1

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah Seiring dengan kemajuan jaman, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi juga berkembang dengan pesat. Indonesia sebagai negara berkembang juga harus aktif mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi supaya sumber daya manusia dapat bersaing dengan negara lain. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di jaman sekarang ini menambah pula kebutuhan akan bahan bakar di dunia. Perkembangan ilmu dan teknologi akan memunculkan alat-alat yang menggunakan bahan bakar, dimana digunakan untuk memudahkan manusia untuk beraktifitas sehari-hari. Adanya permunculan alat-alat tersebut, maka dari tahun ketahun kebutuhan akan bahan bakar akan semakin besar juga. Menurut pengertiannya bahan bakar adalah bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembakaran. Bahan bakar dapat digolongkan menurut bentuknya, maka bahan bakar dibagi menjadi tiga bentuk, yaitu : bahan bakar padat, bahan bakar cair, dan bahan bakar gas. Dalam kehidupan sehari-hari bahan bakar yang sering kita gunakan adalah bahan bakar minyak dan gas. Dimana di jaman sekarang ini kebutuhan akan bahan bakar itu sangat besar.

2

Bahan bakar minyak dan gas sendiri didapatkan dari tambang sehingga sering juga disebut dengan minyak bumi ataupun minyak mineral atau juga minyak tambang. Akibat kebutuhan akan minyak bumi sekarang ini sangat banyak, maka eksploitasi terhadap minyak bumi dilakukan secara besarbesaran. Keadaan yang seperti itu dikhawatirkan akan memacu terjadinya kelangkaan minyak bumi didunia, karena kita tahu sendiri minyak bumi akan habis bila diambil secara terus menerus dan membutuhkan proses yang lama untuk membuatnya lagi. Di jaman sekarang telah banyak ditemukan penemuanpenemuan tentang alat yang bisa membuat alternatif energi lain, misalnya energi matahari, energi biodiesel, atau energi hasil dari gasifikasi. Gasifikasi merupakan proses konversi bahan bakar padat atau cair menjadi bahan bakar gas dengan pemanasan dalam media gasifikasi seperti udara, oksigen atau uap. Tidak seperti pada pembakaran dimana oksidasi terjadi secara sempurna dalam satu tahap, gasifikasi mengkonversi energi kimia dari karbon dalam biomassa menjadi gas yang mudah terbakar dalam dua tahap. Gas yang dihasilkan tersebut dapat lebih mudah dimanfaatkan dibanding dengan bimassa aslinya (McKendry, 2002). Negara kita ini banyak terdapat bahan baku sekam padi, dimana padi yang diolah menjadi nasi merupakan makanan pokok sebagian penduduk negara ini. Melimpahnya bahan baku sekam padi yang dulunya kurang berharga, maka sekarang ini Karnowo ST, MT dosen Fakultas Teknik UNNES beserta team dosen lainnya mengembangkan teknologi gasifikasi sekam padi. Teknologi gasifikasi sekam padi yang telah dibuat Karnowo ST, MT beserta team dosen

3

lainya mempunyai beberapa alat pendukung lainnya, diantaranya adalah siklon (cyclone). Siklon adalah alat yang berfungsi sebagai pemisah partikel dengan gas. Dalam alat tersebut siklon berfungsi sebagai pemisah partikel hasil pembakaran gasifier, dimana hasil pembakaran yang kurang sempurna oleh gasifier akan disaring oleh siklon. Hasil penyaringan tersebut akan menjadi bahan gas yang bisa dimanfaatkan menjadi bahan bakar. Siklon yang telah dibuat sebelumnya kurang sempurna, karena masih banyak partikel kotoran hasil dari pembakaran gasifier yang tidak tersaring sehingga penyaringannya kurang maksimal. Akibatnya hasil dari gasifikasi sekam padi tersebut tidak ramah lingkungan. Metode pembuatan siklon sudah banyak ditemukan oleh para peneliti yang meneliti tentang perancangan siklon. Diataranya Perrys adalah salah satu peneliti yang menemukan metode perancangan atau pembuatan siklon. Dimana didalam metode tersebut terdapat bagaimana step-step rancang bangun siklon. Berdasarkan uraian tersebut di atas, maka penelitian akan memfokuskan penelitian terhadap rancang bangun siklon sebagai penyaring partikel pada gasifier sekam padi dengan metode Perrys, agar kinerja siklon untuk menyaring partikel kotoran lebih maksimal. B. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian diatas terdapat beberapa permasalahan, diantaranya adalah sebagai besrikut :

