ANALISIS EFISIENSI ENERGI TERMAL TUNGKU MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR BAGLOG JAMUR TIRAM DAN SEKAM PADI KHARIS MAWAN SUHAELI

Transkripsi

1 ANALISIS EFISIENSI ENERGI TERMAL TUNGKU MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR BAGLOG JAMUR TIRAM DAN SEKAM PADI KHARIS MAWAN SUHAELI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Efisiensi Energi Termal Tungku Menggunakan Bahan Bakar Baglog Jamur Tiram dan Sekam Padi adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2014 Ks Mawan Suhaeli NIM G

4 ABSTRAK KHARIS MAWAN SUHAELI. Analisis Efisiensi Energi Termal Tungku Menggunakan Bahan Bakar Baglog Jamur Tiram dan Sekam Padi Dibimbing oleh IRZAMAN dan IRMANSYAH. Telah berhasil dibuat tungku sederhana berbahan isi baglog jamur tiram, sekam padi dan campuran 50% massa baglog jamur 50% massa sekam padi berbentuk silinder dengan 1 lubang, 2 lubang dan 4 lubang ventilasi untuk mendidihkan 30 kg dan 60 kg air. Hasil penelitian terbaik pada variasi lubang didapatkan pada tungku dengan variasi 1 lubang ventilasi, untuk bahan isi yang terbaik yaitu sekam padi. Efisiensi energi termal tungku yang paling tinggi didapatkan pada variasi 1 lubang dengan bahan isi sekam pada perebusan 60 kg air yaitu 15.08%, sedangkan yang terendah pada variasi 4 lubang dangan bahan isi baglog pada perebusan 30 kg air yaitu 3.59%. Analisis statistika yaitu dengan menggunakan metode Rangkaian Acak Lengkap dijelaskan bahwa pemberian variasi lubang pada perebusan 30 kg air ini tidak perpengaruh nyata terhadap efisiensi tungku, sedangkan pada perebusan 60 kg air variasi lubang pada tungku ini berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%. Kata kunci: Baglog Jamur Tiram, Efisiensi, Kalor Jenis, RAL, Sekam Padi ABSTRACT KHARIS MAWAN SUHAELI. Thermal Energy Efficiency Analysis of Furnace Fueled Baglog Oyster Mushroom and Rice Husk. Guided by IRZAMAN and IRMANSYAH It was success to make a simple stove from oyster mushrooms baglog content, rice husk and a mixture between baglog mushroom and rice husk about 1:1 and the body like cylindrical with 1 hole, 2 holes and 4 holes for ventilation boil 30 kg and 60 kg of water. The best results of research on the variation of the hole obtained on the stove is 1 variation ventilation holes, and the best content material is rice husk. The highest thermal energy efficiency of stove is founded in one hole with the material content of 60 kg husks in boiling water is 15.08%, while the lowest is 4 holes with variation baglog content material in boiling water 30 kg is 3.59%. Statistical analysis is by using a series of complete random method explained that granting the variation holes in boiling water 30 kg does not significantly affect the efficiency of the stove, while in the 60 kg of water boiling on the stove hole variation is significant at the 95% confidence interval. Keywords: Baglog Oyster Mushrooms, CRD, Efficiency, Rice Husk, Specific Heat.

5 ANALISIS EFISIENSI ENERGI TERMAL TUNGKU MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR BAGLOG JAMUR TIRAM DAN SEKAM PADI KHARIS MAWAN SUHAELI Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

6

7 Judul Skripsi : Analisis Efisiensi Energi Termal Tungku Menggunakan Bahan Bakar Baglog Jamur Tiram dan Sekam Padi Nama : Ks Mawan Suhaeli NIM : G Disetujui oleh Dr. Ir. Irzaman, M Si Pembimbing I Dr. Ir. Irmansyah, M Si Pembimbing II Diketahui oleh Dr. Akhiruddin Maddu, M Si Ketua Departemen Tanggal Lulus:

8 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan penelitian dengan judul Analisis Efisiensi Energi Termal Tungku Menggunakan Bahan Bakar Baglog Jamur Tiram dan Sekam Padi sebagai salah satu syarat kelulusan program sarjana di Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Dalam penulisan usulan penelitian ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Lili Suhaeli (alm), Bapak Jali Sumarli dan ibu Sri Idawati yang telah memberi nasehat, motivasi, kasih sayang, semangat dan doa yang tidak pernah habis kepada penulis 2. Kakek (Bapak Ardiana) dan nenek (Ibu Tarwesih) serta keluarga besar Bapak Ardiana, Mang Didin (Pijol),dan Bi Tati serta keluarga besar Bapak Mamad yang telah mendukung dan memotivasi penulis hingga saat ini 3. Bapak Dr Ir Irzaman, M Si selaku pembimbing I yang telah memberi bimbingan, kritik dan saran dalam penulisan skripsi 4. Bapak Dr. Ir Irmansyah, M Si selaku pembimbing II yang telah memberi banyak masukan, nasehat dan motivasi dalam penulisan skripsi 5. Bapak Dr Jajang Juansyah, M Si selaku penguji atas sarannya dan nasihatnya. 6. Nofitri yang selalu mendampingi, memberi motivasi dan semangat kepada penulis 7. Pak Asril, Pathul Amal serta masyarakat Desa Situ Ilir dan Situ Udik yang senantiasa membantu penelitian ini 8. Seluruh Dosen pengajar, Bapak Firman, Bapak Jun, Mas Ian dan semua staf Departemen Fisika IPB 9. Sahabat Setiawan, Habib, Ryan, Kamil, Hadyan, Ratna, Vivi, Yuyun, Sugandi, Dede Dadang, Bret, Jafar, Ujang, Fahmi, Radhiya, Laela, Andrian dan Ibab yang senantiasa memberikan semangat kepada penulis 10. Teman - teman fisika 47 Ryana, Tanty, Tia, Cucu, Siska, Hani, Danang, Amin, dll yang selalu bersama dalam suka dan duka 11. Kakak kelas 45 dan 46 kak Ainul, kak Chusnul, kak Ryan, kak Anu, kak Vina, kak Zimam, kak Andri, dll yang selalu memberi semangat dan membantu penulis 12. Adik - adik angkatan 48 dan 49 yang selalu memberikan kecerian kepada penulis 13. Teman-teman OMDA Subang (FOKKUS) yang telah menerima dan menjadikan penulis keluarga di Bogor 14. Semua pihak yang telah membantu tidak bisa disebutkan satu per satu terimakasih atas dukungannya Selanjutnya, penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi kemajuan penelitian ini. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan karunia-nya kepada kita semua. Amin. Bogor, September 2014 Ks Mawan Suhaeli

9 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR LAMPIRAN vi PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Perumusan Masalah 1 Tujuan Penelitian 2 Manfaat Penelitian 2 Ruang Lingkup Penelitian 2 TINJAUAN PUSTAKA 2 Sekam Padi 2 Baglog 2 Kayu Sengon 2 Perpindahan Kalor 3 Tungku Sekam 4 Analisis Efisiensi Tungku 5 Perhitungan Statistik Menggunakan Rncangan Acak Lengkap (RAL) 5 METODE 6 Bahan 6 Alat 6 Metode Penelitian 6 HASIL DAN PEMBAHASAN 8 Hasil Pembakaran 8 Bahan Isi Tungku Sekam Padi 8 Bahan Isi Tungku Baglog 10 Bahan Isi Tungku Campuran (50% Sekam Padi+50% baglog) 11 Hubungan Waktu pembakaran terhadap banyaknya lubang 14 Massa Jenis 16 Analisis RAL 16

