Tempat dan Waktu Penelitian Fabrikasi PLTB

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di halaman Laboratorium CNCCAM untuk pengam- bilan data. Selain itu Laboratorium Teknologi Mekanik, Bengkel Motor Modifi- kasi Baja Motor dan Bengkel bubut las BRM adalah lokasi pabrikasi. Sedangkan jadwal kegiatan penelitian tersusun pada tabel 3.1. Tabel 3 .1. Jadwal kegiatan penelitian Kegiatan Juli Agustus September Oktober November 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 Studi Literatur 2 Perancangan ` 3 Pembelian alat dan bahan 4 Pembuatan PLTB 5 Eksperimen 6 Pembuatan laporan akhir

3.2. Alur Penelitian

Secara makro, pelaksanaan penelitian dijabarkan melalui flowchart dibawah : Apakah rancangan sudah benar ? Start Perancangan 1. Gasifier downdraft 2. Siklon 3. Venturi scrubber 4. Rotary separator vvbdfffgnbgS udi Studi literatur 1. Jurnal 2. Text book A Sudah Belum Gambar 3.1 Flowchart penelitian 38 A Penyediaan biomassa sekam padi, Pengadaan raw material, pembelian tools dan peralatan pendukung Apakah persiapan telah selesai ? Sudah Belum Pabrikasi 1. Gasifier downdraft 2. Siklon 3. Venturi scrubber 4. Rotary separator Apakah pabrikasi telah selesai ? Sudah Belum Kalibrasi alat meliputi : 1. Laju aliran udara gasifikasi dengan mengeset tegangan regulator pada dua blower dari 0-250 V. 2. Debit air scrubbing liquid pada venturi scrubber, dengan memvariasikan tegangan pompa air melalui regulator dari 0-250 V 3. Laju aliran udara exhaust fan pada rotary separator, dengan menyetel regulator dari 0-250V Pencatatan data 1. Laju aliran udara gasifikasi 2. Debitlaju aliran air 3. Laju aliran udara exhaust fan Apakah data sudah mencukupi ? Sudah B Belum B Pengambilan data distribusi suhu di gasifier 3 titik AFR yang berbeda 1. Temperatur pada zona pengeringan, pirolisis, oksidasi, reduksi. 2. Temperatur pada dinding gasifier untuk masing- masing zona diatas. Sekaligus pengambilan data durasi gasifikasi, berat tar awal dan visualisasi Dokumentasi data 1. Temperatur zona ; f AFR 2. Berat tar awal ; f AFR 3. Visualisasi flame ; fAFR Sudah Apakah data sudah mencukupi ? Belum Menginstall gasifier dengan IGCS dan genset modifikasi ditambah beban listrik untuk pengujian elektrikal. Pengujian elektrikal PLTB dengan variasi tiga titik AFR yang berbeda. Sekaligus berat tar sesudah treatment Data Berat tar ; f AFR Daya listrik ; f AFR Apakah data sudah mencukupi ? Belum Sudah Pengolahan data menjadi grafik C Gambar 3.2 Flowchart penelitian Lanjutan 39 3.3. Perancangan PLTB

3.3.1. Perancangan Gasifier Downdraft

Langkah untuk mendesain gasifier downdraft dipaparkan sistematis pada flowchart dibawah ini C Grafik 1. Temperatur zona; f AFR 2. Berat tar awal; f AFR 3. Berat tar akhir ; fAFR 4. Daya listrik; f AFR Analisa : 1. Distribusi temperatur zona gasifikasi. 2. Kualitas syngas per AFR baik sebelum dan setelah di treatment 3. Daya listrik yang mampu dibangkitkan Kesimpulan End Gambar 3.3. Flowchart penelitian Lanjutan Start Data awal 1. Menentukan kapasitas mesin asumsi 2. Menentukan putaran mesin asumsi 3. Menentukan efisiensi volumetrik mesin A Menghitung volume hisap bahan bakar oleh mesin Persamaan 3 Menggitung laju pemakaian bahan bakar Persamaan 2 Gambar 3.4 Flowchart merancang gasifier 40 Mengacu pada flowchart, diasumsikan kapasitas mesin yang dipakai adalah 2000 cc dengan