4

1. Bagaimana rancang bangun siklon dengan metode perrys untuk menyaring partikel pada gasifier sekam padi? 2. Seberapa besar efisiensi kinerja siklon dengan metode Perrys sebagai penyaring pertikel pada gasifier sekam padi?

C. Tujuan dan Manfaat a. Tujuan Tujuan dari sekripsi ini adalah : 1. Untuk merancang bangun siklon dengan metode perrys sebagai

penyaring partikel pada gasifier sekam padi. 2. untuk mengetahui efisiensi kinerja siklon dengan metode Perrys

sebagai penyaring pertikel pada gasifier sekam padi. b. Manfaat Manfaat yang diharapkan dari sekripsi ini adalah : 1. Memberikan informasi kepada masyarakat banyak mengenai fungsi rancang bangun siklon dengan metode perrys sebagai penyaring partikel pada gasifier pada alat gasifikasi sekam padi, sehingga orang lain bisa mengetahui fungsi desain siklon sebagai penyaring partikel pada alat gasifikasi sekam padi. 2. Sebagai referensi bagi penelitian sejenis selanjutnya mengenai penelitian gasifikasi sekam padi.

5

BAB II LANDASAN TEORI

A. Pengenalan Bahan Bakar 1. Pengertian Bahan Bakar Bahan bakar adalah bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembakaran. Tanpa adanya bahan bakar tersebut pembakaran tidak akan mungkin dapat berlangsung. Banyak sekali jenis bahan bakar yang kita kenal dalam kehidupan kita sehari-hari. Penggolongan ini dapat dibagi berdasarkan dari asalnya, bahan bakar dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu : (1) bahan bakar nabati, (2) bahan bakar mineral, dan (3) bahan bakar fosil. Apabila dilihat dari bentuknya, maka bahan bakar dibagi menjadi tiga bentuk, yaitu : (1) bahan bakar padat, (2) bahan bakar cair, dan (3) bahan bakar gas. Namun demikian hingga saat ini bahan bakar yang sering dipakai adalag bahan bakar miniral cair. Hal ini dilakukan karena banyaknya keuntungan-keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan bahan bakar dengan jenis mineral tersebut.

6

Setiap bahan bakar memiliki karakteristik dan nilai pembakaran yang berbeda-beda. Karakteristik inilah yang menentukan sifat-sifat dalam proses pembakaran. Adapun tujuan dari pembakaran adalah untuk memperoleh energi yang disebut energi panas. Hasil pembakaran bahan bakar yang berupa energi panas dapat dibentuk menjadi energi lain, misalnya : energi untuk penerangan, energi mekanis dan sebagainya. 2. Pengertian Bahan Bakar Minyak Bahan bakar minyak adalah bahan bakar mineral cair yang diperoleh dari hasil tambang pengeboran sumur-sumur minyak, dan hasil kasar yang diperoleh disebut dengan minyak mentah atau crude oil. Hasil dari pengolahan minyak mentah ini akan menghasilkan bermacam bahan bakar yang memiliki kualitas berbeda-beda. Kebanyakan senyawa yang ditemukan dalam minyak bumi adalah gabungan dari hydrogen dan carbon. Materil-material ini disebut hidrokarbon. Senyawa lain yang ada seperti belerang, oksigen, dan nitrogen. Pengoperasian fisik dari kilang minyak seperti : penguapan, penggesekan, dan pendinginan untuk menentukan jenis hidrokarbon yang besar karena dalam material tersebut merupakan bagian yang penting dalam minyak. 3. Cara Memperoleh Bahan Bakar Mineral Bahan bakar minyak mineral ini didapatkan dari tambang sehingga sering juga disebut sebagai minyak bumi ataupun minyak mineral atau juga minyak tambang. Bahan bakar mineral ini sangat penting artinya bagi

