LAPORAN PENELITIAN DIPA. Oleh : 1. Yolli Fernanda, S.T, M.T

LAPORAN PENELITIAN

DIPA

Karakteristik Pembakaran SmallBatch Husk Gasifier Dengan Menggunakan Variable Speed Blower

Oleh : 1. Yolli Fernanda, S.T, M.T. 2. Drs. Abdul Aziz

Penelitian ini dibiayai oleh : Dana DIPA Universitas Negeri Padang Snrat Perjanjian-Kontrak Nomor :490/H35/KU/DIPAn009 . Tanggal 2 April 2009 ,,

AAN snrv.U E G E R ~ ~ ~ ~ ; ? 1 . . ... ..* : . ..1 i6L AK : 21-5-2ot.~ 1

. ,

:;;:i3ER/HRRGA: KULEKSI

-----I k4

UNJYERSITAS NEGERI PADANG DESEMBER 2009

PENGESAHAN LAPORAN HASIL PENELITIAN 1. Judul Penelitian

: Karakteristik Pembakaran Small Batch Husk Gasifier dengan menggunakan

2. Bidang Penelitian

:Rekayasa

variable speed blower 3. KetuaPeneliti

a

Nama

:Yolli Fernanda, S.T., M.T.

b.

Jenis Kelamh

:Laki-laki

c.

NIP

: 132304015

d.

Disiplii Ilmu

:Konversi Energi

e. f.

Pangkat /Golongan

:Penata MudalIlIa

Jabatan

:Dosen

g.

Fakultas/Jurusan

: FTITeknik Mesh

h.

Alamat

:JI.HAMK.4 Air Tawar Prsdang

i.

Tel.Kantor

:7053508

j.

Alamat Rumah

:Monang Indah M.3 Lubuk Buaya

k.

Telepon Rumah

: 081266485737

1.

E-mail

: [email protected]

4. Jumlah Anggota Peneliti a Nama Anggota I 5. Lokasi Penelitian

: Mesh FT UNP

6. Jumlah Biaya yang D i u s u h

:Rp 5.OOO.000,-

p I

:Drs. Abdul Aziz

Drs.

Ketua Peneliti

/,# lli Fernanda, S.T, M.T

efii, h4.Pd.

NIP.196312171989031003

NIP. 19760706 200312 1 001

Menyetujui :

II

LEMBARAN IDENTITAS DAN PENGESAEAN 1. a.Judul Penelitian

:Karakteristik Pembakaran Small Batch Husk Gasifier

dengan menggunakan variable speed blower b. Bidang Ilmu

: Rekayasa

2. Personalia

a Ketua Peneliti Nama Lengkap dan Gelar

: Yolli Fernanda, ST.,MT.

PangkatlGolJNIP

:Penata MudaAIIa/197607012003121001

Fakultas/Jurusan

:TekniWTeknik Mesin

b. Anggota Peneliti

Nama Lengkap dan Gelar

: Drs. Abdul Aziz

PangkatlGolJNTP

: Lektor/IIIc/l96203041986021001

Fakultas/Jurusan

:TekniWTeknik Mesin

3. Usul Penelitian

:Telah direvisi sesuai saran periviu

PSb

Padang, 30 Des Pembahas I1

er 2009

I/

S

Prs.

.AS imen, MT)

NIP.:195605011983011001

NIP.: 195502131981031003 Mengetahui :

. ,

.

,.,

'

