## STUDI KARAKTERISTIK REAKTOR GASIFIKASI TYPE DOWNDRAFT SERBUK KAYU DENGAN VARIASI EQUIVALENSI RATIO
Suliono 1) , Bambang Sudarmanta 2) , Felix Dionisius 3) , Imam Maolana 4)
1,3,4 Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Indramayu, Jl. Lohbener Lama No. 08 Indramayu 45252 Fax/Telp. (0234)5746464,
2 Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS, Kampus ITS Keputih-sukolilo Surabaya, 6011. Telp: (031) 5946230. Fax: (031) 5922941
E-mail : sulionolee@gmail.com 1 , sudarmanta@me.its.ac.id 2 , dionisiusfelix@gmail.com 3 , imam_malau@yahoo.com 4

## Abstrak
Menipisnya  cadangan  bahan  bakar  fosil  dan  gas  alam  membuat  manusia  berfikir  ulang  untuk mencari pengganti energi aletrnatif. Biomassa  merupakan energi  alternatif  yang  masih  melimpah dan  belum    termanfaatkan  secara  maksimal.  Gasifikasi  merupakan  salah  satu  alternatif  dalam pembuatan gas  yaitu  mengubah  dari bahan bakar padat  (serbuk kayu)  menjadi gas   yang  mudah terbakar  secara    termokimia.  Penelitian  menggunakan  gasifikasi  tipe downdraft dengan  bahan serbuk kayu secara eksperimental. Pelaksanaan penelitan dilakukan diworkshop kampus Polindra, menggunakan  sistem batch ,  artinya  1  kali  pemasukan  biomassa  pada  tungku  dari  awal  sampai biomassa  habis  sebesar  5  kg  biomassa  serbuk  kayu. Equivalence  Ratio (ER)  dilakukan  4  variasi yaitu:  1,01;  1,13;  1,34;  1,52.  Data-data  yang  dicatat  berupa:  temperatur  di  dalam  reaktor,  waktu operasi gasifikasi, debit udara  masuk,  kandungan syngas,  dan visualisasi  nyala api.  Hasil   yang didapatkan  dari  proses  gasifikasi  menunjukkan  bahwa    semakin    tinggi Equivalence  Ratio (ER) maka heating  value    syngas mengalami  penurunan.  LHV  pada  ER  1,52  sebesar  3980,306  Kj/m 3 serta kandungan synthetis gas mengalami penurunan sebesar 21,7806 %
Kata  Kunci: Gasifikasi  biomassa, downdraft ,  distribusi  temperatur,  equivalensi  ratio,  visualisasi nyala syngas

## Abstract
The  depletion  of  fossil  fuel  reserves  and  natural  gas  makes  people  rethink  to  find  alternative energy substitutes. Biomass is an alternative energy that is still abundant and has not been fully utilized.  Gasification  is  one  of  alternative  in  gas  making  that  change  from  solid  fuel  (wood powder)  to  thermochemical  flammable  gas.  The  research  used  downdraft  gasification  with experimental wood powder. The implementation of research was done in workshop of Indramayu State of Polytechnic, using batch system, it means once the import of biomass in the furnace from the  beginning  until  the  biomass  out  by  5  kg  of  wood  powder  biomass.  Equivalence  Ratio  (ER) performed 4 variations namely: 1.01; 1.13; 1.34; 1.52. The recorded data are: temperature inside reactor,  gasification  operation  time,  air  intake,  syngas  content,  and  flame  visualization.  The results obtained from the gasification process showed if the Equivalence Ratio (ER) is  higher so the heating value of syngas decrease. LHV at ER 1.52 of 3980,306 Kj / m 3 and the  synthetis gas content decreased as much as 21,7806 %
Keywords :  Biomass  gasification,  downdraft,  equivalence  ratio,  syngas  flame  visualization, temperature distribution.

