jam

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

LAPORAN TUGAS AKHIR Pembuatan Unit Pembangkit Gas Produser Portable Berbasis Gasifikasi Tempurung Kelapa dengan Kapasitas Umpan 24 kg/jam

Oleh : 1. Novena Karina Putri

I 8312034

2. Pri Sandi Padang Sumunar

I 8312037

3. Satria Ariefin Nugraha

I 8312044

4. Stevia Putri Sulandari

I 8312048

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

commit to user


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Allah Subhana hu wa ta’ala, sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Akhir sampai dengan selesainya penyusunan Laporan Tugas Akhir ini. Pelaksanaan Tugas Akhir dan penulisan Laporan Tugas Akhir kami tidak akan berjalan lancar tanpa dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu kami menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1.

Ayah, Ibu dan keluarga tercinta atas doa dan dukungannya baik secara moril dan materiil

2.

Bapak Mujtahid Kaavessina, S.T., M.T., Ph.D. selaku Ketua Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3.

Bapak Wusana Agung Wibowo, S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang senantiasa memberikan pengarahan dalam pengerjaan maupun penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.

4.

Bapak Dr. Sunu Herwi Pranolo yang telah memberi bantuan tenaga dan pikiran serta dukungan.

5.

Mas Agus selaku Laboran Laboratorium Aplikasi Teknik Kimia yang telah menyediakan peralatan penunjang pada pengerjaan Tugas Akhir ini.

6.

Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2012 Program Studi Diploma III Teknik Kimia UNS yang selalu memberi semangat. Kami menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh

karena itu kami mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak demi penyempurnaan laporan ini. commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

Akhirnya kami selaku penyusun meminta maaf kepada semua pihak, apabila dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini terdapat kesalahan. Kami berharap laporan ini dapat bermaanfaat bagi semua pihak dan semoga Allah SWT senantiasa memberikan anugrah Nya pada kita.

Surakarta,

Juli 2015

Penyusun

commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman Judul...............................................................................................

i

Lembar Pengesahan ......................................................................................

ii

Lembar Konsultasi ........................................................................................

iii

Kata Pengantar ..............................................................................................

vi

Daftar Isi........................................................................................................

viii

Daftar Tabel ..................................................................................................

xi

Daftar Gambar ...............................................................................................

xii

Intisari ...........................................................................................................

xiv

BAB I.

BAB II.

PENDAHULUAN ...................................................................

1

I.1.

Latar Belakang .............................................................

1

I.2.

Rumusan Masalah ........................................................

2

I.3.

Tujuan ..........................................................................

3

I.4.

Manfaat ........................................................................

3

LANDASAN TEORI..............................................................

4

II.1. Tinjauan Pustaka ..........................................................

4

II.1.1. Tempurung Kelapa .................................................

4

II.1.2. Gasifikasi ...............................................................

5

II.1.3. Gasifier...................................................................

8

II.1.3.1.

Up-Draft Gasifier ..........................................

8

II.1.3.2.

Down-Draft Gasifier .....................................

9

II.1.4. Gas Produser ..........................................................

11

II.1.5. Sistem Pembersihan Gas Produser .........................

11

II.1.5.1. Cyclone ..........................................................

12

II.1.5.2. Wet Scrubber ..................................................

13

II.1.5.3. Filter ..............................................................

14

II.1.6. Contoh - Contoh Rangkaian Unit Gasifikasi Skala Kecil ........................................................................... commit ..................................................... to user II.2. Kerangka Pemikiran

viii

14 16


BAB III.

BAB IV.

digilib.uns.ac.id

METODOLOGI .....................................................................

18

III.1. Pembuatan Rangkaian Unit Gasifikasi.........................

18

III.2. Uji Kinerja Rangkaian Alat Gasifikasi ........................

18

III.2.1. Penyiapan Bahan ...................................................

20

III.2.2. Uji Kinerja ............................................................

20

III.2.2.1. Variasi..........................................................

20

III.2.2.2. Data yang diambil........................................

20

III.2.3. Perhitungan ...........................................................