NIP. :19660434:199~0~i .1 001

Judul Penelitian

: Karakteristik Pembakaran

S

d Batch HusR Gadfrer Dengan

Menggunakan VarJableSpeed Blower Oleh

:Yolli Fernanda, ST, MT; D~~

~~i~

Penggunaan kembali sumber energi terbarukan merupakan salah satu solusi untuk mengatasi kerumita permasaalaan e*ergi di Indonesia. Salah satu bahan bakar altematif yang banyak diteliti d m d i k e m b m g b di dunia saat ini adalah bahan bakar dari sisa atau limbah bahan pertmian. Salah satu teknologi Yang dikembangkan untuk pernnfaatan sekarn padi addah teknologi gasifikasi. Dalam ~enelitianini dikaji karakteristik pembakaran small batch husk gasifier dengan menggunakan variable speed blower. Penelitian yang akan dilakukan bmifat ekperimental. Secara umum dalam penelitian ini dapat diambil kesimpulan bahwa telah diperoleh disain tungku sekam padi gasifier dengan suplai udara menggunakan blower. Diperoleh diameter reaktor 15 cm d m tinggi reaktor 70 cm- waktu operasi maksimurn yang diperoleh adalah 43 menit dengan efisiensi maksimum mendekati 15 %. Suplai udara selama pengoperasian tungku harus diatur meningkat sarnpai pembakaran usai. Dibandinkan dengan tungku Ymg didisain pada penelitian yang dilakukan oleh Belonio, 2005, diperolh hasil ymg cukup mendekati terutarna untuk waktu operasi dan efisiensi alat. Permasalahan dalam disain ini adalah suplai udara disuplai dengan fan betarus lebih besar dari disain Belonio.

PENGANTAR

Kegiatan penelitian mendukung pengembangan ilmu serta terapannya. Dalam ha1 ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang berusaha mendorong dosen untuk melakukan penelitian sebagai bagia integral dari kegiatan mengajarnya, baik yang secara langsung dibiayai oleh dana Universitas Negeri Padang maupun dana dari sumber lain yang relevan atau bekeqa sama dengan instansi terkait. Sehubungan dengan itu, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang bekerjasama dengan Pimpinan Universitas, telah memfasilitasi peneliti untuk melaksanakan penelitian tentang K d e r i s t i k Pembakaran Small Batch Husk Garifir dengan Menggu~kanVariable Speed Blower, berdasarkan Surat Perjanjian Kontrak Nomor : 490/H35/KU/DIPA/2009 Tanggal 2 April 2009. Kami menyarnbut g e m b i usaha yang dilakukan peneliti untuk menjawab pennasalahn pembangunan, khususnya yang berkaitan dengah pennasalahan penelitian tersebut di atas. Dengan selesainya penelitian ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang akan dapat memberikan informasi yang dapat dipakai sebagai bagian dari upaya penting dalarn peningkatan mutu pendidikan pada umurnnya. Di sarnping itu, hasil penelitian ini juga diharapkan dapat memberikan masukan bagi instansi terkait dalarn rangka penyusunan kebijakan pembangunan. Hasil penelitian ini telah ditelaah oleh tim pembahas usul dan laporan penelitian, kemudian untuk tujuan diseminasi, hasil penelitian ini telah diseminarkan ditingkat universitas. Mudah-mudahn penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pada umurnnya dm' khususnya peningkatan mutu staf akademik Universitas Negeri Padang. Pada kesempatan ini, kami ingin mengucapkan terima kasii kepada berbagai pihak yang membantu terlaksananya penelitian ini,terutama kepada pimpinan lembaga t e e i t yang menjadi objek penelitian, responden yang menjadi sarnpel penelitian, dan tim periviu Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang. Secara khusus, kami menyampaikan terima kasih kepada Rektor Universitas Negeri Padang yang telah berkenan memberi bantuan pendanaan bagi penelitian ini. Kami yakin tanpa dedikasi dan kerjasarna yang terjalin selama ini,penelitian ini tidak akan dapat '.% . diselesaikan sebagairnana yang diharapkan dan semoga kejasama yang baik ini akan menjadi lebih baik lagi di masa yang akan datang.

Terima kasih.

ha1 HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN HASK PENELITIAN....................................i

.. LEMBARAN IDENTITAS DAN PENGESAHAN .................................................. .II A. LAPORAN HASK PENELITIAN RINGKASAN.. ..............................................................................................

.*.

..III

PENGANTAR.. ...............................................................................................iv DAFTAR ISI.. ............................................................................................... .v

DAFTAR TABEL.. ......................................................................................... .vi

..

