Studi Eksperimental Komposisi Campuran Arang Tempurung Kelapa (Char) denganbed Material Tanah Liat Pada Dual Reaktor Fluidized Bed

dokumen-dokumen yang mirip
STUDI EKSPERIMENTAL KOMPOSISI CAMPURAN ARANG TEMPURUNG KELAPA (CHAR) DENGAN BED MATERIAL TANAH LIAT PADA DUAL REAKTOR FLUIDIZED BED

Pengaruh Campuran Partikel Padat Batubara dan Pasir Silika Pada Dual Reactor Fluidized Bed Terhadap Distribusi Tekanan

PENGARUH PENAMBAHAN MATERIAL BUTIRAN BIOMASSA TERHADAP LAJU SIRKULASI PADAT PADA SISTEM COLD MODEL DUAL REACTOR FLUIDIZED BED

Studi Pengaruh Kecepatansuperfisialterhadap Tekanan Padacold Modeldual Reactor Fluidized Beduntuk Partikel Padat Biomassa dan Pasir Silika

Pengaruh Penambahan Partikel Biomassa Terhadap Densitas Campuran Padatan Dan Profil Tekanan Pada Sistem Cold Model Dual Reactor Fluidized Bed

Studi Kecepatan Udara Superfisial Pada Cold Model Dual Reactorfluidized Bed

VARIASI KECEPATAN SUPERFISIAL CAMPURAN BUTIRAN BATUBARA DAN TANAH LIAT TERHADAP LAJU SIRKULASI PADAT PADA COLD MODEL DUAL REACTOR FLUIDIZED BED

DAFTAR ISI Halaman BAB I PENDAHULUAN

SISTEM GASIFIKASI FLUIDIZED BED BERBAHAN BAKAR LIMBAH RUMAH POTONG HEWAN DENGAN INERT GAS CO2

6/23/2011 GASIFIKASI

BAB I PENDAHULUAN. yang ada dibumi ini, hanya ada beberapa energi saja yang dapat digunakan. seperti energi surya dan energi angin.

Studi Eksperimen Konversi Biomassa menjadi SynGas Pada Reaktor Bubbling Fluidized Bed Gasifier

SKRIPSI VARIASI CAMPURAN BAHAN BAKAR BATUBARA DAN LIMBAH BAMBU TERHADAP PERFORMANSI CO-GASIFIKASI SIRKULASI FLUIDIZED BED OLEH :

SKRIPSI PENGARUH KOMPOSISI BIOMASSA SERBUK KAYU DAN BATU BARA TERHADAP PERFORMANSI PADA CO-GASIFIKASI SIRKULASI FLUIDIZED BED

BAB I PENDAHULUAN. terkecuali Indonesia. Selain terbentuk dari jutaan tahun yang lalu dan. penting bagi kelangsungan hidup manusia, seiring dalam

BAB 1 PENDAHULUAN. meningkat, Peningkatan kebutuhan energi yang tidak diimbangi. pengurangan sumber energy yang tersedia di dunia.

BAB I PENDAHULUAN. Saat ini kebutuhan energi merupakan salah satu sumber kehidupan

PENGARUH KOMPOSISI BIOMASSA DAN BATUBARA TERHADAP PERFORMANSI CO-GASIFIKASI SIRKULASI FLUIDIZED BED

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. jumlahnya melimpah dan dapat diolah sebagai bahan bakar padat atau

BAB I PENDAHULUAN. pemikiran untuk mencari alternatif sumber energi yang dapat membantu

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Arang Tempurung Kelapa

BAB I PENDAHULUAN. I. 1. Latar Belakang. Secara umum ketergantungan manusia akan kebutuhan bahan bakar

BAB II TEORI DASAR 2.1 Batubara

BAB I PENDAHULUAN. sumber energi yang keberadaanya dialam terbatas dan akan habis. dalam kurun waktu tertentu, yaitu minyak bumi, gas alam, dan

BAB I PENDAHULUAN. penjemuran. Tujuan dari penjemuran adalah untuk mengurangi kadar air.

SKRIPSI PERFORMANSI CO-GASIFIKASI SIRKULASI FLUIDIZED BED BATU BARA DAN LIMBAH BAMBU DENGAN VARIASI LAJU ALIRAN BAHAN BAKAR

BAB I PENDAHULUAN. terpenting di dalam menunjang kehidupan manusia. Aktivitas sehari-hari

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Proses Pirolisis, Pembakaran dan Gasifikasi. Pirolisis adalah proses dekomposisi termokimia dari material organik, yang

BAB I PENDAHULUAN. Tidak dapat dipungkiri bahwa minyak bumi merupakan salah satu. sumber energi utama di muka bumi salah. Konsumsi masyarakat akan

ABSTRAK LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PERSETUJUAN KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... ii DAFTAR GAMBAR... v. DAFTAR TABEL... vii BAB I PENDAHULUAN...