7

kehidupan manusia, karena dunia memerlukan begitu banyak sehingga manusia mencarinya dimana-mana. Adanya kebutuhan yang banyak itu maka eksploitasi terhadap minyak bumi dilakukan secara besar-besaran. Keadaan yang seperti itu dikawatirkan akan memacu terjadinya kelangkaan minyak dunia. Teknologi modern tentang pengolahan minyak telah ditemukan dengan cara melakukan penyulingan terhadap minyak bumi. Proses dimulai dengan memasukan saluran pipa kedalam sumur galian yang didalamnya mengandung minyak, gas, dan air. Pipa tersebut kemudian dihubungkan dengan menara destilasi, yang mana didalam menara itu minyak mentah dan gas alam akan diproses dengan temperatur yang tinggi agar mencair dan dapat dipisahkan menjadi jenis bahan bakar yang berbedabeda. Kebutuhan minyak dunia yang semakin lama semakin banyak maka seluruh Negara di Dunia mencari alternative energi lain yang bisa memenuhi kebutuhan akan bahan bakar minyak tersebut. Karena seperti yang kita ketahui bahwa minyak bumi yang terkandung dalam perut bumi ini jika diambil terus menerus akan habis, untuk memperbaharuinya pun membutuhkan waktu yang sangat lama. Dijaman sekarang ini telah banyak ditemukan penemuan-penemuan tentang alat yang bisa membuat alternative energy lain, misalnya energi panas matahari, energi biodiesel, dan energi hasil gasifikasi. B. Tanaman Padi

8

Gabah dikenal dengan nama latin oryza sativa adalah famili dari rumput rumputan (gramineae) merupakan salah satu bahan makanan dari biji-bijian tertua di dunia yang dikonsumsi sebagian manusia di dunia termasuk Indonesia. Untuk memproduksi gabah dibutuhkan sejumlah fosil energi mulai dari energi pengolahan lahan, energi untuk pompanisasi, energi untuk panen dan proses paska panen. Indonesia merupakan negara agraris yang mayoritas penduduknya menjadikan beras menjadi makanan pokoknya, serta produksi berasnya merata diseluruh tanah air. Berdasarkan angka ramalan Badan Pusat Statistik (BPS) produksi gabah nasional tahun 2007 diperkirakan mencapai 57,05 juta ton gabah kering giling (GKG). Dengan produksi ini terjadi peningkatan 2,59 juta ton (4,76%) jika disbanding dengan angka tetap produksi tahun 2006. Kenaikan produksi ini didorong perluasan lahan panen seluas 379,18 ribu Ha (3,22%). Dengan pertumbuhan produksi sebesar 5%, Indonesia diharapkan akan mencapai swasembada beras (Asep. 2007) 1. Nilai Ekonomis Sekam Padi Sekam padi sebagai hasil sampingan atau tempatnya limbah penggilingan mempunyai nilai ekonomis relative tergantung pada kondisi daerah masing-masing. Di daerah pengrajin batu bata sekam padi mempunyai nilai ekonomis yang cukup berarti karena dimanfaatkan sebagai pembakaran batu bata dicampur dengan batubara curah kalori rendah. Di daerah peternakan ayam baik ayam pedaging atau ayam petelor sekam padi juga mempunyai nilai ekonomis yang berarti karena diperlukan untuk chiken

9

liter (alas kotoran ayam). Namun banyak dibeberapa daerah penghasil padi sekam padi merupakan suatu masalah, merupakan limbah yang untuk membuangnyapun memerlukan biaya.2. Sisa Sekam Padi Untuk Energi