DAFTAR GAMBAR.. .......................................................................................VII BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ .1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 3 BAB 111 TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN .................................................................9

BAB N METODE PENELITIAN ............................................................................... 10 BAB V HASL DAN PEMBAHASAN ................................................................... -13 BAB VI KESlMPULAN DAN SARAN .............................................................................. 17 DAFTAR PUSTAKA .............................................................:................................................... 18 LAMPIRAN ..........................................................................-..-..---.......-.-....19 B. SMOPSIS PENELITIAN LANJUTAN ..............................................................20

Hal

Tabel 1.Skenario Potensi Biomassa......................................................................4

Tabel 2. Proyeksi Suplai dan Pemintaan Energi Dunia...............................................4 Tabel 3. Hasil Pengujian Tungku Gasifier..............................................................15 Tabel 4. Karakteristik Tungku Gasifier.................................................................. 16

DAFTAR GAMBAR

Hal Gambar 1. Komponen Utarna Tungku Gasifier........................................................... 6 Gambar 2. Proses Gasifikasi................................................................................ .7 Gambar 3. Pembakaran Gas di Bagian Burner.. ........................................................ ..8 Garnba.4. Dimensi Tungku.. ............................................................................... 14

vii

;1 " II

li

'c

BAB I Pendahaluan

K d t a n permasalahan bahan bakar di Indonesia telah menjadi isu penting di tanah air kita sejak beberapa tahun terakhir. Sepertinya permadahan ini tidak akan pemah

berkakbir apalagi setelah Indonesia tidak lagi menjadi net exportir rninyak bumi. Pennasalahan ini sebenarnya tidak perlu terjadi di negara kita yang kaya akan sumber daya alamnya Bahan bakar sebenamya tidak hanya berasal dari bahan bahan bakar fosil saja seperti minyak bumi, gas dam dan batu bara, tetapi juga berasal dari bahan bakar lainnya Jika bahan bakar dari fosil ini disebut orang sebagai bahan bakar yang tidak terbarukan atau sumber energi yang tidak terbarukan ( non renewable energy) maka sumber energi lainnya umumnya terklasifikasikan sebagai sumber energi yang terbarukan atau renewable energy. Sumber energi yang terbarukan ini sebenarnya lebih awal digunakan dan lebih menguntungkan, bahkan lebih familiar dikehidupan masyarakat zaman dahulu Namun karena beberapa keuntungan terutama dari segi kepraktisannya, orang beralih ke p e n g g u . bahan bakar fosil dan penggunaan sumber energi seolah-olah diarahkan

kepada bahan bakar ini. Padahal kalau kita lihat perkembangan penggunaan sumber energi yang terbarukan di dunia saat ini terutama bioenergi clan kerugian serta dampak

penggunaan bahan bakar fosil, niscaya orang tidak akan beralih ke bahan bakar fosil tersebut. Isu lingkungan saat ini seperti efek rumah kaca, kerusakan ozon atau pemanasan global merupakan bagian dari dam&

penggunaan bahan bakar fosil (S. Pitaksa, 2006).

Akibat dampak dari penggunaan bahan bakar fosil clan semakin langkanya sumber energi ini, orang mulai berfikir untuk beralih ke penggunaan bahan bakar atau sumber energi lain yang kita sebut sebagai surnber energi yang terbarukan tadi. Darnpak

1

kelangkaan dari bahan bakar s e p d @yak dan gas benljung kepada kenaikan harga &

pernasalahan ekonorni lainnya. Yang paling dirugikan saat ini bukan hanya kepada konsumen terakhir tetapi juga konsumen transisi yakni pengusaha terutama pengusaha kecil.

Salah satu bahan bakar alternatif yang banyak diteliti dan dikembangkaan di dunia saat ini adalah bahan bakar dari sisa atau limbah bahan pertanian atau disebut juga bioenergi (B. Sam,2005). Bahan-bahan ini sangat banyak ditemukan di negara-negara Asia yang umumnya adalah negara agraris (APERC,2004). APERC menyimpulkan dalam laporan tahun 2004-nya, hasil-hasil penelitian yang telah dilakukan berbagai pihak baik penelitian oleh industri pengembang maupun oleh institusi atau lembaga riset memperlihatkan bahwa penggunaan surnber energi ini sangat menguntungkan.

