % (Kinsky, 1997).
ISSN : 2088-088X Sebagian dari reaktor gasifikasi menggunakan udara sebagai reaktan. Penggunaan udara sebagai reaktan akan menghasilkan gas dengan nilai kalor rendah karena gas keluaran terdilusi dengan nitrogen yang dikandung udara. Penggantian reaktan dengan oksigen akan menghasilkan gas dengan nilai kalor menengah karena tidak adanya nitrogen dari reaktan, akan tetapi nitrogen tetap terbentuk dari unsur penyusun bahan bakar itu sendiri. Nilai kalor tinggi dapat dicapai jika pembentukan metana pada gas dapat direkayasa. Kombinasi antara uap air dengan udara digunakan sebagai reaktan untuk memicu pembentukan CO dan H2 ( steam reformer) di zona reduksi melalui reaksi steam-carbon yang terjadi secara endotermis penggunaan uap airudara sebagai reaktan. Penggunaan uap air dapat merubah laju reaksi, nilai kalor, komposisi dan tingkat produksi gas yang dihasilkan (Blasiak, 2002). Tujuan Penelitian ini adalah merancang dan membuat reaktor gasifikasi updraft dengan menggunakan bahan bakar batubara dan Mengetahui besarnya laju gasifikasi spesifik bahan bakar batubara serta pengaruh penambahan udara terhadap panjang lidah api reaktor gasifikasi.
Metode Penelitian Perancangan Reaktor Gasifikasi Reaktor gasifikasi terdiri dari beberapa bagian antara lain tabung reaktor, blower, pengeluaran arang dan burner. Gambar 1 merupakan skema sistem gasifikasi dengan penambahan uap air yang akan dibuat. Udara
Penampung
bahan bakar
Udara
Blowe r Venturi Meter
Reaktor
Data Logger Temperatur
Burner
Boiler
Gas
Pana s
Pengeluaran arang dan abu Gbr. 1. Skema reaktor gasifikasi Udara dihisap menggunakan blower kemudian melewati orifis meter untuk mengukur laju aliran udara sebelum memasuki reaktor. Bahan bakar di dalam reaktor akan bereaksi dengan udara menghasilkan gas mampu bakar dan arang-abu yang dikeluarkan melalui saluran pengeluaran
Volume 1. Nomor 2 Edisi Juli 2011
ISSN : 2088-088X
arang-abu. Gas kemudian memasuki burner untuk dibakar dan sebelumnya dicampur dengan udara untuk memaksimalkan kualitas pembakaran. Pada percobaan yang lain uap air ditambahkan ke dalam reaktor untuk mendapatkan gambaran pengaruh terhadap performa reaktor. Pembuatan reaktor gasifikasi dilakukan dengan mengikuti alur dari metode penelitian setelah proses perancangan selesai dilakukan 1 4
6 5 4 3 2
9 8 1 0 1 37
1 11
1 2
Gbr. 2. Tungku open tembakau virginia Keterangan : 1.Pipa saluran sekunder, 2. Blower, 3. Pipa saluran primer, 4. Reaktor, 5. Batu tahan api, 6. Ruang penampung bahan bakar, 7. Ruang penampung abu 8. Burner 9. Nyala api, 10. Batubara, 11. Roda, 12.Lubang pembuangan abu, 13. Hendel penggetar, 14.Pintu masuk bahan bakar B. Alat dan Bahan 1 Alat a. Reaktor gasifikasi updraft. d. Embe b. Termokopel e.Sumber listrik(PLN). c. Korek api 2 Bahan Batubara dan minyak tanah C. Prosedur Penelitian 1.Tahap perancangan dan pembuatan a. Menentukan aplikasi dan daya reaktor. b. Menentukan dimensi reaktor dengan rumus dan parameter yang telah ditentukan. c. Menentukan dimensi dari boiler dan pipa uap panas lanjut. d. pembuatan reaktor berdasarkan dimensi dari hasil perhitungan. e. Pengujian awal reaktor untuk melihat reaktor mampu menghasilkan gas yang terbakar pada burner.
