148 Produksi Gas dari Padatan
Gambar 5.13. Tungku gasifikasi
5.6.1.  Distribusi Tekanan dalam Reaktor Gasifikasi Sekam Padi
Pada  saat  pengujian  eksperimen,  rugi  tekanan  dalam reaktor  gasifikasi  sekam    padi  mengikuti  suatu  formula  dPL  =
28,74V
1,24
, dimana dpL adalah rugi tekanan per satuan panjang Pam dan V adalah kecepatan udara di bawah bed atau sekam
padi ms Santoso, 2009. Rugi  tekanan  simulasi  didapatkan  dari  simulasi  reaktor
sekam  padi  pada  berbagai  variasi  kecepatan  udara.  Untuk  lebih jelasnya, rugi tekanan  eksperimen dan simulasi reaktor gasifikasi
sekam padi dapat dilihat pada Gambar 5.14 berikut.
149 Gasifikasi
Gambar 5.14. Grafik hubungan rugi tekanan eksperimen dan simulasi reaktor terhadap kecepatan udara masuk reaktor.
Pada  berbagai  variasi  kecepatan  udara  didapatkan distribusi  tekanan  reaktor  pengujian  eksperimen  dan  simulasi
sebagai berikut. Tabel 5. 2. Distribusi tekanan reaktor pada pengujian eksperimen
dan simulasi untuk berbagai variasi kecepatan udara.
Variasi Kecepatan
Udara Rugi Tekanan
Eksperimen x 10
2
Pam Rugi Tekanan
Simulasi x 10
2
Pam
I 29,82
28,41 II
44,90 43,94
III 46,99
46,79 Pada  Gambar  5.14  terlihat  bahwa  rugi  tekanan  di  dalam
reaktor  berbanding  lurus  terhadap  kecepatan,  artinya peningkatan  kecepatan  udara  akan  meningkatkan  rugi  tekanan
reaktor. Pada Tabel 5.  2 terlihat bahwa rugi tekanan eksperimen pada  berbagai  variasi  kecepatan  udara  berturut-turut  sebesar
29,82  x10
-2
Pam;  44,90  x10
-2
Pam  dan  46,99  x10
-2
Pam setelah  dilakukan  pengujian  simulasi  rugi  tekanan  pada  berbagai
variasi  kecepatan  berurut-turut  sebesar  28,41  x10
-2
Pam;  43,94 x10
-2
Pam  dan  46,79  x10
-2
Pam.  Harga  rugi  tekanan  simulasi sedikit  lebih  rendah  dari  harga  rugi  tekanan  eksperimen.
Perbandingan  perbedaan  nilai  eksperimen  dan  simulasi  adalah sebesar  2,44.  Hal  ini  dimungkinkan  karena  adanya  perbedaan
nilai  kecepatan  simulasi  dan  eksperimen  sehingga  nilai  rugi
y = 28,74x
1,24
R² = 1
0,00 0,10
0,20 0,30
0,40 0,50
0,020 0,024
0,028 0,032
0,036 0,040
R ugi
T eka
na n
P a
m
Kecepatan ms Eksperimen
Simulasi
150 Produksi Gas dari Padatan
tekanan simulasi tidak tepat sesuai dengan eksperimen Santoso, 2009.
5.6.2.  Penurunan  Massa  terhadap  Kapasitas  Sekam  Padi  pada
Berbagai Variasi Kecepatan Udara
Analisis  ultimasi  dilakukan  untuk  mengetahui  unsur  kimia penyusun sekam padi. Data yang didapatkan dari literatur adalah
seperti pada Tabel 5.3.
Tabel 5.3. Hasil analisis ultimasi pada sekam padi
Unsur Perb. Aktual
Massa Mol
Perb. Mol
C 38,5
45,56 3,80
1,00 H
5,7 6,75
6,75 1,78
O 39,8
47,10 2,94
0,78 N
0,5 0,59
0,04 0,01
Jumlah 84,5
100,00 -
3,59 Sehingga  dapat  diketahui  persamaan  reaksi  stoikiometri  untuk
sekam padi dan udara adalah: CH
1,78
O
0,78
N
0,01
+1,06O
2
+3,76N
2
 CO
2
+0,89H
2
O+3,98N
2
5.18 Jika  dimisalkan  ada  1  mol  sekam  padi  maka  untuk  udara  yang
dibutuhkan  adalah  1,06  mol.  Sehingga  air  fuel  ratio  AFR stoichiometric,  yaitu  perbandingan  antara  laju  massa  dari  udara
dengan  laju  massa  dari  sekam  didapatkan  nilai  sebesar  5,51  kg udaraskg sekams.
AFR  aktual  dihitung  dengan  membandingkan  laju  massa udara  yang  tersedia  terhadap  laju  massa  bahan  bakar  pada
masing-masing  variasi  kapasitas  pengisian.  Untuk  selanjutnya dapat ditentukan besarnya
lambda  λ , yaitu perbandingan antara AFR  aktual  dengan  AFR  stoichiometric.  Lambda  yang  semakin
besar menunjukan laju aliran udara yang semakin besar sehingga laju penurunan massa semakin tinggi seperti terlihat dalam Tabel
5.4 dan Gambar5.3.
151 Gasifikasi
Tabel 5.4. Laju penurunan massa pada berbagai variasi kapasitas isian untuk variasi kecepatan I.
Variasi Kapasitas
Isian Laju Aliran Massa
AFR
actual
Lambda. AFR
act
5,51 Udara x
10
4
kgs Sekam
Padi x 10
4
kgs
100 2,49
1,48 1,69
0,31 75
6,03 2,68
2,25 0,41
50 11,66
3,07 3,79
0,69 25
19,29 4,58
4,21 0,77
Untuk  lebih  jelasnya  besarnya  laju  penurunan  massa  dari pengujian  sekam  padi  pada  berbagai  variasi  kapasitas  isian
digambarkan pada Gambar 5.15.
Gambar 5.15. Grafik laju penurunan massa terhadap kapasitas sekam padi pada berbagai variasi kecepatan udara.
Dari  Gambar  5.15  di  atas  terlihat  bahwa  laju  penurunan massa  tiap  kapasitas  sekam  padi  berbeda-beda,  besarnya
berbanding  terbalik  dengan  kapasitas  sekam  padi.  Artinya, dengan  putaran  fan  yang  tetap,  pada  kapasitas  sekam  yang
semakin  kecil  maka  jumlah  udara  di  dalam  reaktor  juga  akan semakin banyak dan laju penurunan massa semakin tinggi.
Pada  variasi  kecepatan  III  dengan  kapasitas  25  terlihat lajunya naik dengan tajam. Hal ini disebabkan karena pada variasi
0,00 0,01
0,02 0,03
0,04 0,05
20 40
60 80
100
Kapasitas Sekam Padi L
a ju
P e
n u
ru n
a n
M a
s s
a
k g
m e
n it
Kec I Kec II
Kec III
La ju P
enurun anMass
a
kgme nit
Kapasitas Sekam Padi Kec III
Kec II Kec I