TUGAS AKHIR
PENGARUH DISTRIBUSI UDARA TERHADAP KINERJA TUNGKU GASIFIKASI SEKAM PADI TIPE DOWNDRAFT CONTINUE
Skripsi Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik MesinFakultasTeknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh : DUWI PRIMA SARI D200120041
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
i
ii ii
iii
iv
HALAMAN PERSETUJUAN
v
ABSTRAKSI Bertambahnya jumlah penduduk menyebabkan kebutuhan manusia akan energy setiap tahun terus meningkat, haliniakan mengakibatkan semakin menipisnya sumber energi yang ada yang merupakan energy tak terbarukan. Maka perlu dicari sumber-sumberenergi alternative lain yang dapat diperbaharui. Salah satu sumber energi alternative yang mudah ditemukan dan dalam pemanfaatannya belum banyak dimanfaatkan adalah biomassa. Salah satu contoh biomassa yaitu sekampadi, dalam pemanfaatan sekam padi sebagai penghasil energi alternative dengan menggunakan metode gasifikasi. Gasifikasi adalah proses perubahan bahan bakar padat secara termokimia menjadi gas, dimana udara yang diperlukan lebih rendah dari udara yang digunakan untuk proses pembakaran. Penelitian ini menggunakan tungku gasifikasi tipe downdraft dengan bahan bakar sekampadi dan menggunakan variasijumlahlubang distributor udara yang masukkedalamtungkuyaitutipe 1 (4 lubang), tipe 2 (8 lubang), dantipe 3 (12 lubang).Kemudian mengambil data meliputi temperature pembakaran, waktu penyalaan dan waktunyalaefektif. Hasilpenelitian menunjukkan penggunaan distributor udara mempengaruhi temperature rata-rata pembakaran, waktu penyalaan, dan waktu nyalaefektif yang dihasilkan. Padapenggunaan distributor udaratipe 1 temperatur pembakaran rata-rata sebesar 547,23°C waktu penyalaan 7 menit dan waktu nyala efektif 50 menit. Distributor udara tipe 2 temperatur pembakaran rata-rata sebesar 524,75°C waktupenyalaan 9 menit dan waktu nyala efektif 53 menit. Sedangkan pada penggunaan distributor udaratipe 3 temperatur pembakaran rata-rata yang dihasilkan sebesar 524,05°C waktupenyalaan 9,5 menitdan waktu nyala efektif 54 menit. Kata kunci: Gasifikasi, Distributor Udara, TemperaturPembakaran, SekamPadi
vi
ABSTRACT The increasing of population cause the increasing of human needed for energy every year, It will lead to the depletion of existing energy source this energy especially unrenewable energy. So we have to find alternative sources of energy. That can renewable , one of the alternative source of energy that can we found around us is biomass. The example is rice husk, rice husk is used as the producer of alternative energy by using gasification method. Gasification is the transformation procces of thermochemical solid fuel into gas, where is the needed of air are less than the air that used for the process of combustion. This research using a furnace gasification which is the type is downdraft with rice husk as the fuel and use the variation of quantity of a hole in air distributor that entering into a furnace that namely: type 1 (4holes), type 2 (8 holes), and type 3 (12 holes). After that,the researches take the data about temperature, starting time and the effective time to flame. The result of this study show the using of air distributor effected the average of temperature, starting time and the effective time to flame. The use of distributor air type 1 the average of temperature is 547,23°C which is the starting time is 7 minutes and the effective time is 50 minutes. The average time of air distributor type 2 is 524,75°C which is the starting time is 9 minutes and the effective time is 53 minutes. And the average time of air distributor type 3 is 524,05°C which is the starting time is 9,5 minutes and the effective time is 54 minutes. Keywords: Gasification, Air Distributor, Temperature Burning, Rice Husk
vii
MOTTO Allah akan meninggikan orang – orang yang beriman diantara kamu dan orang – orang yang berilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan (Al – Mujadillah:11)
Barang siapa keluar mencari ilmu maka dia berada di jalan Allah ( HR. Turmudzi)
Percayalah Allah memberikan ujian kepada hamba-Nya tidak melebihi dari kemampuan hamba-Nya, maka selalu berusahalah jangan mudah menyerah pasti ada jalan (Penulis)
Usaha yang terbaik adalah usaha yang disertai dengan ikhtiar dan doa yang takhenti-henti (Penulis)
viii
PERSEMBAHAN
Puji syukur Alhamdulillah hamba panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan karunia serta kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan lancar.Tidak lupa sholawat serta salam selalu tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Saya persembahkan Tugas Akhir ini untuk orang-orang tersayang:
Bapak (Bakuh) danIbu (Suratmi) Tercinta Yang selalu mencurahkan kasih sayang, memberikan doa, nasehat dalam mendidik dan merawatku. Dan menyemangatikusertamemberikanmotivasi yang tiada henti dalam langkah kumenyelesaikan tugas akhir ini, semoga kelak apa yang telahku perjuangkan akan bias membalas budi kepada kalian.
