RANCANG BANGUN ALAT GASIFIKASI BIOMASSA (KAYU KARET) SISTEM UPDRAFT SINGLE GAS OUTLET

## DESIGN OF BIOMASS GASIFICATION EQUIPMENT (RUBBER WOOD) UPDRAFT SINGLE GAS OUTLET SYSTEM
Indah Pratiwi 1)
1) Program Studi Teknik Analisis Laboratorium Migas Politeknik Akamigas Palembang, 30257, Indonesia Corresponding Author E-mail: indahpratiwikimia@gmail.com
Abstract: Utilization of biomass  waste as an alternative energy source is needed now  seeing the use of  fossil fuels increases  with  the  development  of  technology.  The  step  that  must  be  done  is  to  find  alternative  fuels  through  the gasification process. Gasification is one alternative energy solution that converts solid material in this case in the form of biomass into flammable gas. The gases produced include CO, H 2 , and CH 4 . The biomass used in this study is rubber wood  that  is  old  and  unable  to  produce  anymore.  In  the  gasification  process,  the  resulting  syngas  still  has  impurities such as ash and tar. This study will examine the effect of variations in water flow rate on the wet scrubber venturi that is used to clean syngas from tar. The flow rate is varied by 0.015 m 3 /min, 0.02 m 3 /min and 0.025 m 3 / min. The test results obtained that the  weight of tar caught  were respectively 0.67 g, 0.97 g and 1.7 g  with a 70%  wet scrubber efficiency level. Besides that, the syngas that passes through the wet scrubber venturi also experienced changes in the composition of syngas consisting of CO 10.15%, H 2 3.74% and CH 4 2.62% and changed to CO 9,05%, H 2 3.43% and CH 4 4,11%. With this change in syngas composition, an increase in the syngas LHV value of 2,625 MJ/ m 3 increased to 2,987 MJ / m 3 . Keywords: Gasification, Rubber Wood, Tar, Syngas and Ventri wet Scrubber
Abstrak : Pemanfaatan  limbah biomassa sebagai  sumber energi  alternatif  diperlukan saat  ini  melihat  penggunaan bahan bakar fosil meingkat seriing berkembangnya teknlogi. Langkah yang harus dilakukan ialah mencari bahan bakar alternatif  melalui  proses  gasifikasi.  Gasifikasi  adalah  salah  satu  solusi  energi  alternatif  yang  mengkonversi  bahan padat dalam hal ini berupa biomassa menjadi gas yang mudah terbakar. Gas- gas yang dihasilkan antara lain CO, H 2 , dan  CH 4 .  Biomassa  yang  dimanfaatkan  dalam  penelitian  ini  adalah  kayu  karet  yang  sudah  tua  dan  tidak  mampu berproduksi  lagi.  Pada  proses  gasifikasi,  syngas  yang  dihasilkan  masih  terdapat  pengotor  seperti  abu  dan  tar. Penelitian  ini  akan  menguji  pengaruh  variasi  laju  alir  air  pada  venturi  wet  scrubber  yang  digunakan  untuk membersihkan syngas dari tar. Laju alir divariasikan sebesar 0,015 m 3 /min, 0,02 m 3 /min dan 0,025 m 3 /min. Dari hasil pengujian didapatkan berat tar yang tertangkap secara berturut, yaitu: 0,67 g, 0,97 g dan 1,7 g dengan tingkat efisiensi wet  scrubber  70%.  Disamping  itu  syngas  yang  melewati  venturi  wet  scrubber  juga  mengalami  perubahan  komposisi syngas  terdiri  dari  CO  10,15%,  H 2 3,74%  serta  CH 4 2,62%  dan  berubah  menjadi  CO  9,05%,  H 2 3,43%  dan  CH 4 4,11%. Dengan adanya perubahan komposisi syngas ini, maka terjadi peningkatan pada nilai LHV syngas yaitu 2,625 MJ/m 3 meningkat menjadi 2,987 MJ/m 3 .
Kata Kunci : Gasifikasi, Kayu Karet, Tar, Syngas dan Ventri wet Scrubber

