pengaruh variasi kecepatan udara terhadap …eprints.ums.ac.id/42345/24/halaman depan.pdfpembakaran...

TUGAS AKHIR

PENGARUH VARIASI KECEPATAN UDARA TERHADAP

KINERJA TUNGKU GASIFIKASI SEKAM PADI TIPE

DOWNDRAFT KONTINU

Tugas Akhir Ini Disusun Untuk Memenuhi Syarat Untuk Memperoleh Gelar

Sarjana Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh:

NURHADI SAPUTRA

NIM : D200100109

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

vi

Abstraksi

Pembakaran adalah proses oksidasi yang sangat cepat antara

bahan bakar dan oksidator dengan menimbulkan nyala dan panas.

Berdasarkan gas sisa yang dihasilkan pembakaran dibedakan menjadi

pembakaran sempurna dan pembakaran tidak sempurna, contoh

pembakaran tidak sempurna adalah pada proses gasifikasi. Gasifikasi

adalah suatu proses perubahan bahan bakar padat secara termokimia

menjadi gas, dimana udara yang diperlukan lebih rendah dari udara yang

digunakan untuk proses pembakaran.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kecepatan

udara pembakaran terhadap temperatur pembakaran, waktu penyalaan

awal dan waktu nyala efektif pada tungku gasifikasi berbahan bakar

sekam padi tipe downdraft kontinu. Penelitian dilakukan dengan

memvariasikan kecepatan udara yang masuk kedalam tungku dengan

variasi kecepatan 6,0 m/s, 7,0 m/s dan 8,0 m/s, kemudian mengambil data

meliputi temperatur pembakaran, waktu penyalaan awal dan waktu nyala

efektif.

Hasil penelitian menunjukkan variasi kecepatan udara berpengaruh

terhadap temperatur pembakaran, waktu penyalaan awal dan waktu nyala

efektif yang dihasilkan. Pada kecepatan udara 6,0 m/s temperatur tertinggi

sebesar 500.47oC waktu penyalaan 9.5 menit dan waktu nyala efektif

selama 35 menit. Kecepatan udara 7,0 m/s temperatur tertinggi sebesar

559.51oC waktu penyalaan 7 menit serta waktu nyala efektif selama 32

menit. Sedangkan pada kecepatan udara 8,0 m/s temperatur tertinggi

yang dihasilkan sebesar 595.32oC waktu penyalaan 5,5 menit dan waktu

nyala efektif selama 28 menit.

Kata kunci: Kecepatan Udara, Gasifikasi, Sekam Padi, Temperatur

Pembakaran

vii

Abstraction

Combustion is very rapid oxidation process between the fuel and

oxidizer to cause ignition and heat. Based on the residual gas produced by

burning differentiated into combustion and incomplete combustion, is an

example of incomplete combustion in the gasification process. Gasification

is a process of change thermochemical solid fuel into gas, where the

necessary air is lower than the air used for combustion processes.

The purpose of this study was to determine the effect of the speed

of the combustion air to the combustion temperature, time and time startup

effective flame furnace fueled gasification of rice husk continuous

downdraft type. The study was conducted by varying the speed of air

enters the furnace with a variable rate of 6.0 m / s, 7.0 m / s and 8.0 m / s,

and then retrieve the data include combustion temperatures, ignition timing

early and effective burning time.

The results show the air speed variations affect the combustion

temperature, time of the initial ignition and burning time effectively

produced. At the air velocity of 6.0 m / s the highest temperature at the

time of ignition 500.47oC 9.5 minutes and time effective flame for 35

minutes. Air velocity of 7.0 m / s the highest temperature at the time of

ignition 559.51oC 7 minutes and time effective flame for 32 minutes. While

on the air velocity of 8.0 m / s the highest temperature generated at the

time of ignition 595.32oC 5.5 minutes and time effective flame for 28

minutes.

Keywords: Air Speed, Gasification, Rice Husk, Temperature

Combustion

viii

LEMBAR MOTTO

Sebaik-baik manusia adalah yang paling banyak manfaatnya bagi

orang lain.

Perjalanan hidup ini ibarat sebuah titik pada roda yang sedang

berputar, diatas ataupun dibawah suatu saat kita akan

mengalaminya. Ketika sedang berada diatas tetaplah bersyukur

dan ingatlah posisi itu tidak akan selamanya, ketika sedang berada

dibawah tetaplah bersyukur dan jadikanlah sholat serta sabar

sebagai penolongmu.

Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.

Maka apabila engkau telah selesai (dari suatu urusan) tetaplah

bekerja keras (untuk urusan yang lain).

Dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap.

( Q.S. Al-Insyiroh ; 6-8 )

ix

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

berkat dan rahmat-NYA sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat

terselesaikan.

Tugas Akhir berjudul “Pengaruh Variasi Kecepatan Terhadap

Kinerja Tungku Gasifikasi Sekam Padi Tipe Downdraft Kontinu”, dapat

terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada

kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati

ingin menyampaikan rasa terima kasih 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 pembimbing utama yang banyak

memberikan ilmu, waktu, dorongan serta arahan dalam proses

bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Nur Aklis, ST., M.Eng., Dosen pembimbing pendamping yang

telah meluangkan waktu dam memberikan bimbingan serta arahan

dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

x

5. Muhammad Alfatih H, ST., MT., Dosen Pembimbing Akademik

yang telah memberikan arahan, bimbingan serta motivasi selama

masa kuliah.

