## PENGARUH KATALIS BENTONIT PADA HASIL VOLUME SYNGAS GASIFIKASI LIMBAH KAYU GALAM DAN BATUBARA KUALITAS RENDAH
Ahmad Fitrianor 1) , Aqli Mursadin 2) 1,2 Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat JL. Akhmad Yani Km. 36 Banjarbaru, Kalimantan Selatan,70714 e-mail: ahmadfitrianorhadiprayugo@gmail.com

## Abstract
This  study  aims  to  determine  and  compare  the  results  of  the  syngas  volume generated from variations in mixing of galam wood powder and bentonite catalyst coal. This research was carried out by mixing galam wood powder and coal with a mass of 200g which was given a bentonite catalyst. There were 4 variations of mixing  ingredients  namely  200g  galam  wood  powder  and  0g  coal,  180g  galam wood powder and 20g coal, 140g galam wood powder and 60g coal, 100g galam wood powder and 100g coal which added 50%, 30% and 10% bentonite catalysts from the mass of material in each variation of the temperature. Material in updraft gasification with a temperature of 500 o C for 120 minutes or 2 hours. The results showed that variations with a mixture of 200g of galam wood powder and 0g coal were  the  ones  that  produced  the  most  syngas.  This  was  due  to  the  density  of galam  wood  powder  which  was  more  tenuous  so  it  was  more  flammable  at temperatures up to 500 o C. The amount of bentonite catalyst addition also affects the  volume  of  syngas  produced,  where  the  more  addition  of  bentonite  catalysts the  more  syngas  volume  is  produced,  this  is  because  bentonite  contains  Al 2 O 3 which has good heat conductivity so the heating rate is faster, due to the heating rate  faster  makes  the  syngas  volume  produced  more  for  120  minutes  when gasification.
Keywords: Updraft  Gasification,  Galam  Wood  Powder,  Coal  Gasification, Bentonite Catalyst Gasification

