PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN AIR HEATER TANPA SIRIP

dokumen-dokumen yang mirip
PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN AIR HEATER TANPA SIRIP

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN MENGGUNAKAN AIR HEATER TANPA SIRIP

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN MENGGUNAKAN AIR HEATER YANG DIPASANG DIDINDING BELAKANG TUNGKU

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN MENGGUNAKAN AIR HEATER BERSIRIP

INOVASI TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN AIR HEATERS PIPA PARALLEL

NASKAH PUBLIKASI INOVASI TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN VARIASI KETINGGIAN CEROBONG

NASKAH PUBLIKASI ILMIAH PENGEMBANGAN TUNGKU PEMBAKARAN MENGGUNAKAN AIR HEATER DAN TANPA AIR HEATER UNTUK BEJANA PENGUAP PIPA API

NASKAH PUBLIKASI TUGAS AKHIR

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI BEJANA PENGUAP DENGAN PIPA API MENGGUNAKAN VARIASI DEBIT GELEMBUNG UDARA PADA TUNGKU PEMBAKARAN SEKAM PADI DENGAN AIR HEATER

STUDI GASIFIKASI BATU BARA LIGNITE DENGAN VARIASI KECEPATAN UDARA UNTUK KEPERLUAN KARBONASI

TUGAS AKHIR PENGEMBANGAN TUNGKU PEMBAKARAN MENGGUNAKAN AIR HEATER DAN TANPA AIR HEATER UNTUK BEJANA PENGUAP PIPA API

NASKAH PUBLIKASI KARYA ILMIAH Pengembangan Desain Alat Produksi Gas Metana Dari Pembakaran Sekam Padi Menggunakan Filter Tunggal

INOVASI TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN VARIASI KETINGGIAN CEROBONG

BAB I PENDAHULUAN. sehari-hari. Permasalahannya adalah, dengan tingkat konsumsi. masyarakat yang tinggi, bahan bakar tersebut lambat laun akan

BAB I PENDAHULUAN. yang ada dibumi ini, hanya ada beberapa energi saja yang dapat digunakan. seperti energi surya dan energi angin.

NASKAH PUBLIKASI KARYA ILMIAH

KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BIOBRIKET CAMPURAN AMPAS AREN, SEKAM PADI, DAN BATUBARA SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF

Pengembangan Desain dan Konstruksi Alat Produksi Gas Metana Dari Pembakaran Sampah Organik Sekam Padi

BAB I PENDAHULUAN. Saat ini kebutuhan energi merupakan salah satu sumber kehidupan

UNJUK KERJA TUNGKU GASIFIKASI DENGAN BAHAN BAKAR SEKAM PADI MELALUI PENGATURAN KECEPATAN UDARA PEMBAKARAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan sesuai dengan diagram alir dibawah ini;

PENGARUH VARIASI KECEPATAN UDARA TERHADAP KINERJA TUNGKU GASIFIKASI SEKAM PADI TIPE DOWNDRAFT KONTINU

BAB I PENDAHULUAN. Pertumbuhan penduduk yang terus bertambah di Indonesia. menyebabkan konsumsi bahan bakar yang tidak terbarukan seperti

Pengembangan Desain dan Pengoperasian Alat Produksi Gas Metana Dari pembakaran Sampah Organik

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN MENGGUNAKAN AIR HEATER YANG DIPASANG DIDINDING BELAKANG TUNGKU

PENGARUH VARIASI KOMPOSISI BIOBRIKET CAMPURAN ARANG KAYU DAN SEKAM PADI TERHADAP LAJU PEMBAKARAN, TEMPERATUR PEMBAKARAN DAN LAJU PENGURANGAN MASA

PENGARUH VARIASI KECEPATAN UDARA TERHADAP TEMPERATUR PEMBAKARAN PADA TUNGKU GASIFIKASI SEKAM PADI

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI BEJANA PENGUAP DENGAN PIPA API MENGGUNAKAN VARIASI DEBIT GELEMBUNG UDARA PADA TUNGKU PEMBAKARAN SEKAM PADI DENGAN AIR HEATER

BAB I PENDAHULUAN. alternatif penghasil energi yang bisa didaur ulang secara terus menerus

BAB I PENDAHULUAN. adanya energi, manusia dapat menjalankan aktivitasnya dengan lancar. Saat

BAB I PENDAHULUAN. diperbaharui (non renewable ). Jumlah konsumsi bahan bakar fosil baik

BAB I PENDAHULUAN. Pengelolaa sampah dan penyediaan sumber daya alam adalah dua. membuat peningkatan konsumsi bahan bakar fosil dan membuat volume

OPTIMASI UNJUK KERJA FLUIDIZED BED GASIFIER DENGAN MEVARIASI TEMPERATURE UDARA AWAL

PERBANDINGAN UNJUK KERJA KOMPOR METHANOL DENGAN VARIASI DIAMETER BURNER

METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 2013 sampai Maret 2013 di

BAB I PENDAHULUAN. sumber energi yang keberadaanya dialam terbatas dan akan habis. dalam kurun waktu tertentu, yaitu minyak bumi, gas alam, dan

Oleh : Dimas Setiawan ( ) Pembimbing : Dr. Bambang Sudarmanta, ST. MT.