## 1. PENDAHULUAN
Dewasa  ini  penggunaan  bahan  bakar minyak  (BBM)  semakin  meningkat  seiring dengan percepatan pembangunan dan transportasi yang membuat peningkatan dalam penggunaan  energi.  Namun  hal  ini  tidak sejalan  dengan  cadangan  minyak  bumi  kita yang semakin menipis. Diperkirakan cadangan minyak  bumi  di  Indonesia  hanya  bertahan hanya sampai 15 tahun kedepan jika konsumsi BBM  tetap  tinggi  sama  seperti  sekarang.
Beberapa energi alternatif telah dikembangkan, namun terkendala biaya produksi yang masih terlalu tinggi.
Sebelum ditemukannya cadangan minyak  yang  besar  pada  tahun  1940-an, negara-negara  di  Eropa  telah  menggunakan energi  alternatif  sebagai  bahan  bakar  untuk menggerakkan mesin-mesin industri, pembangkit  dan  transportasi.  Bahan  bakar yang  digunakan  adalah  berasal  dari  gasifikadi dari  biomassa  seperti  kayu  dan  limbah
biomassa  lainnya.  Alat  ini  dikenal  dengan nama  generator  gas  kayu  ( Wood  Gas Generator ).
Dibidang  teknik  kimia,  gasifikasi sebagai  teknik  untuk  mengkonversi  bahan bakar padar menjadi  gas. Gas  yang dihasilkan dihasilkan  pada  gasifikasi  disebut  gas  mampu bakar ( syngas ) yang kandungannya didominasi olaeh  gas  CO,  H 2 ,  dan  CH 4 .  Reaktor  tersebut dikenal dengan nama gasifier. Ketika gasifikasi dilangsungkan, terjadi kontak antara bahan bakar dengan medium penggasifikasi di dalam  gasifier.  Kontak  antara  bahan  bakar dengan  medium  tersebut  menetukan  jenis gasifier  yang  digunakan.  Sedangkan    bahan bakar  padat  atau  biomassa  yang  digunakan adalah  kayu  karet.  Biomassa  (biomass) merupakan  sumber  energi  yang  potensial karena sifatnya yang dapat diperbarui ( renewble ).
Sumatera Selatan merupakan salah satu daerah  penghasil  kayu  karet,  sangat  tepat apabila  dimanfaatkan.  Data  perkebunan  pada tahun  2007  menujukan  9.500  ha  per  tahun karet  tua.  Sehingga  pemanfaatan  kayu  karet sebagai  bahan  bakar  biomassa  tidak  akan menggangu komiditi  yang lain seperti industri furniture . Syngas yang  dihasilkan  dari  bahan bakar kayu karet mencapai 20,47% CO, 7,95% H 2 ,  dan  1,25  %  CH 4 dan  LHV  3,859  MJ/m 3 (Kurniawan, 2012).
Allin  Indri  pada  tahun  2009  telah melakukan  perancangan gasifier tipe updraft berbahan bakar batubara. Dari hasil penelitian ini  efisiensi gasifier mencapai  76%.  Namun hasil penelitian pada updraft gasifier menunjukan  masih  terkandung  banyak  tar yang  dihasilkan  dan  belum  ada  penanganan yang  dilakukan.  Ini  ditunjukan  dari  hasil penelitian Guswendar
(2012)
yang mengatakan  bahwa updraft  double  gas  outlet gasifier berbahan  bakar  kayu  karet  yang dibuatnya masih mengandung tar. Tar merupakan produk sampingan hasil dari proses gasifikasi,dan ini terlihat banyak menempel di sepanjang  pipa  aliran syngas .  Kandungan  tar yang dihasilkan dari proses gasifikasi menggunakan updraft gasifier berbahan bakar
kayu karet mencapai 114,53 g/m 3 (Ardyan,2012).
Angka  ini  cukup  tinggi  dan  jelas dibutuhkan  penanganan  untuk  mengatasi kandungan tar pada syngas . Salah satu metode untuk  membersihkan syngas adalah  dengan memasang gas  cleaning seperti venturi  wet srubber . Wet  scrubber berfungsi  untuk memisahkan  tar  yang  terkandung  dalam syngas sekaligus mendinginkan syngas dengan  media  pembersih  yang  digunakan adalah  air.  Air  akan  mengangkat  partikel dengan  menangkapnya  dalam  tetesan  air . Syngas yang  bersih  dan  bertemperatur  rendah dapat  diaplikasikan  pada  mesin  pembakaran internal  seperti diesel .  Berdasarkan  penelitian diatas  akan  dilakukan  perancangan  reaktor gasifikasi  untuk  mendapatkan  gas  mampu bakar (syngas) dengan metode updraft gasifier dengan  menambahkan venturi  wet  scrubber yang  merupakan  modifikasi  rancangan  dari para peneliti sebelumnya. Diharapkan nantinya dapat  dihasilkan  reaktor  gasifikasi  dengan menggunakan  bahan  bakar  biomassa  (kayu karet)  yang  dapat  berguna  untuk  mengatasi kebutuhan energi.

## 2. TEORI DASAR

## 2.1 Gasifikasi
Gasifikasi  adalah  suatu  teknologi proses konversi bahan padat menjadi gas yang mudah  terbakar.  Bahan  padat  yang  dimaksud adalah bahan bakar padat misalnya, biomassa, batubara, dan arang  yang mengandung karbon (C), sedangkan gas yang dimaksud adalah gas- gas  yang  dihasilkan  dari  proses  gasifikasi seperti  CO,  H 2 ,  dan  CH 4 .  Melalui  gasifikasi, kita  dapat  mengkonversi  hampir  semua  bahan organik kering menjadi  bahan bakar, sehingga dapat menggantikan bahan bakar fosil sebagai sumber bahan bakar. Bahan baku untuk proses gasifikasi dapat berupa limbah biomassa, yaitu potongan kayu, tempurung kelapa, sekam padi maupun limbah pertanian lainnya.
Gasifikasi  umumnya  terdiri  dari  empat proses,  yaitu  pengeringan,  pirolisis,  oksidasi, dan  reduksi.  Pada gasifier jenis  unggun terfluidakan, kontak yang terjadi saat pencampuran  antara  gas  dan  padatan  sangat
kuat  sehingga  perbedaan  zona  pengeringan, pirolisis,  oksidasi,  dan  reduksi  tidak  dapat dibedakan.  Salah  satu  cara  untuk  mengetahui proses yang berlangsung pada gasifier jenis ini adalah  dengan  mengetahui  rentang  temperatur masing-masing proses, yaitu:
a. Pengeringan: T > 150 °C
b. Pirolisis/Devolatilisasi: 150°C<T< 700°C
c. Oksidasi: 700°C < T < 1.500°C
d. Reduksi: 800°C < T < 1.000 °C
Proses  pengeringan,  pirolisis,  dan reduksi bersifat menyerap panas (endotermik), sedangkan  proses  oksidasi  bersifat  melepas panas (eksotermik). Pada pengeringan, kandungan  air  pada  bahan  bakar  padat diuapkan  oleh  panas  yang  diserap  dari  proses oksidasi.  Pada  pirolisis,  pemisahan volatile matters (uap air, cairan organik, dan gas  yang tidak  terkondensasi)  dari  arang  atau  padatan karbon  bahan  bakar  juga  menggunakan  panas yang diserap dari proses oksidasi.
Pembakaran  mengoksidasi  kandungan karbon dan hidrogen yang terdapat pada bahan bakar  dengan  reaksi  eksotermik,  sedangkan gasifikasi mereduksi hasil pembakaran menjadi gas bakar dengan reaksi endotermik.

