Pembuatan Unit Pembangkit Gas Produser Portable Berbasis Gasifikasi Tempurung Kelapa dengan Kapasitas Umpan 24 kg/jam.

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

LAPORAN TUGAS AKHIR
Pembuatan Unit Pembangkit Gas Produser Portable
Berbasis Gasifikasi Tempurung Kelapa dengan Kapasitas Umpan
24 kg/jam

Oleh :
1. Novena Karina Putri

I 8312034

2. Pri Sandi Padang Sumunar

I 8312037

3. Satria Ariefin Nugraha

I 8312044


4. Stevia Putri Sulandari

I 8312048

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Allah Subhana hu wa ta’ala, sehingga

kami dapat menyelesaikan Tugas Akhir sampai dengan selesainya penyusunan
Laporan Tugas Akhir ini.
Pelaksanaan Tugas Akhir dan penulisan Laporan Tugas Akhir kami tidak
akan berjalan lancar tanpa dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk
itu kami menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1.

Ayah, Ibu dan keluarga tercinta atas doa dan dukungannya baik secara
moril dan materiil

2.

Bapak Mujtahid Kaavessina, S.T., M.T., Ph.D. selaku Ketua Program
Studi Diploma III Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret Surakarta.

3.

Bapak Wusana Agung Wibowo, S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing
Tugas Akhir yang senantiasa memberikan pengarahan dalam pengerjaan

maupun penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.

4.

Bapak Dr. Sunu Herwi Pranolo yang telah memberi bantuan tenaga dan
pikiran serta dukungan.

5.

Mas Agus selaku Laboran Laboratorium Aplikasi Teknik Kimia yang telah
menyediakan peralatan penunjang pada pengerjaan Tugas Akhir ini.

6.

Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2012 Program Studi Diploma III Teknik
Kimia UNS yang selalu memberi semangat.
Kami menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh

karena itu kami mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari
semua pihak demi penyempurnaan laporan ini.

commit to user

vi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Akhirnya kami selaku penyusun meminta maaf kepada semua pihak,
apabila dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini terdapat
kesalahan. Kami berharap laporan ini dapat bermaanfaat bagi semua pihak dan
semoga Allah SWT senantiasa memberikan anugrah Nya pada kita.

Surakarta,

Juli 2015

Penyusun

commit to user


vii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman Judul...............................................................................................

i

Lembar Pengesahan ......................................................................................

ii

Lembar Konsultasi ........................................................................................

iii


Kata Pengantar ..............................................................................................

vi

Daftar Isi........................................................................................................

viii

Daftar Tabel ..................................................................................................

xi

Daftar Gambar ...............................................................................................

xii

Intisari ...........................................................................................................

xiv


BAB I.

BAB II.

PENDAHULUAN ...................................................................

1

I.1.

Latar Belakang .............................................................

1

I.2.

Rumusan Masalah ........................................................

2


I.3.

Tujuan ..........................................................................

3

I.4.

Manfaat ........................................................................

3

LANDASAN TEORI..............................................................

4

II.1. Tinjauan Pustaka ..........................................................

4


II.1.1. Tempurung Kelapa .................................................

4

II.1.2. Gasifikasi ...............................................................

5

II.1.3. Gasifier...................................................................

8

II.1.3.1.

Up-Draft Gasifier ..........................................

8

II.1.3.2.


Down-Draft Gasifier .....................................

9

II.1.4. Gas Produser ..........................................................

11

II.1.5. Sistem Pembersihan Gas Produser .........................

11

II.1.5.1. Cyclone ..........................................................

12

II.1.5.2. Wet Scrubber ..................................................

13


II.1.5.3. Filter ..............................................................

14

II.1.6. Contoh - Contoh Rangkaian Unit Gasifikasi Skala
Kecil ...........................................................................
commit .....................................................
to user
II.2. Kerangka Pemikiran

viii

14
16

perpustakaan.uns.ac.id

BAB III.

BAB IV.

digilib.uns.ac.id

METODOLOGI .....................................................................

18

III.1. Pembuatan Rangkaian Unit Gasifikasi.........................

18

III.2. Uji Kinerja Rangkaian Alat Gasifikasi ........................

18

III.2.1. Penyiapan Bahan ...................................................

20

III.2.2. Uji Kinerja ............................................................

20

III.2.2.1. Variasi..........................................................

20

III.2.2.2. Data yang diambil........................................

20

III.2.3. Perhitungan ...........................................................

