UJI KINERJA MESIN DIESEL GENERATOR MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR MODE SISTEM DUAL FUEL SOLAR DAN SYNGAS HASIL GASIFIKASI DARI TONGKOL JAGUNG

## UJI KINERJA MESIN DIESEL GENERATOR MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR MODE SISTEM DUAL FUEL SOLAR DAN SYNGAS HASIL GASIFIKASI DARI TONGKOL JAGUNG
Romi Djafar ) , Agus Sussanto Ginting 2)
1,2 Program Studi Mesin dan Peralatan Pertanian, Politeknik Gorontalo Email: romidjafar@poligon.ac.id 1)

## ABSTRAK
Saat  ini  ketersediaan  bahan  bakar  fosil    semakin    langka  dan  harganya  semakin  meningkat  sehingga dibutuhkan  sumber energi  alternatif  yang sifatnya dapat diperbaharui. Sumber energi alternatif seperti biomasa dapat  dikonversi  menjadi syngas melalui  proses  gasifikasi  untuk  berbagai  keperluan  misalnya Internal combustion engine (ICE). Penelitian  ini  mengaplikasikan syngas reaktor downdraft dari  bahan  bakar  tongkol  jagung  untuk  mesin diesel  generator  set.  Tujuan  penelitian  adalah  mengetahui  performa  reaktor  gasifikasi,  performa  mesin  diesel, dan  mengetahui  jumlah  bahan  bakar  solar  yang  tergantikan  dengan  adanya  penambahan syngas .    Untuk mendapatkan hasil penelitian maka produser gas dilewatkan melalui saluran inlet gas analizer yang beroperasi secara real  time kemudian  keluar  menuju intake  manifold mesin  diesel.  Adapun  variasi  pembebanan  yang dilakukan adalah 200-2000 Watt pada interval 200 Watt dengan kecepatan konstan mesin diesel  sebesar 1500 rpm.
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  komponen syngas yang  dihasilkan  masing-masing  kosentrasi adalah  O 2 (10,2-26,7%),  H 2 (7,9-13,6%),  CH 4 (6,6-19,5%), CO (9,2-16,5%),  CO 2 (6,3-14,5%).dan  N 2 (59.8- 43.3%).  Efisiensi  gas  dingin  gasifikasi  diperoleh  sebesar  35.5%  dengan  konsumsi  bahan  bakar  sebesar  1.22 kg/jam.kW.  Sedangkan  jumlah  bahan  bakar  solar  yang  tergantikan  dengan  adanya  penambahan syngas yaitu sebesar 47.4%. Secara menyeluruh efisiensi total sistem diperoleh sebesar 10.8%.
Kata kunci: Reaktor, Dual Fuel, Syngas . Efisiensi

## ABSTRACT
Currently,  fossil fuels is scarce and it’s price  is increased, so energy renewable  sources alternative  are needed. Actually energy sources such as biomass can be converted to syngas through a gasification process for various purposes, eg Internal Combustion Engine (ICE).
In this research, downdraft reactor syngas application from corncob fuel for diesel engine generator set. This  study  aimed  to  determine  performance  of  gasification  reactor,  diesel  engine,  and  determine  amount  of diesel fuel that was replaced by syngas addition. To get results of the research, gas producer is passed through inlet  gas  analizer  channel  which  operates  in  real  time  then  exits  to  the  diesel  engine  intake  manifold  directly. The generator load is varying between 200-2000 Watt intervals 200 Watt at with a constant speed at 1500 rpm.
The  results  showed  that  syngas  components  produced  concentrations  are    O2  (10.2-26.7%),  H2  (7.9- 13.6%),  CH4  (6.6-19.5%)  ,  CO  (9.2-16.5%),  CO2  (6.3-14.5%)  and  N2  (59.8-43.3%).  Cold  gasification efficiency  at  35.5%  with  fuel  consumption  of  1.22  kg/hour.kW  respectively.  While  a  amount  of  diesel  fuel replaced by syngas addition is 47.4% with overall system efficiency is 10.8%.