## 2.2 Proses Pengeringan ( Drying )
Reaksi  ini  terletak  pada  bagian  atas reaktor dan merupakan zona dengan temperatur  paling  rendah  di  dalam  reaktor yaitu  di  bawah  150 o C.  Proses  pengeringan  ini sangat penting dilakukan agar pengapian pada burner  dapat  terjadi  lebih  cepat  dan  lebih stabil.  Pada  reaksi  ini,  bahan  bakar  yang mengandung air akan dihilangkan dengan cara diuapkan dan dibutuhkan energy sekitar 2.260 kJ  untuk  melakukan  proses  tersebut  sehingga cukup menyita waktu operasi.
Menurut  Kurniawan  (2012),  penelitian yang  telah  dilakukannya  menunjukan  bahwa pengeringan  manual  oleh  sinar  matahari berperan  penting  dalam  mempercepat  proses pengeringan didalam reaktor oleh panas reaksi pembakaran  (oksidasi).  Penjemuran  dengan sinar  matahari  pada  suhu  diatas  32 o C  selama dua jam dapat mempercepat waktu pengeringan di dalam reaktor hingga 30% atau kurang  dari  25  menit.  Jika  dibandingkan
dengan  penjemuran  pada  suhu  30 o C  yang mencapai 25-40 menit untuk proses pengeringan saja.

## 2.3 Pirolisis
Pirolisis atau devolatilisasi disebut juga sebagai  gasifikasi  parsial.  Suatu  rangkaian proses  fisik  dan  kimia  terjadi  selama  proses pirolisis  yang dimulai secara lambat pada  T  < 350°C  dan  terjadi  secara  cepat  pada  T  > 700°C. Ketika suhu pada zona pirolisis rendah maka akan dihasilkan banyak arang dan sedikit cairan  (air,  hidrokarbon  dan  tar).  Komposisi produk  yang  tersusun  merupakan  fungsi temperatur, tekanan, dan komposisi gas selama pirolisis berlangsung.
Proses pirolisis dimulai pada temperatur  sekitar  230°C,  ketika  komponen yang  tidak  stabil  secara  termal,  seperti  lignin pada  biomassa  dan volatile  matters pada batubara,  pecah  dan  menguap  bersamaan dengan  komponen  lainnya.  Produk  cair  yang menguap mengandung tar dan PAH ( polyaromatic  hydrocarbon ).  Produk  pirolisis umumnya  terdiri  dari  tiga  jenis,  yaitu  gas ringan (H 2 , CO, CO 2 , H 2 O, dan CH 4 ), tar, dan arang.

## 2.4 Reduksi (Gasifikasi)
Reduksi  atau  gasifikasi  melibatkan suatu  rangkaian  reaksi  endotermik  yang disokong  oleh  panas  yang  diproduksi  dari reaksi  pembakaran.  Reduksi  terjadi  pada  suhu <  800 o C  dan  menghasilkan  gas  mampu  bakar (syngas) berupa H 2 , CO, dan CH 4 .

