LAPORAN TUGAS AKHIR KARAKTERISASI PROSES GASIFIKASI CAMPURAN LIMBAH KAYU MERAWAN DAN TEMPURUNG KELAPA DENGAN SISTEM DOWNDRAFT KONTINYU

(1)

LAPORAN TUGAS AKHIR

KARAKTERISASI PROSES GASIFIKASI CAMPURAN LIMBAH KAYU MERAWAN DAN TEMPURUNG KELAPA DENGAN SISTEM

DOWNDRAFT KONTINYU

Dibuat Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendidikan Program Studi Sarjana Terapan Teknik Energi

Jurusan Teknik Kimia

Oleh:

(2)

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR

KARAKTERISASI PROSES GASIFIKASI CAMPURAN LIMBAH KAYU MERAWAN DAN TEMPURUNG KELAPA DENGAN SISTEM

DOWNDRAFTKONTINYU

Oleh: Widya Wirandika

0612 4041 1539

Palembang, Juli 2016

Pembimbing I, Pembimbing II,

Ir. Arizal Aswan, M.T. Yohandri Bow, S.T., M.S.

NIP. 195804241993031001 NIP. 197110231994031002

Mengetahui, Menyetujui,

Kepala Program Studi Ketua Jurusan Teknik Kimia

Sarjana Terapan Teknik Energi

Ir. Arizal Aswan, M.T. Adi Syakdani.S.T., M.T.

(3)

MOTTO

“When you look closely to the path you have travel on, you will realise that God was always with you, directing every step you took.”

―Lailah Gifty Akita, Beautiful Quotes

“Aku Ingin Kehidupan Dengan Kemungkinan Yang Beraksi Satu Sama Lain

Seperti Molekul Uranium, Meletup Tak Terduga, Menyerap Mengikat, Mengganda Berkembang Terurai Dan Berpencar Ke Segala Arah.”

― Andrea Hirata

“Vision without execution is a daydream. Execution without vision is a nightmare.“

―Mother Teresa

“Success is a journey, not a destination._” ―Thomas Dewar

Success is not an accident, is not a miracle, nor is it a matter of luck. ―Brian Tracy

Kupersembahkan untuk :

• Kedua orang tuaku yang selalu mendukung, memberi motivasi dan mendo’akan ku.

• Kakak yang tersayang

• Pembimbing I dan II Tugas Akhir

(4)

ABSTRAK

Karakterisasi Proses Gasifikasi Campuran Limbah Kayu Merawan dan Tempurung Kelapa Dengan Sistem Downdraft Kontinyu

(Widya Wirandika, 2016, Tugas Akhir, Halaman: 77, Tabel: 13, Gambar: 16) Gasifikasi merupakan salah satu proses pemanfaatan dari biomassa sebagai energi alternatif. Proses gasifikasi yaitu mengkonversi bahan bakar padat berupa biomassa menjadisyngas (CO, CH4, H2, O2, CO2, dan N2) sebagai hasil dari reaksi yang terjadi didalam reaktor gasifikasi. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan reaktor gasifikasi sistemdowndraftkontinyu di Laboratorium Teknik Energi, Politeknik Negeri Sriwijaya. Proses gasifikasi dilakukan dengan pasokan biomassa secara kontinyu menggunakan screwsecaraautomatic control. Penelitian dilakukan dengan variasiAir Fuel Rasio(AFR) sebesar 0.79, 0.86, 1.086, 1.22, dan 1.30. Hasil penelitian didapatkan stabilitas nyala api terbaik pada temperatur 500˚C dengan warna nyala api biru dan stabil, komposisi kandungan gas bakar pada syngas terbaik di Air Fuel Rasio (AFR) 0,79 dan temperatur 500 ˚C (CO: 28.55%, H2: 12,47%, CH4: 4,98%).

(5)

ABSTRACT

Characterization Of Gasification Process With Mixed Hopea Spp. Waste and Coconut Shell By Using Downdraft Continous System

(Widya Wirandika, 2016, Final Report, Page: 77, Table: 16, Image: 13) Gasification is one of process utilization of biomass as an alternative energy. The gasification process that converts solid fuels such as biomass into syngas (CO, CH4, H2, O2, CO2, dan N2) as a result of the reaction occurring in the gasification reactor. Research that has been done by using gasification reactor system of continuous downdraft in Energy Engineering Laboratory, State Of Polytechnic Sriwijaya. Gasification process is done with continuous supply of biomass use in automatic screw control. Research carried out by variation of Air Fuel Ratio (AFR) of 0.79, 0.86, 1086, 1:22, and 1:30. The result showed the best flame stability at temperatures of 500 ° C with a blue flame colors and stable, the composition of the gas content syngas fuels at best in the Air Fuel Ratio (AFR) of 0.79 and a temperature of 500 ° C (CO: 28.55%, H2: 12,47%, CH4: 4,98%).