10 SIMPULAN DAN SARAN 19 Simpulan 19 Saran 20 DAFTAR PUSTAKA 20 LAMPIRAN 22

11 DAFTAR TABEL 1 Perlakuan pada penelitian 7 2 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 30 kg air 9 3 Efisiensi energi termal tungku berbahan isi tungku sekam padi dengan perebusan 30 Kg air 9 4 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 60 kg air 9 5 Efisiensi energi termal tungku berbahan isi tungku sekam padi dengan perebusan 60 Kg air 10 6 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 30 kg air 10 7 Efisiensi energi termal tungku berbahan isi tungku baglog dengan perebusan 30 Kg air 10 8 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 60 kg air 11 9 Efisiensi energi termal tungku berbahan isi tungku baglog dengan perebusan 60 Kg air Massa bahan bakar dan air setelah 30 kg air Efisiensi energi termal tungku berbahan isi tungku campuran (50% sekam padi + 50% baglog) dengan perebusan 30 Kg air Massa bahan bakar dan air setelah 60 kg air Efisiensi energi termal tungku berbahan isi tungku campuran (50% sekam padi + 50% baglog) 60 Kg air Efisiensi energi termal tungku dengan variasi bahan isi dan lubang pada badan tungku Massa jenis bahan isi Hasil Analisis ragam dari pembakaran bahan isi sekam dengan 30 Kg air Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi campuran dengan 30 Kg air Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi baglog dengan 30 Kg air Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi sekam dengan 60 Kg air Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi campuran dengan 60 Kg air Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isibaglog dengan 60 Kg air Hasil analisis ragam dari perebusan 30 Kg air dengan 1 lubang Hasil analisis ragam dari perebusan 30 Kg air dengan 2 lubang Hasil analisis ragam dari perebusan 30 Kg air dengan 4 lubang Hasil analisis ragam dari perebusan 60 Kg air dengan 1 lubang Hasil analisis ragam dari perebusan 60 Kg air dengan 2 lubang Hasil analisis ragam dari perebusan 60 Kg air dengan 4 lubang 19 DAFTAR GAMBAR 1 Tungku sekam 4 2 Tungku sederhana 7

12 3 Grafik hubungan waktu perebusan dengan banyaknya lubang pada perebusan 30 kg air 15 4 Grafik hubungan waktu perebusan dengan banyaknya lubang pada perebusan 60 kg air 15 DAFTAR LAMPIRAN 1 Digram Alir Penelitian 23 2 Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi sekam pada 30 kg air 24 3 Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi sekam pada 60 kg air 25 4 Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi baglog pada 30 kg air 28 5 Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi baglog pada 60 kg air 30 6 Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi campuran pada 30 kg air 32 7 Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi campuran pada 60 kg air 34 8 Analisis statistik menggunakan rancangan acak lengkap dari pembakaran bahan isi sekam dan 30 kg air 36 9 Analisis statistik menggunakan rancangan acak lengkap dari pembakaran bahan isi sekam dan 60 kg air Analisis statistik menggunakan rancangan acak lengkap dari pembakaran dengan 1 lubang pada perebusan 30 kg air Analisis statistik menggunakan rancangan acak lengkap dari pembakaran dengan 1 lubang pada perebusan 60 kg air Gambar hasil penelitian Riwayat hidup 46

13 PENDAHULUAN Latar Belakang Jamur tiram putih (Pleurotus florida) merupakan jamur konsumsi. Sebagai jamur konsumsi jamur tiram memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Selain itu juga jamur tiram putih memiliki protein yang sangat tinggi. Jamur tiram putih sudah banyak dikenal oleh konsumen sehingga telah memiliki pasar yang baik. Dibandingkan dengan jamur yang dapat di makan (edible mushroom) lainnya, jamur tiram putih memiliki harga yang lebih terjangkau oleh konsumen. 1 Potensi yang bagus tersebut mendorong para petani untuk membudidayakan jamur tiram putih. Budidaya jamur tiram putih ini banyak dijumpai baik skala kecil atau besar, dari mulai teknologi yang sederhana hingga modern. Budidaya jamur ini menghasilkan limbah padat yang berupa baglog apabila tidak ditangani akan mengakibatkan pencemaran. Limbah baglog jamur ini bisa dimanfaatkan sebagai pupuk, pakan ikan, media budidaya cacing serta bahan bakar. Keterbatasan dan makin mahalnya sumber bahan bakar minyak bumi menjadi inspirasi untuk menggunakan energi alternatif sebagai bahan bakar memasak yaitu limbah baglog jamur. Limbah baglog jamur ini berasal dari biomassa. Apabila digunakan sebagai sumber energi ini sangat membantu di kala kelangkaan energi fosil yang sedang terjadi. Pengembangan energi biomassa sangat penting untuk menjaga ketersediaan energi di masa depan. Penelitian ini dilakukan untuk membantu para petani jamur mencari solusi dari permasalahan limbah baglog agar tidak menjadi pencemaran serta menjadikan limbah baglog ini sebagai bahan bakar untuk sterilisasi jamur tiram kembali dan dapat menjadi solusi kelangkaan energi yang terjadi. Perumusan Masalah 1. Apakah tungku dengan bahan bakar baglog dan sekam padi berpengaruh nyata terhadap efisiensi energi termal tungku dengan menggunakan analisis statistik Rancangan Acak lengkap? 2. Apakah tungku dengan pemberian lubang yang semakin banyak berpengaruh nyata terhadap efisiensi energi termal tungku dengan menggunakan analisis statistik Rancangan Acak Lengkap? Tujuan Penelitian 1. Mengoptimasi efisiensi energi termal pada tungku dengan komposisi bahan isi sekam 100%, sekam 50% + baglog 50% dan baglog 100% serta variasi 1, 2 dan 4 lubang di badan tungku. 2. Menganalisis efisiensi energi termal dari tungku

14 2 Manfaat Penelitian Penelitian ini dapat membantu para petani dalam menggunakan tungku sederhana yang lebih efisien dalam budidaya jamur tiram serta pengelohan limbahnya yang bermanfaat. Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini mengkaji tentang pemanfaatan limbah dari budidaya jamur dan padi agar dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk menekan biaya sterilisasi pada budidaya jamur. TINJAUAN PUSTAKA Sekam Padi Sekam padi merupakan lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri dari dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling bertautan. Pada proses penggilingan beras sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan. Sekam dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku industri, pakan ternak dan energi atau bahan bakar. 2 Menurut Suharno, ditinjau dari komposisi kimia, sekam padi mengandung kadar air sebesar 9.02%, protein kasar 3.03%, lemak 1.18%, serat kasar 35.68%, abu 17.17%, dan karbohidrat kasar 33.71%. Sedangkan komposisi kimia sekam padi menurut DTC IPB yaitu karbon 1.33%, hidrogen 1.54%, oksigen 33.64%, dan silika 16.98%. 3 Baglog Baglog adalah media tanam jamur tiram putih yang komposisinya 70% serbuk gergaji, 20% dedak, sisanya kapur pertanian, tepung jagung dan gipsum. Serbuk gergaji yang digunakan biasanya serbuk kayu sengon. Kayu Sengon Kayu bakar merupakan sumber daya yang dapat diperbarui. Tetapi, permintaan kayu bakar melebihi kemampuannya untuk beregenerasi. Kayu bakar termasuk energi yang paling konvensional dan untuk memanfaatkannya tidak memerlukan teknologi pengolahan. Salah satu jenis kayu yang dapat digunakan sebagai kayu bakar adalah kayu sengon. 3 Kayu memiliki keragaman komposisi serta susunan kimia yang berbeda. Unsur yang terkandung pada kayu sengon sebagian besar adalah karbon 50%, hidrogen 6%, oksigen 44%, dan sedikit unsur lain. 3

