Prosiding. Seminar Nasional Industri Kimia dan Sumber Daya Alam 2016

(1)

(2)

(3)

(4)

Prosiding

Seminar Nasional Industri Kimia dan Sumber Daya Alam 2016

“PEMANFAATAN SUMBER DAYA ALAM DENGAN TEKNOLOGI TERBARUKAN DAN RAMAH LINGKUNGAN: TANTANGAN DAN

PELUANG DI MASA DEPAN”

Banjarbaru, 27 Agustus 2016

diselenggarakan oleh:

Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Lambung Mangkurat

Banjarbaru

(5)

Prosiding Industri Kimia dan Sumber Daya Alam 2016 ISBN : 978-602-70195-1-5

Diterbitkan oleh : Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat

Alamat : Gedung Fakultas Teknik ULM

Jl. A. Yani Km. 36 Banjarbaru 70714 Kalimantan Selatan Telepon : (0511) 6807214

Fax : (0511) 4773868

Email : [email protected]

Hak Cipta @2016 ada pada penulis.

Artikel pada prosiding ini dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersil, dengan syarat tidak menghapus atau mengubah atribut penulis. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari penulis.

(6)

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya sehingga Seminar Nasional “INDUSTRI KIMIA DAN SUMBER DAYA ALAM 2016” dapat terlaksana. Seminar ini merupakan seminar kedua yang diadakan Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat Kalimantan Selatan. Seminar Nasional pada tahun 2016 ini mengangkat tema

“Pemanfaatan Sumber Daya Alam dengan Teknologi Terbarukan dan Ramah Lingkungan: Tantangan dan Peluang di Masa Depan” yang dilaksanakan pada hari Sabtu tanggal 27 Agustus 2016 bertempat di Hotel Montana Syariah, Banjarbaru Kalimantan Selatan.

Seminar Nasional ini diharapkan sebagai forum diskusi hasil-hasil penelitian di bidang energi, pemanfaatan sumber daya alam, pengolahan dan pengelolaan lingkungan serta teknologi proses dan bioteknologi. Seminar ini diikuti oleh 7 (tujuh) perguruan tinggi dari enam propinsi di Indonesia dengan 31 (tiga puluh satu) makalah. Pada seminar ini makalah disajikan dalam bentuk presentasi oral.

Pada kesempatan ini, kami menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada semua pihak yang telah membantu terlaksananya acara ini, diantaranya: pimpinan Universitas Lambung Mangkurat beserta jajarannya, tim reviewer dari internal dan eksternal Universitas Lambung Mangkurat, para sponsor dari lembaga pemerintahan dan industri serta segenap panitia pelaksana yang telah berusaha maksimal dan bekerjasama dengan baik hingga terlaksananya seminar ini. Ucapan terima kasih kami sampaikan pula kepada para pembicara: Bapak Prof. Dr. Ir. H. Gusti Muhammad Hatta, MS dosen Fakultas Kehutanan Universitas Lambung Mangkurat (Menristek RI periode 2011-2014) serta Bapak Dr. Eng Agus Haryono Kepala Pusat Penelitian Kimia-LIPI yang telah meluangkan waktu untuk menjadi narasumber pada seminar ini.

Panitia pelaksana mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan pelaksanaan seminar ini di waktu yang akan datang. Akhir kata, semoga seminar ini dapat memberikan manfaat bagi perkembangan serta kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi.

Banjarbaru, Agustus 2016

Panitia Pelaksana

(7)

ii

SUSUNAN PANITIA SEMINAR NASIONAL

“INDUSTRI KIMIA DAN SUMBER DAYA ALAM 2016”

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

27 Agustus 2016

PANITIA PENGARAH

1. Prof. Wahyudi Budi Sediawan, Ph.D (UGM) 2. Prof. Renanto Handogo, Ph.D (ITS)

3. Prof. Tjandra Setiadi, Ph.D (ITB) 4. Prof. Dr. Misri Gozan (UI)

5. Prof. Dr. Yudi Firmanul Arifin (ULM) 6. Prof. Dr. Danang Wiyatmoko (ULM)

7. Dr. Siswo Sumardiono (UNDIP) 8. Dr. Sunu Herwi Pranolo (UNS) 9. Dr. Isna Syauqiah (ULM) 10. Dr. Abdullah (ULM) 11. Dr. Slamet (ULM)

PANITIA PELAKSANA

Pelindung : Dekan Fakultas Teknik

Dr. Ing. Yulian Firmana Arifin, S.T., M.T.

Pembina : Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Chairul Irawan, Ph. D

Penanggung Jawab : - Pembantu Dekan I Chairul Irawan, Ph. D

- Ketua Program Studi Teknik Kimia

Meilana Dharma Putra, Ph. D

Ketua Pelaksana : Muthia Elma, Ph.D

Sekretaris I : Yuli Ristianingsih, M.Eng.

Sekretaris II : Desi Nurandini, M.Eng.

Bendahara : Iryanti Fatyasari Nata, Ph.D Pendamping Pelaksana : Dr. Isna Syauqiah

Hesti Wijayanti, Ph.D Lailan Ni’mah, M.Eng.

Rinny Jelita, M.Eng.

Rinna Juwita, S.T.

Noryati, A.Md.

Yayan Kamelia, A.Md.

Norhasanah Agustina, S.Sos.

Agus Suryani, S.T.

Co-Host : Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia ULM

(8)

iii

SUSUNAN ACARA SEMINAR NASIONAL

“INDUSTRI KIMIA DAN SUMBER DAYA ALAM 2016”

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

27 Agustus 2016

08.30-09.00 WITA Registrasi Peserta

09.00-09.40 WITA Penyambutan Tamu (Tari: Radap Rahayu) Lagu: Indonesia Raya, Ampar-Ampar Pisang

09.40-10.00 WITA Sambutan:

1. Ketua Pelaksana:

Muthia Elma, Ph.D

2. Rektor Universitas Lambung Mangkurat:

Prof. Dr. H. Sutarto Hadi, M.Si., M.Sc

10.00-10.10 WITA Doa

10.10-10.40 WITA Coffee Break 10.40-11.25 WITA Pembicara 1:

Prof. Dr. Ir. H. Gusti Muhammad Hatta, MS.

(Dosen Fakultas Kehutanan ULM, Menteri KLH RI Periode 2009-2011, MENRISTEK RI Periode 2011-2014)

11.25-12.10 WITA Pembicara 2:

Dr. Eng. Agus Haryono

(Kepala Pusat Penelitian Kimia-LIPI)

12.10-12.40 WITA Sesi Tanya Jawab dan Penyerahan Kenangan

12.40-13.40 WITA ISHOMA

13.40-16.10 WITA Seminar Paralel I, II, dan III

16.10-16.30 WITA Penutup

Pembagian sertifikat

(9)

iv

DAFTAR ISI

Kata Pengantar i

Susunan Panitia ii

Susunan Acara iii

Daftar Isi iv

SNIKSDA-2-0001 Produksi Hidrogen Dari Sumber Energi Terbarukan Untuk Aplikasi Kawasan Terpencil: Sebuah Tinjauan

1 Sutarno, Agus Taufiq

SNIKSDA-2-0002 Potensi Biji Trembesi Sebagai Adsorben Pada Proses Reduksi Logam Pb Total Limbah Industri Sasirangan

8 Bunga Pertiwi, Gusti Indah Hayati, Yuli Ristianingsih

SNIKSDA-2-0003 Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Sawit Off-Grade Menggunakan Katalis CaO/ Serbuk Besi

13 Zuchra Helwani, Edy Saputra, Warman Fatra, Syamsu Herman

SNIKSDA-2-0004 Perancangan Alat Pengukuran Konstanta Disosiasi Asam 19 Sholeh Ma’mun, Kamariah, Eleonora Amelia, Vitro Rahmat,

Desi Kurniawan

SNIKSDA-2-0005 Konsumsi Energi Listrik Sebagai Parameter Dalam Pengukuran Emisi Karbon Dioksida

24 Sukirman, Sholeh Ma’mun, Ariya Eka, Alel, Maulida Hasanah

SNIKSDA-2-0006 Studi Kinetika Adsorbsi Pb Menggunakan Arang Aktif Dari Kulit Pisang

