Perancangan Disain Tungku NDG
Proses pengembangan disain geometri tungku natural draft gasification (NDG) dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan hasil kerja optimal dari tungku natural draft gasification (NDG) sebelumnya. Proses pengembangan ini dilakukan dengan melakukan perancangan ulang disain tungku, yang kemudian dilakukan uji simulasi CFD agar mendapatkan hasil maksimal. Tungku NDG memiliki prinsip kerja konveksi bebas. Efek buoyancy menyebabkan konveksi bebas di dalam tungku akibat proses reaksi kimia antara bahan bakar dengan aliran udara yang masuk. Proses tersebut menyebabkan terjadinya perbedaan suhu dan tekanan yang membuat aliran gas mampu bakar hasil reaksi bergerak ke atas. Pada tungku NDG sebelumnya masih belum diinvestigasi secara numerik dengan simulasi CFD pada bagian geometri tungku, dimana geometri dari tungku tersebut mempengaruhi kinerja tungku NDG, oleh karena itu akan dilakukan analisis numerik. Perancangan ulang yang dilakukan pada tungku menitikberatkan pada disain bagian lubang udara untuk pemasukan udara, cerobong gas mampu bakar, ruang pembakaran, dan ruang masukan bahan bakar (hopper). Hasil perhitungan perancangan disain tungku NDG disajikan pada Lampiran 1. Ruang pembakaran yang didisain memiliki ukuran diameter sebesar 12 cm, dengan tinggi ruang pembakaran sebesar 12 cm. Ruang pembakaran didisain kecil agar proses
27 pembakaran arang kayu dapat terbakar secara cepat. Proses pembakaran yang cepat ini mengakibatkan suhu pembakaran meningkat, dan secara tak langsung menghasilkan gas mampu bakar yaitu CO, CH4, dan H2. Pada bagian lantai ruang pembakaran dibuat lubang berpori-pori dengan tujuan agar aliran udara dari lingkungan dapat masuk ke ruang pembakaran untuk membantu proses pembakaran.
Pada bagian ruang pengumpanan bahan bakar (hopper) didisain dengan ukuran diameter sebesar 20 cm, dan tinggi sebesar 22.5 cm. Ruang hopper didisain untuk menyimpan arang kayu yang akan digunakan pada tungku. Sistem pemasukan bahan bakar pada tungku ini bersifat tipe batch sehingga diperlukan ruang yang cukup besar untuk menyimpan ketersediaan arang kayu. Ruang hopper pada sisi bawah memiliki bagian yang menyudut ke bawah. Sudut jatuhnya arang kayu disesuaikan dengan angle of repose yang dimiliki oleh arang kayu. Sudut ini memiliki tujuan agar memudahkan arang kayu masuk ke dalam ruang pembakaran dengan jatuh turun secara perlahan-lahan dengan sendirinya, saat arang kayu habis terbakar di ruang pembakaran. Sudut jatuh yang optimal ini juga tidak menggangu proses pembakaran yang terjadi di dalam ruang pembakaran.
Lubang udara didisain untuk memasukkan udara yang mengandung oksigen seoptimal mungkin yang membantu proses pembakaran pada ruang pembakaran, dan proses pencampuran gas mampu bakar dengan udara sekunder. Lubang udara yang dibuat pengembangan ini terletak pada sisi bagian diameter lubang. Diameter lubang udara yang lebih kecil sebelumnya menyebabkan aliran udara yang masuk membawa kadar oksigen tidak optimal. Disain bagian diameter lubang udara yang dibuat dibagi menjadi beberapa skenario. Skenario diameter lubang udara yang dibuat antara lain diameter lubang udara dengan ukuran 4 cm, 3.5 cm, 3 cm, 2.5 cm, dan 2 cm. Penempatan tata letak dari lubang udara juga menjadi prioritas agar udara yang masuk juga optimal. Cerobong gas mampu bakar, merupakan tempat dimana gas mampu bakar hasil proses pembakaran dan gasifikasi keluar untuk dimanfaatkan pada proses selanjutnya. Cerobong gas mampu bakar juga dilakukan pengembangan dengan beberapa skenario. Skenario yang dibuat ini terletak pada bagian tinggi dari cerobong gas mampu bakar, ukuran tinggi yang dibuat antara lain dengan ukuran tinggi sebesar 10 cm, 15 cm, dan 20 cm. Ketinggian yang bervariasi ini mengetahui seberapa jauh gas mampu bakar yang dapat keluar melalui cerobong gas mampu bakar tersebut. Beberapa skenario yang telah dibuat pada proses perancangan ini dilakukan uji tahap simulasi computational fluid dynamics (CFD) kembali, untuk melihat peningkatan kinerja dari tungku natural draft gasification (NDG). Ukuran dimensi disain tungku NDG yang dirancang disajikan pada Gambar 7.
