1 ABSTRACT
THE FABRICATION AND TESTING OF BIOMASS STOVE WITH GASIFICATION PRINCIPAL
By
Iim Imaduddin
Biomass is a promising fuel as a source of renewable energy, procurement of biomass is easy to do since most of biomass is around living environments. The use of biomass at cooking process using traditional stoves has a low efficiency. The objectives of this research is to make and test an efficient biomass
gasification stove. Through this research was expect to be generated biomass stoves efficient.
The experiment was conducted according to standard of boiling test from Baldwin. Water was boiled with three types of biomass, namely wood, wood shavings, and rice husk. Five liters of water was used in all experiments which were replicated three times. Parameters to be observed included fuel
consumption, boiling time, power of the stove, and thermal efficiency. Biomass gasification stove was constructed from 1-mm zinc plate and had a dimension of 54 cm of height and 31 cm of diameter with combustion chamber capacity 5,89 liters of. The results showed that the stove was not working using rice husks due to no sufficient air flow through the rice husks pilling. The stove was working good using either woodfuel or wood shavings. The average time to boil 5 liters of water using woodfuel and wood shavings was 14,19 minutes and 21,90 minutes, respectively. Fuel consumption to boil 5 liters of water was 689,5 g using woodfuel and 619,7 g using wood shavings. The input and output power of the stove was respectively 12,12 kW and 2,65 kW with woodfuel. With wood shavings, the input and power of the stove was 8,24 kW and 1,64 kW,
respectively. The gasification stove had thermal efficiency of 19,93% with wood shavings and 21,90% with woodfuel. It was better than thermal efficiency of a common traditional wood stove, which had thermal efficiency of 15,49%.
1 ABSTRAK
PEMBUATAN DAN PENGUJIAN KOMPOR BIOMASSA DENGAN PRINSIP GASIFIKASI
Oleh Iim Imaduddin
Biomassa merupakan bahan bakar yang menjanjikan sebagai sumber energi terbarukan, pengadaan biomassa mudah karena pada umumnya biomassa ada di sekitar lingkungan tempat tinggal. Penggunaan biomassa pada proses memasak menggunakan tungku tradisional memiliki efisiensi yang rendah. Penelitian ini bertujuan untuk membuat dan menguji kompor gasifikasi biomassa yang efisien. Melalui penelitian ini diharapkan akan dihasilkan kompor biomassa yang efisien. Kompor gasifikasi biomassa dibuat dari plat seng 1 mm dengan ukuran tinggi 54 cm dan diameter 31 cm, dan memiliki kapasitas ruang bakar 5,89 liter. Pengujian dilakukan dengan uji pemanasan air standar dari Baldwin. Air dididihkan
menggunakan 3 jenis bahan bakar, yaitu kayu, serutan kayu, sekam padi. Semua pengujian menggunakan air lima liter yang diulang tiga kali. Parameter yang diamati meliputi kebutuhan bahan bakar, waktu mendidihkan air, daya kompor, dan efisiensi termal.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kompor biomassa ini tidak bisa bekerja menggunakan bahan bakar sekam padi. Pengujian menggunakan sekam padi tidak menghasilkan nyala api akibat kurangnya aliran udara melewati tumpukan sekam padi. Tetapi, kompor biomassa ini bekerja dengan baik menggunakan kayu dan serutan kayu. Waktu rata-rata untuk mendidihkan air 5 liter dengan
menggunakan kayu dan serutan kayu berturut-turut adalah 14,47 menit dan 22,13 menit. Kebutuhan bahan bakar untuk mendidihkan 5 liter air menggunakan kayu bakar mencapai 689,5 g dan menggunakan serutan kayu mencapai 619,67 g. Daya input dan output kompor adalah 12,12 kW dan 2,65 kW masing-masing menggunakan bahan bakar kayu. Dengan serutan kayu, daya input dan output kompor masing-masing adalah 8,24 kW dan 1,64 kW. Nilai efisiensi termal kompor adalah 19,93% dengan serutan kayu dan 21,90% dengan bahan bakar kayu. Itu lebih baik daripada efisiensi tungku tradisional yang umum digunakan, yang memiliki efisiensi termal 15,49%.