ANALISIS PENGARUH PEMBAKARAN BRIKET CAMPURAN AMPAS TEBU DAN SEKAM PADI DENGAN MEMBANDINGKAN PEMBAKARAN BRIKET MASING-MASING BIOMASS

BAB I PENDAHULUAN. terus menerus akan mengakibatkan menipisnya ketersediaan bahan. konsumsi energi 7 % per tahun. Konsumsi energi Indonesia tersebut

BAB I PENDAHULUAN. kelangsungan hidup dimasa mendatang. Jumlah penduduk yang. sangat tinggi membuat kebutuhan bahan bakar fosil semakin

Studi Eksperimen Konversi Biomassa menjadi SynGas Pada Reaktor Bubbling Fluidized Bed Gasifier

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

METODE PENELITIAN. Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung. Batch Dryer, timbangan, stopwatch, moisturemeter,dan thermometer.

BAB I PENDAHULUAN. jumlahnya melimpah dan dapat diolah sebagai bahan bakar padat atau

BAB I PENDAHULUAN. Sampah menjadi masalah bagi sebagian besar masyarakat. indonesia, di daerah perdesaan banyak sekali sampah organik kebun

BAB I PENDAHULUAN. Ketika konsumsi domestik bahan bakar minyak terus meningkat. sehingga membawa Indonesia sebagai net oil importet, dimana kita

BAB I PENDAHULUAN. I. 1. Latar Belakang. Secara umum ketergantungan manusia akan kebutuhan bahan bakar

III. METODE PENELITIAN. Desember 2011 di bengkel Mekanisasi Pertanian Jurusan Teknik Pertanian

Pemanfaatan Limbah Sekam Padi Menjadi Briket Sebagai Sumber Energi Alternatif dengan Proses Karbonisasi dan Non-Karbonisasi

BAB I PENDAHULUAN. terkecuali Indonesia. Selain terbentuk dari jutaan tahun yang lalu dan. penting bagi kelangsungan hidup manusia, seiring dalam

BAB I PENDAHULUAN. kehidupan sehari-hari. Hampir setiap manusia memerlukan bahan. Sekarang ini masih banyak digunakan bakan bakar fosil atau bahan

PENGARUH PEMANASAN AWAL UDARA TERHADAP PERFORMA CROSSDRAFT GASIFIER DENGAN BAHAN BAKAR SEKAM PADI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang. Sumber energi alternatif dapat menjadi solusi ketergantungan

PENGARUH KECEPATAN UDARA TERHADAP PERFORMA CROSSDRAFT GASIFIER DENGAN BAHAN BAKAR SEKAM PADI

BAB I PENDAHULUAN. dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer bahan pangan, pakan

BAB IV METODE PENELITIAN. Laboratorium Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Udayana kampus

PENGARUH DISTRIBUTOR UDARA PADA TUNGKU GASIFIKASI UPDRAFT

V. HASIL UJI UNJUK KERJA

BAB I PENDAHULUAN. terpenting di dalam menunjang kehidupan manusia. Aktivitas sehari-hari

I. PENDAHULUAN. aktifitas yang diluar kemampuan manusia. Umumnya mesin merupakan suatu alat

Cara Membuat Alat Untuk Membakar Sekam Padi (Cerobong)

PEMANFAATAN KOTORAN AYAM DENGAN CAMPURAN CANGKANG KARET SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF

BAB I PENDAHULUAN. masyarakat. Ketika ketergantungan manusia terhadap bahan bakar tak terbarukan

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Beberapa hasil penelitian berkaitan dengan kompor masak gasifikasi

BAB I PENDAHULUAN. Salah satu alat yang digunakan untuk meningkatkan efisiensi. dalam proses pembakaran limbah biomassa adalah dengan

III. METODE PENELITIAN

PENGARUH UKURAN BAHAN BAKAR TERHADAP HASIL GAS REAKTOR BUBBLING FLUIDIZED BED GASIFIER

BAB I PENDAHULUAN. yang tidak kaya akan sumber daya alam dan terbatas ilmu. fosil mendapat perhatian lebih banyak dari kalangan ilmuan dan para

OLEH : SHOLEHUL HADI ( ) DOSEN PEMBIMBING : Ir. SUDJUD DARSOPUSPITO, MT.

BAB II. KAJIAN PUSTAKA. Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintetis,

NASKAH PUBLIKASI KARYA ILMIAH

BAB I PENDAHULUAN. pemikiran untuk mencari alternatif sumber energi yang dapat membantu

ANALISIS KEBUTUHAN ENERGI PROSES PENGGILINGAN KEDELAI DENGAN PENGGERAK MESIN DIESEL DAN MOTOR LISTRIK PADA INDUSTRI TAHU

Bab 2 Tinjauan Pustaka

Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap Kerja Reaktor Bubble Fluidized Bed Gasifire

BAB 1 PENDAHULUAN. meningkat, Peningkatan kebutuhan energi yang tidak diimbangi. pengurangan sumber energy yang tersedia di dunia.