## Keywords: Reactor, Dual Fuel, Syngas. Efficiency

## 3. PENDAHULUAN
Di  Indonesia  umumnya  kebutuhan  energi listrik  di  perkotaan  disuplai  oleh  PLN  yang  berasal dari  Pembangkit  Listrik  dengan  bahan  bakar  fosil seperti  batubara  dan  bahan  bakar  gas.  Penggunaan bahan  bakar  fosil  secara  terus  menerus  telah memberikan  berbagai  dampak  saat  ini,  seperti ketersediaannya semakin berkurang, harga dipasaran global  terus  meningkat  serta  polusi  udara  yang berasal dari debu dan asap pembakaran bahan bakar fosil  tersebut.  Salah  satu  upaya  yang  dapat
dilakukan  untuk  meminimalisir  persoalan  tersebut adalah teknologi gasifikasi biomasa sebagai alternatif yang cocok untuk diaplikasikan menggerakkan generator listrik.
Raman  et  al., 2018  melakukan  desain pengembangan  dan  analisis  performa  sistem gasifikasi dual  chamber untuk  aplikasi  pembangkit listrik yang bertujuan untuk  mencari solusi berbagai hambatan  mengenai  kemurnian  gas  serta  proses teknologinya  melalui  metode dry  cleaning dan water cooling . Hasil penelitian menunjukkan bahwa
UJI KINERJA MESIN DIESEL GENERATOR MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR MODE SISTEM DUAL FUEL SOLAR DAN SYNGAS HASIL GASIFIKASI DARI TONGKOL JAGUNG
jumlah  tar  yang  diijinkan  untuk  mesin  pembakaran mesin  dalam  adalah  sebesar  100  mgNm 3 dengan efisiensi gas dingin sebesar 89%. Adapun rekomendasi  penelitian  kedepannya  yaitu  aplikasi produser gas untuk listrik skala yang lebih besar.
Metode  menghilangkan  tar  dan  berbagai  hal lainnya Jena et al., 2018 menggunakan  media filter untuk aplikasi internal combustion dengan mengatur parameter rasio ekivalen  gasifikasi. Hasil penelitian menunjukkan  bahwa  untuk  dapat  menjalankan mesin  maka  kandungan  tar  sebesar  150  mgNm 3 . Berdasarkan  hasil  analisis  disimpulkan  bahwa metode  menjernihkan  produser  gas  dapat  dilakukan dengan berbagai metode namun tidak dapat merubah komposisi dari syngas tersebut. Rizkal dan Sudarmanta .,2016  melakukan eksperimen dengan proses pemasukan aliran syngas yang  dihasilkan downdraft  municipal  solid  waste (MSW) ke dalam saluran mesin diesel generator set secara langsung menggunakan sistem mixer . Tujuan penelitian  untuk  melihat  seberapa  besar  jumlah bahan  bakar  yang  digunakan  saat  menggunakan sistem dual  fuel .  Akan  tetapi  kajian  tersebut  tidak meneliti  mekanisme dual  fuel dengan  penyimpanan terlebih dahulu pada tabung bertekanan.
Homdoung et al., 2015 melakukan investigasi mesin  skala  kecil  hasil  modifikasi  menggunakan bahan  bakar syngas. Modifikasi  dilakukan  terhadap suatu mesin diesel ke dalam model pengapian sistem injeksi sehingga bahan bakar menjadi 100% syngas . Mesin  hasil  modifikasi  tersebut  terhubung  dengan dynamometer untuk  mengetahui  performa  mesin berupa  daya  torsi,  efisiensi  dan  konsumsi  bahan bakar.  Untuk  mendapatkan  hasil  penelitian  maka digunakan  variasi  putaran  mesin.  Namun  hasil kajian tidak meneliti efek perubahan beban listrik.
Aplikasi  untuk  mesin  pembakaran  dalam selanjutnya  yaitu  studi  eksperimen downdraft gasifier  Ram  et  al., 2012 dengan  dua  laluan    suplai udara  pembakaran  yang  menghasilkan  gas  mampu bakar digunakan pada  mesin  diesel sistem dual fuel untuk menghasilkan energi listrik.
Penelitian  lain  dilakukan  oleh Chaves  et al., 2015  tentang small-scale  power  generation analysis do wndraft  gasiﬁer  coupled  to  engine generator set . Tujuan utama penelitian adalah memb erikan konstribusi terhadap  energi  listrik  dengan metode  tekno  analisis  mengenai  pembangkit  skala kecil  dari  bahan  bakar  limbah  kayu  untuk menghasilkan syngas yang dihubungkan sebuah unit generator  set .  Hasil  kajian  menyimpulkan  bahwa efisiensi  rata-rata downdraft  gasifier sebesar  60- 70%  dengan  efisiensi  total  sistem  terendah  antara 4.5-17%.
Berdasarkan  literatur  sebelumnya  maka tujuan  penelitian  ini  adalah  aplikasi syngas downdraft  gasifier menggunakan  bahan  bakar tongkol  jagung  yang  diintegrasikan  langsung  ke mesin diesel  menjadi sistem dual fuel solar-syngas.
Tujuan utama penelitian adalah mengetahui seberapa  besar  penghematan  bahan  bakar  solar ketika  adanya  penambahan syngas dalam  mesin diesel.
1.1 Model  downdraft Gasifier
Penelitian ini dilakukan menggunakan reaktor  gasifikasi  biomassa  tipe downdraft dengan dua  laluan  udara  yang  dilakukan  oleh  Djafar  dan Darise.,2018.  Adapun  spesifikasi  reaktor  gasifikasi memiliki ukuran tinggi 115cm dan diameter sebesar 50cm.  Sedangkan  diameter throat sebesar  15cm. Ketebalan  bahan  yang  digunakan  adalah  2  mm  dari material galvanis steel . Kemudian Untuk mereduksi panas  yang  keluar  dari  dalam  reaktor  dipasang isolasi  dari  bahan glasswall .  Sedangkan  indikator suhu  dipasang    termokopel    tipe  K  sebanyak  5  titik dipasang  sepanjang  ketinggian  reaktor  T1  zona drying , T2, T3,  zona  pirolisis,  T4  zona  oksidasi, dan  T5 zona reduksi. Skema alat uji pada Penelitian ini  ditunjukkan pada Gambar 1 sebagai berikut.

