pengembangan teknologi alat produksi gas metana dari … · 2018. 2. 11. · vii ringkasan...

i

TUGAS AKHIR

Pengembangan Teknologi Alat Produksi Gas Metana Dari

Pembakaran Sampah Organik Dengan Pemurnian Gas

Menggunakan Zeolite Pada Variasi Jumlah Tabung

Tugas Akhir ini Disusun Untuk Memenuhi Syarat Mendapatkan Gelar Sarjana S1

Pada Jurusan Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

WAHYU PUJA KESUMA

D 200 090 060

JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

NOVEMBER 2014

brought to you by COREView metadata, citation and similar papers at core.ac.uk

provided by UMS Digital Library - Selamat datang di UMS Digital Library

https://core.ac.uk/display/148607979?utm_source=pdf&utm_medium=banner&utm_campaign=pdf-decoration-v1

vi

MOTTO

Kebajikan apapun yang kamu peroleh adalah dari sisi Allah, dan keburukan apapun yang menimpamu, itu dari kesalahan dirimu sendiri. (An-Nisa : 79)

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan ( QS. Al Insyirah: 6)

Jenius adalah 1 % inspirasi dan 99 % keringat. Tidak ada yang dapat menggantikan kerja keras

(Thomas Alfa Edison)

vii

RINGKASAN

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan teknologi alat produksi gas

metana dari sampah organik sekam padi dengan cara dibakar, untuk

mengetahui pengaruh pemurnian gas metana menggunakan zeolite pada

variasi jumlah tabung, terhadap temperatur pembakaran, waktu nyala efektif

dan jumlah kalor melalui metode pendidihan air.

Pada penelitian ini menggunakan pemurnian gas yang didalamya

terdapat zeolite dengan variasi satu tabung, dua tabung, tiga tabung, empat

tabung, lima tabung dan enam tabung. Mengambil data setiap 5 kg sekam padi

meliputi volume air yang dapat di-didihkan, lama waktu nyala efektif, temperatur

pembakaran serta perubahan temperatur 1 liter air setiap dua menit.

Hasil penelitian menunjukan variasi satu tabung didapatkan temperatur

pembakaran rata-rata sebesar 5240C, waktu nyala efektif selama 48 menit dan

jumlah kalor pendidihan air 917,61 kJ. Variasi dua tabung didapatkan

temperatur pembakaran rata-rata sebesar 5060C , waktu nyala efektif selama

62 menit dan jumlah kalor pendidihan air 1034,57 kJ. Variasi tiga tabung

didapatkan temperatur pembakaran rata-rata sebesar 4610C, waktu nyala

efektif selama 70 menit dan jumlah kalor pendidihan air 1077,38 kJ. Variasi

empat tabung didapat temperatur pembakaran rata-rata sebesar 4590C, waktu

nyala efektif selama 80 menit dan jumlah kalor pendidihan air 1139,38 kJ.

Variasi lima tabung didapatkan temperatur pembakaran rata-rata sebesar

4430C, waktu nyala efektif selama 42 menit dan jumlah kalor pendidihan air 611

kJ. Variasi lima tabung didapatkan temperatur rata-rata sebesar 4160C, waktu

nyala efektif selama 38 menit dan jumlah kalopendidihan air 527,64 kJ.

Kata Kunci: jumlah tabung, Sekam Padi, zeolite, Kalor

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum. Wr. Wb

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-NYA sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat

terselesaikan.

Tugas akhir berjudul “Pengembangan Teknologi Alat Produksi Gas

Metana Dari Pembakaran Sampah Organik Dengan Pemurnian Gas

Menggunakan Zeolite Pada Variasi Jumlah Tabung” dapat terselesaikan atas

dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu penulis pada kesempatan ini dengan

segala ketulusan dan keikhlasan hati menyampaikan rasa terima kasih dan

penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Ir. Sartono Putro, MT selaku pembimbing utama yang telah

memberikan dukungan serta arahan dalam penulisan laporan tugas akhir

ini.

2. Bapak Ir. Subroto, MT selaku pembimbing pendamping yang telah

memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan tugas akhir ini.

3. Kedua orang tua Ibunda tercinta Kariyem dan ayahanda tercinta

Sutarmo yang selalu memberikan semangat, doa dan dukungan baik

moril maupun materil pada saya sehingga dapat mewujudkan keinginan

beliau untuk mendapatkan gelar sarjana teknik

4. Adinda Retno Susanti yang selalu memberi motivasi dan yang tak

pernah bosan memberikan semangat dan selalu mengingatkan untuk

menyelesaikan penelitian dan penulisan tugas akhir ini.

5. Uta Lutfi Wicaksono teman seperjuangan dalam penelitian tugas akhir

ini, terimakasih atas support dan kerja samanya karna telah memberikan

ide-ide baru selama penelitian ini berlangsung.