putaran mesin 2000 rpm. Asumsi ini ditujukan agar diperoleh producer gas yang terbentuk dalam jumlah besar, dan sebagiannya dapat dimanfaatkan untuk aplikasi termal. Disamping itu dengan nilai kapasitas mesin tersebut, akan didapatkan ukuran gasifier yang mendekati raw material pemben-tuk gasifier yang sudah tersedia. Langkah pertama adalah menentukan laju produksi syngas yang disuplai ke mesin. Dimana volume hisap mesin dapat dihitung dengan Persamaan 3 yaitu : Menentukan dimensi 1. Menentukan ukuran throat Persamaan 1 2. Ketinggian penempatan nosel Gambar 2.6.b 3. Diameter fire box Gambar 2.6.c 4. Diameter penempatan melingkar nosel Gambar 2.6.c 5. Ukuran nosel Gambar 2.6.a Pabrikasi Membuat blueprint desain A Apakah rancangan sudah benar Belum Sudah End Gambar 3.5. Flowchart merancang gasifier Lanjutan 41 2 3 3 3 1 = . . . . . 2 4 1 = . 2000 . 2000 cm 2 = 2 m min = 120 m hr s s s s V rpm N D S V rpm V V  Sesuai rujukan literatur kondisi stoikiometri pada rasio udara – producer gas adalah 1,1 : 1 [37]. Dengan kata lain kebutuhan udara untuk 1m 3 producer gas mencapai 1,1. Sehingga jika V g laju pemasukan bahan bakar, nilai pemasukan akan 2,1 V g dengan besarnya V g dihitung dari Persamaan 2 yaitu : 3 3 = . ; Dengan = 80 , maka 2,1 m 120 hr = 0,8 . 2,1 = 45,714 m hr s g g g V V f f V V  Untuk beban perapian maksimum B h 0,9 Nm 3 hr cm 2 , luasan throat A h dihitung dengan Persamaan 1 yaitu : Apabila luasan throat dikonversikan kedalam bentuk lingkaran, maka diameter throat akan : t 2 4 . = 4 . 50,79 cm = = 8,04 cm t t t A d d d   g max 3 3 2 2 = m 45, 714 hr = N m 0,9 , hr cm = 50,79 cm t h t t V A B A A 42 Ketinggian bidang penempatan nosel h diatas penampang lingkaran throat dapat ditentukan melalui grafik pada Gambar 2.6.b. Didapatkan nilai hd t = 1,18 untuk d t = 80,4 mm, sehingga ketinggian penempatan nosel : Kemudian diameter firebox d f dan diameter penempatan melingkar nosel d r1 dapat ditentukan dari grafik pada Gambar 2.6.c. Melalui grafik diperoleh nilai d f d t = 3,2 dan d r1 d t = 2,4. Maka nilai d f dan d r1 adalah : Melalui grafik pada gambar 2.6.a diasumsikan terdapat 5 nosel yang di- install untuk menyuplai sejumlah udara yang diperlukan untuk gasifikasi. Berdasarkan grafik dengan acuan d t, rasio 100 A m A t adalah 6,2 maka luasan dan ukuran nosel sama dengan : Dengan nosel berdiameter 6,3 mm, kecepatan hembusan udara yang dihasilkan dapat dihitung melalui grafik pada gambar 2.6.a sebesar 24,2 ms. Seluruh dimensi tersebut diubah menjadi geometri seperti yang terlihat pada gambar 3.6. =3,1 =3,1 80,4 mm = 249,24 mm f t f f d d d d 1 1 1 =2,3 =2,3 80,4 mm = 184,92 mm r t r r d d d d =1,18 =1,18 80,4 mm = 94,872 mm t h d h h 2 2 5 nosel 100 = 6,2 100 = 6,2 . 50,79 cm 3.148 cm 0, 629 cm = 6,3 mm m t m m m A A A A A   43 3.2.1.b. Perancangan Siklon Berdasarkan data awal pengujian dan penelusuran pustaka diperoleh data-data untuk perhitungan siklon yang terangkum dalam Tabel 3.2 Gambar 3.6. Dimensi downdraft gasifier hasil rancangan 44

3.3.2. Perancangan Siklon