15 3 Perpindahan Kalor Kalor adalah energi yang dipindahkan karena adanya beda temperatur. Sistem perpindahan kalor dibagi menjadi 3 jenis, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Secara umum, ketiga jenis tersebut dibedakan berdasarkan media dalam upaya memindahkan energi kalor. Konduksi menggunakan media padat, konveksi menggunakan media fluida, sedangkan radiasi menggunakan media gelombang elektromagnetik. 4,5 Konduksi Konduksi adalah pengangkutan kalor melalui interaksi antara atom-atom atau molekul tanpa disertai dengan perpindahan atom atau molekul itu sendiri. Arah aliran energi kalor adalah dari temperatur tinggi ke temperatr rendah dan konduksi hanya terjadi jika ada perbedaan temperatur. 6 Persamaan konduksi dapat dirumuskan seperti Persamaan (1) : Q/ t = ka T/L (1) Q/ t = laju aliran kalor konduksi (J.s -1 ) k = konduktivitas termal (J.s -1.m C -1 ) A = luas penampang benda (m 2 ) T = perbedaan temperatur ( 0 C) L = jarak antar ujung tebal bahan yang memiliki beda temperatur (m) Konveksi Konveksi adalah perpindahan kalor oleh gerakan massa pada fluida dari suatu daerah ruang ke daerah lainnya disertai dengan perpindahan molekul fluida. Ada 2 jenis konveksi yaitu konveksi alami dan konveksi buatan, contoh proses konveksi alami yang umum terjadi adalah aliran udara yang panas dan pemanasan pada air. 7 Persamaan konveksi dapat dirumuskan seperti Persamaan (2) : Q/ t = laju aliran kalor konveksi (J.s -1 ) h = koefisien konveksi(j/s m 2 0 C) A = luas penampang benda (m 2 ) T = perbedaan suhu ( 0 C) Q/ t = h A T (2)

16 4 Tungku Sekam Tungku adalah sebuah peralatan yang digunakan untuk memanaskan bahan serta mengubah bentuknya atau mengubah sifatnya (perlakuan panas), karena bahan bakar yang digunakan berupa sekam jadi tungku untuk pambakaran sekam disebut tungku sekam. Tungku sekam harus dibuat sedemikian rupa sehingga tercipta suatu aliran udara secara alamiah yang dapat meningkatkan jumlah aliran zat asam arang melewati bahan bakar yang menyala agar dapat menghasilkan nyala yang bersih dan panas , 14, Gambar 1 menjelaskan desain tungku sekam 15. Gambar 1 Desain tungku sekam 13 keterangan : A. Reservoir (tandon) sekam dalam bentuk kerucut terbalik. B. Cerobong berlubang untuk membatasi aliran api. C. Isolator tungku. D. Badan tungku. E. Ruang antara tatakan abu sementara dan ujung bawah kerucut. F. Lubang pembuangan reservoir. G. Reservoir abu sementara.

17 5 Analisis efisiensi tungku Perhitungan laju energi Qn dan efisiensi ɳ dilakukan menggunakan persamaan yang telah di pakai peneliti sebelumnya seperti Persamaan (4). 9,15 Qn = m f x E s t keterangan : Qn =laju energi yang dibutuhkan (kcal/jam) mf = massa air (kg) Es = energi spesifik (kcal/kg) t = waktu (jam) (4) Efisiensi bahan bakar dapat dihitung menggunakan Persamaan (5). 9,15 = Q n FCR x Hvf keterangan : ɳ = efisiensi bahan bakar (%) FCR = (Fuel Consumtion Rate) laju bahan bakar yang dibutuhkan (kg/jam) Qn = laju energi yang dibutuhkan (kcal/jam) HVF = (Heat Value Fuel) energi yang terkandung dalam bahan bakar (kcal/kg) (5) Perhitungan Statistik menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Metode rancangan acak lengkap merupakan suatu metode statistik yang digunakan untuk menduga keterkaitan dua buah variabel. Pada penelitian ini metode rancangan acak lengkap digunakan untuk melihat hubungan banyaknya lubang pada badan tungku dengan efisiensi energi termal yang didapat serta melihat hubungan variasi bahan isi dengan efisiensi energi termal pada tungku. Data yang akan dibandingkan diolah untuk mendapatkan Fhitung. Fhitung yang didapat dibandingkan dengan Ftabel sehingga dapat dianalisis pengaruh dari perlakuan tersebut 16. Rancangan acak lengkap dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (6) - (14) 16 : Faktor koreksi (FK) FK =y 2 rt (6) Jumlah kuadrat total (JKT) JKT = Σx ij FK (7) Jumlah kuadrat perlakuan (JKP) 2 JKP = (rσy i ) FK (8) Jumlah kuadrat galat (JKG) JKG = JKT JKP (9) Db P = t-1 (10) Db G = t (r-1) (11)

18 6 Kuadrat tengah perlakuan (KTP) KTP = JKP : Db P (12) Kuadrat tengah galat (KTG) KTG = JKG : Db G (13) sehingga didapat Fhitung : Fhitung = KTP : KTG (14) Keterangan : p = perlakuan r = ulangan y = rata-rata umum DbP = derajat bebas perlakuan DbG = derajat bebas galat x ij = data percobaan METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fisika Material Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dan di Desa Situ Udik Kec. Cibungbulang Kab. Bogor. Bahan Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah baglog jamur dan sekam padi. Alat Peralatan yang digunakan adalah drum, timbangan, kayu bakar, besi, termometer laser, gelas ukur, stopwatch, paralon, komputer dan alat uji kalor jenis, alat ukur suhu dan kelembaban digital. Metode Penelitian Pembuatan kompor sederhana berbentuk berbentuk silinder dengan memotong drum menjadi 2 bagian dengan ukuran diameter drum 56 cm, tinggi drum 47 cm serta lubang pada bagian bawah badan tungku 12 x 12 cm 2 dan lubang tempat keluarnya api dengan diameter 8 cm tampak seperti Gambar 2. Pembuatan variasi jumlah lubang pada sisi bawah badan kompor, yaitu lubang 1, lubang 2 dan lubang 4 sebagai jalan masuknya udara pada saat pembakaran serta digunakan sebagai tempat memasukkan kayu bakar untuk pemicu nyalanya api. Setelah itu, dilakukan penimbangan untuk masing masing bahan bakar, sekam sebanyak 20 kg, baglog 50 kg dan campuran dari 15 kg sekam + 15 kg baglog yang dipadatkan ke dalam tungku. Kemudian menimbang kayu yang akan dipakai untuk bahan bakar. Setelah semua set alat selesai, kemudian mendidihkan air sebanyak 30 kg dan 60 kg di dalam drum yang sudah disediakan. Dilakukanlah pencatatan waktu sampai air mendidih dalam suhu 100 o C.

