enter 3 gasifier

7/23/2019 Enter 3 Gasifier

1/26

LAPORAN PRAKTIKUM

ENERGI TERBARUKAN

(TPT 2109)

ACARA III

Pengenalan Gasifier

is!s!n Ole"#

Na$a # A%r&r Insan' Ala&

NIM # 12*+++211*TP*10,-9

G&l # .elasa B

C&/ Ass # Angga ernan&

LABORATORIUM ENERGI AN ME.IN PERTANIAN

URU.AN TEKNIK PERTANIAN

AKULTA. TEKNOLOGI PERTANIAN

UNI3ER.ITA. GAA4 MAA

5OG5AKARTA

2016


2/26

BAB I

PENA4ULUAN

1/1/ Laar Bela7ang

Seiring dengan perkembangan jaman maka kebutuhan akan bahan bakar

semakin meningkat yang tidak dapat diimbangi dengan ketersediaan bahan bakar

umumnya bahan bakar fosil. Ketergantungan akan bahan bakar fosil ini dapat

ditekan dengan memulai menggunakan bahan bakar alternatif seperti bahan bakar

gas dari gasifikasi yang diperoleh dari bahan dasar biomassa limbah industri.

Gasifikasi ini dapat dikatakan ramah lingkungan karena selain dapat

menggantikan bahan bakar fosil juga dapat membantu memproses untuk

mengurangi limbah dilingkungan sekitar.

Keungulan proses gasifikasi adalah mampu menghasilkan produk gas

yang konsisten yang dapat digunakan sebagai pembangkit listrik, Mampu

memproses beragam input bahan bakar termasuk batu bara, minyak berat,

biomassa, berbagai macam sampah kota dan lain sebagainya, Mampu mengubah

sampah yang bernilai rendah menjadi produk yang bernilai lebih tinggi. Dan juga

akhir-akhir ini juga sering bahkan banyak sampah menumpuk di tempat umum,

gasifikasi dapat menjadi solusi untuk mengurangi pencemaran lingkungan dan

memperoleh energy biomassa lebih besar. Sebelum bahan biomassa menjadi gas

N! perlu tahapan-tahapan yang menyertainya seperti pengeringan, pirolisis,

reduksi. "leh karena itu sebagai mahasis#a perlu memahami bagian-bagian dan

fungsi dari komponen gasifier serta cara pengoperasian alat gasifier.

1/2/ T!8!an

$. Mengetahui bagian-bagian dari updraft gasifier dan do#ndraft gasifier

beserta fungsi-fungsinya.

%. Mengetahui proses yang terjadi didalam gasifikasi biomassa

!. Dapat mengoperasikan updraft gasifier tipe sunction dengan bahan bakar

biomassa


3/26

&. Menghitung jumlah bahan bakar biomassa yang dibutuhkan untuk

penyalaan kontinyu selama $ jam 'kg(jam) serta dapat menghitung nilai

efisiensinya.

1/+/ Manfaa

*raktikum ini diharapkan dapat memberikan manfaat pemahaman lebih

mendalam mengenai gasifier, baik dari bagian-bagian, fungsi bagian, proses

yang terjadi, serta pengoperasian gasifier untuk menghasilkan bahan bakar

gas yang dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari.


4/26

BAB II

TINAUAN PU.TAKA

Gafisikasi adalah proses kon+ersi bahan bakar padat atau cair menjadi

bahan bakar gas dengan pemanasan dalam sebuah media gasifikasi seperti udara,

oksigen atau uap. idak seperti pada pembakaran, dimana oksidasi terjadi secara

sempurna dalam satu tahap, gasifikasi mengkon+ersi energy kimia dari karbon

dalam biomassa menjadi gas yang mudah terbakar dalam dua tahap. Gas yang

dihasilkan tersebut dapat lebih mudah dimanfaatkan dibanding dengan bimassa

aslinya 'McKendry, %%).

Gasifikasi merupakan suatu teknologi proses yang mengubah bahan padat

menjadi gas. ahan padat yang dimaksud adalah bahan bakar padat termasuk

didalamnya, biomass, batubara, dan arang dari proses oil refinery gasifikasi

ditandai dengan timbulnya unsur-unsur gas yang memicu pembakaran akhir.

