Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/konversi Email :  jurnalkonversi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A

## GASIFIKASI SERBUK GERGAJI BATANG KELAPA UNTUK MENGHASILKAN BAHAN BAKAR GAS
Agus Aktawan 1 , Maryudi 1 , Muhammad Hakiim Marzun 1 , Achmad Saidi Noor 1 1 Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Ahmad Dahlan maryudi@che.uad.ac.id
ABSTRAK . Indonesia  merupakan  negara  penghasil  kelapa  dengan  hasil  yang  melimpah. Batang  kelapa  dimanfaatkan  sebagai  bahan  baku  furniture  dimana  hasil  sampingnya  berupa serbuk  gergaji.  Serbuk  gergaji  kayu  kelapa  merupakan  salah  satu  biomassa  yang  dapat dimanfaatkan  sebagai  bahan  bakar  gas  atau syngas dengan  metode  gasifikasi.  Gasifikasi dilakukan dengan perbedaan variabel berat umpan dan sistem operasi updraft dan sistem operasi downdraft .  Penelitian  ini  menggunakan  variabel  bebas  berupa  serbuk  gergaji  kayu  kelapa. Sedangkan variabel terikat yang akan didapatkan yaitu berupa output syngas , suhu gasifikasi, dan waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan syngas . Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin banyak  umpan  serbuk  gergaji  kayu  kelapa,  maka  semakin  banyak syngas yang  dihasilkan  dan semakin  lama  waktu  produksi  syngas.  Berdasarkan  analisis syngas ,  didapatkan  hasil  pada gasifikasi updraft sebesar  15,8670%  CO;  6,4133%  CH 4 ;  20,3237%  H 2 dan  gasifikasi downdraft sebesar 13,7617%  CO;  0,5693%  CH 4 ;  6,1820%  H 2 .  Sistem  operasi downdraft lebih  optimal  jika dibandingkan  dengan  sistem  operasi updraft berdasarkan  nilai  efektifitas  yang  ditinjau  dari konsentrasi  CO  senilai  53,5529 :  46,4471; konsentrasi  CH 4 senilai  91,8465  :  8,1535; konsentrasi H 2 senilai  76,6767  :  4,9204.  Dapat  disimpulkan  bahwa  gasifikasi  downdraft  lebih  efektif  dalam mengkonversi serbuk gergaji kayu kelapa menjadi bahan bakar gas .
Kata Kunci : serbuk gergaji kayu kelapa, gasifikasi, syngas, updraft, downdraft.
ABSTRACT .  Indonesia  is  a  coconut  producing  country  with  abundant  yields.  Coconut  stem  or coconut  wood  is  one  of  the  biomass  that  can  be  used  as  raw  material  for  making  syngas  by gasification method. Gasification is done by varying the weight of the bait and the updraft operating system and the downdraft operating system. The gasification process uses a gasifier. In this study used  independent  variables  such  as  coconut wood  powder. While the  dependent  variable  will  be obtained  in  the  form  of  syngas  output,  gasification  temperature  and  time  needed  to  produce syngas. The gasifier used can be operated into two operating systems namely the updraft system and the downdraft system. The results showed that the more coconut wood powder waste feeds, the more syngas was produced and the longer the time needed. Based on the syngas analysis, the results obtained in the updraft operating system were 15.8670% CO; 6,4133% CH4; 20.3237% H2 and  downdraft  operating  system  of  13.7617%  CO;  0.5693%  CH4;  6.1820%  H2.  Downdraft operating  system  is  more  optimal  when  compared  to  the  updraft  operating  system  based  on  the effectiveness value in terms of CO concentration of 53.5529: 46.44471; CH4 concentration worth 91.8465: 8.1535; H2 concentration worth 76.6767: 4.9204. It can be concluded that coconut wood powder waste is one of the biomass that can be used as a raw material for gasification in meeting energy  needs  and  the  updraft  operating  system  is  more  effectively  used  compared  to  the downdraft operating system.
Keywords: coconut wood powder, gasification, syngas, updraft, downdraft.