19 Setelah air mendidih, ditimbang sisa air dan sisa bahan bakar yang terpakai pada masing-masing kompor. Kemudian menghitung sekam yang terbakar dan efisiensi pembakaran. Perlakuan terlihat pada Tabel 1 untuk setiap bahan isi yang berupa sekam 100%, campuran sekam dan baglog masing-masing 50%, dan baglog 100%. Proses perebusan air menggunakan kompor sederhana ini, dilakukan satu kali pengulangan untuk masing-masing variasi. Sehingga didaptkanlah hubungan antara jumlah lubang, waktu yang dibutuhkan, serta efisiensi pembakarannya. Tabel 1 Perlakuan pada Penelitian 7 Bahan isi Sekam Campuran Baglog Jumlah lubang Massa air yang direbus (kg) Tungku Sederhana keterangan : 1. Lubang untuk membatasi api. 2. Bahan isi. 3. Badan tungku. 4. Lubang utama. (A)

20 8 (B) Gambar 2 (A) Tungku sederhana dengan variasi lubang (B) Set up tungku sederhana dengan drum perebus air Analisis Statistik Menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Metode rancangan acak lengkap merupakan suatu metode statistik yang digunakan untuk menduga keterkaitan dua buah variabel. Pada penelitian ini metode rancangan acak lengkap digunakan untuk melihat hubungan banyaknya lubang pada badan tungku dengan efisiensi energi termal yang didapat serta melihat hubungan variasi bahan isi dengan efisiensi energi termal pada tungku. Data yang akan dibandingkan diolah untuk mendapatkan Fhitung. Fhitung yang didapat dibandingkan dengan Ftabel sehingga dapat dianalisis pengaruh dari perlakuan tersebut. Analisis data mengikuti pengolahan data sesuai dalam persamaan (6) - (14). HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pembakaran Bahan Sekam Padi Pada bahan isi sekam padi dan pada perebusan 30 kg, memiliki efisiensi yang berbeda untuk masing - masing variasi lubangnya. Efisiensi paling besar adalah pada variasi lubang 1. Lubang 1 lebih bagus karena, sirkulasi udaranya cukup dan tidak banyak angin yang mengganggu karena lubangnya hanya 1 berbeda dengan 2 lubang dan 4 lubang. Banyaknya gangguan angin yang masuk serta pemborosan bahan isi sehingga mengakibatkan pembakaran menjadi kurang efisien. Tabel 2 dan Tabel 2 menjelaskan Perebusan air dan efisiensi tungku dengan bahan isi sekam padi dengan variasi lubang pada badan tungku ketika perebusan 30 kg air. Perhitungan lengkap tertera pada Lampiran 2 dan Lampiran 3

21 9 Tabel 2 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 30 kg air Jumlah Lubang Ulangan Massa air (kg) Massa bahan terpakai (Kg) Massa kayu terpakai (kg) Perubahan temperatur ( T) ( 0 c) Massa Uap air (kcal/kg) Waktu perebusan () (suhu udara luar C C dan kelembaban udara luar 61% 70%) Tabel 3 Efisiensi tungku berbahan isi sekam padi dengan perebusan 30 kg air Jumlah Lubang Ulangan Qn (kcal/) FCR sekam (kg/) FCR kayu (kg/) HVF sekam (kcal/kg). 4 HVF kayu (kcal/kg). 4 Efisiensi (%) Ketika bahan isi sekam padi dilakukan untuk perebusan 60 kg air, didapat efisiensi yang lebih besar dibanding 30 kg air, namun efisiensi yang lebih besar tetap pada 1 lubang karena meminimalisir gangguan faktor lain selain variasi yang dilakukan. Tabel 4 dan Tabel 5 menjelaskan perebusan air dan efisiensi tungku dengan bahan isi sekam padi dengan variasi lubang pada badan tungku ketika perebusan 60 kg air. Perhitungan lengkap tertera pada Lampiran 4 dan Lampiran 5 Jumlah Lubang Tabel 4 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 60 kg air Ulangan Massa Massa Perubahan Massa Massa Waktu bahan kayu temperatur air Uap air perebusan terpakai terpakai ( T) (kg) (Kg) (kg) ( 0 (kcal/kg) () c) (suhu udara luar C C dan kelembaban udara luar 70% 75%)

22 10 Tabel 5 Efisiensi energi termal tungku berbahan isi sekam padi dengan perebusan 60 kg air FCR FCR HVF Jumlah Qn HVF kayu Efisiensi Ulangan sekam kayu sekam Lubang (kcal/) (kg/) (kg/) (kcal/kg). 4 (kcal/kg). 4 (%) Bahan Baglog Penggunaan limbah budidaya jamur yaitu baglog sebagai bahan isi tungku, mengakibatkan semua limbah jamur termanfaatkan. Sehingga, tidak ada yang terbuang. Namun penggunaan baglog sebagai bahan isi tungku, tidak sebagus ketika menggunakan sekam padi. Efisiensi yang didapat kecil. Hal ini karena baglog memiliki kalor jenis yang sangat tinggi sehingga mudah terbakar dan menimbulkan pemborosan bahan isi. Walaupun demikian, untuk efisiensi tetap lubang 1 yang paling bagus. Tabel 6 dan Tabel 7 menjelaskan perebusan air dan efisiensi tungku dengan bahan isi baglog dengan variasi lubang pada badan tungku ketika perebusan 30 kg air. Perhitungan Lengkap tertera pada Lampiran 6 dan Lampiran 7. Tabel 6 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 30 kg air Massa Massa Perubahan Massa Massa Waktu Jumlah bahan kayu temperatur Ulangan air Uap air perebusan Lubang terpakai terpakai ( T) (kg) (Kg) (kg) ( 0 (kcal/kg) () c) (suhu udara luar C C dan kelembaban udara luar 75% 80%) Tabel 7 Efisiensi energi termal tungku berbahan isi baglog dengan perebusan 30 kg air FCR FCR HVF HVF Jumlah Qn Ulangan baglog kayu baglog kayu Lubang (kcal/) (kg/) (kg/) (kcal/kg) (kcal/kg) Efisiensi (%)

23 Sedangkan untuk perebusan 60 kg air, efisiensi paling besar pada variasi 1 lubang pada badan tungku. Tabel 8 dan Tabel 9 menjelaskan perebusan air dan efisiensi tungku dengan bahan isi baglog dengan variasi lubang pada badan tungku ketika perebusan 60 kg air. Perhitungan lengkap tertera pada Lampiran 8 dan Lampiran 9. Jumlah Lubang Tabel 8 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 60 kg air Ulangan Massa Massa Perubahan Massa Massa Waktu bahan kayu temperatur air Uap air perebusan terpakai terpakai ( T) (kg) (Kg) (kg) ( 0 (kcal/kg) () c) (suhu udara luar 29 0 C 31 0 C dan kelembaban udara luar 75% 83%) Tabel 9 Efisiensi energi termal tungku berbahan isi baglog dengan perebusan 60 kg air 11 Jumlah Lubang Ulangan Qn (kcal/) FCR baglog (kg/) FCR kayu (kg/) HVF baglog (kcal/kg) HVF kayu (kcal/kg). 4 Efisiensi (%) Bahan Isi Campuran Untuk bahan isi tungku berupa campuran antara sekam padi dan baglog dengan komposisi 50% sekam padi dan 50% baglog, didapatkan efisiensi yang baik namun tidak terlalu tinggi. Variasi lubang 1 masih lebih bagus dibandingkan 2 lubang ataupun 4 lubang. Tabel 10 dan Tabel 11 menjelaskan perebusan air dan efisiensi tungku dengan bahan isi campuran 50% sekam padi dan 50% baglog dengan variasi lubang pada badan tungku ketika perebusan 30 kg air. Perhitungan lengkap tertera pada Lampiran 10 dan Lampiran 11.

