LAPORAN TUGAS AKHIR PRODUKSI GAS BAHAN BAKAR DARI SABUT KELAPA DENGAN ALAT GASIFIKASI FIXED-BED TANPA TENGGOROKAN Oleh : 1. Juniar Sulistyowati I 8310040 2. Medina Citra Syamutia I 8310042 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA TAHUN 2013
'j/su Ro l"dd r^ //)- 'Y kd,,iruhq!' tr iode.l-l Ddy,,h" d*i ca$ 4+/kr!!q!1e!c!ibl]qu" Y,]-
/' '"/,,/,,
KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Akhir sampai dengan selesainya penyusunan Laporan Tugas Akhir ini. Pelaksanaan Tugas Akhir dan penulisan Laporan Tugas Akhir kami tidak akan berjalan lancar tanpa dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu kami menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Bregas ST Sembodo, S.T.,M.T. selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Wusana Agung Wibowo, S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang senantiasa memberikan pengarahan dalam pengerjaan maupun penyusunan Laporan Tugas Akhir ini. 3. Ibu, Ayah, Keluarga dan sahabat kami atas doa dan dukungannya baik secara moril dan materiil. 4. Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2010 Program Studi Diploma III Teknik Kimia UNS yang selalu memberi dukungan dan semangat. 5. Seluruh pihak yang terkait yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah membantu kami selama melakukan Tugas Akhir dan dalam penyusunan laporan ini. Kami menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kami mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak demi penyempurnaan laporan ini. Akhirnya kami selaku penyusun meminta maaf kepada semua pihak, apabila dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini terdapat kesalahan. Kami berharap laporan ini dapat bermaanfaat bagi semua pihak dan semoga Tuhan senantiasa memberikan anugerah Nya pada kita.. Surakarta, Juli 2013 Penyusun v
DAFTAR ISI Halaman Judul... i Lembar Pengesahan... ii Lembar Konsultasi... iii Kata Pengantar... v Daftar isi... vi Daftar Gambar... viii Daftar Tabel... ix Intisari... x BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan... 3 D. Manfaat... 3 BAB II LANDASAN TEORI... 4 A. Tinjauan Pustaka... 4 B. Kerangka Pemikiran... 13 BAB III METODOLOGI... 15 A. Alat dan Bahan... 15 B. Lokasi Pengoperasian... 16 C. Blok Diagram Alir... 17 D. Cara Kerja... 17 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 23 A. Hasil...... 23 B. Pembahasan... 29 vi
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 32 A. Kesimpulan...... 32 B. Saran... 32 DAFTAR PUSTAKA... 33 LAMPIRAN... 34 vii
DAFTAR GAMBAR Gambar II.1 Sabut Kelapa... 4 Gambar II.2 Prinsip Proses Gasifikasi... 7 Gambar III.1 Blok Diagram Metode Penelitian... 17 Gambar III.2 Rangkaian Alat Gasifikasi... 18 Gambar IV.1 Nyala api gas produser sabut kelapa dengan ukuran 1 dan laju alir udara 4749,986 cm 3 /s... 27 Gambar IV.2 Nyala api gas produser sabut kelapa dengan ukuran 2 dan laju alir udara 4749,986 cm 3 /s... 27 Gambar IV.3 Nyala api gas produser sabut kelapa dengan ukuran 3 dan laju alir udara 4749,986 cm 3 /s... 28 viii
DAFTAR TABEL Tabel II.1 Komposisi Buah Kelapa... 4 Tabel II.2 Karakteristik Kimia Sabut Kelapa... 5 Tabel II.3 Komposisi Kimia Sabut Kelapa... 5 Tabel II.4 Komposisi Gas Produser pada Berbagai Jenis Biomassa... 9 Tabel II.5 Kandungan Gas Produser Sekam Padi... 10 Tabel II.6 Kandungan Tar pada Beberapa Tipe Gasifier... 10 Tabel III.1 Alat Penelitian dan Kegunaannya... 15 Tabel III.2 Merk Alat... 16 Tabel III.3 Bahan Penelitian dan Kegunaannya... 16 Tabel IV.1 Data Hasil Penelitian... 24 Tabel IV.2 Data Temperatur Pada Saat Proses... 25 Tabel IV.3 Data Hasil Analisa Gas Hasil Gasifikasi... 26 Tabel IV.4 Parameter-Parameter Gasifikasi yang Diukur... 29 ix