## PENDAHULUAN
Gland  Steam  Condensor (GSC)  adalah  penukar  panas  ( heat exchanger) untuk  mengkondensasikan  uap  bekas  dari  perapat  poros  turbin.  Uap  bekas  ini akan memanaskan air kondensat dari pompa kondensat yang dialirkan melintasi Gland  Steam  Condensor .  Karena  panasnya  diserap  oleh  air  kondensat,  uap bekas dari perapat poros akan mengembun dan selanjutnya dialirkan ke hotwell . Energi  merupakan  bagian  penting  dalam  kehidupan  manusia  karena hampir  semua  aktivitas  di  dunia  membutuhkan  energi,  semakin  bertambahnya populasi  penduduk  dunia  menyebabkan  kebutuhan  energi  semakin  meningkat, khususnya  di  Indonesia.  Oleh  sebab  itu  energi  terbarukan  sangat  di  butuhkan untuk membantu memenuhi kebutuhan energi.
Biomassa  merupakan Renewable  Energy Sources (RES)  yang  tersedia secara berkelanjutan di alam. Indonesia merupakan penghasil biomassa terbesar di ASEAN akan tetapi pemanfaatanya masih kurang maksimal (Rantanen, 2009). Contoh  biomassa  antara  lain  adalah  tanaman,  pepohonan,  rumput,  ubi,  limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. Di Indonesia kayu merupakan biomassa  yang  sudah  lama  dikenal  oleh  masyarakat  dan  merupakan  sumber energi terbarukan (Maharjoeno, 2005).
Indonesia  mempunyai  potensi  akan  biomassa  yang  sangat  besar  salah satunya adalah kayu galam. Kayu galam ( Maleleuca sp ) ditemukan melimpah di hutan  rawa  gambut  di  pesisir  Kalimantan  dan  Sumatera  Selatan.  Batang  kayu
galam  panjang  dan  cenderung  lurus  atau  bagus,  menyebabkan  kayu  ini mempunyai nilai pemanfaatan yang penting. Galam memiliki prospek yang bagus untuk dikelola dengan baik dan dikembangkan karena pertumbuhan galam yang begitu  pesat  yaitu    dengan  diameter  batang  1  sampai  1,5  cm/tahun (Rachmanady  dkk,  2004).  Limbah  bekas  pemotongan  kayu  galam  yang  berupa serbuk sangat melimpah, namun sayangnya pemanfaatannya masih kurang.
Batubara merupakan  salah  satu  sumber  energi alternatif  pengganti  bahan bakar minyak (BBM). Cadangan batubara yang besar diketahui berada di wilayah Indonesia  bagian  barat.  Cadangan  tersebut  berasal  dari  11  cekungan,  yang tersebar  mulai  dari  Sumatera  Utara,  Jawa,  hingga  Kalimantan.  Batubara  di wilayah  tersebut  pada  umumnya  berumur  tersier  (20  sampai  5  juta  tahun  yang lalu), berupa sub-bituminous sampai lignit. Tetapi batubara kualitas rendah atau sub-bituminous masih jarang digunakan dibandingkan dengan batubara lignit.
Gasifier merupakan  instrumen  yang  dapat  mengkonversi  berbagai  bahan padat maupun cair seperti misalnya biomassa menjadi bahan bakar gas. Gasifier merupakan  reaktor  dimana  berbagai  proses  kimia  dan  fisika  yang  kompelks dapat  terjadi,  seperti  pengeringan,  pemanasan,  pirolisis,  oksidasi  parsial,  dan reduksi. Melalui gasifikasi, bahan padat karbonat dipecah menjadi bahan-bahan dasar  seperti  CO,  H 2 ,  CO 2 ,  H 2 O  dan  CH 4 .  Gas-gas  yang  dihasilkan  selanjutnya dapat  digunakan  secara  langsung  untuk  proses  pembakaran  maupun  disimpan dalam tabung gas. Gas hasil dari proses gasifikasi disebut biogas, produser gas atau syngas (Vidian, 2008).
Pada  proses  gasifikasi  dapat  ditambahkan  katalis  guna  mempercepat reaksi  kimia.  Efek  dari  penambahan  katalis  dapat  mengurangi  kebutuhan pereaksian  sehingga  prosesnya  dapat  terjadi  pada  temperatur  rendah.  Bentonit yang  merupakan  katalis  yang  berasal  dari  alam  dapat  di  gunakan  menjadi katalisator, hal ini pernah di uji oleh Dou, (2016).
Dikarenakan  melimpahnya  serbuk  kayu  galam  dan  batubara  kualitas rendah,  serta  masih  kurangnya  pemanfaatanya,  maka  peneliti  tertarik  untuk meneliti  bagaimana  hasil syngas yang  terjadi  pada  proses  gasifikasi updraft limbah  kayu  galam  dan  batubara  yang  dipengaruhi  oleh  penambahan  katalis bentonit.

## METODE PENELITIAN Objek Penelitian
Dalam  penelitian  ini  yang  menjadi  objek  penelitian  adalah  limbah  kayu galam  dan  batubara  kualitas  rendah  berkatalis  bentonit  yang  digasifikasi  untuk mendapatkan produksi gas mampu bakar.

## Variabel Penelitian
Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Variabel bebas
Variabel  bebas  yang  di  ambil  dalam  penelitian  ini  adalah  memvariasikan penambahan  katalis  dengan  persentasi  50%,  30%  dan  10%  dari  berat  serbuk kayu galam dan batubara.
2. Variabel terkontrol
Variabel  terkontrol  dalam  penelitian  ini  adalah  berat  total  percampuran serbuk  kayu  galam  dan  batubara  adalah  200    gram  dan  pencampuran  bentonit dengan  presentasi  dari  berat  total  pencampuran  serbuk  kayu  dan  batubara dengan lama waktu gasifikasi 120 menit dan suhu maksimal 500 0 C.
3. Variabel terikat
Variabel  terikat  dalam  penelitian  ini  adalah  data-data  hasil  dari  proses gasifikasi yaitu volume gas.