BAB IV PEMBAHASAN. Tabel 4.1 Nilai Kecepatan Minimun Fluidisasi (U mf ), Kecepatan Terminal (U t ) dan Kecepatan Operasi (U o ) pada Temperatur 25 o C

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENGARUH UKURAN PARTIKEL BED TERHADAP SYNGAS YANG DIHASILKAN BUBBLING FLUIDIZED BED GASIFIER

OLEH : SHOLEHUL HADI ( ) DOSEN PEMBIMBING : Ir. SUDJUD DARSOPUSPITO, MT.

Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Kerja Reaktor Bubble Fluidized Bed Gasifire

Bab 2 Tinjauan Pustaka

Studi Variasi Campuran Bahan Bakar Biomassa Pada Kondisi Pembakaran Sendiri di Fluidized Bed Combustion Universitas Indonesia

PENGARUH LAJU ALIRAN AGENT GAS PADA PROSES GASIFIKASI KOTORAN KUDA TERHADAP KARAKTERISTIK SYNGAS YANG DIHASILKAN

Peningkatan Kadar Karbon Monoksida dalam Gas Mempan Bakar Hasil Gasifikasi Arang Sekam Padi

NASKAH PUBLIKASI STUDI EKSPERIMEN PENGARUH UKURAN BAHAN BAKAR TERHADAP KERJA PADA REAKTOR FLUIDIZED BED GASIFIER

Bab 2 Tinjauan Pustaka

BAB I PENDAHULUAN. adanya energi, manusia dapat menjalankan aktivitasnya dengan lancar. Saat

Pengembangan Desain dan Pengoperasian Alat Produksi Gas Metana Dari pembakaran Sampah Organik

BAB I PENDAHULAN 1.1 Latar Belakang

SKRIPSI PERFORMANSI CO-GASIFIKASI DOWNDRAFT DENGAN VARIASI KOMPOSISI BAHAN BAKAR TEMPURUNG KELAPA DAN BATU BARA

Proses Pembakaran Dalam Pembakar Siklon Dan Prospek Pengembangannya

BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang

PENGARUH DISTRIBUTOR UDARA PADA TUNGKU GASIFIKASI UPDRAFT

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

NASKAH PUBLIKASI KARYA ILMIAH

PENGARUH VARIASI KECEPATAN UDARA TERHADAP UNJUK KERJA FLUIDIZED BED GASIFIER DENGAN DISTRIBUTOR UDARA JENIS PLAT

Studi Eksperimen Gasifikasi Pada Reaktor Fluidized Bed Dengan Bahan Bakar Ampas Tebu

BAB II. KAJIAN PUSTAKA. Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintetis,

PENGARUH KOMPOSISI BIOMASSA SERBUK KAYU DAN BATU BARA TERHADAP PERFORMA CO-GASIFIKASI REAKTOR BUBBLING FLUIDIZED BED GASIFIER

MAKALAH PENYEDIAAN ENERGI SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015 GASIFIKASI BATU BARA

Karakterisasi Biobriket Campuran Kulit Kemiri Dan Cangkang Kemiri

PRODUKSI GAS BAHAN BAKAR DARI SABUT KELAPA DENGAN ALAT GASIFIKASI FIXED-BED TANPA TENGGOROKAN

BAB I PENGANTAR. A. Latar Belakang

PENGARUH UKURAN BAHAN BAKAR TERHADAP HASIL GAS REAKTOR BUBBLING FLUIDIZED BED GASIFIER

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang. Sumber energi alternatif dapat menjadi solusi ketergantungan

Prarancangan Pabrik Gasifikasi Batubara Kapasitas Ton/Tahun BAB I PENDAHULUAN

I. PENGANTAR. A. Latar Belakang. Fluidisasi adalah proses dimana benda partikel padatan

PEMANFAATAN LIMBAH SEKAM PADI MENJADI BRIKET SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF DENGAN PROSES KARBONISASI DAN NON-KARBONISASI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. energi untuk melakukan berbagai macam kegiatan seperti kegiatan

STUDI PEMBAKARAN BIOMASSA DAUN DALAM MENGUJI KINERJA DASAR HASIL MODIFIKASI PADA FLUIDIZED BED COMBUSTION UNIVERSITAS INDONESIA Oksa Angger Dumas

PIROLISIS Oleh : Kelompok 3

BAB I PENDAHULUAN. sehari-hari. Permasalahannya adalah, dengan tingkat konsumsi. masyarakat yang tinggi, bahan bakar tersebut lambat laun akan

GASIFIKASI LIMBAH BIOMASSA. Muhammad Syukri Nur, Kamaruddin A. dan Suhendro Saputro Sekolah Pascasarjana, Energi Terbarukan,Universitas Darma Persada

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN. Salah satu alat yang digunakan untuk meningkatkan efisiensi. dalam proses pembakaran limbah biomassa adalah dengan

TUGAS AKHIR PENGARUH PENGGUNAAN FILTER DENGAN MEDIA ARANG TEMPURUNG KELAPA, ZEOLIT DAN SILICA GEL TERHADAP GAS YANG DIHASILKAN DARI REAKTOR GASIFIKASI