PEMBUATAN BOILER BERBAHAN BAKAR SERBUK BATU BARA MENGGUNAKAN PROSES PEMBAKARAN CYCLO. M Denny Surindra 1*

PENGARUH KOMPOSISI BATUBARA TERHADAP KARAKTERISTIK PEMBAKARAN DAUN CENGKEH SISA DESTILASI MINYAK ATSIRI

PENDAHULUAN. diperbahurui makin menipis dan akan habis pada suatu saat nanti, karena itu

I. PENDAHULUAN. tanpa disadari pengembangan mesin tersebut berdampak buruk terhadap

PERBANDINGAN PEMBAKARAN PIROLISIS DAN KARBONISASI PADA BIOMASSA KULIT DURIAN TERHADAP NILAI KALORI

Kajian Efesiensi Energi Tungku Sekam Berdasarkan Jumlah, Bentuk, dan Ukuran Sirip yang Dipasang

Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Kerja Reaktor Bubble Fluidized Bed Gasifire

Laju Pendidihan. Grafik kecepatan Pendidihan. M.Sumbu 18. M.Sumbu 24. Temperatur ( C) E.Sebaris 3 inch. E.Susun 3 inch. E.Sususn 2 inch.

Karakteristik Pembakaran Briket Arang Tongkol Jagung

LAPORAN HASIL PENELITIAN PEMBUATAN BRIKET ARANG DARI LIMBAH BLOTONG PABRIK GULA DENGAN PROSES KARBONISASI SKRIPSI

BAB I PENDAHULUAN. Tidak dapat dipungkiri bahwa minyak bumi merupakan salah satu. sumber energi utama di muka bumi salah. Konsumsi masyarakat akan

Karakterisasi Gasifikasi Biomassa Sampah pada Reaktor Downdraft Sistem Batch dengan Variasi Air Fuel Ratio

BAB I PENDAHULUAN. penjemuran. Tujuan dari penjemuran adalah untuk mengurangi kadar air.

BAB I. PENDAHULUAN. Saat ini, bahan bakar fosil seperti minyak, batubara dan gas alam merupakan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab 2 Tinjauan Pustaka

SEMINAR TUGAS AKHIR. Oleh : Wahyu Kusuma A Pembimbing : Ir. Sarwono, MM Ir. Ronny Dwi Noriyati, M.Kes

UJI KINERJA REAKTOR GASIFIKASI SEKAM PADI TIPE DOWNDRAFT PADA BERBAGAI VARIASI DEBIT UDARA

BAB VI PEMBAHASAN. 6.1 Pembahasan pada sisi gasifikasi (pada kompor) dan energi kalor input dari gasifikasi biomassa tersebut.

PENERAPAN IPTEKS PEMANFAATAN BRIKET SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF PENGGAANTI MINYAK TANAH. Oleh: Muhammad Kadri dan Rugaya

BAB I PENDAHULUAN. Krisis energi yang terjadi beberapa dekade akhir ini mengakibatkan bahan

KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET CAMPURAN ARANG KAYU DAN JERAMI

Transkripsi:

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TUNGKU PEMBAKARAN DENGAN AIR HEATER TANPA SIRIP Sartono Putro, Sumarwan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhamadiyah Surakarta Jl. Ahmad Yani Tromol Pos I Pebelan, Kartasura Email: sartono_putro@ums.ac.id ABSTRAK Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh penggunaan air heater tanpa sirip pada tungku pembakaran terhadap temperatur tungku pembakaran, temperatur gas cerobong, waktu pendidihan air dan mengetahui nilai efisiensi tungku pembakaran dengan bahan bakar sekam padi. Metode penelitian yang digunakan berupa pengujian pengaruh temperatur tungku pembakaran, temperatur gas cerobong, termperatur gas air heater, lama waktu pendidihan air, serta mengetahui nilai efisiensi thermal tungku berbahan bakar sekam padi dengan penambahan air heater tanpa sirip sebagai laluan udara dalam proses pembakaran dengan variasi kecepatan udara 9,5 m/s, 10,5 m/s, 11,5 m/s. Hasil penelitian menunjukan bahwa variasi kecepatan udara pada air heater sangat berpengaruh pada temperatur tungku pembakaran, temperatur gas cerobong, waktu pendidihan air dan efisiensi tungku. Dimana temperatur tungku tertinggi didapat pada kecepatan udara 9,5 m/s dengan temperatur 636 C, temperatur gas cerobong tertinggi 427 C pada pada kecepatan udara 11,5 m/s, waktu pendidihan air tercepat pada kecepatan udara 9,5 m/s dengan waktu 100 menit dan nilai efisiensi tungku pembakaran terbaik adalah 64,65% pada percobaan tungku pembakaran dengan penembahan air heater tanpa sirip dengan kecepatan udara 9,5 m/s. Kata Kunci: tungku pembakaran, air heater, variasi kecepatan udara. PENDAHULUAN Latar Belakang Penggunaan energi terbarukan sebagai energi alternatif sudah merupakan suatu keharusan karena cadangan minyak bumi di Indonesia semakin menipis. Bila melihat profil produksi minyak nasional ke belakang, pada tahun 1973-2008 produksi minyak nasional tidak pernah mengalami peningkatan masih berada pada angka 1,2-1,3 juta barel per hari (bph), padahal jumlah penduduk meningkat terus sehingga konsumsi bahan bakar minyak pun turut meningkat. Jika kondisi ini tidak segera teratasi, Indonesia akan mengalami krisis energi berkepanjangan, akibatnya sangat fatal akan terjadi kebangkrutan ekonomi nasional. Sebagai negara agraris, Indonesia sebenarnya memiliki potensi biomassa khususnya sekam padi yang cukup besar. Berdasarkan data tahun 2008-2010, Indonesia setiap tahun panen padi ratarata sebesar 57,288 juta ton (BPS, 2010). Jika setiap satu kilogram padi dihasilkan 280 gram sekam, untuk total produksi 60,25 juta ton (2010) dihasilkan 12 juta ton sekam padi. MEDIA MESIN, Vol. 14, No. 2, Juli 2013, 73-84 ISSN 1411-4348 73