Urutan sistematik tahap perancangan siklon dituangkan kedalam flowchart dibawah ini. Start Data awal 1. Menentukan ukuran padatan asumsi 2. Menentukan efisiensi yang diinginkan 3. Menentukan jumlah siklon 4. Data kecepatan udara masuk asumsi 5. Suhu udara masuk siklon asumsi 6. Densitas dan viskositas prod.gas f T 7. Ukuran H c Menentukan dimensi siklon Persamaan pada Gambar 2.9 Menghitung D p,th Persamaan 4 Menghitung Efisiensi Teoritis Persamaan 5 Apakah η rancangan η teoritis Tidak Ya Menggambar blueprint siklon Pabrikasi End Gambar 3.7. Flowchart mendesain siklon 45 Tabel 3.2. Data parameter awal desain siklon No Data yang ditentukan Nilai Keterangan 1 Densitas padatan 389 kgm 3 Lihat Tabel 2.7 2 Densitas producer gas pada suhu 300 o C 0,6179 kgm 3 Producer gas diasumsikan gas ideal udara 3 Viskositas producer gas pada suhu 300 o C 296,404 x 10 -7 kgms Producer gas diasumsikan gas ideal udara 4 Diameter partikel abu sekam padi 856 μm Lihat Tabel 2.7 4 Ukuran inlet siklon H c 75 mm Direncanakan 5 Effisiensi yang direncanakan 98 Direncanakan Mengacu nilai diameter outlet gasifier H c , seluruh dimensi dari siklon dapat dirancang menggunakan gambar 2.9 yaitu : Perhitungan diameter partikel abu sekam padi yang terendapkan oleh siklon D p,th dan efisiensi teoritis untuk V in = 10 ms, ditentukan dengan memakai parameter sebagai berikut : Diketahui : D pi = 850 μm = 0,85 mm B c = 1,75 in = 4,375 cm V in = 10 ms μ = 296,404 x 10 -7 kgms ρ p = 389 kgm³ = 2 . = 2 . 75 mm = 150 mm = 4 150 mm = 4 = 37,5 mm c c c c c c c c D H D D D B B B = 2 150 mm = 2 = 75 mm 2 . 2 . 150 mm 300 mm c e e e c c c c D D D D L D L L    = 8 150 mm = 8 = 18,75 mm = 2 . = 2 . 150 mm = 300 mm c c c c c c c c D S S S Z D Z Z = 4 150 mm = 4 = 37,5 mm C c c c D J J J 46 ρ f = 0,6179 kgm³ Jumlah putaran gas di dalam siklon diprediksi dengan bantuan grafik pada gambar 2.7.b, dengan V in = 10 ms diperoleh N s = 2,5 kali. Selanjutnya seluruh nilai parameter diatas dimasukan ke persamaan 4, dan diperoleh nilai D p,th yaitu : , 7 , 3 , 2 5 , 9. . . . . kg 9 . 296,404 x 10 . 0,0375 m ms kg m . 2,5 . 10 . 389 0, 6179 s m kg 0, 00001 s kg 30487,99 m s 1,8 x 10 m 18,11 m c p th s in p f p th p th p th B D N V D D D                Nilai effisiensi teoritis dihitung menggunakan persamaan 7 : , 856 m 18,11 m 47, 26 pi th p th th th D D         Apabila hasil perhitungan diatas dicocokkan dengan gambar 2.8, nilai tersebut jauh diatas nilai D p,i D p,th pada sumbu y grafik. Maka dari itu diambil nilai single particle correction efficiency sebesar 99,9 untuk D p,i D p,th = 47,26. Nilai efisiensi ini masih diatas nilai efisiensi yang direncanakan, yang berarti desain dapat diterima. Geometri dan dimensi siklon yang dirancang dapat dilihat pada gambar 3.8. 47 Gambar 3.8. Dimensi siklon separator hasil rancangan 48

3.3.3. Perancangan Venturi Scrubber

Langkah perancangan venturi scrubber dibuatkan ke dalam diagram alir seperti dibawah ini. Gambar 3.9 Step by step perancangan venturi scrubber Menggambar blueprint venturi scrubber Pabrikasi End Start Data awal 1. Mengetahui kelembapan producer gas 2. Menentukan ukuran saluran masuk venturi 3. Menentukan kecepatan aliran prod.gas asumsi 4. Temperatur producer gas asumsi Menghitung volume flow rate dan volume flow rate pada temperatur standar persamaan 6 dan 7 Menghitung kondisi pada sisi masukan 1. mass flow udara kering dan uap air pada sisi masukan Persamaan 2. Humidity ratio persamaan 9 Menghitung kondisi pada sisi luaran 1. mass flow uap air Persamaan 10 2. Mass flow uap air yang terevaporasi persamaan 11 3. Banyaknya makeup water Persamaan 12 Menentukan dimensi 1. Menghitung σ persamaan 13, Gambar 2.10.a 2. Menentukan d cut Gambar 2.10. 