SKRIPSI VARIASI KOMPOSISI CAMPURAN BAHAN BAKAR BATUBARA DAN JERAMI PADI PADA TEKNOLOGI CO-GASIFIKASI FLUIDIZED BED TERHADAP GAS HASIL GASIFIKASI

Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap Kerja Reaktor Bubble Fluidized Bed Gasifire

BAB III METODE PENELITIAN

KARAKTERISTIK MORTAR PADA LIMBAH ABU KELAPA SAWIT. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Kampus Binawidya Km 12,5 Pekanbaru, 28293, Indonesia

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BIOBRIKET CAMPURAN AMPAS AREN, SEKAM PADI, DAN BATUBARA SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF

BAB III METODE PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. hidup. Menurut kamus besar bahasa Indonesia, definisi biomassa adalah jumlah

Aditya Kurniawan ( ) Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

PENGARUH PERSEN HASIL PEMBAKARAN SERBUK KAYU DAN AMPAS TEBU PADA MORTAR TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN SIFAT FISISNYA

PENGARUH VARIASI KECEPATAN UDARA TERHADAP KINERJA TUNGKU GASIFIKASI SEKAM PADI TIPE DOWNDRAFT KONTINU

Gambar 3.1 Arang tempurung kelapa dan briket silinder pejal

BAB I PENDAHULUAN. endemik. Bambu merupakan jenis rumput rumputan yang beruas. yang tinggi. Beberapa jenis bambu mampu tumbuh hingga sepanjang

ANALISIS PENGARUH PEMBAKARAN BRIKET CAMPURAN AMPAS TEBU DAN SEKAM PADI DENGAN MEMBANDINGKAN PEMBAKARAN BRIKET MASING-MASING BIOMASS

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENGARUH VARIASI KOMPOSISI BIOBRIKET CAMPURAN ARANG KAYU DAN SEKAM PADI TERHADAP LAJU PEMBAKARAN, TEMPERATUR PEMBAKARAN DAN LAJU PENGURANGAN MASA

LAPORAN HASIL PENELITIAN PEMBUATAN BRIKET ARANG DARI LIMBAH BLOTONG PABRIK GULA DENGAN PROSES KARBONISASI SKRIPSI

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PENGARUH JUMLAH NOZEL DISTRIBUTOR TERHADAP KINERJA FLUIDIZED BED GASIFIER

BAB 1 PENDAHULUAN. Energi listrik merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam

Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung dan Tempurung Kelapa Menjadi Briket Sebagai Sumber Energi Alternatif dengan Proses Karbonisasi dan Non Karbonisasi

STUDI EKSPERIMEN CO-GASIFIKASI BATUBARA- TEMPURUNG KELAPA DENGAN VARIASI EQUIVALENCE RATIO(ER) PADA REAKTOR BUBBLING FLUIDIZED BED GASIFIER

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

Fenomena dan Kecepatan Minimum (Umf) Fluidisasi

ANALISA PROKSIMAT TERHADAP PEMANFAATAN LIMBAH KULIT DURIAN DAN KULIT PISANG SEBAGAI BRIKET BIOARANG

Analisis Performansi Reaktor Gasifikasi Updraft Dengan Bahan Bakar Tempurung Kelapa

Transkripsi:

Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA Vol.6 No.1, Januari 2017 (113-119) Studi Eksperimental Komposisi Campuran Arang Tempurung Kelapa (Char) denganbed Material Tanah Liat Pada Dual Reaktor Fluidized Bed I Made Adi Wiranata, I N. Suprapta Winaya, dan A.A.I.A. Sri Komaladewi Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali Abstrak Salah satu teknologi fluidisasi yang sedang dikembangkan terdiri dari dual-reactor yaitu reaktor fluidized bed untuk proses gasifikasi dan reaktor pembakaran. Teknologi gasifikasi yang memisahkan proses reaksi endoterm dan eksoterm menjadi fokus pengembangan teknologi gasifikasi saat ini. Sebuah model (cold model) sistem dual -reactor fluidized bed (DRFB) dirancang menggunakan material transparan perlu dikembangkan yang nantinya berfungsi untuk mengamati fenomena aliran campuran material hamparan yaitu tanah liat dan bahan bakar arang tempurung kelapa (char) yang terjadi di dalam riser pada upper bed yang disirkulasikan menuju downer sebelum masuk kembali ke riser melalui loopseal.bahan yang digunakan untuk membuat reaktor adalah pipa acrylic dengan diameter 10 cm untuk reaktor gasifikasi (reaktor 1) dan 5 cm untuk reaktor pembakaran (reaktor 2). Variasi komposisi campuran partikel tanah liat danarang tempurung kelapa yang dimasukkan pada DRFB, yaitu variasi I (400gr : 200gr); variasi II (400gr : 400gr); variasi III (400gr : 600gr). Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju sirkulasi partikel terbesar diperoleh pada variasi II (400gr : 400gr) dengan laju sirkulasi partikel pada downer 14.3751 kg/(m 2.s) dan pada riser 11.0864 kg/(m 2.s), serta laju sirkulasi partikel berdasarkan volume terjadi peningkatan yang besar pada perbandingan tersebut. Kata Kunci : Dual reaktor fluidized bed, Cold model, Laju sirkulasipartikel. Abstract One of fluidization technology is being developed consist of a dual reactor is a fluidized bed reactor for gasification and combustion reactor. A model (cold model) dual reactor fluidized bed (DRFB) designed using transparent materials need to be developed that will use to observe the flow phenomenon mixture of clay as bed material and coconut shell charcoal (char) as biomass particles that occurs in the riser on the upper bed is circulated to the downer before getting back into the riser through loopseal. The materials used to make reactor is acrylic pipe with diameter of 10 cm for gasification reactor (reactor 1) and 5 cm for combustion reactor (reaktor 2). Variations in the composition mixture particles of clay and coconut shell charcoal entered in DRFB are variation I (400gr : 200gr); variation II (400gr : 400gr); variation III (400gr : 600gr). The results showed that the largest particle circulation rate obtained on the variation II (400gr: 400gr) with particle circulation rate at downer 14.3751 kg/(m 2.s) and at riser 11.0864 kg/(m 2.s), as well as the particle circulation rate by volume occurred a large increase in such comparisons. Keywords: Dual reactor fluidized bed, Cold model, Particle circulation rate. 1. Pendahuluan Teknologi fluidisasi yang sedang dikembangkan yang terdiri dari dual-reactor yaitu reaktor fluidized bed untuk proses gasifikasi dan reaktor pembakaran. Teknologi gasifikasi yang memisahkan proses reaksi endoterm dan eksoterm menjadi fokus pengembangan teknologi gasifikasi saat ini. Sistem reaktor ini adalah jika pada proses gasifikasi atau pengkonversian bahan bakar menjadi gas terdapat sisa bahan bakar yang belum terkonversi, maka sisa bahan bakar tersebut akan disirkulasikan ke reaktor pembakaran yang kemudian di proses gasifikasi kembali hingga bahan bakar habis terkonversi menjadi gas. 113 Pentingnya solid mixing pada sistem gasifikasi fluidized bed sangat berpengaruh dalam sirkulasi campuran bahan bakar dan bed material di dalam tipe dual-reactorfluidized bed (DRFB). Penelitian tentang studi laju sirkulasi padatanpada circulatingfluidized bed. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini menunjukkan bahwa, dengan meningkatkan ukuran partikel padatan, maka laju sirkulasi padatan menurun [1]. Peneliti pengaruh ukuran partikel pada pencampuran partikel dalam fluidized bed 2D mengamati bahwa fluktuasi konsentrasi di kedua sumbu vertikal dan horisontal meningkat sebagai akibat dari pertumbuhan partikel [2]. Peningkatan kecepatan gas superfisial akan meningkatkan laju pencampuran dan mengurangi