22

III.2.3.1. Persentase Sisa Padatan ...............................

22

III.2.3.2. Spesific Gasification Rate (SGR) ................

23

III.2.3.3. Kebutuhan Air Spesifik ...............................

23

III.3. Standard Operational Procedure (SOP)......................

23

III.3.1. Persiapan ................................................................

24

III.3.2. Start Up ..................................................................

24

III.3.3. Proses .....................................................................

24

III.3.4. Shut Down ..............................................................

24

III.3.5. Maintenance ...........................................................

24

HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................

25

IV.1. Hasil Perancangan Unit Gasifikasi ..............................

25

IV.1.1. Gasifier................................................................

25

IV.1.2. Cyclone................................................................

27

IV.1.3. Wet Scrubber .......................................................

27

IV.1.4. Water Seal Tank ..................................................

29

IV.1.5. Filter....................................................................

29

IV.1.6. Burner .................................................................

31

IV.1.7. Support ................................................................

31

IV.1.8. Material Konstruksi .............................................

32

IV.2. Hasil Pabrikasi .............................................................

34

IV.3. Hasil Instalasi ...............................................................

35

IV.3.1. Instalasi Perpipaan .............................................. to user IV.3.2. Instalasicommit Alat Ukur ..............................................

37

ix

40


digilib.uns.ac.id

IV.3.3. Instalasi Kelistrikan .............................................

41

IV.4. Uji Kinerja....................................................................

43

IV.4.1. Persiapan Bahan Baku dan Bahan Penunjang .....

43

IV.4.2. Percobaan Pendahuluan ......................................

44

IV.4.3. Pengoperasian dan Pengambilan Data ................

46

IV.4.4. Perhitungan .........................................................

51

IV.4.4.1. Persentase Sisa Padatan .................................

51

IV.4.4.2. Spesific Gasification Rate (SGR) ..................

51

IV.4.4.3. Kebutuhan Air Spesifik .................................

52

IV.4.5.

Permasalahan dan Penanganan ...........................

53

IV.5. Standard Operating Procedure (SOP) ..........................

54

IV.5.1. Persiapan .............................................................

54

IV.5.2. Start Up ...............................................................

55

IV.5.3. Proses ..................................................................

56

IV.5.4. Shut Down ...........................................................

56

IV.5.5. Maintenance ........................................................

57

PENUTUP ...............................................................................

60

V.1. Kesimpulan ..................................................................

60

V.2. Saran .............................................................................

60

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................

xv

BAB V.

LAMPIRAN A Desain Alat LAMPIRAN B Perhitungan LAMPIRAN C Data Percobaan

commit to user

x


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Komposisi Buah Kelapa ...............................................................

4

Tabel II.2 Karakteristik Kimia Tempurung Kelapa ......................................

5

Tabel II.3 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa ..........................................

5

Tabel II.4 Perbedaan Up draft dan Down draft Gasifier ..............................

10

Tabel II.5 Komposisi Gas Produser Tempurung Kelapa ..............................

11

Tabel II.6 Kelebihan dan Kekurangan Wet Scrubber ...................................

14

Tabel IV.1 Komponen Gasifier ....................................................................

26

Tabel IV.2 Komponen Wet Scrubber ............................................................

29

Tabel IV.3 Komponen Filter.........................................................................

30

Tabel IV.4 Material Konstruksi pada Unit Gasifikasi Portable ...................

33

Tabel IV.5 Komponen Instalasi Perpipaan ...................................................

39

Tabel IV.6 Komponen Instalasi Alat Ukur ...................................................

41

Tabel IV.7 Komponen Instalasi Kelistrikan..................................................

42

Tabel IV.8 Data Analisa Komposisi Gas Produser Hasil Gasifikasi Tempurung Kelapa ......................................................................

50

Tabel IV.9 Data Persentase Sisa Padatan ......................................................

51

Tabel IV.10 Data Spesific Gasification Rate ................................................

52

Tabel IV.11 Kebutuhan Air Spesifik ............................................................

52

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Tempurung Kelapa ...................................................................

