i

TUGAS AKHIR

PENGARUH ISOLATOR TERHADAP KINERJA

TUNGKU GASIFIKASI TIPE DOWNDRAFT

Tugas Akhir Ini Disusun Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana

Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh:

MUHAMAD MA’ARIF

D200 12 0075

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

ii

iii

iv

v

LEMBAR SOAL TUGAS

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

vi

“Barangsiapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya kesungguhannya itu

adalah untuk dirinya sendiri.” (QS Al-Ankabut [29]: 6)

“Jangan mundur sebelum melangkah, setelah melangkah jalani dengan

cara terbaik yang kita bias”. (Penulis)

“Keberhasilan dapat diraih apabila diiringi dengan do’a dan usaha yang

maksimal”. (Penulis)

KUPERSEMBAHKAN TUGAS AKHIR INI KEPADA:

Ibu, Ayah, Saudara

Terima kasih Ibu, ayah, dan saudaraku yang telah menjadi motivasi,

inspirasi, dan tiada henti memberikan dukungan do'anya kepada ku.

Dosen Teknik Mesin UMS

Terima kasih yang tak terhingga buat dosen-dosen Teknik Mesin UMS,

terutama pembimbingku yang tak pernah lelah dan sabar memberikan

bimbingan dan arahan kepada ku.

Sahabat

Terima kasihku juga ku persembahkan kepada para sahabatku yang

senantiasa menjadi penyemangat dan menemani disetiap hariku.

Teman-teman seangkatan dan seperjuangan

Terima kasih teman-teman angkatan 2012 Teknik Mesin UMS yang selalu

membantu, berbagi keceriaan dan melewati setiap suka dan duka selama

kuliah.

Dan Almamater yang Kubanggakan TEKNIK MESIN UNIVERSITAS

MUHAMMADIYAH SURAKARTA

vii

PENGARUH ISOLATOR TERHADAP KINERJA TUNGKU GASIFIKASI TIPE DOWNDRAFT

Muhamad Ma’arif, Subroto, Sarjito

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura

e-mail: arifnia25@gmail.com

ABSTRAKSI

Proses gasifikasi merupakan salah satu pemanfaatan energi

biomassa yaitu dengan mengkonversi energi dari bahan padat (biomassa)

menjadi syn-gas (bahan bakar gas) dengan pasokan udara yang terbatas,

yang nantinya dapat digunakan sebagai bahan bakar. Ada beberapa tipe

gasifikasi salah satunya adalah tungku gasifikasi tipe downdraft yang

berarti arah aliran udara dan gas hasil gasifikasi searah yaitu ke bawah.

Usaha mengoptimalkan proses gasifikasi salah satunya dapat dilakukan

dengan penambahan isolator pada tungku gasifikasi. Dalam penelitian ini,

variasi bahan isolator yang digunakan adalah serbuk batu bata, serbuk

batu padas, dan pasir. Dengan melapisi permukaan tungku gasifikasi,

akan mengurangi pelepasan kalor pada permukaan tungku. Penelitian ini

bertujuan Untuk mengetahui pengaruh isolator terhadap temperatur

pembakaran, serta pengaruh isolator terhadap waktu nyala efektif tungku

gasifikasi dengan bahan bakar sekam padi. Hasil dari penelitian ini

diperoleh bahwa, Temperatur rata-rata nyala efekti pada serbuk batu bata

sebesar 563,9°C dengan temperatur isolator 103,6°C dan nyala efektif 54

menit. Pada serbuk padas temperatur rata-rata nyala efektif 540,8°C

dengan temperatur isolator 135,8°C dan nyala efektif 52 menit.

Sedangkan pasir temperatur rata-rata nyala efektif 514,62°C dan

temperatur isolator 147,7°C dan nyala efektif 50 menit.

Kata kunci: Gasifikasi, Isolator, Sekam Padi, Downdraft

viii

ABSTRACT

Gasification process is one of the utilization of biomass energy is

to convert the energy from the solid materials (biomass) a syn-gas (gas

fuel) with limited air supply, which later can be used as fuel. There are

several types of gasification is one type of downdraft gasification stove

which means the direction of the air flow and gas gasification results

clockwise is down. Efforts to optimize the process of gasification one only

can be done by adding the isolator on gasification stove. In this research,

variations isolator materials used is the pollen bricks, pollen among stones

and sand. With the coat the surface of the furnace gasification, will reduce

the secretion of the heat insulation on the surface of the furnace. This

research aims to find out the influence of the isolator to temperature

burning, and the influence of the isolator to the time a flame effective

gasification stove with fuel rice chaff. The results of this study found that

the average temperature flame effectiveness on a brick powder 563,9°C

with temperature isolator 103,6°C and a flame effective 54 minutes. On

the pollen among the average temperature flame effective 540,8°C with

temperature isolator 135,8°C and a flame effective 52 minutes. While the

average temperature sand flame effective 514,62°C and temperatures

isolator 147,7°C and a flame effective 50 minutes.