waktu pencampuran, serta laju pencampuran menurun dengan meningkatkan ukuran partikel [3]. Femonema sirkulasi pada DRFB perlu diamati serta menjadi faktor penting terhadap proses percampuran dan perpindahan masa yang terjadi pada sebuah sistem tertutup. Karakteristik material hamparan terhadap kecepatan superfisial menentukan jumlah masa yang disirkulasikan. Sebuah model (cold model) sistem DRFB dirancang menggunakan material transparan perlu dikembangkan yang nantinya berfungsi untuk mengamati fenomena aliran campuran material hamparan yaitu tanah liat dan bahan bakar arang tempurung kelapa (char) yang terjadi di dalam riser pada upper bed yang disirkulasikan menggunakan siklon menuju downer sebelum masuk kembali ke riser melalui loopseal. Riser merupakan sebuah titik untuk melihat laju sirkulasi partikel padat dari reaktor pembakaran menuju reaktor gasifikasi, sedangkan downer sebaliknya dari reaktor gasifikasi menuju reaktor pembakaran. Salah satu penelitian penggunaan tanah liat sebagai material hamparan pada FB telah dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan keseragaman pencampuran zat padat [4]. Karakteristik laju jumlah massa hamparan material dan bahan bakar yang melewati riser dan downer akan dikaji dengan memvariasikan jumlah campuran butiran tanah liat dan arang kelapa yang dimasukkan pada DRFB. Sirkulasi padatan pada riser dan downer sangat penting diketahui untuk kuantitas dan kualitas campuran padatan yang menuju reaktor pembakaran dan gasifikasi. 2. Dasar Teori 2.1 Gasifikasi Pada umumnya proses gasifikasi melalui empat tahapan proses, yaitu pengeringan, pirolisis, oksidasi, dan reduksi. Pada gasifikasi fluidized bed kontak antara padatan dan gas sangat kuat sehingga perbedaan dari empat proses diatas tidak dapat dibedakan, untuk mengetahui proses yang berlangsung pada reaktor/gasifier dapat dilakukan dengan membandingkan rentang temperatur [5]. Skema tahapan proses gasifikasi dapat digambarkan sebagai berikut: Gambar 1. Prinsip Proses Gasifikasi 114 2.2 Gasifikasi Fluidized Bed Pada penelitian ini, teknik gasifikasi yang akan digunakan adalah gasifikasi dengan fluidized bed gasifier (FBG) khususnya updraft sirkulasi fluidized bed, karena keunggulan yang dimiliki untuk tipe ini. Khususnya dapat digunakan untuk mengolah bahan bakar kualitas rendah dengan kandungan abu tinggi, sehingga cocok digunakan untuk meningkatkan kualitas bahan bakar bernilai rendah. Pada proses konversi energi dengan teknologi gasifikasi Fluidized Bed, awalnya ruang bakar dipanasi secara eksternal sampai mendekati temperatur kerja reaktor. Media gasifikasi ( bed material) yang umum digunakan untuk mengabsorbsi panas adalah pasir silika. Pasir silika dan bara api bahan bakar akan mengalami turbulensi di dalam ruang bakar sehingga keseragaman temperatur sistem terjaga. Kondisi ini menyebabkan proses konversi energi dapat berlangsung dengan baik. Disamping itu dengan bidang kontak panas yang luas disertai turbulensi partikel fluidisasi yang cepat, menyebabkan FBG teknologi bisa diaplikasikan untuk mengkonversi segala jenis bahan bakar, bahkan dengan ukuran yang tidak seragam. 2.3 Definisi Biomassa Biomassa merupakan sumber energi terbarukan yang mengacu pada bahan biologis yang berasal dari organisme yang belum lama mati (dibandingkan dengan bahan bakar fosil). Sumbersumber biomassa yang paling umum adalah bahan bakar kayu, limbah dan alkohol. Dari persektif sumber daya energi definisi umumnya adalah istilah umum untuk sumber daya hewan dan tumbuhan serta limbah yang berasal darinya dimana ia terkumpul dalam jangka waktu tertentu (tidak termasuk sumber fosil). Biomassa sangat beragam dan berbeda dalam hal sifat kimia, sifat fisis, kadar air, kekuatan mekanis dan sebagainya dan teknologi konversi menjadi bahan dan energi juga beragam [6]. Sumber daya biomassa dapat digunakan berulang kali dan bersifat tidak terbatas berdasarkan siklus dasar karbon melalui proses fotosintesis. Sebaliknya sumber daya fosil secara prinsip bersifat terbatas dan hanya untuk sementara. Selain itu emisi CO2 yang tidak terbalikan dari pembakaran fosil akan memberikan efek yang serius terhadap iklim global. Biomassa sangat efektif sebagai energi alternatif yang ramah lingkungan. Biomassa membentuk bagiannya sendiri melalui proses fotosintesis. Energi yang menggantikan bahan bakar fosil dapat diperoleh dari siklus, yaitu pembakaran biomassa, emisi kabondioksida dan refiksasi karbondioksida. Oleh karena itu, emisi

