Pengaruh Rasio Udara Pembakaran antara Udara Primer dan Sekunder terhadap Efisiensi Pembakaran Serat Buah Sawit pada Reaktor Pembakaran Fixed-Bed

Abstract

Study of the oil palm fiber (mesocarp) combustion process in the laboratory scale has been conducting. The purpose of this research was to known the effect of various combustion air ratio between primary air (PA) and secondary air (SA) to combustion qualities of mesocarp. The ratio of combustion air (PA:SA) were variated at (20:80), (35:65), (50:50), (65:35) and (80:20). The research experimental was conducted using by a fixed bed reactor. The Controlling of combustion air flow rate using by the anemometer, to measure temperature using by thermocouple, and to measure gas emission using by the gas analyzer. The result of mesocarp combustion characteristics with thermo gravimetry analysis (TGA) method at heat flow 5 OC/min shown that the drying process (release H2O in the mesocarp) take place at 168 OC. The final devolatilization of mesocarp occurs at 298 OC and the char burnout take place 311 OC. The activation energy of mesocarp combustion around 16,13 kJ/mol•K and the pre-exponential factor around 9,43 mg/s. Based on the results of experiments known that there are significant influences the setting of combustion air ratio of primary air and secondary air to the combustion efficiency and temperature. Keywords: Air fuel ratio, combustion air, biomass, fiber, secondary air, primary air

Kajian tentang proses pembakaran serat buah kelapa sawit (mesocarp) skala laboratorium telah dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi rasio persentase udara pembakaran antara udara primer (PA) dan udara sekunder (SA) terhadap kualitas pembakaran serat buah kelapa sawit. Secara berurutan perbandingan udara pembakaran (PA:SA) divariasikan pada rasio (20:80), (35:65), (50:50), (65:35) dan (80:20). Kegiatan eksperimen dilakukan dengan menggunakan reaktor pembakaran fixed-bed. Pengontrolan variasi laju aliran udara pembakaran menggunakan anemometer, pengukuran suhu digunakan thermocouple tipe K, dan pengukuran emisi gas buang digunakan gas analyzer. Hasil karakteristik pembakaran mesocarp dengan metode thermogravimetry (TGA) pada heat flow 5OC/menit menunjukkan bahwa proses pengeringan serat dari kadar air berlangsung hingga suhu 168 OC, proses devolatilisasi pada suhu 298 OC dan pembakaran arang terjadi pada suhu 311 OC. Energi aktivasi proses pembakaran mesocarp sebesar 17 kJ/mol•K dengan nilai faktor pre-eksponensial 9,40 mg/s. Berdasarkan hasil eksperimen diketahui bahwa ada pengaruh cukup signifikan pengaturan jumlah rasio udara pembakaran antara udara primer dan udara sekunder terhadap suhu dan efisiensi pembakaran. Kata Kunci: rasio udara, udara pembakaran, biomasa, serat, udara primer, udara sekunder