## I. PENDAHULUAN
Ketersediaan sumber energi alternatif khususnya biomassa  sangat  melimpah  dan  belum  dimanfaatkan secara  optimal  sebagai  sumber  energi  alternatif    bahan bakar  minyak  (BBM).  Biomassa  bukan  hanya  sumber energi,  tapi  juga  sumber  material,  yaitu  bahan  baku  [1]. Penggunaan  energi  alternatif  biomassa  dari  serbuk  kayu yang sangat ramah lingkungan akan menjadi pilihan guna
memperbarui  energi  dari  fosil  yang  selama  ini  cadangan semakin menipis. Pemerintah mencanangkan penggunaan energi  alternatif  untuk  mengurangi  beban  APBN. Konsumsi  minyak  global  sebesar  1,2  juta  barel  per  hari, cadangan  minyak  di  dunia  berkurang  dengan  sangat cepat.  Bahkan,  produksi  minyak  dunia  telah  mencapai puncaknya  pada  tahun  2005  dan  sejak  saat  itu  tidak  ada lagi  peningkatan  yang  melebihi  produksi  maksimal tersebut. ketergantungan  energi  fosil  masih  didominasi oleh  kebutuhan  minyak  yang  mencapai  41,8  persen,
disusul batu bara 29 persen dan gas 23 persen. Kebutuhan ini  untuk  memenuhi  sektor  industri  yang  mendominasi sebesar  37  persen  penggunaan  energi  fosil.  Kebutuhan yang  sangat  besar  ini  ternyata  tidak  bisa  ditopang  oleh cadangan  energi  di  Indonesia  yang  kian  menipis. Cadangan minyak misalnya, hanya cukup untuk 23 tahun lagi.  Sementara  cadangan  gas  masih  cukup  sampai  50 tahun  ke  depan  dan  batu  bara  cukup  untuk  80  tahun mendatang [1,2].
Penelitian  ini  menggunakan  gasifikasi  tipe downdraft dimana  proses  konversi  biomassa  secara thermokimia  menjadi  gas  yang  memiliki  nilai  bakar ( flammable gas)  dengan  cara  oksidasi  parsial  pada temperatur tinggi. Gasifikasi dengan bahan baku biomass padat  ini  terjadi  pada  kondisi  yang  terisolasi  dari  udara sekitar  (oksigen  terbatas),  ruangan  tertutup,  dan  berada pada tekanan yang relatif terhadap tekanan ambient . Gas- gas  yang  dihasilkan  dari  proses  gasifikasi  umumnya berbentuk CO, CO 2 , H 2 dan CH 4 yang kemudian gas- gas ini  disebut Syngas atau Synthetic  Gas .  Nilai  kalori  dari gas  hasil  ini  berkisar  antara  1000-  1200  kcal.Nm 3 [3]. Bahan  bakar  padat  yang  dimaksud  adalah  berupa biomass, batubara atau arang.
Gambar 1. Gasifier tipe downdraft
Pada  gasifier  tipe downdraft terdapat  empat  zona  diurut dari bagian atas gasifier hingga bawah yaitu pengeringan, pyrolisis, oksidasi, dan reduksi. Pada tipe ini bahan bakar (biomass) dan udara dimasukkan dari bagian atas gasifier melalui laluan hopper dan mengalir turun ke grate yang merupakan  tempat  abu.  Sementara  pada  gasifier  tipe updraft juga terdapat empat zona dengan urutan dari atas ke  bawah  yaitu  pengeringan,  pirolisis,  reduksi,  dan oksidasi.  Gasifier  tipe updraft merupakan counterflow reactor dimana bahan bakar dimasukkan dari bagian atas dan  selama  operasi  bahan  bakar  ini  akan  mengalir  ke bawah,  sementara gasifying  agent yang  berupa  udara, uap, atau oksigen dihembuskan dari bawah dan mengalir ke atas [3,4].
Proses  konversi  biomassa  ini  dapat  dilakukan secara langsung maupun tidak. Konversi secara langsung dapat  dilakukan  dengan  proses  pembakaran,  sedangkan konversi  secara  tidak  langsung  dapat  dilakukan  dengan proses  pirolisis  dan  gasifikasi.  Yang  membedakan keduanya  dengan  proses  pembakaran  adalah  hasil prosesnya  dan  perbandingan  antara  jumlah  bahan  bakar (biomassa) dengan  udara  yang digunakan (AFR), seperti terlihat pada skema berikut:
Gambar 2 . Perbandingan udara-biomassa
Gasifikasi  tipe downdraft [4]  memiliki  4  (empat) yaitu  dring,  pyrolisis,  gasifikasi (reduction) ,  oxidasi (pembakaran).  Dimana  pada  tahapan  ini  memiliki  reaksi kimia:
Drying zone 𝑀𝑎𝑖𝑛𝐹𝑒𝑒𝑑𝑠𝑡𝑜𝑐𝑘 + 𝐻𝑒𝑎𝑡 →   + 𝐻 2 ........................(2.1) Pyrolisis zone
𝐷𝑟𝑦𝐹𝑒𝑒𝑑𝑠𝑡𝑜𝑐𝑘 + 𝐻𝑒𝑎𝑡 →  ch 𝑎𝑟 + 𝑉𝑜𝑙𝑎𝑡𝑖𝑙𝑒𝑠 .......(2.2) Gasification (reduction)
Boudouard reaction 𝐶 + 𝑂 2 → 2 𝐶𝑂 (-164.9 MJ/kgmol)......................(2.3)
Steam-carbon reaction :
𝐶 + 𝐻 2 𝑂 → 𝐶𝑂 +  2 𝐻 (-122.6 MJ/kgmol)................(2.4) water-gas shift reaction CO + H 2 O = CO 2 + H 2 (+42,3 MJ/kgmol)...............(2.5) methanation 𝐶 + 2 𝐻 2 → 𝐶𝐻 4 (+75 MJ/kgmol)..............................(2.6) 𝐶𝑂 + 3 𝐻 2 → 4 + 𝐻 2 𝑂 ( -205.9 MJ/kgmol).................(2.7) Oksidasi (combustion) 𝐶 + 𝑂 2 → 𝐶𝑂 2 (+393 𝑀𝐽 / 𝑘𝑔𝑚𝑜𝑙𝑒 )..........................(2.8)
2 𝐻 2 + 𝑂 2 →  2 𝐻 2 𝑂 ( +242 𝑀𝐽 / 𝑘𝑔𝑚𝑜𝑙𝑒 )....................(2.9) Penelitian  terdahulu  tentang  equivalensi  ratio  gasifikasi downdraft sudah      dilakukan  oleh  Feiqiang  Guo  dkk  [4] melakukan  penelitian  gasifikasi  dengan  bahan  bakar tongkol  jagung (corn  stalk) dengan equivalensi  ratio 0,18-0,37  pada  gasifier  tipe downdraft, dari  penelitian tersebut  menunjukkan  bahwa  pada  ER  0.25-0.27, dihasilkan  gas  produk  dalam  kondisi  terbaik  dimana memiliki  LHV    sekitar    5400    kJ/m 3 dan    cold    gas efﬁciency    65%.  Meningkatnya  LHV  dikarenakan meningkatnya  kandungan  H2  dan  CO.  Sudarmanta  dkk [4],  melakukan  penelitian  gasifikasi downdraft dengan bahan bakar sekan padi dengan dua tingkat laluan udara. Hasil  karakterisasi  suhu  proses  gasifikasi  menggunakan reaktor downdraft dengan        pendekatan    sistem batch ini  adalah sebagai berikut:
-  Drying pada suhu 100 ~ 150 0 C
-  Pirolisis sampai suhu 300 0 C
-  Oksidasi parsial sampai suhu 960 0 C
-  Reduksi pada suhu 400 – 500 0 C
Identifikasi losses berdasarkan    kesetimbangan    energi menunjukkan  masih  adanya losses hingga  20 %  diluar losses arang  karbon, ash dan losses panas ke lingkungan Efisiensi    thermal    dari    reactor    gasifikasi    mencapai 50% pada kondisi pemanasan udara pada suhu 50 0 C.
Aydar, Emir dkk [5]  melakukan penelitian Pada proses gasifikasi batu bara dapat menggunakan gasifying
agent tunggal  maupun  campuran,  yang  paling  sering digunakan  adalah  udara,  oksigen,  karbon  dioksida,  dan uap.  Penggunaan  udara  sebagai gasifying  agent banyak digunakan karena cukup dengan suplay udara dari blower sehingga  lebih  murah  daripada gasifying  agent lainnya. Gasifying  agent berdampak  pada  kualitas  dan  kuantitas syngas .  Ada  empat  agen  gasifikasi  umum  digunakan  : udara, uap, oxygen dan campuran udara-uap. Penggunaan gasifying  agent dapat  mempengaruhi  komposisi  gas, kandungan tar, dan heating value .
Tabel 1. karakteristik syngas berdasarkan gasifying agent
Komposisi  gas  tergantung  pada  bahan  bakar, gasifying agent, jenis gasifier, ER , dan jenis katalis.  Pada proses gasifikasi  dengan  menggunakan  udara  sebagai gasifying agent,  syngas mengandung flammable  gas dan non flammable gas. Flammable gas terdiri dari gas CO, CH 4 , H 2 ,  sedangkan non-flamable  gas terdiri  dari  gas  N 2 dan CO 2 .