3. Menentukan scrubber power dan pressure drop Gambar 2.10.c 4. Menentukan luas penampang throat persamaan 16 dan Gambar 2.10.d 5. Menentukan diameter thro at, panjang throat, dan panjang diverging section 49 2 3 3 . 32,8 fts . . 0,2 fts 4 1, 03 ft s = 61,8 ft min Q V A Q Q     Data awal yang harus diketahui dalam merancang venturi scrubber adalah mengetahui karakteristik producer gas yang akan dibersihkan. Berikut adalah karakteristik producer gas hasil gasifikasi sekam padi [47] : Kandungan kelembapan H2O : 25 Particulate loading : 3 grainsscf Specific density of particulate : 1,8 Semua satuan yang dipakai dalam perhitungan desain dalam satuan inggris, untuk menyesuaikan referensi yang didapat. Selain itu data yang harus ditentukan untuk perancangan yaitu : Volume flowrate Q : Flowrate dihitung dengan menentukan kecepatan syngas masuk ke dalam venturi dimana : V = 10 ms = 32,8 fts Ukuran saluran masuk venturi = diamater 2,5 inch = 0,2 ft Sehingga volume flowrate = Pada bagian inlet venturi properties producer gas antara lain : Volume flowrate Q : Flowrate pada temperatur standar dihitung dengan menggunakan hukum gas ideal seperti yang ditunjukan dalam persamaan 8 yaitu : 2 2 2 1 2 1 1 1 3 2 3 2 atau 70 460 61,8 ft min 350 460 46,15 ft min T T V V Q Q T T F R Q F R Q       50 Mass flow udara kering dan uap air Besarnya mass flow kedua data diatas dihitung melalui persamaan 9 : 2 2 H O H O . . 1- wv wv in m in in mole a a in m in in mole MW m Q V MW m Q V             Dimana MW wv = Berat molekul uap air = 18 MW a = Berat molekul udara kering = 29 V mole = Volume lb-mol udara = 385 ft 3 Sehingga 3 3 18 40,15 ft min . 25 385 0,54 lbmin 29 40,15 ft min . 1-25 385 2, 60 lbmin wv in wv in a in a in m m of water vapour m m of dry air             Humidity ratio Humidity ratio pada temperatur standar dihitung dengan persamaan 10: 0,54 2, 607 0, 2068 wv a m m       Gas yang keluar dari outlet venturi sudah berada dalam keadaan jenuh RH 100 dengan asumsi temperatur luaran venturi 160 o F. Dengan bantuan psy- chometric chart , dapat ditentukan nilai humidity ratio untuk mengetahui besarnya air yang menguap saat berkontak dengan gas panas. Dengan mengetahui 51 banyaknya air yang menguap, kebutuhan makeup water dapat disediakan guna menutupi kekurangan air sebagai scrubbing liquid pada venturi. Mass flow uap air sisi luaran . lb wv 0, 26 . 2, 607 lbmin . lb air 0, 678 lbmin wv out out a wv out wv out m w m m m    Mass flow uap air yang terevaporasi 0, 678 0,539 lbmin 0,1385 lbmin wv evap wv out wv in wv evap wv evap m m m m m      Banyaknya makeup water 2 0,1385 62, 4 0, 00221 0, 0176 wv evap wv evap H O wv evap wv evap m Q Q Q cfm gpm      Langkah berikut adalah merancang ukuran venturi, dimana metode yang digunakan adalah Calvert Cut Diameter. Dengan konstanta B=2,0 untuk venturi. Parameter awal yang mesti dicari yaitu ukuran partikel berikut standar deviasinya. Ukuran rata-rata partikel dapat dilihat dari persentil diameter aerodinamis partikel ke-50 Disebut pula diameter partikel massa median. Standar deviasi dari distribusi tersebut adalah rasio kumulatif fraksi massa partikel ke-84 dan ke-50 yang dihitung menggunakan persamaan 13 dimana : 84 50 d d   Nilai d 50 dan d 84 diketahui dengan membaca grafik pada gambar 2.10.a, dan didapatkan