## 2.5 Oksidasi (Pembakaran)
Oksidasi atau pembakaran arang merupakan  reaksi  terpenting  yang  terjadi  di dalam gasifier .  Proses  ini  menyediakan seluruh  energi  panas  yang  dibutuhkan  pada reaksi  endotermik.  Oksigen  yang  dipasok  ke dalam gasifier bereaksi dengan substansi yang mudah  terbakar.  Hasil  reaksi  tersebut  adalah CO 2 dan H 2 O yang secara berurutan direduksi ketika  kontak  dengan  arang  yang  diproduksi pada pirolisis.
2.6 Jenis-jenis Alat Gasifikasi (Gasifier)
Terdapat  dua  tipe  utama  gasifikasi (gasifier), yakni  tipe fluidized  bed dan  tipe fixed  bed . Beberapa  tipe fixed  bed  gasifier, jika  ditinjau  dari  arah  aliran  udara, gasifier dibagi  menjadi  tiga  tipe,  yakni downdraft , updraft ,  dan crossdraft .  Ketiga  tipe fixed  bed gasifier sebagai berikut .
1. Updraft gasifier Updraft  gasifier merupakan  reaktor gasifikasi  yang  umum  digunakan  secara  luas. Ciri  khas  dari  reaktor  gasifikasi  ini  adalah aliran udara dari blower masuk melalui bagian bawah reaktor melalui grate sedangkan aliram bahan  bakar  masuk  dari  bagian  atas  reaktor sehingga  arah  aliran  udara  dan  bahan  bakar memiliki  prinsip  yang  berlawanan  ( counter current ).  Produksi  gas  dikeluarkam  melalui bagian  atas  dari  reaktor  sedangkan  abu pembakaran  jatuh  ke  bagian  bawah gasifier karena pengaruh gaya gravitasi dan berat jenis abu.  Di  dalam  reaktor,  terjadi  zonafikasi  area pembakaran berdasarkan pada distribusi temperatur reaktor gasifikasi. Zona pembakaran  terjadi  di  dekat grate yang dilanjutkan  dengan  zona  reduksi  yang  akan menghasilkan  gas  dengan  temperatur  yang tinggi. Gas hasil reaksi tersebut akan bergerak menuju bagian atas dari reaktor yang memiliki temperatur lebih rendah dan gas tersebut  akan kontak  dengan  bahan  bakar  yang  bergerak turun  sehingga  terjadi  proses  pirolisis  dan pertukaran panas antara gas dengan temperatur tinggi  terhadap  bahan  bakar  yang  memiliki temperatur lebih rendah.
Gambar 2.1 Updraft Gasifier
Panas sensible yang  diberikan  gas digunakan bahan bakar untuk pemanasan awal
dan  pengeringan  bahan  bakar.  Kedua  proses tersebut,  yaitu  proses  pirolisis  dan  proses pengeringan  terjadi  pada  bagian  teratas  dari reaktor gasifikasi.
2. Downdraft gasifier
Sistem  gasifikasi downdraft memiliki system  yang  hamper  sama  dengan  sistem gasifikasi updraft , yaitu dengan memanfaatkan sistem  oksidasi  tertutup  untuk  memperoleh temperatur  tinggi.  Bahan  bakar  dalam  reaktor gasifikasi downdraft dimasukkan  dari  atas reactor  dan  udara  dari blower dihembuskan dari  samping  menuju  ke  zona  oksidasi sedangkan syngas hasil  pembakaran  keluar melalui burner yang terletak di bawah ruangan bahan  bakar  sehingga  saat  awal  gas  akan mengalir  ke  atas  dan  saat  volume  gas  makin meningkat,  maka syngas mencari  jalan  keluar melalui  daerah  dengan  tekanan  yang  lebih rendah. Sistem tersebut memiliki maksud agar syngas yang  terbentuk  akan  tersaring  kembali oleh  bahan  bakar  dan  melalui  zona  pirolisis sehingga  tingkat  kandungan  tar  dalam  gas dapat dikurangi. Untuk menghindari penyumbatan  gas  di  dalam  reaktor,  maka digunakan blower hisap untuk menarik syngas dan mengalirkannya ke arah burner .
Gambar 2.2 Downdraft Gasifier
3. Crossdraft gasifier Pada crossdraft gasifier , udara disemprotkan  ke  dalam  ruang  bakar  dari lubang  arah  samping  yang  saling  berhadapan dengan  lubang  pengambilan  gas  sehingga pembakaran  dapat  terkonsentrasi  pada  satu bagian  saja  dan  berlangsung  secara  lebih banyak  dalam  suatu  satuan  waktu  tertentu.
Sistem crossdraft  gasifier dapat  dilihat  pada gambar .
Gambar 2.3 Crossdraft Gasifier
Setiap alat gasifikasi memiliki karakterisik tersendiri yang membedakan suatu sistem gasifikasi dengan sistem gasifikasi yang lain.  Hasil  reaksi  dan syngas yang  dihasilkan dari reaksi gasifikasi tersebut dipengaruhi oleh karakteristik  masing-masing  alat  gasifikasi tersebut. Berikut tabel kelebihan dan kekurangan berbagai tipe gasifier .
Tabel 2.1 Kelebihan dan Kekurangan Berbagai Tipe Gasifier
2.7 Gas Mampu Bakar (Syngas)
Gas  mampu  bakar  atau  yang  lebih dikenal  gas  sintetik  ( syngas) merupakan campuran  hidrogen  dan  karbonmonoksida. Kata  sintetik  gas  diartikan  sebagai  pengganti gas  alam  yang  dalam  hal  ini  terbuat  dari  gas metana. Syngas merupakan  bahan  baku  yang penting  untuk  industri  kimia  dan  industri pembangkit daya. Syngas memiliki kepadatan
energi  kurang  dari  setengah  kepadatan  energi gas  alam.  Proses  utama  pembentukan syngas bersifat  endotermik  dengan  nilai  ∆H°  =  206 kJ/mol  sedangkan syngas yang  tidak  di metanisasi  biasanya  memiliki  kapasitas  kalor sebesar 120 BTU/scf. Syngas yang digunakan sebagai bahan bakar seringkali dihasilkan dari batubara  atau  biomassa  dan  sampah  rumah tangga  yang  telah  melalui  proses pyrolysis atau  distilasi  destruktif  menjadi coke (karbon tidak murni) yang kemudian dilajutkan dengan menyemburkan uap dan udara.

## 2.8 Kayu Karet
Tanaman  karet  merupakan  tanaman perkebunan/industri tahunan yang pertama kali ditemukan  di  Brazil  dan  mulai  dibudidayakan pada  tahun 1601. Di  Indonesia, Malaysia, dan Singapura, tanaman karet dicoba dibudidayakan  pada  tahun  1876.  Tanaman karet (Hevea Brasiliensis ) termasuk ke dalam divisi Sphermatophyta , Subdivisi
Angiospermae ,  kelas Dicotylodonae, keluarga Euphorbiaceae , dan genus Hevea . Karet cukup baik  dikembangkan  didaerah  lahan  kering beriklim  basah.  Tanaman  karet  memiliki beberapa  keunggulan  dibandingkan  dengan komoditas  lainnya,  yaitu:  dapat  tumbuh dengan  baik  pada  ketinggian  antara  1-600 meter  diatas  permukaan  tanah,  dengan  suhu harian  25-30˚C.  Derajat  keasaman  tanah  yang paling  cocokuntuk  ditanami  karet  adalah  5-6, pada  berbagai  kondisi  dan  jenis  lahan,  masih mampu dipanen hasilnya meskipun pada tanah yang tidak subur. Pada tabel 4 dibawah ini bisa dilihat  sifat  fisis  dan  morfologi  dari  kayu karet.

