TUGAS AKHIR Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap Performa Crassdraft Gasifier Dengan Bahan Bakar Serutan Kayu Jati.

TUGAS AKHIR
PENGARUH KECEPATAN UDARA TERHADAP PERFORMA
CROSSDRAFT GASIFIER DENGAN BAHAN BAKAR
SERUTAN KAYU JATI

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

DisusunOleh :

SYAFIQ ABRORI
D200050014

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul
“Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap Crossdraft Gasifier Dengan Bahan
Bakar Serutan Kayu Jati”. Dengan kecepatan udara 3,0, 3,5, 4,0 m/s,

yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar sarjana
S1 pada jurusan teknik mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta,
sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari
skripsi yang sudah di publikasikan dan pernah dipakai untuk mendapatkan
gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta
atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya
cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta,

Februari 2016

Yang Menyatakan,

Syafiq Abrori

ii

HALAMAN PERSETUJUAN


Tugas akhir ini berjudul “Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap
Crossdraft Gasifier Dengan Bahan Bakar Serutan Kayu Jati” telah disetujui
pembimbing tugas akhir untuk dipertahankan didepan dewan penguji
sebagai syarat awal untuk memperoleh gelas sarjana S-1 teknik mesin di
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Disusun oleh

:

Nama

: Syafiq Abrori

NIM

: D200050014

Disetujui pada


:

Hari

: ......................

Tanggal

: ......................

Pembimbing TA

Nur aklis, ST, M.Eng.

iii

iv

MOTTO


„Keberhasilan akan kita raih apabila kita selalu bersungguh – sungguh dan
berusaha dalam segala hal disertai dengan selalu berdoa kepada Allah
SWT”
(Penulis)

“Orang – orang yang sukses teah belajar membuat diri mereka melakukan
hal yang harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah
mereka meyakini atau tidak.“
(Aldus Huxley)

“Musuh yang paling berbahaya diatas dunia ini adalah penakut dan
bimbang. Teman yang paling setia, hanyalah keberanian dan keyakinan
yang teguh.”
(Andrew Jackson)

v

Abstraksi
Bahan bakar fosil merupakan sumber daya alam yang tidak
terbarukan, untuk mengatasi krisis energi masa depan beberapa sumber

alternatif sumber energi mulai dikembangkan salah satunya energi
biomassa. Biomassa dalam industri produksi energi, merujuk pada bahan
biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan menjadi bahan
bakar atau untuk produksi industri,Gasifikasi merupakan proses yang
menggunakan panas untuk merubah biomassa padat atau padatan
berkarbon lainnya menjadi gas sintetik seperti gas alam yang sudah
terbakar, melalui gasifikasi kita biasa merubah hampir semua bahan
organik padat menjadi gas bakar yang bersih.
Pada penelitian ini diawali dengan memodifikasi saluran udara pada
reaktor, kemudian suplai udara dari blower divariasikan kecepatannya.
Kecepatan udara yang digunakan adalah 3 m/s, 3.5 m/s dan 4 m/s,
kemudian diukur temperatur pembakaran dan temperatur pendidihan air
tiap 1 menit.
Hasil penelitian perbandingan temperatur pembakaran pada
kecepatan 3 m/s, 3.5 m/s, 4 m/s. Dari gambar terlihat nyala efektif yang
paling lama adalah dengan menggunakan variasi kecepatan udara 3 m/s
yaitu selama 17 menit, kecepatan 3.5 m/s selama 15 menit, dan
kecepatan 4 m/s selama 14 menit. Temperatur pembakaran tertinggi yaitu
pada percobaan dengan menggunakan kecepatan 3 m/s, pada menit ke7, dengan temperatur 700.66 , untuk kecepatan 3.5 m/s pada menit ke-7
sebesar 718.33 , dan pada kecepatan 4 m/s pada menit ke-4 sebesar