Dalam hal ini gas yang diharapkan yaitu seperti /&, /" maupun % yang dapat

dipakai dalam proses pembakaran. erdasar mode fluidisasi, mesin gasifikasi

dapat dibedakan menjadi gasifikasi unggun tetap 'fixed bed gasification),

gasifikasi unggun bergerak 'moving bed gasification), gasifikasi unggun

terfluidisasi 'fluidized bed gasification), dan entrained bed '0iki, %$$).

Menurut '*angmei dkk, %1) secara umum, proses gasifikasi melibatkan

& tahapan proses berupa drying, pirolisis, oksidasi parsial dan reduksi.

$. *engeringan

*ada pengeringan, kandungan air pada bahan bakar padat diuapkan oleh

panas yang diserap dari proses oksidasi.%. *irolisis

*ada pirolisis, pemisahan volatile matters 'uap air, cairan organik, dan gas

yang tidak terkondensasi) dari arang atau padatan karbon bahan bakar juga

menggunakan panas yang diserap dari proses oksidasi. *irolisis atau

de+olatilisasi disebut juga sebagai gasifikasi parsial. Suatu rangkaian proses

fisik dan kimia terjadi selama proses pirolisis yang dimulai secara lambat

pada 1 2/. Komposisi produk yang tersusun merupakan fungsi

temperatur, tekanan, dan komposisi gas selama pirolisis berlangsung. *roses


5/26

pirolisis dimulai pada temperatur sekitar %! 2/, ketika komponen yang

tidak stabil secara termal, seperti lignin pada biomassa dan volatile matters

pada batubara, pecah dan menguap bersamaan dengan komponen lainnya.

*roduk cair yang menguap mengandung tar dan *3 'polyaromatic

hydrocarbon). *roduk pirolisis umumnya terdiri dari tiga jenis, yaitu gas

ringan '%, /", /"%, %", dan /&), tar, dan arang.

!. "ksidasi '*embakaran)

*embakaran mengoksidasi kandungan karbon dan hidrogen yang terdapat

pada bahan bakar dengan reaksi eksotermik, sedangkan gasifikasi mereduksi

hasil pembakaran menjadi gas bakar dengan reaksi endotermik. "ksidasiatau pembakaran arang merupakan reaksi terpenting yang terjadi di dalam

gasifier. *roses ini menyediakan seluruh energi panas yang dibutuhkan pada

reaksi endotermik. "ksigen yang dipasok ke dalam gasifier bereaksi dengan

substansi yang mudah terbakar.asil reaksi tersebut adalah /"% dan %"

yang secara berurutan direduksi ketika kontak dengan arang yang

diproduksi pada pirolisis. 0eaksi yang terjadi pada proses pembakaran

adalah4

/ 5 "%6 /"%5 !7!.11 k8(mol karbon

0eaksi pembakaran lain yang berlangsung adalah oksidasi hidrogen yang

terkandung dalam bahan bakar membentuk kukus. 0eaksi yang terjadi

adalah4

%5 9 "%6 %" 5 1&% k8(mol %

&. 0eduksi 'Gasifikasi)

0eduksi atau gasifikasi melibatkan suatu rangkaian reaksi endotermik yang

disokong oleh panas yang diproduksi dari reaksi pembakaran. *roduk yang

dihasilkan pada proses ini adalah gas bakar, seperti %, /", dan /&. 0eaksi

berikut ini merupakan empat reaksi yang umum telibat pada gasifikasi.

/ 5 %" 6 %5 /" : $!$.!; k8(kg mol karbon

/"%5 / 6 %/" : $1%.


6/26

/ 5 %%6 /&5 1&.7 k8(mol karbon

Gasifier memiliki beberapa jenis yaitu Gasifier unggun tetap 'Fixed bed

gasifier) menggunakan sejumlah bahan padat dimana udara dan gas dapat le#at

baik ke atas maupun ke ba#ah. 8enis ini merupakan tipe yang paling sederhana

dan hanya digunakan untuk aplikasi dalam skala kecil. =ang termasuk dari jenis

ini adalah up, do#n dan cross draft gasifier. Do#n-draft gasifier dikembangkan

untuk merubah bahan bakar +olatile 'kayu, biomassa) menjadi gas dengan

kandungan tar rendah. >p-draft gasifier umum digunakan untuk gasifikasi

batubara dan bahan bakar non-+olatil seperti arang batu-bara. Namun demikian,karena tingginya kandungan tar-nya 'ntuk bahan-bakar biomassa dengan nilai

prosentasi karbon yang rendah, temperatur gasifikasi dikondisikan pada 1;% / -

7%1 / pada e@ui+alen ratio ,%&& - ,%7ntuk memastikan semua karbon bereaksi, temperatur harus

tinggi A7%1 / dan e@ui+alen ratio ,&. etapi, pada kondisi tersebut prosentase tar

yang dihasilkan sangat tinggi. >ntuk mengatasi hal tersebut, adadua cara yaitu

memanaskan udara masuk gasifier dan memperlama #aktu tinggal 'residence

time) produk gas.