28
Gambar 7 Disain rancangan tungku NDG
Penggambaran dan Simulasi Disain Tungku NDG
Perancangan disain tungku NDG yang telah dilakukan sebelumnya, kemudian disimulasikan untuk melihat kinerja dari beberapa skenario tungku yang telah dibuat. Proses penggambaran skenario tungku menggunakan software Gambit 2.4.6. Penggambaran pada software tersebut dilakukan penentuan kondisi batas yang digunakan pada proses simulasi tungku selanjutnya, dimana simulasi yang dilakukan melalui 2 tahap. Tahap yang pertama digunakan untuk menentukan kecepatan aliran udara yang terjadi di saat kondisi free convection. Tahap yang kedua digunakan untuk mendapatkan energi, dan komposisi gas yang dihasilkan tungku dari reaksi arang kayu dengan aliran udara yang terdapat pada tungku. Data aliran udara yang didapatkan berasal dari simulasi tahap pertama menjadi data dasar pada simulasi tahap kedua. Semua kondisi batas yang digunakan untuk proses simulasi CFD disajikan pada Gambar 8.
Kondisi Tahap I Kondisi Tahap II Gambar 8 Kondisi batas tungku NDG
29 Simulasi Tahap Pertama
Simulasi tahap yang pertama menggunakan kondisi konveksi bebas (free convection) untuk aliran udara di dalam tungku. Tahap pertama mendapatkan data kecepatan aliran udara optimum untuk proses reaksi pembakaran dan gasifikasi yang terjadi pada simulasi tahap kedua. Kondisi konveksi bebas tungku NDG menggunakan kondisi tekanan masuk dan tekanan keluar sebesar 0 Pascal, kondisi batas porous zone yang terdapat pada ruang pembakaran, dan adanya kondisi dinding panas untuk mengetahui pergerakan aliran udara yang masuk ke dalam tungku. Kondisi porous zone digunakan supaya aliran udara yang masuk ke dalam ruang pembakaran untuk proses pembakaran tidak terlalu berlebihan maupun sedikit.
Penentuan kondisi porositas arang kayu menentukan kondisi porous zone. Nilai porositas yang dimiliki oleh arang kayu adalah sebesar 50.2 %. Beberapa skenario dari sisi geometri lubang udara dan tinggi cerobong menentukan seberapa besar kecepatan aliran udara yang masuk ke dalam tungku tersebut untuk proses pembakaran dan gasifikasi. Hasil simulasi kecepatan aliran udara yang masuk ke dalam tungku dengan porositas arang kayu sebesar 50.2 % tertera pada Tabel 7.
Tabel 7 menjelaskan bahwa diameter lubang udara sekunder semakin kecil menyebabkan kecepatan aliran udara yang masuk semakin besar, begitu juga dengan kondisi sebaliknya. Semakin cepat aliran udara yang masuk belum tentu membuat proses pembakaran dan gasifikasi berjalan dengan baik. Data kecepatan aliran udara hasil simulasi berpengaruh terhadap suplai oksigen untuk proses pembakaran dan gasifikasi arang kayu untuk menghasilkan komposisi gas mampu bakar dan daya energi yang optimal pada simulasi kondisi tahap kedua. Kondisi aliran udara yang masuk ke dalam tungku disajikan pada Gambar 9. Aliran udara dapat bergerak masuk ke dalam tungku akibat adanya perbedaan suhu antara suhu material dengan suhu lingkungan.
