PENGARUH REFUSE DERIVED FUEL (RDF) TIPE 1 DAN TIPE 5 ...

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

PENGARUH REFUSE DERIVED FUEL (RDF) TIPE 1 DAN TIPE 5

BERBASIS LIMBAH PADAT AREN PADA PROSES GASIFIKASI TIPE

UP DRAFT TERHADAP KANDUNGAN SENYAWA DAN LHV SYNGAS

SKRIPSI

Oleh :

IMAM MUZZAKA

K2515040

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

JULI 2019


iii

PENGARUH REFUSE DERIVED FUEL (RDF) TIPE 1 DAN TIPE 5

BERBASIS LIMBAH PADAT AREN PADA PROSES GASIFIKASI TIPE

UP DRAFT TERHADAP KANDUNGAN SENYAWA DAN LHV SYNGAS

Oleh :

IMAM MUZZAKA

K2515040

Skripsi

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana

Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

JULI 2019


vi

ABSTRAK

Imam Muzzaka. “PENGARUH REFUSE DERIVED FUEL (RDF) TIPE 1

DAN TIPE 5 BERBASIS LIMBAH PADAT AREN PADA PROSES

GASIFIKASI TIPE UP DRAFT TERHADAP KANDUNGAN SENYAWA

DAN LHV SYNGAS”. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret Surakarta. Juli 2019.

Meningkatnya konsumsi energi dan semakin menipisnya cadangan energi

fosil membuat krisis energi. Energi berbahan bakar fosil sangat berbahaya bagi

manusia dan lingkungan. Permasalahan ini menekankan pembuatan energi

alternatif yang ramah lingkungan. Salah satu alternatifnya yaitu dengan

memanfaatkan limbah aren yang diproses menjadi Refuse Deriverd Fuel (RDF)

sebagai bahan bakar untuk gasifikasi. Gasifikasi yaitu proses dimana bahan bakar

padat diubah menjadi gas yang dapat di bakar. Proses pembakaran bahan bakar

padat terjadi dalam reaktor. Gas yang dihasilkan dari proses tersebut, kemudian

dijadikan sumber energi baru terbarukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk

mengetahui pengaruh penggunaan RDF tipe 1 dan tipe 5 limbah aren terhadap

kandungan senyawa pada synthetic gas (syngas) untuk memperoleh hasil yang

optimal.

Metode yang dipakai dalam penelitian ini adalah metode eksperimen.

Sampel diambil secara acak kemudian diproses menjadi RDF tipe 1 dan tipe 5

campuran kanji dengan perbandingan 7:3. Pembuatan RDF dilakukan di lab

ECCL (Energy Convertion and Combution Laboratory) dan data diperoleh dari

pengujian gasifikasi yang dilakukan di laboratorium PUSLITBANG TEKMIRA

Bandung. Penelitian menggunakan gas chromatography untuk mengukur kadar

senyawa dan LHV gas. LHV merupakan nilai pembakaran bila didalam gas hasil

pembakaran terdapat H2O berbentuk gas.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) Tipe RDF berpengaruh terhadap

kualitas atau keoptimalan syngas yang dihasilkan dari proses gasifikasi. (2) LHV

yang paling optimal adalah RDF tipe 5 limbah aren yaitu 654 kcal/m3. (3)

Kandungan syngas yang paling optimal adalah RDF tipe 5 limbah aren karena

gas mampu bakarnya lebih besar daripada RDF tipe 1. Kandungannya berupa CO

15,30%, CH4 1,03%, dan H2 4,09% dan kandungan gas tak mampu bakar lebih

rendah yaitu CO2 9,25%, O2 0,72%, dan N2 69,61%. (4) kandungan LHV limbah

aren masih dibawah pelepah kelapa sawit dan pelet MSW. (5) implikasinya

digunakan untuk bahanbakar kompor dalam memasak mie soun.

Kata kunci : Gasifikasi, RDF, limbah aren, syngas


vii

ABSTRACT

Imam Muzzaka. "THE EFFECT OF TYPE 1 AND TYPE REFUSE

DERIVED FUEL (RDF) BASED ON AREN SOLID WASTE IN THE TYPE OF

UPDRAFT GASIFICATION PROCESS ON CONTENT OF COMPOUNDS AND

LHV SYNGAS". Thesis, Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas

Maret University Surakarta. July 2019.

Increased energy consumption and the depletion of fossil energy reserves

create an energy crisis. Fossil fuel energy is hazardous for humans and the

environment. This problem emphasizes the making of alternative energy that is

environmentally friendly. One alternative is to utilize palm sugar waste, which is

processed into Refuse Derived Fuel (RDF) as fuel for gasification. Gasification is

the process by which solid fuels are converted into combustible gases. Solid fuel

combustion process occurs in the reactor. The gas produced from the process is

then turned into a new renewable energy source. The purpose of this study was to

determine the effect of using RDF type 1 and type 5 palm sugar waste on the

compound content in synthetic gas (syngas) to obtain optimal results.