24 12 Jumlah Lubang Tabel 10 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 30 kg air Massa Massa Perubahan Massa Massa Waktu Jumlah bahan kayu temperatur Ulangan air Uap air perebusan Lubang terpakai terpakai ( T) (kg) (Kg) (kg) ( 0 (kcal/kg) () c) (suhu udara luar C C dan kelembaban udara luar 70% 75%) Tabel 11 Efisiensi energi termal tungku berbahan isi campuran sekam padi : baglog = 1:1 dengan perebusan 30 kg air FCR FCR HVF HVF Qn Ulangan campuran kayu campuran Kayu (kcal/) (kg/) (kg/) (kcal/kg)* (kcal/kg). 4 Efisiensi (%) * Hasil rata-rata antara sekam dan baglog Ketika perebusan 60 kg air, efisiensinya lebih besar dan lubang 1 memiliki efisiensi yang lebih besar. Tabel 12 dan Tabel 13 menjelaskan perebusan air dan efisiensi tungku dengan bahan isi campuran 50% sekam padi dan 50% baglog dengan variasi lubang pada badan tungku ketika perebusan 60 kg air. Perhitungan lengkap tertera pada Lampiran 12 dan Lampiran 13. Tabel 12 Massa bahan bakar dan air setelah perebusan 60 kg air Massa Massa Perubahan Massa Massa Waktu Jumlah bahan kayu temperatur Ulangan air Uap air perebusan Lubang terpakai terpakai ( T) (kg) (Kg) (kg) ( 0 (kcal/kg) () c) (suhu udara luar C C dan kelembaban udara luar 65% 75%)

25 13 Jumlah Lubang Tabel 13 Efisiensi energi termal tungku berbahan isi tungku campuran sekam padi : baglog = 1:1 dengan perebusan 60 kg air Ulangan Qn (kcal/) FCR campuran (kg/) FCR kayu (kg/) HVF campuran (kcal/kg)* HVF kayu (kcal/kg). 4 Efisiensi (%) * Hasil rata-rata antara sekam dan baglog Berdasarkan data di atas terlihat bahwa penggunaan bahan isi tungku dengan sekam padi memiliki efisiensi yang lebih besar dibandingkan dengan baglog ataupun campuran 50% sekam padi dan 50% baglog. Dilihat dari kalor jenisnya baglog memiliki kalor jenis yang paling tinggi dibandingkan sekam dan bahan campuran dari sekam dan baglog, tetapi untuk efisiensi bahan isi sekam yang memiliki efisiensi yang tinggi sehingga dapat kita simpulkan untuk bahan isi yang paling baik pada tungku ini yaitu bahan isi yang memiliki kalor jenis rendah. Dalam variasi lubang pada badan tungku, lebih bagus ketika menggunakan hanya 1 lubang dibandingkan menggunakan 2 lubang ataupun 4 lubang. Menggunakan 1 lubang dapat mengontrol apinya dengan mudah dan dapat meminimalisir gangguan dari luar seperti angin. Ketika lubangnya lebih banyak, baik 2 lubang ataupun 4 lubang, mengakibatkan penggunaan kayu sengon sebagai pemicu api ajuh lebih banyak, dan kesulitan dalam hal memngontrol api. Disamping itu dengan lubang yang banyak, terlalu banyak angin yang masuk sehingga mengganggu proses pembakaran dan api dari pembakaran tidak terfokus sehingga banyak bahan yang terbakar percuma. Tabel 14 merupkan gabungan antara efisiensi tungku berbahan isi sekam, baglog dan campuran 50% sekam padi dan 50% baglog.

26 14 Tabel 14 Efisiensi energi termal tungku dengan variasi bahan isi dan lubang pada badan tungku Bahan isi Sekam padi Baglog Campuran (50% sekam + 50% baglog) Massa 30 kg air Massa 60 kg air Jumlah Efisiensi Jumlah Efisiensi Ulangan Ulangan lubang (%) lubang (%) Hubungan Antara Jumlah Lubang dengan Waktu Pembakaran Jumlah lubang pada badan tungku mempengaruhi waktu pembakaran. Semakin banyak jumlah lubang pada badan tungku mengakibatkan waktu pembakarannya semakin cepat. Dengan variasi 1 lubang, 2 lubang serta 4 lubang, dapat dilihat bahwa badan tungku yang memiliki 4 lubang membutuhkan waktu yang lebih sedikit untuk mendidihkan air. Waktu yang dibutuhkan dalam mendidihkan air merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi efisiensi, tetapi tidak dapat disimpulkan dengan waktu pembakan yang lebih cepat atau lebih lama maka efisiensinya lebih baik. Hal ini dikarenakan banyak faktor yang mempengaruhi efisiensi tungku ini. Gambar 3 menjelaskan grafik hubungan antara banyaknya lubang pada badan tungku dengan waktu pembakaran.

27 15 waktu (menit) Grafik waktu perebusan air 30 Kg terhadap banyaknya lubang Jumlah Lubang sekam Campuran Baglog Gambar 3 Grafik hubungan antara jumlah lubang pada badan tungku dengan waktu pembakaran massa air 30 Kg. waktu (menit) Grafik waktu perebusan air 60 Kg terhadap banyaknya lubang Jumlah lubang Sekam Campuran Baglog Gambar 4 Grafik hubungan antara jumlah lubang pada badan tungku dengan waktu pembakaran massa air 60 Kg.

28 16 Massa Jenis Bahan Terdapat tiga komponen utama dalam pembakaran, yaitu oksigen, bahan bakar dan panas. Setiap bahan bakar yang digunakan memiliki massa jenis dan kadar air yang berbeda. Massa jenis dan kadar air suatu bahan ini mempengaruhi pembakaran. Massa jenis dan kadar air suatu bahan berbanding terbalik dengan efisiensi energi termal pada proses pembakaran. Berdasarkan data yang didapat, terlihat bahwa sekam padi memiliki massa jenis yang paling kecil dibandingkan campuran dan baglog. Sehingga efisiensi tungku berbahan sekam padi lebih besar. Tabel 15 menjelaskan massa jenis masing-masing bahan. No Bahan Jari-jari drum (r) (m) Tabel 15 Massa jenis bahan isi Jari-Jari drum kuadrat(r 2 ) (m 2 ) Tinggi drum (t) (m) Volume drum (πr 2 ) (m 3 ) Massa bahan (kg) Massa jenin bahan (kg/m 3 ) 1 Sekam Campuran Baglog Hasil analisis Statistik dengan Rancangan Acak Lengkap Pada Tabel 16 hingga Tabel 18 dapat dilihat bahwa perlakuan variasi banyaknya lubang pada perebusan 30 kg air tidak berpengaruh nyata terhadap efisiensi tungku dengan bahana isi sekam padi, campuran dan baglog jamur tiram. Hal ini dikarenakan Fhitung yang didapat dari ketiga bahan isi tersebut lebih kecil dibandingkan Ftabel pada selang kepercayaan 95% dan 99%. Perhitungan lengkap tertera dalam Lampiran 8. Tabel 16 Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi sekam dengan 30 kg air Sumber keragaman (SK) Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Tabel 17 Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi campuran dengan 30 kg air Sumber keragaman (SK) Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total

