LAPORAN TUGAS AKHIR PROTOTYPE GASIFIKASI BIOMASSA SISTEM UPDRAFT SINGLE GAS OUTLET MENGGUNAKAN TONGKOL JAGUNG (Tinjauan kinerja Venturi Scrubber tipe Counter Current)

(1)

LAPORAN TUGAS AKHIR

PROTOTYPEGASIFIKASI BIOMASSA SISTEMUPDRAFT SINGLE GAS OUTLETMENGGUNAKAN TONGKOL JAGUNG

(Tinjauan kinerjaVenturi Scrubber tipe Counter Current)

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan S1 (Terapan) pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi

Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang

OLEH :

IFTIKAR MUKTI ALI 0610 4041 1410

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG

(2)

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR

(Tinjauan kinerjaVenturi Scrubber tipe Counter Current)

Oleh:

IFTIKAR MUKTI ALI NIM 061040411410

Palembang, Juni 2014

Pembimbing I, Pembimbing II,

Zurohaina, S.T., M.T. Ir. K. A. Ridwan, M. T.

NIP 196707181992032001 NIP 196002251989031002

Mengetahui, Mengetahui,

Ketua Program Studi Ketua Jurusan Teknik Kimia

S1 (Terapan) Teknik Energi

Ir. Arizal Aswan, M.T. Ir. Robert Junaidi, M.T.

(3)

Telah Dipertahankan Dihadapan Tim Penguji

Dijurusan Teknik Kimia Program Studi S1 Terapan Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya

Pada Tanggal 16 Juli 2014

Tim Penguji : Tanda Tangan

1. Ir. Fatria, M.T. ( )

NIP. 196602211994032001

2. Dr. Ir. Rusdianasari, M.Si ( )

NIP. 196711191993032003

3. Ir. M. Taufik, M.Si ( )

NIP. 195810201991031001

4. Zulkarnain, S.T., M.T. ( )

NIP. 197102251995021001

Palembang, Juli 2014 Mengetahui,

Ketua Program Studi

S1 (Terapan) Teknik Energi

(4)

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto

Dari

Abu

Hurairah

radhiallahu’anhu,

sesungguhnya

Rasulullah

shallallahu’alaihi wasallam bersabda: “Barang siapa menempuh jalan untuk

mencari ilmu, maka Allah akan memudahkan baginya jalan ke surga.” (H.R

Muslim)

“Tidak ada kata mengecewakan dalam sebuah perjuangan, bahkan kegagalan

dalam perjuangan merupakan sebuah nasihat” (Iftikar Mukti Ali)

“Imajinasi lebih penting dari pengetahuan. Pengetahuan itu terbatas, sedangkan

imajinasi meliputi seluruh dunia, merangsang kemajuan, melahirkan evolusi.”

(Albert Einstein)

Kupersembahkan untuk :



Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW



Ibuku “Siti Aisyah” dan Bapakku “M. Ali Iskandar” yang senantiasa

mendukung dan berdo’a untukku



Kedua kakakku, “Oni Sugiharto Perkasa” dan “Mutiara Puspita Dewi”



Kedua pembimbingku, “Zurohaina, S.T., M.T. dan “Ir. K.A. Ridwan.



Teman seperjuanganku, “Tama, Muzakir, Richard, Sepriyadi, dan

Weni.”

(5)

ABSTRAK

(

Tinjauan kinerjaVenturi Scrubber tipe Counter Current)

(Iftikar Mukti Ali, 2014, 58 Halaman, 6 Tabel, 15 Gambar, 4 Lampiran)

Teknologi gasifikasi merupakan salah satu cara untuk memanfaatkan limbah biomassa menjadi energi. Gasifikasi mengubah bahan bakar padat menjadi gas mampu bakar, yaitu CH4, CO dan H2 yang merupakan hasil reaksi dalam

gasifier. Jenisgasifieryang digunakan dalam penelitian ini adalah sistem updraft. Gas produser atau syngas yang dihasilkan dalam sistem updraft masih mengandung partikulat berupa tar. Tar merupakan pengotor organik yang kandungannya harus dibersihkan apabila syngas diaplikasikan sebagai bahan bakar motor pembakaran dalam. Cara yang digunakan untuk mereduksi kandungan tar dalam syngas adalah dengan menerapkan teknologi pembersihan gas, yaitu venturi scrubber dengan media air. Penelitian ini bertujuan untuk meninjau kinerjaventuri scrubber dalam mereduksi tar yang dibawa oleh syngas

dengan memvariasikan laju aliran air yang masuk ke throat venturi scrubber. Variasi laju aliran air yang digunakan adalah 8, 12 dan 16 liter/menit. Hasil penelitian ini menunjukkan, pada laju aliran 16 liter/menit didapatkan efisiensi sebesar 55,17 % yang merupakan laju aliran air yang optimal dalam mereduksi tar yang dibawasyngas.

(6)

ABSTRACT

PROTOTYPE OF BIOMASS GASIFICATION OF SINGLE GAS OUTLET UPDRAFT SYSTEMS USED CORN COB

(Work Study of Venturi Scrubber in Counter Current type)

(Iftikar Mukti Ali, 2014, 58 Pages, 6 Tables, 15 Pictures, 4 Appendixes)

Gasification technology is one way to utilize biomass waste into energy. Gasification of solid fuels change into a gas capable of combustion, is CH4, CO

and H2which is the result of the reaction in the gasifier. Type of gasifier used in

this research is the updraft system. Producer gas or syngas produced in the updraft system still contains a particulate form of tar. Tar is an organic impurity abortion should be cleaned when applied as a fuel syngas combustion engine. The means used to reduce the tar content in the syngas is by applying gas cleaning technology, namely venturi scrubber with water media. This research purpose to review the performance of venturi scrubbers to reduce tar carried by syngas by varying the flow rate of water into the throat venturi scrubber. Variations in water flow rate used was 8, 12 and 16 liter/min. Results of this research showed, at a flow rate of 25 liter/min obtained 55.17% efficiency which is the optimal water flow rate in reducing tar brought syngas.