standar deviasinya adalah : 52   3 2 2 2 1 0,133 0,78 2 Dimana 1 1 22 ditentukan dari grafik pada gambar 2.10.d dimana 10 gal 1000acf 270 sec 72900 sec Luas permukaan 1270 . . . g g lb ft w L v G v ft v ft throat P A L v G                    5,1 3 1, 7     Langkah selanjutnya menentukan d cut melalui bantuan gambar 2.10.b, dengan efisiensi koleksi d untuk partikel 5 µm yaitu 0,99 sesuai tabel 2.8 sehingga : 1, 7 1 1 0,99 0, 01 d Pt Pt         Berdasarkan grafik diperoleh nilai d cut d 50 = 0,25 dan d 50 =3 maka d cut adalah 0,75. Nilai d cut kemudian dicocokkan terhadap garis gas atomized spray pada grafik di Gambar 2.10.c, guna mengetahui scrubber power dan pressure drop. Berdasarkan grafik didapatkan nilai power = 3 hp per 1000 ft 3 min dan pressure drop = 9 in.H 2 O. Selanjutnya menentukan luas permukaan throat melalui persamaan 14:   1 0,133 0,78 2 1270 . . . g P A L v G                1 0,133 0,78 2 1270 . 9 1 72900 . . 10 22 0, 015 ft A A           53 Untuk mengoptimalkan presure recovery, panjang throat dibuat 3 kali lebar throat dan tinggi diverging section 4 kali lebar throat. Karena bentuknya rec-tangular apabila diambil ukuran lebar = 37 mm, sehingga panjang throat = 3 x 37 mm =111 mm, dan tinggi diverging section = 4 x 37 mm = 148 mm. Terakhir ukuran ventury scrubber yang sudah didapatkan dibuat menjadi geometri seperti yang terlihat pada gambar 3.11.

3.3.4 Perancangan Rotary Separator

Tahapan mendesain rotary separator dijelaskan secara rinci sesuai flowchart yang ada di gambar 3.10 dibawah ini. Sesuai petunjuk flowchart, parameter awal yang harus ditentukan nilainya untuk perancangan separator ini ditabulasikan pada tabel 3.3. Start A Menghitung kecepatan settling sentrifugal Persamaan 15 Data awal 1. Menentukan ukuran padatan asumsi 2. Densitas padatan 3. Data kecepatan udara masuk asumsi 4. Suhu udara masuk siklon asumsi 5. Densitas dan viskositas prod.gas f T 6. Ukuran inlet separator H c Menentukan dimensi separator Dc dan Lc Persamaan pada Gambar 2.9 A Menggambar blueprint rotary separator Pabrikasi End Gambar 3.10. Tahapan merancang rotary separator 54 Tabel 3.3. Data parameter awal rotary separator No Data yang ditentukan Nilai Keterangan 1 Densitas padatan 389 kgm 3 Lihat Tabel 2.7 2 Densitas producer gas pada suhu 40 o C 1,118 kgm 3, Producer gas diasumsikan gas ideal udara 3 Viskositas producer gas pada suhu 40 o C 190,736 x 10 -7 Nsm 2 Producer gas diasumsikan gas ideal udara 4 Diameter partikel abu sekam padi 856 μm Lihat Tabel 2.7 5 Ukuran inlet separator H c 120 mm Direncanakan 6 Kecepatan alir masuk producer gas 5 ms Disesuaikan dengan daya exhaust fan yang dipakai Vessel pada rotary separator didesain berbentuk tabung dengan saluran masuk dilengkapi exhaust fan. Exhaust fan dipakai untuk mengkondisikan producer gas pada kecepatan tangensial yang cukup untuk memisahkannya dari pengotor. Selain sebagai separator, vessel difungsikan juga untuk media deposit producer gas bersih yang siap dimanfaatkan langsung untuk pembangkitan daya. Dengan memakai panduan ukuran proporsional siklon, diperoleh dimensi separator seperti dibawah ini : Karena fungsinya ganda, tinggi separator L c ditambahkan menjadi 600 mm untuk menampung producer gas dalam jumlah yang lebih banyak. Setelah didapatkan dimensi diameter dan tinggi separator, dilanjutkan menghitung kecepatan settling sentrifugal yang terjadi didalam separator memakai persamaan 15. 