Selebihnya dari penyerapan diatas, sekam padi dapat dikonversi menjadi energi yang cukup potensial. Tidak bicara tentang statistic nasional dan implementasi yang sulit dicapai, tetapi masalahnya bagaimana sekam padi dapat diimplementasikan setempat/regional minimal untuk mensubtitusi sebagian energi fosil/BBM yang digunakan untuk memproduksi gabah itu sendiri. Sehingga dengan begitu berdampak langsung dengan pengurangan biaya produksi pertanian (menaikan pendapat petani) dan mengurangi biaya subsidi.3. Sekam Padi Sebagai Sumber Energi Panas

Dengan jumlah sekam padi yang sangat melimpah dan sampai sekarang hanya sejumlah kecil saja yang dimanfaatkan untuk pembakaran dan pembuatan batubata. Aktivitas lain pemanfaatan sekam padi adalah untuk membuat arang sekam untuk media tanaman. Bagaimanapun juga aktivitas untuk memproses sekam padi menjadi bahan bakar alternatif melalui proses pirolisis lambat masih sangat terbatas dilakukan di Indonesia. Menurut (Gaur and Reed. 1998) dari analisis ultimate dan analisis proximate pada sekam padi (Tabel 1) terlihat bahwa sebagian besar sekam padi terdiri dari volatil. Dengan kadar volatil yang tinggi diharapkan dapat

10

diperoleh gas dan cairan dari proses pirolisis dalam jumlah yang banyak. Kadar karbon dan kadar oksigen dalam sekam padi juga hampir berimbang sekitar 35-38%. Ini menunjukkan bahwa dalam minyak pirolisis nantinya akan mempunyai kadar oksigen dalam jumlah yang banyak. Kandungan belerang dalam sekam padi adalah nol. Akibatnya hasil pembakaran dari minyak pirolisis sekam padi akan lebih ramah lingkungan dibandingkan hasil pembakaran batubara. Zat silika yang terdapat dalam sekam padi mencapai 16,98% (Hambali. 2007). Nilai kalor dari sekam padi adalah sekitar 14,8 MJ/kg dan sedikit dibawah nilai kalor kayu (~ 17-20 MJ/kg). Tabel 1. Analisis proximate dan analisis ultimate dalam sekam padi (Gaur and Reed. 1998). analisis ultimate (%) C36,74

analisis proximate (%) S0,55

HHV MJkg-115,7

H5,51

O42,55

N0,28

FC20,4

M11,7

abu14,8

volatile53,1

Dengan menggunakan pirolisis, bahan bakar padat dapat diolah menjadi gas, cairan dan padatan. Teknologi pirolisis yang sederhana adalah pirolisis lambat. Sifat-sifat minyak pirolisis (bio oil) dari biomasa sangat bergantung pada jenis biomasa dan parameter operasi seperti temperature reaksi dan waktu tinggal biomasa dalam reaktor. Pemanfaatan secara konvensional dari bio oil adalah sebagai bahan bakar untuk kompor minyak skala rumah tangga. Namun demikian, sebelum minyak tersebut dapat digunakan perlu dilakukan penelitian mengenai sifat-sifatnya. Diantara sifat-

11

sifat utama dari bahan bakar adalah viskositas, nilai kalor, stabilitas, dan komposisi bahan penyusunnya. Selain itu, unjuk kerja dari kompor minyak skala rumah tangga dengan menggunakan minyak pirolisis juga perlu diteliti. C. Gasifikasi Sekam Padi Proses gasifikasi adalah suatu proses termokimia yang menghasilkan gas kaya bahan bakar yang disebut gas produser terdiri dari CO, CH4, H2. Proses gasifikasi terdiri dari dua proses utama, yaitu proses pirolisis yang melepaskan komponen volatile dari bahan bakar pada temperatur di bawah 600oC (Susanto, Herri. 2005). Produk samping dari tahap ini tidak diuapkan dan disebut arang. Pada tahap kedua proses gasifikasi, terjadi pereaksi antara karbon dengan udara/oksigen murni yang akan menghasilkan gas karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H2) serta gas metan (CH4) sedikit hidrokarbon berantai lebih tinggi (etena, etana), air, nitrogen (apabila menggunakan udara sebagai oksidan), dan berbagai kontaminan seperti partikel arang, debu, tar, hidrokarbon rantai tinggi, alkali, amoniak, asam, dan senyawa-senyawa sejenisnya.siklon hopper sekam padi D1

