Analisis Pengaruh Aliran Kecepatan Udara Pada Gasifier Downdraft Berbahan Bakar Sekam Padi Menggunakan Simulasi Computational Fluid Dynamic (CFD)

Authors

  • Haydar Ali Alhadi Syamlan Program Studi Teknik Mesin, Universitas Pancasila, Indonesia
  • Erlanda Augupta Pane Program Studi Teknik Mesin, Universitas Pancasila, Indonesia
  • Rudi Hermawan Program Studi Teknik Mesin, Universitas Pancasila, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.38035/jim.v4i4.1392

Keywords:

Aliran Udara, Computational Fluid Dynamic (CFD), Sekam Padi

Abstract

Salah satu biomassa limbah dari proses penggilingan padi yang belum dimanfaatkan secara maksimal sampai kini ialah sekam padi. Penelitian ini dilakukan untuk memaksimalkan potensi pemanfaatan limbah sekam padi dengan menggunakannya sebagai bahan bakar dalam proses gasifikasi tipe downdraft, dimana arah aliran udaranya ke bawah dan menghasilkan gas mampu bakar melalui outlet di bawah reaktor. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kecepatan aliran udara masuk dalam proses gasifikasi berbahan bakar sekam padi menggunakan simulasi Computational Fluid Dynamic (CFD). Kecepatan udara yang divariasikan adalah 0,05 m/s, 0,1 m/s, 0,5 m/s, dan 1 m/s. Desain gasifier dibuat berdasarkan perhitungan dengan energi 2,6 kW, SGR 110 kg/h-m2 , massa jenis sekam padi 190 kg/m3 , nilai kalor sekam padi 14,48 MJ/kg, efisiensi gasifier 0,6, rasio ekuivalen 0,2 dan rasio udara-bahan bakar 4,57 kg udara / 1 kg sekam. Nilai laju pemasukan sekam padi 0,00029 kg/s dan nilai laju udara masuk 0,83 m3 /h didapat dari parameter tersebut. Sehingga reaktor memiliki dimensi sebagai berikut: diameter ruang dan masukan bahan bakar 139,79 mm, diameter saluran udara masuk 17,1 mm, diameter keluaran gas 111,58 mm dengan sudut throat 80º, tinggi total 449,4 mm, dan volume 567024,32 mm3 . Nilai proksimat dan ultimat difungsikan untuk memodelkan sekam padi pada CFD  serta reaksi kimianya. Hasil dari analisis menunjukan bahwa kecepatan aliran udara masuk memiliki pengaruh yang beragam terhadap distribusi temperatur, aliran udara dalam reaktor, reaksi kimia, dan gas mampu bakar yang dihasilkan. Kesimpulannya, variasi kecepatan aliran udara masuk 0,5 m/s adalah kondisi yang ideal untuk gasifikasi pada penilitian ini. Pada kondisi variasi ini, mampu menghasilkan gas mampu bahan bakar karbon monoksida (CO) sebesar 7,257 × 10-9 kg/s, hidrogen (H2) sebesar 1,754 × 10-21 kg/s, dan metana (CH4) sebesar 9,697 × 10-3 kg/s.

References

S. Academy, “Energi Tak Terbarukan: Arti, Jenis, Manfaat, dan Contoh,” Sampoerna Academy. [Online]. Available: https://www.sampoernaacademy.sch.id/id/energi-takterbarukan-arti-jenis-manfaat-dan-contoh/

The U.S. Energy Information Administration (EIA), “Biomass explained,” EIA Web. [Online]. Available: https://www.eia.gov/energyexplained/biomass/

P. Papilo, K. Kunaifi, E. Hambali, N. Nurmiati, and R. F. Pari, “Penilaian Potensi Biomassa Sebagai Alternatif Energi Kelistrikan,” J. PASTI (Penelitian dan Apl. Sist. dan Tek. Ind., vol. 9, no. 2, pp. 164–176, 2016, [Online]. Available: https://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/pasti/article/view/480

I. Qistina, D. Sukandar, and Trilaksono, “Kajian Kualitas Briket Biomassa dari Sekam Padi dan Tempurung Kelapa,” J. Kim. Val. J. Penelit. dan Pengemb. Ilmu Kim., vol. 2, no. November, pp. 136–142, 2016, doi: http://dx.doi.org/10.15408/jkv.v0i0.4054.