7/26

Salah satu alat gasifikasi yang terdapat didunia yaitu Gasifikasi ioner di

Binlandia. Dengan sistem updraft, biomass dimasukkan dari atas reaktor. 3danya

udara dan uap dari ba#ah reaktor yang bergerak ke atas menyebabkan biomass

akan mengalami serangkaian proses. Selama perjalanan biomass dari atas reaktor

sampai ke ba#ah, biomass akan mengalami pengeringan, pirolisis, gasifikasi dan

pembakaran. Ketika tar yang dihasilkan cukup banyak, maka gas-gas dari hasil

gasifikasi ini tidak bisa langsung dimasukkan ke dalam mesin pembakaran dalam

'C/, internal combustion). Karena tar jugalah, sehingga sistem pemipaan perlu

dibersihkan per %E minggu sekali tergantung jenis bahan bakar yang digunakan.

*ada tahun $7;, daya thermal dari gasifikasi ionerr Binland adalah $.< MFth.

ahan bakar yang digunakan adalah serpihan kayu, sampah hutan, gambut,

jerami, pelet, batubara dan campuran. Dengan kadar air kayu yang digunakan

sebesar &$?, gas-gas yang dikeluarkan dari proses gasifikasi adalah !? /",

$$? %, !? /&, 1? /"%, dan &7? N%'3nonim, %$).

*ada proses pembakaran terhadap suatu benda, misalnya tempurung akan

terjadi beberapa tahap seperti pengeringan, proses pirolisa, proses gasifikasi

hingga terjadinya pembakaran. >ntuk rentang temperatur masing-masing proses,

yaitu4 *engeringan4 $ !2/H *irolisis4 ! 7 2/H "ksidasi4

A72/H dan 0eduksi & 7 2/. *engeringan merupakan proses a#al yang

ditandai dengan adanya pelepasan uap air yang terdapat didalam tempurung.

*roses pengeringan yang berkelanjutan akan memicu terjadinya proses pirolisa

'Suryadi, %;).

BAB III

METOE PRAKTIKUM


8/26

+/1/ Ala an Ba"an

Ala#

$. Updraft Gasifiertipesunctiondan downdraft gasifier

%. imbangan

!. hermometer Digital

&. hermokopel tipe K


9/26

7 Setiap ! menit suhu yang terbaca di thermometer digital dicatat pada table

yang tersedia.

$ *enyalaan gasifier selama $ jam 'E menit).

BAB I3

4A.IL PENGAMATAN AN ANALI.A ATA

,/1/ 4asil Penga$aan

Gambar skema alat gasifier beserta bagiannya


10/26

Keterangan4

$. lo#er, berfungsi untuk membantu proses penghisapan udara untuk

pembakaran.

%. utup Gasifikasi berfungsi untuk membuang sisa pembakaran.

!. abung reaktor berfungsi untuk tempat(ruang pembakaran bahan.

&. *enutup berfungsi untuk menekan bahan agar menjadi padat supaya

mudah terbakar dan terbakar sempurna.


11/26

% ,&r (C) ?s=a7! ($eni)

Ga$%ar ,/1/ .!"! K&$>&r (@C) ?s =a7! ($eni)


18/26

0 20 40 60 80 1000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Waktu vs Berat Air

=a7! ($eni)

Bera Air (7g)

Ga$%ar ,/2/ Grafi7 Bera Air (7g) ?s =a7! ($eni)

0 20 40 60 80 1000

20

40

60

80

100

120

Waktu vs Ta

=a7! ($eni)

.!"! Air (C)

Ga$%ar ,/+/Grafi7 .!"! Air (C) ?s =a7! ($eni)


19/26

BAB 3

PEMBA4A.AN

*raktikum yang berjudul pengenalan gasifier ini mencakup pembahasan

mengenai jenis gasifier, proses-proses pada gasifikasi, bagian-bagian gasifier serta

fungsinya masing-masing dan tahap-tahap pengoperasian gasifier. Gafisikasi

merupakan proses kon+ersi bahan bakar padat atau cair menjadi bahan bakar gas

dengan pemanasan dalam sebuah media gasifikasi seperti udara, oksigen atau uap.

idak seperti pada pembakaran, dimana oksidasi terjadi secara sempurna dalam

satu tahap, gasifikasi mengkon+ersi energy kimia dari karbon dalam biomassa

menjadi gas yang mudah terbakar dalam dua tahap.