644.16 . Dari perbandingan temperatur pembakaran antara kecepatan
3 m/s, 3.5 m/s, dan 4 m/s menunjukkan kecepatan terendah akan
menghasilkan nyala efektif yang lebih lama, sedangkan dengan
menggunakan kecepatan udara paling besar akan diperoleh temperatur
pembakaran yang besar. Hal ini terjadi selama masih dalam batasan
stokiometri tentunya.
Kata Kunci : Gasifikasi, serutan kayu jati, kecepatan udara

vi

Abstract
Fossil fuels are natural resources that are not renewable, to cope with future energy crisis
several alternative sources of energy sources started to be developed one biomass
energy. Biomass in energy production industry, refers to biological material living or
recently dead that can be used as fuel or for industrial production Gasification is a process
that uses heat to transform solid biomass or solid carbonaceous other into synthetic gas
such as natural gas that has been burned, through our usual gasification change almost all
of the solid organic materials into clean fuel gas.
In this study begins by modifying the airways in the reactor, then the supply of air from the
blower speed is varied. Air speed used is 3 m / s, 3.5 m / s and 4 m / s, then measured the

combustion temperature and the temperature of boiling water every 1 minute.
The results of a comparison study combustion temperature at a speed of 3 m / s, 3.5 m / s,
4 m / s. From the pictures look old flame of the most effective is to use a variation of air
velocity of 3 m / s ie for 17 minutes, the speed of 3.5 m / s for 15 minutes, and a speed of 4
m / s for 14 minutes. Combustion temperatures highest in the experiment using a speed of
3 m / s, in the 7th minute, with the temperature 700.66 , to the speed of 3.5 m / s in the
7th minute of 718.33 , and at a speed of 4 m / s on a minute -4 amounted to 644.16 .
From a comparison between the temperature of combustion speed of 3 m / s, 3.5 m / s and
4 m / s indicates the lowest speed will produce effective flame longer, while using the air
velocity will be obtained most large combustion temperature. This happens as long as the
stoichiometric limits of course.

Keywords: Gasification, teak wood shavings, airspeed

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu‟alaikum Wr, Wb
Syukur alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap
Performa Crossdraft Gasifier Dengan Bahan Bakar Sekam Padi” dapat
terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk penulis pada
kesempatan

ini

dengan

segala

ketulusan

dan

keikhlasan

hati


menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar –
besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D selaku Dekan Fakutas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST, M.Sc, Ph.D selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadyah Surakarta.
3. Bapak Nur aklis, ST, M.Eng. selaku pembimbing utama yang telah
memberikan dukungan serta arahan dalam penulisan laporan tugas
akhir ini.
4. Bapak Subroto Ir, MI. selaku Dosen pembimbing akdemik yang
sudah memberikan arahan dan saran.

vii

5. Seluruh keluarga yang senantiasa selalu mendukung saya, yang
terutama adalah Ibu dan Bapak saya yang tak henti – hentinya
mendoakan saya.
6. Teman seperjuangan terima kasih atas kerja sama dan semua
bantuannya.

7. Seluruh teman – teman Teknik Mesin yang telah membantu proses
pengerjaan tugas akhir ini.
8. Seluruh

teman-teman

kost

yang

telah

membantu

proses

pengerjaan tugas akhir ini.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan
tugas akhir ini.
Penulis menyatakan bahwa laporan ini masih jauh dari

sempurna oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat
membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang
hati.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb

Surakarta,

Februari 2016

Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................................... ....i
HALAMAN KEASLIAN SKRIPSI............................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................... iv
HALAMAN RINGKASAN............................................................................................. v
HALAMAN MOTTO....................................................................................................... v
ABSTRAKSI ................................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ................................................................................................... vii
DAFTAR ISI.................................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ......................................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ......................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................................ 3
1.3 Pembatasan Masalah .............................................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 6
2.1 Tinjauan Pustaka....................................................................................... 6
2.2 Dasar Teori ................................................................................................. 8
2.2.1 Pembakaran ............................................................................... 8
2.2.2 Biomassa ..................................................................................11
2.2.3 Gasifikasi...................................................................................15
2.2.4 Gas Metana ..............................................................................22
2.2.5 Kalor ...........................................................................................22