Waldheim,  L  [6]  meneliti  untuk  nilai  kalor  bawah atau low  heating  value pada  gas  yang  diproduksi  dari kosentrasi gas yang terbakar (CO, CH 4 , H 2 ) yaitu
𝑳𝑯𝑽 𝑮𝑨𝑺 =   ∑ (𝒀 𝒊 . 𝑳𝑯𝑽 𝒊 ) 𝒏 𝒊=𝟏 .................................. ( 2. 10)
Keterangan :
𝑌 𝑖 = 𝑃𝑟𝑜𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎𝑠𝑒 𝑓𝑙𝑎𝑚𝑚𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑔𝑎𝑠  (𝐶𝑂, 𝐶𝐻 4 , 𝐻 2 ) 𝐿𝐻𝑉 𝑖 = 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ 𝑔𝑎𝑠 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟 (𝐶𝑂, 𝐶𝐻 4 , 𝐻 2 )
Tabel 2.  LHV i dari 𝑓𝑙𝑎𝑚𝑚𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑔𝑎𝑠(CO, CH 4 , H 2 ) Gas yang terbakar
𝑯𝑯𝑽 𝒊 ( 𝒌𝑱 𝒎 𝟑 )
CO 12630 𝑪𝑯 𝟒 39820 𝑯 𝟐 12740

## II. METODE
Pengujian dilakukan dengan metode eksperimental untuk mengetahui  rasio  bahan  bakar  dan  udara  yang  tepat sehingga didapatkan gas hasil gasifikasi yang flammable . Gasifikasi  dengan type  bed yaitu  pemasukan  biomassa dilakukan  dengan  satu  kali  kemudian  pengambilan  data dilakukan  sehingga  seluruh  biomassa  habis  terbakar  dan syngas tidak  diproduksi  lagi.  Penelitian  tersebut dilakukan  pada  reaktor  gasifikasi  dengan  metode downdraft di  kampus  Jurusan  Teknik  Mesin  Politeknik Negeri Indramayu.
Gambar 3 . Skema Sistem Pengujian
Keterangan 1. Blower tekan 2. Manometer U 3. Reaktor Gasifikasi 4. Cyclone 5. Water scrubber
6. Pompa air 7. Pompa hisap
Prosedur  pengujian  dengan  memasukkan  bahan bakar biomassa kedalam tungku dengan rata, selanjutnya serbuk  kayu  dalam  reaktor  dinyalakan  dan induced  fan dihidupkan  untuk  melakukan  pemanasan  awal  tungku reaktor.  Setelah  beberapa  menit,  dimulailah  proses pengambilan  data  sistem batch dan  suhu  yang  ada didalam  reaktor  mencapai  500 0 C  keatas.  Setelah  itu pengukuran  pada  reaktor  dimulai  pada  5  posisi thermokople dengan interval 10 menit.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Equivalence ratio (ER) adalah salah satu parameter penting  dalam  proses gas ifikasi  sehingga  ER  berdampak pada  kualitas  dan  kuantitas syngas yang  diproduksi. Dampak dari ER seperti komposisi syngas , heating value , dan  kandungan tar [7,8].  ER  dalam  proses  gasifikasi menggunakan  udara  dengan  jumlah  yang  terbatas.  ER yang  terlalu  tinggi  maupun  terlalu  rendah  menimbulkan beberapa  permasalahan.  Jika  ER  terlalu  kecil  maka produk char bertambah, produksi syngas yang kecil, serta heating    value yang  rendah.  Sebaliknya  pada  ER  yang tinggi dimana penggunaan jumlah udara yang besar maka meningkatkan  komposisi  gas  CO 2 dan  H 2 O  dikarenakan semakin mendekati pembakaran sempurna [8]. Kehadiran gas  CO 2 dan  H 2 O  mengakibatkan  prosentase flammable gas CO  dan  H 2 turun  sehingga heating  value nya  turun pula.  ER  pada  proses  gasifikasi  biasanya  berkisar  antara 0.2-0.3. Semakin tinggi nilai ER maka jumlah udara yang dimasukkan ke dalam gasifier semakin besar. Equivalence ratio dihitung  berdasarkan  jumlah  aktual  udara/bahan bakar  yang  dimasukkan  ke gasifier dibagi  jumlah udara/bahan bakar stokiometri . Pada penelitian ini variasi ER  dilakukan  dengan  memvariasikan  putaran blower menggunakan dimmer sehingga  ṁ  udara  yang  memasuki gasifier akan berbeda.Rumus ER yaitu [9].