## PENDAHULUAN
Negara  Indonesia  memiliki  lahan perkebunan kelapa dengan hasil yang sangat melimpah  dengan  luas  perkebunan  total 2.776.230  hektar  dengan  hasil  kelapa  total sebesar  3.548.315  ton  menurut  Direktorat Jenderal  Perkebunan  Kementerian  Pertanian tahun  2018  (Direktorat  Jenderal  Perkebunan Kementrian  Pertanian,  2017).  Banyaknya produksi  kelapa  seiring  dengan  banyaknya kebutuhan  kayu  dari  batang  kelapa.  Batang kelapa  banyak  diolah  menjadi furniture, kayu pokok  rumah,  ataupun  perabot  dimana  hasil samping pengolahan produk tersebut menghasilkan  limbah  berupa  potongan  kayu dan serbuk gergaji kayu kelapa.
Bahan  bakar  alternatif  terus  banyak dikembangkan  ataupun  terus  diteliti  di Indonesia,  seperti  bioetanol  dari  sampah sayuran  (Anisah  et  al.,  2014),  etanol  dari  biji nangka (Ba’diyah  &  Yustinah,  2012),  minyak dari pirolisis plastik (Maryudi, Salamah, et al., 2018)  (Salamah  &  Aktawan,  2016)  dan biodiesel  dari  minyak  goreng  bekas  (Agus  & Zahrul,  2019).  Bahan  bakar  alternatif  lain dalam  bentuk  gas  seperti  biometana  dari sekam padi (Huseini et al., 2018), biohidrogen  dari  sampah  rumah  tangga (Fadlil  et  al.,  2019),    serta  syngas  atau  gas sintetis  hasil  konversi  biomassa  menjadi  gas dengan  proses  gasifikasi  (Belgiorno  et  al., 2003). Gasifikasi dapat mengkonversi berbagai  jenis  biomassa  seperti  ampas  tebu (Maryudi,  Aktawan,  et  al.,  2018),  serbuk gergaji  kayu  mahoni  (Nurwidayati  et  al., 2019), kulit  buah  asam  jawa  (Aktawan  et  al., 2019),    dan  jenis  biomassa  lainnya.  Serbuk gergaji  batang  kelapa  termasuk  biomassa yang  dapat  digasifikasi,  dimana  batang kelapa memiliki kandungan kimia diantaranya adalah celluloses
28,1 ~ 36,55%;
holocelluloses 69,51  ~  80,07%  dan lignin 26,58 ~ 36,35% (Wardhani et al., 2004).
Adapun  tujuan  dari  penelitian  ini adalah  untuk  mengetahui  jumlah  yield  gas sintetik yang dihasilkan dari proses gasifikasi serbuk  gergaji  batang  kelapa,  mengetahui komposisi syngas yang dihasilkan dari proses gasifikasi  serbuk  gergaji  batang  kelapa,  dan untuk  mengetahui  perbandingan  efektifitas sistem operasi gasifikasi updraft dan downdraft.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Bahan dan Alat
Bahan  penelitian  ialah  serbuk  gergaji kayu  kelapa  dari  industri  furniture  di daerah pleret, bantul, Yogyakarta.
Alat  penelitian  ialah  rangkaian  alat gasifikasi  yang  terdiri  dari  siklon,  filter, serta  kompressor  yang  terdapat  pada Gambar  1.  Dan  korek  api,  timbangan, piknometer, oven, vacuum tube.
SKALA= 1:2 REAKTOR SIKLON FILTER BLOWER Ø 20 cm Ø 40 cm 60 cm 80 cm Ø 5 cm Ø 20 cm 4 0 cm 30 cm 20 cm Angsang Rantai Rantai Shaker Port Udara

## Gambar 1. Rangkaian alat gasifikasi

## Metode Penelitian
Penelitian
dilakukan dengan menggasifikasi serbuk  gergaji  kayu kelapa  dengan  variable  massa  3500, 4000,  dan  4500  gr  di  dalam  reaktor gasifikasi.  Reaktor  gasifikasi  dilengkapi termometer  untuk  mengukur  suhu  tiap interval  waktu.  Gas  keluaran  reaktor gasifikasi dimurnikan menggunakan siklon  dan  filter.  Gas  keluaran  reaktor dialirkan dengan bantuan blower ataupun  kompresor.  Proses  gasifikasi berhasil  ketika  gas  hasil  gasifikasi  di reaktor dapat terbakar.

## Metoda  Analisa
Analisis komposisi CO, CH 4 , dan H 2 yang terkandung  dalam  gas  hasil  gasifikasi serbuk gergaji kayu kelapa menggunakan analisis Gas Chromatography di Laboratorium Teknik Kimia UGM.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Yield  gas  hasil  gasifikasi  pada  Tabel  1 didapatkan  berdasarkan  neraca  massa  di sistem  gasifikasi  untuk  mendapatkan  berat syngas. Pengaruh massa serbuk gergaji kayu kelapa  terhadap  gas  CO,  CH 4 ,  dan  H 2 hasil analisis  terdapat  pada  Gambar  2,  3,  dan  4. Perbandingan efektifitas sistem operasi gasifikasi updraft dan downdraft berdasarkan kadar  CO,  CH 4 ,  dan  H 2 hasil  analisis  gas chromatography terdapat pada tabel 2, 3, dan 4.

