PENGUJIAN TEKNOLOGI PLASMA UNTUK MENGURANGI KANDUNGAN TAR DARI PRODUCER GAS GASIFIKASI SEKAM PADI.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGUJIAN TEKNOLOGI PLASMA UNTUK MENGURANGI
KANDUNGAN TAR DARI PRODUCER GAS GASIFIKASI
SEKAM PADI
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
BOMBY DUSWARA
I 1406021
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Kepada mereka
yang telah
berjasa,
kepada
mereka
pula saya
persembahkan hasil jerih payah dan kerja keras saya selama menempuh jenjang S1 ini yaitu sebuah skripsi yang akan menjadi karya terbesar dan kebanggaan saya
sehingga saya lulus dari Universitas Sebelas Maret ini dengan gelar Sarjana
Teknik. Mereka adalah
1. Segala puji bagi Allah SWT dan Muhammad SAW sebagai rosulNya.
2. Keluarga besar Suyono (Bapak Suyono dan Ibu Muryani, karena berkat
beliaulah penulis terlahir didunia ini) beserta saudara dari Bapak dan Ibu.
3. Adikku: Borlin Duswandono, terimakasih dengan semua dorongan, doa dan
semangatnya dan semoga kelak bisa membahagiakan ayah dan ibu kita kelak
4. Semua ilmuwan dan praktisi pendidikan, terima kasih dengan semua ilmu
pengetahuan dan teknologi yang telah dihasilkan.
5. Semua orang yang dekat dan kenal dengan penulis (mereka yang pernah
bersama memberi pengalaman yang berarti dalam kehidupan saya).
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
(
)
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGUJIAN TEKNOLOGI PLASMA UNTUK MENGURANGI
KANDUNGAN TAR DARI PRODUCER GAS
GASIFIKASI SEKAM PADI
Bomby Duswara
I1406021
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta, Indonesia
Email :bombyd@yahoo.com
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan teknologi plasma dalam
mengurangi kandungan tar dari producer gas proses gasifikasi sekam padi.
Pengurangan tar dilakukan dengan variasi arus pembangkit plasma sebesar 19,2
A, 23,4 A, 27,7 A dan 32,9 A. Hasil pengujian dianalisa dari konsentrasi tar yang
terkandung di dalam producer gas. Konsentrasi tar producer gas hasil proses
gasifikasi dibandingkan dengan konsentrasi tar producer gas sesudah mengalami
proses tar cracking. Hasil penelitian diperoleh konsentrasi tar proses gasifikasi
sebesar 45.118 mg/m3 sedangkan setelah proses tar cracking sebesar 96 mg/m 31.012 mg/m3, sehingga memenuhi batas maksimum konsentrasi tar masuk ke
dalam engine sebesar 100 mg/m3. Hasil pengujian diperoleh efisiensi pengurangan
tar proses gasifikasi dan tar cracking sebesar 97,76%-99,79%. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa semakin besar arus pembangkit plasma yang digunakan,
maka semakin kecil konsentrasi tar yang diperoleh.
Kata kunci: gasifikasi, tar cracking, plasma, sekam padi.
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Experiment of Plasma Technology for Tar Removal from
Producer Gas Rice Husk Gasification
Bomby Duswara
I 1406021
Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering Sebelas March University
Surakarta, Indonesia
Email :bombyd@yahoo.com
ABSTRACT
This research was conducted for determining the ability of plasma technology in
reducing the tar content of the producer gas from rice husk gasification process.
Tar reduction was done by plasma generator with current variations of 19.2 A,
23.4 A, 27.7 A, and 32.9 A. The results was analyzed based on the concentration
of tar which containing in producer gas. The concentration of tar before and after
tar cracking process were compared. The tar concentration before cracking
process was 45,118 mg/m3. After cracking process it was reduced to 96 mg/m3 to
1,012 mg/m 3 with tar cracking efficiency of 99.79% to 97,76%. The results of this
study showed that the greater the current of the plasma generator the smaller
concentration of tar obtained. In the 32.9 A current variation, the tar concentration
of 96 mg/m3 was obtained which is allowed to be use in the internal combustion
engine. The tar reduction efficiency in this condition is 99.79%.