feeder ulir

tempat proses gasifikasi

H

motor listrik Pemantik Api pemanas awal blower udara pipa udara H0 penyangga

D2

12

Gambar 1. Gambar Gasifier Sekam Padi.

Hasil pembakaran sekam padi pada gasifier masih belum bias digunakan sebagai bahan bakar, karena masih banyak partikel-partikel kotoran yang terkandung dari hasil pembakarn tersebut. Agar gas hasil pembakaran sekam padidapat digunakan sebagai bahan bakar maka unit gasifikasi harus dilengkapi beberapa peralatan penunjang sebagai berikut : 1. Siklon pemisah partikel kasar, 2. Filter penyaring partikel halus, 3. Pendingin gas, 4. Pengendap air dan tar.

D. Gaya Sentrifugal

13

Dengan mengacu pada pustaka (Cuolson. ParticlebTechnology and Separation Prosesses. Vol. 2-5), kecepatan pengendapan partikel dalam gas dapat dipercepat jika gaya sentrifugal lebih besar dari gaya gravitasi. 1. Di dalam siklon, gas diumpankan secara tangensial ke dalam

vessel silinder dengan kecepatan sekitar 30 m/s. 2. Padatan menabrak dinding , kemudian bergerak turun terpisah

dari arus gas dan terkumpul di bagian dasar vessel. 3. Gas bersih keluar pada bagian atas tengah vessel.

Separator ini sangat efektif jika gas berisi material yang sebagian besar berukuran kurang dari 10 mikron. Siklon paling banyak digunakan sebagai separator. Karena gerakan memutar gas dalam siklon yang muncul karena pemasukan tangensial dan tidak ada tambahan energi yang dimasukkan maka tidak ada vorteks. Ada beberapa kajian tentang flow pattern dalam siklon. Pengaruh dimensi siklon terhadap efisiensinya dipelajari melalui eksperimen oleh Stairmand. Dikatakan bahwa: 1. Gas bergerak secara spiral ke bawah sampai mendekati pusat

vessel, dan kemudian naik melalui pusat vessel ke bagian atas vessel. 2. Kecepatan tangensial gas muncul mendominasi sepanjang vessel

(Z), kecuali kondisi gas sangat turbulen. Kondisi turbulen terjadi jika diameter rotasi partikel = 0,4 diameter pipa gas keluar. 3. Kecepatan radial bergerak ke dalam.

14

4.

Gaya-gaya yang bekerja pada partikel ada 2. Keduanya arah

radial dan berlawanan arah. Gaya sentrifugal cenderung melempar partikel ke dinding. Gaya friksi cenderung membawa padatan terbawa arus gas keluar. Gaya sentrifugal ditingkatkan dengan memperbesar kecepatan tangensial, sedangkan gaya friksi ditingkatkan dengan memperbesar kecepatan radial. 5. Gaya-gaya itu fungsi dari diameter rotasi dan diameter partikel.

Ukuran partikel yang berbeda cenderung berotasi pada jarak dari pusat yang berbeda. a. Kecepatan Settling Sentrifugal Sebuah partikel bola berdiameter Dp, berotasi pada jari-jari = r, maka gaya sentrifugal seperti perilaku gerak partikel dalam fluida laminer / diam, tetapi gaya gravitasi diganti dengan gaya sentrifugal.... (1)

Subsitusikan g dengan ac, maka :.. (2)

r = jarak radial dari pusat rotasi, m, = kecepatan sudut, rad/s, Vr = radial velocity