Kakak Dan Adik (Dodik, Dian, DekShelow, danWidoyo) Yang selalu mendoakan dan memberi semangat pantang menyerah dalam menyelesaikan tugas akhir.
Orang Terdekat (Erlin Fradita) Yang selalu mendoakan, member semangat dan menemani saat-saat berjuang mengerjakan tugas akhir. Sahabat Seperjuangan (Aldo, Ma’arif, Udin, Ma’il) Yang saling mendukung, mendoakan, dan member semangat untuk samasama berjuang menyelesaikan tugas akhir.
ix
KATA PENGANTAR
AssalamualaikumWr. Wb. Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir berjudul “Pengaruh Distribusi Udara Terhadap Kinerja Tungku Gasifikasi Sekam Padi Tipe Downdraft Continue”, dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D., Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Tri Widodo Besar Riyadi, ST., MSc., Ph.D., Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Ir. Subroto, MT., Dosen pembimbingak ademik serta Dosen pembimbing utama tugas akhir yang telah banyak memberikan arahan, motivasi, danilmudalam proses penelitian serta penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.
x
4. Wijianto, ST., M.Eng, Sc., Dosen pembimbing pendamping yang telah memberikan bimbingan serta arahan dalam penyusunan Laporan TugasAkhirini. 5. Dosen
Jurusan
Teknik
Mesin
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis selama masa perkuliahan. 6. Kedua Orang Tua Dan Segenap Keluarga yang telah memberikan doa dan dukungan setiap saat. 7. Teman – TemanTeknik Mesin Angkatan 2012 yang telah banyak membantu
dan
memberikan
motivasi
dalam
penyelesaian
LaporanTugas Akhir ini. 8. Semua Pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu telah membantu dalam penyusunan LaporanTugas Akhir ini. Penyusun menyadari bahwa laporan ini masih sempurna.Makadengansegalakerendahanhati,
kritikdan
bersifatmembangunsangatpenulisharapkan.Semoga
laporan
jauhdari kata saran
yang
ini
dapat
berguna bermanfaat bagi penyusun pada khususnya, dan pada pembaca pada umumnya. WassalamualaikumWr. Wb. Surakarta,Oktober 2016
Duwi Prima Sari
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................i PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ................................................ ii HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iv LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .................................................................v ABSTRAKSI ............................................................................................... vi LEMBAR MOTTO .................................................................................... viii HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................... ix KATA PENGANTAR ...................................................................................x DAFTAR ISI .............................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiv DAFTAR TABEL ....................................................................................... xv DAFTAR GRAFIK .................................................................................... xvi BAB I
PENDAHULUAN 1.1 latarBelakang ....................................................................... 1 1.2 Perumusanmasalah .............................................................. 3 1.3 BatasanMasalah ................................................................... 3 1.4 TujuanPenelitian ................................................................... 3 1.5 ManfaatPenelitian ................................................................. 4 1.6 SistematikaPenulisan ........................................................... 5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 TinjauanPustaka ................................................................... 7 2.2 LandasanTeori...................................................................... 8 3.3.1 Biomassa ..................................................................... 8 3.3.2 Pembakaran ............................................................... 11
xii