Key word :Gasification, tar cracking, plasma, rice husk.
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
.
memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
lap
Pengujian Teknologi Plasma Untuk
Mengurangi Kandungan Tar dari Producer Gas Gasifikasi Sekam Padi
dengan baik.
Laporan ini disusun dan dilakukan sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi
oleh setiap mahasiswa untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dengan selesainya
laporan ini, penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada :
1. Bapak Dr.techn. Suyitno, M.T., dan Bapak Prof. Muhammad Nizam, S.T,
M.T, Ph.D., selaku pembimbing tugas akhir, atas bimbingannya hingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Tri Istanto, S.T, M.T., Bapak Bambang Kusharjanto, S.T, M.T., dan
Bapak Budi Kristiawan, S.T, M.T., selaku pembimbing akademis yang
telah berperan sebagai orang tua selama penulis melaksanakan studi di
Universitas Sebelas Maret.
3. Bapak Didik Djoko Susilo, S.T, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
4. Seluruh pengajar, staf administrasi, dan laboran di Jurusan Teknik Mesin
UNS, yang telah turut mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.
5. Kedua Orang tua tercinta yang telah memberikan doa dan dukungan
kepada penulis dalam menempuh pendidikan di Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
6. Dyah Astuti, AMd., yang selalu memberikan semangat dan doa kepada
penulis dalam menyelesaikan pendidikan di Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
7. Teman-teman di Laboratorium Biofuel (Toharudin, S.T, M.T., Pak Arief,
S.T, M.T., mas Aji, S.T., mas Darmanto, S.T., Deni, S.T., Khamdan, S.T.,
Ocky, S,T., Imam saputra, S.T., Pak Imam, S.T., Pak Mirza, S.T., Pak
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Agus, S.T., Pak Bayu, S.T., Pak Luqman, S.T., Sutarmo, Bandriyo, Huda,
Sanuria, Kinas, Dian dan Arief) yang selalu solid dan harmonis.
8. Teman-teman Tim Futsal
9. Teman10. Teman-teman mahasiswa khususnya jurusan Teknik Mesin Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu pelaksanaan dan penyusunan skripsi.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih jauh dari
sempurna, maka penulis mengharap kritik dan saran dari berbagai pihak untuk
kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat berguna bagi ilmu
pengetahuan dan kita semua.
Surakarta, 22 April 2013
Penulis
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL..................................................................................................i
SURAT PENUGASAN .............................................................................................ii
HALAMAN PENGESAHAN....................................................................................iii
PERSEMBAHAN ......................................................................................................iv
MOTTO
..............................................................................................................v
ABSTRAK ..............................................................................................................vi
ABSTRAC ..............................................................................................................vii
KATA PENGANTAR ...............................................................................................viii
DAFTAR ISI..............................................................................................................x
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................xii
DAFTAR TABEL......................................................................................................xiv
BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................................1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................1
1.2. Batasan Masalah......................................................................................2
1.3. Perumusan Masalah ................................................................................3
1.4. Tujuan dan Masalah Penelitian ...............................................................3
1.5. Sistematika Penulisan .............................................................................3
BAB II DASAR TEORI ............................................................................................4
2.1. Tinjauan Pustaka .....................................................................................4
2.2. Biomassa..................................................................................................6
2.3. Sekam Padi ..............................................................................................6
2.4. Air-Fuel Ratio (AFR) ..............................................................................7