15

Vr = kecepatan radial sama dengan kecepatan alir volumetrik dibagi luas penampang aliran pada jari-jari r. Dengan, = Vtan / r

............ (3)

Vt = gravitasi terminal velocity = free settling velocity. Vtan= kecepatan tangensial berbanding terbalik dengan akar jari-jari. Dan hasil eksperimen diperoleh :... (4)

Vtan 0 = nilainya mendekati sama dengan kecepatan gas masuk (

)

Maka, jika r (jari-jari rotasi) besar, maka Vt besar dan pemisahan padatgas menjadi lebih mudah (Coulson). Jika diasumsikan sebuah partikel akan dipisahkan sehingga berotasi dengan d = 0,4 do atau r = 0,2 do (do = diameter gas keluar), maka:

16

...(5)

Dengan, Vr = kecepatan radial sama dengan kecepatan alir volumetric dibagi luas penampang aliran pada jari-jari r...... (6)

G = kecepatan alir masa; massa/waktu Z = tinggi siklon, G/ = kecepatan alir volumetric; volume/waktu Terminal settling velocity untuk partikel kecil :...... (7)

Jika dinyatakan dalam luas penampang masuk (Ain) :.... (8)

.... (9)

17

Tampak bahwa, untuk G besar akan diperoleh vt besar, sehingga hanya partikel besar yang bisa terambil. Oleh karenanya, untuk kapasitas besar, lebih baik menggunakan sejumlah siklon secara parallel.

Gambar 2. Multi-tube cyclone separator

18

Gambar 2. Beberapa alternatif desain siklon (Courtesy of PSRI, Cicago). Hubungan efisiensi siklon dengan ukuran partikel :

Grafik 1. Hubungan efisiensi siklon dengan ukuran partikel E. Desain Siklon 1. Metode Perrys a) Perbandingan siklon pemisah.

19

Gambar 3. Perbandingan siklon pemisah. b) Diameter partikel minimem yang dapat terendapkan dalam siklon..... (10)

Dengan, = diameter partikel minimum teoritis yang dapat terendapkan, m, = kecepatan gas masuk, m/s; (range : 8-30 m/s : biasanya diambil 15 m/s), = jumlah putaran gas dalam siklon, Korelasi dengan : lihat grafik 2

= lebar inlet; lihat gambar 3,

20

= viskositas gas, kg/m.s, = densitas padatan, kg/m, f = densitas gas, kg/m.

Grafik 2. Hubungan

dengan kecepatan gas masuk.

Untuk mengetahui distribusi ukuran (dpi vs xi) yang terkumpul menggunakan korelasi vs efisiensi, seperti pada grafik 3.

Korelasi mengambil asumsi pastikel dengan ukuran dpi = Dp,th memiliki efisiensi 50%.

21

Grafik 3. Single particle collection efficiency curve. (courtesy of PSRI, chicago). c) Step-step perancangan siklon menggunakan metode perrys Step-step perancangan pembuatan sebuah siklon : 1. Tentukan distribusi ukuran padatan yang akan diproses, 2. Tentukan % efisiensi yang diinginkan, 3. Tentukan jumlah siklon parallel,4. Hitung Dc untuk Vin = 15 m/s standarnya 8 inci (203 mm),

5. Hitung Dp,th ,6. Hitung efisiensi, jika tidak sesuai dengan yang diinginkan

kembali ke step 3, 7. Gambar siklon dan dimensinya. d) Menghitung efisiensi1. Efisiensi single particle size. ........ (11)

dpi

Xfi

i = Eo

P. Xpi = i. F. Xfi

22

Data

Data

Dihitung

Baca grafik 5

dihitung

P. Xpi

2. total. ...... (12)