30 Riduan Situmorang, Ma’rufa Nur, Anisa, Ari Susandy Sanjaya

SNIKSDA-2-0007 Pengaruh Temperatur Terhadap BOD, TSS, dan VFA Pada Pengolahan Lindi Dalam Bioreaktor Anaerobik

38 Abdul Kahar, Nonie Novelya, Budi Nining Windarti,

Muhammad Busyairi, Veryatti Octhavia

SNIKSDA-2-0008 Pengaruh Variasi Temperatur Pemanasan Larutan Pati Terhadap Sifat Kekuatan Tarik dan Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik Pati Biji Durian (Durio zibehinus)

45 Muhammad Hendra S. Ginting, Rosdanelli Hasibuan, Yunella

Amelia

(10)

v

SNIKSDA-2-0009 Substitusi Bahan Bakar Genset 5 kW Dengan Gas Hasil Gasifikasi Gamal Dan Kaliandra

50 M.F Hardiansyah, J. Firdha, A.M Navitri, D. Alfianto, W.A.

Wibowo, S.H Pranolo

SNIKSDA-2-0010 Pengaruh Konsentrasi Asam Stearat Terhadap Drug Loading Asam Salisilat Pada Pectin Edible Film

59 Lilis Kistriyani, Ayu Winda Ariestanty, Niken Satorasih

Candramaya

SNIKSDA-2-0011 Pengaruh Kompisisi Minyak Kelapa Dan Minyak Jelantah Sebagai Bahan Baku Pembuatan Biodiesel

64 Shafira Ainun Adhi Utami, Wido Saputri, Muthia Elma

SNIKSDA-2-0012 Proses Pembuatan Biodiesel Dari Campuran Minyak Kelapa dan Minyak Jelantah

70 Muthia Elma, Satria Anugerah Suhendra, Wahyuddin

SNIKSDA-2-0013 Pengaruh Ukuran Partikel dan Konsentrasi Perekat Terhadap Karakteristik Biobriket Berbahan Baku Cangkang Kelapa Sawit

79 Ahmad Qazawaini, M. Khairil Anwar, Isna Syauqiah

SNIKSDA-2-0014 Adsorbsi Logam Berat Fe

²⁺

Dalam Larutan Menggunakan Karbon Aktif Dari Enceng Gondok

87 Clara Rogate Gloria, Ray Rahmila, Isna Syauqiah

SNIKSDA-2-0015 Pektin Dari Kulit Pisang Kepok (Musa paradisiaca linn) Sebagai Edible Film And Coating

93 Mirna Isdayanti, Muhammad Irham Rasidi, Muthia Elma

SNIKSDA-2-0016 Detoksifikasi HCN dan Peningkatan Protein Pada Susu Singkong Termodifikasi Dengan Penambahan Biji Pepaya

99 Sazila Karina Rahman, Muhammad Hasan Albanna, Rian

Nugraha Putra, Murhia Elma

SNIKSDA-2-0017 Pemodelan Geostatistik Nilai pH Pada Danau Bekas Tambang Batubara

105 Hafidz Noor Fikri, Yuniar Siska Novianti

SNIKSDA-2-0018 Pemanfaatan Berbagai Jenis Kulit Pisang Sebagai Bahan Baku Pembuatan Bioetanol Menggunakan Ragi Tape

111 Devina Jenery Putri, Isnaini Ritami, Meilana Dharma Putra

SNIKSDA-2-0019 Proses Degumming Dan Netralisasi Asam Lemak Bebas Crude Palm Oil (CPO) Pada Pembuatan Biodiesel

117 Abdullah, Taufiqur Rohman, Ahdi Rosyadi Suryani

(11)

vi

SNIKSDA-2-0020 Pembuatan Gliserol dari Campuran Limbah Minyak Goreng Bekas dan Minyak Kelapa

121 Heni Santoso, Gusti Akhmad Raqa Pujianor, Meilana Dharma

Putra

SNIKSDA-2-0021 Pemanfaatan Biomassa Serat Kelapa Sawit Dalam Pembuatan Biokomposit Magnetik Nanopartikel Sebagai Adsorben Pada Pengolahan Limbah Cair Sasirangan

128 Ahmad Gazaly, Ismi Nur Karima, Iryanti Fatyasari Nata

SNIKSDA-2-0022 Konversi Pati Ubi Nagara (Ipomoea batatas L) Khas Kalimantan Selatan Sebagai Sumber Bahan Baku Gelatin

134 Dovan Tri Saputro, Roby Kurniawan, Iryanti Fatyasari Nata

SNIKSDA-2-0023 Pengaruh Konsentrasi Pati Kulit Ubi Nagara (Ipomoea batatas L) Sebagai Substrate Pada Produksi Glukosa Cair Dengan Proses Enzimatis

139 Dinda Dewi Yulimasita, Annisa Ayu Fitria, Iryanti Fatyasari Nata

SNIKSDA-2-0024 Pengaruh Penambahan Kitosan Dari Kulit Udang Windu (Penaeus monodon) Terhadap Pati Kulit Ubi Nagara (Ipomoea batatas) Dalam Pembuatan Plastik Biodegradable

145 Roby Kurniawan, Dovan Tri Saputra, Iryanti Fatyasari Nata SNIKSDA-2-0025 Pengaruh Daya Serap Air Pada Beton Ringan Berbahan

Kulit Kerang dan Cangkang Telur

Lailan Ni’mah, Fidelis Boy Manurung, Eka Pramita, Muhammad Topan Darmawan, Aliah

150 SNIKSDA-2-0026 Potensi Limbah Tanda Kosong Kelapa Sawit dan Sekam Padi Sebagai Bahan Alternatif Pembuatan Kertas Menggunakan Proses Soda

154 Hero Islami, Muhammad Sarwani

SNIKSDA-2-0027 Studi Pengaruh Kalsinasi Tanah Lempung Gambut Terhadap Aktivasi Pada Proses Desalinasi Air

160 Zahratunnisa, Nor Hidayah, Mita Riani Rezki, Dewi Puspitasari,

Norminawati Dewi, Muthia Elma

SNIKSDA-2-0028 Reduksi Logam Berat Cr Total dari Limbah Cair Sasirangan Menggunakan Metode Adsorpsi dengan Ekstrak Pektin dari Kulit Pisang

166 Fakhrizal, Rizqi Fauzi

(12)

vii

SNIKSDA-2-0029 Pembuatan Monoasilgliserol Dari Gliserol Hasil Samping Industri Biodiesel

172 Erna Astuti, Zahrul Mufrodi

SNIKSDA-2-0030 Pembuatan Bioaditif Dengan Menggunakan Sistem Pengadukan dan Membrane

177 Zahrul Mufrodi, Erna Astuti

SNIKSDA-2-0031 Interrelationship Indeks Jenis, Indek Penerimaan Sosial Dan Indeks Kepentingan Budaya Agroforestri Tradisional Dukuh Di Kabupaten Banjar Kalimantan Selatan

182 Hafizianor

(13)

Prosiding Seminar Nasional Industri Kimia dan Sumber Daya Alam 2016 ISBN 978-602-70195-1-5

Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat

JADWAL PRESENTASI SEMINAR PARALEL I

Ruang: A

Moderator: Meilana Dharma Putra, M.Sc., Ph.D Teknologi Proses dan Bioteknologi

No Waktu Kode Makalah/

Asal Universitas

Judul Makalah/Penulis 1 13.40-13.55 SNIKSDA-2-

0008/Universitas Sumatra Utara, Medan

Pengaruh Variasi Temperatur Pemanasan Larutan Pati Terhadap Sifat Kekuatan Tarik dan Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik Pati Biji Durian (Durio zibehinus)/Muhammad Hendra S Ginting, Rosdanelli Hasibuan, Yunella Amelia Siagian

2 13.55-14.10 SNIKSDA-2- 0007/Universitas Mulawarman, Samarinda

Pengaruh Temperatur Terhadap BOD, TSS, dan VFA pada Pengolahan Lindi dalam Bioreaktor Anaerobik/Abdul Kahar, Nonie Novelya, Budi Nining Widarti, Muhammad Busyairi, Veryatti Octhavia

