Modifikasi kompresor torak untuk sistem kompresi dan penyimpanan biogas

SYAKHRONI, Akhmad, Ir. Agus Prasetya, M.Eng.Sc., Ph.D

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Menipisnya cadangan bahan bakar fosil serta meningkatnya pemakaian bahan bakar, maka diperlukan pengembangan energi alternatif diantaranya biogas. Biogas dapat dihasilkan dari limbah rumah tangga, kotoran ternak dan manusia, sampah orgaik maupun dari limbah lainnya. Pada umumnya masyarakat pedesaan memanfaatkan secara langsung biogas ini untuk keperluan memasak, dan penerangan saja, jika gas ini tidak digunakan secara langsung dan produksi biogas berlebih maka sistem ventilasi akan mengeluarkan kelebihan gas ke atmosfir. Biogas di atmosfir yang didalamnya mengandung methana (CH4) menyebabkan efek rumah kaca sekitar 25 kali lebih buruk dibanding CO2. Oleh karena itu diperlukan penelitian tentang sistem pemampatan (kompresi) biogas agar biogas ini dapat disimpan dalam tempat yang portabel, serta mudah diisi ulang. Sistem kompresi biogas yang dibuat ini digerakkan secara manual dengan tenaga manusia tanpa membutuhkan energi listrik. Mekanisme penggeraknya adalah memanfaatkan keuntungan mekanis lever arm sehingga gaya yang dibutuhkan ¼ kali dibandingkan dengan secara langsung. Sistem multi-silinder kompresi terdiri dari 3 buah dapat dioperasikan secara bersama atau sendiri tergantung kemauan dan kemampuan operator, tanpa harus melewati prosedur yang rumit, walaupun kompresi sedang berlangsung dengan memindahkan saklar pada sistem katup yang ada. Sistem katup yang dipakai dalam penelitian ini ada 2, yaitu 1/2 inchi dan 1/4 inchi. Biogas yang terkompresi disimpan dalam tabung 24 liter (ex-tabung kompresor) dan tabung 7,3 liter (ex-tabung LPG 3 kg). Sistem kompresi ini diuji coba terlebih dahulu untuk mengkompresi udara dengan tujuan untuk mendapatkan perlakuan terbaik, sebelum digunakan untuk mengkompresi biogas. Perlakuan terbaik pengujian kompresi udara dengan alat ini ditunjukkan dengan rendahnya energi sebagai kerja kompresi gas pada tekanan 35 psig. Perlakuan terbaik untuk tangki penyimpan kapasitas 7,3 liter adalah dengan menggunakan 2 silinder kompesi, sistem katup 1/4 inchi, 15 stroke, dan kerja kompresi sebesar 2164,30 Joule. Sedangkan perlakuan terbaik untuk tangki kapasitas 24 liter adalah dengan menggunakan 2 silinder kompresi, sistem katup 1/4 inchi dicapai 40 stroke serta kerja kompresi 5413,34 Joule. Kondisi optimum pengujian kompresi udara ini digunakan untuk pengujian kompresi biogas. Pengujian kompresi biogas untuk tangki 7,3 liter membutuhkan kerja kompresi sebesar 2189,52 Joule, serta untuk kapasitas tangki 24 liter membutuhkan kerja kompresi sebesar 5425,06 Joule.

Alternative energy improvement is needed because of fossil fuel supply depletion and demand increase. Biogas as the one alternative energy can be produced by househould waste, animal dung, organic waste and others. Generally, the rural area uses biogas directly for cooking and lighting. If the gas is not used direct and produces excess biogas, the ventilation system could produce the excess gas to atmosphere. The methane content in biogas cause the green house effect about 25 times worse than CO2. Therefore it needs biogas compression system experiment, in order to have portable and refillable biogas storage. The biogas compression system is driven manually by human power without electricity. Mechanism is directed by using lever arm mechanical advantages, so it need 1/4 forces than without using lever arm. Compression multi-cylinder system is consist of 3 parts with drove integrated or individually depend on operator desired and ability. It has simple procedure, the switch can be canged easily while the compression is running. There are 2 valve system, 1/4 and 1/2 inches. The compressed biogas is stored in 24 liters tank (ex-compressor tank) and 7,3 liters tank (ex- 3 kg LPG tank). The initial testing is conducted to compress air in order to obtain the best treatment before the biogas testing is directed. The optimum condition of air compression testing is indicated by lowest compression work at 35 psig pressure. The best treatment of 7,3 liters storage tank use 2 compression cylinder, 1/4 inche valve system, 15 strokes, and 2164,30 Joule compression work. The 2 compression cylinder, 1/4 inches valve system, 40 strokes and 5413,34 Joule compression work is the best treatment for 24 liters storage tank. This optimum condition of air compression testing is applied to biogas compression testing. The 7,3 liters biogas compression testing needs 2189,52 Joule compression work, and for 24 liters tank storage needs 5425,06 Joule compression work.

Kata Kunci : Kompresor torak,Kompresi biogas,Kerja kompresi,reciprocating compressor, biogas compression, compression work