2. 2 . 240mm 480 mm c c c c L D L L    2. 2 . 120mm 240 mm c c c c D H D D    55 1 2 1 2 7 2 6 2 3 18. . - 18. . 190,736 x 10 Nsm 856 x 10 m kg m 9,81 389- 1,118 s m 8, 09 ms t p f p t t V d g V V                           Nilai V t dipakai sebagai acuan pemilihan exhaust fan untuk pembentuk aliran paksa pada sistem rotary separator ini.Berdasarkan data diatas, dimensi dan geometri rotary separator dituangkan dalam gambar 3.12. 56 Gambar 3.11. Dimensi rancangan venturi scrubber 57 Gambar 3.12. ukuran dan geometri rotary separator 58

3.4. Fabrikasi PLTB

Fabrikasi PLTB terbagi dalam beberapa tahapan meliputi pembuatan gasifier downdraft , siklon separator, ventury scrubber, dan rotary separator. Proses manufaktur yang terlibat antara lain : 1. Cutting Pemotongan material dengan gerinda potong dan cutting torch 2. Turning Pembubutan komponen 3. Drilling Pengeboran lubang-lubang baut dan lainnya 4. Welding Penyambungan komponen dengan SMAW atau las karbit 5. Forming Pembentukan komponen melalui penempaan 5. Grinding Penghalusan permukaan komponen 6. Painting Pengecatan komponen untuk menghindari korosi Tahap pertama yaitu pembuatan gasifier downdraft, dengan beberapa komponen penting didalamnya yaitu: tabung shield, tabung core yang terdapat saluran tirus, throat, tabung zona reduksi, nosel penyuplai udara gasifikasi, dan grate dasar reaktor untuk pembuangan debu. Pembuatan saluran tirus seperti yang ditunjukan pada gambar 3.6, dilakukan dengan cara penempaan plat baja karbon rendah berukuran tebal 6 mm yang dipotong sesuai pola tirus menggu- nakan kertas karton. Throat berukuran ϕ 115 mm tinggi 80 mm dibuat dari pipa mild steel tebal 8 mm yang tahan pada temperatur tinggi. Material ini selain efisien juga mudah didapat. Tabung core, saluran tirus, throat, tabung zona reduksi disambung menggunakan las SMAW mengacu pada gambar 3.6. Setelah itu tabung core dilubangi untuk dudukan nosel. Raw material nosel adalah poros pejal baja karbon rendah ukuran ϕ 34 inch yang dibubut ϕ 19 mm dan dibor ditengahnya ϕ 9 mm. Nosel kemudian dipasangkan pada 5 lubang 59 yang dibor ϕ 19 mm pada tabung core. Untuk saluran pemasok udara ke nosel, dibuatkan selubung pada core berbahan plat 3 mm dengan satu saluran masukan udara yang bercabang menjadi lima saluran masuk ke nosel menuju ke dalam throat . Selain itu pada tabung core, dibuatkan lubang di setiap zona gasifikasi tembus sampai tabung shield dengan ukuran ϕ 8 mm. Lubang tersebut difungsikan celah untuk mengukur temperatur pada zona pengeringan, pirolisis, oksidasi, dan reduksi saat gasifikasi. Agar producer gas tidak merembes keluar, pada tabung shield , 4 lubang tersebut di-tapping dan dipasangkan baut. Gambar 3.13. Pembuatan tabung core Selain itu pada tabung shield ϕ 11 inch, dibuatkan flange ϕ 320 mm dari plat 4 mm pada bagian atas dan bawah tabung yang dipasangkan tutup bawah. Flange sekaligus dibuatkan pada saluran luaran producer gas agar perangkat IGCS mudah di split-up. FT UNILA Rachmat Cahaya Putra – Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung Tugas Akhir 2012 a. Pemotongan tabung core sesuai dimensi yang ditentukan b. Pengeboran lima lubang pada tabung core c. Pembuatan bagian throat dengan ditempa d. Merapihkan kerucut e. Tabung core siap disatukan