2.5. Prinsip Gasifikasi Sekam Padi.................................................................8
2.6. Tar............................................................................................................8
2.7. Plasma......................................................................................................11
BAB III METODE PENELITIAN.............................................................................13
3.1. Tempat Penelitian ....................................................................................13
3.2. Alat, Bahan, dan Pelaksanaan Penelitian ................................................13
3.2.1. Proses Gasifikasi ...........................................................................13
3.2.2. Proses Tar Cracking ......................................................................14
3.2.3. Proses Tar Sampling......................................................................14
3.2.4. Proses Analisa Konsentrasi Tar.....................................................15
3.3. Analisis Data ...........................................................................................16
3.4. Diagram Alir Penelitian...........................................................................17
3.5. Jadwal Penelitian .....................................................................................18
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN .............................................................19
4.1. Analisa Pengaruh Variasi Arus Pembangkit Plasma terhadap
Konsentrasi Tar, Energi Spesifik dan Efisiensi Pengurangan Tar ........19
4.2. Analisa GC-MS dari Pengujian tanpa Plasma dengan Pengujian
Menggunakan Plasma ...........................................................................21
4.2.1. Analisa GC-MS pada Variasi Pengujian tanpa Plasma ke
Pengujian Plasma 25 Ampere......................................................23
4.2.2. Analisa GC-MS pada Variasi Pengujian tanpa Plasma ke
Pengujian Plasma 30 Ampere......................................................30
4.2.3. Analisa GC-MS pada Variasi Pengujian tanpa Plasma ke
Pengujian Plasma 35 Ampere......................................................34
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.2.4. Analisa GC-MS pada Variasi Pengujian tanpa Plasma ke
Pengujian Plasma 40 Ampere......................................................40
4.3. Hasil Pengujian Kandungan Hidrogen Producer Gas Hasil
Gasifikasi dan Cracking Plasma ...........................................................41
BAB V PENUTUP.....................................................................................................43
5.1. Kesimpulan .............................................................................................43
5.2. Saran........................................................................................................43
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................44
LAMPIRAN ..............................................................................................................46
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Perbedaan konsumsi energi antara pulsed corona system dengan
AC/DC system (Yan, dkk., 2008). .........................................................5
Gambar 2.2. Penguraian naphthalene dari campuran gas pengaruh temperatur
hasil kerapatan energi korona (Han, dkk., 2008). .................................6
Gambar 2.3. Perbandingan temperatur padatan vs. (equivalen ratio dan air fuel
ratio) dalam proses pirolisis, gasifikasi dan pembakaran. ....................7
Gambar 2.4. Komposisi tar biomasa selama proses gasifikasi ..................................8
Gambar 2.5. Skema terjadinya lecutan korona (Nair, 2004)......................................11
Gambar 3.1. Skema peralatan penelitian....................................................................13
Gambar 3.2. Diagram alir penelitian..........................................................................17
Gambar 4.1. (a) Desain reaktor plasma (Tippayawong, 2010), (b) Desain
reaktor penelitian ini. ............................................................................21
Gambar 4.2. Skema proses cracking phenol menjadi naphthalene dari pengujian
variasi plasma 25 Ampere.....................................................................24
Gambar 4.3. Skema proses cracking cyclopenten, furan dan sugar menjadi
benzofuran dari pengujian tanpa plasma ke pengujian plasma 25
Ampere..................................................................................................25
Gambar 4.4. Skema cracking isoeugeol menjadi phenol dari pengujian plasma 25
