TUGAS AKHIR
PENGARUH TEMPERATUR UDARA TERHADAP KINERJA TUNGKU GASIFIKASI TIPE DOWNDRAFT CONTINUE DENGAN PENGISIAN ULANG 2 KALI
Tugas Akhir Ini Disusun Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh:
MUHAMMAD ISMAIL AL RHOSHID D200 12 0124
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016 i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: “Pengaruh Temperatur Udara Terhadap Kinerja Tungku Gasifikasi Tipe Downdraft Continue Dengan Pengisian Ulang 2 Kali” Yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar sarjana strata satu pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dari penelitian atau duplikat dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapat gelar sarjana di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta,
Oktober 2016
Yang menyatakan
MUHAMMAD ISMAIL AL RHOSHID
ii
iii
iv
LEMBAR SOAL TUGAS
v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN “Orang yang kuat bukanlah orang yang pandai berkelahi, tetapi orang yang mampu menguasai dirinya ketika marah”. (HR. Bukhari) “Jadilah diri kita sendiri karena itu lebih baik daripada berpura-pura menjadi orang lain yang baik.” (Penulis) “Kesuksesan hanya dapat diraih dengan segala upaya dan usaha yang disertai dengan do’a, karena sesungguhnya nasib seseorang manusia tidak akan berubah dengan sendirinya tanpa berusaha”. (Penulis) KUPERSEMBAHKAN TUGAS AKHIR INI KEPADA: Ibu, Ayah, Saudara Terima kasih Ibu, ayah, dan saudaraku yang telah menjadi motivasi, inspirasi, dan tiada henti memberikan dukungan do'anya kepada ku. Dosen Teknik Mesin UMS Terima kasih yang tak terhingga buat dosen-dosen Teknik Mesin UMS, terutama pembimbingku yang tak pernah lelah dan sabar memberikan bimbingan dan arahan kepada ku. Sahabat Terima kasihku juga ku persembahkan kepada para sahabatku yang senantiasa menjadi penyemangat dan menemani disetiap hariku. Teman-teman seangkatan dan seperjuangan Terima kasih teman-teman angkatan 2012 Teknik Mesin UMS yang selalu membantu, berbagi keceriaan dan melewati setiap suka dan duka selama kuliah. Dan Almamater yang Kubanggakan TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
vi
PENGARUH TEMPERATUR UDARA TERHADAP KINERJA TUNGKU GASIFIKASI TIPE DOWNDRAFT CONTINUE DENGAN PENGISIAN ULANG 2 KALI Muhammad Ismail Al Rhoshid, Subroto, Sartono Putro Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura e-mail:
[email protected] ABSTRAKSI Biomassa merupakan salah satu energi alternatif pengganti bahan bakar fosil (minyak bumi) yang sifatnya dapat diperbaharui, contohnya adalah sekam padi. Namun dalam kehidupan sehari-hari sekam padi hanya digunakan sebagai bahan untuk membantu proses pembakaran batu bata atau hanya dibuang begitu saja tanpa dimanfaatkan secara lebih lanjut, oleh sebab itu sekam padi perlu diproses lagi agar lebih efisien. Salah satunya adalah dengan metode gasifikasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh temperatur udara terhadap temperatur pembakaran, waktu penyalaan dan waktu nyala efektif tungku gasifikasi berbahan bakar sekam padi. Penelitian ini menggunakan tungku gasifikasi tipe downdraft yang berarti arah aliran udara dan gas hasil gasifikasi searah yaitu ke bawah. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan temperatur udara yang masuk ke dalam tungku gasifikasi dengan variasi temperatur udara 40°C, 50°C dan 60°C kemudian mengambil data yang meliputi temperatur pembakaran, waktu penyalaan dan waktu nyala efektif. Hasil penelitian menunjukkan variasi temperatur udara berpengaruh terhadap temperatur pembakaran, waktu penyalaan dan waktu nyala efektif tungku yang dihasilkan. Pada temperatur udara 40°C rata-rata temperatur pembakaran tertinggi sebesar 547,1°C waktu penyalaan 7 menit dan waktu nyala efektif selama 53 menit. Temperatur udara 50°C rata-rata temperatur pembakaran tertinggi sebesar 553,6°C waktu penyalaan 6 menit dan waktu nyala efektif selama 50 menit. Sedangkan pada temperatur udara 60°C rata-rata temperatur pembakaran tertinggi sebesar 549,1°C waktu penyalaan 5 menit dan waktu nyala efektif selama 42 menit.