f. Melakukan penyesuaian sampai reaktor mampu menghasilkan gas yang terbakar pada burner. .2 Tahap persiapan pengujian a. Mempersiapkan alat dan bahan. b. Mempersiapkan reaktor gasifikasi. 3. Tahap penghitungan reaktor a. Memasukkan bahan bakar untuk memanaskan reaktor. b. Menyalakan bahan bakar dari saluran gas keluar dengan tambahan sedikit minyak tanah sebagai pemicu pembakaran. c. Menghidupkan blower d. Mengukur lama waktu penyalaan sampai gas pada burner mampu terbakar. e. Mengatur laju aliran udara dari blower sampai panjang nyala api pada burner maksimal. Pembahasan A. Pemilihan tipe reaktor Prestasi operasi dari reaktor gasifikasi pada dasarnya bergantung pada tipe reaktor yang digunakan. Untuk gasifikasi Batubara, tipe updraft terbukti memiliki prestasi lebih baik jika dibandingkan dengan tipe yang lain seperti downdraft atau crossdraft. Dimana tipe ini memiliki efisiensi tertinggi untuk batubara. Keuntungan utama dari reaktor tipe ini adalah kesederhanaan desainnya, tingkat pembakaran dari arang yang tinggi dan perpindahan panas di dalam reaktor yang memicu rendahnya suhu gas keluaran dan efisiensi gasifikasi yang tinggi. Karena perpindahan panas di dalam reaktor, bahan bakar dikeringkan pada bagian atas dari reaktor. sehingga bahan bakar dengan kadar air yang tinggi(60%) dapat digunakan. Lebih jauh, reaktor tipe ini dapat memproses partikel bahan bakar relatif kecil dan berbagai jenis bahan bakar. Kerugian terbesar dari gasifier jenis ini adalah tingginya kadar tar dan gas pirolisis. Karena gas pirolisis dan tar tidak melewati zona pembakaran, sehingga tidak terbakar. Akan tetapi karena pada tungku ini gas yang dihasilkan digunakan untuk aplikasi pembakaran langsung (menggunakan burner), kelemahan tersebut dapat diabaikan. Perhitungan 1. Fuel consumption rate Pada pengopenan tembakau terdapat langkah-langkah pengopenan dengan variasi suhu yang dibutuhkan, dimana dalam hal ini perancang mengambil beban puncak untuk perancangan tungku yakni pada saat langkah pengeringan daun dengan konsumsi batubara 418 kg dalam jangka waktu 22 Jam, Dimana batu bara yang digunakan memiliki nilai kalor 6000 kcal/kg Sehingga
Volume 1. Nomor 2 Edisi Juli 2011 𝐹𝐶𝑅 =
Massa batu bara yang digunakan (kg)
=
waktu penggunaan (jam)
ISSN : 2088-088X 418 (kg) 22 (jam)
Jadi FCR = 19 kg/jam
2. Diameter Reaktor Pada gasifikasi batubara SGR (spesifik gasification rate) bekisar 150-240 kg/m2 jam , untuk perancangan ini penulis memilih SGR terendah yakni 150 kg/m2jam. Maka diameter reactor dapat ditentukan : 𝐷=(
1,27 FCR 0,5 SGR
)
=(
1,27 x 19 kg/jam 0,5 150 kg/m2 jam
)
Jadi
D = 0,401 m Untuk memudahkan pengukuran pada saat pembuatan diameter dibulatkan menjadi 40 cm 3. Tinggi reaktor Perhitungan desain tinggi reactor mengacu pada waktu operasional yang diinginkan. Selain itu , tinggi reactor juga dipengaruhi oleh SGR (specific gasification rate) dan densitas batu bara (ρrh), Dalam perancangan ini perancang telah melakukan wawancara terhadap beberapa petani tembakau mengenai keinginan mereka tentang waktu reload minimal terhadap tungku jenis ini yaitu paling tidak 2 jam. Sedangkan tungku jenis ini harus direload paling tidak masih terisi 1/3 bagian agar tidak mengalami panas berlebih pada hopper. Sehingga waktu operasional minimal adalah 2 jam x 3/2 = 3 jam Sehingga : H=
𝑆𝐺𝑅 𝑥 𝑇 ρrh
=
150 kg/m2 jam 𝑥 3 𝑗𝑎𝑚 646 kg/m3