karbondioksida dapat direduksi dengan cara mengganti bahan bakar fosil dengan biomassa. Sumber energi biomassa pun mempunyai kelebihan sebagai sumber energi yang dapat diperbaharui ( renewable) sehingga dapat menjadi sumber energi dalam jangka waktu yang sangat lama dan berkesinambungan (sustainable). 2.4 Arang Tempurung Kelapa Secara fisologis, bagian batok kelapa merupakan bagian yang paling keras dibandingkan dengan bagian kelapa lainnya. Struktur yang keras disebabkan oleh silikat (SiO 2 ) yang cukup tinggi kadarnya pada batok kelapa tersebut. Berat dan tebal batok kelapa sangat ditentukan oleh jenis tanaman kelapa. Berat tempurung kelapa ini sekitar (15 19)% dari berat keseluruhan buah kelapa, sedangkan tebalnya sekitar (3 5) mm. Dari segi kualitas, batok kelapa yang memenuhi syarat untuk dijadikan bahan arang aktif adalah kelapa yang benar-benar tua, keras, masih utuh dan dalam keadaan kering. Untuk membuat arang aktif yang benar-benar berkualitas, tempurung kelapa harus bersih dan terpisah dari sabutnya. Sedangkan untuk mengetahui kualitas yang baik dari arang batok kelapa, pembakarannya menghasilkan arang yang tampak hitam, mengkilap, utuh, keras dan mudah dipatahkan. Pembakaran tidak sempurna terhadap tempurung kelapa akan menyebabkan senyawa karbon kompleks tidak teroksidasi menjadi karbon dioksida. Peristiwa tersebut disebut sebagai pirolisis. Pada saat pirolisis, energi panas mendorong terjadinya oksidasi sehingga sebagian besar molekul karbon yang kompleks terurai menjadi karbon atau arang. Pirolisis untuk pembentukan arang terjadi pada temperatur 150 3000 o C [7]. Pembentukan arang tersebut disebut sebagai pirolisis primer. Arang dapat mengalami perubahan lebih lanjut menjadi karbon monoksida, gas hidrogen dan gas-gas hidrokarbon. Peristiwa ini disebut sabagai pirolisis sekunder. Makin rendah kadar abu, air, dan zat yang menguap maka makin tinggi pula kadar fixed karbonnya. Mutu arang tersebut pun akan semakin tinggi pula. Tabel 1. Hasil uji komposisi dan Berat Jenis Serbuk Arang tempurung kelapa Sumber: Mashuri (Jurnal Mektek Edisi Januari, 2006) 115 2.5 Batu Bata Merah (Tanah Liat) Tanah liat (lempung) adalah tanah yang lekat. Secara alami, tanah ini terbentuk dari pelapukan batuan feldspatik seperti batuan granit dan batuan beku. Karena banyak mengandung silikon, oksigen, dan aluminium, selanjutnya batuan-batuan tersebut mengalami proses pelapukan akibat aktivitas panas bumi terutama oleh asam karbonat. Dari sinilah lambat laun menumpuk tanah lempung yang dapat kita jumpai dengan mudah saat ini. Tanah liat/lempung mempunyai ciri-ciri di antaranya memiliki pori-pori yang posisinya cukup rapat. Itulah sebabnya tanah ini terbilang sulit dalam menyerap air. Pada saat dalam kondisi basah, tanah lempung juga bersifat lengket dan bisa menyatu dengan kuat. Sedangkan ketika kondisinya kering, butiran tanah liat tadi justru akan terpecah-belah secara halus. Bahan baku batu bata adalah tanah liat atau tanah lempung yang telah dibersihkan dari kerikil dan batu-batu lainnya. Tanah ini banyak ditemui di sekitar kita. Itulah salah satu penyebab, batu bata mudah didapatkan. Adakalanya, kita melihat batu bata yang warna dan tingkat kekerasannya berbeda. Perbedaan ini disebabkan karena perbedaan bahan baku tanah yang digunakan serta perbedaan teknik pembakaran yang diterapkan. Tidak semua tanah lihat bisa digunakan. Hanya yang terdiri dari kandungan pasir tertentu. Umumnya tanah liat akan meleleh pada suhu 1770 o C. Setiap material memiliki sifat mekanik dan sifat fisik yang dapat dilihat dan diamati berdasarkan eksperimen. Salah satu sifat fisis yang dimiliki oleh material adalah densitas. Berdasarkan hasil pengukuran densitas batu bata merah dengan menggunakan metode piknometer diperoleh nilai densitasnya sebesar 2,306 gr/cm 3 [8]. 2.6 Fluidisasi Fluidisasi dapat didefinisikan sebagai suatu operasi dimana hamparan zat padat diperlakukan seperti fluida [9]. Di dalam kondisi terfluidisasi, gaya gravitasi pada butiran butiran zat padat diimbangi oleh gaya seret dari fluida yang bekerja padanya. Bila zat cair atau gas dilewatkan melalui lapisan hamparan partikel pada kecepatan rendah, partikel itu tidak bergerak. Jika kecepatan fluida berangsur angsur naik, partikel itu akhirnya akan mulai bergerak dan melayang di dalam fluida. Pada penelitian ini teknologi fluidisasi yang akan digunakan adalah fluidized bed gasification (FBG), sebab FBG merupakan salah satu teknologi terbaik untuk mengkonversi berbagai limbah menjadi energi karena mempunyai keunggulan mengkonversi berbagai jenis bahan bakar baik sampah, biomassaataupun bahan bakar fosil berkalori rendah. FBG mempunyai suhu operasi relatif rendah yaitu berkisar antara 800 900 o C yang dapat mengurangi produk produk emisi seperti NO 2 sehingga merupakan teknologi yang