## Alat dan Bahan Penelitian
Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Instalasi alat gasifikasi updraft (tungku biomassa)
Instalasi  alat  gasifikasi  adalah  instalasi  alat-alat  yang  digunakan  untuk melakukan  seluruh  proses  gasifikasi  mulai  dari  proses  awal  pemasukan campuran  serbuk  kayu  galam,  batubara  dan  bentonit  hingga  menjadi syngas . Instalasi alat gasifikasi dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.
Gambar 1. Instalasi Alat Gasifikasi
Keterangan : a. Thermocontroler b. Thermocouple c. Data Logger d. Tungku atau Furnace e. Heater f.  Laptop g. Elemeyer h. Flowmeter i.  Urine Bag
2. Alat pendukung
Alat  pendukung  adalah  alat  yang  digunakan  untuk  sebelum  dan  sesudah proses gasifier. Alat  pendukung  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah sebagai berikut:
a. Oven
b. Stopwatch
c. Timbangan Elektrik
d. Alat penumbuk
e. Alat mesh atau ayakan
3. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Serbuk Kayu Galam (skg)
b. Batubara (bb)
c. Bentonit (bento) sebagai katalisnya, dan dengan variasi bahan dalam tabel 1,2 dan 3.

## Tabel 1. Komposisi campuran dari massa total 300g
No  Serbuk kayu galam(g)  Batubara(g)  Bentonit (%) dari massa bahan
1 200 0 50 2 180 20 50 3 140 60 50 4 100 100 50 Tabel 2. Komposisi campuran dari massa total 260g No  Serbuk kayu galam(g)  Batubara(g)  Bentonit (%) dari massa bahan 1 200 0 30 2 180 20 30 3 140 60 30 4 100 100 30
Tabel 3. Komposisi campuran dari massa total 220g

## Proses Pengumpulan Data
Ada  beberapa  tahapan  dalam  proses  pengumpulan  data,  antara  lain adalah sebagai berikut.
1. Proses persiapan bahan
Sebelum  melakukan  gasifikasi,  serbuk  kayu  galam  dan  batubara  harus dimasukkan  ke  dalam  oven  dengan  temperatur  100 0 C  dalam  waktu  60  menit untuk menghilangkan  kadar airnya. Setelah itu serbuk kayu galam di mesh agar terpisah dari kotoran dan serat kulit galam yang masih tercampur, untuk batubara di mesh menggunakan mesh 10 (2 mm) agar semua ukuran batubaranya merata. Sedangkan bentonit diaktifasi terlebih dahulu dengan cara dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 300 0 C.
2. Proses gasifikasi
a. Mempersiapkan  alat  gasifikasi.  Dalam  persiapan  ini  kita  harus mengecek  semua  peralatan  yang  digunakan  apakah  semua peralatan bekerja dengan normal atau tidak.
b. Penimbangan.  Sebelum  dimasukan  ke  dalam  tungku  biomassa, serbuk  kayu  galam  batubara  dan  bentonit  ditimbang  terlebih  dahulu sesuai dengan persentasi variasi yang sudah ditentukan.
c. Memasukan  bahan  kedalam  tungku,  serbuk  kayu  galam,  batubara dan  bentonit  yang  sudah  ditimbang  dimasukkan  ke  dalam  tungku biomassa per variasi lalu tutup rapat tungku.
d. Proses  gasifikasi.  Setelah  bahan  dimasukkan  ke  dalam  tungku  dan instalasi  gasifier terpasang dengan sempurna, hidupkan saklar  pada thermocouple, atur  temperatur  sesuai  dengan  yang  diinginkan  dan tekan tombol start pada aplikasi data loger .
e. Proses  pengambilan  data.  Selama  proses  gasifikasi  berjalan  catat temperatur  biomassa  setiap  lima  menit  dan  catat  waktu  setiap
No   Serbuk kayu galam(g)  Batubara(g)  Bentonit (%) dari massa bahan 1 200 0 10 2 180 20 10 3 140 60 10 4 100 100 10
kenaikan 50cm pada flowmeter. Lakukan proses ini selama 120 menit dan jaga instalasi agar tidak terjadi kebocoran gas.