6. Ahmad Rifai, devi Yulianto, Ary Dwi Rahmanto dan teman-teman Teknik

Mesin angkatan 2009, yang tidak bisa disebutkan satu persatu

x

DAFTAR ISI

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

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

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

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

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

Lembar Motto ............................................................................................ vi

Ringkasan ................................................................................................. vii

Kata Pengantar .......................................................................................... viii

Daftar Isi ................................................................................................... x

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

Daftar Tabel ............................................................................................... xvi

Daftar Simbol ............................................................................................. xvii

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................... 4

1.2 Perumusan Masalah ................................................................ 4

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

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

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

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 8

2.1 Tinjauan Pustaka ...................................................................... 8

2.2 Dasar Teori .............................................................................. 9

xi

2.2.1 Biogas ........................................................................... 9

2.2.2 Pengertian Umum Tentang Sampah Sebagai Bahan Baku

Biogas ......................................................................... 13

2.2.3 Gasifikasi ....................................................................... 15

2.2.4 Mekanisme Pembentukan Biogas ................................. 18

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

2.2.6 Kalor .............................................................................. 21

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................. 23

3.1 Diagram Alir Penelitian .............................................................. 23

3.2 Alat dan Bahan Penelitian ........................................................ 24

3.2.1 Peralatan Penelitian ...................................................... 24

3.2.2 Bahan Penelitian ........................................................... 39

3.3 Skema Alat ............................................................................... 38

3.4 Tahap Penelitian ...................................................................... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 40

4.1 Perbandingan Temperatur Pembakaran Pada Variasi jumlah

tabung . ..................................................................................... 40

4.2 Perbandingan Waktu Nyala Efektif pada Variasi jumlah tabung 41

4.3 Percobaan Gasifikasi Sampah Organik Sekam Padi Dengan

Variasi Satu Tabung ................................................................. 42


Variasi Dua Tabung ................................................................. 45


Variasi Tiga Tabung ................................................................. 47


Variasi Empat Tabung .............................................................. 50


Variasi Lima Tabung ................................................................ 52

xii


Variasi Enam Tabung ............................................................... 54

4.9 Pembahasan Gasifikasi Sekam Padi Menggunakan Variasi

Jumlah Tabung ........................................................................ 56

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 59

5.1 Kesimpulan .............................................................................. 59

5.2 Saran ........................................................................................ 59

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 61

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .......................................................... 23

Gambar 3.2 Reaktor Pembakaran ............................................................ 25

Gambar 3.3 Detail Reaktor Pembakaran .................................................. 25

Gambar 3.4 Tutup Reaktor Pembakaran .................................................. 27

Gambar 3.5 Detail Tutup Reaktor Pembakaran ........................................ 28

Gambar 3.6 Pengaduk .............................................................................. 29

Gambar 3.7 Detail Pengaduk ................................................................... 30

Gambar 3.8 Tabung Pemurnian Gas ........................................................ 31

Gambar 3.9 Detail tabung Pemurnian Gas ............................................... 31

Gambar 3.10 Kompor Variasi .................................................................... 32

Gambar 3.11 Blower ................................................................................. 33

Gambar 3.12 Thermocouple Rider ............................................................ 34

Gambar 3.13 Timbangan Analog .............................................................. 34

Gambar 3.14 Stopwatch ........................................................................... 35

Gambar 3.15 Thermometer ....................................................................... 35

Gambar 3.16 Gelas Ukur .......................................................................... 36

Gambar 3.17 Anemometer Digital ............................................................. 36

Gambar 3.18 Sekam Padi ......................................................................... 37

Gambar 3.19 Zeolite ................................................................................. 37

xiv

Gambar 3.20 Instalasi Alat Penelitian ....................................................... 38

Gambar 4.1. Perbandingan Temperatur Pembakaran Dengan Waktu

Nyala Efektif Menggunakan Variasi Jumlah Tabung ........... 40

Gambar 4.2. Perbandingan Waktu Nyala Efektif pada Variasi Jumlah

Tabung ................................................................................. 41

Gambar 4.3. Hubungan Antara Temperatur Air Dengan Waktu Pada

Gasifikasi 5 Kg Sekam Padi Menggunakan Variasi Satu

Tabung ................................................................................... 42

Gambar 4.4. Hubungan antara Tempertur Air dengan Waktu pada

gasifikasi 5 kg sekam padi menggunakan Variasi Dua

Tabung .................................................................................. 45


Gasifikasi 5 Kg Sekam Padi Menggunakan Variasi Tiga

Tabung ................................................................................... 47


Gasifikasi 5 Kg Sekam Padi Menggunakan Variasi Empat

Tabung ................................................................................... 50


Gasifikasi 5 Kg Sekam Padi Menggunakan Variasi Lima

Tabung ................................................................................... 52


Gasifikasi 5 Kg Sekam Padi Menggunakan Variasi Enam

Tabung ................................................................................... 54

Gambar 4.9. Diagram perbandingan antara temperatur pembakaran

tertinggi dengan waktu nyala efektif ....................................... 54

xv

DAFTAR TABAL

Tabel 2.1. Komposisi Biogas .................................................................. 11

Tabel 2.2. Komposisi Zeolit Alam .............................................................. 20

xvi

DAFTAR SIMBOL

Simbol Satuan

Q = Kalor [Joule]

M = Massa bahan bakar [kg]

∆h = Enthalphi pendidihan air [kJ/kg]

T = Satuan waktu [detik]

W = Daya [Watt]

pengembangan teknologi alat produksi gas metana dari … · 2018. 2. 11. · vii ringkasan...

Documents