The method used in this study is the experimental method. Samples were

taken randomly and then processed into RDF type 1 and type 5 starch mixture in

a ratio of 7: 3. The making of RDF was carried out in the ECCL (Energy

Convertion and Combution Laboratory) lab, and the data was obtained from the

gasification test that was carried out in the PUSLITBANG TEKMIRA laboratory

Bandung. The research uses gas chromatography to measure compound levels

and LHV gas. LHV is the value of combustion when in the combustion gas, there

is H2O in the form of gas.

The results showed that: (1) RDF type influences the quality or

optimization of syngas produced from the gasification process. (2) The most

optimal LHV is RDF type 5 palm sugar waste that is 654 kcal / m3. (3) The most

optimal syngas content is RDF type 5 palm sugar waste because the gas can burn

more than RDF type 1. The content is in the form of CO 15.30%, CH4 1.03%, and

H2 4.09% and gas content is unable lower fuel, namely CO2 9.25%, O2 0.72%,

and N2 69.61%. (4) LHV content of palm sugar waste is still below the fronds of

palm oil and MSW pellets. (5) the implication is used for stove fuel in cooking

vermicelli noodles.

Keywords: Gasification, RDF, sugar palm waste, syngas


viii

MOTTO

“Setiap orang adalah jenius, tapi jika kamu menilai seekor ikan dari

kemampuannya memanjat pohon, maka seumur hidupnya dia akan mempercayai

kalau dia bodoh”

(Albert Einstein)

“ Ubah keadaanmu, jangan biarkan keadaan merubahmu”

(Jackie chan)

“Biarkan mereka meremehkanmu, karena balas dendam terbaik terletak pada

pembuktian diri mencapai sukses ketika diremehkan”

(Bill Gates)

“saat kamu bertemu dengan pintu kesempatan, jangan mengetuknya, tetapi

tendang pintunya, tersenyum dan perkenalkan dirimu”

(Dwayne Johnson)

“Jangan menjelaskan tentang dirimu kepada siapapun. Karena yang menyukaimu

tidak membutuhkan itu, dan yang membencimu tidak mempercayai itu”

(Ali bin Abi Thalib)

“jika kamu mencari satu orang yang akan merubah hidupmu selamanya, lihatlah

pada cermin”

@BUSSINESSBOOKSUMMARY


ix

PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT yang memberikan rahmat, hidayah serta

inayah-Nya sehingga diberikan kesehatan untuk menyelesaikan skripsi ini. Di

halaman ini saya mempersembahkan skripsi ini untuk:

Ibu

“terimakasih untuk doa yang selalu dipanjatkan, terimakasih telah mendidik dan

selalu memperhatikanku, semoga kebaikanmu dibalas dengan surga firdaus”.

Ayah

“Terimakasih selalu mendoakan, selalu memberi semangat, motivasi, dan arahan.

semoga kebaikanmu dibalas dengan surga firdaus”.

Dosen PTM

“Terimakasih atas ilmu yang sangat berharga, semoga Allah membalas dengan

keberkahan dan rahmat yang melimpah”.

Tim Gasifikasi (saya sendiri, Garindo Onyong, Adi Cino, Gesti Romlah)

“Terimakasih atas suka dan duka selama proses skripsi berlangsung, terimakasih

saling mengingatkan dan memberimotivasi satu sama lain”.

Sahabat-sahabat CROC HRD dan ECCL

“Terimakasih telah menjadi sahabat yang baik, terimakasih atas doa dan

dukungan yang telah diberikan, semoga persaudaraan kita selalu terjalin”.

Teman PTM 2015

“ Terimakasih telah melengkapi perkuliahan selama 4 tahun di solo, sukses selalu,

dan terimakasih kawan”.

Keluarga Bantoro

“Terimakasih karena telah memberi tempat tinggal selama 3 tahun di solo,

semoga menjadi amal jariyah dan mendapatkan surga firdaus”


x

KATA PENGANTAR

Puji syukur senantiasa kita panjatkan atas ke hadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan

skripsi dengan judul “PENGARUH REFUSE DERIVED FUEL (RDF) TIPE 1

DAN TIPE 5 BERBASIS LIMBAH PADAT AREN PADA PROSES

GASIFIKASI TIPE UP DRAFT TERHADAP KANDUNGAN SENYAWA

DAN LHV SYNGAS”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan

untuk mendapatkan gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Peneliti menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan,

bimbingan, dan pengarahan. Untuk itu, peneliti menyampaikan terima kasih

kepada:

1. Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Keguruan

dan Ilmu Pendidikan , Universitas Sebelas Maret Surakarta

2. Dr. Eng.Herman Saputro, M.Pd., MT., selaku Dosen Pembimbing I yang

selalu memberikan arahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

3. Ir. Husin Bugis, M.Si, selaku Dosen Pembimbing II yang selalu

memberikan arahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

4. Dr.Eng Nugroho Agung Pambudi, M.Eng selaku Dosen Pembimbing

Akademik yang selalu memberikan arahannya selama perkuliahan.

