repository.untag-sby.ac.idrepository.untag-sby.ac.id/1427/1/ABSTRAK.pdf · 2019. 3. 1. · Maksud...

TUGAS AKHIR

KAJI EKSPERIMENTAL RADIASI API DARI PENGARUH

VARIASI TEKANAN BIOGAS DAN LAJU ALIRAN

KONSTAN PADA PROSES PEMURNIAN DAN TANPA

PEMURNIAN

Disusun oleh:

Sukma Adi Permana (1421 404 483)

Achmad Baidhowi (1421 404 489)

Yasika Seputra (1421 404 465)

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA

2019

Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik UNTAG Surabaya

2

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

NAMA : SUKMA ADI PERMANA

NBI : 1421404483

PROGRAM STUDI : TEKNIK MESIN

FAKULTAS : TEKNIK

JUDUL : KAJI EKSPERIMENTAL RADIASI API DARI

PENGARUH VARIASI TEKANAN BIOGAS DAN

LAJU ALIRAN KONSTAN PADA PROSES

PEMURNIAN DAN TANPA PEMURNIAN.

Mengetahui / Menyetujui

Dosen Pembimbing

Ir. Ichlas Wahid, M.T.

NPP. 20420900207

Dekan

Fakultas Teknik

Dr. Ir. Sajiyo, M.Kes.

NPP. 20420900197

Ketua Program Studi

Teknik Mesin

Ir. Ichlas Wahid, M.T.

NPP. 20420900207



3

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan Judul:

“KAJI EKSPERIMENTAL RADIASI API DARI

PENGARUH VARIASI TEKANAN BIOGAS DAN LAJU

ALIRAN KONSTAN PADA PROSES PEMURNIAN DAN

TANPA PEMURNIAN”

yang dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik Mesin pada

Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya,

sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi dari Tugas Akhir yang sudah

dipublikasikan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik di

lingkungan Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya maupun di perguruan tinggi atau

instansi manapun, kecuali bagian yang bersumber informasinya dicantumkan

sebagaimana mestinya.

Surabaya, 14 Januari 2019

Sukma Adi Permana

1421404483



4

LEMBAR PERSEMBAHAN

Ya Allah,

Waktu yang sudah hamba jalani dengan jalan hidup yang sudah menjadi takdir,

sedih, bahagia, dan bertemu orang-orang yang memberi hamba berjuta pengalaman,

yang telah memberi warna-warni kehidupan. Hamba bersyukur kepada Mu.

Engkau berikan hamba kesempatan untuk bisa sampai dipenghujung perkuliahan

sekaligus awal perjuangan hamba, segala Puji bagi Mu Ya Allah.

Untuk Ibu, Bapak tercinta, terkasih, dan terhormat.

Saya persembahkan Tugas Akhir ini kepada kalian atas kasih sayang dan bimbingan

kalian selama ini sehingga anakmu ini dapat menyelesaikan perkuliahan

dengan baik. Walau saya tahu perjuangan ini tak sebanding dengan perjuangan

kalian yang telah membesarkan saya.

Teruntuk dosen, pegawai, serta kawan-kawan Universitas 17 Agustus 1945

Surabaya,

Terimakasih atas segala bantuan yang telah diberikan kepada saya selama masa

perkuliahan, semoga kita dipertemukan dilain hari dalam kondisi yang lebih baik

lagi dari sekarang, karena perjuangan kita sejatinya baru akan dimulai dengan level

tantangan yang lebih tinggi dari sebelumnya. Selalu kuat dan tersenyumlah kawan.

Terkhusus untuk Dian Putri Pertiwi,.S.T selaku sang motivator, saya ucapkan

beribu-ribu ucapan terimakasih karena selalu memotivasi dan mendampingi saya

dari awal sampai akhir sehingga Tugas Akhir ini bisa saya selesaikan.

Banyak sekali yang ingin saya ungkapkan, tetapi tidak dapat saya tuliskan satu

persatu. Semoga hasil dan perjuangan ini dapat saya amanahkan dengan tulus ikhlas

serta barokah untuk semua.