22

III.2.3.1. Persentase Sisa Padatan ...............................

22

III.2.3.2. Spesific Gasification Rate (SGR) ................

23

III.2.3.3. Kebutuhan Air Spesifik ...............................

23

III.3. Standard Operational Procedure (SOP)......................

23

III.3.1. Persiapan ................................................................

24

III.3.2. Start Up ..................................................................

24

III.3.3. Proses .....................................................................

24

III.3.4. Shut Down ..............................................................

24

III.3.5. Maintenance ...........................................................

24

HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................

25

IV.1. Hasil Perancangan Unit Gasifikasi ..............................

25

IV.1.1. Gasifier................................................................

25

IV.1.2. Cyclone................................................................

27

IV.1.3. Wet Scrubber .......................................................

27

IV.1.4. Water Seal Tank ..................................................

29

IV.1.5. Filter....................................................................

29

IV.1.6. Burner .................................................................

31

IV.1.7. Support ................................................................

31

IV.1.8. Material Konstruksi .............................................

32

IV.2. Hasil Pabrikasi .............................................................

34

IV.3. Hasil Instalasi ...............................................................

35

IV.3.1. Instalasi Perpipaan ..............................................
to user
IV.3.2. Instalasicommit
Alat Ukur
..............................................

37

ix

40

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

IV.3.3. Instalasi Kelistrikan .............................................

41

IV.4. Uji Kinerja....................................................................

43

IV.4.1. Persiapan Bahan Baku dan Bahan Penunjang .....

43

IV.4.2. Percobaan Pendahuluan ......................................

44

IV.4.3. Pengoperasian dan Pengambilan Data ................

46

IV.4.4. Perhitungan .........................................................

51

IV.4.4.1. Persentase Sisa Padatan .................................

51

IV.4.4.2. Spesific Gasification Rate (SGR) ..................

51

IV.4.4.3. Kebutuhan Air Spesifik .................................

52

IV.4.5.

Permasalahan dan Penanganan ...........................

53

IV.5. Standard Operating Procedure (SOP) ..........................

54

IV.5.1. Persiapan .............................................................

54

IV.5.2. Start Up ...............................................................

55

IV.5.3. Proses ..................................................................

56

IV.5.4. Shut Down ...........................................................

56

IV.5.5. Maintenance ........................................................

57

PENUTUP ...............................................................................

60

V.1. Kesimpulan ..................................................................

60

V.2. Saran .............................................................................

60

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................

xv

BAB V.

LAMPIRAN A Desain Alat
LAMPIRAN B Perhitungan
LAMPIRAN C Data Percobaan

commit to user

x

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Komposisi Buah Kelapa ...............................................................

4

Tabel II.2 Karakteristik Kimia Tempurung Kelapa ......................................

5

Tabel II.3 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa ..........................................

5

Tabel II.4 Perbedaan Up draft dan Down draft Gasifier ..............................

10

Tabel II.5 Komposisi Gas Produser Tempurung Kelapa ..............................

11

Tabel II.6 Kelebihan dan Kekurangan Wet Scrubber ...................................

14

Tabel IV.1 Komponen Gasifier ....................................................................

26

Tabel IV.2 Komponen Wet Scrubber ............................................................

29

Tabel IV.3 Komponen Filter.........................................................................

30

Tabel IV.4 Material Konstruksi pada Unit Gasifikasi Portable ...................

33

Tabel IV.5 Komponen Instalasi Perpipaan ...................................................

39

Tabel IV.6 Komponen Instalasi Alat Ukur ...................................................

41

Tabel IV.7 Komponen Instalasi Kelistrikan..................................................

42

Tabel IV.8 Data Analisa Komposisi Gas Produser Hasil Gasifikasi
Tempurung Kelapa ......................................................................

50

Tabel IV.9 Data Persentase Sisa Padatan ......................................................

51

Tabel IV.10 Data Spesific Gasification Rate ................................................

52

Tabel IV.11 Kebutuhan Air Spesifik ............................................................

52

commit to user

xi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Tempurung Kelapa ...................................................................

4

Gambar II.2 Prinsip Proses Gasifikasi ..........................................................

8

Gambar II.3 Up-Draft Gasifier ......................................................................

9

Gambar II.4 Down-Draft Gasifier .................................................................

10

Gambar II.5 Bagan Aliran Cyclone ..............................................................

13

Gambar II.6 Unit Gasifikasi Berbahan Kulit Kacang ...................................