Ampere..................................................................................................26
Gambar 4.5. Skema cracking cyclohexanol menjadi phenol dari pengujian plasma
25 Ampere.............................................................................................26
Gambar 4.6. Skema cracking cyclohexanol dan furan menjadi bicyclo 3.3.1 non3en-2-ol,exo dari pengujian plasma 25 Ampere. ....................................27
Gambar 4.7. Skema cracking -propanone, 1-hidroxy, acetic acid dan pentanal
menjadi pentanoic acid dari pengujian plasma 25 Ampere. ................28
Gambar 4.8. Skema cracking -propanone, 1-hidroxy dan pentanal menjadi
dimethylpropyl acetat dari pengujian plasma 25 Ampere. ...................29
Gambar 4.9. Skema cracking dari 2-propanone, 1-hydroxy dan phenol menjadi
bicyclo 2.2.1 heptane-2-methanol dari pengujian plasma 30 Ampere. 31
Gambar 4.10. Skema cracking 2-propanone, 1-hydroxy dan pentanal menjadi
undecene dari pengujian plasma 30 Ampere. .......................................32
Gambar 4.11. Skema cracking isoeugeol dan cyclohexanol menjadi benzaldehyde
dari pengujian plasma 30 Ampere. .......................................................33
Gambar 4.12. Skema cracking acetic acid dan 2-propanone,1-hydroxy menjadi
formid acid dari pengujian plasma 30 Ampere.....................................34
Gambar 4.13. Skema cracking iseougeol dan 2-propanone, 1-hydroxy menjadi 3buten-2-one, cyclohexen dari pengujian plasma 35 Ampere................36
Gambar 4.14. Skema cracking pentanal dan 2-propanone, 1-hydroxy menjadi 2propanol-1-propoxy dari pengujian plasma 35 Ampere. ......................37
Gambar 4.15. Skema cracking dari isoeugeol dan 2-propanone, 1-hydroxy
menjadi benzene, ethenylmethyl dari pengujian plasma 35 Ampere. ..38
Gambar 4.16. Skema hasil cracking acetic acid dan iseougeol menjadi
benzeneacetic acid, 2-carboxy dari pengujian plasma 35 Ampere. ......39
Gambar 4.17. Skema cracking acetic acid, pentanal, dan 2-propanone, 1-hydroxy
menjadi 5-Decen-3-yne,2, 2-dimethyl dari pengujian plasma 35
Ampere..................................................................................................40
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.18. Hubungan antara variasi arus pembangkit plasma terhadap
peningkatan kandungan hidrogen dalam producer gas. .......................42
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Analisis proximate dan ultimate sekam padi (Gaur, dkk., 1998)..............7
Tabel 2.2. Klasifikasi tar (Padban, 2001)...................................................................9
Tabel 2.3. Kualitas gas yang diizinkan masuk dalam mesin pembakaran
dalam dan turbin (El-Rub, 2008)...............................................................10
Tabel 3. 1. Jadwal Penelitian......................................................................................18
Tabel 4.1. Pengaruh variasi arus input terhadap konsentrasi tar, efisiensi
pengurangan tar dan energi spesifik plasma..............................................20
Tabel 4.2. Hasil pengujian GC-MS tar gasifikasi sekam padi. ..................................22
xiv
digilib.uns.ac.id
PENGUJIAN TEKNOLOGI PLASMA UNTUK MENGURANGI
KANDUNGAN TAR DARI PRODUCER GAS GASIFIKASI
SEKAM PADI
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
BOMBY DUSWARA
I 1406021
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Kepada mereka
yang telah
berjasa,
kepada
mereka
pula saya
persembahkan hasil jerih payah dan kerja keras saya selama menempuh jenjang S1 ini yaitu sebuah skripsi yang akan menjadi karya terbesar dan kebanggaan saya
sehingga saya lulus dari Universitas Sebelas Maret ini dengan gelar Sarjana
Teknik. Mereka adalah
1. Segala puji bagi Allah SWT dan Muhammad SAW sebagai rosulNya.
2. Keluarga besar Suyono (Bapak Suyono dan Ibu Muryani, karena berkat
beliaulah penulis terlahir didunia ini) beserta saudara dari Bapak dan Ibu.
3. Adikku: Borlin Duswandono, terimakasih dengan semua dorongan, doa dan
semangatnya dan semoga kelak bisa membahagiakan ayah dan ibu kita kelak
4. Semua ilmuwan dan praktisi pendidikan, terima kasih dengan semua ilmu
pengetahuan dan teknologi yang telah dihasilkan.
5. Semua orang yang dekat dan kenal dengan penulis (mereka yang pernah
bersama memberi pengalaman yang berarti dalam kehidupan saya).
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
(
)
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGUJIAN TEKNOLOGI PLASMA UNTUK MENGURANGI
KANDUNGAN TAR DARI PRODUCER GAS
GASIFIKASI SEKAM PADI
Bomby Duswara
I1406021
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta, Indonesia
Email :bombyd@yahoo.com
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan teknologi plasma dalam
mengurangi kandungan tar dari producer gas proses gasifikasi sekam padi.