3 14.10-14.25 SNIKSDA-2- 0010/Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta

Pengaruh Konsentrasi Asam Stearat Terhadap Drug Loading Asam Salisilat Pada Pectin Edible Film/Lilis Kistriyani, Ayu Winda Ariestanty, Niken Satorasih Candramaya 4 14.25-14.40 SNIKSDA-2-

0014/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Adsorpsi Logam Berat Fe

²⁺

dalam Larutan menggunakan Karbon Aktif dari Eceng Gondok/Clara Rogate Gloria, Ray Rahmila, Isna Syauqiah

5 14.40-14.55 SNIKSDA-2- 0015/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pektin dari Kulit Pisang Kepok (Musa paradisiaca linn) sebagai Edible Film and Coating/Mirna Isdayanti, Muhammad Irham Rasidi, Muthia Elma

6 14.55-15.10 SNIKSDA-2- 0020/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pembuatan Gliserol dari Campuran Limbah Minyak Goreng Bekas dan Minyak

Kelapa/Heni Santoso, Gusti Akhmad Raqa P, Meilana Dharma Putra

7 15.10-15.25 SNIKSDA-2- 0021/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pemanfaatan Biomassa Serat Kelapa Sawit dalam Pembuatan Biokomposit Magnetik Nanopartikel sebagai Adsorben pada

Pengolahan Limbah Cair Sasirangan/Ahmad

Gazaly, Ismi Nur Karima, Iryanti Fatyasari

Nata

(14)

8 15.25-15.40 SNIKSDA-2- 0024/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pengaruh Penambahan Kitosan dari Kulit Udang Windu (Penaeus monodon) terhadap Pati Kulit

Ubi Nagara (Ipomoea batatas) dalam Pembuatan Plastik Biodegradable/Roby Kurniawan, Dovan Tri Saputro, Iryanti Fatyasari Nata

9 15.40-15.55 SNIKSDA-2- 0029/Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta

Pembuatan Monoasilgliserol dari Gliserol Hasil Samping Industri Biodiesel/Erna Astuti, Zahrul Mufrodi

10 15.55-16.10 SNIKSDA-2- 0030/Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta

Pembuatan Bioaditif Dengan Menggunakan Sistem Pengadukan dan Membrane/ Zahrul Mufrodi, Erna Astuti

11 16.10-16.25 SNIKSDA-2- 0028/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Reduksi Logam Berat Cr Total dari Limbah Cair Sasirangan Menggunakan Metode Adsorpsi dengan Ekstrak Pektin dari Kulit Pisang/Fakhrizal, Rizqi Fauzi

Catatan:

Alokasi waktu yang disediakan oleh panitia untuk seminar paralel adalah 15 menit dengan rincian 10 menit presentasi dan 5 menit diskusi yang dipandu oleh moderator.

(15)

JADWAL PRESENTASI SEMINAR PARALEL II

Ruang: B

Moderator: Hesti Wijayanti, Ph.D/Desi Nurandini, M.Eng Energi

No Waktu Kode Makalah/

Asal Universitas

Judul Makalah/Penulis 1 13.40-13.55 SNIKSDA-2-

0009/Universitas Sebelas Maret, Solo

Substitusi Bahan Bakar Genset 5 KW dengan Gas Hasil Gasifikasi Gamal dan

Kaliandra/M.F. Hardiansyah, J. Firdha, A.M.

Navitri, D. Alfianto, W.A. Wibowo1, S.H.

Pranolo 2 13.55-14.10 SNIKSDA-2-

0003/Universitas Riau, Pekanbaru

Pembuatan Biodiesel dari Minyak Sawit Off- Grade Menggunakan Katalis CaO/Serbuk Besi/Zuchra Helwani, Edy Saputra, Warman Fatra, Syamsu Herman

3 14.10-14.25 SNIKSDA-2- 0001/Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta

Produksi Hidrogen dari Sumber Energi Terbarukan untuk Aplikasi Kawasan Terpencil: Sebuah Tinjauan/Sutarno, Agus Taufiq

4 14.25-14.40 SNIKSDA-2- 0011/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pengaruh Komposisi Minyak Kelapa dan Minyak Jelantah Sebagai Bahan Baku Pembuatan Biodiesel/Shafira Ainun Adhi Utami, Wido Saputri, Muthia Elma 5 14.40-14.55 SNIKSDA-2-

0012/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Proses Pembuatan Biodiesel dari Campuran Minyak Kelapa & Minyak Jelantah/Muthia Elma, Satria Anugerah Suhendra, Wahyuddin

6 14.55-15.10 SNIKSDA-2- 0013/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pengaruh Ukuran Partikel dan Konsentrasi Perekat Terhadap Karakteristik Biobriket Berbahan Baku Cangkang Kelapa

Sawit/Ahmad Qazawaini, M. Khairil Anwar, Isna Syauqiah

7 15.10-15.25 SNIKSDA-2- 0005/Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta

Konsumsi Energi Listrik Sebagai Parameter dalam Pengukuran Emisi Karbon

Dioksida/Sukirman, Sholeh Ma’mun, Ariya Eka Alel, Maulida Hasanah

8 15.25-15.40 SNIKSDA-2- 0018/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pemanfaatan Berbagai Jenis Kulit Pisang

Sebagai Bahan Baku Pembuatan Bioetanol

Menggunakan Ragi Tape/Devina Jenery Putri,

Isnaini Ritami, Meilana Dharma Putra

(16)

9 15.40-15.55 SNIKSDA-2- 0019/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Proses Degumming dan Netralisasi Asam Lemak Bebas Crude Palm Oil

(CPO)/Abdullah, Taufiqur Rohman, Ahdi Rosyadi Suryani

10 15.55-16.10 SNIKSDA-2- 0023/ Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pengaruh Konsentrasi Pati Kulit Ubi Nagara (Ipomoea batatas L.) sebagai Substrate Pada Produksi Glukosa Cair dengan

Proses Enzimatis/Dinda Dewi Yulimasita, Annisa Ayu Fitria, Iryanti Fatyasari Nata

Catatan:

(17)

JADWAL PRESENTASI SEMINAR PARALEL III

Ruang: C

Moderator: Dr. Isna Syauqiah, MT/Lailan Ni’mah, M.Eng Pengolahan dan Pengelolaan Lingkungan, Pemanfaatan SDA

No Waktu Kode Makalah/

Asal Universitas

Judul Makalah/Penulis 1 13.40-13.55 SNIKSDA-2-

0002/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Potensi Biji Trembesi Sebagai Adsorben Pada Proses Reduksi Logam Pb Total Limbah Industri Sasirangan/ Bunga Pertiwi, Gt Indah Hayati

2 13.55-14.10 SNIKSDA-2- 0004/Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta

Perancangan Alat Pengukuran Konstanta Disosiasi Asam/Sholeh Ma’mun, Kamariah, Eleonora Amelia, Vitro Rahmat, Desi Kurniawan dan Deasy R. Alwani 3 14.10-14.25 SNIKSDA-2-

0017/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pemodelan Geostatistik nilai pH pada Danau Bekas Tambang Batubara/Hafidz Noor Fikri, Yuniar Siska Novianti

4 14.25-14.40 SNIKSDA-2- 0006/Universitas Mulawarman, Smarinda

Studi Kinetika Adsorpsi Pb Menggunakan Arang Aktif Dari Kulit Pisang/Riduan

Situmorang, Ma’rufa Nur Anisa, Ari Susandy Sanjaya

5 14.40-14.55 SNIKSDA-2- 0016/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Detoksifikasi HCN dan Peningkatan Protein Pada Susu Singkong Termodifikasi Dengan Penambahan Biji Pepaya/Sazila K. Rahman, Muhammad Hasan Albanna, Rian Nugraha Putra, Muthia Elma

6 14.55-15.10 SNIKSDA-2- 0022/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Konversi Pati Ubi Nagara (Ipomoea batatas L) Khas Kalimantan Selatan Sebagai Sumber Bahan Baku Gelatin/Dovan Tri Saputro, Roby Kurniawan, Iryanti Fatyasari Nata

