Pengaruh massa awal karbonisasi, geometri briket dan laju aliran udara terhadap karakteristik pembakaran briket biomassa dari limbah kulit singkong

SUDARWANTO, Dr. Ing. Ir. Harwin Saptoadi, MSE

2008 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh variasi massa awal karbonisasi, geometri briket dan laju aliran udara terhadap karakteristik pembakaran briket biomassa dari limbah kulit singkong. Pengolahan limbah perkebunan yang berupa kulit singkong menjadi briket bahan bakar padat sebagai salah satu bahan bakar alternatif. Limbah kulit singkong dikarbonisasi dalam alat karbonisasi dengan variasi massa awal yaitu 500 gram, 750 gram dan 1.000 gram, kemudian dihancurkan menjadi butiran kecil dan dicampur dengan bahan perekat yang berupa tepung kanji. Campuran tersebut dipres menjadi briket dengan tiga variasi geometri yaitu silinder, prisma heksagonal dan balok. Briket diuji karakteristik pembakaranya dalam sebuah ruang bakar berbentuk silindris yang dipanaskan dengan pembakaran Liquid Petroleum Gas (LPG). Pengukuran laju pengurangan massa briket, temperatur gas pembakaran, laju pelepasan kalor dan emisi CO yang dihasilkan dilakukan selama proses pembakaran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karbonisasi pada kulit singkong akan meningkatkan nilai kalor pada arang hasil karbonisasi. Proses karbonisasi dapat meningkatkan kualitas pembakaran limbah kulit singkong yaitu temperatur gas pembakaran tetap tinggi dan emisi CO gas hasil pembakaran lebih rendah, akan tetapi laju pengurangan massanya menjadi lebih lambat. Proses karbonisasi dengan massa awal karbonisasi 750 gram menghasilkan arang dengan nilai kalor yang paling tinggi, sehingga kapasitas optimal reaktor karbonisasi pada penelitian ini adalah 750 gram. Geometri briket yang berbeda akan memberikan rasio luas permukaan terhadap massa briket yang berbeda. Semakin besar rasio luas permukaan terhadap massa briket maka akan meningkatkan laju pembakaran, menaikkan laju pelepasan kalor, menaikkan temperatur gas pembakaran dan menurunkan emisi CO gas hasil pembakaran. Laju aliran udara optimal untuk pembakaran briket pada penelitian ini adalah 0,2 m/s. Semakin tinggi laju aliran udara maka emisi CO gas hasil pembakaran akan semakin tinggi dan temperatur gas pembakaran akan semakin rendah.

This research aims to study the influences of the pyrolysis initial mass, the briquette geometries, and the air flow rate on the combustion characteristics of cassava peel biobriquette. The processing of cassava peel into a solid fuel briquette as one of the alternative fuels. The cassava peel is being pyrolysed with different initial mass. They are 500 grams, 750 grams, and 1000 grams. After that, it is crushed into small particles, and mixed with an adhesive substance made of cassava starch. The next step is pressing these mixing substances into three geometry shapes namely cylinder, hexagonal prism and rectangular prism. The briquette is being tested to see its combustion characteristics in a heated combustion chamber by burning Liquid Petroleum Gas (LPG). The measurements of briquette mass reduction, gas combustion temperature, heat generation, and carbon monoxide (CO) emission are conducted during this combustion process. The result shows that pyrolysis on cassava peel will increase the heating value on its char. Pyrolysis process can increase the combustion quality of cassava peel, in which it can make the combustion temperature keep high and the CO gas emission lower, but the mass reduction will slower. Pyrolysis process with initial mass 750 grams produces the highest heating value on its charcoal. Hence, the optimal capacity of pyrolysis reactor on this research is 750 grams. The different geometry shape of briquette lead to the difference in the ratio of briquette surface area to mass. The higher ratio of briquette surface area to mass will increase the mass reduction, heat generation, gas temperature, and decrease the CO emission. The optimal air flow rate of the briquette combustion on this research is 0, 2 m/s. The higher of the air flow rate will produce a higher emission of CO and a lower temperature of combustion gas.

Kata Kunci : Biomassa,Kulit singkong,Karbonisasi,Geometri,Karakteristik pembakaran,Biomass, cassava peel, pyrolysis, geometry, combustion characteristic.