## 2.9 Sistem Pembersihan Gas
Gas  hasil  pembakaran  dalam gasifier biasanya  masih  bercampur  dengan  berbagai unsur  yang  tidak  diperlukan  dan  gas  keluaran masih memliki temperature tinggi. Unsur yang tidak  diperlukan  itu  antara  lain  partikel  padat (partikel  yang  tidak  terkonversi),  pengotor anorganik  (halida,  alkali,  senyawa  belerang dan  nitrogen)  dan  kotoran  organik  (tar, aromatik  dan  karbon  dioksida).  Gas  hasil pembakaran/gas  mampu  bakar  ini  akan
direaksikan  dengan  udara  untuk  dibakar menjadi energi. Pembakaran gas ini merupakan  reaksi  sintesis  sehingga  gas  yang dihasilkan harus lebih murni.  Oleh karena itu, gas  keluar  didinginkan  dan  dibersihkan terlebih dahulu dengan cara melewatkan dalam suatu  unit  penyaring  (filtrasi).  Cara  untuk membersihkan gas dari debu atau partikel yang tidak  diinginkan,  yaitu  tar  dengan  filtrasi (scrubber). Sistem  filrasi  dibagi  menjadi  dua, yaitu venturi  wet  scrubber dan dry  scrubber . Prinsip  dasar  dari  semua  jenis  filtrasi  sama yaitu  membersihkan  gas  dari  unsur-unsur seperti  senyawa  sulphur,  nitrogen,  debu  yang terangkut  oleh  gas,  kelembaban  dari  gas, temperatur  gas  serta  produk  distilasi  yaitu  tar, minyak serta gas-gas yang tidak terkondendasi dan uap air.

## 2.10 Metode Pengumpulan Partikel
Venturi venturi wet scrubber menangkap  partikel  debu  yang  relatif  kecil terhadap  butiran liquid yang  besar.  Di kebanyakan venturi  venturi  wet  scrubber , droplet  yang  dihasilkan  biasanya  adalah  lebih kecil  dari  50  micrometer  (dalam  range  150- 500  micrometer).  Distribusi  ukuran  partikel yang  akan  dibuang  dalam  sistem  tergantung dari sumber. Contohnya partikel yang dihasilkan  dari  peralatan  mekanik  ( crush atau grind ) cenderung besar (di atas 10 micrometer),  sedangkan  partikel  yang  berasal dari combustion atau  reaksi  kimia  akan memilliki  partikel  yang  kecil  (kurang  dari  5 micrometer)  atau  berukuran  submikrometer. Droplet atau  butiran  air  dihasilkan  dengan metode  antara  lain  mengalirkan  arus  gas menuju kolom liquid . Droplet-droplet mengumpulkan  partikel  dengan  menggunakan satu atau lebih mekanisme pengumpulan.
2.11  Prinsip Dasar Venturi Venturi Wetscrubber
Venturi  wet  scrubber adalah  istilah yang digunakan untuk menggambarkan variasi alat yang menggunakan liquid untuk membuang polutan. Pada venture wet scrubber ,  arus  gas  kotor  dibawa  menuju kontak  dengan liquid pencuci  dengan  cara
menyemprotkan,  mengalirkannya  atau  dengan metode  kontak  lainnya. Scrubber dapat didesain untuk mengumpulkan polutan partikel atau gas.
Venturi wet scrubber membuang partikel  dengan  cara  menangkapnya  dalam tetesan  atau  butiran liquid .  Sedangkan  untuk polutan  gas  proses venturi  wet  scrubber adalah  melarutkan  atau  menyerap  polutan  ke dalam liquid .  Butiran liquid yang  masih terdapat  dalam  arus  gas  setelah  proses pencucian  selanjutnya  harus  dipisahkan  dari gas  bersih  dengan  alat  lain  yang  disebut mist eliminator atau entrainment separator .
2.12  Prinsip  Dasar Venturi  Venturi  Wet Ccrubber Venturi  wet  scrubber adalah  istilah yang digunakan untuk menggambarkan variasi alat yang menggunakan liquid untuk membuang polutan. Pada venture wet scrubber ,  arus  gas  kotor  dibawa  menuju kontak  dengan liquid pencuci  dengan  cara menyemprotkan,  mengalirkannya  atau  dengan metode  kontak  lainnya. Scrubber dapat didesain untuk mengumpulkan polutan partikel  atau  gas. Venturi wet  scrubber membuang partikel dengan cara menangkapnya  dalam  tetesan  atau  butiran liquid . 2.4a 2.4b Gambar 2.4 Desain Venturi Wet Srubber
Sedangkan  untuk  polutan  gas  proses venturi  wet  scrubber adalah  melarutkan  atau menyerap  polutan  ke  dalam liquid .  Butiran liquid yang  masih  terdapat  dalam  arus  gas setelah  proses  pencucian  selanjutnya  harus dipisahkan  dari  gas  bersih  dengan  alat  lain
yang disebut mist  eliminator atau entrainment separator . Terdapat banyak konfigurasi scrubber , semuanya didesain untuk menyediakan  kontak  yang  baik  antara liquuid dan gas kotor.
Gambar  di  atas  menunjukkan  dua contoh  desain venturi  wet  scrubber ,  termasuk entrainment separator -nya.  Gambar 2a adalah desain venturi  scrubber yang  digunakan dalam  tugas  akhir  ini. Mist  eliminator untuk scrubber biasanya  adalah  alat  terpisah  yang disebut cyclonic  separator .  Gambar  2b memiliki desain tower dimana mist eliminator nya di atas struktur.
Venturi wet scrubber yang membuang polutan  gas  disebut absorber. Kontak  gas liquid  yang  baik  sangat  penting  untuk menghasilkan  efisiensi  pembuangan  yang tinggi  pada  absorber.  Apabila  arus  gas produser  mengandung  kedua  polutan  gas  dan partikel, venturi  wet  scrubber secara  umum adalah  satu-satunya  alat  kendali  polusi  udara yang  dapat  membuang  kedua  jenis  polutan. Venturi  wet scrubber dapat  memperoleh efisiensi  pembuangan  yang  tinggi  untuk polutan  partikel  atau  gas,  bahkan  pada  contoh tertentu, dapat memperoleh efisiensi pembuangan  yang  tinggi  untuk  kedua  polutan pada  sistem  yang  sama.  Sebagai  alat pengendali  partikel, venturi  wet  scrubber memiliki beberapa keunggulan, yaitu :
a.  Memiliki  kemampuan  untuk  mengatasi temperatur dan kelembaban tinggi.
b.  Menghasilkan  kebutuhan  ukuran  peralatan yang lebih kecil secara keseluruhan.
c.  Dapat membuang baik polutan gas maupun partikel padat.