Kata kunci: Downdraft Continue, Gasifikasi, Sekam Padi, Temperatur Udara
vii
ABSTRACT Biomass is one of alternative energy to replace fossil fuels (petroleum) that are renewable, for example, is rice husk. But in everyday life only rice husks used as an ingredient to help the process of burning bricks or simply dumped without further utilized, therefore the further processing of rice husk to be more efficient. One of them is the method of gasification. The purpose of this study was to determine the effect of air temperature on the combustion temperature, ignition time and time effective flame-fired furnace gasification of rice husk. This study uses a type of downdraft gasification furnace which means the direction of air flow and the direction of gas gasification is down. The study was conducted by varying the temperature of the incoming air into the gasification furnace with variations in air temperature 40°C, 50°C and 60°C and then retrieve data that includes combustion temperatures, ignition timing and effective burning time. The results showed variations in air temperature affect the combustion temperature, ignition time and time effective flame furnace produced. At an air temperature of 40°C on average the highest combustion temperature of 547,1°C Ignition time 7 minutes and time effective flame for 53 minutes. Air temperature 50°C on average the highest combustion temperature of 553,6°C Ignition time 6 minutes and time effective flame for 50 minutes. While the air temperature of 60°C average the highest combustion temperature of 549,1°C ignition timing 5 minutes and time effective flame for 42 minutes.
Keywords: Downdraft Continue, Gasification, Rice Husk, Air Temperature
viii
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr.Wb Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat
dan
hidayah-Nya,
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir yang berjudul “PENGARUH TEMPERATUR UDARA TERHADAP KINERJA TUNGKU GASIFIKASI TIPE DOWNDRAFT CONTINUE DENGAN PENGISIAN ULANG 2 KALI” dengan baik dan tepat pada waktunya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Allah SWT, atas segala limpahan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Tri Widodo Besar R, ST, M.Sc, Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. 4. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir. 5. Bapak Ir. Subroto, MT, selaku Dosen Pembimbing utama Tugas Akhir yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis. 6. Bapak Ir. Sartono Putro, MT, selaku Dosen Pembimbing pendamping Tugas Akhir dan Dosen Pembimbing Akademik yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan serta semangat kepada penulis. 7. Kedua orang tua serta semua keluarga yang telah membesarkan, mendo’akan, memotivasi serta membiayai semua kebutuhan penulis sampai sekarang.
ix
8. Wulan Prihatin yang selalu memberikan dukungan dan do’a yang tak henti-hentinya kepada penulis. 9. Sahabat dalam penelitian maupun penulisan Muhamad Ma’arif, Sumarudin, Reyaldo, Dwi Prima S., Rika Isnanto, Risky Yoga N., Bima Mega S., H’mim Safi’i, Budi Setyo W., Prasetyo Puji N. 10. Rekan-rekan Teknik Mesin khususnya angkatan 2012 dan semua pihak yang telah membantu dalam penelitian penulisan Laporan Tugas Akhir ini baik moril maupun materiil. Semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak dan juga bisa menjadi referensi untuk laporan-laporan yang akan dilakukan di kemudian hari. Akhirnya apabila ada kritik dan saran yang sifatnya membangun akan penulis terima dengan senang hati demi sempurnanya laporan ini. Wassalamu’alaikum Wr.Wb Surakarta, Oktober 2016
x
DAFTAR ISI
Halaman Judul .......................................................................... i Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ............................................ ii Halaman Persetujuan ............................................................. iii Halaman Pengesahan ............................................................ iv Lembar Soal Tugas Akhir ........................................................ v Motto dan Persembahan ......................................................... vi Abstraksi ................................................................................ vii Kata Pengantar ....................................................................... ix Daftar Isi .................................................................................. xi Daftar Gambar ...................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .......................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah .................................................. 2 1.3 Pembatasan Masalah ................................................ 2 1.4 Tujuan Penelitian ....................................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian ..................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan ............................................... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kajian Pustaka .......................................................... 6 2.2 Dasar Teori ................................................................ 7 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian ............................................ 21 3.2 Instalasi Pengujian .................................................. 22 3.3 Alat dan Bahan ........................................................ 23 3.4 Tahapan Penelitian .................................................. 25
xi
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Dan Pembahasan .......................... 27 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ............................................................. 34 5.2 Saran ...................................................................... 35 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komposisi Kimia Sekam Padi ....................... 10 Gambar 2.2 Tipe Gasifier Berdasarkan Arah Aliran ......... 12 Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ................................. 21 Gambar 3.2 Instalasi Pengujian ...................................... 22 Gambar 3.3 Tungku Gasifikasi Tipe Downdraft Continue ...................................................... 23 Gambar 3.4 Thermocouple Reader … ............................. 24 Gambar 3.5 Anemometer ................................................. 24 Gambar 4.1 Hubungan antara waktu dengan temperatur pembakaran pada temperatur udara 40°C dengan pengisian ulang 2 kali ...................... 27 Gambar 4.2 Hubungan antara waktu dengan temperatur pembakaran pada temperatur udara 50°C dengan pengisian ulang 2 kali ...................... 28 Gambar 4.3 Hubungan antara waktu dengan temperatur pembakaran pada temperatur udara 60°C dengan pengisian ulang 2 kali ...................... 29 Gambar 4.4 Hubungan antara waktu dengan temperatur pembakaran pada variasi temperatur udara dengan pengisian ulang 2 kali ...................... 30 Gambar 4.5 Perbandingan hubungan antara temperatur dengan waktu penyalaan dan nyala efektif tungku pada variasi temperatur udara dengan pengisian ulang 2 kali ...................... 32
xiii