## Gambar 1. Integrasi Reaktor Downdraft dengan
Generator Set
Keterangan:
1. Papan Rangkaian Listrik Uji beban 2. Gas outlet reaktor Gasifikasi 3. Unit Reaktor Gasifikasi Downdraft 4. 4       Alat  baca  Suhu Termokopel 5. Data Logger 6. Tanki Bahan Bakar  Solar
7. Syngas masuk Intake manifold mesin Deisel
8. Mesin Diesel Kubota RD 85
9. Buret Pyrex Glass 25 ml

## 1.2 Diesel Generator Set
Reaktor downdraft pada  Gambar  1  akan memproduksi  gas  mampu  bakar  kemudian  kopel secara  langsung  pada  mesin  diesel  yang  akan memutar  generator  listrik,  selanjutnya  putaran mekanik dikonversi menjadi energi listrik menyalakan  lampu  pada  papan  kontrol  percobaan. Adapun  spesifikasi  generator  adalah  generator (Yasuka) dengan daya 5 kW pada putaran 1500 rpm.

## 1.3 Langkah-Langkah Pengujian
Proses  pengujian  dapat  berlangsung  dengan baik  maka  terlebih  dilakukan  beberapa  tahapan sebagai berikut:
UJI KINERJA MESIN DIESEL GENERATOR MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR MODE SISTEM DUAL FUEL SOLAR DAN SYNGAS HASIL GASIFIKASI DARI TONGKOL JAGUNG
1. Persiapan  biomassa  berupa  tongkol  jagung sebagai  bahan  bakar  berdasarkan  pengukuran menggunakan moisture meter sebesar  13%.
2. Pemeriksaan kondisi reaktor mulai dari kebersihannya, pengecekan bagian kelengkapan hingga  reaktor  dipastikan  dapat  berfungsi dengan baik.
3. Masukkan  bahan  bakar  tongkol  jagung  sampai batas nozzle, selanjutnya  dilakukan  penyalaan awal  dibantu  dengan  kertas  yang  dicelupkan pada solar untuk mempermudah start-up .
4. Kemudian  atur  kecepatan  udara  yang  disuplai oleh blower dengan  mengatur  katup (full  open) yang  terpasang  dipipa/nozzle  di  luar  reaktor sesuai ukuran bukaan katup yang dibutuhkan.
5. Lakukan start up penyalaan api dalam reaktor
6. Apabila  api  sudah  menyala  dengan  temperatur diatas  300°C  selanjutnya  reaktor  di  isi  penuh (5kg/ batch ) kemudian hopper inlet ditutup rapat.
7. Ketika  kondisi  sudah  steadi  maka  selanjutnya mesin diesel dihidupkan kondisi standar.
8. Lakukan  pengaturan  kecepatan  mesin  sebesar 1500 rpm
9. Lakukan  integrasi syngas dengan  saluran intake manyfold mesin diesel
10. Lakukan  variasi  pembebanan  dengan  interval 200 watt.