PEMBUATAN DAN PENGUJIAN KOMPOR BIOMASSA
DENGAN PRINSIP GASIFIKASI
Oleh
IIM IMADUDDIN
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada
Jurusan Teknik Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Lampung
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
PEMBUATAN DAN PENGUJIAN KOMPOR BIOMASSA
DENGAN PRINSIP GASIFIKASI
(Skripsi)
Oleh
IIM IMADUDDIN
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Komposisi kayu ... 6
2. Struktur Kompor Biomassa UB-03 Nurhuda ... 11
3. Grafik perbedaan gasifikasi, periolisis, pembakaran ... 15
4. Gasifikasi tipe up draft ... 16
5. Gasifikasi tipe down draft ... 17
6. Gasifikasi tipe cross draft ... 17
7. Prosedur penelitian ... 24
8. Desain tabung reaktor ... 27
9. Desain selimut reaktor... 28
10. Kompor gasifikasi biomassa ... 37
11. Tabung reaktor ... 39
12. Burner ... 39
13. Selimut reaktor ... 40
14. Penggunaan bahan bakar sekam padi ... 45
15. Rata-rata kebutuhan bahan bakar ... 46
16. Rata-rata waktu didih air 5 liter ... 46
17. Warna api hasil pembakaran kayu ... 47
18. Warna api hasil pembakaran serutan kayu ... 48
20. Daya input kompor gasifikasi biomassa ... 51
21. Daya output kompor gasifikasi biomassa ... 52
22. Kayu ... 65
23. Serutan kayu ... 65
24. Sekam padi ... 65
25. Thermometer Dekko 300 type K ... 65
26. Timbangan digital Tanita ... 65
27. Pemotongan kayu ... 65
28. Pengukuran suhu api ... 66
29. Penimbangan massa air ... 66
30. Penimbangan massa serutan kayu ... 66
31. Komponen kompor biomassa ... 67
32. Ukuran kompor biomassa ... 68
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
SANWACANA ... ……... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
I. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan Penelitian ... 3
1.3. Manfaat Penelitian ... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1. Biomassa ... 5
2.2. Kompor Berbahan Bakar Biomassa ... 10
2.3. Gasifikasi ... 14
2.4. Efisiensi Energi Kompor ... 18
2.5. Aspek Ergonomika ... 19
III. METODE PENELITIAN ... 23
3.1. Waktu dan Tempat ... 23
3.2. Alat dan Bahan ... 23
3.4. Pendekatan Rancangan ... 26
3.4.1. Kriteria Desain ... 26
3.4.2. Desain Fungsional ... 26
3.4.3. Desain Struktural ... 28
3.5. Pembuatan Kompor Gasifikasi Biomassa ... 30
3.6. Pengujian Kompor Gasifikasi Biomassa... 31
3.7. Analisis Data ... 36
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 37
4.1. Spesifikasi Alat ... 37
4.2. Analisa Teknik ... 38
4.2.1. Tabung Reaktor ... 38
4.2.2. Burner ... 39
4.2.3. Selimut Reaktor ... 40
4.2.4. Pengoperasian Kompor ... 40
4.3. Pengujian ... 42
4.3.1. Kapasitas dan Kebutuhan Bahar Bakar ... 45
4.3.2. Waktu Mendidihkan Air ... 46
4.3.3. Nyala Api ... 47
4.3.4. Energi yang Terpakai dan Energi yang Tersedia ... 48
4.3.5. Efisiensi Termal dan Daya Kompor ... 50
4.4. Identifikasi Kelemahan kompor ... 52
V. SIMPULAN DAN SARAN ... 54
5.1. Simpulan ... 54
5.2. Saran ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 55
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kalianda Provinsi Lampung pada tanggal 28 Mei 1989, dengan nama Iim Imaduddin. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara pasangan dari Bapak Kandit dan Ibu Wardatul Hamro.
Penulis menuntut ilmu pendidikan di SD Negeri 1 Bandan Hurip pada tahun 1995 - 2001, SLTP Negeri 1 Kalianda pada tahun 2001 - 2004, SMA Negeri 1 Kalianda pada tahun 2004 - 2007. Pada tahun 2007, penulis diterima di Jurusan Teknik Pertanian Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN.
Selama menjadi mahasiswa penulis pernah aktif pada organisasi intra kampus sebagai Ketua Bidang Minat dan Bakat HIMATEKTAN periode 2009/2010. Penulis juga aktif pada organisasi IMATETANI (Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian) tahun 2007 hingga 2012 dan aktif di kegiatan ekstra kampus seperti
GASTEP dan Cadak’z.
Pada bulan Juli sampai dengan bulan Agustus tahun 2010, penulis melaksanakan Praktik Umum di B2PTTG - LIPI Subang dengan judul “Rancangan Alat-Mesin Perajang Buah Okra di Balai Besar Pengembangan Teknologi Tepat Guna - LIPI
Penulis pernah mengikuti “Pesantren Cendekiawan Muslim (PCM)” Unila pada
tahun 2007, mengikuti “Studium General dan Seminar Nasional Ketahanan Pangan” Unila tahun 2008, “Seminar Nasional Strategi Peningkatan Hasil
Produksi Padi dan Perwujudan Desa Mandiri Energi” Purwokerto Desember
SANWACANA
Segala Puji Syukur penulis panjatkan kepada ALLAH SWT, yang telah melimpahkan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “Pembuatan dan Pengujian Kompor Biomassa dengan Prinsip Gasifikasi”, tepat pada waktunya.
Penulis menyadari bahwa selesainya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan berbagai pihak, dan segala sesuatu dalam penulisan skripsi ini jauh dari sempurna mengingat keterbatasan kemampuan dari penulis. Oleh karena itu, Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Budianto Lanya, M.T., selaku Dosen Pembimbing I dan Pembimbing Akademik atas bimbingan dan semua bantuan yang telah diberikan selama proses penyelesaian skripsi.