4

Gambar II.2 Prinsip Proses Gasifikasi ..........................................................

8

Gambar II.3 Up-Draft Gasifier ......................................................................

9

Gambar II.4 Down-Draft Gasifier .................................................................

10

Gambar II.5 Bagan Aliran Cyclone ..............................................................

13

Gambar II.6 Unit Gasifikasi Berbahan Kulit Kacang ...................................

15

Gambar II.7 Gasifier Untuk Mesin Diesel Genset 20 kW ............................

16

Gambar III.1 Skema Metodologi Pemebuatan Unit Gasifikasi Portable .....

18

Gambar III.2 Skema Metodologi Uji Kinerja Unit Gasifikasi Portable .......

19

Gambar III.3 Skema Metodologi Standard Operational Procedure (SOP) Unit Gasifikasi Portable .........................................................

23

Gambar IV.1 Hasil Perancangan Gasifier .....................................................

26

Gambar IV.2 Hasil Perancangan Cyclone .....................................................

27

Gamabr IV.3 Hasil Perancangan Wet Scrubber ............................................

28

Gambar IV.4 Hasil Perancangan Filter .........................................................

30

Gambar IV.5 Hasil Perancangan Burner .......................................................

31

Gambar IV.6 Hasil Perancangan Support .....................................................

32

Gambar IV.7 Hasil Pabrikasi Alat ...............................................................

34

Gambar IV.8 Rangkaian Unit Gasifikasi Portable ........................................

35

Gambar IV.9 Diagram Alir Proses Unit Gasifikasi Portable ........................

36

Gambar IV.10 Aliran air Spray pada Wet Scrubber .....................................

38

Gambar IV.11 Instalasi Perpipaan ................................................................

40

Gambar IV.12 Instalasi Alat Ukur ................................................................

41

Gambar IV.13 Instalasi Kelistrikan...............................................................

42

Gambar IV.14 Variasi Ukuran Tempurung Kelapa ......................................

44

Gambar IV.15 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 1 dengan bukaan valve vortex blower ¾ ..........................................................

46

Gambar IV.16 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 2 commit to user dengan bukaan valve vortex blower ¾ ..........................................................

47

xii


digilib.uns.ac.id


47

Gambar IV.18 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 4 dengan bukaan valve vortex blower ½ .........................................................

48


48

Gambar IV.20 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 6 dengan bukaan valve vortex blower 3/5 .......................................................

49

Gambar IV.21 Nyala api ...............................................................................