Tabel 7 Hasil simulasi kecepatan aliran udara
Tinggi Cerobong (cm) Diameter Lubang
Udara (cm)
Kecepatan Aliran Udara (m/detik)
Lubang primer Lubang sekunder
10 2 0.1 0.18 2.5 0.1 0.15 3 0.1 0.13 4 0.1 0.11 15 2 0.1 0.23 3 0.1 0.17 4 0.1 0.14 20 2 0.1 0.29 2.5 0.1 0.24 3.5 0.1 0.18
Perbedaan tekanan yang terdapat di dalam tungku dan lingkungan juga memicu terjadinya aliran udara yang masuk ke dalam tungku. Kontur tekanan menjelaskan
30
bahwa rata-rata tekanan udara yang masuk sebesar 0 Pascal. Bagian lubang udara primer di bawah memiliki tekanan, dimana tekanan di sekitar daerah tersebut terjadi akibat adanya pressure drop yang berasal dari tumpukan arang kayu. Gambar kontur perbedaan suhu dan perbedaan tekanan yang disajikan pada Gambar 10. Kecepatan aliran udara yang dibutuhkan untuk proses pembakaran dan gasifikasi ini sangat membantu untuk kinerja tungku NDG. Aliran udara primer dibutuhkan untuk menghasilkan pembakaran yang kurang sempurna pada arang kayu. Tujuan proses ini agar menghasilkan gas mampu bakar gasifikasi hasil dari proses reduksi. Pembakaran sempurna yang terjadi pada bagian primer dihindari karena apabila langsung terjadi maka mengakibatkan gas mampu bakar akan langsung habis terbakar dan saat aliran keluar dari cerobong gas bakar hanya menghasilkan asap biasa dengan gas buang (CO2 dan H2O) dan residu volatile terbang. Penambahan aliran udara sekunder yang terdapat pada bagian tengah-tengah saluran gas bakar juga membantu agar gas mampu bakar yang dihasilkan dari proses sebelumnya dapat terbakar sempurna, dan optimal untuk digunakan pada proses memasak. Perlu diketahui, bahwa penggunaan gas mampu bakar hasil gasifikasi lebih menguntungkan daripada pembakaran secara langsung karena dapat digunakan pada suhu lebih tinggi sehingga batas tertinggi efisiensi termodinamika dapat tercapai.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 9 Hasil simulasi kecepatan aliran udara tungku NDG (m/detik) a) kontur aliran b) vector aliran c) aliran udara sekunder dan d) aliran udara primer
31
(a) (b)
Gambar 10 Hasil simulasi a) suhu udara (oC) dan b) tekanan udara (Pa) tungku NDG
Simulasi Tahap Kedua
Rancangan tungku yang terbaik dapat diketahui dari beberapa parameter yaitu daya energi dan komposisi gas mampu bakar yang dihasilkan oleh tungku. Daya energi tungku didapatkan dari hasil parameter laju aliran massa gas, dan suhu keluaran. Kecepatan aliran udara merupakan parameter yang mempengaruhi laju aliran massa gas dan suhu keluaran. Data kecepatan aliran udara yang diketahui dari simulasi tahap pertama akan dijadikan sebagai data dasar untuk menentukan daya energi yang dihasilkan tungku NDG hasil dari reaksi pembakaran dan gasifikasi arang kayu yang disajikan pada Tabel 8.