6. Seluruh Dosen dan Staf yang telah banyak berjasa dalam proses

belajar penulis selama kuliah.

7. Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberikan segenap kasih

sayang dan pengorbanannya untuk putra-putrinya.

8. Kakak, Adik tersayang dan segenap keluarga yang telah

memberikan dukungan dan doa dalam penyelesaian Tugas Akhir

ini.

9. Muhammad Raisul Khoiri sahabat sekaligus rekan satu tim yang

selalu menemani dan membagi semangatnya selama mengerjakan

Tugas Akhir ini, Seluruh teman-teman Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah

banyak membantu.

10. Semua pihak yang telah membantu semoga Allah SWT membalas

kebaikan kita semua.

Surakarta,

Penulis

NURHADI SAPUTRA

xi

DAFTAR ISI

Halaman Judul ............................................................................................ i

Pernyataan Keaslian Skripsi ....................................................................... ii

Halaman Persetujuan ................................................................................. iii

Halaman Pengesahan ................................................................................ iv

Lembar Soal Tugas Akhir ........................................................................... v

Abstraksi ..................................................................................................... vi

Lembar Motto .............................................................................................. viii

Kata Pengantar ........................................................................................... ix

Daftar Isi ..................................................................................................... xi

Daftar Gambar ............................................................................................ xiii

Daftar Tabel ................................................................................................ xiv

Daftar Grafik ................................................................................................ xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah ............................................................................ 3

1.3. Pembatasan Masalah .......................................................................... 4

1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................. 4

1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................... 5

1.6. Sistematika Penulisan .......................................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................................. 7

2.2. Dasar Teori .......................................................................................... 8

2.2.1. Biomassa ................................................................................ 8

2.2.2. Gasifikasi ................................................................................ 11

2.2.3. Sekam Padi ............................................................................ 15

2.2.4. Pembakaran ........................................................................... 17

2.2.5. Gas Metana ............................................................................ 19

xii

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 21

3.2. Instalasi Pengujian ............................................................................... 22

3.3. Alat dan Bahan Penelitian .................................................................... 23

3.3.1. Alat Penelitian ........................................................................ 23

3.3.2. Bahan Penelitian .................................................................... 27

3.4. Tahapan Penelitian .............................................................................. 27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian .................................................................................... 29

4.1.1. Temperatur Dengan Kecepatan Udara 6,0 m/s ...................... 29



4.2. Pembahasan ........................................................................................ 32

4.2.1. Perbandingan Temperatur Rata-rata Pembakaran Pada

Kecepatan Udara 6,0 m/s, 7,0 m/s dan 8,0 m/s ............................... 32

4.2.2. Perbandingan Lama Waktu Penyalaan Awal ........................ 33

4.2.3. Perbandingan Nyala Efektif .................................................... 34

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 35

5.2. Saran ................................................................................................... 36

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Gasifikasi Downdraft .............................................................. 12

Gambar 2.2. Gasifikasi Updraft ................................................................... 13

Gambar 2.3. Gasifikasi Crosdraft ................................................................ 13

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ........................................................... 21

Gambar 3.2. Instalasi pengujian ................................................................. 22

Gambar 3.3. Tungku gasifikasi tipe downdraft kontinu ............................... 23

Gambar 3.4. Blower .................................................................................... 24

Gambar 3.5. Timbangan analog ................................................................. 24

Gambar 3.6. Stopwatch digital .................................................................... 25

Gambar 3.7. Thermocouple ........................................................................ 25

Gambar 3.8. Anemometer .......................................................................... 26

Gambar 3.9. Katub pengatur ....................................................................... 26

Gambar 3.10. Sekam padi .......................................................................... 27

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Jenis tanaman beserta limbah biomassa ................................... 10

Tabel 2.2. Nilai kalor limbah biomassa ....................................................... 10

Tabel 2.3. Potensi energi dan nilai kalor limbah biomassa ......................... 11

Tabel 2.4. Sifat fisis sekam padi ................................................................. 16

Tabel 2.5. Analisis proximate dan ultimate sekam padi .............................. 16

Tabel 2.6. Energi gas hasil pembakaran sekam padi ................................. 16

Tabel 2.7. Nilai kalor bahan organik ............................................................ 17

Tabel 2.8. Unsur kimia ................................................................................ 18

xv

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Hubungan antara temperatur rata-rata pembakaran dengan

waktu pada kecepatan udara 6,0 m/s ......................................................... 29





Grafik 4.4. Perbandingan temperatur rata-rata pembakaran pada

kecepatan udara 6,0 m/s, 7,0 m/s, 8,0 m/s ................................................. 32

Grafik 4.5. Perbandingan lama waktu penyalaan awal pada kecepatan

udara 6,0 m/s, 7,0 m/s, 8,0 m/s ................................................................... 33

Grafik 4.6. Perbandingan nyala efektif pada kecepatan udara 6,0 m/s, 7,0

m/s, 8,0 m/s ................................................................................................ 34

pengaruh variasi kecepatan udara terhadap …eprints.ums.ac.id/42345/24/halaman depan.pdfpembakaran...

Documents