BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer bahan pangan, pakan ternak, miyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Umum yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk primernya. Potensi biomassa di Indonesia yang bisa digunakan sebagai sumber energi jumlahnya sangat melimpah. Limbah yang berasal dari hewan maupun tumbuhan semuanya potensial untuk dikembangkan. Tanaman pangan dan perkebunan menghasilkan limbah yang cukup besar, yang dapat dipergunakan untuk keperluan lain seperti bahan bakar nabati. Pemanfaatan limbah sebagai bahan bakar nabati memberi tiga keuntungan langsung. Pertama, peningkatan efisiensi energi secara keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada limbah cukup besar dan akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan. Kedua, penghematan biaya, karena seringkali membuang limbah bisa lebih mahal dari pada memanfaatkannya. Ketiga, mengurangi keperluan akan tempat penimbunan 1
2 sampah karena penyediaan tempat penimbunan akan menjadi lebih sulit dan mahal, khususnya di daerah perkotaan. Selain pemanfaatan limbah, biomassa sebagai produk utama untuk sumber energi juga akhir-akhir ini dikembangkan secara pesat. Kelapa sawit, jarak, kedelai merupakan beberapa jenis tanaman yang produk utamanya sebagai bahan baku pembuatan biodiesel. Sedangkan ubi kayu, jagung, sagu merupakan tanaman-tanaman yang produknya sering ditujukan sebagai bahan pembuatan bioethanol (Anonim, 2012). Ada juga teknologi gasifikasi sebagai sebagai salah satu teknologi konversi energi biomassa, namun teknologi ini masih sangat terbatas perkembangannya di Indonesia. Penelitian yang berkaitan dengan teknologi gasifikasi juga masih sedikit yang dilakukan. Teknologi ini termasuk teknologi yang relatif sederhana dan pengoperasian yang mudah dan secara teknik ataupun ekonomis sangat layak untuk dikembangkan. Dengan demikian teknologi gasifikasi ini sangat cocok untuk dikembangkan di Indonesia, namun diperlu penelitian mendasar agar teknologi ini siap beredar. (Suharmanto, 2009). Teknologi gasifikasi biomassa merupakan suatu bentuk konversi energi yang terkandung di dalam biomassa. Proses gasifikasi berlangsung di dalam suatu reaktor yang disebut gasifier. Pada alat ini bahan bakar biomassa diurai di dalam reaktor (ruang bakar) dengan udara terbatas. Dengan kata lain, proses gasifikasi biomassa merupakan proses pembakaran tidak sempurna bahan baku padat biomassa, melibatkan reaksi antara oksigen secara terbatas dengan bahan bakar
3 padat berupa biomassa. Uap air dan karbon dioksida hasil pembakaran direduksi menjadi gas yang mudah terbakar, yaitu karbon monoksida (CO), hidrogen (H2) dan methan (CH4). Ada beberapa jenis teknologi gasifikasi yang telah diteliti dan dikembangkan. Salah satunya adalah tungku gasifikasi yang dilakukan oleh Rusdaniyar (2012) peneliti dari Universitas Gadjah Mada, yaitu kompor gasifier dengan menggunakan aliran udara paksa atau yang dihasilkan dengan kipas dan menggunakan pengumpan biomassa dimana hal tersebut bertujuan agar bahan biomassa bisa terpasok secara kontinyu. Dari penelitian tersebut, kompor gasifikasi yang dicoba menggunakan bahan biomassa sekam padi dan dapat menghasilkan nilai efisiensi sebesar 17,24% dengan kecepatan udara 3 m/s dan penambahan umpan sebanyak 125 gram. Namun dengan penggunaan kipas dapat menurunkan efisiensi kompor sebesar 0,4% - 0,6%. Dengan adanya hal tersebut maka dilakukan penelitian lebih lanjut yang tidak menggunakan aliran udara paksa bertujuan agar nilai efisiensi kompor lebih besar. 1.2. Tujuan 1.2.1. Tujuan Umum Penelitian ini dilakukan dengan tujuan : 1. Mengembangkan rancang bangun tungku gasifikasi. 2. Menganilisis kinerja pembakaran menggunakan tungku gasifikasi biomassa yang dilakukan dengan aliran udara alami.
4 1.2.2. Tujuan Khusus Adapun tujuan khusus dari penilitian ini adalah : 1. Mengembangkan rancang bangun model tungku yang dapat digunakan untuk pembakaran dengan menggunakan aliran udara alami. 2. Mengetahui pengaruh jumlah lubang primer dan luasan bukaan aliran udara alami pada tungku gasifikasi biomassa terhadap suhu nyala api dan kualitas nyala api pada saat pembakaran. 3. Mengetahui efisiensi konversi energi gasifikasi biomassa dengan tipe tungku Top Lit Updraft Gasifier 1.3. Batasan Masalah Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja pembakaran tungku gasifikasi dengan tipe gasifier model updraft. Menggunakan aliaran udara alami dengan perlakuan variasi luasan bukaan aliran udara alami pada tabung dengan variasi luasan bukaan aliran udara 144 cm 2, bukaan 108 cm 2, bukaan 72 cm 2 dan bukaan 36 cm 2, dan variasi lubang tabung reaktor dengan jumlah 24 lubang, 36 lubang dan 60 lubang. Parameter yang diukur merupakan suhu pada mulut tungku, suhu pada permukaan dinding primer dan sekunder dan suhu air saat pada saat proses pembakaran berlangsung.
5 1.4. Manfaat Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai bahan referensi untuk pengembangan racang bangun tungku gasifikasi biomassa dengan aliran alami khususnya mengenai variasi jumlah lubang pada tabung reaktor dan variasi luasan luasan bukaan aliran udara alami.