Tabel 8 Data laju aliran massa, suhu dan daya energi Tinggi Cerobong (cm) Diameter Lubang Udara (cm) Laju Aliran Gas Outlet (kg/detik) Cp Gas Bakar (J/kg⁰C) Selisih Suhu Outlet dan Inlet (⁰C) Daya Energi Tungku (J/detik) 10 2 0.0013 1434 1005 1873.5 2.5 0.0013 1429 1012 1863.9 3 0.0013 1419 1016 1874.2 4 0.0014 1412 1017 2010.4 15 2 0.0015 1393 993 2074.8 3 0.0016 1364 996 2173.6 4 0.0016 1347 999 2153.0 20 2 0.0018 1381 996 2475.8 2.5 0.0018 1361 996 2440.0 3.5 0.0019 1365 997 2585.7
Data daya energi tungku yang optimal tersebut dapat diketahui dengan menggunakan rumus
32
Daya energi yang optimal mengindikasikan proses reaksi pembakaran dan gasifikasi yang terjadi di ruang pembakaran dan proses pembakaran hasil gas pembakaran dengan aliran udara sekunder pada saluran gas mampu bakar terjadi secara sempurna. Beberapa skenario disain tungku NDG ini memiliki daya energi dari 1863.9 J/detik sampai dengan 2585.7 J/detik.
Pada Tabel 8 terlihat laju aliran gas mampu bakar semakin kecil apabila diameter lubang udara sekunder semakin kecil, ini mengakibatkan daya energi yang dihasilkan oleh tungku semakin rendah. Ukuran diameter lubang udara sekunder ini sangat berpengaruh terhadap adanya aliran udara untuk proses pembakaran dengan gas hasil pembakaran, dan membantu untuk mendorong gas hasil pembakaran tersebut untuk mencapai cerobong gas mampu bakar. Kondisi dari beberapa skenario disain tungku ini diketahui juga kontur pada tungku, antara lain persebaran suhu, dan beberapa komposisi gas. Persebaran suhu yang pada tungku menjelaskan bahwa pada reaksi proses pembakaran di ruang pembakaran mampu meningkatkan suhu yang awalnya bersuhu rendah menjadi meningkat. Peningkatan suhu diakibatkan oleh reaksi pembakaran antara arang kayu dengan aliran udara primer, namun karena jumlah udara dengan bahan bakar tidak seimbang maka menyebabkan proses pembakaran awal kurang sempurna. Adanya tumpukan arang kayu di atas ruang pembakaran menyebabkan terjadinya proses reduksi yaitu proses mengurangi kadar CO2 untuk menghasilkan gas mampu bakar gas CO dan gas H2. Beberapa reaksi yang terjadi tersebut menyebabkan peningkatan suhu. Peningkatan suhu tersebut juga semakin besar diakibatkan oleh reaksi gas hasil pembakaran awal dengan aliran udara sekunder. Beberapa kondisi yang terdapat pada tungku dapat dilihat pada gambar kontur yang disajikan pada Gambar 11 sampai dengan Gambar 15.
(a) (b)
Gambar 11 Komposisi a) volatile (fraksi mol) dan b) gas CH4 (fraksi mol) tungku NDG
33
(a) (b)
Gambar 12 Komposisi a) gas CO2 (fraksi mol) dan b) gas H2O (fraksi mol) tungku NDG
(a) (b)
Gambar 13 Komposisi a) gas O2 (fraksi mol) dan b) C(s) (fraksi mol) tungku NDG
34
(a) (b)
Gambar 14 Komposisi a) gas CO (fraksi mol) dan b) gas H2 (fraksi mol) tungku NDG
Gambar 15 Suhu tungku NDG (oC)
Pada bagian kontur volatile (Gambar 11a) dan kontur C(s) (Gambar 13b) terlihat perbedaan dimana pada kontur volatile telah habis terlebih dahulu, sedangkan pada kontur C(s) masih tersisa sampai pada bagian pertengahan tungku. Peristiwa ini terjadi akibat pada pada kondisi batas mass flow inlet, dimana data yang dimasukkan berupa persentase kandungan uji proksimat dari bahan arang kayu yang memiliki kandungan C(s) lebih besar dibandingkan dengan kadar volatile. Kedua kandungan ini didefinisikan sebagai aliran fluida yang memiliki laju aliran bahan bakar dengan kecepatan tertentu. Kandungan volatile yang sedikit tersebut akan mengalami proses pembakaran dengan udara primer dan menyebabkan kandungan volatile langsung habis. Kandungan C(s) yang terbakar
35 dengan udara primer sedikit dan sisanya mengalami proses reduksi untuk menghasilkan gas mampu bakar pada bagian tengah-tengah saluran gas sehingga pada saat memasuki bagian ujung cerobong gas kandungan C(s) telah habis. Kontur gas H2 (Gambar 14b) menunjukkan kandungan nya besar, ini diakibatkan oleh hasil dari reaksi reduksi antara kandungan C(s) dengan gas H2O. Gas H2 tersebut langsung terbakar akibat adanya reaksi dengan gas O2 yang terbawa oleh aliran udara sekunder yang masuk sehingga memungkinkan tidak terjadi ledakan tungku. Perlu diketahui bahwa gas H2 ini memiliki sifat yang mudah meledak.