BAB III

23

METODE PENELITIAN Metode penelitian adalah suatu rancangan penelitian yang memberikan arah bagi pelaksanaan terkumpul.A. Desain Penelitian

penelitian sehingga data yang diperlukan dapat

Desain penelitian yang digunakan adalah eksplorasi. Penelitian eksplorasi adalah jenis penelitian yang bertujuan untuk menemukan sesuatu yang baru. (Azwar S, 1998: 1). Khusus dalam penelitian ini adalah : 1. Merancang siklon dengan metode Perrys sebagai penyaring partikel hasil pembakaran gasifier sekam padi. 2. Membuat siklon dengan metode Perrys sebagai penyaring partikel hasil pembakaran gasifier sekam padi. 3. Mencari efisiensi hasil rancang bangun siklon dengan metode Perrys sebagai penyaring partikel hasil pembakaran gasifier sekam padi. B. Tahap-tahap Penelitian Dalam penelitian ini terdapat tahap-tahap yang akan dilalui. Didalam penelitian, setiap tahap-tahap penelitian harus dilakukan secara berurutan supaya dalam penelitian nantinya akan berjalan secara baik dan sistematis. Tahap-tahap yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah :

24

1.

Pengambilan Data Awal Step pertama yang harus dilakukan dalam merancang dan

membuat siklon adalah pengambilan data awal. Data tersebut kita peroleh dari pengujian alat gasifier. Pengambilan data awal yang harus ditentukan dalam penelitian ini adalah : a. Menentukan distribusi padatan Untuk menentukan distribusi padatan yang masuk didalam siklon harus mengambil hasil pembakaran sekam padi didalam gasifier. Hasil pembakaran tersebut kita ukur dengan menggunakan alat b. Menentukan efisiensi yang diinginkan Penentuan efisiensi yang diinginkan menggunakan korelasi perbandingan pada grafik dibawah. Dengan mendapat data awal distribusi padatan maka bisa menentukan efisiensi yang diinginkan.

25

Hubungan efisiensi siklon dengan ukuran partikel c. Menentukan jumlah siklon Dalam menentukan jumlah siklon yang akan digunakan mengacu pada hasil akhir yang diinginkan. Semakin banyak jumlah siklon yang digunakan untuk menyaring gas hasil pembakaran pada gasifier, maka hasil gas produser akan semakin baik.d. Data kecepatan distribusi padatan yang masuk siklon

Kecepatan distribusi padatan yang masuk siklon harus dicari. Karena kecepatan distribusi padatan tersebut untuk menentukan jumlah putaran distribusi padatan didalam siklon ( ). Untuk

menetukan kecepatan distribusi padatan kita ukur gas hasil pembakaran yang keluar dari gasifier dengan menggunakan alat.. Jumlah putaran distribusi padatan dalam siklon

menggunakan korelasi perbandingan pada grafik dibawah.

26

Hubungan e. Data karakteristik partikel

dengan kecepatan gas masuk

Data karakteristik partikel sangat diperlukan untuk mencari diameter partikel minimum teoritis yang dapat terendapkan ( Data karakteristik yang harus dicari adalah densitas padatan ( densitas gas ( ) dan viskositas gas (). 2. Menentukan Dimensi Step pertama untuk menentukan dimensi siklon adalah ). ),

menentukan diameter siklon (Dc). Diameter siklon dapat kita tentukan dengan perbandingan V standar (15 m/s) = Dc standar (203 mm). diameter partikel minimum teoritis yang dapat terendapkan ( dihitung apabila Dc sudah ditentukan, untuk ) bisa

menghitung

menggunakan persamaan seperti di bawah ini :

27

Dengan, = diameter partikel minimum teoritis yang dapat terendapkan, m, = kecepatan gas masuk, m/s; (range : 8-30 m/s : biasanya diambil 15 m/s), = jumlah putaran gas dalam siklon, Korelasi dengan : lihat grafik 2

= lebar inlet; lihat gambar 3, = viskositas gas, kg/m.s, = densitas padatan, kg/m, f = densitas gas, kg/m. 3. Menghitung Efisiensi Teoritis Efisiensi teoritis dihitung untuk membandingkan apakah

penentuan Dc sudah bisa memenuhi efisiensi yang diharapkan. Dengan menghitung efisiensi teoritis, bisa memudahkan merancang siklon sesuai dengan yang diharapkan. Penghitungan efisiensi siklon teoritis menggunakan persamaan seperti dibawah ini : =

28

Dengan, dpi = diameter partikel inlet, = diameter partikel minimum teoritis yang dapat terendapkan.