7 15.10-15.25 SNIKSDA-2- 0026/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Potensi Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit dan Sekam Padi Sebagai Bahan Alternatif Pembuatan Kertas Menggunakan Proses Soda/Hero Islami, Muhammad Sarwani 8 15.25-15.40 SNIKSDA-2-

0027/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Studi Pengaruh Kalsinasi Tanah Lempung

Gambut Terhadap Aktivasi Pada Proses

Desalinasi Air/Zahratunnisa, Nor Hidayah,

Mita Riani Rezki, Dewi Puspita Sari,

Norminawati Dewi, Muthia Elma

(18)

9 15.40-15.55 SNIKSDA-2- 0031/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Interrelationship Indeks Jenis, Indek

Penerimaan Sosial dan Indeks Kepentingan Budaya Agroforestri Tradisional Dukuh di Kabupaten Banjar Kalimantan

Selatan/Hafizianor 10 15.55-16.10 SNIKSDA-2-

0025/Universitas Lambung

Mangkurat, Banjarbaru

Pengaruh Daya Serap Air pada Beton Ringan Berbahan Kulit Kerang dan Cangkang

Telur/Lailan Ni’mah, Fidelis Boy Manurung, Eka Pramita, Muhammad Topan Darmawan, Aliah

Catatan:

(19)

50

SUBSTITUSI BAHAN BAKAR GENSET 5 kW

DENGAN GAS HASIL GASIFIKASI GAMAL DAN KALIANDRA

M.F. Hardiansyah¹⁾, J. Firdha¹⁾, A.M. Navitri¹⁾, D. Alfianto¹⁾, W.A. Wibowo^1)*, S.H. Pranolo¹⁾

1) Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Jl. Ir. Sutami No. 36A Surakarta, Jawa Tengah 57126

*Email: [email protected]

Abstrak - Gasifikasi biomassa merupakan proses pengubahan bahan bakar padat menjadi gas mempan bakar (gas produser). Gas mempan bakar tersebut selanjutnya dapat digunakan untuk menggantikan sebagian kebutuhan bahan bakar genset dengan sistem dual-fuel. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung penghematan konsumsi spesifik bahan bakar dan kesetaraan energi biomassa dengan bahan bakar konvensional. Alat pengkonversi biomassa menjadi gas produser menggunakan jenis downdraft- gasifier with throat dengan kapasitas 5 kg/jam. Mesin genset yang digunakan adalah genset berbahan- bakar bensin dan LPG dengan kapasitas output daya listrik maksimum sebesar 5 kWe. Jenis biomassa yang digunakan adalah kayu Kaliandra (Calliandra calothyrsus) dan kayu Gamal (Gliricidia sepium).

Pengamatan operasi genset dual-fuel dilakukan terhadap getaran mesin, konsumsi bensin dan LPG, konsumsi biomassa pada berbagai variasi beban listrik. Penambahan gas produser ke dalam mesin genset dibatasi melalui pengamatan getaran mesin secara visual. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh penghematan bahan bakar bensin sebesar 68,55% dan 44,29% (basis L/kVAh) berturut-turut untuk Kaliandra dan Gamal. Sementara itu, untuk genset LPG diperoleh penghematan sebesar 50,70% dan 47,94% (basis kg/kVAh) berturut-turut untuk Kaliandra dan Gamal. Nilai kesetaraan kayu Kaliandra terhadap bahan bakar konvensional adalah 0,89 kg/L bensin dan 2,44 kg/kg LPG. Sedangkan, nilai kesetaraan kayu Gamal terhadap bahan bakar konvensional adalah 3,08 kg/L bensin dan 3,64 kg/kg LPG.

Kata kunci: gasifikasi, Kaliandra, Gamal, mesin generator, produksi listrik

Abctract - Biomass gasification is a process that converts solid biomass into burnable gas. This gas could then be used as fuel in internal combustion engine generator by dual-fuel system. Aims of this study were to calculate specific fuel consumption savings and biomass energy equivalence to conventional fuels. In this study, a downdraft gasifier with throat with capacity of 5 kg/h was used to convert biomass into gas.

Gasoline and LPG engine generator with each 5 kWe maximum power output were used to produce electricity. Chipped Calliandra calothyrsus wood and Gliricidia sepium wood were used as feed of gasifier. Observations of dual-fuel genset operation carried out on the engine vibration, gasoline and LPG consumption, and biomass consumption at certain electricity loads. The injection of burnable gas into the generator engine was restricted through visual observation of engine vibration. At highest electricity load, gasoline savings (by L/kVAh) were 68.55% and 44.29% for Calliandra and Gliricidia, respectively. Meanwhile, LPG savings were 50.70% and 47.94% respectively for Calliandra and Gliricidia, respectively. The energy equivalence of Calliandra wood to conventional fuels were 0.89 kg/L gasoline and 2.44 kg/kg LPG. Meanwhile, energy equivalence of Gliricidia wood to conventional fuels were 3.08 kg/L gasoline and 3.64 kg/kg LPG.

Keywords: gasification, Calliandra, Gliricidia, engine generator, electricity production

PENDAHULUAN

Menurut BP Statistical Review of World Energy pada tahun 2015, laju konsumsi energi secara global cenderung mengalami peningkatan setiap tahunnya yang ditunjukkan di Gambar 1.

Pada tahun 2014, konsumsi energi global mencapai 12.928,4 juta ton minyak berasal dari sumber energi yang didominasi oleh bahan bakar fosil. Minyak, gas alam, dan batu-bara masing- masing mensuplai 32,57%, 23,71%, dan 30,03%

dari total kebutuhan energi dunia. Sementara itu, sektor sumber energi terbarukan yang meliputi angin, geotermal, solar cell dan biomassa hanya mampu mensuplai 2,45% dari total kebutuhan energi dunia.

Menurut Kementerian ESDM tahun 2012, ketergantungan terhadap bahan bakar fosil untuk memenuhi kebutuhan energi perlu dikurangi, mengingat ketersediaannya yang terbatas dan proses produksi yang membutuhkan waktu jutaan

(20)

Seminar Nasional Industri Kimia dan Sumber Daya Alam 2016 SNIKSDA 2016

ISBN 978-602-70195-1-5 Banjarbaru, 27 Agustus 2016

Kalimantan Selatan

51 tahun. Biomassa merupakan bahan yang potensial

untuk menghasilkan produk sebagai bahan energi (bahan bakar). Pemanfaatan biomassa akan menghasilkan berbagai macam bahan bakar yang dapat dijadikan penyeimbang energi fosil diantaranya briket, biooil, dan biogas. Penggunaan biomassa sebagai bahan bakar memiliki pengaruh positif yaitu bersifat mendaur ulang CO2, sehingga emisi CO2 ke atmosfer secara netto berjumlah nol.

Gambar 1. Konsumsi Energi Dunia Tahun 2004-2014

Berdasarkan hal tersebut, gasifikasi biomassa merupakan solusi yang tepat sebagai teknologi pemanfaat sumber energi terbarukan.

Gasifikasi biomassa adalah reaksi kimia pada suhu tinggi dengan udara terbatas untuk produksi gas mempan bakar (gas produser) yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar (Pranolo, 2010).

Tanaman energi jenis Gamal dan Kaliandra mudah diperoleh, mampu tumbuh cepat, dan mampu hidup di berbagai kondisi tanah termasuk tanah tandus. Produktivitas kayu Gamal mencapai 12 ton berat kering per hektar per tahun (Hanum dan van der Maesen, 1997). Sedangkan, produktivitas kayu Kaliandra per tahun berkisar 5-20 m³/ha dari kebun yang berumur satu tahun dan meningkat menjadi 30-65 m³/ha dari kebun yang berumur 20 tahun, dan keduanya memiliki nilai kalor tinggi (Hendrati, 2014).

Gamal (Gliricidia sepium) adalah nama sejenis perdu (suku Fabaceae alias Leguminosae).