## 4. Kajian Pustaka
Gasifikasi    secara  bahasa  dapat  diartikan sebagai  pembuatan  gas.  Secara  definisi  yang sebenarnya,    gasifikasi    adalah    proses    konversi energi  dari bahan bakar  yang mengandung  karbon (padat    ataupun    cair)  menjadi    gas    yang    disebut producer  gas dimana  gas  tersebut  memiliki  nilai bakar    dengan    cara    oksidasi  parsial    pada temperatur  tinggi.  Produk  luaran  gasifikasi  yang telah    dimurnikan  adalah  terdiri    dari    campuran karbon.  monoksida    (CO),    hydrogen    (H 2 )    dan metan    (CH 4 )    yang    disebut syngas dan  pengotor inorganik    seperti  NH3,  HCN,  H2S,    debu    halus serta    pengotor    organik  yaitu    kandungan  tar. Komposisi    gas    ini    sangat    tergantung    pada komposisi    unsur  dalam    biomassa  baik  bentuk, ukuran  partikel    biomassa,    serta    kondisi-kondisi proses gasifikasi.
Secara  umum  terdapat  4  proses  gasifikasi yaitu  pengeringan,  pirolisis,  pembakaran  dan reduksi.
a. Drying atau  pengeringan  proses drying dilakukan    bertujuan    agar    mengurangi    kadar air    ( moisture    content) yang    terkandung    di dalam  biomassa  dan  semaksimal  mungkin kandungan  air  tersebut  hilang.  Pada  proses drying temperatur berkisar antara  100-300ºC. b. Pirolisis terjadi ketika biomassa mulai mengalami  kenaikan  temperatur  kisaran  suhu antara  250-700°C.  Pada  tahap  ini volatile yang terdapat pada biomassa terlepas dan
menghasilkan  arang.  Tahap  pirolisis  merupakan reaksi endothermic yang panasnya diperoleh dari oksidasi.  Hasil  pirolis  ada  tiga  jenis  yaitu  (H 2 , CO, CO 2 , H 2 O, dan CH 4 ), tar, dan arang.
b. Oksidasi atau proses pembakaran. Oksidasi  atau  pembakaran  merupakan  reaksi yang  penting  terjadi  di  dalam  reaktor  akan mengalami  proses  oksidasi  parsial,  dimana proses  ini  merupakan  proses  eksoterm  yang melepas  sejumlah  panas  pada  interval  suhu diatas 900ºC.
C.  Proses  reduksi.  Proses  reduksi  merupakan tahapan  gasifikasi  yang  melibatkan  suatu rangkaian endothermic. Proses reduksi gas  CO 2 dan  H 2 O  ini  terjadi  pada  interval  suhu  400- 900°C. Reduksi  gas  CO 2 melalui  reaksi kesetimbangan boudouard  equilibrium  reaction dan reduksi gas H 2 O melalui reaksi kesetimbangan water gas reaction , dimana reaks i reaksi tersebut secara dominan dipengaruhi ole h suhu dan tekanan.
2.1.   Prinsip Kerja Sistem Dual Fuel Sistem Diesel  Dual  Fuel (DDF)  adalah mesin diesel standar yang ditambahkan bahan bakar lain  pada intake  monifold dengan  udara  di  dalam silinder  mesin,  baik  diijeksikan  secara  langsung maupun  menggunakan mixer dengan  penyalaan bahan  bakar  solar  yang  disebut pilot  fuel .  Bahan bakar  ganda    yang  dapat  digunakan  seperti solar- syngas memiliki  kelebihan  seperti  menghemat konsumsi  dan  biaya  penggunaan  solar  sebagai bahan  bakar.  Biaya  modifikasi  mesin  relatif  lebih murah  dibanding  mengkonversi  mesin  gas  ( gas engine ).  Lebih  jauh  lagi  aplikasi syngas dengan sistem dual fuel pada mesin diesel sangat ekonomis karena
bahan baku bersumber dari biomasa, ramah lingkungan dan dapat meningkatka n efisiensi mesin, Azomiv et al., 2011.

## 2.2. Pengaturan Parameter Gasifikasi
Parameter  penting  operasi  gasifikasi  seperti ekivalen  rasio  (ER), Air  Fuel  Ratio (AFR)  aktual mengunakan  pola  pengaturan  operasi gasifier yang dilakukan  pada  penelitian  sebelumnya  Djafar  dan Darise  2018  yaitu  kecepatan  udara  15  m/s    pada AFR  1.8  dan  ER  0.25  serta  laju  komsumsi  bahan bakar  1.7  kg/Jam.  Parameter-parameter  tersebut sangat  penting  dilakukan  untuk  menjamin  gas mampu  bakar  yang  dihasilkan gasifier benar-benar berkualitas dan tidak merusak komponen-komponen penting pada mesin diesel.