*roses gasifikasi memiliki empat tahapan proses, yaitu drying, merupakan

proses penguapan kandungan air didalam biomassa melalui pemberian sejumlah


20/26

panas dengan suhu $!2/, proses pirolisis merupakan proses eksotern yang

melepas sejumlah panas pada iter+al suhu !72/, oksidasi merupakan

proses eksotern yang melepas sejumlah panas pada inter+al suhu diatas 72/,

dan proses 0eduksi gas /"%dan %" pada inter+al suhu &72/.

*roses gasifikasi dapat dilakukan menggunakan alat bernama gasifier,

gasifier yang umumnya digunakan yaitu gasifier tipe alas permanen. *ada

praktikum kali ini, gasifier yang digunakan yaitu gasifier updraft gasifier tipe

suction. *erbedaan yang mencolok dari gasifier ini dibanding gasifier lainnya

yaitu perbedaan desainnya, dimana terdapat kerucut 'throat) atau penyempitan

laju udara pada daerah yang dile#ati hasil pirolisa.

*engoperasian gasifier dia#ali dangan pembuatan bara api menggunakan

arang. 3rang tersebut sebagai penyalaan bahan. ahan dimasukan kedalam tabung

pengeringan atau drying tank. *ada drying tank terjadi proses pengeringan

merupakan tahapan pertama dari proses gasifikasi, yaitu proses penguapan

kandungan air didalam biomassa melalui pemberian sejumlah panas dengan suhu

$!2/. *roses ini akan menghasilkan produk berupa uap air. Dalam proses

pirolisa udara dibatasi merupakan proses eksotern yang melepas sejumlah panas

pada inter+al suhu !72/, dalam proses pirolisis akan menghasilkan produk

ar dan /&.

iomassa selanjutnya masuk kedalam ruang tempat terjadinya proses

oksidasi. "ksidasi merupakan proses eksotern yang melepas sejumlah panas pada

inter+al suhu diatas 72/. *roduk yang dihasilkan pada proses oksidasi ini

berupa /"% dan %", dan terakhir biomassa akan mengalami proses reduksi gas

/"% dan %" pada inter+al suhu &72/. *roduk ynag diharapkan pada

proses ini berupa /" dan %. Gas yang dihasilkan tersebut selanjutnya akan

terhisap oleh hembusan dari kompresor dengan menggunakan prinsip pipa

+enturi, sehingga akhirnya gas yang dihasilkan dapat dialirkan maupun digunakan

sebagai bahan bakar.

*ada praktikum pengenalan gasifier ini juga mencatat perubahan suhu

pembakaran yang di ukur dengan mengunakan termokopel thermometer digital.

*engukuran suhu dilakukan di bagian atas kompor. *engukuran suhu ini


21/26

dimaksudkan agar dapat mengetahui suhu yang dapat dicapai dari hasil

pembakaran gas yang dihasilkan pada proses gasifikasi tersebut. Dan dihasilkan

suhu maksimal yang dapat dicapai oleh hasil pembakaran tersebut adalah sekitar

EE;,% / .

*ada grafik antara suhu Ls #aktu tersebut dapat ditarik kesimpulan bah#a

selama kurang lebih 7 menit #aktu pembakaran terjadi suhu maksimum pada

saat pembakaran pada menit ke-EE dengan suhu mencapai EE;,% / atau pada

saat sebagian tongkol jagung sudah menjadi gas. Setelah mele#ati menit ke-EE

suhu yang dihasilkan pada pembakaran gas hasil gasifikasi secara perlahan mulai

menurun sampai gas yang dihasilkan habis. *enurunan tersebut karena gas yang

dihasilkan pada proses gasifikasi mulai habis karena sekam padi yang merupakan

bahan bakar juga sudah dalam jumlah yang sedikit.

erdasarkan percobaan yang dilakukan, diketahui bah#a untuk melakukan

penyalaan gasifier secara kontinyu selama $,< jam, diperlukan 1 Kg tongkol

jagung. *emanasan air dmulai pada menit ke %; hingga menit ;1,


22/26

BAB 3I

PENUTUP

-/1/ Kesi$>!lan

$. Gasifikasi merupakan penguraian secara thermal 'dengan suhu) pada

inter+al berkarbon dengan membatasi udara atau menggunakan udara

dengan nilai diba#ah kebutuhan.