Gamal tersebar di Medan, Nusa Tenggara Timur, Jawa Tengah (Wonogiri, Sukoharjo), Jawa Barat (Ciamis, Garut), dan Yogyakarta. Gamal berfungsi sebagai pencegah erosi, dan penyubur tanah. Kayu Gamal dapat digunakan sebagai kayu bakar, bahan baku arang atau sebagai bahan bangunan dan alat pertanian. Manfaat lain yang lebih umum yaitu digunakan sebagai tanaman pagar hidup, tanaman pelindung, tanaman pupuk hijau pada pola tanam tumpang sari, sebagai penahan tanah pada pola tanam lorong dan terasering (Anonim, 1992).

Salah satu sebab kayu Gamal cepat populer adalah resistensinya terhadap hama kutu loncat (Heteropsylla cubana) lebih baik dari kayu

Lamtoro di berbagai belahan dunia tropis. Kayu Gamal keras, awet dan kemampuannya bertunas setelah dipangkas cocok untuk kayu bakar dan tiang. Tanaman Gamal dapat diperbanyak melalui stek batang dan dapat dipanen perdana pada usia di bawah satu tahun. Sedangkan pada tanaman biji, hasil biomassa baru dapat diperoleh pada usia sekitar dua tahun. Panen trubusan Gamal berikutnya dapat dilakukan setiap 3 – 4 bulan sekali (Hanum dan van der Maesen, 1997).

Kaliandra (Calliandra calothyrsus) merupakan tanaman leguminosa. Leguminosa berupa pohon kecil atau perdu yang termasuk ke dalam keluarga leguminosae. Kaliandra dapat dimanfaatkan sebagai tanaman hijauan, pakan ternak, kayu bakar, produksi lebah madu, dan untuk konservasi lahan marjinal. Tanaman Kaliandra yang banyak dibudidayakan di Indonesia adalah jenis Calliandra calothyrsus berbunga merah yang bisa tumbuh mencapai 4-6 meter. Tanaman Kaliadra dibudidayakan di Madura sebagai bahan untuk membuat wood pellet, dan dijadikan sebagai tanaman pagar di Wonosobo maupun Majalengka. Kaliandra disebut tanaman pionir karena kemampuannya untuk hidup pada berbagai jenis tanah. Kaliandra tumbuh di daerah dengan suhu minimum 18-22

°C dan tidak tahan terhadap pembekuan. Kaliandra untuk produksi kayu energi sebaiknya ditanam di areal terbuka dengan jarak tanam 1 x 1 m atau 1 x 2 m (Macqueen, 1993).

Tanaman Kaliandra dapat membentuk trubus dengan cepat setelah dipangkas. Dengan pemangkasan tiap tahun pada cabang diameter 3-5 cm, tanaman Kaliandra dapat bertahan hidup sampai puluhan tahun. Hasil bahan kering yang dapat diperoleh Kaliandra sekitar 5 ton/ha (Hendrati, 2014). Tanaman Kaliandra tumbuh dengan cepat dan dapat mencapai tinggi 2,5-3,5 meter pada umur tanam 6 bulan, dan mencapai 3-5 meter pada tahun pertama pada lahan yang memadai. Di bawah tegakan pohon kelapa dengan cahaya 60% Kaliandra juga bisa ditanam sebagai tanaman pengisi (Herdiawan, 2008).

Berdasarkan sifat-sifat yang dimiliki tanaman Kaliandra dan Gamal maka tanaman tersebut sesuai untuk dijadikan sebagai tanaman energi. Hasil uji proksimat dan ultimat, serta nilai kalor terhadap kedua jenis kayu Kaliandra dan Gamal (Tabel 1) menunjukkan bahwa kedua jenis tanaman tersebut sesuai untuk digasifikasi menjadi bahan bakar gas.

Gasifikasi

Gasifikasi biomassa merupakan proses konversi secara termo-kimia bahan biomassa padat menjadi bahan gas. Pada proses gasifikasi terjadi reaksi yang bertingkat. Jika disederhanakan, reaksi

10000 10500 11000 11500 12000 12500 13000

Konsumsi energi global per tahun (million tonnes oil equivalent)

Tahun

(21)

52 gasifikasi dengan oksidator udara atau oksigen

dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut (Simpson, 2001).

C6H12O5 + O2 CxHz + CnHmOk + CO + H2 .(1)

Tabel 1. Hasil Uji Proximate dan Ultimate Kayu Gamal dan Kayu Kaliandra

Kandungan Kimia Kayu Gamal

Kayu Kaliandra PROXIMATE (% berat, air dried basis) :

Moisture 6,59 7,07

Fixed Carbon 19,29 19,53

Abu 2,92 3,61

Volatile Matter 71,20 69,79 ULTIMATE (% berat , ash free basis) :

Karbon 44,80 44,59

Hidrogen 6,41 6,20

Oksigen 44,79 44,27

Nitrogen 1,01 1,15

Total Sulphur 0,07 0,18 Nilai Kalor (cal/g) 4.273 4.273

TSG 1,70 1,45

Bulk Density (g/cm³) 0,361 0,314

Hasil yang diperoleh dari gasifikasi biomassa merupakan campuran beberapa macam gas. Komponen utama bahan bakar dalam gas produser adalah H2 dan CO. Komponen CnHmOk

pada persamaan (1) berupa fraksi uap campuran dari berbagai macam senyawa organik yang disebut dengan nama umum tar. Gas hasil proses gasifikasi dinamakan gas produser atau gas biomassa sebagai pembeda dengan istilah biogas, yaitu gas hasil fermentasi anaerob biomassa. Alat atau ruang yang digunakan untuk gasifikasi biomassa dinamakan gasifier atau reaktor gasifikasi atau generator gas (Simpson, 2001).

Proses gasifikasi akan menghasilkan panas dan gas produser yang mudah terbakar. Gas produser yang dihasilkan dapat digunakan untuk bahan bakar mesin pembakaran dalam, mesin turbine, co-firing dan boiler. Panas yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai media pengering, Selain itu, proses gasifikasi juga dapat meng-hasilkan bahan kimia lain termasuk bahan bakar cair (Brigwater, 2002).

Jika gas dibakar untuk menghasilkan panas, sistem gasifikasi memiliki kelebihan dibanding pembakaran biomassa secara langsung. Karena berbentuk gas, pembakaran gas jauh lebih mudah dikontrol dibanding pembakaran biomassa secara langsung, sehingga hal tersebut menguntungkan dari segi konservasi energi serta penekanan polusi udara. Keuntungan gasifikasi antara lain lebih bersih, karena pembakaran dapat berlangsung lebih sempurna sehingga emisi polutan lebih rendah.

Selain itu, pengaturan laju pembakaran juga dapat dilakukan lebih mudah.

Gasifikasi terdiri dari empat tahapan proses, yaitu pengeringan, pirolisis, oksidasi, dan reduksi.

Proses pengeringan, pirolisis, dan reduksi bersifat menyerap panas (endotermik), sedangkan proses oksidasi bersifat melepas panas (eksotermik).

Tahapan proses gasifikasi disajikan pada Gambar 2 (Pranolo, 2010).

Gambar 2 Tahapan Proses Gasifikasi

Tahap pengeringan terjadi akibat pengaruh panas, biomassa mengalami pengeringan pada temperatur sekitar 100 ôC. Selanjutnya tahap pirolisis terjadi bila temperatur mencapai 250 ôC, biomassa mulai mengalami proses perekahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil akibat pengaruh temperatur tinggi. Proses ini berlangsung sampai temperatur 500 ôC. Hasil proses pirolisis ini adalah arang, uap air, uap tar, dan gas-gas. Tahap oksidasi terjadi pada sebagian kecil biomassa atau arang hasil pirolisis yang bereaksi dengan udara sehingga menghasilkan panas yang diperlukan oleh ketiga tahap endotermik. Proses oksidasi ini dapat mencapai temperatur 1.200ôC, yang berguna untuk proses perekahan tar lebih lanjut. Sebagian besar arang yang tidak teroksidasi selanjutnya mengalami tahap reduksi. Pada temperatur di atas 600 ôC, arang bereaksi dengan uap air dan karbondioksida membentuk hidrogen dan karbon monoksida sebagai komponen utama gas hasil.