Hasil dari simulasi disain tungku ini juga dapat menentukan sebaran komposisi gas yang dihasilkan baik dari proses pembakaran dan gasifikasi bahan bakar, hasil pembakaran gas bakar dengan aliran udara sekunder, dan hasil keluaran outlet dari cerobong gas mampu bakar. Komposisi gas yang dihasilkan antara lain gas CO2, H2O, CH4, H2, dan CO yang dapat dilihat pada Gambar 16.
Gambar 16 Komposisi gas CO2, H2O, CH4, CO, dan H2
Hasil rataan grafik pembakaran dan gasifikasi arang kayu didapatkan kandungan gas (CO2 1 %), (H2O 0.5 %), (CH4 1.6%), (CO 7.3%), dan (H2 5.2%) pada proses pembakaran dan gasifikasi,kandungan gas (CO2 6.7 %), (H2O 0.5 %), (CH4 1.9%), (CO 11.4%), dan (H2 8.3%) pada pembakaran dengan udara sekunder, dan kandungan gas (CO2 12 %), (H2O 2.5 %), (CH4 0.2%), (CO 0.7%), dan (H2 0.4%) pada keluaran outlet cerobong. Hasil tersebut menjelaskan bahwa proses reaksi gasifikasi dan pembakaran [C(s) + 0.5 O2 CO] terjadi pada ketinggian 20 cm. Aliran udara primer yang berasal dari bawah tungku melakukan reaksi dengan arang kayu menghasilkan gas mampu bakar CO, CH4, H2, dan gas lainnya yaitu CO2 dan H2O namun hasilnya belum optimal.
Kemudian pada ketinggian tungku sekitar 30 cm C(s) yang tidak mengalami reaksi dengan oksigen mengalami reaksi reduksi. Reaksi reduksi ini terjadi untuk mengurangi kadar gas CO2. Proses reduksi yang terjadi melibatkan reaksi [C(s) + CO2 2CO] dan reaksi [C(s) + H2O CO + H2], hasil dari proses reduksi ini akan meningkatkan hasil komposisi gas mampu bakar yaitu gas CO,
0 10 20 30 40 50 60 70 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 Ti n g g i Tu n g ku (c m ) Fraksi Mol
36
dan H2. Gas hasil reduksi tersebut bercampur dengan gas mampu bakar hasil pembakaran primer sebelumnya. Kandungan C(s) yang dijadikan sebagai data simulasi didefinisikan sebagai aliran fluida yang bersifat kontinyu. Kontur C(s)
menjelaskan pada bagian outlet komposisi C(s) telah sedikit dikarenakan telah bereaksi dengan O2, CO2, danH2O. Gas CO2 dan gas H2O yang dijadikan sebagai gas reaksi reduksi berasal dari bahan bakar arang kayu yang digunakan.