Limbah pertanian yang paling baayak dm mudah diperoleh adalah sekam padi. Sekam padi &pat diperoleh secara mudah dan bahkan gratis hampir diseluruh Indonesia. S. Bhattaaya, 2005, menilai bahwa prospek penggunaan biomassa dalam skala Nmah tangga memperlihatkan prospek yang sangat bagus bahkan dibeberapa negara penggunaan

untuk skala industri telah diterapkan secara permanen..

Salah satu teknologi &lam pemanfhtan sekam padi (husk) adalah teknologi tungku gasifier sekarn

padi. Istilah tungku sudah umum dimasyardcat kita, namm ada

pebedaan dalam tungku ini. Tungku berjuan menghasilkan gas sintetik bukan untuk menghasillcan panas yang digunakan dalam rnemasak dan lain-lain. Gasymg dihasilkan

baru kemudian dibakar. Sifat dan nilai kalori dari pernbakaran gas ini lebih baik daripda pernbakaran langsung. Terbatasnya pengembangan teknologi ini dinegeri kita menyebabkan istilah teknologi tungku gasifier tidak familiar dinegeri kita dan sangat jarang digunakan orang.

BAB I1 Tinjauan Pustaka

Kata biomassa secara umum mengacu kepada semua matexi tumbuhan dan hewan

baik organisme, vegetasi, pohon air dan darat serta kotoran dan bangkai hewan Biomassa diasifikasikan sebagai terbarukan karena dalam periode waktu singkat dapat tergantikan. Gas yang dihasilkan dari proses tertentu terhadap biomassa disebut biogas.

1. Sejarah clan Potensi Biomassa Sejarah penggunaan biomassa telah dimulai sejak adanya peradaban dunia. Biomassa telah menjadi bahan dasar dasar kebutuhan manusia yang terangkum dalam 6

F(R.fhdc 2007) yakni : food, feed, fuel, feedstocks, fibre dan fertilizer atau dengan tambahan Finance. Hingga abad ke-19 biomassa masih menjadi sumber energi penting

bahkan hingga sekarang di beberapa negara. Ketika era industri bermulai, arang dari kayu menjadi bahan bakar penting. Bahkan Adis Ababa menjadi salah satu pelabuhan arang terbesar pada saat itu. Penggunaan biomassa terus berlanjut hingga sekamng di negara-negara berkembang. Di negara-negara maju penggunaan biomass sempat berkurang drastis ketika masuk era industri minyak. Penggunaan biomassa di negara maju kembali meningkat di era sekarang ini. LEA,2002, meram-

penggunaan biomassa sebagai sumber energi akan kembali meningkat clan

bahkan menjadi sangat penting di masa depan. Tabel 1 memperlihatkan skenario kontribusi potensi biomassa terhadap energi global. Proyeksi dari suplai dan permintaan energi dunia juga dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 1. Skenario Potensi Biomassa -- -

Scenario

Biomass primary energy supply

Lashof and Titpack (1991)8 Greenpeace (1993y Johansson et a1 (1993)8 WEC (1994)' Shell (1996) IPCC (1996) SAR IEA (1998) IIASAWEC (1998) lPCC (2001) -TAR

-

Note: h m t liirnass energy use is obout 55 W/year.

sources: See Hdl et al. 2000 for futher detds. 'TAR' IPCCThird Assessment Report, 2001. 'SAW - IPCC SecondAssessment Report. 19%.

-

Tabel 2. Proyeksi Suplai dan Perrnintaan Energi Dunia

129.1

h~diqemw 1~q5&hed': ,

'

-( 0 , l l

~Ttr~lernn

,~ '

,

,

17-2

1169i 4: 5 -6731

1

N n h ~ m Gas l 7 LNG Punlped Storage Hydm

Nuclear Potve~ Renewable E~lergy

9.9 1.0

loo/

100

173.91

39.3

.??