Gas Produser sebagai Umpan Motor Bakar Menurut Aziz (2006), Dual-Fuel System (DFS) merupakan teknologi yang memungkinkan mesin bakar tidak hanya mengurangi biaya operasional dan emisi tetapi juga tetap mempertahankan kinerja. Proses ini bertujuan untuk meminimalkan konsumsi bahan bakar konvensional yang selama ini digunakan. Pada mesin diesel, sedikit solar tetap diperlukan untuk sarana pengapian. Dalam prakteknya, komposisi DFS ini kira-kira 20% solar dan 80% gas. Daya

(22)

53 maksimum yang dapat dihasilkan oleh mesin

bensin maupun mesin diesel dengan bahan bakar gas turun sampai kira-kira 70% dari daya aslinya.

Pengaturan daya mesin dapat dilakukan dengan pengaturan laju alir gas, sementara laju alir solar diatur pada kebutuhan minimum untuk sarana pengapian. Untuk sistem dual-fuel ini, gas produser dialirkan ke dalam aliran udara masuk mesin, dengan sambungan pipa silang atau sistem injeksi. Sambungan silang sangat sederhana dan murah, sesuai untuk kapasitas rendah. Sedangkan sistem injektor agak rumit pembuatannya tetapi dapat memberikan pencampuran gas-udara yang lebih baik, dan sesuai untuk kapasitas tinggi.

Persyaratan yang hasrus dipenuhi gas produser sebagai bahan bakar internal combustion engine antara lain kandungan tar tidak lebih dari 100 mg/Nm³, kandungan partikel padat maksimum 50 mg/Nm³, dan suhu gas produser maksimal 10^oC di atas suhu lingkungan (Bridgwater, 2006). Gas produser keluaran proses gasifikasi umumnya masih bersuhu tinggi dan mengandung impuritas berupa tar dan partikel padat. Dengan demikian, diperlukan sistem pembersihan dan pendinginan gas produser sebelum diinjeksikan ke dalam internal combustion engine. Sistem pembersihan dan pendingian gas umumnya terdiri dari cyclone, water scrubber dan filter (Susanto, 2009).

Parameter gasifikasi kayu Gamal dan kayu Kaliandra untuk menghasilkan gas mempan bakar perlu diketahui dijadikan acuan perancangan peralatan proses. Sementara itu, potensi pembangkiran listrik berbasis gasifikasi kayu Gamal dan kayu Kaliandra perlu dihitung.

Penelitian ini bertujuan menentukan karakteristik gasifikasi kayu Gamal dan kayu Kaliandra untuk menghasilkan gas mempan bakar sebagai umpan generator pembangkitan listrik pengganti bahan bakar tak terbarukan. Penelitian ini juga bertujuan untuk menghitung penghematan konsumsi spesifik bahan bakar dan kesetaraan energi biomassa dengan bahan bakar konvensional.

METODE PENELITIAN

Bahan baku biomassa yang digunakan adalah kayu Gamal dan kayu Kaliandra sebagai bahan baku utama umpan gasifier untuk diubah menjadi gas produser. Pengeringan dan pemotongan bahan baku diperlukan sebelum diumpankan ke dalam gasifier. Pengeringan dilakukan menggunakan oven kayu pada suhu 70

oC selama 2 hari. Ukuran panjang bahan baku rata- rata pada rentang 2,8-4 cm berbentuk silinder yang dibelah empat dengan jari-jari 0,5-1,1 cm.

Arang kayu digunakan sebagai bahan pembentukan bara pada awal proses untuk mencapai temperatur reaksi sebelum biomasssa dimasukkan. Sementara itu, bensin (Premium

Class – RON 88) dan LPG tabung hijau produk Pertamina digunakan sebagai bahan bakar utama mesin generator.

Peralatan yang digunakan dan skema rangkaian alat disajikan di Gambar 3. Rangkaian alat terdiri dari tiga bagian utama yaitu unit pengonversi biomassa menjadi gas produser, unit pembersihan dan pendinginan gas, dan unit pembangkit listrik. Pada penelitian ini, downdraft gasifier bertenggorokan (with throat) digunakan untuk mengonversi bahan baku biomassa menjadi gas produser mempan bakar. Diameter tenggorokan 12 cm dan sudut kerucut tenggorakan sebesar 45^o. Empat pipa berdiameter 0,5 inch dipasang pada bagian tenggorokan sebagai tempat masuk udara penggasifikasi. Kapasitas unit gasifikasi yang digunakan sekitar 5 kg/jam.

Gasifier dilengkapi dengan termokopel Tipe-K (T1) untuk memonitor suhu zona reduksi. Laju alir udara masuk gasifier diatur dengan menggunakan sebuah globe valve.

Selama proses gasifikasi berlangsung akan dihasilkan gas produser panas yang memerlukan pembersihan dan pendinginan. Water scrubber jenis spray column digunakan untuk mengontakkan air dengan gas produser panas secara countercurrent. Sebagian besar partikel padat dan condensable tars akan terembunkan dan keluar bersama air yang juga membawa tar terlarut. Suhu gas keluar dijaga sekitar 40 ^oC (ditunjukkan oleh termometer payung T3) dengan cara mengatur laju alir air dari pompa 125 watt menggunakan kran dengan sistem bypass, dan laju alir air diukur dengan menggunakan flowmeter analog (F1). Pada kondisi tersebut diperoleh suhu air keluar sebesar 45 ^oC (ditunjukkan oleh termometer T4). Filter 1 dan 2 yang berisi arang kayu dan kain perca berfungsi untuk memisahkan sisa partikel padat dan condensable tars, serta embunan uap air. Filter 3 tidak diisi bahan isian untuk memisahkan embunan air yang kemungkinan masih terikut aliran gas. Vortex blower ½ hp digunakan untuk memasukkan udara ke dalam gasifier melalui negative pressure action, sekaligus mengalirkan gas produser ke dalam mesin pembangkit.

Selain pengukuran suhu gas produser keluaran water scrubber, kualitas gas produser diuji dengan melakukan pembakaran melalui burner. Warna dan stabilitas nyala api diamati secara visual, serta diukur panjang lidah api yang dihasilkan. Komposisi kimia gas produser diuji dengan menggunakan peralatan Gas Chromatography di Laboratorium Analisis dan Instrumentasi UGM Yogyakarta.

Setelah nyala api terbentuk pada burner dan stabil, selanjutnya gas produser akan dialirkan menuju mesin generator untuk pembangkitan

(23)

54 listrik pada berbagai variasi beban listrik yang digunakan.

Gambar 3. Skema Rangkaian Alat

Pada penelitian ini digunakan mesin berbahan bakar bensin dan mesin berbahan bakar LPG dengan kapasitas maksimum masing-masing 5 kWe yang digunakan secara bergantian. Laju alir gas produser diatur dengan menggunakan globe valve dan diukur menggunakan orificemeter (F2/F3). Laju alir gas produser dan udara diatur sedemikian sehingga getaran mesin tidak terlalu besar dan mesin stabil. Laju alir bensin diatur menggunaan kran yang sekaligus terpasang pada alat ukur laju alir berupa buret gelas berskala.

Sementara itu, konsumsi LPG diukur secara gravimetri dengan menggunakan timbangan skala 1 kg. Laju alir LPG diatur menggunakan regulator gas. Beban listrik menggunakan beberapa peralatan listrik seperti pemanas air dan setrika.

Voltase dan arus listrik yang dihasilkan/dikonsumsi diukur menggunakan Volt- amperemeter (VA).

Data-data penelitian yang diukur selama operasi berlangsung antara lain: suhu zona reduksi di dalam gasifier, suhu air masuk dan keluar water scrubber, suhu gas keluar water srubber, laju konsumsi biomassa, laju konsumsi bensin, laju konsumsi LPG, voltase dan kuat arus listrik.