## Yield Gas Hasil Gasifikasi
Yield  gas  hasil  gasifikasi  dihitung  dengan cara  mengukur  berat  serbuk  gergaji  kayu kelapa,  berat  abu  dan  arang  sebagai  produk padat,  dan  berat  tar  sebagai  produk  cair. Berat  syngas  didapatkan  dari  selisih  berat umpan  dengan  produk  padat  dan  cair.  Dan yield  merupakan  perbandingan  berat  syngas dengan berat umpan.
Tabel 1. Yield Gas Hasil Gasifikasi
Dari Tabel 1. diketahui bahwa semakin besar berat  serbuk gergaji kayu kelapa  maka  berat syngas  yang  dihasilkan  juga  akan  semakin besar.  Hasil  ini  dikarenakan  semakin  besar berat  biomassa  maka  jumlah celluloses dan holocelluloses yang  terkonversi  menjadi syngas semakin besar.
Hubungan Perubahan Massa Umpan Terhadap Kadar CO, CH 4 , dan H 2
Kadar CO, CH 4 , dan H 2 didapatkan dari hasil analisis gas chromatography terhadap sampel  gas  hasil  gasifikasi  dari  sistem operasi  updraft  dan  downdraft.  Tiga  zat tersebut  sebagai  pertanda  bahwa  konversi biomassa  menjadi  syngas  pada  proses gasifikasi berjalan dengan baik.
Gambar 2. Hubungan perubahan massa umpan terhadap kadar CO
Gambar 3. Hubungan perubahan massa umpan terhadap kadar CH 4
Gambar 4. Hubungan perubahan massa umpan terhadap kadar H 2
Dari gambar 2, 3, dan 4. didapatkan semakin besar  massa  umpan  serbuk  gergaji  kayu kelapa  maka  semakin  besar  kadar  CO,  CH 4 , dan  H 2 pada  syngas  hasil  gasifikasi.  CO, CH 4 ,  dan  H 2 dihasilkan  dari  konversi celluloses dan holocelluloses yang terkandung  dalam  serbuk  gergaji  kayu kelapa,  sehingga  semakin  besar  massa umpan maka massa celluloses dan holocelluloses yang  terkonversi  menjadi  CO, CH 4 , dan H 2 akan semakin besar.
Efektivitas  Sistem  Operasi  Gasifikasi Updraft dan Downdraft
Perbandingan efektifitas antara sistem operasi updraft dan downdraft diperoleh  dari persamaan berikut:
Dari  persamaan  1  dan  2  didapat  efektifitas system gasifikasi updraft dan downdraft untuk masing-masing  komponen  syngas  yang terdapat pada Tabel 2, 3, dan 4.
Tabel 2. Perbandingan Efektifitas Sistem Updraft dan Downdraft berdasarkan Konsentrasi (CO) Komponen Konsentrasi rata-rata (%) Efektifitas (%) CO updraft 15,8670 53,5529 CO downdraft 13,7617 46,4471 Tabel 3. Perbandingan Efektifitas Sistem Updraft dan Downdraft berdasarkan Konsentrasi CH 4 Komponen Konsentrasi rata-rata (%) Efektifitas (%) CH 4 updraft 6,4133 91,8465 CH 4 downdraft 0,5693 8,1535
Tabel 4. Perbandingan Efektifitas Sistem
Updraft dan Downdraft berdasarkan Konsentrasi H 2 Komponen Konsentrasi rata-rata (%) Efektifitas (%) H 2 updraft 20,3237 76,6767 H 2 downdraft 6,1820 4,9204
Dari  tabel  2,  3,  dan  4  dapat  diketahui bahwa sistem operasi updraft lebih efektif jika  dibandingkan  dengan  sistem  operasi downdraft. Nilai  efektifitas  sistem  operasi updraft di  tiap  senyawa  memiliki  nilai yang lebih besar daripada sistem operasi downdraft.