Stoic Aktual AFR AFR ) ( / ) ( / ER                   Stoich ar m m aktual ar m m fuel air fuel air
Keterangan ER = Equivalence Ratio
aktual ar m m fuel air      
  ) ( / =  mass flow udara bandingkan mass flow bahan  bakar  pada  kondisi aktual Stoich ar m m fuel air      
  ) ( / = mass flow udara dibandingkan  mass  flow bahan  bakar  pada  kondisi pembakaran sempurna ( stoichiometry )
𝑚̇𝑎𝑖𝑟 𝑚̇𝑓𝑢𝑒𝑙 𝑠𝑡𝑜𝑖𝑐ℎ adalah  perbandingan  jumlah  udara  dan bahan  bakar  yang  dibutuhkan  untuk  mendapatkan pembakaran yang sempurna atau biasa disebut AFR stoich [10].  Perhitungan 𝑚̇𝑎𝑖𝑟 𝑚̇𝑓𝑢𝑒𝑙 𝑠𝑡𝑜𝑖𝑐ℎ serbuk  kayu diambil  dari  uji ultimate biomassa  pada  kondisi ar  (as received) . Rumus kimia untuk kesetimbangan stoikiometri nya adalah :
C α H β O γ +(α + 𝛽 4 - 𝛾 2 ) (O 2 + 3.76 N 2 ) atau
𝛼 CO 2 + 𝛽 2 H 2 O +3.76 ( 𝛼 + 𝛽 4 - 𝛾 2 ) N 2 (2.11) 𝑚̇𝑎𝑖𝑟 𝑚̇𝑓𝑢𝑒𝑙 𝑠𝑡𝑜𝑖𝑐ℎ = 4,76 (𝛼 + 𝛽 4 + 𝛾 2 ) 𝑀𝑊 𝑎𝑖𝑟 𝑀𝑊 𝑓𝑢𝑒𝑙 (2.12) A/F stoic = air – fuel ratio stoikiometri MW air = Molecular weight air  (28,85) MW fuel = Molecular weight fuel (98,38)

## Analisis Distribusi Temperatur
Dalam  proses  gasifikasi  terdapat  lima  tahapan  proses dalam menghasilkan syngas , yaitu tahap drying, pirolisis, oksidasi  parsial  dan  reduksi.  Masing-masing  tahapan tersebut  memiliki  interval  temperatur  yang  berbeda sebagai indikatornya. Dari beberapa tahapan  yang  sesuai dengan variasi maka equivalensi ratio [11] .
Gambar 4. Distribusi Temperatur = f (waktu) pada pada ER 1,01
Pada Gambar 4 di atas, termokopel 1 (T 1 ) memiliki temperatur konstan sampai 43ºC, mengindikasikan bahwa termokopel  1  masih  merupakan  permulaan  zona drying , dimana  kandungan moisture yang  dimiliki  serbuk  kayu dihilangkan  melalui  proses  penguapan  atau evaporasi . Untuk    termokopel  2  (T 2 )  memiliki  temperatur  kisaran sampai  271ºC  mengindikasikan  bahwa,  T 2 ini  akan
masuk  zona pirolysis, dengan  temperatur  300ºC-900ºC, dimana  biomassa  kering  yang  bebas  dari moisture, mengalami  pemanasan  terus–menerus  yang  diharapkan mampu  menghilangkan  kandungan volatile .  Biomassa yang mengalami pemanasan pada temperatur tinggi  akan menyebabkan  biomassa  terpecah  menjadi  arang  (C),  tar, minyak,  gas  dan  produk  pirolisa  lain.  Produk pirolisis umumnya terdiri dari tiga jenis, yaitu gas ringan (H 2 , CO, CO 2 , H 2 O, dan CH 4 ), tar , dan arang. Secara umum reaksi yang terjadi pada pirolysis beserta produknya adalah:
Biomassa→char  tar  gases (CO 2 ; CO; H 2 O; H 2 ; CH 4 ; CnHm)
Sedangkan termokopel 3 (T 3 ) memiliki temperatur paling tinggi  dengan  kisaran  sampai  706ºC,  mengindikasikan bahwa  T 3 akan  masuk  zona oksidasi  parsial sesuai dengan, zona oksidasi parsial akan memasuki temperatur >900ºC,  dimana  proses  ini  menghasilkan  panas (reaksi eksoterm) yang  memanaskan  lapisan  karbon  dibawah. Proses  ini  dipengaruhi  distribusi  oksigen  karena  adanya oksigen inilah, terjadi reaksi eksoterm yang menghasilkan panas, yang dibutuhkan dalam keseluruhan proses gasifikasi ini. Sekitar 20% arang bersama volatile akan  mengalami  oksidasi  menjadi  CO 2 dan  H 2 O  dengan memanfaatkan  oksigen  terbatas  yang  disuplaikan  ke dalam  reaktor  (hanya  20%  dari  keseluruhan  udara  yang digunakan  dalam  pembakaran  dalam  reaktor).  Reaksi kimia yang terjadi pada zona ini adalah sebagai berikut :
C  O 2 → ¼ CO 2  408 kJ/mol 2C  O 2 → ¼ 2CO  246 kJ/mol H 2 + 1/2 O 2 → H 2 O +242 MJ/kmol
Gambar 5. Distribusi Temperatur = f (waktu) pada ER 1,13
Pada  gambar  5  di  atas  yaitu  termokopel  1  (T 1 ) memiliki  rentang  temperatur  yang  sama  dengan  variasi (Air Fuel Ratio) sebelumnya yakni ER 1,01 sampai 40ºC, mengindikasikan  bahwa  termokopel  1  merupakan permulaan  zona drying ,  dimana  kandungan  moisture yang  dimiliki  serbuk  kayu  dihilangkan  melalui  proses penguapan  atau evaporasi .  Untuk    termokopel  2  (T 2 ) memiliki  rentang  temperatur  yang  sama  dengan  variasi ER sebelumnya yakni ER 1,01 sampai dengan temperatur 232ºC  mengindikasikan  bahwa,  T 2 ini  akan  masuk  zona pirolysis sesuai  dengan  dasar  teori  pada  bab  2  bahwa, zona pirolysis memasuki  temperatur  300ºC-900ºC, dimana  biomassa  yang  mengalami  pemanasan  terus–
menerus,  diharapkan  mampu  menghilangkan  kandungan volatile biomassa.