29 Tabel 18 Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi baglog dengan 30 kg air Sumber keragaman (SK) Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Sedangkan pada Tabel 19 hingga Tabel 21 dan perhitungan pada lampiran didapat hasil pengaruh dari variasi banyaknya lubang terhadap efisiensi tungku yang didapatkan bahwa variasi banyaknya lubang berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%. Hal ini dikarenakan Fhitung yang didapatkan lebih besar dibandingkan Ftabel pada selang kepercayaan 95%. Pada selang kepercayaan 99% variasi banyaknya lubang pada bahan isi baglog dan sekam tidak berpengaruh nyata terhadap efisiensi tungku. Sedangkan pada bahan isi campuran, variasi banyaknya lubang berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 99%. Perhitungan Lengkap tertera dalam Lampiran 9. Tabel 19 Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi sekam dengan 60 kg air Sumber keragaman (SK) Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Tabel 20 Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi campuran dengan 60 kg air Sumber keragaman (SK) Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Tabel 21 Hasil analisis ragam dari pembakaran bahan isi baglog dengan 60 kg air Sumber keragaman (SK) Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total

30 18 Pada Tabel 22 hingga Tabel 24 dan perhitungan pada lampiran dapat dilihat bahwa perlakuan variasi bahan isi pada perebusan 30 Kg air tidak berpengaruh nyata terhadap efisiensi tungku dengan lubang 1 dan 2. Hal ini dikarenakan Fhitung yang didapat dari ketiga bahan isi tersebut lebih kecil dibandingkan Ftabel pada selang kepercayaan 95% dan 99%. Sedangkan pada lubang 4 variasi ini berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95% dan 99%. Perhitungan lengkap tertera dalam Lampiran 9. Sumber keragaman (SK) Tabel 22 Hasil analisis ragam dari perebusan 30 kg air dengan 1 lubang Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Sumber keragaman (SK) Tabel 23 Hasil analisis ragam dari perebusan 30 kg air dengan 2 lubang Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Sumber keragaman (SK) Tabel 24 Hasil analisis ragam dari perebusan 30 kg air dengan 4 lubang Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Pada Tabel 25 hingga Tabel 27 dan perhitungan pada lampiran didapat hasil pengaruh dari variasi bahan isi terhadap efisiensi tungku pada perebusan 60 Kg air didapatkan bahwa variasi ini berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%. Hal ini dikarenakan Fhitung yang didapatkan lebih besar dibandingkan Ftabel pada selang kepercayaan 95%. Pada selang kepercayaan 99% variasi bahan isi berpengaruh nyata terhadap efisiensi tungku pada lubang 1 dan 2. Sedangkan pada lubang 4, variasi bahan isi tidak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 99%. Perhitungan lengkap tertera dalam Lampiran 11.

31 19 Sumber keragaman (SK) Tabel 25 Hasil analisis ragam dari perebusan 60 kg air dengan 1 lubang Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Sumber keragaman (SK) Tabel 26 Hasil analisis ragam dari perebusan 60 kg air dengan 2 lubang Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Sumber keragaman (SK) Tabel 27 Hasil analisis ragam dari perebusan 60 kg air dengan 4 lubang Derajat bebas (db) Jumlah kuadrat (JK) Kuadrat tengah (KT) Fhitung Ftabel 5% 1% Perlakuan Galat Total Hasil analisis statistik ini dapat meyakinkan bahwa penelitian ini sangat berguna dalam pengembangan ketahanan energi nasional dengan desain tungku sederhana. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Telah berhasil dibuat tungku sederhana dari bahan isi sekam padi, baglog jamur tiram, serta campuran dari 50% massa baglog jamur tiram dan 50% massa sekam padi. Pada efisiensi tungku sederhana, didapatkan Efisiensi yang terbaik pada semua bahan isi itu ketika perebusan air dengan tungku satu lubang pada bagian bawah tungku. Hal ini dikarenakan udara yang masuk pada tungku terfokus untuk naik ke atas sehinggi api yang dihasilkan bagus. Hasil terbaik didapat pada variasi tungku satu lubang dengan bahan isi sekam padi. Dari hasil pembakaran tersebut diketahui bahwa kalor jenis bahan isi berbanding terbalik dengan efisiensi yang dihasilkan oleh tungku. Semakin besar kalor jenis bahan isi maka efisiensi tungku semakin kecil.

32 20 Massa jenis dan kadar air bahan juga mempengaruhi efisiensi tungku, terbukti dengan semakin kecilnya massa jenis, maka efisiensi tungku akan semakin besar, begitu juga dengan kadar air suatu bahan. Nilai efisiensi tungku yang paling tinggi yaitu pada saat tungku berbahan isi sekam padi dan memiliki satu lubang utama pada badan tungku yaitu pada perebusan 60 kg air sebesar 15.08%. Selain itu juga pengaruh variasi banyaknya lubang mempengaruhi lama waktu dari pembakaran diketahui pembakaran paling cepat terjadi pada tungku dengan variasi empat lubang pada bagian bawah tungku. Pada analisis statistik menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) didapatkan hasil bahwa variasi lubang yang dilakukan berpengaruh nyata hanya pada saat perebusan 60 kg air dengan taraf kepercayaan 95%. Sedangkan pada hasil analisis ragam untuk variasi bahan isi didapat untuk perebusan 60 kg air variasi ini berpengaruh nyata pada taraf kepercayaan 95%, sedangkan untuk taraf kepercayaan 99% variasi bahan isi pada lubang satu dan lubang dua dengan perebusan 60 kg yang berpengaruh nyata. Saran 1. Dilakukan Penelitian simulasi penyebaran panas pada tungku. 2. Memvariasikan tungku berbentuk silinder dengan kadar air yang berbeda -beda tetapi massa jenis bahannya sama. 3. Penggunaan tungku untuk strelisasi jamur tiram. DAFTAR PUSTAKA 1. Surya, S.E., Budiharto, A., dkk. Prosiding Konprensi Nasional Kelapa VI buku 2. Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan, halaman (2007). 2. Hendratno, K Permana. Sebaran Kalor Tungku Berbahan Bakar Sekam Padi dan Cangkang Kelapa Sawit Menggunakan Pendekatan Metode Beda Hingga pada Sterilisas Jamur Tiram Putih Dalam Drum [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB. (2013). 3. Umrih, T. Analisis Efisiensi Bahan Bakar Sekam dan Kayu Sangon pada Sterilisasi Media Tumbuh Jamur Tiram Putih [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB. (2011). 4. Rahmadani, E. Kajian Efisiensi Energi pada Proses Sterilisasi Media Tumbuh Jamur Tiram Putih Berbahan Bakar Kayu Sengon [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB. (2013). 5. Young & Freedman. University Physics Tehth edition. Diterjemahkan oleh Endang Juliastuti dengan judul Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid I. Jakarta: Erlangga. (2002). 6. Giancoli, D.C. Physics : Principles with Application, Fifth Edition. Diterjemahkan oleh Yuhilza Hanum dengan judul Fisika Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.(2001).