ix

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................24
1.1 Metode Penelitian ...................................................................................24
1.1.1 Diagram Alir Penelitian..............................................................24
1.1.2 Instalasi Pengujian .....................................................................26
1.2 Alat dan Bahan ........................................................................................27
1.2.1 Alat Penelitian ..............................................................................27
1.2.2 Bahan Penelitian .........................................................................34
1.3 Tahap Pengujian .....................................................................................35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................................36
4.1 Temperatur Pembakaran ......................................................................36
4.1.1 Temperatur pembakaran dengan kecepatan udara
3,0 m/s .....................................................................................37
4.1.2 Temperatur pembakaran dengan kecepatan udara
3,5 m/s .....................................................................................38
4.1.3 Temperatur pembakaran dengan kecepatan udara
4,0 m/s .....................................................................................39
4.1.4 Perbandingan temperatur rata – rata pembakaran
padakecepatan udara 3,0 m/s, 3,5 m/s dan 4 m/s .....40
4.1.5 Perbandingan nyala efektif pada kecepatan udara
3,0 m/s, 3,5 m/s dan 4,0 m/s ............................................41
4.2 Temperatur Air .........................................................................................42
4.2.1 Temperatur pendidihan air dengan kecepatan udara
3,0 m/s .....................................................................................42
4.2.2 Temperatur pendidihan air dengan kecepatan udara
3,5 m/s .....................................................................................43
4.2.3 Temperatur pendidihan air dengan kecepatan udara
4,0 m/s .....................................................................................44
4.2.4 Perbandingan temperatur pendidihan air pada
kecepatanudara 3,0 m/s, 3,0 m/s dan 4,0 m/s ............45

x

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................47
5.1 Kesimpulan ..................................................................................................47
5.2 Saran ............................................................................................................48
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian......................................................... 24
Gambar 3.2 Instalasi Penelitian ............................................................... 26
Gambar 3.3 Reaktor Pembakaran ........................................................... 27
Gambar 3.4 Detail Fuel Chamber ............................................................ 28
Gambar 3.5 Burner .................................................................................. 28
Gambar 3.6 Detail Burner ........................................................................ 29
Gambar 3.7 Blower .................................................................................. 30
Gambar 3.8 Termocouple Reader ........................................................... 30
Gambar 3.9 Anemometer Digital.............................................................. 31
Gambar 3.10 Timbangan Analog ............................................................. 32
Gambar 3.11 Stopwatch .......................................................................... 33
Gambar 3.12 Katup/Valve ........................................................................ 33
Gambar 3.13 Thermometer Air Raksa ..................................................... 34
Gambar 3.14 Serutan kayu jati ................................................................ 34
Gambar 4.1 Hubungan antara temperatur pembakaran dengan waktu
pada kecepatan udara 3,0 m/s ........................................... 37
Gambar 4.2 Hubungan antara temperatur pembakaran dengan waktu
pada kecepatan udara 3,5 m/s ........................................... 38
Gambar 4.3 Hubungan antara temperatur pembakaran dengan waktu
pada kecepatan udara 4,0 m/s ........................................... 39
Gambar 4.4 Perbandingan temperatur pembakaran pada Kecepatan
udara 3,0 m/s, 3,5 m/s dan 4,0 m/s .................................... 40

xii

Gambar 4.5 Perbandingan nyala efektif pada kecepatan udara 3,0 m/s,
3,5 m/s dan 4,5 m/s ............................................................ 41
Gambar 4.6 Hubungan antara temperatur pendidihan air dengan waktu
pada kecepatan Udara 3,0 m/s .......................................... 42
Gambar 4.7 Hubungan antara temperatur pendidihan air dengan waktu
pada kecepatan udara 3,5 m/s ........................................... 43
Gambar 4.8 Hubungan antara temperatur pendidihan air dengan waktu
pada kecepatan udara 4,0 m/s ........................................... 44
Gambar 4.9 Perbandingan temperatur pendidihan air pada kecepatan
udara 3,0 m/s, 3,5 m/s dan 4,0 m/s .................................... 45

xiii

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Unsur Kimia ............................................................................. 10
Tabel2.2 Komposisi Produksi Gas selama Gasifikasi .............................. 16

xiv