f. Menyesuaikan diameter nosel agar pas dilubangnya g. Mengelas selubung saluran udara di tabung core a b c d e g f 60 Gambar 3.14. Grate, penutup gasifier, landasan penutup Gambar 3.15. Rangkaian pengerjaan siklon Grate dari plat ϕ 200 mm setebal 3 mm adalah dasar dari reaktor yang fungsinya untuk meletakan biomassa, sekaligus perangkat untuk membuang abu sisa gasifikasi melalui lubang yang dibor ϕ 10 mm sebanyak 100 buah. Grate dipasang bergantung menggunakan rantai yang dikaitkan ke tabung shield. Untuk membuang abu, grate diguncangkan dengan tongkat pengayun dari luar gasifier. FT UNILA Rachmat Cahaya Putra – Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung Tugas Akhir 2012 FT UNILA Rachmat Cahaya Putra – Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung Tugas Akhir 2012 a. Pembuatan flens siklon b. Penempaan raw material untuk cone c. Cone siap di las d. Pengelasan barrel, cone, beserta semua flens siklon e. cone dan barrel yang belum digabung f. Siklon yang telah selesai di fabrikasi a b c d f e 61 Penutup gasifier dibuat model buka tutup tanpa engsel, dan dikunci menggunakan sistem press lengan putar berulir. Model ini dipilih ketimbang engsel karena, sistem engsel rentan terdeformasi, yang membuat penutup tidak dapat menutup sempurna. Landasan penutupnya dibuat dari plat ϕ 320 mm, tebal 4 mm, dan mempunyai lubang ϕ 200 mm yang dibubut chamfer 3 mm x 45 o dipinggirnya. Siklon terbagi atas tutup, barrel, dan cone. Barrel dibentuk dari raw material pipa baja berukuran ϕ 6 inch, yang dipotong sepanjang 30 cm. Sekitar 2 cm dari permukaan atas barrel, dilubangi pada permukaan luarnya sebagai saluran masuk producer gas secara tangensial kedalam siklon. Saluran masuk dibuat dari plat baja 3 mm dibentuk persegi panjang, sedangkan luaran producer gas terbuat dari pipa ϕ 3 inch dirangkai seperti pada gambar 3.7. Bagian kerucut cone, dibuat dari plat baja 2 mm dipotong mengikuti pola cone yang dibuka lebar. Selanjutnya plat ditempa berulang-ulang sampai terbentuk cone setinggi 30 cm dan disatukan menggunakan las. Penutup siklon, barrel, cone disambung menggunakan flange yang diikat baut untuk memudahkan split-up dan perawatan. Venturi scrubber dibuat dari raw material berupa lembaran plat baja setebal 3 mm. Untuk membuatnya, langkah pertama yang dilakukan adalah menggambar pola venturi pada plat serupa tampak depan venturi seperti Gambar 3.10, dan dipotong sebanyak 2 buah. Berikutnya, memotong plat penutup samping kiri dan kanan venturi. Seluruh potongan plat disatukan sehingga membentuk venturi scrubber setengah jadi. Untuk meningkatkan ketahanan korosi pada plat baja, seluruh bagian venturi dilapisi epoxy kemudian dicat. Untuk memasukan air ke dalam sistem venturi, dipakai sprayer yang dipasangkan di bagian atas venturi. Sprayer dipilih didasarkan atas kemam- 62 puannya menciptakan droplet air dengan ukuran yang sangat kecil, dimana akan memperluas permukaan kontak gas dengan air. Gambar 3.16. Serangkaian pengerjaan venturi scrubber Untuk perangkat ini, dipakai empat sprayer penyemprot hama pada tanaman yang banyak dijual di pasaran. Mekanisme pengaliran air menuju sprayer, memakai pipa ϕ 38 inch yang disusun datar yang dipararelkan dari satu masukan. Air yang disemprotkan dan telah berkontak dengan producer gas, akan dibuang melalui dua katup 14 inch yang terletak pada