33 7. Irzaman, H. Darmasetiawan, H. Alatas, Irmansyah, A.D. Husin, M.N. Indro. Development of Cooking Stove with Rice Husk Fuel. Workshop on Renewable Energy Technology Applications t Support E3 Village (Energy, Economics and Enviroment), Universitas Persada Jakarta, halaman 82 85, Juli (2008). 8. Irzaman, H. Darmasetiawan, H. Alatas, Irmansyah, A.D. Husin, M.N. Indro, H. Hardhienata, K. Abdullah, T. Mandang, S. Tojo. Optimization of Thermal Efficiency of Cooking Stove with Rice-Husk Fuel in Supporting the Proliferation of Alternative Energy in Indonesia. Proceeding Symposium on Advanced Technological Development of Biomass Utilization in Southeast Asia, page 40 43, Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT), Japan (2009). 9. M. Rifki, Irzaman, H. Alatas. Optimasi Efisiensi Tungku Sekam dengan Ventilasi Lubang Utama pada Badan Tungku. Prosiding Seminar Nasional Sains II, FMIPA IPB Bogor. Halaman , Oktober (2008). 10.Desna, R. D. Puspita, H Darmasetiawan, Irzaman, Siswadi. Kajian Proses Sterilisasi Media Jamur Tiram Putih Terhadap Mutu Bibit Yang Dihasilkan 13 (2) halaman C85 C89. Berkala Fisika, Jurusan Fisika FMIPA Universi-tas Diponeoro Semarang (2010) 11.Husin A D, M. Misbakhusshudur, Irzaman, J. Juansah, S. Effendy. Pemanfaatan dan Kajian Termal Tungku Sekam untuk Penyulingan Minyak Atsiri dari Daun Cengkeh sebagai Pengembangan Produk dan Energi Alternatif Terbarukan. Prosding Seminar Nasional Sains III; FMIPA IPB Bogor Halaman (2010)/ 12.F Nawafi, D Puspita, Desna, Irzaman. Optimasi Tungku Sekam Skala Industri Kecil Dengan Sistem Boiler 13 (2). Berkala Fisika, Jurusan Fisika FMIPA Universi-tas Diponeoro Semarang. halaman C23 C26 (2010) 13.Irzaman. Bless Stove. Proceed-ing Symposi-um on Intel DST Asia Pacific Challenge, Banga-lore, India. Internasional. page 8, (2011). 14.Irzaman, Casnan, Pudji Untoro. Pemanfaatan Gas Karbon Tungku Sekam untuk Pengembangan Tungku dengan Bahan Bakar air dan Nabati dengan Metode Kavitasi. Prosiding Diskusi Ilmiah XI LEMI-GAS 2011, Jakarta. Nasional. Page (2011) 15.Ardianto, H. Optimasi Tungku Berbahan Bakar Sekam dan Tempurung Kelapa dan Analisis Termal [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB.(2013). 16.Sastrosupadi A. Rancangan Percobaan Praktis Bidang Pertanian. Yogyakarta : Kanisius. (2000). 21

34 22 LAMPIRAN LAMPIRAN

35 23 Lampiran 1. Diagram Alir Penelitian Mulai Penyediaan bahan dan alat Pembuatan tungku Pembakaran Pengambilan data Pengolahan data Penulisan laporan Selesai

36 24 Lampiran 2. Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi sekam pada 30 kg air 1. Perhitungan efisiensi bahan isi sekam lubang 1 dengan massa air 30 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 3 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (30 x 1 x 73) + (2.6 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x ) + (3300 x ) x 100% ζg = 9.12 % 2. Perhitungan efisiensi bahan isi sekam lubang 2 dengan massa air 30 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 5 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (30 x 1 x 73) + (4.5 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x ) + (3300 x ) x 100% ζg = 8.60 %

37 25 3. Perhitungan efisiensi bahan isi sekam lubang 4 dengan massa air 30 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 4.3 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (30 x 1 x 73) + (3.3 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x ) + (3300 x ) x 100% ζg = 7.71 %

38 26 Lampiran 3. Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi sekam pada 60 kg air 1. Perhitungan efisiensi bahan isi sekam lubang 1 dengan massa air 60 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 4.5 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (60 x 1 x 73) + (8 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x 48.00) + (3300 x 43.20) x 100% ζg = % 2. Perhitungan efisiensi bahan isi sekam lubang 2 dengan massa air 60 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 6 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (60 x 1 x 73) + (7 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x 72.00) + (3300 x 86.40) x 100% ζg = %

39 27 3. Perhitungan efisiensi bahan isi sekam lubang 4 dengan massa air 60 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 4.5 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (60 x 1 x 73) + (4.7 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x 72.00) + (3300 x 72.00) x 100% ζg = 9.37 %

40 28 Lampiran 4. Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi Baglog pada 30 kg air 1. Perhitungan efisiensi bahan isi baglog lubang 1dengan massa air 30 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 7 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (30 x 1 x 73) + (3.5 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x 51.43) + (4014 x 144) x 100% ζg = 5.46% 2. Perhitungan efisiensi bahan isi baglog lubang 2 dengan massa air 30 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 7 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (30 x 1 x 73) + (3 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x 48.51) + (4014 x ) x 100% ζg = 4.54 %

41 29 3. Perhitungan efisiensi bahan isi baglog lubang 4 dengan massa air 30 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 10 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (30 x 1 x 73) + (3,4 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x ) + (4014 x ) x 100% ζg = 3.59 %

42 30 Lampiran 5. Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi Baglog pada 60 kg air 1. Perhitungan efisiensi bahan isi baglog lubang 1dengan massa air 60 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 12 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (60 x 1 x 73) + (10 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x 46.45) + (4014 x ) x 100% ζg = 9.03 % 2. Perhitungan efisiensi bahan isi baglog lubang 2 dengan massa air 60 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 16 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (60 x 1 x 73) + (6 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x 83.20) + (4014 x ) x 100% ζg = 4.03 %

43 31 3. Perhitungan efisiensi bahan isi baglog lubang 4 dengan massa air 60 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 13.5 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (60 x 1 x 73) + (6 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x133.20) + (4014 x ) x 100% ζg = 4.40 %

44 32 Lampiran 6. Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi campuran pada 30 kg air 1. Perhitungan efisiensi bahan isi campuran lubang 1 dengan massa air 30 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 3 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (30 x 1 x 73) + (2.8 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x ) + (3657 x ) x 100% ζg = 8.42 % 2. Perhitungan efisiensi bahan isi campuran lubang 2 dengan massa air 30 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 6 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (30 x 1 x 73) + (2.7 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x ) + (3657 x ) x 100% ζg = 4.73 %

45 3. Perhitungan efisiensi bahan isi campuran lubang 4 dengan massa air 30 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 4 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (30 x 1 x 73) + (2.4 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x72.00 ) + (3657 x ) x 100% ζg = 5.31 %