Hasil gas baik reaksi pembakaran primer dan reaksi reduksi akan mengalir menuju cerobong gas mampu bakar. Aliran gas mampu bakar tersebut bereaksi dengan aliran udara sekunder yang berasal dari lubang udara sekunder pada ketinggian 40 cm. Reaksi yang terjadi [CO + 0.5O2 CO2], [H2 + 0.5O2 H2O], dan [CH4 + 0.5O2 CO + 2H2] menyebabkan pembakaran yang menghasilkan gas bakar optimal untuk digunakan pada proses memasak. Reaksi pembakaran gas digambarkan dengan laju reaksi (kgmol/m3s), laju reaksi berlangsung di saluran utama gas bagian tengah-tengah pembakaran. Reaksi pembakaran dan reduksi C(s) serta reaksi gas mampu bakar dengan udara sekunder dapat dilihat pada Gambar 17 berikut
CO + ½ O2 CO2 CH4+ ½ O2 CO + 2H2
C(s) + 0.5 O2CO
C(s) + CO2 2CO C(s) + H2O CO + H2
H2 + ½ O2 H2O Gambar 17 Reaksi C(s), CO, H2, dan CH4 (kgmol/m3s)
37 Kontur reaksi pada Gambar 17 menyimpulkan bahwa proses reaksi reduksi arang kayu dengan proses reaksi oksidasi arang kayu terjadi secara simultan pada bagian tengah atas (ketinggian 30-40 cm) tungku NDG. Setelah mengalami proses pembakaran di saluran utama gas bagian tengah-tengah pembakaran maka gas mampu bakar tersebut habis pada saat keluaran outlet di cerobong gas. Pembakaran gas yang sempurna menghasilkan gas CO2, dan gas H2O yang dibuang ke lingkungan. Efisiensi gasifikasi proses simulasi ini diketahui dengan perhitungan efisiensi gasifikasi yang didapatkan dari rasio antara gas yang dihasilkan dengan arang kayu yang digunakan. Persamaan efisiensi gasifikasi yang digunakan yaitu
(55) Perhitungan efisiensi gasifikasi adalah tingkat efektivitas tungku untuk mengubah energi dari arang kayu menjadi gas mampu bakar. Gas mampu bakar yang diukur adalah gas CO, CH4, dan H2. Perhitungan secara mendetail efisiensi gasifikasi terdapat pada Lampiran 6. Arang kayu menggunakan laju aliran sebesar 1x10-3 kg/detik dan memiliki nilai kalor sebesar 23900 kJ/kg maka energi bahan arang kayu yang dihasilkan sebesar 23.9 kJ/detik. Gas mampu bakar memiliki laju aliran sebesar 1.4 x 10-3 kg/detik dan nilai kalor total sebesar 11458.82 kJ/kg untuk menghasilkan energi sebesar 16.04 kJ/detik. Efisiensi gasifikasi mendapatkan persentase sebesar 67.11 %. Persentase 67.11 % tersebut menandakan proses pembakaran dan gasifikasi arang kayu menjadi gas mampu bakar optimal. Sisa persentase sebesar 32.89 % berubah menjadi panas dan dimanfaatkan juga untuk proses pembentukan gas mampu bakar.
Pengujian Disain Tungku NDG Hasil Simulasi
Hasil disain tungku yang terpilih dari proses simulasi adalah tungku natural draft gasification (NDG) dengan ukuran tinggi cerobong sebesar 10 cm, dan diameter lubang udara sekunder sebesar 4 cm. Disain tungku dipilih karena pada aliran udara sekunder sebesar 0.11 m/detik mendekati aliran udara sekunder yang tepat pada tungku kompor umumnya sebesar 0.06 m/detik (Varunkumar et al. 2011). Disain tungku ini menghasilkan tingkatan energi sebesar 2010.4 J/detik atau sekitar 2.01 kW, dan jenis tungku ini dapat dijadikan sebagai tungku untuk proses memasak di sektor industri kecil. Proses pengujian disain tungku NDG menggunakan bahan bakar arang kayu sebanyak empat kali. Percobaan sebanyak tiga kali menghitung uji water boiling test (WBT) untuk mengetahui tingkat efektifitas dari kinerja tungku tersebut, dan uji yang terakhir untuk mengetahui komposisi gas yang telah dihasilkan oleh tungku tersebut.