## Diagram Alur Penelitian
Adapun diagram alur penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Alur Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data hasil penelitian yang di ambil berupa data volume syngas . Data hasil penelitian ini disajikan dalam bentuk tabel dan  grafik.
Tabel 4. data hasil penelitian dari campuran 50% bentonit dari massa bahan
No Bahan dengan massa 200g Volume gas (L) Volume gas (L/g) dari massa total 300g Serbuk kayu galam (g) Batubara (g) 1 200 0 40,92 0,136 2 180 20 34,73 0,115 3 140 60 31,25 0,104 4 100 100 30,53 0,101 Tabel 5. data hasil penelitian dari campuran 30% bentonit dari massa bahan No Bahan dengan massa 200g Volume gas (L) Volume gas (L/g) dari massa total 260g Serbuk kayu galam (g) Batubara (g) 1 200 0 38,67 0,148 2 180 20 33,89 0,130 3 140 60 30,09 0,115 4 100 100 28,99 0,111 Tabel 6. data hasil penelitian dari campuran 10% bentonit dari massa bahan No Bahan dengan massa 200g Volume gas (L) Volume gas (L/g) dari massa total 220g Serbuk kayu galam (g) Batubara (g) 1 200 0 37,88 0,172 2 180 20 32,86 0,149 3 140 60 29,38 0,133 4 100 100 27,02 0,122
Gambar 3. Grafik perbandingan volume syngas dari persentase bentonit 50%, 30%, dan 10%
Pada  Gambar  3  dapat  dilihat  perbandingan  volume syngas yang  paling banyak  adalah  pada  persentasi  bentonit  50%  dan  yang  paling  sedikit  adalah pada persentasi bentonit 10%.
4 0 ,9 2 3 4 ,7 3 3 1 ,2 5 3 0 ,5 4 3 8 ,6 7 3 3 ,8 9 3 0 ,0 9 2 8 ,9 9 3 7 ,8 8 3 2 ,8 6 2 9 ,3 8 2 7 ,0 2 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 skg 200g bb 0g skg 180g bb 20g skg 140g bb 60g skg 100g bb 100g v ol um e gas ( li te r) bento 50% (massa total 300g) bento 30% (massa total 260g) bento 10% (massa total 220g)
Gambar 4. Grafik perbandingan volume syngas per gram dari persentase bentonit 50%, 30%, dan 10%
Jika dilihat pada  Gambar 4 volume syngas yang dihasilkan per gram nya, bentonit dengan persentase 10% (massa total 220g) lah yang menghasilkan gas yang  paling  banyak,  sedangkan  bentonit  dengan  persentasi  50%  (massa  total 300g) menghasilkan gas yang paling sedikit.
Pembahasan ini membahas tentang volume syngas pada proses gasifikasi updraft  variasi  campuran  bahan  serbuk  kayu  galam  dan  batubara  dengan pengaruh bentonit.
1. Analisis volume syngas terhadap variasi campuran serbuk kayu galam dan batubara
Berdasarkan  grafik  hasil  di  atas  dapat  dilihat  bahwa  semakin  banyak persentasi serbuk kayu galam menghasilkan lebih banyak syngas dibandingkan dengan  yang  menggunakan  persentasi  batubara  lebih  banyak.  Hal  ini dikarenakan  densitas  batubara  kualitas  rendah  susah  terbakar  di  suhu  500 o C dibanding dengan serbuk kayu galam.
2. Analisis volume syngas terhadap pengaruh pencampuran bentonit Berdasarkan  grafik  hasil  di  atas  penambahan  katalis  bentonit  di  setiap variasi  dengan  persentasi  50%,  30%  dan  10%  dari  massa  bahan.  Pada percobaan  menunjukan  volume  gas  yang  dihasilkan  dari  penambahan  bentonit dengan  persentasi  yang  lebih  banyak  menghasilkan  volume  gas  lebih  besar dibandingkan dengan penambahan bentonit yang lebih sedikit.
Hal  ini  sesuai  dengan  konsep catalytic  cracking.  Catalytic  cracking pada percobaan  kali  ini  didapatkan  dari  penambahan  bentonit  dimana  dengan penambahan  bentonit  gas  yang  di hasilkan  menjadi  lebih  banyak  (A’yan,  Dkk 2018).
Namun jika volume syngas dibagi dengan massa total serbuk kayu galam, batubara dan bentonit volume syngas yang paling banyak adalah variasi dengan massa  total  220g  (penambahan  10%  bentonit  dari  massa  bahan)  dibanding dengan  variasi  dengan  massa  total  260g  (penambahan  bentonit  30%  bentonit dari massa bahan), dan yang paling sedikit ialah variasi dengan massa total 300g (penambahan 50% bentonit dari massa bahan).
0 ,1 3 6 0, 11 5 0 ,1 0 4 0 ,1 0 1 0 ,1 4 8 0 ,1 3 0 ,1 1 5 0 ,1 1 1 0 ,1 7 2 0 ,1 4 9 0 ,1 3 3 0 ,1 2 2 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 skg 200g bb 0g skg 180g bb 20g skg 140g bb 60g skg 100g bb 100g v ol um e ga s (L/ g) bento 50% (massa total 300g) bento 30% (massa total 260g)
bento 10% (massa total 220g)