## KESIMPULAN
Serbuk  gergaji  batang  kelapa  ( cocos nucifera ) dapat dikonversi menjadi bahan
bakar  gas  melalui  proses  gasifikasi. Dimana dari penelitian didapatkan bahwa  sistem  operasi updraft lebih efektif  daripada  sistem downdraft .  Nilai rata –  rata  konsentrasi  pada  analisis
syngas , diketahui 10 ml syngas mengandung  15,8670%  CO;  6,4133% CH 4 ;  20,3237%  H 2 pada  sistem  operasi updraft. Untuk  analisis syngas pada sistem downdraft diketahui 10 ml syngas mengandung  13,7617%  CO;  0,5693% CH 4 ; 6,1820% H 2 .

## DAFTAR PUSTAKA
Agus, A., & Zahrul, M. (2019). Small-scale production of biodiesel through transesterification process of waste or used cooking oil. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science , 245 (1), 0 –6. https://doi.org/10.1088/1755- 1315/245/1/012047 Aktawan, A., Maryudi, & Salamah, S. (2019). Biomass conversion of tamarind waste to syngas through gasification process on downdraft gasifier. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering , 674 (1), 1 –6. https://doi.org/10.1088/1757- 899X/674/1/012010 Anisah, D., Herliati, & Widyaningrum, A.
(2014). Pemanfaatan Sampah Sayuran sebagai Bahan Baku Pembuatan Bioetanol. Jurnal Konversi , 3 (1), 13 –18. https://doi.org/https://doi.org/10.24853/k onversi.3.1.%25p
Ba’diyah, U., & Yustinah. (2012). Pembuatan Etanol dari Biji Nangka dengan Variabel Massa Pati. Jurnal Konversi , 1 (2), 11 – 16. https://doi.org/https://doi.org/10.24853/k onversi.1.2.%25p
Belgiorno, V., De Feo, G., Della Rocca, C., & Napoli, R. M. A. (2003). Energy from gasification of solid wastes. Waste
Management , 23 (1), 1 –15.
https://doi.org/10.1016/S0956- 053X(02)00149-6 Direktorat Jenderal Perkebunan Kementrian Pertanian. (2017). Statistik Perkebunan
Indonesia Komoditas Kelapa 2016-2018 . Sekretariat Direktorat Jenderal Perkebunan, Direktorat Jenderal Perkebunan, Kementerian Pertanian. http://ditjenbun.pertanian.go.id Fadlil, F., Cahyono, R. B., & Budhijanto, W. (2019). Eksplorasi Produksi Biohidrogen dari Fraksi Organik Sampah Rumah Tangga dengan Penambahan Zat Aditif N, P dan K. Jurnal Konversi , 8 (2), 1 –9. https://doi.org/https://doi.org/10.24853/k onversi.8.2.9 Huseini, M. R., Arifah, N., & Pratiwi, W. A. (2018). Pengaruh Hidrotermal Sekam Padi Terhadap Produksi Biometana pada AGS – SBR. Jurnal Konversi , 7 (2), 17 –24. https://doi.org/https://doi.org/10.24853/k onversi.7.2.8 Maryudi, M., Aktawan, A., & Salamah, S. (2018). Conversion of Biomass of Bagasse to Syngas Through Downdraft Gasification. Jurnal Bahan Alam Terbarukan , 7 (1), 28 –33. https://doi.org/10.15294/jbat.v7i1.11621 Maryudi, Salamah, S., & Aktawan, A. (2018). Product distribution of pyrolysis of polystyrene foam waste using catalyst of natural zeolite and nickel/silica. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science , 175 (1), 0 –7. https://doi.org/10.1088/1755- 1315/175/1/012012 Nurwidayati, A., Sulastri, P. A., Ardiyati, D., & Aktawan, A. (2019). Gasifikasi Biomassa Serbuk Gergaji Kayu Mahoni (Swietenia Mahagoni) untuk Menghasilkan Bahan Bakar Gas sebagai Sumber Energi Terbarukan. CHEMICA: Jurnal Teknik Kimia , 5 (2), 67. https://doi.org/10.26555/chemica.v5i2.13 046 Salamah, S., & Aktawan, A. (2016). Pemurnian Hasil Cair Pirolisis sampah plastik pembungkus dengan Distilasi Batch. CHEMICA: Jurnal Teknik Kimia , 3 (1), 31 –34. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.26555/ chemica.v3i1.4990 Wardhani, I. Y., Surjokusumo, S., Sudo, Y., & Nugroho, N. (2004). Distribusi Kandungan Kimia Kayu Kelapa ( Cocos nucifera L ) Distribution of Chemical Compounds of Coconut Wood ( Cocos
nucifera L ) . 2 (1), 1 –61. http://www.ejournalmapeki.org/index.php /JITKT/article/view/313/286