Pengurangan tar dilakukan dengan variasi arus pembangkit plasma sebesar 19,2
A, 23,4 A, 27,7 A dan 32,9 A. Hasil pengujian dianalisa dari konsentrasi tar yang
terkandung di dalam producer gas. Konsentrasi tar producer gas hasil proses
gasifikasi dibandingkan dengan konsentrasi tar producer gas sesudah mengalami
proses tar cracking. Hasil penelitian diperoleh konsentrasi tar proses gasifikasi
sebesar 45.118 mg/m3 sedangkan setelah proses tar cracking sebesar 96 mg/m 31.012 mg/m3, sehingga memenuhi batas maksimum konsentrasi tar masuk ke
dalam engine sebesar 100 mg/m3. Hasil pengujian diperoleh efisiensi pengurangan
tar proses gasifikasi dan tar cracking sebesar 97,76%-99,79%. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa semakin besar arus pembangkit plasma yang digunakan,
maka semakin kecil konsentrasi tar yang diperoleh.
Kata kunci: gasifikasi, tar cracking, plasma, sekam padi.
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Experiment of Plasma Technology for Tar Removal from
Producer Gas Rice Husk Gasification
Bomby Duswara
I 1406021
Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering Sebelas March University
Surakarta, Indonesia
Email :bombyd@yahoo.com
ABSTRACT
This research was conducted for determining the ability of plasma technology in
reducing the tar content of the producer gas from rice husk gasification process.
Tar reduction was done by plasma generator with current variations of 19.2 A,
23.4 A, 27.7 A, and 32.9 A. The results was analyzed based on the concentration
of tar which containing in producer gas. The concentration of tar before and after
tar cracking process were compared. The tar concentration before cracking
process was 45,118 mg/m3. After cracking process it was reduced to 96 mg/m3 to
1,012 mg/m 3 with tar cracking efficiency of 99.79% to 97,76%. The results of this
study showed that the greater the current of the plasma generator the smaller
concentration of tar obtained. In the 32.9 A current variation, the tar concentration
of 96 mg/m3 was obtained which is allowed to be use in the internal combustion
engine. The tar reduction efficiency in this condition is 99.79%.
Key word :Gasification, tar cracking, plasma, rice husk.
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
.
memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
lap
Pengujian Teknologi Plasma Untuk
Mengurangi Kandungan Tar dari Producer Gas Gasifikasi Sekam Padi
dengan baik.
Laporan ini disusun dan dilakukan sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi
oleh setiap mahasiswa untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dengan selesainya
laporan ini, penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada :
1. Bapak Dr.techn. Suyitno, M.T., dan Bapak Prof. Muhammad Nizam, S.T,
M.T, Ph.D., selaku pembimbing tugas akhir, atas bimbingannya hingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Tri Istanto, S.T, M.T., Bapak Bambang Kusharjanto, S.T, M.T., dan
Bapak Budi Kristiawan, S.T, M.T., selaku pembimbing akademis yang
telah berperan sebagai orang tua selama penulis melaksanakan studi di
Universitas Sebelas Maret.
3. Bapak Didik Djoko Susilo, S.T, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
4. Seluruh pengajar, staf administrasi, dan laboran di Jurusan Teknik Mesin
UNS, yang telah turut mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.
5. Kedua Orang tua tercinta yang telah memberikan doa dan dukungan
kepada penulis dalam menempuh pendidikan di Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
6. Dyah Astuti, AMd., yang selalu memberikan semangat dan doa kepada
penulis dalam menyelesaikan pendidikan di Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
7. Teman-teman di Laboratorium Biofuel (Toharudin, S.T, M.T., Pak Arief,
S.T, M.T., mas Aji, S.T., mas Darmanto, S.T., Deni, S.T., Khamdan, S.T.,
Ocky, S,T., Imam saputra, S.T., Pak Imam, S.T., Pak Mirza, S.T., Pak
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Agus, S.T., Pak Bayu, S.T., Pak Luqman, S.T., Sutarmo, Bandriyo, Huda,
Sanuria, Kinas, Dian dan Arief) yang selalu solid dan harmonis.