Aamiin. Ya Rabbal Alamin



5

MOTTO

”Tidak ada istilah ‘TIDAK BISA’, selagi ada niat yang kuat serta

bersungguh-sungguh dan diimbangi dengan do’a Inyaallah semua

‘PASTI BISA’ dikerjakan”



6

ABSTRAK

Biogas merupakan bahan bakar non fosil yang bersifat renewable (dapat

diperbaharui) yang dapat dijadikan bioenergi alternatif. Namun biogas

memiliki kandungan pengotor-pengotor yang cukup tingi pula seperti CO2

yang dapat menurunkan nilai kalor pembakaran serta H2S yang berpotensi

mencemari lingkungan. Untuk menghilangkan senyawa pengotor-pengotor

dan meningkatkan nilai kalor pembakaran diperlukan pemurnian biogas

dengan menggunakan zeolit alam. Pada penelitian kali ini bertujuan untuk

Mengkaji karakteristik Biogas setelah proses pemurnian dan tanpa pemurnian

dengan pengaruh tekanan dan laju aliran konstan ditinjau dari analisa

perpindahan kalor secara radiasi. Penelitian ini dilakukan dengan cara

mengukur temperatur api yang dihasilkan biogas setelah proses pemurnian dan

tanpa pemurnian. Hasil pengukuran temperatur api menunjukkan bahwa

temperatur api biogas setelah proses pemurnian menghasilkan temperatur yang

lebih tinggi dibandingkan tanpa pemurnian pada laju aliran 3 lpm dengan

tekanan 20 Psi. Dari proses pemurnian didapat temperatur yang paling tinggi

yaitu 6150C dan menghasilkan radiasi api 517,09 W sedangkan biogas tanpa

pemurnian didapat temperatur yang paling tinggi yaitu 5360C dan

menghasilkan radiasi api 370,46 W. Kemudian pada tekanan biogas 30 Psi

dengan laju aliran 3 lpm dengan proses pemurnian didapat temperatur yang

paling tinggi yaitu 6530C dan menghasilkan radiasi api sebesar 517,34 W.

Sedangkan biogas tanpa pemurnian didapat temperatur paling tinggi yaitu

6010C dan menghasilkan radiasi api 460,32 W. Dari hasil tersebut

menunjukkan bahwa proses pemurnian biogas dapat meningkatkan temperatur

dan radiasi api biogas. Dan dari pengaruh tekanan menunjukkan bahwa

semakin tinggi tekanan pada proses pemurnian makan semakin baik proses

pemurniannya.



7

ABSTRAK

Biogas merupakan bahan bakar non fosil yang bersifat renewable (dapat

diperbaharui) yang dapat dijadikan bioenergi alternatif. Namun biogas

memiliki kandungan pengotor-pengotor yang cukup tingi pula seperti CO2

yang dapat menurunkan nilai kalor pembakaran serta H2S yang berpotensi

mencemari lingkungan. Untuk menghilangkan senyawa pengotor-pengotor

dan meningkatkan nilai kalor pembakaran diperlukan pemurnian biogas

dengan menggunakan zeolit alam. Pada penelitian kali ini bertujuan untuk

Mengkaji karakteristik Biogas setelah proses pemurnian dan tanpa pemurnian

dengan pengaruh tekanan dan laju aliran konstan ditinjau dari analisa

perpindahan kalor secara radiasi. Penelitian ini dilakukan dengan cara

mengukur temperatur api yang dihasilkan biogas setelah proses pemurnian dan

tanpa pemurnian. Hasil pengukuran temperatur api menunjukkan bahwa

temperatur api biogas setelah proses pemurnian menghasilkan temperatur yang

lebih tinggi dibandingkan tanpa pemurnian pada laju aliran 3 lpm dengan

tekanan 20 Psi. Dari proses pemurnian didapat temperatur yang paling tinggi

yaitu 6150C dan menghasilkan radiasi api 517,09 W sedangkan biogas tanpa

pemurnian didapat temperatur yang paling tinggi yaitu 5360C dan

menghasilkan radiasi api 370,46 W. Kemudian pada tekanan biogas 30 Psi

dengan laju aliran 3 lpm dengan proses pemurnian didapat temperatur yang

paling tinggi yaitu 6530C dan menghasilkan radiasi api sebesar 517,34 W.

Sedangkan biogas tanpa pemurnian didapat temperatur paling tinggi yaitu

6010C dan menghasilkan radiasi api 460,32 W. Dari hasil tersebut

menunjukkan bahwa proses pemurnian biogas dapat meningkatkan temperatur

dan radiasi api biogas. Dan dari pengaruh tekanan menunjukkan bahwa

semakin tinggi tekanan pada proses pemurnian makan semakin baik proses

pemurniannya.