-911 107:7! :4 45 2 , 9 6 3 81 1 S 18 2 1 1.0

73

45.61- .. 261 12g.31 . j41 04 :

04

9.8

8

14.3

06

0

5.0

:(I

-

~ouj

147 21

91

%

7

2.1 ,

. '. . ii3; . 0-5, 2 I

0

071

12 1

29.0 0.9

17 1

79 -0 6

10 3

11.0

7 6

1.3 17.4

10.7

Di beberapa negara dunia seperti india dan negara-negara balkan, biomassa telah menjadi sumber energi penting seperti di swedia dan finlandia Biomassa adalah ~ ~ b e r

energi iradisional dan tertua di Indonesia, jumlahnya mencapai 35 % dari total konsumsi energi. Potensi biomassa di Indonesia diperkirakan mencapai 49,8 GW dan yang terpasang

baru 178 MW.Indonesia setiap tahunnya memproduksi 146,7 juta ton biomassa atau kirakira 470 GJIy. Sumber utama biomassa Indonesia adalah residu padi, kayu karet, residu tebu, residu sawit clan dari residu dari logging serta plywood. Biomass yang termaufaatkan

baru dari residu tebu clan sawit(APERC,2004), 4

2. Tun& Gasifier Telcnologi biomassa pada saat ini umurnnya ditujukan untuk menghasilkan biogas. Alat untuk menghasilkan gas ini disebut gasifier. Biogas yang dihasilkan gasifier dapat

dimanfaatkan langsung seperti untuk pembakaran untuk memasak dan tidak langsung seperti untuk alat pemanas clan pembangkit listrik. Sekam padi adalah biomassa yang jumlahnya sangat melimpah di Indonesia Sekam

p d i yang jurnlahnya sangat besar di Indonesia hampir tidak mempmyai nilai sama sekali

di indonesia apalagi sebagai sumber energi. Secara tradisional sekam padi digunakan sebagai bahan bakar untuk memasak di beberapa daerah di Indonesia Alat yang dig& rnasih sederhana yang lebih banyak menghasilkan karbon dioksida dibandingkan kmbon monooksida dan gas yang yang dapat terbakar lainnya sebagai gas untuk bahan bakar

dalam memasak tersebut. Pengembangan teknologi tun@

dengan gasifier untuk memasak awalnya

dilakukan oleh Department of Agriculture -International Rice Research Institute @AIRRI) Program for Small F m Equipment. Model yang dihasilkan kernudian menjadi bask

untuk pengembangan model-model tun& lainnya Komponen tungku gasifier terdiri dari komponen utama seperti t e r m pada

Gambar 1 yang terdiri dari :

a. Gasifier Reactor Merupakan ruangan untuk menempatkan sekam padi dan pembakaran sekam dilakukan. b. Char Cahmber Merupakan ruangan .penampungabu yang dihasilkan dari pernbakaran sekam c. Fan

5

Fan atau kipas berfungsi untuk meniupkan udara ke ruangan pembakaran. d. Burner Burner b e h g s i untuk mengkonversikan gas dari reaktor menjadi api.

Gambar 1. Komponen Utama Tun& Gasifier

Tujuan utama dari tungku ini adalah mengahasilkan gas yang dapat terbakar dari

pembakaran sekam padi dengan udara. Sekam padi yang terbakar menghasilkan abu dan gas yang kernudian bemkasi dengan karbon di dalam abu pada tempemhw tinggi

menghasilkan karbon monooksida (CO), Hidrogen @I2), dan metana (CH4). Gas lainnya seperti karbon dioksida (Ca) dan uap air juga dihasilka. selama gasifikasi tetapi tidak 6

bisa terbakar. Dengan menggunakan fan kecil, jumlah udara y m g diperlukan untuk menggasiwi sekam diatur. Gambar 2 memperlihatkan proses di dalarn tungku gasifier. Sekam padi di dalm

reaktor di bakar pada bagian atas menghasilkan lapisan abu pada bagian atas. Pembakaran berlanjut hingga ke lapisan bawah dengan laju sesuai suplai angin. Gas yang d i h a s i

selama pembakamn kemudian beeraksi dengan lapisan abu menghasilkan gas yang dapat terbakar.

Gas Generated

during Gaslflcation

Lsycr of Char LcR Behind bY Moving conlbuslion Zone

Combustion Zone Moving D O W

~

W

N

~

Column of Rice

Char Disposal

Air Introduced by the

After E x h

F'm

Ope~al?on

Gambar 2. Proses Gasifikasi Gas yang dih4lka.n kemudian di bakar pada bagian burner dengan suplai udara

dari lobang yang terdapat di sekitm burner. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 3. Pembakaran yang sempurna dapat menghasilkan nyala yang bagus, biru tanpa jelaga.