Data-data yang diperoleh selanjutnya digunakan untuk menghitung nilai Spesific Gasification Rate (SGR) yang merupakan laju konsumsi biomassa per satuan luas tenggorokan (kg/m².jam), konsumsi bensin spesifik (L/kVAh), konsumsi LPG spesifik (kg/kVAh), persentase penghematan bensin spesifik (% basis L/kVAh), dan persetase penghematan LPG spesifik (% basis kg/kVAh). Persentase penghematan spesifik dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

(2) V1 adalah laju alir konsumsi bensin atau LPG saat operasi single-fuel (hanya menggunakan bahan bakar bensin atau LPG). Sedangkan, V2 adalah laju alir konsumsi bensin atau LPG saat operasi dual- fuel (menggunakan bahan bakar gas produser dan bensin atau LPG). Pada penelitian ini juga dihitung nilai kesetaraan energi kayu Kaliandra dan kayu Gamal terhadap bensin dan LPG.

HASIL DAN PEMBAHASAN Penanganan Bahan Baku Biomassa

Sebagai hasil pengeringan bahan baku biomassa, diperoleh kadar air rata-rata kayu Gamal dan kayu Kaliandra berturut-turut sebesar 26,28%

dan 21,20% berat basah. Sementara itu, pada ukuran biomassa yang digunakan diperoleh bulk density kayu Gamal dan kayu Kaliandra berturut- turut sebesar 0,2232 gram/cm³ dan 0,2043 gram/cm³. Bahan baku biomassa yang digunakan sebagai umpan gasifier disajikan pada Gambar 4.

(a) (a) (b)

Gambar 4. Hasil potongan kayu (a) Gamal (b) Kaliandra

Produksi Gas

Proses konversi biomassa padat menjadi gas mempan bakar dilakukan di dalam gasier.

(24)

55 Jumlah biomassa yang digunakan dan sisa padatan

diukur selama waktu operasi tertentu, sehingga diperoleh laju konsumsi biomassa seperti disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Data Operasi Gasifikasi

Dari data tersebut kemudian dihitung nilai SGR dan diperoleh nilai sebesar 172-340 kg/m².jam untuk kedua jenis kayu tersebut.

Sementara itu, suhu zona reduksi yang teramati selama proses pada rentang 650-940 ^oC yang sesuai dengan suhu tipikal zona reduksi gasifikasi biomassa dengan udara sebagai media penggasifikasi (Reed, 1988).

Gas produser yang terbentuk kemudian dialirkan menuju water scrubber untuk proses pembersihan dan pedinginan. Kontak langsung antara gas produser dengan air menyebabkan penurunan suhu gas produser dari 150^oC menjadi sekitar 40^oC. Sebagian besar kandungan partikel padat dan condensed tars terpisahkan pada tahap ini, yang ditandai dengan kondisi air dalam water seal yang semakin lama semakin kotor/keruh. Gas produser output water scrubber dialirkan melewati filter untuk penyaringan lebih lanjut terhadap sisa pengotor yang masih terikut maupun air yang terbawa dari water scrubber. Kandungan pengotor dalam gas produser relatif rendah, hal ini dibuktikan dengan kondisi filter yang relatif masih bersih setelah digunakan.

Kualitas gas yang dihasilkan pada proses gasifikasi diuji secara kualitatif dengan warna api dan diuji secara kuantitatif dengan alat Gas Chromatography (GC) untuk analisis komposisi gas produser. Analisa kualitatif ini berdasarkan warna dan stabilitas nyala yang digunakan sebagai acuan layak atau tidaknya gas masuk genset serta lidah api yang dihasilkan dari uji pembakaran gas di burner panjang dan stabil (Gambar 5). Uji nyala api pada burner menghasilkan lidah api relatif stabil dengan panjang 8-14 cm dengan biomassa kayu Gamal, dan lidah api sepanjang 15-30 cm relatif stabil dengan menggunakan biomassa kayu Kaliandra. Nyala api berwarna oranye dapat disebabkan oleh kandungan hidrokarbon C2 ke atas yang tidak terkondensasi dan tidak terdeteksi peralatan GC.

(a) (a) (b)

Gambar 5. Pembakaran gas produser hasil gasifikasi (a) kayu Gamal , (b) kayu Kaliandra

Komposisi gas hasil uji GC dapat dilihat pada Tabel 3. Total kadar gas mempan bakar (H2, CO, CH4) untuk setiap percobaan belum sesuai dengan komposisi tipikal gas produser hasil gasifikasi biomassa dengan udara sebagai medium penggasifikasi. Kandungan CO sudah menunjukkan hasil yang sesuai, namun kandungan H2 masih terlalu rendah. Kandungan CH4 tidak terdeteksi GC disebabkan oleh konsentrasi yang sangat rendah.

Tabel 3. Komposisi Gas Produser

N/A : kadar yang dimiliki terlalu kecil sehingga tidak terbaca oleh alat gas analyzer

(Sumber : Laboraturium Analisis Instrumental (ANINS) UGM)

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapat suhu pada zona oksidasi dan kondisi lidah api di burner selama uji pembakaran gas produser, dapat disimpulkan bahwa proses gasifikasi maupun gas produser yang dihasilkan berkualitas cukup baik. Gas produser memiliki kualitas pembakaran yang cukup baik dan layak digunakan sebagai bahan bakar pada mesin diesel genset.

Pembangkitan Listrik

Operasi Dual-Fuel Genset Bensin

Pengambilan data operasi genset bensin dengan gas produser dilakukan dengan 5 buah variasi beban listrik. Data operasi genset bensin dengan gas produser dari biomassa kayu gamal dan operasi genset bensin dengan gas produser kayu Kaliandra ditampilkan pada Gambar 6.

(25)

56 Gambar 6. Kurva Laju Konsumsi Bahan Bakar Bensin

tiap daya output listrik genset (L/kVAh) single-fuel dan dual-fuel

Setelah mengetahui hasil laju konsumsi bahan bakar bensin pada genset bensin baik single- fuel dan dual-fuel dengan gas produser hasil gasifikasi kayu Gamal dan kayu Kaliandra, dapat dihitung hasil penghematan yang diperoleh dari operasi genset pada Gambar 7.

Gambar 7. Persentase penghematan konsumsi bensin spesifik pada berbagai variasi beban listrik

Persentase penghematan bensin pada percobaan menggunakan kayu Gamal terbesar adalah 44,29% (dalam L/kVAh) pada beban listrik maksimum, dengan kecepatan alir gas produser sebesar 20,82 m³/jam. Kesetaraan energi antara kayu Gamal dengan bensin diperoleh sebesar 3,08 kg/L bensin. Sementara itu, persentase penghematan bensin terbesar pada percobaan menggunakan kayu Kaliandra adalah 68,55%

(dalam L/kVAh) pada beban listrik maksimum, dengan kecepatan alir gas produser sebesar 21,11 m³/jam. Kesetaraan energi antara kayu Kaliandra dengan bensin diperoleh sebesar 0,89 kg/L bensin.

Berdasarkan perbandingan nilai kalor masing- masing jenis bahan bakar, diperoleh nilai kesetaraan energi antara kedua jenis biomassa dengan bensin sebesar 1,93 kg/L bensin.

Efisiensi panas secara keseluruhan (overall system thermal efficiency) yang diperoleh pada

operasi genset bensin dengan sistem dual-fuel sebesar 13% jika menggunakan kayu Gamal dan 20,4% menggunakan kayu Kaliandra.

Operasi Dual-Fuel Genset LPG

Pengambilan data operasi genset LPG dengan gas produser juga dilakukan dengan 5 buah variasi beban listrik. Sebelum pengambilan data operasi genset LPG dengan penambahan gas produser (dual-fuel), dilakukan pengambilan data operasi genset tanpa penambahan gas produser (single-fuel). Data operasi genset LPG dengan gas produser dari biomassa kayu gamal dan operasi genset LPG dengan gas produser kayu Kaliandra ditampilkan pada Gambar 8.

Gambar 8. Kurva Laju Konsumsi Bahan Bakar LPG (kg/kVAh) tiap daya output listrik genset single-fuel dan dual-fuel

Setelah mengetahui hasil laju konsumsi bahan bakar LPG pada genset LPG baik single-fuel dan dual-fuel dengan gas produser hasil gasifikasi kayu Gamal dan kayu Kaliandra, dapat dihitung hasil penghematan yang diperoleh dari operasi genset pada Gambar 9.