3.3.1 GasifikasiBiomassa ................................................... 11 A. Proses GasifikasiBiomassa .................................... 12 B. Jenis -JenisReaktorGasifikasiBiomassa ................ 13 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram AlirPenelitian ........................................................ 17 3.2 InstalasiPengujian .............................................................. 18 3.3 Alat Dan BahanPenelitian ................................................... 19 3.3.1 AlatPenelitian ............................................................. 19 3.3.2 BahanPenelitian ......................................................... 26 3.4 TahapanPenelitian.............................................................. 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 HasilPenelitian .................................................................... 29 4.1.1 TemperaturDengan Distributor Tipe 1 ..................... 29 4.1.2 TemperaturDengan Distributor Tipe 2 ..................... 30 4.1.3 TemperaturDengan Distributor Tipe 3 ..................... 31 4.2 Pembahasan ...................................................................... 32 4.2.1 PerbandinganTemperatur Rata – Rata Pembakaran Dengan Distributor Tipe 1, Tipe 2, Dan Tipe 3......... 32 4.2.2 Perbandingan Lama WaktuPenyalaanAwalPada Distributor Tipe 1, Tipe 2, Dan Tipe 3 ...................... 33 4.2.3 PerbandinganNyalaEfektifPada Distributor Tipe 1, Tipe 2, Dan Tipe 3 .................................................. 34 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ......................................................................... 36 5.2 Saran .................................................................................. 37 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Updraft Gasifier .................................................................... 14 Gambar 2.2 CrossdraftGasifier ................................................................ 14 Gambar 2.3 Downdraft Gasifier ............................................................... 15 Gambar 2.4 Fluidized Bed Gasifier .......................................................... 16 Gambar 3.1 Diagram AlirPenelitian ......................................................... 17 Gambar 3.2 InstalasiPengujian ................................................................ 18 Gambar 3.3 TungkuGasifikasiTipeDowndraft Continue ........................... 19 Gambar 3.4 Blower ................................................................................. 20 Gambar 3.5 KatupPengatur ..................................................................... 21 Gambar 3.6 Anemometer ........................................................................ 22 Gambar 3.7 Thermocouple ...................................................................... 22 Gambar 3.8 Stopwatch ........................................................................... 23 Gambar 3.9 TimbanganGantung ............................................................. 23 Gambar 3.10 Distributor Tipe 1 ................................................................ 24 Gambar 3.11Distributor Tipe 2 ................................................................. 25 Gambar 3.12 Distributor Tipe 3 ................................................................ 26 Gambar 3.13 SekamPadi ......................................................................... 27
xiv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 PotensiBiomassa Di Negara Indonesia ..................................... 9 Tabel 2.2 Komposisi Kimia SekamPadi ................................................... 10
xv
DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 HubunganAntaraTemperatur Rata – Rata DenganWaktu PadaPenggunaan Distributor Tipe 1 .................................... 29 Grafik 4.2 HubunganAntaraTemperatur Rata – Rata DenganWaktu PadaPenggunaan Distributor Tipe 2 ..................................... 30 Grafik 4.3 HubunganAntaraTemperatur Rata – Rata DenganWaktu PadaPenggunaan Distributor Tipe 3 .................................... 31 Grafik 4.4 PerbandinganTemperatur Rata – Rata Pembakaran DenganDistributor Tipe 1, Tipe 2, Dan Tipe 3 ....................... 32 Grafik 4.5 Perbandingan Lama WaktuPenyalaanAwalPada DistributorTipe 1, Tipe 2, Dan Tipe 3 .................................... 33 Grafik 4.6 PerbandinganNyalaEfektifPada Distributor Tipe 1, Tipe 2,Dan Tipe 3 ................................................................. 34
xvi