## 2.3. Evaluasi Gasifikasi Tongkol Jangung
Proses  gasifikasi  tongkol  jagung  dilakukan pada  reaktor  downdraft  yang  kondisi  adiabatik. Adapun  hasil  pengujian  nilai  kalor lower  heating value (LHV)  tongkol  jagung  sebesar  10.85  MJ/kg (Rizkal Sudarmanta 2016). Sedangkan higher
UJI KINERJA MESIN DIESEL GENERATOR MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR MODE SISTEM DUAL FUEL SOLAR DAN SYNGAS HASIL GASIFIKASI DARI TONGKOL JAGUNG
heating  value (HHV)  menggambarkan  kapasitas energi  maksimum  yang  diperoleh  melalui  proses pembakaran  (persamaan 1).  Untuk  menghitung efisiensi  gasifikasi  biomassa    dapat  ditentukan  dari perbandingan  energi  yang  terkandung  dari syngas dengan  energi  yang  terkandung  dalam  biomassa persamaan 2.
LHV = HHV- (C) . [ W + (0.09H) . (1-W)    (1)
% ) ( . ) ( . m W LHV Q LHVg M G G  =  (2)
Secara  umum lower  heating  value gas (LHVg)  dari  reaktor  dawn  draft  berkisar    4-6 MJ.N.m 3 (Martínez  et  al.,2012)  maka  untuk menentukan  efisiensi  gas  dingin  gasifikasi  ( G  ) pada  penelitian  ini  adalah  4.5  MJ.Nm -3 .  Hal  ini relevan  dengan  penelitian  Martinez  et  al.,  dan Galindo et al.,2014 yang berkaitan dengan downdraft  dua  laluan  udara.  Sedangkan flow  rate ( G Q ) syngas sebesar 14.3 N.m 3 h -1 chaves et al.,2016 yang  nilainya  relevan  dengan  penelitian  yang dilakukan  Boloy et al.,2011.

## 2.4. Analisis Mesin Diesel Generator Set
Dalam  pengujian mesin diesel menggunakan bahan  bakar sistem dual  fuel ,  putaran  mesin  juga dijaga  konstan  pada    1500    rpm    kemudian dilakukan  variasi  pembebanan  listrik  pada  interval 200watt.  Analisis  yang  berkaitan  dengan  mesin generator  set  maka  konsumsi  bahan  bakar  spesifik (SFC)  yaitu  jumlah  bahan  bakar  persatuan  waktu (kg/jam)  berbanding  dengan  daya  yang  dihasilkan (kW)  dalam persamaan 3.
e f N M SFC = (3 )
M f = Konsumsi bahan bakar (kg/jam) Ne = Daya yang dihasilkan (kW) SFC = spesific fuel consumption (kg/jam.kW)
Performa gasifier  engine  system adalah  diukur  dari rasio energi listrik yang dibangkitkan dengan energi input yang  dihasilkan  dari  mesin  diesel  dan  bahan bakar  biomassa  yang  disebut  total  efisiensi  sistem Galindo  et  al., 2014  yang  ditunjukkan  pada persamaan 4 sebegai berikut.
( ) % 100 6 . 3 / . / x HHVb x B Hd md Pe o FR + =  Pe = Daya yang dihasilkan (kW)
Vpg = Flowrate gas (m3/jam)
Bfr = Biomassa Feed rate (kilogram/jam) Hd = Heating value (44.8 MJ/kg) Md = Diesel Fuel Comsuption (mm/second) LHVb  = Heating value biomassa (Mj/kg) LHVg  = Low heating value gas (MJ/m 3 )

## 3. Pembahasan Hasil Penelitian
Untuk  mendapatkan  tujuan  penelitian  maka dilakukan dua tahapan percobaan pengujian  sebagai berikut.
a. Pengujian reaktor gasifikasi
Sebelum  dilakukan  integrasi syngas ke  sistem dual fuel mesin diesel generator maka terlebih dahulu set- up gasifier yaitu  menggunakan  bahan  baku  tongkol jagung  sebanyak  5  kg,  ekivalen  rasio  (ER)  0.25 dengan  kecepatan  udara  10  m/s  untuk  sekali pengujian (batch). Produser  gas  berupa  CO,  CH 4 , H 2 dan CO 2 dapat ditunjukkan pada Tabel 1 sebagai berikut.
Tabel 1 Komposisi Gas Hasil Penelitian
Komposisi Gas rata- rata (%) H 2 O 2 CH 4 CO CO 2 N 2 7.9 10.3 13.2 11.03  14.1  43.3 Ekivalen Rasio 0.25 Laju Aliran Udara 10 m/s
Komposisi produser gas yang terdapat pada Tabel 1 merupakan persentase (%) rata-rata selama satu jam pengujian  yang  terbaca  pada gas  analizer secara real  time .  Berdasarkan  hasil  pengujian  maka  gas analizer dapat  mengukur  H 2, O 2, CH 4, CO,  dan  CO 2 %    by  volume.  Sedangkan  nitrogen  (N 2 )  ditentukan dari  pengurangan  semua  komponen-komponen  dari 100%  dengan  asumsi  terdapatnya  gas-gas  lain diabaikan.  Selama  proses  pengujian syngas pada sistem dual fuel diperoleh beberapa kondisi persentase  komposisi  gas  yang  fluktuatif    dengan interval  yang  cukup  signifikan  misalnya  berturut- turut  kosentrasi  O 2 (10,2-26,7%),  H 2 (7,9-13,6%), CH 4 (6,6-19,5%),  CO  (9,2-16,5%),dan  kosentrasi CO 2 (6,3-14,5%).  Hasil  ini  berkorelasi  dengan literatur Jena  et  al., 2018    yaitu  ketika gasifier beroperasi pada ER 0.2-0.4 dihasilkan interval suhu reaktor  antara  650-900 º C.  Sedangkan  persentase kosentrasi  dari syngas yang  dihasilkan  memiliki nilai  yang  variatif  yaitu  disaat  persentase  CH 4 ,  CO dan  CO 2 meningkat  maka  nilai  O 2 dan  H 2 mengalami  penurunan.  Hal  lain  yang  dapat  diamati bahwa ketika suhu reaktor semakin meningkat yaitu sekitar  900ºC  maka  tren  H 2 relatif  konstan  tetapi Produksi  CH 4 dan  CO 2 semakin  kecil  akibat  reaksi endothermic semakin  dominan  terjadi  di  dalam rekator.
UJI KINERJA MESIN DIESEL GENERATOR MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR MODE SISTEM DUAL FUEL SOLAR DAN SYNGAS HASIL GASIFIKASI DARI TONGKOL JAGUNG
0 2 4 6 8 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 Ko m su m si B ah an B ak ar ( m l) Beban (Watt)
Dual fuel vs Single fuel (f) Daya
Single… Dual…