## 2.12 Cara Kerja Venturi scrubber
Gas  yang  masuk  memiliki  kecepatan yang  tinggi  sampai  pada  tenggorokan (throat) dari scrubber akan  kontak  dengan  air  yang masuk  sebagai  penangkap  pengotor.  Air  akan diatomisasi  ke  dalam  bentuk  droplet-droplet yang akan menangkap partikel-partikel pengotor  dengan  efisiensi  yang  tinggi.  Gas yang telah bersih akan berkurang kecepatannya  dan  masuk  ke  dalam separator , sedangkan droplet-droplet yang telah menangkap  pengotor  akan  jatuh  ke  bagian bawah  dari scrubber yang  telah  terbanjiri, sehingga  mudah  untuk  dibuang. Droplet- droplet yang  kecil  akan  terkumpul  juga  pada saat gas masuk ke dalam separator. Penurunan tekanan  pada  saat  melewati throat  scrubber menjadi  suatu  ukuran  dari  energi  yang diperlukan untuk membuat droplet-droplet dan performa dari permbersihan gas.
Gambar 2.6 Skema Aliran Gas pada Venturi Scrubber
3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
a.  Alat yang digunakan, yaitu:
Combusion  chamber  yang  terdiri  dari: combustor, pembuangan abu dan grate .
Gas  cleaning yang  terdiri  dari Venturi scrubber dan separator.
1. Pelat orifice,
2. Blower,
3. Pompa,
4. Pipa dan alat sambung,
5. Termokopel,
6. Manometer,
7. Water rotameter,
8. Burner , dan
9. Gas chromatography.
b. Bahan yang digunakan, yaitu:
1. Kayu karet,
2. Tempurung kelapa,
3. Air, dan
4. Minyak tanah.

## 3.2 Prosedur Percobaan
1.  Persiapan Bahan Bakar
Bahan  bakar  yang  akan  digunakan  adalah kayu  karet  tua  yang  sudah  ditebang  dan didiamkan  beberapa  waktu.  Kayu  karet  ini didapat  dari  petani  yang  melakukan regenerasi  perkebunan  karet  tua  di  wilayah Sumatera Selatan, khususnya di Prabumulih.  Kayu  karet  ini  sebelum digunakan  sebagai  bahan  bakar  harus dipotong  kecil  berbentuk  kubus  dengan dimensi  ukuran  3  cm  x  3  cm.  Setelah dipotong  kayu  karet  di  keringkan  dengan bantuan sinar matahari selama 2 jam. Kayu karet  yang sudah dikeringkan ini kemudian dimasukan kedalam kantung plastik masing-masing seberat 5 kg per kantungnya.
2. Persiapan alat ukur
Alat  ukur  yang  digunakan  untuk  pengujian terdiri  dari  plat  orifice,  manometer, termokopel,rotameter,  dan  neraca  analitik (timbangan).  Masing-masing  alat  ukur dipasang  sesuai  skema instalation  set  up dan pastikan tidak ada kebocoran di tempat pemasangannya. Manometer dipasang pada P1  dan  P2  di  setiap orifice meter  dengan mengunakan  selang  silikon  tahan  panas. Untuk rotameter di bersihkan dulu tar yang terdapat  di  dalamnya  dengan  cairan aseton guna  mempermudah  pembacaan  skala pengukuran.

## 3.3 Prosedur Penelitian
1.  Proses pembakaran awal ( start up )
a.  Membuka  baut  yang  terpasang  pada tutup combustor .
b.  Memasukkan  kayu  karet  sebanyak  ±  0,5 kg  ke  dalam combustor gasifikasi, kemudian  siram  dengan  miyak  tanah (kerosene) . c.  Menghidupkan blower yang dikontakkan dengan  listrik,  kemudian  mengatur
bukaan  katup  pada  daerah  aliran  tiupan blower terbuka  penuh  (1800)  dan valve pipa syngas dalam kondisi tertutup. d.  Menyulut bahan bakar di dalam combustor dengan  api  dan  tunggu selama 5-15 menit atau sampai mendapatkan  bahan  bakar  telah  menjadi bara. 2.  Prosedur gasifikasi (tanpa Venturi scrubber )
a. Setelah  kayu  karet  menjadi  bara, mematikan blower untuk  sementara waktu.
b. Memasukkan tempurung kelapa ± 3,5 kg perlahan-lahan ke dalam combustor .
c. Menutup bagian atas combustor dengan memasang  ke-6  baut  yang  tersedia  pada tutup dan mengencangkannnya.
d. Menghidupkan kembali blower.
e. Mengatur  bukaan  katup  pada  daerah aliran  tiupan  blower  hingga  manometer U menunjukkan nilai Δh sebesar 0,6 mm H 2 O  atau  dengan  kata  lain,  laju  aliran udara  sebesar  108  lpm  (berdasarkan referen),  dan valve pada  pipa syngas dibuka penuh.
f.  Menunggu  15-30  menit  sampai  timbul asap pekat di burner.
g. Setelah  terlihat  asap  pekat,  melakukan penyulutan  dengan  pemantik  di  ujung burner. Bila  belum  terlihat,  lakukan berulang-ulang.
h. Waktu ke – 0 menit dilihat setelah lidah api terbentuk.
i.  Pada  menit  ke-  15  mengambil  data temperatur syngas yang  masuk  dan keluar venturi  scrubber ,  beda  tekan syngas yang masuk venturi scrubber . j.  Kemudian  menyaring  tar  pada  pipa keluaran  separator  tiap  15  menit  selama 2 menit dalam 1 jam operasi.
3.  Prosedur Gasifikasi (dengan Venturi
scrubber )
Langkah-langkah  yang  dilakukan  sama seperti  prosedur  gasifikasi  tanpa venturi scrubber , namun pada langkah e menghidupkan  pompa  dan  mengatur  laju aliran air pada 15 lpm. Untuk laju aliran 20
lpm  dan  25  lpm  langkah  yang  dilakukan sama.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian
4.1.1  Pengaruh Penggunaan
Venturi
Scrubber terhadap Komposisi Syngas Analisa  terhadap  komposisi syngas dilakukan di Laboraturium PT Pupuk Sriwidjaja  Palembang.  Produk syngas yang dilakukan  analisa  merupakan  produk  tanpa penggunaan venturi  scrubber dan  dengan penggunaan venturi  scrubber .  Berdasarkan analisa  yang  dilakukan,  maka  tabel  analisa hasil komposisi syngas dapat dilihat pada tabel 4.1.