K. F. Rahma, Rahman, and A. M. Haqq, “Inovasi Pembuatan Biopelet Sekam Padi Sebagai Bahan Bakar Alternatif Terbarukan Untuk Aktivitas Rumah Tangga,” Bogor, 2011. [Online]. Available: https://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/44238

A. Permana, “Inovasi Gasifikasi Biomassa untuk Listrik Daerah Terpencil di Indonesia,” Institut Teknologi Bandung Web. Accessed: Jul. 10, 2023. [Online]. Available: https://www.itb.ac.id/berita/detail/58647/inovasi-gasifikasi-biomassauntuk-listrik-daerah-terpencil-di-indonesia

B. Hartono, “Pengaruh Laju Alir Udara Dan Kadar Air Biomassa Terhadap Proses Gasifikasi Menggunakan Downdraft Gasifier,” Semarang, 2019. [Online]. Available: http://lib.unnes.ac.id/id/eprint/35571

E. Suhendi, G. U. Paradise, and I. Priandana, “Pengaruh Laju Alir Udara Dan Waktu Proses Gasifikasi Terhadap Gas Producer Limbah Tangkai Daun Tembakau Menggunakan Gasifier Tipe Downdraft,” J. Bahan Alam Terbarukan, vol. 5, no. 2, pp. 45–53, 2016, doi: https://doi.org/10.15294/jbat.v5i2.6054

F. Vidian, “Gasifikasi Tempurung Kelapa Menggunakan Updraft Gasifier pada Beberapa Variasi Laju Alir Udara Pembakaran,” J. Tek. Mesin, vol. 10, no. 02, pp. 88– 93, 2008, [Online]. Available: https://jurnalmesin.petra.ac.id/index.php/mes/article/view/17820

S. Safarian, S. M. Ebrahimi Saryazdi, R. Unnthorsson, and C. Richter, “Modeling of hydrogen production by applying biomass gasification: Artificial neural network modeling approach,” Fermentation, vol. 7, 2021, doi: 10.3390/fermentation7020071

D. R. Ependi, “Studi Eksperimental Dan Numerik Pengaruh Temperatur Udara Inlet Proses Gasifikasi Pelet Msw Terhadap Performansi Multistage Downdraft Gasifier,” Institut Teknologi Sepuluh November, 2019. [Online]. Available: http://repository.its.ac.id/id/eprint/61237

N. Couto, A. Rouboa, V. Silva, E. Monteiro, and K. Bouziane, “Influence of the biomass gasification processes on the final composition of syngas,” Energy Procedia, vol. 36, pp. 596–606, 2013, doi: 10.1016/j.egypro.2013.07.068

M. Trifiananto, “Karakterisasi Gasifikasi Batubara Tipe Updraft dengan Variasi Equivalence Ratio,” Progr. Magister Bid. Keahlian Rekayasa Konversi Energi Jur. Tek. Mesin Fak. Teknol. Ind. Inst. Teknol. Sepuluh Nop. Surabaya, pp. 11–13, 2015

N. Nurulhuda, “Pengaruh Variasi Laju Alir Udara terhadap Efisiensi Termal pada Proses Gasifikasi dengan Sistem Updraft,” Universitas Hasanuddin, 2022. [Online]. Available: http://repository.unhas.ac.id:443/id/eprint/14589

D. E. G. Sofhia, W. Nurhasanah, and J. M. Munandar, “Pemanfaatan Limbah Sekam Menjadi Produk Arang Sekam untuk Meningkatkan Nilai Jual di Desa Gunturmekar, Kabupaten Sumedang Waste Utilization As Husk Charcoal Product To Increase Selling Value In Gunturmekar Village, Sumedang Districts,” J. Pus. Inov. Masy. Juni, vol. 2, no. 4, pp. 679–684, 2020.

&&&

Downloads

Published

2025-11-05

How to Cite

Syamlan, H. A. A., Pane, E. A., & Hermawan, R. (2025). Analisis Pengaruh Aliran Kecepatan Udara Pada Gasifier Downdraft Berbahan Bakar Sekam Padi Menggunakan Simulasi Computational Fluid Dynamic (CFD). Jurnal Ilmu Multidisiplin, 4(4), 2598–2616. https://doi.org/10.38035/jim.v4i4.1392

Issue

Vol. 4 No. 4 (2025): Jurnal Ilmu Multidisplin (Oktober - November 2025)

Section

Articles

License

Copyright (c) 2025 Haydar Ali Alhadi Syamlan, Erlanda Augupta Pane, Rudi Hermawan

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

You are free to:

  • Share— copy and redistribute the material in any medium or format
  • Adapt— remix, transform, and build upon the material for any purpose, even commercially.

The licensor cannot revoke these freedoms as long as you follow the license terms.

Under the following terms:

  • Attribution— You must give appropriate credit, provide a link to the license, and indicate if changes were made. You may do so in any reasonable manner, but not in any way that suggests the licensor endorses you or your use.
  • No additional restrictions— You may not apply legal terms or technological measures that legally restrict others from doing anything the license permits.

Notices:

  • You do not have to comply with the license for elements of the material in the public domain or where your use is permitted by an applicable exception or limitation.
  • No warranties are given. The license may not give you all of the permissions necessary for your intended use. For example, other rights such as publicity, privacy, or moral rightsmay limit how you use the material.