46 34 Lampiran 7. Perhitungan efisiensi energi termal tungku dengan bahan isi campuran pada 60 kg air 1. Perhitungan efisiensi bahan isi campuran lubang 1 dengan massa air 60 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 8.5 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (60 x 1 x 73) + (11 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x38.92) + (3657 x 66.16) x 100% ζg = % 2. Perhitungan efisiensi bahan isi campuran lubang 2 dengan massa air 60 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 9 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (60 x 1 x 73) + (6 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x ) + (3657 x ) x 100% ζg = 6.27 %

47 3. Perhitungan efisiensi bahan isi campuran lubang 4 dengan massa air 60 Kg ulangan 1 Laju bahan bakar yang dibutuhkan 6 kg kg kg kg Laju energi yang dibutuhkan Qn = (m a x c a x T 1 ) + (m u x L v ) t (60 x 1 x 73) + (4.4 x 539) Qn = Qn = Jadi Qn = laju energi yang dibutuhkan pada proses sterilisasi sebesar (kcal/) Efisiensi bahan bakar ζg = (3355 x 79.20) + (3657 x 86.40) x 100% ζg = 6.62 %

48 36 Lampiran 8. Analisis statistik menggunakan rancangan acak lengkap dari pembakaran bahan isi sekam dan 30 kg air 1. Analisis ragam dari pembakaran bahan isi sekam dan 30 Kg air Jumlah lubang Ulangan 1 2 Rata-rata Rataan umum 8.34 FK :Faktor koreksi FK = y 2 x p x r = x 3 x 2 = JKT :Jumlah kuadrat total JKT = ( ) FK = = 3.49 JKP :Jumlah kuadrat perlakuan JKP = 2 x ( ) FK = = 2.20 JKG :Jumlah kuadrat galat JKG = JKT JKP = = 1.29 Db P = p 1 Db P = 3 1 Db P = 2 Db G = p(r 1) Db G = 3(2 1) Db G = 3 KTP :Kuadrat tengah perlakuan KTP = JKP : Db P =2.20 : 2 = 1.10 KTG :Kuadrat tengah galat KTG = JKG : Db G =1.29 : 3 = 0.43

49 37 F hitung = KTP : KTG F hitung = 1.10 : 0.43 F hitung = 2.56 KK : Koefisian keragaman KK = KTG y x 100% = 0.43 x 100% 8.34 = 7.87 %

50 38 Lampiran 9. Analisis statistik menggunakan rancangan acak lengkap dari pembakaran bahan isi sekam dan 60 kg air 1. Analisis ragam dari pembakaran bahan isi sekam dan 60 Kg air Jumlah lubang Ulangan 1 2 Rata-rata Rataan umum FK :Faktor koreksi FK = y 2 x p x r = x 3 x 2 = JKT :Jumlah kuadrat total JKT = ( ) FK = = JKP :Jumlah kuadrat perlakuan JKP = 2 x ( ) FK = = JKG :Jumlah kuadrat galat JKG = JKT JKP = = 1.92 Db P = p 1 Db P = 3 1 Db P = 2 Db G = p(r 1) Db G = 3(2 1) Db G = 3 KTP :Kuadrat tengah perlakuan KTP = JKP : Db P =31.98: 2 = KTG :Kuadrat tengah galat KTG = JKG : Db G =1.92: 3 = 0.64

51 39 F hitung = KTP : KTG F hitung = : 0.64 F hitung = KK : Koefisian keragaman KK = KTG y x 100% = x 100% = 6.89 %

52 40 Lampiran 10.Analisis statistik menggunakan rancangan acak lengkap dengan lubang 1 pada perebusan 30 kg air 1. Analisis ragam dari efisiensi pembakaran lubang 1 dengan 30 Kg air Bahan Isi Ulangan 1 2 Rata-rata Sekam Campuran Baglog Rataan umum 7.11 FK :Faktor koreksi FK = y 2 x p x r = x 3 x 2 = JKT :Jumlah kuadrat total JKT = ( ) FK = = JKP :Jumlah kuadrat perlakuan JKP = 2 x ( ) FK = = JKG :Jumlah kuadrat galat JKG = JKT JKP = = 3.33 Db P = p 1 Db P = 3 1 Db P = 2 Db G = p(r 1) Db G = 3(2 1) Db G = 3 KTP :Kuadrat tengah perlakuan KTP = JKP : Db P =19.16: 2 = 9.58 KTG :Kuadrat tengah galat KTG = JKG : Db G =3.33: 3 = 1.11

53 41 F hitung = KTP : KTG F hitung = 9.58 : 1.11 F hitung = 8.65 KK : Koefisian keragaman KK = KTG y x 100% = 1.11 x 100% 7.11 = %

54 42 Lampiran 11. Analisis statistik menggunakan rancangan acak lengkap dengan lubang 1 pada perebusan 60 kg air 1. Analisis ragam dari efisiensi pembakaran lubang 1 dengan 60 Kg air Bahan Isi Ulangan 1 2 Rata-rata Sekam Campuran Baglog Rataan umum FK :Faktor koreksi FK = y 2 x p x r = x 3 x 2 = JKT :Jumlah kuadrat total JKT = ( ) FK = = JKP :Jumlah kuadrat perlakuan JKP = 2 x ( ) FK = = JKG :Jumlah kuadrat galat JKG = JKT JKP = = 2.11 Db P = p 1 Db P = 3 1 Db P = 2 Db G = p(r 1) Db G = 3(2 1) Db G = 3 KTP :Kuadrat tengah perlakuan KTP = JKP : Db P =45.65 : 2 = KTG :Kuadrat tengah galat KTG = JKG : Db G =2.11: 3 = 0.704

55 43 F hitung = KTP : KTG F hitung = : F hitung = KK : Koefisian keragaman KK = KTG y x 100% = x 100% = 6.93 %

56 44 Lampiran 12. Gambar penelitian

57 45

58 46 RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Subang pada tanggal 25 November 1992 dari pasangan Bapak Lili Suhaeli (Alm) dan Ibu Sri Idawati Penulis merupakan anak pertama dari 1 orang bersaudara. Penulis mengikuti pendidikan TK selama 1 Tahun di TK Kartika Chandra Kirana III. Pada tahun penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Dasar di SDN Ligarmanah, dilanjutkan di SMPN 1 Subang hingga lulus tahun 2007 dan lanjut di SMAN 2 Subang serta lulus pada tahun Setelah menyelesaikan pendidikan di SMA pada tahun 2010 penulis melanjutkan pendidikan di IPB lewat jalur USMI (undanagan seleksi masuk IPB) sebagai mahasiswa di Departemen Fisika. Selama menjalani pendidikan penulis aktif di berbagai organisasi mahasiswa dan kepanitian, di antaranya sebagai Ketua OMDA Subang (FOKKUS) 2012, Pengurus HIMAFI tahun 2012, panitia OMI 2012, Physics Goes to School Bina Desa, panitia Kompetisi Fisika, panitia MPD (Masa Perkenalan Departemen), Open House angkatan 48, panitia Physics Expo, dan panitia Temu Alumni. Penulis juga aktif sebagai asisten seperti Asisten Praktikum Fisika dan Asisten Praktikum Eksperimen Fisika serta aktif mengikuti seminar-seminar di tingkat FMIPA, IPB dan NASIONAL.