8

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan kasih

dan sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “KAJI

EKSPERIMENTAL RADIASI API DARI PENGARUH VARIASI TEKANAN

BIOGAS DAN LAJU ALIRAN KONSTAN PADA PROSES PEMURNIAN DAN

TANPA PEMURNIAN”

Maksud dari penyusunan skripsi ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat

dalam menempuh pendidikan Strata satu Fakultas Teknik jurusan Mesin Universitas

17 Agustus 1945. Dalam penyusunan skripsi ini, banyak pihak yang sangat membantu

penulis dalam berbagai hal. Oleh karena itu, penulis sampaikan rasa terima kasih yang

sedalam-dalamnya kepada :

1. Bapak Pramoda Agung S.,ST.,MT selaku Dosen pembimbing yang selalu

merelakan waktu untuk membimbing kami serta masukan-masukan dalam

penyelesaian Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ichlas Wahid.,MT Selaku Kaprodi Teknik Mesin Universitas 17

Agustus 1945.

3. Seluruh dosen Fakulitas Teknik, Khususnya Jurusan Teknik Mesin

Universitas 17 Agustus 1945.

4. Orang tua dan DPP yang telah memberikan doa dan dukungannya kepada

penulis baik secara moril maupun materi sehingga skripsi ini dapat

diselesaikan penulis.

5. Sahabat serta rekan-rekan seperjuangan yang tak henti memberikan motivasi

dan masukam kepada penulis.

Surabaya, 14 Januari 2019



9

Sukma Adi Permana

DAFTAR ISI

Lembar Judul ...................................................................................... i

Lembar pengesahan ............................................................................. ii

Pernyataan Keaslian ............................................................................ iii

Lembar Persembahan .......................................................................... iv

Abstrak ................................................................................................ v

Kata Pengantar..................................................................................... vi

Daftar Isi .............................................................................................. vii

Daftar Gambar ..................................................................................... ix

Daftar Tabel ......................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN ..................................................... 1

1.1 Latar Belakang.............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah......................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah........................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian.......................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian....................................................................... 4

1.6 Sistematika Penulisan................................................................... 4

BAB II DASAR TEORI........................................................... 5

2.1 Biogas............................................................................................. 5



10

2.2 Pemurnian Biogas........................................................................... 6

2.3 Adsorbsi Fisik ................................................................................. 6

2.4 Adsorbsi Kimia ............................................................................... 7

2.5 Zeolit................................................................................................ 7

2.5.1 Struktur Zeolit............................................................................... 8

2.5.2 Zeolit alam.................................................................................... 9

2.5.3 Kegunaan Zeolit........................................................................... 11

2.6 Proses Pembakaran......................................................................... 12

2.7 Api (Flame)..................................................................................... 13

2.7.1 Definisi Api.................................................................................. 13

2.7.2 Karakteristik Api.......................................................................... 13

2.7.3 Klasifikasi Api............................................................................. 14

2.7.4 Proses Perpindahan Panas............................................................ 15

BAB III METODE PENELITIAN........................................... 18

3.1 Pendahuluan.................................................................................... 18

3.2 Diagram Alir Penelitian.................................................................. 19

3.2.1 Studi literatur............................................................................... 20

3.2.2 Ide Penelitian............................................................................... 20



11

3.2.3 Persiapan dan Perancangan alat ................................................. 20

3.2.4 Pengujian Alat............................................................................. 26

3.2.5 Pengambilan Data....................................................................... 26

3.2.6 Analisa Data............................................................................... 26

3.2.7 Kesimpulan.................................................................................. 27

BAB IV ANALISA DATA. ...................................................... 28

4.1 Hasil Penelitian Biogas Tanpa Pemurnian dan Setelah

Pemurnian............................................................................................. 28

4.2 Analisa Data Temperatur Api Biogas Tanpa Pemurnian dan Setelah

Pemurnian............................................................................................. 28

4.3 Analisa Perpindahan Panas............................................................. 33

4.3.1 Analisa Perpindahan Panas Secara

Radiasi.................................................................................................. 33

BAB V PENUTUP................................................................... 47

5.1 Kesimpulan ................................................................................... 47

5.2 Saran.............................................................................................. 47



12

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................... 65

LAMPIRAN

Lampiran 1 Data pengujian Temperatur biogas.

Lampiran 2 Data analisa perhitungan radiasi api biogas.

Lampiran 3 Data foto api.

Lampiran 4 Foto alat pengujian.