INTISARI Juniar Sulistyowati dan Medina Citra Syamutia, 2013. Produksi Gas Bahan Bakar dari Sabut Kelapa dengan Alat Gasifikasi Fixed-Bed tanpa Tenggorokan. Program Studi Diploma III, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Sumber energi alternatif yang berpeluang besar untuk dikembangkan pemanfaatannya di Indonesia ialah energi biomassa misalnya sabut kelapa. Produksi buah kelapa di Indonesia mencapai 15 miliar butir kelapa per tahun dan hanya 3,2 % yang baru dimanfaatkan, untuk menambah nilai ekonomis dari sabut kelapa maka sabut kelapa digunakan untuk memproduksi gas produser. Gas produser merupakan gas hasil gasifikasi. Gasifikasi adalah proses yang mengubah bahan padat menjadi gas yang mudah terbakar. Gasifikasi umumnya terdiri dari empat proses, yaitu pengeringan, pirolisis, oksidasi, dan reduksi. Gas yang dihasilkan dari proses gasifikasi yaitu CO, CO 2, H 2, dan CH 4. Adapun cara untuk mengetahui gas yang dihasilkan merupakan gas produser adalah dengan cara visual dan untuk mengetahui komposisi gas produser adalah dengan cara menguji Gas Chromatography. Secara visual gas produser yang terbentuk tidak akan menghasilkan asap ketika dibakar dengan menggunakan api. Gas produser selanjutnya dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan panas ataupun untuk menghasilkan listrik. Gasifikasi dapat dipengaruhi oleh beberapa variabel. Dalam penelitian ini digunakan dua variabel yaitu ukuran sabut kelapa (Ukuran 1 (3 cm x 5 cm x 4 cm), Ukuran 2 (5 cm x 5 cm x 4 cm) dan Ukuran 3 (7 cm x 5 cm x 4 cm)) dan laju alir udara (498,086cm 3 /s; 575,140cm 3 /s; 643,026cm 3 /s; 704,400cm 3 /s; dan 760,839cm 3 /s). Tahapan proses yang dilakukan pada penelitian ini yaitu merangkai alat, start up, mengukur δh, mengukur temperatur, pengambilan sampel, mengukur waktu operasi, menguji gas mempan bakar, shut down, mengukur berat arang yang terbentuk, dan analisa komposisi gas produser. Dalam penelitian biomassa yang digunakan adalah sabut kelapa dengan berat 400gram, dimasukkan dari atas gasifier begitu pula dengan laju alir udara masuk, gas produser yang dihasilkan akan keluar lewat bagian atas pada sisi gasifier yang lain. Kadar air sabut kelapa antara 11-13%. Komposisi combustible gas (CO berkisar antara 14,856-19,056% mol dan H 2 antara 0,158-2,796% mol), dengan SGR 44,65-57,28 kg/m 2.jam; FCR 0,5923-0,7599 kg/jam; AFR 2,98-5,59; Prosentase char 4,5-10,71 %. Kata kunci : Sabut Kelapa, Gasifikasi, Parameter Gasifikasi, Gas Produser, Energi Biomassa x
ABSTRACT Juniar Sulistyowati dan Medina Citra Syamutia, 2013. Fuel Gas Production From Coconut Fiber Using Throatless Fixed-Bed. Program Studi Diploma III, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Alternative energy sources are likely to be developed utilization of biomass energy in Indonesia is such coconut husks. Production of coconuts in Indonesia reached 15 billion coconuts per year and only 3.2% were only used, to increase the economic value of the coco coir is used to produce gas producer. Producer gas is a result of gasification gas. Gasification is a process that converts solid materials into combustible gas. Gasification generally consists of four processes, namely drying, pyrolysis, oxidation, and reduction. Gas produced from the gasification process is CO, CO 2, H 2, and CH 4. As for how to determine the resulting gas is a gas producer and visual way to determine the composition of the producer gas is a way to test Gas Chromatography. Visually formed gas producer will not produce fumes when burnt with fire. Producer gas can then be utilized for the need to generate heat or electricity. Gasification can be affected by several variables. This study used two variables: the size of coconut coir (Size 1 (3 cm x 5 cm x 4 cm), Size 2 (5 cm x 5 cm x 4 cm) and size 3 (7 cm x 5 cm x 4 cm)) and air flow rate (498,086cm 3 /s; 575,140cm 3 /s; 643,026cm 3 /s; 704,400cm 3 /s; dan 760,839cm 3 /s). Stages of the process are carried out in this study is stringing equipment, start-up, Δh gauge, temperature gauge, sampling, measuring the operating time, test the impervious gas fuel, shut down, heavy gauge charcoal is formed, and the producer gas composition analysis. In a study of biomass used is coir with 400gram weight, put on the top of the gasifier as well as the flow rate of the air intake, resulting producer gas will come out through the top on the other side of the gasifier. Coco water content between 11-13%. Composition of combustible gases (CO ranged from 14.856 to 19.056% H 2 mol and between 0.158 to 2.796 mol%), with 44.65 to 57.28 kg/m2.jam SGR; FCR 0.5923 to 0.7599 kg / hour; AFR 2.98-5.59; Percentage char from 4.5 to 10.71%. Kata kunci : Coco Fiber, Gasification, Parameter of Gasification, Gas Produser, Energy of Biomass x