Proses pengujian sebagian arang kayu diberikan sedikit campuran dengan bahan bakar minyak ini bertujuan membuat arang kayu menjadi bara, di dalam ruang pembakaran. Setelah arang kayu menjadi bara kemudian sisa arang kayu yang lainnya dimasukkan ke dalam ruang masukan (hopper). Terbentuknya bara membuat arang pada ruang hopper dapat masuk dengan sendirinya ke dalam ruang pembakaran karena panas yang maksimal dari ruang pembakaran. Pengujian tungku pada awalnya mendapatkan nyala api yang belum stabil, dan kemudian padam dengan tempo waktu sekitar 10 menit. Peristiwa ini diakibatkan oleh banyaknya aliran udara yang tidak cukup melewati arang kayu untuk proses
38
pembakaran. Aliran udara yang masuk mulai banyak membuat nyala api cukup stabil. Pembakaran arang kayu tidak menghasilkan asap yang terlalu tebal karena arang kayu langsung mengalami proses gasifikasi.
Pengujian pertama menggunakan arang kayu sebesar 1.593 kg. Arang kayu sebanyak 0.210 kg digunakan untuk bahan awal pencampuran dengan bahan bakar minyak untuk mendapatkan bara yang selanjutnya diteruskan dengan proses gasifikasi pada sisa arang yang lain. Tungku mendapatkan nyala api yang stabil dalam waktu 20 menit, dan menghabiskan arang kayu sebanyak 0.032 kg. Kondisi nyala api yang stabil ditandai dengan suhu pembakaran yang mulai tinggi. Pengujian pertama ini menghasilkan nyala api yang stabil pada suhu sekitar 892⁰C, dan kondisi api berwarna merah kebiru-biruan, serta tidak ada kadar zat-zat terbang jelaga yang keluar dari cerobong gas mampu bakar. Proses memasak air dilakukan setelah kondisi nyala api stabil. Air yang dimasak memiliki suhu awal sebesar 35⁰C, dan mencapai suhu akhir sebesar 100⁰C dalam tempo 40 menit. Masalah ini terjadi karena nyala api hasil gasifikasi yang didapatkan sangat kecil. Proses memasak air ini menghabiskan arang sebanyak 302 gram, dengan laju bahan bakar sebesar 7.5 gram/menit. Laju pembakaran dan nyala api yang dihasilkan ini tidak cukup membawa keluar aliran gas mampu bakar menuju cerobong gas mampu bakar. Peristiwa ini diakibatkan oleh banyaknya aliran udara yang masuk ke dalam tungku, sehingga aliran gas mampu bakar yang dihasilkan telah terbakar terlebih dahulu. Setelah mencapai suhu 100⁰C, suhu air yang dipanaskan mulai menurun akibat proses pembakaran di ruang pembakaran mulai berhenti. Sisa arang kayu yang tertinggal sebesar 0.958 kg. Proses memasak air menggunakan air sebanyak 5.246 l, dan menguapkan air sebanyak 0.193 l.
Pada pengujian kedua digunakan arang kayu sebanyak 1.671 kg. Sebanyak 0.251 kg arang kayu digunakan untuk dicampur dengan bahan bakar minyak. Pada pengujian kedua, untuk mendapatkan nyala api yang stabil dibutuhkan waktu sebesar 20 menit dengan menghabiskan arang kayu sebesar 0.263 kg. Kondisi nyala api yang stabil digunakan untuk proses memasak air untuk menghitung water boiling test yang kedua. Waktu yang diperlukan untuk memanaskan air dari suhu 35⁰C sampai dengan 100⁰C sebesar 40 menit dengan menghabiskan bahan bakar sebesar 295 gram. Laju konsumsi bahan bakar yang dihasilkan sebesar 7.3 g/menit, laju konsumsi bahan bakar ini dikatakan lebih rendah daripada laju konsumsi bahan bakar pada pengujian sebelumnya. Alasannya adalah ukuran arang kayu yang sebelumnya sedikit besar kemudian dikecilkan, ini menyebabkan aliran udara sedikit terhambat dengan tumpukan arang kayu. Kondisi ukuran arang kayu yang kecil juga membuat proses penyalaan api yang kecil, sehingga membuat gas mampu bakar belum bisa mencapai keluar cerobong. Sisa arang kayu yang tidak ikut terbakar sebanyak 0.846 kg. Proses memasak air menggunakan air sebanyak 5.04 l, menguapkan air sebanyak 0.185 l.
Pengujian ketiga menggunakan arang kayu sebanyak 1.589 kg. Sebanyak