8. Teman-teman Tim Futsal
9. Teman10. Teman-teman mahasiswa khususnya jurusan Teknik Mesin Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu pelaksanaan dan penyusunan skripsi.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih jauh dari
sempurna, maka penulis mengharap kritik dan saran dari berbagai pihak untuk
kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat berguna bagi ilmu
pengetahuan dan kita semua.
Surakarta, 22 April 2013
Penulis
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL..................................................................................................i
SURAT PENUGASAN .............................................................................................ii
HALAMAN PENGESAHAN....................................................................................iii
PERSEMBAHAN ......................................................................................................iv
MOTTO
..............................................................................................................v
ABSTRAK ..............................................................................................................vi
ABSTRAC ..............................................................................................................vii
KATA PENGANTAR ...............................................................................................viii
DAFTAR ISI..............................................................................................................x
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................xii
DAFTAR TABEL......................................................................................................xiv
BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................................1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................1
1.2. Batasan Masalah......................................................................................2
1.3. Perumusan Masalah ................................................................................3
1.4. Tujuan dan Masalah Penelitian ...............................................................3
1.5. Sistematika Penulisan .............................................................................3
BAB II DASAR TEORI ............................................................................................4
2.1. Tinjauan Pustaka .....................................................................................4
2.2. Biomassa..................................................................................................6
2.3. Sekam Padi ..............................................................................................6
2.4. Air-Fuel Ratio (AFR) ..............................................................................7
2.5. Prinsip Gasifikasi Sekam Padi.................................................................8
2.6. Tar............................................................................................................8
2.7. Plasma......................................................................................................11
BAB III METODE PENELITIAN.............................................................................13
3.1. Tempat Penelitian ....................................................................................13
3.2. Alat, Bahan, dan Pelaksanaan Penelitian ................................................13
3.2.1. Proses Gasifikasi ...........................................................................13
3.2.2. Proses Tar Cracking ......................................................................14
3.2.3. Proses Tar Sampling......................................................................14
3.2.4. Proses Analisa Konsentrasi Tar.....................................................15
3.3. Analisis Data ...........................................................................................16
3.4. Diagram Alir Penelitian...........................................................................17
3.5. Jadwal Penelitian .....................................................................................18
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN .............................................................19
4.1. Analisa Pengaruh Variasi Arus Pembangkit Plasma terhadap
Konsentrasi Tar, Energi Spesifik dan Efisiensi Pengurangan Tar ........19
4.2. Analisa GC-MS dari Pengujian tanpa Plasma dengan Pengujian
Menggunakan Plasma ...........................................................................21
4.2.1. Analisa GC-MS pada Variasi Pengujian tanpa Plasma ke
Pengujian Plasma 25 Ampere......................................................23
4.2.2. Analisa GC-MS pada Variasi Pengujian tanpa Plasma ke
Pengujian Plasma 30 Ampere......................................................30
4.2.3. Analisa GC-MS pada Variasi Pengujian tanpa Plasma ke
Pengujian Plasma 35 Ampere......................................................34
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.2.4. Analisa GC-MS pada Variasi Pengujian tanpa Plasma ke
Pengujian Plasma 40 Ampere......................................................40
4.3. Hasil Pengujian Kandungan Hidrogen Producer Gas Hasil