Sedangkan  pada  termokopel  3  (T 3 ),  fenomena distribusi  temperatur  yang  terjadi  memiliki  rentang temperatur  yang  sama  dengan  variasi  ER  sebelumnya, hanya  saja  terdapat  pada  termokopel  3  (T 3 )  temperatur yang  terjadi  lebih  tinggi  yaitu  1000ºC  daripada  T 3 pada ER  1,01  ini  dikarenakan,  semakin  tinggi  ER  maka semakin  cepat  pula  daya  hisap  blower  sehingga  proses terjadinya pembakaran di dalam reaktor lebih cepat.
Gambar 6. Distribusi Temperatur = f (waktu) pada ER 1,34
Pada  gambar  6  di  atas  yaitu  termokopel  1  (T 1 ) memiliki  rentang  temperatur  yang  sama  dengan  variasi sebelumnya yakni ER 1,13 sampai 40ºC, mengindikasikan  bahwa  termokopel  1  merupakan permulaan  zona drying ,  dimana  kandungan  moisture yang  dimiliki  serpihan  kayu  dihilangkan  melalui  proses penguapan  atau evaporasi .  Untuk    termokopel  2  (T 2 ) memiliki  rentang  temperatur  yang  sama  dengan  variasi ER sebelumnya yakni ER 1,13 sampai dengan temperatur 232ºC  mengindikasikan  bahwa,  T 2 ini  akan  masuk  zona pirolysis sesuai  dengan  dasar  teori  sebelumnya  bahwa, zona pirolysis memasuki  temperatur  300ºC-900ºC, dimana  biomassa  yang  mengalami  pemanasan  terus– menerus,  diharapkan  mampu  menghilangkan  kandungan volatile biomassa.  Sedangkan  pada  termokopel  3  (T 3 ), fenomena  distribusi  temperatur  yang  terjadi  memiliki rentang  temperatur  yang  sama  dengan  variasi  ER sebelumnya,  hanya  saja  terdapat  pada  termokopel  3  (T 3 ) temperatur  yang  terjadi  lebih tinggi  yaitu  1000ºC daripada T 3 pada ER 1,13 ini dikarenakan, semakin tinggi ER maka semakin cepat pula daya hisap blower sehingga proses  terjadinya  pembakaran  di  dalam  reaktor  lebih cepat.
Gambar 7. Distribusi Temperatur = f (waktu) pada ER 1,52
Pada  gambar  7  diatas  yaitu  termokopel  1  (T 1 ) memiliki  rentang  temperatur  yang  sama  dengan  variasi ER  sebelumnya  yakni  ER  1,01  ;  1,13  sampai  dengan temperatur  37ºC,  mengindikasikan  bahwa  termokopel  1 merupakan  permulaan  zona drying ,  dimana  kandungan moisture yang dimiliki serpihan kayu dihilangkan melalui proses  penguapan  atau evaporasi .  Untuk    termokopel  2 (T 2 )  memiliki  rentang  temperatur  yang  sama  dengan variasi ER sebelumnya sampai dengan temperatur 275ºC mengindikasikan bahwa, T 2 ini akan masuk zona pirolisis sesuai  dengan  ER  1,34,  zona pirolisis memasuki temperatur 300ºC-900ºC, dimana biomassa yang mengalami pemanasan terus–menerus, diharapkan mampu menghilangkan kandungan volatile biomassa.