Jadi H = 0,697 m 4. Ketebalan insulasi reactor Perhitungan ketebalan insulasi reactor didasarkan pada laju perpindahan panas konduksi dari ruang reactor ke lingkungan. Untuk menghindari besarnya kalor yang terbuang ke lingkungan maka tebal insulasi reactor harus baik sehingga rugi kalor kecil. Hal tersebut dapat dicapai dengan menggunakan bahan yang memiliki konduktifitas thermal yang rendah disamping itu bahan juga harus mudah dibentuk dengan criteria tersebut maka bahan yang digunakan adalah pasir bata tahan api dengan sedikit pengikat berupa semen, dimana konduktifitas termal (k) dari bata tahan api sebesar 1,01 w/moC , adapun energy yang lepas melalui dinding diasumsikan sebesar 7% sehingga: Qloss = 0,07 x 24.267,2 kj/kg x 19 kg/jam = 32275,4 kj/jam = 8,9653 kW sedangkan temperature yang timbul di dalam ruang reactor dapat mencapai 1450oC dan temperature lingkungan sekitar 28oC, dengan luas sisi dinding reactor 0,3267 m 2 maka diperoleh tebal dinding reactor sebagai berikut : 𝑘. 𝐴. 𝛥 𝑇 Q= 𝛥x
𝑘. 𝐴. 𝛥 𝑇 Q w 1,01 ( °C) . 0,3267 (m2 ). (1450 − 28 (°C)) m = 8,9653(W) = 0,0523 m Dengan demikian maka tebal dinding reactor adalah 5,23 cm, namun untuk memudahkan pengukuran maka tebal dinding digunakan 5,5 cm 5. Ketebalan insulasi pipa gas Untuk tungku ini pipa gas juga dibuatkan insulasi mengingat bahwa pipa gas juga letaknya mudah terjangkau oleh operator sehingga ada kemungkinan dapat melukai operator apabila pipa gas bersuhu tinggi dan juga tentunya untuk menjaga daya keluaran reactor tidak terbuang signifikan selama melewati pipa gas Untuk desain insulasi pipa gas kita mengasumsikan selama gas melewati pipa gas tungku kehilangan energy sebesar 1 persen sehingga : Qloss = [(24.267,2 kj/kg x 19 kg/jam) - 32275,4 kj/jam] x 0,01 = 4288,01 kj = 1,191 kW Sedangkan temperature gas yang melewati pipa gas adalah sekitar 200 °C dan suhu ruangan sekitar 28 °C , dengan luas sisi dinding 0,1408 m2 maka tebal insulasi: 𝑘. 𝐴. 𝛥 𝑇 𝛥x= Q w 1,01 ( °C) . 0,1408 (m2 ). (200 − 28 (°C)) m = 1191 (W) = 0,021 m 𝛥x=
Maka dengan demikian tebal insulasi dari pipa gas adalah 2,1 cm 6. Perancangan Burner Burner adalah alat yang digunakan untuk membakar gas hasil gasifikasi. Di dalam burner gas dicampur dengan udara dengan tujuan agar gas memperoleh oksigen yang cukup untuk melakukan proses pembakaran dan ketika campuran gas dan udara tersebut dipantik, gas tersebut akan terbakar. Dalam perancangan sebuah burner harus diperhatikan ukuran, jumlah dan letak bukaan yang disediakan untuk pemasukan udara. Bukaan yang disediakan untuk pemasukan udara harus mampu membuat udara pembakaran masuk dalam jumlah yang cukup untuk memastikan semua gas terbakar habis. Untuk memperoleh pembakaran yang sempurna, maka gas hasil gasifikasi harus tercampur dengan baik di dalam burner. Oleh karena itu, burner yang digunakan adalah burner dengan prinsip kerja seperti Gambar 4.1 berikut.
Volume 1. Nomor 2 Edisi Juli 2011
ISSN : 2088-088X melakukan pembersihan abu. Agar bahan bakar tidak terjatuh dari reaktor maka dibuatkan grate menggunakan grate dari besi cor yang umum diperjual belikan dan digunakan oleh petani tembakau Lombok dengan maksud kemudahan bagi pengguna untuk mendapatkannya jika harus ada penggantian. Bongkar pasang grate sendiri dibuat mudah dengan lubang install dan system tumpang. C. Pembuatan Reaktor gasifikasi batu bara Hasil perhitungan diatas, maka dapat dibuat tungku gasifikasi. Selanjutnya semua bahan dipotong dan dilas. Demikian juga hopper dipasang ke body reactor dengan menggunakan baut 12 sebanyak 16 buah, pada proses pengencangan baut harus dipastikan tekniknya benar agar kekencangan baut merata sehingga tidak terjadi kebocoran.Adapun gambar tungku gasifikasi yang dibuat adalah sebagai berikut.