Gasifikasi dan Cracking Plasma ...........................................................41
BAB V PENUTUP.....................................................................................................43
5.1. Kesimpulan .............................................................................................43
5.2. Saran........................................................................................................43
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................44
LAMPIRAN ..............................................................................................................46
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Perbedaan konsumsi energi antara pulsed corona system dengan
AC/DC system (Yan, dkk., 2008). .........................................................5
Gambar 2.2. Penguraian naphthalene dari campuran gas pengaruh temperatur
hasil kerapatan energi korona (Han, dkk., 2008). .................................6
Gambar 2.3. Perbandingan temperatur padatan vs. (equivalen ratio dan air fuel
ratio) dalam proses pirolisis, gasifikasi dan pembakaran. ....................7
Gambar 2.4. Komposisi tar biomasa selama proses gasifikasi ..................................8
Gambar 2.5. Skema terjadinya lecutan korona (Nair, 2004)......................................11
Gambar 3.1. Skema peralatan penelitian....................................................................13
Gambar 3.2. Diagram alir penelitian..........................................................................17
Gambar 4.1. (a) Desain reaktor plasma (Tippayawong, 2010), (b) Desain
reaktor penelitian ini. ............................................................................21
Gambar 4.2. Skema proses cracking phenol menjadi naphthalene dari pengujian
variasi plasma 25 Ampere.....................................................................24
Gambar 4.3. Skema proses cracking cyclopenten, furan dan sugar menjadi
benzofuran dari pengujian tanpa plasma ke pengujian plasma 25
Ampere..................................................................................................25
Gambar 4.4. Skema cracking isoeugeol menjadi phenol dari pengujian plasma 25
Ampere..................................................................................................26
Gambar 4.5. Skema cracking cyclohexanol menjadi phenol dari pengujian plasma
25 Ampere.............................................................................................26
Gambar 4.6. Skema cracking cyclohexanol dan furan menjadi bicyclo 3.3.1 non3en-2-ol,exo dari pengujian plasma 25 Ampere. ....................................27
Gambar 4.7. Skema cracking -propanone, 1-hidroxy, acetic acid dan pentanal
menjadi pentanoic acid dari pengujian plasma 25 Ampere. ................28
Gambar 4.8. Skema cracking -propanone, 1-hidroxy dan pentanal menjadi
dimethylpropyl acetat dari pengujian plasma 25 Ampere. ...................29
Gambar 4.9. Skema cracking dari 2-propanone, 1-hydroxy dan phenol menjadi
bicyclo 2.2.1 heptane-2-methanol dari pengujian plasma 30 Ampere. 31
Gambar 4.10. Skema cracking 2-propanone, 1-hydroxy dan pentanal menjadi
undecene dari pengujian plasma 30 Ampere. .......................................32
Gambar 4.11. Skema cracking isoeugeol dan cyclohexanol menjadi benzaldehyde
dari pengujian plasma 30 Ampere. .......................................................33
Gambar 4.12. Skema cracking acetic acid dan 2-propanone,1-hydroxy menjadi
formid acid dari pengujian plasma 30 Ampere.....................................34
Gambar 4.13. Skema cracking iseougeol dan 2-propanone, 1-hydroxy menjadi 3buten-2-one, cyclohexen dari pengujian plasma 35 Ampere................36
Gambar 4.14. Skema cracking pentanal dan 2-propanone, 1-hydroxy menjadi 2propanol-1-propoxy dari pengujian plasma 35 Ampere. ......................37
Gambar 4.15. Skema cracking dari isoeugeol dan 2-propanone, 1-hydroxy
menjadi benzene, ethenylmethyl dari pengujian plasma 35 Ampere. ..38
Gambar 4.16. Skema hasil cracking acetic acid dan iseougeol menjadi
benzeneacetic acid, 2-carboxy dari pengujian plasma 35 Ampere. ......39
Gambar 4.17. Skema cracking acetic acid, pentanal, dan 2-propanone, 1-hydroxy
menjadi 5-Decen-3-yne,2, 2-dimethyl dari pengujian plasma 35
Ampere..................................................................................................40
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.18. Hubungan antara variasi arus pembangkit plasma terhadap
peningkatan kandungan hidrogen dalam producer gas. .......................42
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Analisis proximate dan ultimate sekam padi (Gaur, dkk., 1998)..............7
Tabel 2.2. Klasifikasi tar (Padban, 2001)...................................................................9
Tabel 2.3. Kualitas gas yang diizinkan masuk dalam mesin pembakaran
dalam dan turbin (El-Rub, 2008)...............................................................10
Tabel 3. 1. Jadwal Penelitian......................................................................................18
Tabel 4.1. Pengaruh variasi arus input terhadap konsentrasi tar, efisiensi
pengurangan tar dan energi spesifik plasma..............................................20
Tabel 4.2. Hasil pengujian GC-MS tar gasifikasi sekam padi. ..................................22
xiv