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. konstruksi empat kerangka zeolit yang berbeda

dari sodalite atau β cage (Payra dan Dutta, 2003) ............................... 9

Gambar 2.2. proses perpindahan panas ................................................ 16

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................... 20

Gambar 3.1. Kompresor AC ................................................................. 21

Gambar 3.2. Tabung refrigen ................................................................ 21

Gambar 3.3. Valve pressure .................................................................. 22

Gambar 3.4. Flow meter ........................................................................ 22

Gambar 3.5. rangkain kompresor dan tabung pemurnian ...................... 23

Gambar 3.6. Rangkain alat penelitian .................................................... 23

Gambar 3.7. Kompor biogas .................................................................. 24



13

Gambar 3.8. Sensor Termokopel ........................................................... 24

Gambar 3.9. Rangkaian ADC ................................................................ 25

Gambar 3.10 Rangakaian alat penguji ........................................................ 25

Gambar 4.1. Api biogas tanpa pemurnian dengan tekanan

biogas 20 psi dan laju aliran 3 lpm ........................................................ 29

Gambar 4.2. Api biogas setelah pemurnian dengan tekanan


Gambar 4.3. Api biogas tanpa pemurnian dengan tekanan


Gambar 4.4. Api biogas setelah pemurnian dengan tekanan


Gambar 4.5. grafik perbandingan temperatur api biogas

setelah pemurnian dan tanpa pemurnian dengan tekanan


Gambar 4.6. penampang selimut api biogas setelah pemurnian

dengan tekanan 20 psi dan laju aliran biogas 3 lpm pada ketinggian

10 dan 20 mm .......................................................................................... 34

Gambar 4.7. luasan selimut kerucut terpancung bidang ketinggian

10 dan 20 mm terpampang ........................................................................ 35



14

Gambar 4.8. Grafik perbandingan perpindahan panas radiasi api

biogas setelah pemurnian dengan tekanan biogas 20 psi dan 30

psi dengan laju aliran 3 lpm ..................................................................... 37


biogas setelah pemurnian dengan tekanan biogas 20 psi dan 30

psi dengan laju aliran 5 lpm .................................................................... 38

Gambar 4.10. Grafik perbandingan perpindahan panas radiasi

api biogas setelah pemurnian dengan tekanan biogas 20 psi dan

30 psi dengan laju aliran 7 lpm ................................................................ 39


api biogas setelah pemurnian dan tanpa pemurnian dengan tekanan

biogas 20 psi dan laju aliran 3 lpm ........................................................... 40


biogas setelah pemurnian dan tanpa pemurnian dengan tekanan 20

psi dan laju aliran 5 lpm .......................................................................... 41


api biogas setelah pemurnian dan sebelum pemurnian dengan

tekanan 20 psi, dan laju aliran 7 lpm ........................................................ 42



15





api biogas setelah pemurnian dan tanpa pemurnian dengan




tekanan 30 psi, dan laju aliran 7 lpm ....................................................... 46

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi Biogas ( Wahono, dkk., 2009 ) ......................... 6

Tabel 2.2 Parameter Adsorbsi Fisik dan Kimia

(Orthmer, 4th ed, Vol.1) ....................................................................... 7

Tabel 4.1. Temperatur api biogas tanpa pemurnian tiap

ketinggian pada tekanan 20 Psi dengan laju aliran 3 lpm ................... 28

Tabel 4.2. Temperatur api biogas setelah pemurnian pada tiap

ketinggian pada tekanan 20 psi dengan laju aliran 3 lpm .......................... 29

Tabel 4.3 Temperatur api biogas tanpa pemurnian pada tiap

ketinggian pada tekanan 30 psi dengan laju aliran 3 lpm .................... 31



16

Tabel 4.4. Temperatur api biogas tiap ketinggian pada

tekanan 30 Psi dan laju aliran 3 lpm dengan pemurnian ..................... 32

Tabel 4.5. Perpindahan panas secara radiasi api biogas setelah

pemurnian dengan tekanan biogas 20 psi dan 30 psi dengan

laju aliran 3 lpm .................................................................................. 37



laju aliran 5 lpm .................................................................................. 38



laju aliran 7 lpm ................................................................................... 39

Tabel 4.8. perpindahan panas secara radiasi api biogas setelah

pemurnian dan tanpa pemurnian dengan tekanan biogas 20 psi

dan laju aliran 3 lpm ............................................................................ 40


pemurnian dan tanpa pemurnian dengan tekanan 20 psi

dan laju aliran 5 lpm ............................................................................ 41



17



dan laju aliran 7 lpm ........................................................................... 42










repository.untag-sby.ac.idrepository.untag-sby.ac.id/1427/1/ABSTRAK.pdf · 2019. 3. 1. · Maksud...

Documents

Transcript of repository.untag-sby.ac.idrepository.untag-sby.ac.id/1427/1/ABSTRAK.pdf · 2019. 3. 1. · Maksud...