Gambar 9. Kurva hasil penghematan kayu Gamal dan Kaliandra

Persentase penghematan LPG terbesar pada percobaan menggunakan kayu Gamal yaitu 47,94% (dalam kg/kVAh) pada beban listrik maksimum, dengan laju alir gas produser sebesar

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

Laju Konsumsi Bensin (L/kVAh)

Daya Output Genset (kVA) Single Fuel

Dual Fuel Bensin + Gamal Dual Fuel Bensin + Kaliandra

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

Penghematan (% kg/kVAh)

Daya Output Genset (kVA)

Kayu Gamal Kayu Kaliandra

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

Laju Konsumsi LPG (kg LPG/ kVAh)

Daya Output Genset (kVA)

Single Fuel

Dual Fuel LPG + Gamal Dual Fuel LPG + Kaliandra

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Daya Output Genset (kVA)

Kayu Gamal Kayu Kaliandra

(26)

57 19,15 m³/jam. Kesetaraan energi antara kayu

Gamal dengan LPG sebesar 3,08 kg/kg LPG.

Sementara itu, persentase penghematan LPG terbesar pada percobaan menggunakan kayu Kaliandra yaitu 50,70% (dalam kg/kVAh) pada beban listrik maksimum, dengan laju alir gas produser sebesar 19,99 m³/jam. Kesetaraan energi antara kayu Kaliandra dengan LPG sebesar 2,44 kg/kg LPG. Berdasarkan perbandingan nilai kalor masing-masing jenis bahan bakar, diperoleh nilai kesetaraan energi antara kedua jenis biomassa dengan LPG sebesar 2,65 kg/kg LPG.

Nilai efisiensi panas secara keseluruhan yang diperoleh pada operasi genset LPG dengan sistem dual-fuel sebesar 16,6% jika menggunakan kayu Gamal dan 19,8% menggunakan kayu Kaliandra.

Kenaikan beban listrik pada operasi genset menyebabkan kenaikan suhu ruang bakar. Suhu yang tinggi di ruang bakar mampu meningkatkan penguapan bahan bakar sehingga proses pencampuran bahan bakar dan udara menjadi semakin baik. Fenomena ini menyebabkan proses pembakaran semakin efektif sehingga laju konsumsi bensin semakin kecil baik untuk operasi genset tanpa gas produser maupun dengan gas produser.

KESIMPULAN

Proses gasifikasi kayu Gamal dan kayu Kaliandra untuk menghasilkan gas sudah berjalan dengan baik. Hal tersebut dibuktikan dengan suhu zona reduksi didalam gasifier mencapai 650- 940^oC dengan nilai SGR pada rentang 172-340 kg/m².jam. Sistem pembersihan dan pendinginan gas beroperasi dengan baik yang ditunjukkan dengan kondisi filter relatif bersih setelah pemakaian dan suhu akhir gas produser sekitar 40^oC. Komposisi gas produser yang dihasilkan belum sesuai dengan komposisi tipikal gas produser, namun gas yang terbentuk dapat terbakar dengan warna orange keungunan dan stabil.

Konsumsi bensin dan LPG semakin rendah dengan naiknya beban listrik. Pada operasi dual- fuel, persentase penghematan konsumsi bensin dan LPG semakin besar dengan naiknya beban listrik.

Walaupun demikian, nilai efisiensi panas secara keseluruhan lebih rendah jika dibandingkan dengan opersari single-fuel.

Pada beban listrik maksimum antara 4,2-4,6 kVA persentase penghematan konsumsi bensin (%

basis L/kVAh) diperoleh sebesar 44,29% dan 68,55% berturut-turut untuk penggunaan kayu Gamal dan kayu Kaliandra. Sementara itu, persentase penghematan konsumsi LPG (% basis kg/kVAh) diperoleh sebesar 47,94% dan 50,70%

berturut-turut untuk penggunaan kayu Gamal dan kayu Kaliandra.

Nilai kesetaraan energi antara kayu Gamal dan Kaliandra terhadap bensin berturut-turut 3,08 kg/L bensin dan 0,89 kg/L bensin. Sementara itu, nilai kesetaraan energi antara kayu Gamal dan Kaliandra terhadap LPG berturut-turut sebesar 3,64 kg/kg LPG dan 2,44 kg/kg LPG.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kemenristekdikti atas dana PKMP 2016 yang telah diberikan untuk penyelesaian penelitian hingga penyusunan laporan.

DAFTAR PUSTAKA

All Power Labs. 2015. “The Five Processes of Gasification”.http://www.allpowerlabs.com /gasification-explained. diakses pada 22 Februari 2016.

Anonim, 1992, ”Gamal Sebagai Pakan Ternak”.

Lembar Informasi Pertanian BIP Irian Jaya No. 110/92. Diterbitkan oleh Informasi Pertanian Irian Jaya.

Aziz, A. A., Said M. F., dan Awang, M. A.2006.

“Performance of Palm Oil-Based Bio Diesel Fuels in a Single Cylinder Direct Injection Engine, Palm Oil Development.”

BP. 2015. BP Statistical Review of World Energy 2015.http://www.bp.com/content/dam/bp/

pdf/Energyeconomics/statistical-review- 2015/bp-statistical-review-of-world-energy- 2015-full-report.pdf, diakses pada 20 Desember 2015.

Bridgwater, T. 2006. “Review Biomass for energy”. Journal of the Science of Food and Agriculture, vol. 86 pp.1755–1768.

Bio-Energy Research Group, Aston University, Birmingham.

Hanum ,F. and Van de Maesen, L.J.G (eds), 1997.

PROSEA: Plant Resources of South East Asia 11, Auxiliary Plants. Prosea foundation, Bogor. Indonesia.

Hendrati. Rina Laksmi, dkk, 2014, “Budidaya Kaliandra (Calliandra calothyrsus) untuk Bahan Baku Sumber Energi”. Bogor.

Herdiawan, I.,2008,” Karakteristik dan Pemanfaatan Kaliandra, Balai Penelitian Ternak” :Bogor.

Irawati, Denny , dkk, 2013, “Pengaruh Jenis Kayu Terhadap Pertumbuhan Dua Jenis Jamur Sebagai Praperlakuan pada Pemanfaatannya Untuk Energi”, Yogyakarta.

Kementerian ESDM, 2012,” Biomassa Bahan Organik Sarat Kegunaan.” ESDMMAG edisi 03 tahun 2012

Macqueen, D.J. 1993. Calliandra calothyrsus Complication of plant taxonomy, ecology, biology for seed coolection.

Commonwealth Forestry Review.

(27)

58 Manglayang Farm Online. 2006. Analisa

Penanaman Tanaman Gamal. Diakses di www.manglayang.com, pada 10 Januari 2016.

National Academy of Sciences (NAS), 1983.

Firewood crops: shrub and tree species for energ y production, Vol. 2, National Academy of Sciences, Washington DC.

Nugraha, S.A., dkk, 2015.” Pembuatan Unit Pembangkit Fas Produser Portable Berbasis Gasifikasi Tempurung Kelapa dengan Kapasitas Umpan 24 kg/jam”, UNS, Surakarta.

Pranolo, S. H. 2010. “Potensi Penerapan Teknologi Gasifikasi Tongkol Jagung sebagai Sumber Alternatif di Pedesaan”, Purwokerto.

Ratmana, I. F., dkk, 2015.” Kinerja Listrik Dual- Fuel Kapasitas 5 kW Berbasis Gasifikasi Sekam Padi Berunggun Tetap”, UNS, Surakarta.

Reed, T., 1988, “Handbook of Biomass Downdraft Gasifier Engine Systems”, Solar Energy Research Institute, Colorado.

Simpson, D.H. 2001.”Biomass Gasification for Sustainable Development”.www.safariseed.

com/botanical/biodigestion.htm, diakses pada 5 Januari 2016.

Susanto, H., 2009, “Pengembangan Proses Pemanfaatan Limbah Pertanian dan Perkebunan sebagai Sumber Energi dan Bahan Kimia”. Prosiding di Seminar Nasional Teknik Kimia Kejuangan 2009, UPN Yogyakarta.