15

Gambar II.7 Gasifier Untuk Mesin Diesel Genset 20 kW ............................

16

Gambar III.1 Skema Metodologi Pemebuatan Unit Gasifikasi Portable .....

18

Gambar III.2 Skema Metodologi Uji Kinerja Unit Gasifikasi Portable .......

19

Gambar III.3 Skema Metodologi Standard Operational Procedure (SOP)
Unit Gasifikasi Portable .........................................................

23

Gambar IV.1 Hasil Perancangan Gasifier .....................................................

26

Gambar IV.2 Hasil Perancangan Cyclone .....................................................

27

Gamabr IV.3 Hasil Perancangan Wet Scrubber ............................................

28

Gambar IV.4 Hasil Perancangan Filter .........................................................

30

Gambar IV.5 Hasil Perancangan Burner .......................................................

31

Gambar IV.6 Hasil Perancangan Support .....................................................

32

Gambar IV.7 Hasil Pabrikasi Alat ...............................................................

34

Gambar IV.8 Rangkaian Unit Gasifikasi Portable ........................................

35

Gambar IV.9 Diagram Alir Proses Unit Gasifikasi Portable ........................

36

Gambar IV.10 Aliran air Spray pada Wet Scrubber .....................................

38

Gambar IV.11 Instalasi Perpipaan ................................................................

40

Gambar IV.12 Instalasi Alat Ukur ................................................................

41

Gambar IV.13 Instalasi Kelistrikan...............................................................

42

Gambar IV.14 Variasi Ukuran Tempurung Kelapa ......................................

44

Gambar IV.15 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 1
dengan bukaan valve vortex blower ¾ ..........................................................

46

Gambar IV.16 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 2
commit
to user
dengan bukaan valve vortex blower
¾ ..........................................................

47

xii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Gambar IV.17 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 3
dengan bukaan valve vortex blower ¾ ..........................................................

47

Gambar IV.18 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 4
dengan bukaan valve vortex blower ½ .........................................................

48

Gambar IV.19 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 5
dengan bukaan valve vortex blower ¾ ..........................................................

48

Gambar IV.20 Kondisi Operasi Gasifikasi Percobaan 6
dengan bukaan valve vortex blower 3/5 .......................................................

49

Gambar IV.21 Nyala api ...............................................................................

50

commit to user

xiii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

INTISARI

Novena Karina Putri, Pri Sandi Padang Sumunar, Satria Ariefin Nugraha,
Stevia Putri Sulandari, 2015, ”Pembuatan Unit Pembangkit Gas Produser
Portable Berbasis Gasifikasi Tempurung Kelapa dengan Kapasitas Umpan
24 kg/jam” Program Studi Diploma III Teknik Kimia, Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pemilihan gas produser dari biomassa adalah pilihan yang tepat karena
memiliki efisiensi tinggi dalam konversi biomassa menjadi energi dalam proses
Gasifikasi. Tempurung kelapa merupakan biomassa yang dapat dijadikan
sebagai bahan baku gasifikasi karena gas produser yang dihasilkan memiliki
komposisi CO 25%, H2 12%, CH4 1,5%, CO2 10% dan N2 51,5%. Jika proses
gasifikasi disambung dengan diesel-generator, 1,2 – 2,0 kg/jam biomassa dapat
menghasilkan 1 kW listrik. Jika diasumsikan konsumsi spesifik bahan baku
sebesar 2 kg/ kWh, maka proses gasifikasi tempurung kelapa dengan kapasitas
umpan 24 kg/jam dapat menghasilkan sekitar 12 kW listrik. Dengan kapasitas
ini dapat digunakan untuk kebutuhan sekelompok masyarakat (sekitar 20 KK)
maupun UMKM (Usaha Mikro, Kecil dan Menengah). Pembuatan alat gasifikasi
dikembangkan menjadi sistem yang lebih sederhana dalam bentuk portable agar
lebih mudah dalam pemindahan perangkat gasifikasi dari satu tempat ke tempat
yang lain.
Rangkaian unit gasifikasi portable terdiri dari bagian reaktor dan
rangkaian unit pemurnian gas produser. Gas produser yang dihasilkan dari
reaktor gasifier perlu dilakukan pemurnian oleh serangkaian unit pemurnian
yang terdiri dari cyclone, wet scrubber, dan filter. Pemurnian gas produser
dilakukan untuk meyesuaikan kondisi gas produser agar layak masuk ke dalam
mesin genset, yaitu kandungan padatan dan tar