## KOMPOSISI SYNGAS
Dari  hasil  equivalensi  ratio  antara  serbuk  kayu  dan udara  didapatkan  hasil  akhir  yaitu flamable  gas. Komposisi syngas yang  dihasilkan  merupakan  hasil perbandingan  antara  serbuk  kayu  yang  ada  didalam reaktor  dengan  perbandingan  udara  yang  masuk.[12] pada  setiap  ER  menunjukkan  warna  yang  berbeda,  ini dikarenakan  perbandingan  antara  bahan  bakar  tetap  dan tekan  udara  berbeda.  Karena  sesuai  dengan  perhitungan yang  dilakukan  maka  total  gas  yang  terbakar  cenderung mengalami  penurun  pada  ER.  Berikut  visualisasi  gas pada equivalensi ratio pada setiap tingkatan:
Gambar 8. Visualisasi Warna Api ER 1,01
Warna  pada  komposisi syngas ER  1,01  didominasi warna  merah  kebiruan.  Dari  prosentase  kandungan syntetis  gas pada  ER  1,01  memiliki  25,269%  gas  yang mudah  terbakar  dari  total  95%.  Dari  hasil  perhitungan konsentrasi  kandungan synthetis gas  pada  ER  ini  nilai CH 4 sebesar 1,0417%, H 2 sebesar 5, 59789 %, N 2 sebesar 49,98523  %,  CO  sebesar  18,99  %,  CO 2 sebesar 11,73917%, O 2 sebesar 7,64601%. Dari perhitungan pada masing  masing  kandungan syngas nilai  CH 4 pada equivalensi  ratio  1,01  merupakan  Kandungan  yang tertinggi  dari  empat  variasi  yang  dilakukan.  Visualisasi warna  api  pada  tingkatan  ini  merupakan  campuran  yang terbaik  antara  udara  yang  masuk  dengan  serbuk  kayu yang ada didalam reaktor gasifikasi.
Gambar 9. Visualisai Warna Api ER 1,13
Perbadaan  visualisasi  warna  api  pada  ER  1,01  dan 1,13  tidak ada perbedaan. Warna api hampir sama  tetapi hasil  perhitungan  dari  bentuk  warna  api  pada  ER  1,13 berbeda,  dari  perhitungan  nilai  kandungan  syntetis  gas yang  dihasilkan  dari  ER  1,13  cenderung  mengalami penurunan  yaitu  CH 4 sebesar  1,42277%,  H 2 sebesar 5,19365%, N 2 sebesar 41,19869%, CO sebesar 17,93 %, CO 2 sebesar 11,87131%, O 2 sebesar 16,38359%
Gambar 10. Visualisai Warna Api ER 1,34
Perbadaan visualisasi warna api pada ER 1,34 mulai terlihat  perbedaaan.  Warna  api  cenderung  kuning kemerahan  ini  dikarenakan  komposisi  dari syngas tersebut mengalami penurunan. Kandungan dari komposisi  syngas  pada  ER  1,34  untuk  CH 4 sebesar 1,9805%,  H 2 sebesar  4,79341%,  N 2 sebesar  43,72858%, CO sebesar 17,01 %, CO 2 sebesar 11,26141%, O 2 sebesar 16,22607%
Gambar 11. Visualisai Warna Api ER 1,52
Warna  api  pada  ER  1,52  warna  cenderung didominasi  Kuning.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa biomassa  yang  terbakar  sudah  hampir  habis  sedangkan udara  konstan.  Sehingga  gas  yang  keluar  lebih  banyak campuran  udara.  dari  perhitungan  nilai  kandungan
syntetis  gas  yang  dihasilkan  dari  ER  1,52  cenderung mengalami  penurunan  yaitu  CH 4 sebesar  1,8155%,  H 2 sebesar  5,3951%,  N 2 sebesar  49,2679%,  CO  sebesar 14,57 %, CO 2 sebesar 11,234%, O 2 sebesar 12,79654%

## IV. PENUTUP
Kesimpulan a. Semakin tinggi ER maka gas yang dihasilkan semakin rendah karena gas yang terbentuk sedikit.
b. Apabila  ER  tinggi  harus  disertai  bahan  bakar  yang besar  pula  untuk  mengimbangi  besarnya  udara  yang masuk sehingga gas yang terbentuk akan lebih baik.
c. Komposisi syngas biomassa  cenderung  lebih  kecil apabila  dibandingkan  dengan  batubara,  atau  gas  yang lain.
d. Komposisi syngas tertinggi  berada  pada  ER  1,01  dan terendah pada ER 1,52
e. LHV  tertinggi  terjadi  pada  ER  1,01  sebesar 4530,879883 KJ/m 3 dan terendah berada pada ER 1,52 sebesar 3980,306806 KJ/m 3
f. Perlu  adanya  alat  digital  yang  berfungsi  untuk pembacaan terbentuknya gas pada reaktor.