Gambar 3 Aliran Udara Pembakaran (Baukal Jr., 2003) Dalam Gambar tersebut telihat bahwa terjadi dua zona pembakaran. Zona pembakaran pertama terjadi karena bahan bakar mendapat suplai udara primer dari sisi bawah burner dan zona pembakaran kedua terjadi karena suplai udara dari udara atmosfer. Agar burner yang akan dibuat dapat memenuhi cara kerja tersebut maka ukuran burner harus lebih besar dari ukuran saluran keluaran gas. 7. Pemilihan Blower Untuk menyupla i udara yang sesuai bagi proses gasifikasi diperlukan alat yang bisa digunakan untuk menyuplai udara yaitu blower. Pemilihan blower harus disesuaikan dengan kebutuhan udara untuk proses gasifikasi. Laju aliran udara yang dibutuhkan untuk gasifikasi dapat ditentukan dengan mengetahui kebutuhan massa udara untuk pembakaran sempurna yakni 6,7 kg udara untuk setiap 1 kg batu bara. Dengan FCR maksimal tungku sebesar 18 kg/jam maka: Udara input = 6,7 x 19 kg/jam = 127,3 kg/jam = 0,0354 kg/detik m udara 0,0354 kg/detik υ input = υ input = = ρ udara
Gambar 4.Tungku yang telah jadi D. Pengujian Raktor Gasifikasi
1,1381 kg/m3
m3/detik
0,0311 udara input untuk pembakaran = 0,0311 m3/detik udara input untuk gasifikasi = 0,0311 m3/detik x 0,3 udara input untuk gasifikasi = 9,33 liter/detik 8. Sistem Pengeluaran Abu Sistem pengeluaran abu dibuatkan tampungan sementara yang cukup untuk menampung abu Gambar 5. Percobaan tungku gasifikasi batruba untuk beberapa kali proses sehingga memudahkan petani untuk tidak sering Tabel 1. Data hasil pengukuran suhu dan panjang lidah api gasifikasi batu bara Bukaan keran (putaran) Volume udara masuk (m3/detik) Lokasi pengujian suhu
P
suhu api (oC )
430
panjang lidah api (cm)
1
3/4
1/2
1/4
3,748
3,441
2,333
0,957
T1
T2
780
800
U
P 700
130
650
T1 700
T2
U
P
T1
T2
U
P
T1
T2
U
770
700
400
627
760
597
650
800
700
400
110
90
50
Analisa performa 1.
FCR dan SGR 15.000 Series1 y= 3.3991x 5.000 0.6814 Linear 0.000 R² =… (Series1) -5.0000.000 2.000 4.000 Volume udara masuk (m3/detik)
FCR
10.000
P
T1
T2
U
Gambar 6. Lokasi pengukuran suhu pada lidah api Keterangan : P = dipangkal lidah api, T1 = ditengah lidah api ke 1, T2 = ditengan lidah api ke 2 dan U = diujung lidah api
Gambar 7 Grafik pengaruh debit udara terhadap laju konsumsi bahan bakar (FCR)
150.00 y = 27.063x 5.4255 R² = 0.9837 50.00
SGR
100.00
Series1
Linear (Series1) 0.00 0.000 2.000 4.000 -50.00 Volume udara masuk (m3/detik)
Gambar 8 Grafik pengaruh debit udara terhadap SGR Berdasarkan hasil perhitungan dan trendline dari grafik yang dihasilkan dapat dilihat bahwa pengaruh debit udara terhadap FCR dan SGR adalah berbanding lurus dimana untuk mendapatkan hasil trendline yang lebih valid peneliti memasukkan nilai debit udara nol yang sudah tentu menghasilkan nilai FCR dan SGR nol. kedua trendline dapat diterima karena nilai R2 lebih besar dari 0,95 sebagaimana yang perancang utarakan dalam sub bab perancangan blower seharusnya blower yang digunakan adalah blower yang memiliki debit udara sebesar 9,33 L/s namun karena pertimbangan daya listrik yang tersedia perancang memutuskan menggunakan blower dengan debit udara maksimal 3,748 L/s. ini menyebabkan dalam percobaan tidak dapat diketahui secara langsung kondisi optimal dari rancangan, namun dengan persamaan trendline yang dihasilkan yakni 3,399x – 0,681 untuk FCR, dan 27,06x – 5.425 untuk SGR, dengan memasukkan nilai debit udara optimal sebesar 9,33 maka bisa didapatkan nilai FCR dan SGR optimal dari tungku yakni 31,03 kg/jam untuk nilai FCR dan 247 kg/m 2jam, nilai yang dihasilkan ternyata jauh lebih besar dari perhitungan semula yakni 19 kg/jam untuk FCR dan 150 kg/m2jam untuk SGR. Namun ini masih dapat dipahami karena dalam literature nilai SGR gasifikasi batubara memiliki range antara 150-240 kg/m2jam sedangkan dalam perancangan diambil nilai terendah yakni 150 kg/m2jam. 1. Operational time (waktu operasional)