(6)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Karakterisasi Proses Gasifikasi Campuran Limbah Kayu Merawan dan Tempurung Kelapa Dengan SistemDowndraftKontinyu ”

Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan mata kuliah Tugas Akhir pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi di Politeknik Negeri Sriwijaya. Penelitian Tugas Akhir ini dilakukan pada bulan April-Juni 2016.

Selama penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat :

1. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Adi Syakdani, S.T, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik

Negeri Sriwijaya.

3. Ahmad Zikri, S.T, M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya

4. Ir. Arizal Aswan, M.T, selaku Ketua Program studi Teknik Energi Jurusan Teknik Kimia Politeknik negeri Sriwijaya dan Dosen Pembimbing I yang telah banyak membantu selama proses penyelesaian penelitian maupun penyusunan Tugas Akhir ini.

5. Yohandri Bow, S.T., M.S, selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak membantu selama proses penyelesaian penelitian maupun penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Seluruh Staf Pengajar, Administrasi, dan Jurusan teknik Kimia dan Teknik Energi atas bantuan dan kemudahan yang diberikan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

7. Kedua orang tua dan saudara saya yang telah memberikan do’a, restu, motivasi, bantuan moril dan materi, serta semangat serta dukungannya

(7)

8. Terima kasih kepada Team Gasifikasi Findi Agustianti, Galang Setyoko, dan Winda Nurdiana atas semua bantuannya baik secara langsung maupun tak langsung.

9. Teman-teman 8 EGB dan 8 EGA Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang Angkatan 2012 terima kasih atas masukan dan bantuannya yang telah diberikan selama ini.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk dapat melakukan penyempurnaan pada Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga

Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Semoga Allah SWT senantiasa memberikan ridho-Nya kepada kita, Amin ya Rabb.

Palembang, Juli 2016

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...i

HALAMAN PENGESAHAN...ii

MOTTO ...iii

ABSTRAK ...iv

ABSTRACT...v

KATA PENGANTAR ...vi

DAFTAR ISI...viii

DAFTAR GAMBAR ...x

DAFTAR TABEL ...xi

DAFTAR LAMPIRAN ...xii

BAB I PENDAHULUAN...1

1.1 Latar Belakang ...1

1.2 Tujuan Penelitian ...3

1.3 Manfaat ...3

1.4 Perumusan Masalah ...3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA...4

2.1 Biomassa ...4

2.2 Gasifikasi ...10

2.3 Gasifier...11

2.4 Bahan Baku Gasifikasi ...16

2.5 Karakteristik Api...18

BAB III METODE PENELITIAN ...24

3.1 Waktu dan Tempat ...24

3.2 Alat dan Bahan ...24

3.3 Perlakuan dan Rancangan Percobaan ...24

3.4 Pengamatan ...25

3.5 Prosedur Percobaan ...27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...30

4.1 Hasil Penelitian ...30

(9)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...36

5.1 Kesimpulan ...36

5.2 Saran...37

DAFTAR PUSTAKA ...38

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Empat Zona Proses Gasifikasi ... 11

2. Beberapa TipeGasifier... 13

3. Arus Laminar Vs Arus Turbulent ... 20

4. Nyala Api Merah ... 21

5. Nyala Api Biru Kompor Gas ... 21

6. Nyala Api Putih Produksi Pabrik... 22

7. Nyala Api BunsenBurner... 22

8. Nyala Api Pada Lilin ... 23

9. Diagram Alir Proses Gasifikasi Biomassa TipeDowndraft Gasifier... 26

10.Flow ChartPenelitian... 29

11. Grafik Pengaruh AFR Vs KomposisiSyngasPada Temperatur 350˚C ... 32

12. Grafik Pengaruh AFR Vs KomposisiSyngasPada Temperatur 500˚C ... 33

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Komposisi Unsur Kayu ... 6

2. Komponen Kimia Menurut Golongan Kayu ... 7

3. Komposisi Kimia Tempurung Kelapa... 9

4. Produksi Kelapa Menurut Provinsi, 2008-2012 ... 10

5. Parameter Teknis Beberapa JenisGasifier... 14

6. Parameter OperasionalGasifier... 15

7. Perbandingan Tingkatan Tar dan Partikulat Dari TipeGasifier... 16

8. Persyaratan Bahan Bakar Untuk Setiap TipeGasifier... 18

9. PengaruhAir Fuel Rasio(AFR) Terhadap Stabilitas Nyala ApiSyngas... 25

10. PengaruhAir Fuel Rasio(AFR) Terhadap Komposisi AnalisaSyngas... 26

11. Air Fuel Rasio(AFR) Terhadap Stabilitas Nyala ApiSyngas(T= 250˚C)... 30

15. Komposisi AnalisaSyngas(T= 350˚C)... 31

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

A. Data Pengamatan... 41

B. Perhitungan ... 44

C. Foto Alat - Alat ... 46