OPTIMASI EFISIENSI TUNGKU SEKAM DENGAN VARIASI LUBANG UTAMA PADA BADAN KOMPOR RIFKI MAULANA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
ABSTRAK RIFKI MAULANA. Optimasi Efisiensi Tungku Sekam dengan Variasi Lubang Utama Pada Badan kkompor. Dibimbing oleh IRZAMAN dan HUSIN ALATAS Sekam padi merupakan limbah penggilingan padi yang meliputi kariopsis, terdiri dari dua belahan (disebut lemma dan palea) yang saling bertautan.. Limbah sekam bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk memasak dengan menggunakan bantuan tungku pembakaran yang disebut tungku sekam. Panas pembakaran sekam dapat mencapai 3300 Kkal / Kg dan bulk density 0,100 g/ml serta konduktivitas panas 0,068 W/m.K (Rachmat et.al, 1991). Tungku sekam digunakan dalam proses pembakaran sekam dengan bantuan aliran udara pada tungku tersebut. Efisiensi tungku sekam sangat mempengaruhi banyaknya sekam yang dibutuhkan dalam proses pemasakan. Aliran udara pada tungku sekam mempengaruhi besar kecilnya efisiensi tungku sekam yang dibuat. Untuk mengetahui efisiensi maksimum dari tungku sekam dapat dilakukan dengan variasi lubang utama badan kompor sehingga diperoleh ukuran lubang utama pada badan kompor yang menghasilkan efisiensi maksimum. Dalam penelitian ini tungku sekam memiliki laju konsumsi bahan bakar (FCR) sebesar 1,802kg/jam, sedangkan energi panas yang dibutuhkan(qn) untuk mendidihkan air sebanyak 6 liter adalah 976Kcal/jam sehingga diperoleh efisiensi tungku sekam sebesar 18%. Kata kunci : Sekam, Tungku Sekam, Aliran Udara, Efisiensi, Lubang, Badan Kompor
i OPTIMASI EFISIENSI TUNGKU SEKAM DENGAN VARIASI LUBANG UTAMA PADA BADAN KOMPOR Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Oleh: Rifki Maulana G74104039 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
i Judul Nama NRP :Optimasi Efisiensi Tungku Sekam dengan Variasi Lubang Utama Pada Badan kkompor : Rifki Maulana : G74104039 Menyetujui Pembimbing I Pembimbing II ( Dr. Irzaman ) NIP. 132 133 395 ( Dr. Husin Alatas) NIP. 132 206 234 Mengetahui : Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Dr. Drh. Hasim, DEA NIP 131 578 806 Tanggal kelulusan :
iii RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta,dari pasangan Komarudin dan Suratmi pada tanggal 15 November 1986. Penulis merupakan putra ketiga dari tiga bersaudara. Penulis menyelesaikan masa studinya di SDN Pangkalan jati 1 Depok, selama enam tahun, kemudian melanjutkan ke SLTPN 226 Jakarta selama tiga tahun. Penulis lulus dari SMU Negeri 66 Jakarta pada tahun 2004 dengan pengalamn Organisasi sebagai wakil ketua KIR SMA 66 dan pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan sarjana strata satu di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis juga aktif dalam organisasi kemahasiswaan sebagai ketua HMI komisariat FMIPA IPB periode 2007/2008,staf biro entrepreneur KOPMA IPB dan anggota HIMAFI IPB.
ii KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kenikmatan iman, islam serta kesehatan. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada Nabi dan Rasul Muhammad SAW. Atas berkat dukungan banyak pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Optimasi Efisiensi Tungku Sekam. Penelitian ini bertempat di jurusan Fisika Fakultas MIPA IPB. Pertama kali Penulis mengucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada Ibunda dan Ayahanda tercinta yang telah memberikan doa,semangat, dan inspirasi. Terimakasih kepada Bapak Irzaman,dan Bapak Husin yang telah membimbing, memotivasi dan menjadi teman diskusi sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini. Kepada Bapak Yani dan Bapak Mushiran yang telah membantu di Bengkel Mekanik, terimakasih juga kepada rekan-rekan seperjuangan Orenz Community (Abi, Andika, Bama, Casnan, Eko, Faisal, Hendi, Kukuh, Okoy, Zen) yang selalu memotivasi dan membantu dalam menyelesaikan berbagai permasalahan, temen-teman fisika angkatan 41, dan temen-temen HMI serta kepada semua pihak yang telah membantu. Tak lupa Penulis juga berterimakasih Kepada seluruh kawan-kawan alumni SMAN 66 Jakarta, Kakak yang selalu mendoakan penulis dan memberikan dorangan moril, kepada saudarasaudara penulis yang selalu mendoakan. Penulis sadar bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna. Karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk memperbaiki kekurangan maupun memperbaiki kekhilafan yang terdapat dalam penulisan. Semoga penelitian ini dapat berguna dan membawa manfaat bagi masyarakat pada umumnya. Bogor, Februari 2009 Rifki Maulana
iii DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL...... viii DAFTAR LAMPIRAN... ix PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Perumusan Masalah...... 1 Tujuan Penelitian... 2 Manfaat Penelitian... 2 Hipotesis... 2 TINJAUAN PUSTAKA Sekam Padi... 2 Tungku Sekam... 3 Perpindahan Panas... 3 BAHAN DAN METODE Tempat dan waktu Penelitian... 4 Bahan dan Alat... 4 Metode Penelitian... 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Efisiensi tungku... 5 Proses penyalaan tungku sekam... 6 Konversi sekam terhadap bahan bakar lain... 7 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan...... 7 Saran...... 7 DAFTAR PUSTAKA... 8
vii DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Desain Tungku sekam. 2 Gambar 2. Perpindahan panas konduksi dan difusi energi akibat aktivitas molekul... 3 Gambar 3. Desain Tungku sekam. 4 Gambar 4. Reaksi pembakaran karbon dan hidrogen... 5 Gambar 5. Penyalaan awal tungku sekam 6 Gambar 6. Tanah liat sebagai isolator.. 6 Gambar 7. Efisiensi tungku sekam... 7 Gambar 8. Hubungan suhu isolator dalam celcius ( X ) dengan waktu pemasakan ( Y) dalam menit 7
viii DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi kimia menurut DTC-ITB 2 Tabel 2. Perbandingan biaya mendidihkan 6 liter air dengan berbagai bahan bakar.. 3 Tabel 3. Konversi energi dari sekam padi ke bahan bakar lain.. 7
ix DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Skema pembuatan tungku sekam. 10 Lampiran 2. Skema pembuatan bagian-bagian tungku (1).. 11 Lampiran 3. Alur penelitian... 13 Lampiran 4. Data tungku sekam jenis A (lubang utama sebesar 20cm x 22,5cm)... 14 Lampiran 5. Data tungku sekam jenis B (lubang utama sebesar 20cm x 12 cm)... 17 Lampiran 6. Data tungku sekam jenis A (lubang utama sebesar 20cm x 9cm)... 20 Lampiran 7. Data tungku sekam menggunakan material tanah liat dengan satu lubang utama... 23 Lampiran 8. Grafik efisiensi tungku sekam dengan HVF sebesar 3000 kkal/kg... 24 Lampiran 9. Grafik efisiensi tungku sekam dengan HVF sebesar 3000 kkal/kg... 25 Lampiran 10. Grafik hubungan suhu isolator (x) dengan waktu pemasakan (y)... 26