ramah lingkungan. Teknologi ini telah diaplikasikan dalam banyak sektor industri dan pada tahun tahun belakangan ini telah digunakan untuk mengkonversi biomassa menjadi energi. Pada proses konversi energi dengan teknologi FBG, awalnya ruang bakar dipanasi secara eksternal sampai mendekati suhu operasi. Material hamparan fluidisasi yang umum digunakan untuk mengabsorbsi panas adalah pasir kuarsa. Pasir kuarsa dan bara api bahan bakar akan mengalami turbulensi di dalam ruang bakar sehingga keseragaman suhu sistem terjaga. Kondisi ini mampu memberikan garansi konversi energi yang baik. Selanjutnya, dengan bidang kontak panas yang luas disertai turbulensi partikel fluidisasi yang cepat menyebabkan FBG teknologi bisa diaplikasikan untuk mengkonversi segala jenis bahan bakar. 2.7 Pencampuran dan Solid Circulation Penelitian tentang sistem dual-interconnected fluidized bed sederhana untuk pembakaran gasifikasi secara kontinu dari biomassa telah dilakukan dengan cara material bed di transportasikan secara pneumatik oleh jet udara dari vessel pertama ( combustor) ke vessel kedua (gasifier) melalui riser dimana sisi masuk berada di bawah plat distribusi udara dari combustor untuk meminimalkan pencampuran udara. Material bahan menuju vessel kedua dan ditangkap serta dikembalikan ke vessel pertama melalui standpipe dan L -valve. Dibutuhkan nilai sirkulasi internal solid tinggi untuk memberikan panas yang dibutuhkan untuk gasifikasi, produk dan pipa asap keluar diantara kedua unit harus diminimalkan. Eksperimen dilakukan pada berbagai kondisi operasi untuk mempelajari waktu tinggal padatan (kulit kacang), pencampuran gas (dengan CO 2 sebagai pengusut), dan sirkulasi padatan. Sirkulasi bed ini dimasukan pasir dengan ukuran 164 µm dan 1,2 mm biomassa. Hasilnya didapat nilai sirkulasi padatan yang tinggi dan terkontrol bisa dipertahankan diantara kedua unit vessel. Waktu tinggal biomassa lebih sedikit dibandingkan dengan pasir di semua waktu ketika biomassa lebih ringan dan keluar dari bed lebih cepat daripada partikel pasir. Waktu tercepat partikel biomassa pada gasifier adalah 30 sekon, waktu yang cukup untuk menyelesaikan proses penguapan ( volatilization). Gas cross-flow (menyebabkan kontaminasi gas produk) dapat diminimalkan dengan mengoptimalkan posisi sisi masuk riser dan laju gas menuju kedua vessel [10]. sirkulas ipartikel juga dipengaruhi oleh luas penampang pipa yang nantinya akan menghubungkan proses sirkulasi tersebut. Laju sirkulasi partikel diperoleh dari massa padatan yang melewati pipa penghubung sirkulasi per detik dibagi dengan luas penampang pipa penghubung sirkulasi: Lajusirkulasipadatan=. (1) dimana : = massa padatan yang melewati pipa penghubung sirkulasi (kg) = waktu padatan melewati pipa penghubung sirkulasi (s) = luas penampang pipa penghubung sirkulasi (m 2 ) 3. Metode Penelitian Penelitian dan pengujian ini menggunakan peralatan dan bahan sebagai berikut: 3.1 Preparasi Arang Tempurung Kelapa dan Tanah Liat Partikel biomassa serbuk arang tempurung kelapa didapat dari pencacahan arang tempurung kelapa menjadi ukuran antara 0,4 0,5 mm. Begitu pula dengan material hamparan tanah liat yang diperoleh dari batu bata merah yang telah ditumbuk menjadi ukuran antara 0,4 0,5 mm menggunakan ayakan/screen mesh ukuran 0,4 mm dan ayakan/screen mesh ukuran 0,5 mm. Pengukuran massa jenis dari arang tempurung kelapa dan tanah liat dilakukan dengan timbangan berskala miligram dan piknometer. 3.2 Alat Penelitian Pada pengujian penelitian ini menggunakan unit pengujian Cold Model Dual Reaktor Fluidized Bed (DRFB) yang transparan berbahan acrilic agar dapat melihat sirkulasi bahan bakar dan material hamparan didalam reaktor. Adapun skematik peralatan eksperimen DRFB dapat dilihat pada gambar 2 dengan komponen-komponen utama sebagai berikut: 2.8 Laju Sirkulasi Partikel Laju sirkulasi partikel merupakan suatu nilai yang penting dan sangat berpengaruh terhadap kinerja dari reactor fluidisasi yang bersikulasi, karena sirkulasi tersebut akan menjadi feeder dari masing-masing proses di dalam reaktor. Laju 116

Gambar 2. Skematik Dual Reaktor Fluidized Bed (DRFB) Pertama Pasang pressure guage sepanjang reaktor 2 untuk mengukur tekanan sepanjang reaktor 2.Langkah selanjutnya adalah masukan campuran material hamparan butiran tanah li at dan serbuk arang tempurung kelapa kedalam reaktor pada berbagai variasi komposisi yang direncanakan.setelah memasukan campuran material hamparan dan bahan bakar langkah selanjutnya adalah masukkan udara fluidisasi (udara primer) ke dalam reaktor pada kecepatan tertentu sesuai dengan rencana penelitian yang diukur dengan flowmeter. Selanjutnya Ukur tekanan sepanjang reaktor 2 dan pastikan bekerja dengan baik. Kemudian catat pengukur kecepatan udara, pengukur tekanan dan laju sirkulasi massa campuran yang mengalir pada downer dan riser. Pengambilan data dilakukan berulang sebanyak 3 kali yang kemudian diambil nilai rata-ratanya sebagai data akhir. 4. Hasil dan Pembahasan 4.1Data HasilPreparasi Arang Tempurung Kelapa dan Tanah Liat Pemilihan partikel biomassa dan material hamparan yang tepat perlu diperhatikan agar dapat terfluidisasi dan bersikulasi pada DRFB. Densitas dari partikel biomassa dan material hamparan merupakan hal yang mempengaruhi dalam fluidisasi dan sirkulasi tersebut. Berikut hasil uji densitas partikel biomassa arang tempurung kelapa dan material hamparan tanah liat menggunakan piknometer. Tabel 2. Hasil perhitungan densitas Gambar 3. Detail ukuran reaktor 4.2 Densitas CampuranPartikelPadatan Gambar 4. Foto alat uji DRFB berbahan pipa akrilik Gambar 5. Densitas campuran partikel padatan tiap variasi 117