ISSN : 2088-088X
Waktu Operasional (Jam)
Volume 1. Nomor 2 Edisi Juli 2011 50.00 40.00 y = 30.0038.049x -1.578 20.00 R² = 10.00 0.9808 0.00 0
Series1
5
Power (Series 1)
Volume udara masuk (m3/detik) Gambar 9 Grafik Operasional Time Dari grafik terlihat range yang cukup lebar antara bukaan keran ¼ dengan bukaan full, ini mengindikasikan juga range daya yang cukup lebar yang dapat dihasilkan, ini sesuai dengan kebutuhan pada proses pengovenan yang membutuhkan variasi daya masukan. Kesimpulan Dan Saran A. Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Dari hasil perancangan dan pembuatan diperoleh a. Diameter reactor 0,401 m b. Tinggi tabung reaktor (penampung bahan bakar) 0,697 m c. Tebal dinding isolasi reactor adalah 5,5 cm d. Tebal insulasi dari pipa gas adalah 2,1 cm 2. Panjang lidah api a. Pada volume rate udara 3,748 m3/detik mempunyai pajang lidah api 130 cm suhu pada pangkal lidah api, ditengah lidah api ke 1, ditengan lidah api ke 2 dan diujung lidah api berurut-urut adalah 430 oC, 780 oC, 800 oC, dan 700oC. b. Pada volume rate udara 3,441 m3/detik mempunyai pajang lidah api 110 cm suhu pada pangkal lidah api, di tengah lidah api ke 1,di tengan lidah api ke 2 dan diujung lidah api berurut-urut adalah 650 oC, 700 oC, 770 oC, dan 700 oC. c. Pada volume rate udara 2,333 m3/detik mempunyai pajang lidah api 90 cm suhu pada pangkal lidah api, ditengah lidah api ke 1,di tengan lidah api ke 2 dan diujung lidah api berurut-urut adalah 650oC, 800 oC, 760oC, dan 597 oC. d. Pada volume rate udara 0,957 m3/detik mempunyai pajang lidah api 50 cm suhu pada pangkal lidah api, ditengah lidah api ke 1,di tengan lidah api ke 2 dan diujung lidah api berurut-urut adalah 400oC, 627 oC, 700oC, dan 400 oC. 3. Laju konsumsi bahan bakar terhadap debit udara masuk 0,957 m3/detik, 2,333 m3/detik, 3,441 m3/detik dan 3,748 m3/detik (bukaan
Volume 1. Nomor 2 Edisi Juli 2011 keran 1/4, 1/2, 3/4, 1) masing-masing sebesar 1,43 kg/jam, 7,66 kg/jam, 11,16 kg/jam dan 11,96 kg/jam. Sedangkan laju konsumsi bahan bakar optimal adalah 31 kg/jam dengan kebutuhan debit udara 9,33 L/s B. Saran Mengingat masih adanya kekurangan yang terjadi dalam penelitian ini, maka untuk kesempurnaan penelitian selanjutnya dapat dilakukan hal-hal berikut : 1. Peneliti selanjutnya memvariasikan ukuran bahan bakar supaya diperoleh gambaran pengaruh ukuran bahan bakar terhadap performa reactor 2. Peneliti selanjutnya dapat menggunakan variasi jenis bahan bakar untuk mendapat gambaran performa dari reaktor. Daftar Pustaka Blasiak, W., Szewczyk, D., Lucas, C., 2002. Gasification Of Biomass Wastes With High Temperature Air And Steam. Twenty-First International Conference On Incineration and Thermal Treatment Technologies. Lousiana. USA. Higman, C ., Burgt, M.V.D., 2007. Gasification. Gulf Professional Publishing. Kinsky, Roger. 1997. Thermodynamics : Advanced Applications. Mc. Graw.Hill Australia. Australia. Perry R.H. 1997. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7th Edition. Section 8, Section 10. Mc. Graw Hill. United State of America. Quaak, P. Knoef, H. Stassen, H. 1999. Energy From Biomass, A Review of Combustion and Gasification Technologies. World Bank Technical Paper No. 442 Washington DC. Reed, T.B., Das, A. 1998. Handbook of biomass downd raft gasifier engine systems. Solar Energy Research Institute. Colorado. Rezaijan, J., Cheremisinoff, N.P., 2005. Gasification Technologies : A Primer for Engineers and Scientists. CRC Press. Florida.
ISSN : 2088-088X