bagian bawah venturi. Walaupun sprayer rentan tersumbat oleh pengotor, namun sprayer relatif mudah dibersihkan karena dapat dibongkar pasang dari venturi dengan mudah. Selain itu, pada venturi dibuatkan flange pada inlet-nya untuk menyambungkannya dengan siklon. Rotary separator merupakan perangkat yang dirangkai atas exhaust fan berukuran 12cm x 12cm dan vessel berwujud tabung. Exhaust fan difungsikan FT UNILA Rachmat Cahaya Putra – Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung Tugas Akhir 2012 a. Pemotongan pola venturi pada lembaran plat b. Pemotongan penutup samping siklon c. Spray penyemprot air d. Katup 14 inch pembuang air e. Pipa 38 inch penyalur air scrubbing liquid f. Venturi yang selesai di fabrikasi g. Venturi scrubber + saluran menuju rotary separator c a b d e f g 63 untuk menghisap producer gas menuju vessel separator yang sekaligus media deposit producer gas. Prinsip kerjanya serupa dengan siklon, producer gas yang dihisap exhaust fan mengalir masuk kedalam tabung separator secara tangensial dan membentuk pusaran disepanjang dinding tabung. Pusaran karena gaya sentrifugal membuat pengotor yang dikandung producer gas terbanting ke dinding sehingga terpisah dari arus producer gas dan jatuh ke tempat penam- pungan. Pada tempat penampungan dibuatkan saluran untuk membuang pengotor yang telah disaring. Gambar 3.17. Pembuatan rotary separator Vessel dibuat dari bahan lembaran pelat baja ukuran 600 mm x 600 mm x 1,2 mm untuk tabung separator, selain itu untuk saluran masuk dibuat dari pelat tebal 2 mm. Terakhir rotary separator, venturi scrubber, siklon digabungkan melalui flange yang diikat dengan baut menjadi satu unit perangkat yang dinamakan integrated gas cleaning system IGCS. Pembangkitan energi listrik dilakukan dengan menggunakan satu set generator + motor bensin empat langkah dengan kapasitas daya 1500 W. Penga- FT UNILA Rachmat Cahaya Putra – Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung Tugas Akhir 2012 a. Pembuatan tabung separator b. Pengukuran inlet separator c. Pembuatan inlet separator d. Inlet separator yang telah di las e. Tabung rotary separator f. Tabung rotary separator + Venturi scrubber a b c d e f 64 lihan bahan bakar bensin menjadi producer gas bersih syngas dilakukan dengan membuatkan saluran pipa Y ϕ 1 inch dengan satu saluran untuk memasukan syngas kedalam mesin, dan dapat dikontrol menggunakan katup 34 inch. Material yang dipakai untuk membuatnya yaitu pipa stainless steel ϕ 1 inch dimana bahan tersebut lebih resistan terhadap korosi. Gambar 3.18. Memodifikasi saluran bahan bakar genset Apabila satu saluran digunakan untuk mengalirkan syngas, saluran yang satunya lagi diperuntukan sebagai masukan oksigen yang terkandung pada udara, dan lajunya dikontrol memakai katup dengan ukuran yang sama. Untuk mema- sangkan katup, ujung-ujung saluran dibubut ulir luar dengan tipe yang sama dengan ulir katup. Setelah itu, Pipa saluran ini dipasangkan langsung ke intake manifold motor bensin dan diikat menggunakan baut. FT UNILA Rachmat Cahaya Putra – Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung Tugas Akhir 2012 Keterangan : a. Pipa saluran syngas dan oksigen b. Dudukan pipa saluran ke intake manifold c. Pipa saluran siap dilas d. Pipa mixing syngas + oksigen telah jadi dan dipasang ke genset a b c d 65

3.5. Instalasi Peralatan