%. *roses gasifikasi memiliki empat tahapan proses, yaitu drying, merupakanproses penguapan kandungan air didalam biomassa melalui pemberian

sejumlah panas dengan suhu $!2/, proses pirolisis merupakan

proses eksotern yang melepas sejumlah panas pada iter+al suhu !

72/, oksidasi merupakan proses eksotern yang melepas sejumlah panas

pada inter+al suhu diatas 72/, dan proses 0eduksi gas /"% dan %"

pada inter+al suhu &72/.

!. Sebelum dilakukan proses gasifikasi, sebelumnya alat Updraft gasifier

dibersihkan agar proses gasifikasi dapat berjalan dengan lancar. Setelah itu


23/26

diberikan bara arang untuk memulai pembakaran kemudian tongkol

jagung dimasukkan ke dalam alat gasifikasi, lalu blo#er dinyalakan

dengan penutup gasifikasi dan alat gasifikasi ditutup rapat. *roses

gasifikasi tongkol jagung sebesar 1 Kg dapat digunakan untuk proses

gasifikasi selama kurang lebih ;1 menit.

-/2/ .aran

Saran untuk pratikum ini yaitu lebih bermacam macam lagi tipe gasifier

yang digunakan untuk membandingkan efisiensi dari berbagai gasifier yang

ada.

ATAR PU.TAKA

3nonim. %$. Devolatilisasi. Dalam4 http!!www.puspipte".info!#$%id!node !

&'(.htm. Diakses pada anggal $< Mei %$< *ukul %%.


24/26

*rins, M.8., *tasinski, K.8., dan 8anssen, B.8.8.G. %1. From Coal 6o

,iomassGasification Comparison 7f 6hermodyinamic -fficiency8. 8ournal

"f Onergi. Lol !% pp $%&;-$%


25/26

RE.UME URNAL

Karakterisasi Proses Gasifikasi Biomassa Tempurung Kelapa Sistem

Downdraft Kontinyu dengan Variasi Perbandingan Udara-Bahan Bakar

!"# $ dan Ukuran Biomassa

Cndonesia adalah negara agraris sehingga Cndonesia mempunyai potensi

akan biomassa yang sangat besar salah satunya adalah tempurung kelapa.empurung kelapa dapat dengan mudah didapatkan karena jumlanya melimpah

dan untuk sekarang ini hanya dimanfaatkan sebagai arang saja. Dengan

mengetahui komposisi dan kandungan kimia yang terdapat di dalam tempurung

kelapa, bahan tersebut dapat dijadikan sumber energi alternatif melalui proses

gasifikasi.

eberapa penelitian gasifikasi biomassa yang menggunakan reaktor

gasifikasi jenis do#ndraft telah dilakukan. Salah satunya yang telah dilakukan


26/26

oleh Setia#an, D. P$Q yang menggunakan biomassa sekam padi pemasukan

sistem kontinyu dengan +ariasi perbandingan udara-bahan bakar ' 3ir Buel

0atio(3B0 ). asil penelitian menunjukkan semakin besar suplai udara, energi

losses yang terjadi semakin besar. Nyala api yang dihasilkan stabil dan Rona

temperatur yang dihasilkan menunjukkan tren steady . Fulandari, D. P%Q

menggunakan biomassa sekam padi dengan sistem pemasukan batch

mendapatkan kesimpulan bah#a Rona temperatur di reaktor gasifikasi

menunjukan tren naik-turun yang tajam dan nyala api yang dihasilkan tidak

stabil. 3rdianto, B. P!Q menggunakan sistem batch biomassa serbuk kayu dengan

+ariasi perbandingan udara-bahan bakar '3ir Buel 0atio) dan ukuran biomassa,

mendapatkan efisiensi terbesar pada ukuran biomassa yang lebih kecil yakni

sebesar E1,17;?. *enelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ukuran

biomassa dan perbandingan udara-bahan bakar terhadap nilai kalor ba#ah

'o#er eating Lalue(L) , komposisi synthetic-gas, kualitas nyala api serta

efisiensi gasifikasi.

enter 3 gasifier

Documents