## 3.1.   Efisiensi  Gasifikasi  downdraft  Double
Stage.
Efisiensi    termal    gasifikasi    biomassa  sering diukur    sebagai    efisiensi    gas  dingin (ἠ cold  gas efficiency ) . Dalam efisiensi gas dingin produk dari LHV gas  dan    laju  volumetrik    gas    yang    dihasilkan dianggap  sebagai output termal gasifier . Dengan mengetahui  nilai  kalor  bawah  tongkol  jagung  maka nilai kalor atas (HHV) dapat ditentukan sebesar 12.5 Mj/kg (Persamaan 1).  Sedangkan  hasil  perhitungan didapatkan  efisiensi  gas  dingin  dari  reaktor downdraft adalah sebesar 35.5% (persamaan 2).

## 3.2.   Proses Pengujian Mesin Diesel Sistem Single Fuel
Pengujian  mesin  diesel  sistem  sistem single fuel atau  kondisi  standar  yaitu  menggunakan  bahan bakar solar. Pada penelitian digunakan 1 liter bahan bakar  solar  dimana  putaran  mesin  dijaga  konstan pada  1500  rpm  kemudian  dilakukan  variasi  tanpa pembebanan  dan  menggunakan  pembebanan  antara 200-2000  watt  pada  interval  200  watt.  Hal  ini bertujuan adalah untuk melihat seberapa besar bahan bakar  yang  dikonsumsi  mesin  diesel  dalam  setiap menitnya dan akan dicatat setiap penambahan beban listrik. Hasil ini akan digunakan sebagai pembanding pada sistem dual fuel.
Tabel 2. Hasil Pengujian Mesin Diesel Single Fuel
Tabel  2  menunjukkan  variasi  pembebanan  listrik pada interval 200 watt untuk kecepatan putar mesin 1500  rpm  dengan  interval  waktu  1  menit  setiap variasi pengujian. Adapun rata-rata konsumsi bahan bakar  yang  dibutuhkan  mesin  diesel  setelah dilakukan pembebanan adalah sebesar 4.85 ml/menit. Sedangkan tanpa pembebanan sebesar 3.5 ml/menit  atau  kenaikan  konsumsi  bahan  bakar sebesar 27.8% setelah terjadi pembebanan.

## 3.3. Proses Pengujian Mesin Diesel Sistem Dual Fuel
Pada  proses  ini  merupakan  aplikasi syngas untuk  menggerakkan  generator  set  menghasilkan energi  listrik.  Proses  variasi  sama  dengan  sistem single fuel . Adapun hasil data penelitian ditunjukkan pada Tabel 3 Sebagai berikut.
Data  pengujian  yang  terdapat  pada  Tabel  3 menunjukkan  jumlah  konsumsi  bahan  bakar  hasil pengujian,  dimana  rata-rata  konsumsi  bahan  bakar adalah 2.29 ml/menit

## 3.4 Analisis Performa Mesin Diesel Generator
Beberapa  performa  mesin  diesel  yang  akan dianalisis pada penelitian ini adalah sebagai berikut. a. Perbandingan  Konsumsi  Bahan  Bakar Single
Fuel dan Dual Fuel .
Perbandingan  konsumsi  bahan  bakar  untuk melihat  seberapa  besar  jumlah  bahan  bakar  yang tersubstitusi  dengan  adanya  penambahan  bahan bakar  barupa syngas untuk  menggerakkan  energi listrik.  Hasil  perbandingan  dapat  ditunjukkan  pada Gambar 2  sebagai berikut .