Pada gambar 5 diketahui densitas campuran pada variasi I memilikidensitas tertinggi dan variasi III memiliki densitas terendah. Semakin banyak partikel biomassa arang tempurung kelapa yang dimasukan kedalam reactor maka densitas campuran padatannya akan menurun. Hal ini yang nantinya akan mengakibatkan pengaruh terhadap laju sirkulasi padatan yang terjadi pada downer dan riser. 4.3DistribusiTekananSepanjangReaktor 2 Gambar 6. Distribusi tekanan sepanjang reaktor 2 Distribusi tekanan sepanjang reaktor2 dapat dilihat pada gambar 6, dari gambar tersebut menjelaskan bahwa pada variasi I memiliki nilai distribusi tekanan yang terkecil dan variasi III memiliki nilai distribusi tekanan terbesar. Pada setiap variasi, titik pengukuran tekanan di P 3 memiliki nilai terkecil sedangkan di P 1 memiliki nilaiter besar. Nilai tekanan pada masing-masing variasi ini yang nantinya dapat dijadikan perbandingan untuk mengetahui laju sirkulasi pada reactor baja. 4.4LajuSirkulasiPartikel Berdasarkan gambar 7 dapat dilihat bahwa laju sirkulasi partikel pada downer lebih besar dari laju sirkulasi partikel pada riser disetiap variasinya. Pada variasi I menuju variasi II laju sirkulasi partikelnya naik pada downer maupun riser, namun dari variasi II menuju variasi III laju sirkulasi partikelnya menurun. Hal ini berarti jika jumlah massa partikel biomassa arang tempurung kelapa yang dimasukan kereaktor ditambahkan hingga perbandingan antara partikel biomassa dan material hamparan tanah liat yaitu 1 : 1, maka laju sirkulasi partikelnya akan meningkat, sedangkan jika jumlah massa partikel biomassa arang tempurung kelapa yang dimasukan kereaktor ditambahkan melebihi dari jumlah massa material hamparan (massa arang tempurung kelapa >massa tanah liat), maka laju sirkulasi partikelnya akan menurun. 5. Kesimpulan Berdasarkan pada pengujian dan analisa data sebelumnya dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Densitas campuran partikel padatan akan yang dimasukan kedalam reaktor. Hal ini memberikan pengaruh terhadap laju sirkulasi partikel yang terjadi pada dual reactor fluidized bed (DRFB). 2. Komposisi campuran material arang tempurung kelapa dantanah liat pada perbandingan 400g : 400g dengan densitas campuran padatan 1,4041 gr/cm 3 memiliki laju sirkulasi partikel terbesar dibandingkan dengan komposisi campuran lainnya, serta laju sirkulasi partikel berdasarkan volume terjadi peningkatan yang besar pada perbandingan tersebut. Daftar pustaka [1] Luong, P. M. & S. C. Bhattacharya, 1993, A Study of Solid Circulation Rate in A Circulating Fluidized Bed, International Journal of Energy Research, vol. 17, 479-490. Gambar 7. Laju sirkulasi partikel pada berbagai komposisi campuran 118 [2] Shen, L., & Zhang, M., 1998, Effect of particle size on solids mixing in bubbling fluidized bed, Powder Technology, 97, 170 177. [3] Gorji-Kandi, S., S. M. Alavi-Amleshi, N. Mostoufi., 2014, A Solid Mixing Rate Correlation for Small Scale Fluidized Beds, Particuology. [4] Muntianu G., dkk, 2013, Hydrodinamic Study of Clay Particles in Fluidized Bed, Journal of

Engineering Studies and Research, vol. 19, 70-75. [5] Basu, Prabir, 2010, Biomassa Gasification and Practical Design, Elsivier [6] Yokoyama, S., 2008, Evolution of Dim-light and Color Vision Pigments, Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 9: 259-282. [7] Nurjito & Arianto Leman S., 2008, Campuran Arang Tempurung Kelapa Bekas dan Arang Tempurung Kelapa Baru untuk Media Karburasi Baja Karbon Rendah, Media Teknika Vol. 8 No. 1, 52 60. [8] Albany, A. Nashiruddin, dkk, 2011, Pengukuran Densitas Batu Bata Merah, Batu Bata Putih dan Batu Bata Ringan dengan Menggunakan Piknometer, Fakultas MIPA ITS, Surabaya. [9] Basu, Prabir & Scott A. Fraser, 1991, Circulating Fluidized Bed Boilers : Design and Operations, Boston : Butterworth- Heinemann, c1991. [10] Latif, A., Yates, G., Felice, R.D., 1999, Gas mixing and solid circulation in a circulating fluidized bed for the continuous combustiongasification of biomass, In: Werther, J. (Ed.), Circulating Fluidized Bed Technology VI. Dechema, Frankfurt am Main, Germany. [11] Mashuri, 2006, Sifat-sifat Mekanis Aspal yang Ditambahkan Serbuk Arang Tempurung Kelapa, Jurnal Media Komunikasi Teknologi Edisi Januari 2006, FakultasTeknikUniversitasTadulako, Palu. 119