## Tabel 4.1 Analisa Komposisi Syngas
Analisa  tersebut  diambil  dari  produk syngas yang dihasilkan pada laju aliran 0,025 m 3 /min  (setelah venturi  scrubber ).  Pemilihan pada  laju  aliran  air  25  m 3 /min  ini  akan dijelaskan pada pembahasan. Sedangkan untuk data sebelum venturi  scrubber diambil  dari produk syngas tanpa  penggunaan venturi scrubber.
4.1.2  Pengaruh Penggunaan
Venturi
Scrubber terhadap Nilai LHV Syngas Berdasarkan  hasil  analisa  komposisi syngas ,  maka  nilai  LHV  dari syngas tersebut dapat  diketahui  dari  perhitungan.  Tabel  LHV syngas dapat dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Nilai LHV Syngas Produk Syngas
4.1.3  Pengaruh  Laju  Alir  Air  Terhadap Efisiensi Kinerja Venturi Scrubber
Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan,  diketahui  massa  tar  yang  mampu ditangkap  oleh  air  dari  sistem  gas  cleaning  ( Venturi  Scrubber ).  Dari  massa  tar  ini, kemudian  dapat  diketahui  efisiensi  kinerja Venturi Scrubber berdasarkan langkah- langkah  perhitungan  yang  ada  di  lampiran  2. Data efisiensi kinerja Venturi Scrubber dapat dilihat pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 Efisiensi Kinerja Venturi Scrubber

## 4.2 PEMBAHASAN
4.2.1  Pengaruh Venturi  Scrubber Terhadap Komposisi Syngas Gas  yang  dihasilkan  pada  pengujian dianalisa untuk mengetahui komposisi apa saja yang terkandung didalamnya, dimana gas yang diharapkan berupa syngas seperti CH 4 , CO dan H 2 .  Melihat  laju  alir  optimum  terjadi  pada kondisi laju alir 0,025 m 3 /min, maka gas  yang dianalisa hasil dari pengujian laju alir tersebut. Berdasarkan hasil analisa komposisi syngas di laboratorium  PT  Pupuk  Sriwidjaja  dengan menggunakan alat gas chromatografi, didapatkan  hasil  yang  cukup  berbeda  antara syngas sebelum  dan  sesudah  penggunaan venturi  wet  srubber ,  sebagaimana  bisa  dilihat pada grafik berikut.
Gambar 4.1 Grafik Komposisi Syngas Sebelum dan Sesudah Scrubber
Indikator  bahwa  suatu  proses  gasifikasi berhasil  adalah  adannya  komposisi  CH 4 ,  CO dan  H 2 .  Komposisi  H 2 pada  grafik  telihat menurun  setelah  penggunaan venture  wet scrubber dari  3,74%  menjadi  3,43%.,  ini berarti terjadi penurunan komposisi H 2 sebesar 0,31%.  Penurunan  ini  terjadi  karena  tar  yeng terbentuk selama
proses
pembakaran mengandung  90%  C  dan  10%  H  ( Chemical Process Principles  Part  I  “Material  and Energy Balances” : A Hougen, Hal :433 ).
4.2.2  Pengaruh Venturi  Scrubber Terhadap Nilai  LHV (Low  Heating  Value) dari