## Gambar 2. Perbandingan single fuel dengan dual fuel
Berdasarkan hasil pengujian diketahui pengaruh syngas terhadap  konsumsi  bahan  bakar mesin  diesel.  Adapun single  fuel dengan  adanya penambahan  beban  listrik  maka  jumlah  konsumsi bahan bakar juga semakin bertambah. Dimana pada pembebanan  200 watt  diperlukan  3.5ml  solar sedangkan  pada  pembebanan  maksimal  yaitu  2000 Watt  dibutuhkan  6.75ml  solar.  Sedangkan  sistem dual  fuel jumlah  konsumsi  bahan  bakar  pada pembebanan 200 watt diperlukan solar sebesar 1 ml. Sementara  pada  beban  tertinggi  yaitu  2000  watt dibutuhkan  solar  4  ml/menit.  Hasil  grafik  pada Gambar 1 sudah bersesuaian dengan penelitian yang dilakukan    Rizkal  dan  Sudarmanta,  (2016)  dimana didapatkan  nilai  laju  energi  pada  pengoperasian dual  fuel lebih  tinggi  dibandingkan pengoperasian single  fuel. Hal  ini  disebabkan  untuk setiap siklus pada  setiap  daya  yang  sama  maka  adanya penambahan gas  menyebabkan proses pencampuran bahan  bakar  menjadi  lebih  baik,  sehingga  untuk setiap  siklus    yang  sama  kebutuhan  energi    yang digunakan  untuk  proses  pembakaran  menjadi  lebih baik  untuk  pembebanan  yang  sama  pada  setiap
Satuan 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Watt (W) Single Fuel 3.5 4 4 4.6 4.75 4.85 5 5.35 5.5 5.87 6.75 Dual Fuel 2 1 1.25 1.37 1.5 2.37 2.5 2.87 3 3.12 40 Waktu (Detik) Konstan Sistem Variasa pembebanan 1500 Rpm Milli Liter (ml) 60
Satuan 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Watt (W) 1500 Rpm Single Fuel 3.5 4 4 4.6 4.75 4.85 5 5.35 5.5 5.87 6.75 Milli Liter (ml) 60 Konstan Sistem
Variasa pembebanan Waktu (Detik)
UJI KINERJA MESIN DIESEL GENERATOR MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR MODE SISTEM DUAL FUEL SOLAR DAN SYNGAS HASIL GASIFIKASI DARI TONGKOL JAGUNG
siklusnya.  Adapun  persentase  bahan  bakar  yang tersubstitusi adalah 47.4% dari kondisi standar.
b.  Analisis  Mesin  Diesel  Generator  Set;  Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC)
Pada  umumnya  sistem  gasifikasi  yang produser gasnya  yang  diintegrasi  dengan  mesin sistem  pembakaran  dalam  memiliki flow  rate syngas 14.3  N  m 3 h -1 . Sedangkan  konsumsi bahan  bakar  spesifik  pada  penelitian  ini didapatkan  nilai  sebesar  1.22  kg/jam.kW (Persamaan  2).  Umumnya  SFC  dipengaruhi energi  potensial  dan  campuran produser gas sebagai fungsi beban generator yang diberikan.
b. Efisiensi Total Sistem Mesin Generator Set Performa mesin generator umumnya dipen garuhi   oleh  efisiensi  termal  mesin.  Untuk konversi  daya  mekanik  menjadi  daya  listrik  yang dikopel  dengan  generator  efisiensi  tertinggi sebesar  95%.  Saat  adanya  peningkatan  konsumsi bahan  bakar  spesifik  maka  efisiensi  generator  set mengalami  penurunan.  Berdasarkan  hasil  analisis yang  telah  dilakukan  maka  efisiensi  total  sistem pada  penelitian  ini  adalah  sebesar  10.8%
(persamaan 4).  Hasil  ini  berkorelasi  dengan penelitian  Boloy  et  al.,2011yang  menghasilkan efisiensi downdraft yang  dikopel  dengan  mesin generator sebesar 12.8-13.5% pada beban maksimum.