Burned Gases

Secondary Alr

i

Combustible Gas

Gambar 3. Pembakaran Gas di Bagian Burner Pembakaran sempurna sekam padi berlangsung apabila jumlah udara berlebih (excess air). Tetapi untuk tungku gasifier kita justru membutuhkan pembakaran tidak

sempurna (Excess Carbon). Penelitian yang ada menunjukkan hanya dipetlukan 30-40 % udara untuk kebutuhan tun& gasifier atau sekitar 4,7 kg udara per kg sekam padi. Untuk memperoleh suplai udara tersebut diperlukan fan. Fan hendaknya memiliki regulator sehingga suplai udara yang diperlukan dapat diatur. Udara pembakaran di bagian burner

hendaknyajuga dilengkapi regulator sehingga pembakammya sempuma.

BAB rn Tujuan dan Manfaat Penelitian

Penelitian d

i

d untuk menghasilkan model tungku gasifier sekam padi

dengan suplai sekam tidak kontinyu menggunakan variable speed blower sebagai suplai udasa, Dalam penelitian ini akan diteliti "Karakteristik pembakaran tungku gasifier sekam padi ukuran kecil akibat penggunaan suplai udara meggunakan variable speed blower"

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan model tun&

gasifier

sekam ukuran kecil dan terutama sekali clapat menberikan kontribusi terhadap pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.

BAB TV Metode Penelitian

Penelitian yang akan dilakukan bersifat ekperimental. Karakteristik tungku sekam

padi ulruran kecil diketahui dengan menguji pengaruh suplai udara dengaa menkecepatan blowerlfan selama pembakaran di dalam tungku berlangsung terhadap nilai

energi yang dihasilkan oleh gs yang diperoleh. Nilai energi ini ditentukan dengan memasak sejumlah rnassa air di atas tun*

Laju perubahan m a s s air diasumsikan

berkorelasi linier dengan nilai energi yang dihasilkan. Data ernpirik ini kemudian diorelasikan dengan suplai udaraf kecepatan blower.

1. Rancangan Alat

Faktor yang harus dipertimbangkandalam disain tungku gasifier antara lain :

a. Luas penampang reaktor, berpengaruh terhadap tingkat output yang dihasilkan b. Tinggi rekator, menmtukan waktu operasi tun&

c. Debit clan tekanan udara, memenuhi suplai udara dalamm proses gasifhsi dan pembakaran gas hasil

2. Parameter Pengujian Pengujian dilakukan mtuk menen-

beberapa data berikut :

1. Start-Up Time, waktu yang diperlukan untuk menyalakan sekam padi, dihitung waktu dan jurnlah material yang digunakan untuk membantu penyalaan

2. Operating Time, waktu mulai dari awal penyalaan sekam sampai tidak ada Iagi gas

dihasilkan

3. Fuel Consumption Rate (FCR), jumlah massa sekam padi dibagi waktu operasi

4 .

I'

)

1,

,'

I

1' t' I.. !I

'

1;

FCR =

I(:

Weight of Rice Husk Fuel Used (kg)

1;

Belonio(2005:98)

Operating T i e (hr)

,

,I

I

I'

1

( 1

I

4. Specific Gasification Rate (SGR), jumlah massa bahan bakar persatuan luas penampang reakto, persatuan waktu 0-i

I' I1 \ ( I

I I. I

I! 8

Weight of Rice Husk Fuel Used (kg)

8 I

SGR = .

\!

I :i

-

-

--

Belonio(2005:98)

Reactor area (m2)x Operating Time (hr)

(

I'

1, 8 ,

I

1

8,

5. Combustion Zone Rate (CZR),waktu yang diperlukan combustion area untuk

I ,

I1

t

1

,. ,

CZR =

1

'

I:

Length of the Reactor (m)

----------------

Operating Time (hr)

l i I,

6. Boiling T i e , waktu yang diperlukan air(media pengujian) untuk mendidii

1' I

'

11

7. Sensible Heat,jumlah energi untuk menaikkan temperatur air

1:

I

I

SH = Mw x Cp x (Tf - Ti)