50

commit to user

xiii


digilib.uns.ac.id

INTISARI

Novena Karina Putri, Pri Sandi Padang Sumunar, Satria Ariefin Nugraha, Stevia Putri Sulandari, 2015, ”Pembuatan Unit Pembangkit Gas Produser Portable Berbasis Gasifikasi Tempurung Kelapa dengan Kapasitas Umpan 24 kg/jam” Program Studi Diploma III Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pemilihan gas produser dari biomassa adalah pilihan yang tepat karena memiliki efisiensi tinggi dalam konversi biomassa menjadi energi dalam proses Gasifikasi. Tempurung kelapa merupakan biomassa yang dapat dijadikan sebagai bahan baku gasifikasi karena gas produser yang dihasilkan memiliki komposisi CO 25%, H2 12%, CH4 1,5%, CO2 10% dan N2 51,5%. Jika proses gasifikasi disambung dengan diesel-generator, 1,2 – 2,0 kg/jam biomassa dapat menghasilkan 1 kW listrik. Jika diasumsikan konsumsi spesifik bahan baku sebesar 2 kg/ kWh, maka proses gasifikasi tempurung kelapa dengan kapasitas umpan 24 kg/jam dapat menghasilkan sekitar 12 kW listrik. Dengan kapasitas ini dapat digunakan untuk kebutuhan sekelompok masyarakat (sekitar 20 KK) maupun UMKM (Usaha Mikro, Kecil dan Menengah). Pembuatan alat gasifikasi dikembangkan menjadi sistem yang lebih sederhana dalam bentuk portable agar lebih mudah dalam pemindahan perangkat gasifikasi dari satu tempat ke tempat yang lain. Rangkaian unit gasifikasi portable terdiri dari bagian reaktor dan rangkaian unit pemurnian gas produser. Gas produser yang dihasilkan dari reaktor gasifier perlu dilakukan pemurnian oleh serangkaian unit pemurnian yang terdiri dari cyclone, wet scrubber, dan filter. Pemurnian gas produser dilakukan untuk meyesuaikan kondisi gas produser agar layak masuk ke dalam mesin genset, yaitu kandungan padatan dan tar<50 mg/Nm3 dan suhu sekitar 40oC. Dalam pengoperasiannya, diperlukan 2 wet scrubber, vortex blower dengan daya 2 HP, dan blower tiup dengan daya ¼ HP sebagai suplai udara pada gasifier. Pembuatan rangkaian unit gasifikasi dimulai dari pabrikasi alat, kemudian instalasi alat berupa instalasi perpipaan, kelistrikan dan alat ukur. Kemudian, dilakukan pengambilan data berupa bulk density dan kadar air, temperatur reaktor, temperature gas produser pada wet scrubber, temperatur air pendingin, laju air pendingin, berat sisa padatan, berat total tempurung kelapa dan nyala api. Lalu, dilakukan perhitungan mengenai persentase sisa padatan, specific gasification rate (SGR), dan kebutuhan air spesifik. Untuk penentuan Standard Operational Prosedur (SOP) dimulai dari penentuan persiapan, start up, proses, shut down dan maintenance. Setelah melakukan percobaan dari SOP yang ditentukan dan melakukan perhitungan diperoleh laju konsumsi bahan baku 5,620 kg/jam – 13,590 kg.jam, kebutuhan air spesifik 25 L/kg bahan baku – 55 L/kg bahan baku, sisa hasil padatan 18,52% - 38,03% dan lama waktu yang diperlukan untuk pembentukan bara adalah 60 menit – 140 menit.commit to user

xiv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR PUSTAKA Abdullah, K. 1998. “Energi dan Listrik Pertanian”. JICA–DGHE, IPB Project. Bridgwater. 2002. “Review Biomass For Energy”. Birmingham: Aston Universty. Hasler & Umer. 1999. “Gas Cleaning For IC Engine Application from Fixed Bed Biomass

Gasification”.

Zurich,

Switzerland:

Verenum

Research,

Langmouerstrasse 109, CH-8006. http://tungkubiomassa.blogspot.com http://esptk.fti.itb.ac.id/herri/index.html http//www.pdii.lipi.go.id http//www.asapcair.com http://wiki.gekgasifier.com Ketaren.S. 1986. “Minyak dan Lemak Pangan”. Jakarta: Penerbit UI Press. Lin et all, 2002, “Biomass Gasification Principles & Appluications”,Liaoning Institute of Energy Resources Pranolo,H., 2010, “Potensi Teknologi Gasifikasi Tongkol Jagung Sebagai Sumber Energi Alternatif di Pedesaan”, Dalam Seminar Nasional Energi Terbarukan Indonesia di Universitas Jenderal Sudirman, Purwokerto Reed & Das. 1988. “Handbook of Biomass Downdraft Gasifier Engine Systems”. Colorado: Solar Energy Research Institute. Simpson, 2010, “Teori Gasifikasi Biomassa”, http://kajianenergi.blogspot.com Susanto, H. 2006,” Pengujian PLTD- Gasifikasi Sekam 100 kW di Haurgelis, Indramayu”, Departemen Teknik Kimia FTI-ITB. Turare, C. 1997. Biomass Gasification: Technology and Utilisation. Flensburg: ARTES Institute, University of Flensburg. Tasliman, 2008,” Teknologi Biomassa”, Vidian, Fajri. 2008. “Gasifikasi Tempurung Kelapa menggunakan Updraft Gasifier pada beberapa variasi laju alir udara pembakaran”. Palembang: Universitas Sriwijaya. commit to user

xv

jam

Recommend Documents