| dc.description.abstract | Sekam padi merupakan salah satu biomassa yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan umpan gasifikasi. Gasifikasi menghasilkan gas mampu bakar yang dapat digunakan sebagai bahan bakar pada motor bakar. Satu cara yang dapat dilakukan agar pemanfaatan gasifikasi biomassa dapat lebih efisien adalah melalui analisis computational fluid dynamics (CFD). Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kinerja reaktor gasifikasi sekam padi tipe downdraft untuk beberapa skenario simulasi terhadap sudut throat dan sudut nozel, memilih desain reaktor gasifikasi terbaik yaitu yang menghasilkan nilai kalor gas paling tinggi berdasarkan hasil simulasi yang dilakukan, serta mempabrikasi dan menguji kinerja reaktor gasifikasi yang terpilih berdasarkan hasil simulasi. Penelitian ini mencakup perancangan dimensi reaktor, pembuatan geometri model dan simulasi, serta pengujian reaktor. Berdasarkan analisis perancangan, kebutuhan sekam padi adalah 4.88 kg tiap jam, diameter throat adalah 24 cm, diameter nozel adalah 1.24 cm, tinggi nozel dari dasar throat adalah 13 cm, dan volume hopper adalah 0.039 m3 dengan interval waktu pengisian 1 jam. Skenario bentuk geometri reaktor adalah sudut throat 70o, 80o, dan 90o, serta sudut nozel 10o dan 20o. Perangkat lunak Gambit 2.4.6 digunakan untuk pembuatan model 3D dan mesh, sedangkan perangkat lunak Ansys Fluent 13.0 digunakan untuk simulasi CFD. Di dalam simulasi, model k-epsilon digunakan sebagai model viscous (turbulensi), model P1 digunakan sebagai model radiasi, model Kobayashi digunakan sebagai model devolatilisasi, model fase diskret digunakan untuk penginjeksian bahan sekam padi, dan reaksi yang terlibat dalam proses gasifikasi (3 reaksi heterogen dan 6 reaksi homogen) diselesaikan dengan model finite rate/Eddy dissipation. Hasil simulasi menunjukkan bahwa reaktor dengan sudut throat 90o dan sudut nozel 10o menghasilkan nilai kalor gas tertinggi di antara skenario simulasi yang lain dengan persentase volume gas CO, H2, dan CH4 secara berturut – turut adalah 14.49%, 9.65%, dan 2.39%. Sudut throat yang lebih kecil cenderung menghasilkan suhu di dalam reaktor dan persentase gas H2 yang lebih tinggi, tetapi menghasilkan persentase gas CO dan CH4 yang lebih rendah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kapasitas aktual reaktor adalah 2.3 kg sekam padi per jam dengan laju gasifikasi spesifik 46.87 kg m-2 jam-1. Persentase volume gas CO dan CH4 hasil pengujian berturut-turut adalah 15.58%, dan 2.43% (nilai root mean square error adalah 0.78%). Simulasi yang dilakukan mampu memprediksi komposisi gas dengan cukup akurat tetapi tidak berhasil memprediksi suhu secara akurat pada sebagian zona reaktor (pengeringan dan pirolisis). | en |