Masyarakat Indonesia terutama masyarakat pedesaan banyak sekali ditemukan industriindustri kecil seperti industry tahu, tempe, kerupuk dan masih banyak lagi industri kecil yang lainya. Dimana industri tersebut masih banyak menggunakan tungku sederhana dalam proses memasaknya, tungku yang dibuat tanpa ada teori atau metode tertentu hanya melihat tungku-tungku yang sebelumnya pernah dibuat oleh orangorang terdahulu. Pembakaran yang dihasilkan kurang stabil dan api kurang terpusat pada bejana air sehingga proses memasak kurang maksimal. Agar tungku lebih efisien sehingga panas yang dihasilkan terpusat pada bejana dan api yang dihasilkan lebih besar dan stabil maka dengan mendesain ulang tungku dan menambahkan udara panas yang dihasilkan dari air heater, dan dengan mengatur kecepatan udara pada air heater sehingga udara yang masuk pada ruang bakar sesuai dengan kebutuhan proses pembakaran sekam padi, dengan mencoba beberapa kecepatan udara sehingga didapatkan kecepatan udara dengan nilai efisiensi tungku yang paling baik. Dari penelitian ini berharap mendapat desain tunggu berair heater dengan kecepatan udara yang sesuai sehingga didapat desain tungku yang lebih efisien dan dapat menekan biaya produksi dengan proses memasak yang lebih cepat dan hemat bahan bakar. Rumusan Masalah Menganalisis pengaruh kinerja tungku pembakaran dengan penambahan udara panas yang dihasilkan air heater didalam tungku dengan tiga variasi kecepatan udara terhadap temperatur tungku pembakaran, temperatur gas cerobong, waktu pendidihan air, dan efisiensi thermal tungku. Tujuan Penelitian Mengetahui kinerja penambahan air heater tanpa sirip pada tungku pembakaran dengan tiga variasi kecepatan udara terhadap: 1. Temperatur tungku pembakaran 2. Temperatur gas cerobong 3. Waktu pendidihan air 4. Efisiensi thermal tungku Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini baik bagi Peneliti dan Masyarakat luas adalah: 1. Peneliti mendapat ilmu dan pengetahuan baru dari penelitian tentang tungku pembakaran. 2. Dari hasil penelitian ini dapat diaplikasikan kepada masyarakat agar dapat menambah pengetahuan dan wawasan masyarakat tentang pemanfaatan tungku dengan baik dan hasil maksimal. 3. Meningkatkan efisiensi pembakaran dengan model tungku dan penambahan udara panas dari air heater dengan variasi kecepatan udara. Batasan Masalah Batasan masalah dalam pengujian ini yaitu: 1. Kondisi temperatur udara sekitar dianggap seragam. 2. Menggunakan desain air heater tanpa sirip. 3. Bahan bakar yang digunakan yaitu sekam padi. 4. Menggunakan 3 variasi kecepatan udara pada air heater yaitu 9,5 m/s, 10,5 m/s dan 11,5 m/s. TINJAUAN PUSTAKA Irvan (2007), Pemanfaatan sekam atau kulit terluar dari gabah padi belum begitu optimal, petani hanya memanfaatkannya untuk campuran dan pembakaran batu bata dan genteng. Padahal hasil limbah pertanian ini dapat dijadikan energi alternatif yang murah dan ramah lingkungan. Dengan merancang suatu alat reaktor gasifikasi sekam dalam bentuk yang praktis dan murah, sehingga mudah terjangkau bagi masyaraka luas. Dari perancangan diperoleh sebuah rangkaian sistem mekanisme dengan pemakaian motor listrik ¼ HP ; 1410 rpm direduksikan pada reduser melalui poros sehingga didapat putaran kipas penyapu sebesar 10 rpm. Didapat efisiensi pemisahan siklon sebesar 99,7% dan daya gas pada burner sebesar 40 kw. 74 Pengembangan Teknologi Tungku Pembakaran dengan Air Heater Tanpa Sirip oleh Sartono Putro, Sumarwan