(7)

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia

yang dilimpahkan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas

Akhir (TA) tepat pada waktunya. Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat

untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains Terapan (SST) Jurusan Teknik Kimia

Program Studi DIV Teknik Energi.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada

berbagai pihak yag telah memberikan bantuan dan bimbingan kepada penulis

dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini, khususnya kepada :

1. R.D. Kusumanto, S.T, M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

2. Ir. Irawan Rusnadi, M.T., selaku Pembantu Direktur 3 Politeknik Negeri

Sriwijaya.

3. Ir. Robert Junaidi, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik

Negeri Sriwijaya.

4. Zulkarnain, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri

Sriwijaya.

5. Ir. Arizal Aswan, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Energi Politeknik

Negeri Sriwijaya.

6. Zurohaina S.T, M.T., selaku Dosen Pembimbing I Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Sriwijaya.

7. Ir. K.A. Ridwan, M.T. selaku Dosen Pembimbing II Jurusan Teknik Kimia

8. Segenap Dosen, Staf Teknik Kimia, dan Teknisi Laboraturium Teknik Kimia

9. Bapak / Ibu Dosen Teknik Kimia, selaku Dosen Pengajar Jurusan Teknik

Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

10. Orang tua kami, dan saudara_–saudara kami yang memberikan dukungan moral

dan materi.

11. Rekan-rekan Mahasiswa jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi

(8)

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih terdapat

banyak kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran

yang bersifat membangun dari semua pihak dan semoga kekurangan itu tidak

mengurangi manfaat dari hasil penelitian ini.

Akhir kata semoga penelitian ini bermanfaat bagi kita semua, terutama

Bapak / Ibu Dosen jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya, serta

rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Kimia prodi DIV Teknik Energi.

Palembang, Juli 2014

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... iv

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 ... 3

1.3 Manfaat... 3

1.4 Perumusan Masalah ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Tongkol Jagung... 5

2.2 Gasifikasi ... 6

2.2.1 Jenis-Jenis Gasifikasi ... 6

2.2.2 Proses Gasifikasi ... 8

2.3 Pembersihan Gas Sintetik ... 10

2.4 Venturi Scrubber... 11

2.5 Proses Pembentukkan Tar... 11

2.6 Orifice Meter... 13

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 15

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 15

3.2 Alat dan Bahan... 15

3.2.1 Alat... 15

3.2.2 Bahan ... 17

3.3 Pendekatan Rancangan Desain ... 17

3.3.1 Pendekatan Desain Fungsional ... 17

3.3.2 Pendekatan Desain Struktural ... 19

3.3.3 Desain PrototipeUpdraft Gasifier Single Gas Outlet... 25

3.4 Prosedur Penelitian ... 26

3.4.1 Persiapan Bahan Bakar ... 26

3.4.2 Persiapan Alat Ukur ... 26

3.4.3 Prosedur Gasifikasi SistemSingle Gas Outlet... 26

3.4.4 Tahapan Pengukuran / Pengambilan Data ... 27

3.4.5 Prosedur Mematikan Gasifier ... 27

3.4.6 Analisa Hasil ... 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 30

(10)

4.1.1 Variasi Laju Alir terhadap Massa Tar... 30

4.1.2 Temperatur Syngas padaVenturi Scrubber... 30

4.1.3 Efisiensi KinerjaVenturi Scrubber... 31

4.2 Pembahasan... 31

4.2.1 Variasi Laju Alir terhadap Massa Tar... 31

4.2.2 TemperaturSyngaspadaVenturi Scrubber... 33

4.2.3 Efisiensi KinerjaVenturi Scrubber... 34

BAB V PENUTUP ... 36

5.1 Kesimpulan ... 36

5.2 Saran ... 36

DAFTAR PUSTAKA ... 37

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. TipeGasifierBerdasarkan Arah Aliran ... 7

2. Blind Flange... 19

3. Slip-On Flange... 20

4. Ruang Pembakaran ... 20

5. Grate... 21

6. Ruang Penampung Abu ... 21

7. Cyclone Separator... 22

8. Counter Current Wet Venturi Scrubber... 23

9. Synthetic Gas Washer (Wet Impinger Tube)... 24

10. Separator... 24

11. Desain PrototipeUpdraft Gasifier Single Gas Outlet... 25

12. Blok Diagrampada Updraft Gasifier Single Gas Outlet... 29

13. Variasi Laju Aliran Air terhadap Tar... 32

14. Variasi Laju Alir Air terhadap TemperaturSyngas ...33

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Analisis Kimia Tongkol Jagung ... 6

2. Kelebihan dan KekuranganUpdraft Gasifier... 8

3. Kandungan Tar pada Gasifikasi... 12

4. Daftar Peralatan yang Digunakan ... 15

5. Variasi Laju Aliran Air terhadap Massa Tar ... 30

6. Perbandingan antara Termperatur Masuk dan KeluarVenturi Scrubber... 31

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

I. Data Pengamatan ... 39

II. Perhitungan ... 43

III. Dokumentasi ... 52