## 4. Kesimpulan Dan Saran
Berdasarkan  hasil  pengujian  yang  telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan dan saran sebagai berikut : a.       Kesimpulan 1. Komponen syngas yang dihasilkan masing-masing  komponen  berupa  O 2 (10,2-26,7%),  H 2 (7,9-13,6%),  CH 4 (6,6- 19,5%), CO (9,2-16,5%),  kosentrasi  CO 2 (6,3-14,5%).dan N 2 (59.8-43.3%)
2. Efisiensi  gas  dingin  gasifikasi  diperoleh sebesar  35.5%  dengan  konsumsi  bahan bakar sebesar 1.22 kg/jam.kW.
3. Konsumsi  bahan  bakar  mode single  fuel pada beban minimal sebesar 3.5 ml/menit dan  pembebanan  maksimal  sebesar  6.75 ml/menit.  Sedangkan  sistem dual  fuel pada  beban  minimal  sebesar  1  ml/menit dan  pada  beban  maksimal  sebesar  4 ml/menit. Dengan persentase bahan bakar solar yang tersubtitusi sebesar 47.4 %.
4. Efisiensi total sistem sebesar 10.8%

## b. Saran
Untuk penelitian selanjutnya perlu dilakukan
optimasi efisiensi reaktor gasifikasi downdraf t.

## Daftar Pustaka
Raman,  N.K.  Ram*,  Gupta.  Energy  54  (2013) A dual  ﬁred  downdraft  gasiﬁer  system  to produce  cleaner  gas  for  power  generation: Design,  development  and  performance analysis. Elsevier.  Energy 170
Jena 1 *,  M  Shyam 2 and  Joshi 3 .. Tar  and  Particulate
Matters  Removal  from  Producer  Gas  by using Oily Organic Filter Media.
Environmental Science.11(1) 33-44
Rizkal  Sudarmanta  (2016).  Karakterisasi  Unjuk
Kerja  Diesel  Engine  Generator  Set  Sistem
Dual  Fuel  Solar-Syngas  Hasil  Gasifikasi Briket  Municipal  Solid  Waste  (MSW) Secara  Langsung.  JURNAL  TEKNIK 2337-3539.
Homdoung 1 ,  Tippayawong 1 ,*  and  Dussadee 2 . (2015)    Performance  investigation  of  a modified  small  engine  fueled    with producer gas.  Maejo Int. J. Sci. Technol.
Nhuchhen  &  Salam  (2012)  Experimental  study  on two-stage air supply downdraft gasifier and dual  fuel  engine  system.  Biomass  Conv.
Bioref 2:159–168
Chaves a ,  M.J  Silva b ,  S.M.N  de  Souza c D  Secco c , H.A  Rosa c ,n,  C.E.C  and  Nogueira c E.P Frigo  b, d (2016).  Small-scale  power generation  analysis:  Downdraft  gasiﬁer coupled to engine generator set. Renewable and Sustainable Energy Reviews 58 - 491– 498.
Djafar  dan  Darise.  (2018).  Pengaruh  jumlah  aliran udara  terhadap  nyala  api  efektif  dari reaktor  gasifikasi  biomassa  tipe  fixed  bed downdraft  menggunakan  bahan  bakar tongkol jagung. JTech 6(2), 94 – 100.
Azimov*,  E.Tomita 1 ,  Kawahara 2 ,  Yuji  Harada 3 . (2011)  Effect  of  syngas  composition  on combustion and exhaust emission characteristics  in  a  pilot-ignited  dual-fuel engin  operated  in  PREMIER  combustion mode. International Journal
Martínez  a,b,  J.D  Mahkamov  c,*,  Rubenildo  V.
Andrade  b    ,  E.E.S  Lora  b  (2012).  Syngas production  in  downdraft  biomass  gasiﬁers and its application using internal combustion engines. Renewable Energy 38 1-9-
Galindo  AL,  Lora  ES,  Andrade  RV,  Giraldo  SY, Jaén  RL,  Cobas  VM  (2014). Biomass gasiﬁcation  in  a  downdraft  gasiﬁer  with  a two-stage  air  supply:  effect  of  operating conditions  on  gas  quality.  Biomass Bioenergy;61:236–44
Boloy  RAM,  JL  Silveira,  Tuna  CE,  C.R  and  JS Antunes.  (2011)    Ecological  impacts  from syngas  burning  in  internal  combustion
UJI KINERJA MESIN DIESEL GENERATOR MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR MODE SISTEM DUAL FUEL SOLAR DAN SYNGAS HASIL GASIFIKASI DARI TONGKOL JAGUNG
engine:  technical  and  economic  aspects. Renew Sustain Energy;15:5194–201. Roy  P.C  a,  A.  Datta  b,  and  Chakraborty  (2013)  An assessment of different biomass  feedstocks in  a  downdraft  gasiﬁer  for  engine application. Fuel 106-864–868.