## Syngas
Nilai  LHV  merupakan  nilai  kalor  dari suatu  bahan  bakar  (dalam  hal  ini  gas)  dimana kandungan  uap  airnya  sudah  tidak  ada  lagi (dalam  basis  kering).  Nilai  LHV  ini  juga sering disebut NHV (Nett Heating Value) atau nilai kalor bersih. Nilai LHV dalam syngas ini dipengaruhi  oleh  analisa  komposisi syngas yaitu  gas  mampu  bakar,  yaitu  CO,  CH 4 dan H 2 .  Nilai  LHV  ini  akan  mempengaruhi  nilai kalor  dari  suatu  pengujian.  Nilai  LHV  yang didapatkan pada penelitian ini merupakan hasil perkalian  dari  jumlah  komposisi syngas (berdasarkan  analisa  komposisi  gas)  dengan nilai  LHV  gas  (berdasarkan Data  compiled from Jenkins, in Kitani and Hakk, 1989, dalam Kurniawan,  2012). Nilai  LHV  pada  Tabel  12 menunjukan  bahwa  nilai  LHV  untuk  CH 4 sebesar  35,88  MJ/m 3 sedangkan  CO  dan  H 2 masing-masing  12,63  MJ/m 3 dan  10,78 MJ/m 3 . Dari grafik terlihat terjadi peningkatan nilai  LHV syngas setelah  melewati wet scrubber .  Sebelum  melewati wet  scrubber nilai  LHV syngas sebesar  2,625  MJ/m 3 dan meningkat  menjadi  2,987  MJ/m 3 setelah melewati wet  scrubber .  Peningkatan  nilai LHV ini dipengaruhi oleh komposisi gas yang dihasilkan  selama  proses  gasifikasi  dan  sudah dijelaskan  pada  pembahasan  sebelumnya bahwa syngas yang  melewati wet  scrubber mengalami  waktu  reaksi (residence  time) yang  lebih  lama  di  dalam combustor  gasifier karena  terhambat  oleh  laju  alir  air  sehingga gas CH 4 lebih banyak dihasilkan.
Gambar 4.1 Grafik Efisiensi Kinerja Venturi Scrubber Terhadap Laju Aliran Air
Dari  gambar  4.1  dapat  dilihat  terjadi peningkatan  efisiensi.  Semakin  besar  laju aliran air yang digunakan, maka efisiensi akan semakin meningkat.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Dari  hasil  pengamatan  dan  pengujian yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1.  Secara  fungsional  desain venture  wet scrubber yang  telah  dirancang  dan  dibuat dapat  bekerja  menyerap  tar  pada syngas dengan  laju  alir  air  optimum  sebesar  0,025 m 3 /min dimana pada kondisi ini venturi wet scrubber mampu  menangkap  1,7  gram  tar dan mampu menurunkan temperatur syngas sampai 30 o C serta memiliki tingkat efisiensi sebesar 70,103% .
2. Syngas yang  dihasilkan  sebelum  dan sesudah pemakaian wet scrubber mengalami perbedaan yang cukup signifikan  masing-masing  sebagai  berikut  ; CO  10,15%,  sebesar  9,05%;  H 2 3,74% sebesar  3,43%  dan  CH 4 2,62%  sebesar 4,11%  yang  disebabkan  oleh  laju  alir syngas yang  keluar  dari gasifier terhambat oleh  laju  alir  air  sehingga  waktu  reaksi (residance  time) dalam gasifier menjadi lebih  lama  yang  membuat  proses  reduksi menjadi optimal.
3.  Nilai LHV (Low Heating Value) meningkat setelah  melewati venturi  scrubber yang pada  kondisi  sebelumnya  sebesar  2,625 MJ/m 3 menjadi 2,987 MJ/m 3 .

## DAFTAR PUSTAKA
Bassu  ,Prabir.  2010. Biomass  Gasification and Pyrolisis : Practical Design .UK
Direktorat Jenderal Perkebunan. 2012. Produksi Karet Menurut Provinsi di Seluruh Indonesia. www.deptan.go.id
Gumanti,Ardyan Humala.
2012.
Studi Kandungan  Tar  Pada  Updraft  Gasifier Dengan  Double  Syngas  Outlet  Menggunakan Bahan Bakar Kayu Karet.
Handika,  Allin  Indri.  2009. Studi  Gasifikasi Batubara  Menggunakan  Gasifier Unggun Tetap  Aliran  Keatas .  Universitas  Sriwijaya  : Indralaya
Hougen,  Olaf  A.  , at  al .  1961.  Chemical Process  Principle  Part  1  Material  and  Energy Balance. Charles E. Tuttle Company : Tokyo
Khairumizan, Panji. 2008. Studi Eksperimental Implementasi  Venturi  Srubber Pada  Sisteam Gasifikasi  Batubara .  Universitas  Indonesia  : Depok
Kurniawan.  2012. Karakteristik  Konvensioanl
Updraft Gasifier Dengan Menggunakan Bahan  Bakar  Kayu  Karet  Melalui  Pengujian Variasi Flow Rate Udara . Universitas
Indonesia : Depok
Mc  Cabe, et  al. 1993.  Unit  Operations  of Chemical  Engineering  Fifth  Edition.  Mc. Graw Hill Inc. : Singapore
Nurtian,  Irvan.2007. Perancangan  Reaktor Gasifikasi  Sekam  Sistem  Kontinu .  Institut Teknologi Nasional : Bandung
Pahlevi,  Reda.  2012.  Skripsi  : Pengaruh  Laju Aliran  Udara  Primer  dan  Laju Aliran  Air terhadap Temperatur Gas Mampu Bakar (Gas Produser) pada Sistem Gas Cleaning Gaifikasi Downdraft . Universitas Indonesia : Depok
Rinovianto,  Guswendar.  2012. Karateristik
Gasifikasi  Pada  Updraft  Double Outlet Gasifier  Menggunakan  Bahan  Bakar  Kayu Karet . Universitas Indonesia : Depok
Rifki,  Mochammad  A.  2012.  Jurnal  Sarjana Institut  Teknologi  Bandung  Vol.  1  No.3  : Analisa  Teknis  Dan  Ekonomi  Pembangunan Pembangkit  IGCC Berbahan  Bakar  Batubara Dengan CCS Di Propinsi DKI Jakarta . Institut Teknologi Bandung: Bandung
Universitas  Indonesia  :  Depok  Hall,  D.O.
Overend.R.P. 1987. Biomass Renerable Energy .Great Britain. 1987.
Vidian,  Fajri.  Gasifikasi Tempurung  Kelapa
Menngunakan Updraft Gasifier pada Beberapa Variasi Laju Alir Udara Pembakaran .  Jurnal  Teknik  Mesin, vol.10 No.2 2008.