Key Words: Gasification, Isolator, Rice Husk, Downdraft

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir yang berjudul

“PENGARUH ISOLATOR TERHADAP KINERJA TUNGKU GASIFIKASI

TIPE DOWNDRAFT”dengan baik dan tepat pada waktunya. Pada

kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Allah SWT, atas segala limpahan rahmatnya sehingga penulis dapat

menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Tri Widodo Besar R, ST, M.Sc, Ph.D, selaku Ketua Jurusan

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT. selaku Koordinator Tugas Akhir.

5. Bapak Ir. Subroto, MT, selaku Dosen Pembimbing utama Tugas

Akhir yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan kepada

penulis.

6. Bapak Ir. Sarjito, MT, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing pendamping

Tugas Akhir yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan

kepada penulis.

7. Bapak Ir. Tri Tjahjono, MT, selaku dosen Pembimbing Akademik

yang memberikan arahan dan semangat kepada penulis.

8. Kedua orang tua serta semua keluarga yang telah membesarkan,

x

mendo’akan, memotivasi serta membiayai semua kebutuhan penulis

sampai sekarang.

9. Kurnia Hidayati yang selalu memberikan dukungan dan do’a yang

tak henti-hentinya kepada penulis.

10. Sahabat dalam penelitian maupun penulisan Sumarudin, M. Ismail Al

Rhoshid, Reyaldo, Dwi Prima, A. Jamaldi, Rika Isnanto, Riski Yoga

Nanda.

11. Rekan-rekan Teknik Mesin khususnya angkatan 2012 dan semua

pihak yang telah membantu dalam penelitian penulisan Laporan

Tugas Akhir ini baik moril maupun materiil.

Semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak dan juga bisa

menjadi referensi untuk laporan-laporan yang akan dilakukan di kemudian

hari.

Akhirnya apabila ada kritik dan saran yang sifatnya membangun

akan penulis terima dengan senang hati demi sempurnanya laporan ini.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

Surakarta, Oktober 2016

xi

DAFTAR ISI

Halaman Judul ............................................................................................. i

Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ............................................................... ii

Halaman Persetujuan ................................................................................ iii

Halaman Pengesahan ............................................................................... iv

Lembar Soal Tugas Akhir ........................................................................... v

Motto dan Persembahan ............................................................................ vi

Abstraksi ................................................................................................... vii

Kata Pengantar .......................................................................................... ix

Daftar Isi .................................................................................................... xi

Daftar Gambar ......................................................................................... xiii

Daftar Tabel .............................................................................................. xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ........................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah ................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ........................................................................ 2

1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................... 3

1.6. Sistematika Penulisan ................................................................ 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka ........................................................................ 6

2.2. Dasar Teori ................................................................................. 8

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian ............................................................. 17

3.2. Instalasi Pengujian ................................................................... 18

xii

3.3. Alat dan Bahan Penelitian ........................................................ 19

3.4. Tahapan Penelitian ................................................................... 22

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian ....................................................................... 24

4.2. Pembahasan .......................................................................... 30

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ............................................................................. 34

5.2. Saran ...................................................................................... 35

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Gasifikasi Updraft............................................................ 12

Gambar 2.2. Gasifikasi Downdraft ....................................................... 13

Gambar 2.3. Gasifikasi Crosdraft ......................................................... 13

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ................................................... 17

Gambar 3.2 Instalasi Pengujian ......................................................... 18

Gambar 3.3 Gasifikasi Tipe Downdraft ............................................... 19

Gambar 3.4 Tabung Isolator … .......................................................... 20

Gambar 3.5 Blower ............................................................................. 20

Gambar 3.6 Anemometer ................................................................... 21

Gambar 3.7 Thermocouple ................................................................. 21

Gambar 4.1 Hubungan antara waktu terhadap temperatur pembakaran

pada isolator serbuk batu bata .................................. .....24

Gambar 4.2 Hubungan antara waktu terhadap temperatur isolator

serbuk batu bata ............................................................. 25

Gambar 4.3 Hubungan antara waktu terhadap temperatur pembakaran

pada isolator serbuk batu padas ..................................... 26

Gambar 4.4 Hubungan antara waktu terhadap temperatur isolator

serbuk batu padas .......................................................... 27

Gambar 4.5 Hubungan antara waktu terhadap temperatur pembakaran

dengan isolator pasir ...................................................... 28

Gambar 4.6 Hubungan antara waktu terhadap temperatur isolator

pasir ................................................................................ 29

Gambar 4.7 Perbandingan temperatur pembakaran terhadap waktu

pada variasi isolator ........................................................ 30

xiv

Gambar 4.8 Perbandingan temperatur isolator terhadap waktu pada

variasi isolator ................................................................. 31

Gambar 4.9 Perbandingan nyala efektif dan temperatur isolator pada

isolator serbuk batu bata, serbuk batu padas, dan pasir 32

xv

DAFTAR TABEL

2.1. Tabel Potensi Biomassa di Indonesia................................................11

2.2. Tabel Konduktivitas Termal Bahan Isolator.......................................16