Musthofa, Luthfi dkk (2010) melakukan penelitian tungku di lengkapi blower dengan bahan bakar biomassa sampah kering dan sekam padi. Blower di variasikan kecepatanya dengan cara mengatur tegangan yaitu dengan tegangan 12 volt, 9 volt, 7,5 volt dan tanpa blower. Hasil dari penelitian menunjukkan efisiensi thermal tungku tertinggi menggunakan blower tegangan 7,5 volt. Prastiyo, Dwi 2012 melakukan penelitian tungku grasifikasi bahan bakar sekam padi dilengkapi blower dengan variasi kecepatan udara 2,82 m/s, 2,31 m/s dan 1,90 m/s. Hasil dari penelitian menunjukkan kecepatan udara optimum terjadi pada kecepatan udara 2,31 m/ s dengan temperatur tungku 281,68 o C, nyala efektif selama 45 menit, dan lama pendidihan 21 menit. Wiyana,R.A (2012) melakukan penelitian tungku pembakaran berair heater pipa parallel dengan variasi kecepatan udara dari kecepatan 13 m/s, 15 m/s dan 17 m/s terhadap efisiensi tungku pembakaran. Dengan hasil penelitian diketahui pada kecepatan udara 13 m/s menghasilkan uap air sebesar 2,1 kg dan efisiensi tungku pembakaran sebesar 75,81 %, kecepatan udara 15 m/s menghasilkan uap air 2,5 kg dan efisiensi tungku pembakaran sebesar 73,37 %, dan kecepatan udara 17 m/s menghasilkan uap air sebesar 3,1 kg dan efisiensi tungku pembakaran sebesar 68,76 %. LANDASAN TEORI Bahan Bakar Sekam padi merupakan lapisan keras yang meliputi kariopsis, terdiri dari belahan lemma dan palea yang saling bertautan, umumnya ditemukan di areal penggilingan padi. Dari proses penggilingan padi, biasanya diperoleh sekam 20-30%, dedak 8-12 %, dan beras 50-63,5% dari bobot awal gabah. Sekam memiliki kerapatan jenis 125 kg/ m 3 dan ditinjau dari komposisi kimiawi, sekam mengandung karbon (zat arang) 1,33%, hydrogen 1,54%, oksigen 33,645, Silika (SiO 2 ) 16,98% dan sulfur < 1 %. Kadar selulosa sekam yang cukup tinggi dapat memberikan pembakaran yang merata dan stabil, artinya sekam dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku industri kimia dan sebagai sumber energi panas untuk keperluan manusia. Kebutuhan Udara Pembakaran Dalam proses pembakaran diperlukan udara. Jumlah udara yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan metode yang diberikan dibawah ini. 1. Produk pembakaran Pembakaran adalah reaksi kimia yang cepat antara bahan bakar dengan oksigen yang disertai dengan timbulnya cahaya dan kalor atau panas. Oksigen yang dibutuhkan untuk proses oksidasi berasal dari udara bebas dengan komposisi oksigen 21% dan nitrogen 79%. Pembakaran berdasarkan gas sisa yang dihasilkan dibedakan menjadi dua macam, yaitu: a. Pembakaran sempurna, yaitu pembakaran dimana semua unsur yang terbakar membentuk gas karbon dioksida (CO 2 ), uap air (H 2 O) dan sulfur (SO 2 ) sehingga tidak ada lagi bahan yang tersisa. b. Pembakaran tidak sempurna, yaitu pembakaran yang menghasilkan gas karbon monoksida (CO) dimana salah satu penyebabnya adalah kekurangan jumlah oksigen. 2. Reaksi Pembakaran a. Reaksi kimia dari proses pembakaran adalah sebagai berikut: C +O CO 2 + panas dari bahan bakar 2H 2 +O 2 2H 2 O + panas dari bahan bakar Bahan bakar + Jumlah udara Karbondioksida + Uap air + Nitrogen dan gas-gas lainnya (kecuali oksigen) Beberapa hal yang terjadi pada proses pembakaran: 1. Pembakaran dengan udara kurang pada proses ini terjadi perpindahan panas berkurang dan panas hilang karena bahan bakar berlebih serta MEDIA MESIN, Vol. 14, No. 2, Juli 2013, 73-84 ISSN 1411-4348 75