## Saran
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan,  penulis menyarankan  beberapa  hal  yang  mungkin  bisa  menjadi masukan untuk pengembangan penelitian gasifikasi lebih lanjut sebagai berikut:
a. Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut  pada temperatur  pada  reaktor  gasifikasi  yang  masih mengalami    beberapa  kendala  tentang  pembacaan pengukuran  (manual)  akan  lebih  baik  jika  dilakukan secara otomatis.
b. Perancangan reaktor gasifikasi perlu dilakukan secara mendetail guna menghindari kerugian-kerugian akibat kebocoran gas.
c. Pembacaan flowmeter gas perlu ditingkatkan sehingga didapat hasil yang akurat.
d. Perlu  disesuaikan  kembali  Blower  hisap  dengan perhitungan  pada  reaktor  agar  didapat  hasil  gas  yang maksimal.

## 3 DAFTAR PUSTAKA
[1] https://m.tempo.co/red/news/2015/12/23/09273012 .
[2]  Lydia  Stougie,  Georgios  A.  Tsalidis,  Hedzer  J.  van der Koo, Gijsbert Korevaar. (2017) ” Environmental and  exergetic  sustainability  assessment  of  power generation  from  biomass.”  Renewable  Energy  xxx 1-9
[3]  Bhavanam,A.  dan  Sastry,R.C.  (2011),  “Biomass Gas ification  Processes  in Downdraft Fixed  Bed Reactors:  A  Review”, International  Journal  of Chemical Engineering and Applications , Vol. 2, No. 6.
[4]   Guo Feiqiang, Dong Yuping, dan Dong Lei. (2014), “Effect  of  design  and  operating  parameters  on  the gasiﬁcation  process   of  biomass   in  a downdraft ﬁxed bed: An experimental study’’,
Sciencedirect,International    Journal  Of  Hydrogen Energy ,No.39, hal. 5625-5633.
[5]   Aydar, Emir dkk. (2014). “ Effect Of The Type Of Gasifying  agent  On  Gas  Composition  In  A Bubbling  Fluidized  Bed  reaktor”.  Jurnal  Of  The Energy Institute. Volume 87, Issue 1, Page 35-42.
[6]  Waldheim,  L.  and  Nilson,  T.,  (2011), ”Heating value  of  gases  from  biomass  gasification”, Report Prepared for IEABioenergy Agreement , Biomass & Bio  Energy,  Task  20      Thermal  Gasification  of Biomass.
[7]  Trifiananto,  M.  (2014),” Karakterisasi  Gasifikasi Batubara  type  Updraft  Dengan  Variasi  Equivalensi ratio”,Seminar Nasional Teknik Mesin 9, Surabaya.
[8]  Ye Mint Htut. (2015), ” Experimental Investigation of the Pilot Scale Downdraft Gasifier”. Int’l Journal of  Research  of  Chemical,  Metallurgical  and  Civil Engg.  (IJRCMCE)  Vol.2,  Issue  1  ISSN  2349-1442 EISSN 2349-1450
[9].  Adrieq,  A  dan  Sudarmanta,  B.  (2016).  “  Studi Eksperimental  Pengaruh  Air  Fuel  Ratio  Proses Gasifikasi  Briket  Municipa  Solid  Waste  Terhadap Unjuk  Kerja  Gasifier  Tipe Downdraft ”.  JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1,  ISSN:
[10]  Manish Kumar, Bireswal paul and Dhananjay singh Yadav.  (2016),  “Effect  of  Moisture  Content  and Equivalence  Ratio  On  The  gasification  Proces  For Different  Biomass  Fuel”  International  Journal  of Mechanical Engineering and Technology (IJMET)
Volume 7, Issue 6.
[11]  Tamer  M.  Ismail  and  M.  Abd  El-Salam.  (2017), ”parametric studies on biomass gasification process on updraft gasifier high temperature on gasification” Vollume 112, pages 1460-1473.
[12]  P.  Punnarapong,  T.  Sucharitakul,  N.  Tippayawong.
(2017),  “Performance  evaluation  of  premixed burner  fueled  with  biomass  derived  producer  gas”. Case Studies in Thermal Engineering 9.