'I

j

:

'/ 1

:! 1: I

I,

I

!I'

Dimana: SH - sensible heat, Kcal Mw - mass of water, kg (1kgniter) Cp - specific heat of water, 1 K C ~ V ~ ~ - ' C Tf - temperatur untuk menidihkan air Ti - temperaturawal air 8. Latent Heat,jwnlah air untuk menguapkan air

1 11

LH = We x Hfg

i I'

Dimana : LH :latent Heat, Kcal We :m a s s air yang diuapkan, kg Hfg :latent heat of water, 540 KcaVkg

I

1

I

j I

,

,

,

9. Heat Energy Input, jumlah energi yang terdapat didalam bahan bakar

I' I 8

\ .

II

1,

/

I

J .

41 I

QF = WFU x HVF Dimana : QF - heat energy available in the fuel, Kcal 11

WFU - weight of fuel used in the stove, kg KVF - heating value of fuel, KcaVkg 10. Thennal Efficiency, rasio energy digunakan untuk mendidhkan air terhadap energi

input

TE=

SH + LH

- - -

x 100

HFxWF D i i :

TE - thermal efficiency, %

-

Sh sensible heat, Kcal LH - latent heat, Kcal HF heating value of fuel, KcWF - massa bahan bakar, kg

-

1 1. Power Input, jumlah energi disuplai Pi = 0.0012 x FCR x HVF

12. % Char Produced

'

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

::I

1. Rancangan Alat

Untuk menentukan dimensi tungku ditentukan beberapa asumsi terlebih dahulu

'

Diasumsikan laju konsumsi bahan bakar 1,5 kgljam dengan waktu operasi sekitar 45

I

menit. Densitas sekarn padi diambil dengan angka perkhan 100kglm3. Specivic gasification rate 90 kg/m2.jam. stoikiometri udara 4,7 kglkg sekam padi dan equivalent

ratio 0,3. Sehingga ditentukm :

-

FCR 1.5 kglhr To 45 minutes 100 kg.rn3 SGR 90 kglm2-hr e 0.3

-

-

-

-

a Diameter reaktor : 1.27 x 1.5 kg rice husk 1hr

D

- (--------------------

0.5 )

90 kg/rn2-hr = 0.145 m atau dibulatkan 0.15 m

1


b. Tiggi reaktor : 90 kgfm2-hr x 0.75 hr

H

- -------------

lo0 kgfm3 = 0.675 m atau dibulatkan 0.70 m I

c. Jumlah kebutuhan udara :

AFR =0.30x 1.5 kgrhhrx4.7kgairkgrh = 2.1 1 5 kg airthr

J

i

1

I

I

Kebutuhan udara untuk gasifier ini lebih dipertimbangkan dengan pengujian

yang dilakukan. Udara dipasok dari fan dengan regulator sehingga debit dapat diatur sesuai kebutuhan.

Gambar 4. Dimensi Tun@ 2. Hasil Pengujian

Pengujian awal dilakukan beberapa kali untuk menentukan berhasilnya proses gasifikasi. Setelah dilakukan beberap pengujian awal terlihat bahwa debit udara suplai

harus semaki.besar selama proses berlangsung, nulai dari penggunaan satu fan sampai 4 fan. Perubahan kecepatan fim tidak dilakukan karena diperkirakan akan mempengaruhi kinerja fan.

H a i l pengujian alat yang dialakukan tiga kali dapat dilihat pada tabel berikut :

.

Tabel 3. Haiil Pengujian TrPngku Gasifier

3. Pembahasan Dari data yang diperoleh dari pengujian diperoleh beberapa data yang menunjukkan

karakteristik tungku gasifier yang telah didisain sebagai berikut :

Tabel 4. Karakteristik Tun@ Gasifier

power input power output

kW

8.751

9.319

7.7359

1.099

1.369

1.079

kW

Secara mum asusmsi yang ditentukan diawal untuk menentukan disain alat cukup

bersesuaian dengan hasil yang diperoleh dari pengujian.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan

Secara umum dapat diambil kesimpulan bahwa telah diperoleh disain tungku sekam padi gasifier dengan suplai udara menggunakan blower. Diperoleh diameter reaktor 15 cm dan tinggi reaktor 70 cm. Waktu operasi maksirnum yang diperoleh

adalah 43 menit dengan efisiensi maksimum mendekati 15 %. Suplai udara selama pengoperasian tun@ harus diatur meningkat sampai pembakaran usai. Dibandiingkan dengan tungku yang didisain pada penelitian yang dilakukan oleh Belonio, 2005, diperoleh hasil yang cukup mendekati terutama untuk waktu operasi

dan efisiensi alat. Permadahan dalam disain ini adalah suplai udara disuplai dengan fan berarus lebiih besar dari disain Belonio.

2. Saran a Perlu diteliti lebih lanjut mengenai tempperatur tungku dm pembakaran agar

kondisi pembakaran dan gasifikasi serta efisiensi yang aktual dapat diperoleh. b. Penggunaan fanlblower serta grate pembatas reaktor dan blower yang lebih

bagus clan tepat agar penggunaan energi listrik lebih dapat diminimumkan.

c. Perlu diteliti kualitas sekam yang digunakan.

DAFI'AR PUSTAKA

APERC; N m and Renewable Energy in The APERC Region(2004), Institute of Energy

Ecowrnics, Tokyo. Bhattacharya, S; An Improved Gasij?er Stove for Instutionai

Cooking(2000), Asian

Institute o f Technology, Thailand.

Bhattacharya, S.; Prospects for Biomass Gasifers for Cooking Aplication in Asia(2006), Asian Institute o f Technology, Thailand ;Chap 3 Fuels(2008),http.J/wwwme.nchuedu.tw.

Bona, S. Farming Wood Fuel for SustainableEnergy in Rwul areas in Cambodia(2005), Workshop on Issues for the Sustainable Use of Biomass for Energy, Srilangka. Rosillo, Frank;The Biomass Asssment Hanbook(2003), Fxdhxzq UK. S.,Pitaksa; Biomass Cooking Stove for Sustainable Energy and Environmen(2006), The

2nd Joint International Conference on "Sustainable Energy and Environment

2006,Thaila.d; T., Belonio; Rice Husk Gas Stove Handbook(2OOS), Central Phillippine University,

Pilipina.

LAMPIRAN Daftar Riwayat Hidup A. Ketua Pelaksana 1.

Nama lengkap dan Gelar Akademik

Yolli Fernanda, S.T., M.T.

2.

Tempat dan tanggal lahir

Bukit Tiggi, 6 Juli 1976

3.

Jenis Kelamin

Laki-laki

4.

Fakultas/Jurusan

FT/T. Mesin

5.

PangkatfGolongan

Penata Muda/iIIa

6.

- Bidang Keahlian

Konversi Energi

- Thn Pmlehan gelar akademik terakhir

2007

7.

Kedudukan dalarn tim

Ketua

8.

Alarnat kantor

A. Prof. Dr. Hamka Kampus UNP Air Tawar- Padang. Telp. 075 1-7053508

Padang, 30 Desember 2009

Yang menyatakan

Yolli Fernanda, S.T., M.T.

B. Anggota Pelaksana 1.

Nama lengkap dan Gelar Akademik

Drs. Abdul Aziz

2.

Tempat clan tanggal lahir

Padang, 4 Maret 1962

3.

Jenis Kelamin

Laki-laki

4.

Fakultas/J~msan

FTI T. Mesin

5.

PangkatIGolongan

Lektor / lllc

6.

- Bidang Keahlia.

Ptoduksi

- Thn Perolehan gelar akademik terakhir

1985

7.

Kedudukan dalarn tirn

Anggota

8.

Alamat kantor

Jl. Prof. Dr. Harnka Kampus UNP Air T a m - Padang.

Telp. 075 1-7053508

Padang, 30 Desember 2009

Yang menyatakm

Drs. Abdul Azu

C. SINOPSIS PENELITLAN LGNJUTAN

Penelitian lanjutan dapat dilakukan dengan memperhakan dari kesimpulan dan

saran, perlu dilakukan kajian mengenai kondisi bahan bakar sekam, temperatur g a s b i dan pembakm serta disain fadblower yang lebih sesuai.