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  mengenai  pengaruh  variasi  campuran  bahan serbuk  kayu  galam  dan  batubara  dengan  pengaruh  bentonit  terhadap  hasil gasifikasi updraft , dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Variasi  yang  menggunakan  persentasi  serbuk  kayu  galam  lebih  banyak menghasilkan syngas yang  lebih  banyak  dibanding  dengan  variasi  lain yang menggunakan persentasi batubara lebih banyak.
2. Penggunaan  bentonit  dapat  mempercepat  reaksi  dikarenakan  bentonit memiliki  kandungan  Al 2 O 3 yang  memiliki  konduktivitas  panas  yang  baik, sehingga  laju  pemanasan  pada  tungku  lebih  cepat.  Dikarenakan  laju pemanasan  lebih  cepat  membuat  volume syngas yang  di  hasilkan  lebih banyak  selama  120  menit.  namun  jika  volume syngas di  bagi  dengan massa  total  bahan  dan  katalis  maka syngas yang  paling  banyak  adalah variasi  dengan  massa  total  220g  atau  yang  menggunakan  katalis  paling sedikit.

## DAFTAR PUSTAKA
A’Yan Sabitah, Nurkholis Hamidi, Slamet Wahyudi. “Gasifikasi Biomassa Limbah Sawit Dengan Penambahan Katalis Bentonit”. Program Studi Teknik Mesin,
Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia.
Dou.  et  al.  2016.  “ In  situ  upgrading  of  pyrolysis  biofuels  by  bentonite  clay  with simultaneous production of heterogeneous adsorbents for water treatment” . Department of Mechanical Engineering, Boston University.
Fajri Vidian, 2008. “ Gasifikasi Tempurung Kelapa Menggunakan Updraft Gasifier pada  Beberapa  Variasi  Laju  Alir  Udara  Pembakaran ,”  Jurusan  Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya, Palembang.
Maharjoeno,E.2005. “ Energi Alternatif Penggenti BBM: Potensi Limbah Biomassa Sawit  Sebagai  Sebagai  Sumber  Energi  Terbarukan ”.  Lembaga  Riset Perkebunan Indonesia. Jakarta.
Rachman ady, D., Lazuardi, D. & Agustinus, P.T. 2004. “ Teknik Persemaian dan Informasi Benih Gelam ”. Yogyakarta: Pusat Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman Hutan.