5. Seluruh teman-teman Pendidikan Teknik Mesin angkatan 2015 yang

selalu memberikan dukungan.

Peneliti menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna dan hal ini

antara lain karena keterbatasan peneliti. Meskipun demikian, peneliti berharap

semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan pengembangan ilmu.

Surakarta, Juli 2019

Penyusun


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL…………......……………………………………………………………..i

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ........................................ ii

HALAMAN PENGAJUAN…………………………………………………………….....................................iii

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ iv

HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI ............................................................... v

HALAMAN ABSTRAK ..................................................................................... vi

HALAMAN MOTTO ....................................................................................... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................... ix

KATA PENGANTAR ......................................................................................... x

DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ......................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ............................................................................... 4

C. Batasan Penelitian .................................................................................. 4

D. Rumusan Masalah .................................................................................. 4

E. Tujuan Penelitian ................................................................................... 5

F. Manfaat Penelitian ................................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR DAN HIPOTESIS

A. Kajian Pustaka ....................................................................................... 6

B. Kerangka Berpikir .................................................................................. 9

C. Hipotesis .............................................................................................. 11

BAB III METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................... 12

B. Desain Penelitian .................................................................................. 13

C. Teknik Pengumpulan Data ................................................................... 13

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian .................................................................................... 22

B. Pembahasan ......................................................................................... 24


xii

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN

A. Simpulan .............................................................................................. 30

B. Implikasi .............................................................................................. 30

C. Saran .................................................................................................... 31

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 32

LAMPIRAN ...................................................................................................... 35


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Gasifier ................................................................................ 9

Gambar 2.2 Kerangka Berpikir .......................................................................... 10

Gambar 3.1 Alat Pencetak RDF ......................................................................... 15

Gambar 3.2 Timbangan Digital .......................................................................... 15

Gambar 3.3 Kompor Portabel............................................................................. 16

Gambar 3.4 Gelas Ukur ..................................................................................... 16

Gambar 3.5 Gas Chromatography ..................................................................... 16

Gambar 3.6 Gasifier........................................................................................... 17

Gambar 3.7 Kompresor ...................................................................................... 18

Gambar 3.8 Diagram Alir Penelitian .................................................................. 19

Gambar 4.1 Perbandingan Kadar Hidrogen, Sulfur dan abu dalam Biomassa

Variasi RDF tipe 1 dan RDF tipe 5 Limbah Aren ............................................... 25

Gambar 4.2 Perbandingan Kadar CO,CH4 dan H2 pada Syngas dari Biomassa


Gambar 4.3 Perbandingan Kadar CO2,O2 dan N2 pada Syngas dari Biomassa


Gambar 4.4 Perbandingan LHV pada Syngas dari Biomassa Variasi RDF tipe 1

dan RDF tipe 5 Limbah Aren ............................................................................. 27

Gambar 4.5. Perbandingan LHV syngas Limbah aren , pelepah kelapa sawit, dan pelet

MSW ............................................................................................................................ 28


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Pengumpulan Data ............................................................................. 14

Tabel 4.1 Analisa Proximate dan Ultimate RDF tipe 1 ....................................... 22

Tabel 4.2 Analisa Proximate dan Ultimate RDF tipe 5 ....................................... 23

Tabel 4.3 Kadar Senyawa dan LHV Syngas pada RDF tipe 1 ............................. 23

Tabel 4.4 Kadar Senyawa dan LHV Syngas pada RDF tipe 5. ........................... 24

Tabel 4.5 lama waktu proses gasifikasi .............................................................. 29


xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tipe RDF ....................................................................................... 35

Lampiran 2. Hasil Pengujian Senyawa dan LHV ................................................ 36

Lampiran 3. Hasil Pembakaran RDF .................................................................. 37

Lampiran 4. Proses Pemasukan RDF ke dalam Hopper ...................................... 38

Lampiran 5. Surat Permohonan Izin Penyusunan Skripsi. .................................. 39

Lampiran 6. Surat Keputusan Dekan FKIP tentang Izin Penyusunan Skripsi ...... 40

PENGARUH REFUSE DERIVED FUEL (RDF) TIPE 1 DAN TIPE 5 ...

Documents

Transcript of PENGARUH REFUSE DERIVED FUEL (RDF) TIPE 1 DAN TIPE 5 ...