Single particle collection efficiency curve. (courtesy of PSRI, chicago). 4. Membandingkan Efisiensi Rancangan dengan Efisiensi Teoritis Perbandingan efisiensi rancangan dengan efisiensi teoritis dilakukan untuk menjadi parameter apakah hasil perhitungan efisiensi teoritis sudah sesuai dengan efisiensi rancangan. Kalau efisiensi teoritis masih lebih kecil dari efisiensi rancangan, maka kemungkinan penentuan Dc terlalu besar. Supaya pembuatan siklon sesuai yang diinginkan, maka harus kembali menentukan Dc kembali. 5. Menggambar Dimensi Rancangan Siklon

29

Menggambar

dimensi

rancangan

siklon

dilakukan

untuk

mempermudah pembuatan siklon. Penggambaran dimensi ini harus dilakukan untuk mengetahui ukuran-ukuran siklon. Gambar dimensi rancangan dapat dilakukan dengan korelasi skala gambar dibawah ini :

Perbandingan siklon pemisah.6.

Membuat Siklon dan Memasang pada Gasifier Membuat siklon dapat dilakukan sendiri atau membuat dibengkel

yang bisa membuatnya. Pemasangan siklon pada gasifier harus dilakukan secara benar dan pas, karena tidak boleh terjadi kebocoran pada sambungan antara siklon dengan gasifier. Kebocoran pada sambungan tersebut akan mengurangi efisiensi dan hasil dari kerja siklon kurang maksimal.

30

7.

Pengujian Siklon Pengujian dilakukan setelah dipastikan bahwa alat gasifikasi

sekam padi tidak terjadi kebocoran pada sambungan-sambungannya dan bisa bekerja secara benar. 8.Data Awal Menentukan distribusi padatan. Menentukan effisiensi yang diinginkan. Menentukan jumlah siklon Menghitung Efisiensi Aktual Data kecepatan masuk siklon dan Ns Karakteristik partikel ( , dan )

Penghitungan efisiensi aktual dapat dilakukan menggunakan persaman pada step ke 3. Perhitungan diameter partikel yang dapatMenentukan Dimensi disaring siklon dilakukan setelah dilakukan pengujian alat. Diameter

partikel atau kotoran hasil penyaringan siklon dapat diukur dengan menggunkan alat 9. Menganalisa

Menentukan Dc

Menghitung Effisiensi teoritis

No

ranncangan dibandingkan teoritis rancangan teoritis Yes Menggambar Geometri Siklon Membuat Alat dan Memasang Alat pada Gasifier

Experimen dan Pemngambilan Data

Menghitung Effisiensi Aktual

Selesai

31

menganalisa

Diagram tahap-tahap rancang bangun siklon.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

32

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

33

34

DAFTAR PUSTAKA

Edward, Joseph .1994 .Perencanaan Teknik Mesin (Edisi 4) .Jakarta : Erlangga. Hagen Dookn .1989 .Konstruksi Mesin 2 .Jakarta : Rosda Jayaputra. Achmad, Zunun .1999 .Elemen Mesin 1 .Bandung : Revika Aditama. Boentarto .1996 .Dasar-Dasar Teknik Mesin Otomotif Bagi Pemula .Solo : CV Aneka. Daryanto .1993 .Dasar-Dasar Teknik Mesin .Jakarta : Rineka Cipta. Popov, E P & Zaenul Mustamar Tanisan. 1989 .Mekanika Teknik. Jakarta : Erlangga. Daryanto .1999 .Pengetahuan Bahan Teknik (Edisi 2) .Jakarta : Erlangga. ..2004 .Manual Insatruction Unigraphics NX3 .USA : UGS Corporation.