ada bahan bakar yang tidak terbakar di samping terdapat hasil pembakaran seperti, CO, CO 2, uap air, O 2 dan N 2. 2. Pembakaran dengan udara berlebih pada proses ini terjadi perpindahan panas berkurang dan panas hilang karena udara berlebih serta terdapatnya hasil pembakaran, seperti CO 2, H 2 O, O 2, dan N 2. 3. Pembakaran dengan udara optimum pada proses ini terjadi perpindahan panas yang maksimum dan panas yang hilang minimum serta terdapatnya hasil pembakaran seperti, CO 2, H 2 O, dan N 2. b. Reaksi dari unsur unsur bahan bakar dalam proses pembakaran sempurna adalah : 1. Pembakaran karbon menjadi karbon dioksida C + O 2 CO 2 12 kg C +32 kg O 2 44 kg CO 2 1kg C+2, 67kg O 2 3,67kg CO 2 2. Pembakaran hidrogen menjadi uap air 2H 2 + O 2 H 2 O 4kg H 2 + 32kg O 2 36kg H 2 O 1kg H 2 + 8 kg O 2 9kg H 2 O 3. Pembakaran belerang menjadi belerang dioksida S + O 2 SO 2 32kg S + 32kg O 2 64kg SO 2 1kg S + 1kg O 2 2 kg SO 2 Kalor Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Dengan mengukur suhu benda tertentu maka dapat mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada 3 faktor sebagai berikut : 1. massa zat 2. kalor jenis zat 3. perubahan suhu Kalor pada suhu 25 C s/d 100 C dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut : Dimana : Q = Kalor yang dibutuhkan ( kj ) m = massa air (kg) C p = kalor jenis air ΔT = (t 2 -t 1 ) perubahan suhu ( o C ) Kalor ketika air mendidih dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut : Q = m uap h fg Dimana : Q = kalor yang dibutuhkan (kj) m uap = massa uap (kg) h fg Q = m.c p ΔT = panas penguapan laten (kj/kg) m uap dapat diketahui dari volume air yang berubah menjadi uap pada ketel dengan persamaan sebagai berikut : m uap = m a m b Dimana : muap = volume air berubah manjadi uap (kg ) m a = volume air awal ( kg ) m b = volume air akhir ( kg ) Kalor selama proses pembakaran dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Q f =W f.(lhv) Keterangan : Q f = Kalor yang dihasilkan ( kj ) W f = Pemakaian bahan bakar ( kg ) LHV= Nilai kalor terendah ( kj/kg ) 76 Pengembangan Teknologi Tungku Pembakaran dengan Air Heater Tanpa Sirip oleh Sartono Putro, Sumarwan

Sehingga efisiensi tungku dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut : Alat Penelitian 1. Tungku Pembakaran ƞ th = kalor yang terpakai kalor yang dihasilkan bahan bakar 100% METODE PENELITIAN Diagram alir penelitian Gambar 3. Tungku Pembakran 2. Air Heater Gambar 4. Air Heater Gambar 1. Diagram Alir Penelitian Bahan Penelitian 1. Sekam Padi 3. Bejana Air Gambar 2. Sekam Padi Gambar 5. Bejana Air MEDIA MESIN, Vol. 14, No. 2, Juli 2013, 73-84 ISSN 1411-4348 77

4. Blower 7. Stopwatch Gambar 9. Stopwatch Gambar 6. Blower 8. Timbangan Manual 5. Thermokopel Reader Gambar 7. Thermokopel Reader 6. Anemometer Digital Gambar 10. Timbangan Manual 9. Gelas Ukur Gambar 8. Anemometer Digital Gambar 11. Gelas Ukur 78 Pengembangan Teknologi Tungku Pembakaran dengan Air Heater Tanpa Sirip oleh Sartono Putro, Sumarwan

Instalasi Pengujian Gambar 12. Instalasi Pengujian Keterangan gambar : 1. Pintu Atas Tungku 2. Pintu depan Tungku 3. Tangga Bahan Bakar 4. Cerobong Asap 5. Saluaran Uap 6. Bejana 7. Thermokopel 8. Air Heater 9. Blower Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan dilaboratorium Proses Produksi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Prosedur Penelitian Dalam melakukan penelitian pada tungku pembakaran berair heater dan untuk memperoleh hasil yang maksimal maka dilakukan beberapa prosedur penelitian sebagai berikut : 1. Mengisi air kedalam bejana air sebanyak 45 kg. 2. Mengisi ruang bakar dengan sekam padi sebanyak 4 kg. 3. Amati temperatur awal dari Air pada bejana, ruang bakar, cerobong gas buang dan air heater dengan termokopel reader kemudian catat hasilnya. 4. Membuat bara api dari campuran abu sekam padi dan solar dengan perbandingan komposisi 1 : 1, sebanyak 0,1 kg tiap percobaan lama pembuatan bara api menjadi stabil selama 20 menit setelah api menyala blower dinyalakan. 5. Memulai proses pendidihan air dan amati lama waktu proses pendidihan air dengan stopwatch. 6. Amati proses penguapan air selama 60 menit setelah air mendidih. 7. Memasukkan bahan bakar sekam padi saat volume bahan bakar pada tungku pembakaran mulai berkurang. 8. Amati temperatur ruang bakar, cerobong gas buang, air pada bejana dan air heater tiap 5 menit yang ditunjukkan oleh termokopel reader kemudian catat hasilnya. 9. Api dipadamkan setelah penelitian berakhir. 10. Amati volume air pada bejana setelah 30 menit setelah penelitian berakhir kemudian catat hasilnya. MEDIA MESIN, Vol. 14, No. 2, Juli 2013, 73-84 ISSN 1411-4348 79

HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Temperatur tungku Gambar 13. Hubungan temperatur tungku terhadap waktu pembakaran Dari gambar 13 dapat disimpulkan bahwa hubungan temperatur tungku terhadap waktu menunjukkan peningkatan temperatur tungku yang stabil, hal ini dipengaruhi oleh udara yang masuk dalam ruang bakar sesuai dengan kebutuhan proses pembakaran dan kecepatan udara yang konstan. Dari hasil pengujian diketahui bahwa temperatur tertinggi pada kecepatan udara 9,5 m/s adalah 636 o C, temperatur tertinggi pada kecepatan udara 10,5 m/s adalah 633 o C dan temperatur tertinggi pada kecepatan udara 11,5 m/s adalah 579 o C. Jadi temperatur tertinggi pada keceptan 9,5 m/s. 2. Temperatur gas cerobong Gambar 14. Hubungan temperatur gas cerobong terhadap waktu pembakaran 80 Pengembangan Teknologi Tungku Pembakaran dengan Air Heater Tanpa Sirip oleh Sartono Putro, Sumarwan

Dari gambar 14 dapat disimpulkan bahwa hubungan temperatur gas cerobong terhadap waktu pembakaran diketahui bahwa temperatur gas cerobong mengalami ketidakstabilan, hal ini menunjukkan proses pembakaran dipengaruhi oleh jumlah udara (udara primer dan sekunder). Bila kekurangan udara menyebabkan bahan bakar tidak terbakar sempurna yang akan membentuk karbon monoksida (CO) pada gas buang. Bila udara kelebihan akan menyebabkan panas yang dihasilkan dan efisiensi pembakaran berkurang. Dari hasil pengujian diketahui bahwa temperatur tertinggi pada kecepatan udara 9,5 m/s adalah 382 o C, temperatur tertinggi pada kecepatan udara 10,5 m/s adalah 388 o C dan temperatur tertinggi pada kecepatan udara 11,5 m/s adalah 427 o C. Jadi temperatur tertinggi pada keceptan 11,5 m/s. 3. Temperatur gas air heater Gambar 15. Hubungan temperatur gas air heater terhadap waktu pembakaran Dari gambar 15 dapat disimpulkan bahwa hubungan temperatur gas air heater terhadap waktu pembakaran menunjukkan peningkatan temperatur setiap menitnya pada air heater dengan masing-masing kecepatan udara, akan tetapi kenaikan temperatur udara juga dipengaruhi oleh kecepatan udara dimana semakin besar kecepatan udara dari blower maka kalor yang diserap oleh udara dalam air heater akan semakin kecil. Dari hasil pengujian diketahui bahwa temperatur tertinggi pada kecepatan udara 9,5 m/s adalah 309 o C, temperatur tertinggi pada kecepatan udara 10,5 m/s adalah 252 o C dan temperatur tertinggi pada kecepatan udara 11,5 m/s adalah 243 o C. Jadi temperatur tertinggi pada keceptan 9,5 m/s. MEDIA MESIN, Vol. 14, No. 2, Juli 2013, 73-84 ISSN 1411-4348 81

4. Waktu pendidihan air Gambar 16. Hubungan temperatur air terhadap waktu pembakaran Dari gambar 16 dapat disimpulkan bahwa hubungan temperatur air terhadap waktu pembakaran menunjukkan adanya perbedaan waktu untuk mendidihkan air pada masing-masing percobaan. Pada percobaan dengan kecepatan udara air heater 9,5 m/s air mendidih pada menit 100 dengan temperatur 98 o C, pada kecepatan udara 10,5 m/s dan 11,5 m/s air mendidih dengan waktu yang sama yaitu pada menit 110 dengan temperatur yang sama yaitu 98 o C. Dari hasil pengujian diketahui bahwa air heater dengan kecepatan udara 9,5 m/s adalah yang terbaik dibandingkan dengan percobaan yang lainnya terhadap waktu pendidihan air. Hal ini disebabkan oleh kecepatan udara yang sesuai dengan kebutuhan udara saat proses pembakaran dan temperatur air heater yang dihembuskan lebih tinggi sehingga mempengaruhi temperatur ruang bakar tungku semakin tinggi sehingga waktu pendidihan air semakin cepat. Efisiensi Tungku 1. Pengujian untuk Mendidihkan Air Waktu dan bahan bakar yang digunakan untuk mendidihkan air 45 kg dapat diketahui dari tabel berikut: Tabel 1. Uji pendidihan air Kecepatan udara (m/s) Waktu (menit) Bahan bakar (kg) 9,5 100 16 10,5 110 17 11,5 110 19,5 2. Pengujian untuk merubah air menjadi uap Waktu dan bahan bakar yang digunakan untuk merubah air menjadi uap dapat diketahui dari tabel berikut : Tabel 2. Pengujian merubah air menjadi uap Kecepatan udara (m/s) Waktu (menit) Bahan bakar (kg) uap air (kg) 9,5 60 9,8 4,53 10,5 60 9,5 4,25 11,5 60 10,5 4 82 Pengembangan Teknologi Tungku Pembakaran dengan Air Heater Tanpa Sirip oleh Sartono Putro, Sumarwan

Efisiensi Thermal pada Tungku 1. Kalor pendidihan air Kalor yang diperlukan untuk mendidihkan 45 kg air pada pengujian pendidihan air, diketahui dari tabel berikut : Tabel 3. Kalor pandidihan air Kecepatan udara (m/s) 2. Kalor untuk merubah air menjadi uap Kalor yang diperlkan untuk merubah air manjadi uap pada pengujianpenguapan air, diketahui dari tabel berikut : Table 4. Kalor merubah air manjadi uap Kecepatan udara (m/s) 3. Efisien thermal tungku Efisiensi thermal tungku diperoleh dari hasil pengujian, dicari dengan persamaan berikut : ƞ th = Cp (kj/kg C) h h T ( C) Kalor (kj) 9,5 4,180 71 13355,1 10,5 4,180 71 13355,1 11,5 4,180 71 13355,1 M uap (kg) h fg (kj/kg) Kalor (kj) 9,5 4,53 2261,7 10245,5 10,5 4,25 2261,7 9612,22 11,5 4 2261,7 9046,8 100 % Tabel 5. Efisiensi thermal tungku Kecepatan udara (m/s) PENUTUP Kalor terpakai (kj) Kalor yang dihasilkan BB (kj) Ƞ th (%) 9,5 23600,6 36507 64,65 10,5 22967,32 37497,5 61,25 11,5 22401,9 42450 52,77 Kesimpulan Dari hasil pengujian dan analisa data pengujian tungku pembakaran dengan penambahan air heater dengan 3 variasi kecepatan udara, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Temperatur tungku berbanding terbalik terhadap kecepatan udara air heater, dimana kecepatan udara semakin tinggi temperatur tungku semakin rendah. 2. Temperatur gas cerobong berbanding lurus terhadap kecepatan udara air heater, dimana semakin tinggi kecepatan udara semakin tinggi juga temperatur gas cerobong. 3. Waktu pendidihan air berbanding lurus terhadap kecepatan udara air heater, dimana semakin tinggi kecepatan udara semakin lama waktu pendidihan air. 4. Efisiensi thermal tungku tertinggi diketahui pada tungku pembakaran menggunakan air heater pada kecepatan udara 9,5 m/s. DAFTAR PUSTAKA Luthfi, Musthofa. 2010. Perancangan Tungku Bio Massa Bahan Bakar Sampah Kering Dan Sekam Padi. Tugas akhir S1. Bandung: Teknik Mesin ITB. Diakses tanggal 21 januari 2013 jam 22.00 wib. Nurtian, Irvan. 2007. Perancangan Reakator Gasifikasi Sekam Padi Sistem Kontinyu. Tugas akhir S1. Bandung: Teknik Mesin ITB. Diakses tanggal 21 januari 2013 jam 22.40 wib. MEDIA MESIN, Vol. 14, No. 2, Juli 2013, 73-84 ISSN 1411-4348 83

Prastiyo, Dwi. 2012. Pengaruh Kecepatan Udara Pada Tungku Grasifikasi Sekam Padi Terhadap Temperatur Pembakaran. tugas akhir S1. Fakultas Teknik Universitas Muhamadiyah Surakarta. Setiawan, D. Irzaman, Demijati, Siswadi. 2010. Kajian Hasil Pembuatan Tiga Macam Ukuran Lubang Berbentuk Persegi Panjang Pada Tubuh Tungku Sekam. Berkala Fisika Vol 13. N0. 2, Edisi Khusus April 2010. hal C1-C4, Bogor : Fakultas MIPA IPB. Diakses 20 Januari 2013 pukul 21.25. Soedarna, Achmad Amir. 1995. Fisika Untuk Universitas. Bandung: Bina Cipta. Wiyana,R.A. 2012. Inovasi Teknologi Tungku Pembakaran Dengan Air Heaters Pipa Pararel. Tugas Akhir. Surakarta : Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. http://sungsandryerkorea.blogspot.com/2011/07/tungku-sekam-padi-full-indirect-heat.html Diakses 20 Januari 2013 pukul 23.10. http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jiptumm-gdl-s1-2002-yuda-5713-heater. Diakses 22 Januari 2013 pukul 18.50. 84 Pengembangan Teknologi Tungku Pembakaran dengan Air Heater Tanpa Sirip oleh Sartono Putro, Sumarwan