2. Bapak Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P., selaku Ketua Jurusan Teknik Pertanian dan Pembimbing II atas bimbingan dan semua bantuan yang telah diberikan selama proses penyelesaian skripsi.
3. Bapak Dr. Ir. Tamrin, M.S., selaku Pembahas Skripsi atas saran dan masukan bagi penulis.
5. Seluruh dosen Jurusan Teknik Pertanian atas bimbingan dan bantuannya selama ini.
6. Seluruh staff dan karyawan Jurusan Teknik Pertanian atas bantuan dan kemudahan yang telah diberikan selama ini.
7. Seluruh personil Cadak’z community Adit, Risky, Fadil, Enky, Febri, Muamar, Dodi, Afris, Rifky, Bowo, Arif.
8. Para sahabat dan saudaraku rekan mahasiswa Teknik Pertanian yang selalu memberikan semangat agar cepat lulus.
Semoga Allah SWT membalas semua kebaikan yang telah diberikan, dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Aaamiin.
Bandar Lampung, 3 April 2013
UCAPAN TERIMA KASIH
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bahan bakar hasil pertambangan yang sekarang dikenal luas merupakan sumber bahan bakar yang sangat vital dan merupakan kebutuhan primer masyarakat saat ini, bahan bakar tambang adalah bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui. Menteri Lingkungan Hidup Rachmat Witoelar menyatakan cadangan minyak bumi Indonesia saat ini semakin menipis hanya tersisa bagi pemanfaatan selama 23 tahun, cadangan batu bara di Indonesia tersisa untuk 146 tahun, cadangan gas untuk 62 tahun. Pemanfaatan sumber energi fosil secara hemat, bijak dan pengembangan sumber energi terbarukan merupakan langkah terbaik bagi
penyediaan energi secara berkelanjutan. Selain keterbatasan jumlahnya, masalah lain yang ditimbulkan dari bahan bakar tambang adalah masalah pencemaran udara, tanah, air yang sulit dikembalikan sehingga berdampak pula pada kesehatan dan kesejahteraan manusia (Berita sore, 2009).
Seiring dengan perkembangan dan moderenisasi teknologi, semua jenis bahan bakar dimanfaatkan. Penggunaan biomassa seperti kayu bakar dianggap
2
Selama ini Indonesia telah dikenal sebagai salah satu negara OPEC, organisasi penghasil minyak dunia. Sejak tahun 2003 Indonesia telah berubah menjadi negara pengimpor minyak. Harga bahan bakar tambang dunia yang meningkat pesat berdampak pada meningkatnya harga jual bahan bakar minyak di Indonesia, sedangkan tingkat ekonomi masyarakat Indonesia masih tertinggal dan masih banyak masyarakat kurang mampu. Menurut data statistik Indonesia tahun 2007, warga kurang mampu Indonesia sebanyak 37,163 juta penduduk dan di Lampung khususnya ada sekitar 1,661 juta penduduk kurang mampu. Untuk mengantisipasi kelangkaan minyak dan gas bumi serta ketidak mampuan untuk membeli bagi warga kurang mampu diperlukan bahan bakar alternatif yang murah dan mudah didapat.
Biomassa merupakan bahan bakar yang menjanjikan untuk menyediakan energi terbarukan, pengadaan biomassa terbilang mudah karena pada umumnya disekitar lingkungan tempat tinggal pun sudah pasti tersedia. Biomassa memiliki prospek yang baik sebagai bioenergi yang ramah lingkungan, karena biomassa tidak menghasilkan zat sampingan karbondioksida yang berbahaya. Karbondioksida yang dihasilkan dari hasil pembakaran biomassa pada akhirnya akan digunakan kembali oleh tanaman dalam fotosintesis serta dapat menggantikan bahan yang berbasis petrokimia. Akan tetapi, faktanya penggunaan biomassa pada proses memasak di tungku tidak berjalan mulus karena:
3
2. Tidak praktis dalam penggunaan dan pemindahan sehingga tungku tradisional bersifat permanen pada awal diletakkan.
Karena permasalah tersebut biomassa kurang bersaing dengan bahan bakar tambang, walaupun biomassa mudah didapat namun hanya digunakan oleh masyarakat yang kurang mampu untuk membeli minyak tanah dan LPG.
Gasifikasi adalah suatu teknologi pada proses pembakaran yang merubah bahan bakar padat menjadi gas pada temperatur yang tinggi dengan udara yang
terkontrol sehingga hasil pembakarannya pun bersih dalam arti tidak
menimbulkan banyak sekali asap. Gasifikasi merupakan teknologi yang ramah lingkungan karena karbondioksida yang dihasilkan dari proses pembakaran biomassa pada akhirnya akan digunakan kembali oleh tanaman untuk fotosintesis.
Berdasarkan gambaran dan penjelasan di atas, penting sekali membuat dan menguji sebuah kompor gasifikasi biomassa yang mampu meningkatkan efisiensi dalam memasak. Sehingga penggunaan biomassa untuk memasak dapat
digunakan oleh siapapun. Mebuat dan menguji kompor gasifikasi biomassa dirasa paling efektif sebagai kompor berbahan alternatif pengganti minyak tanah dan LPG.
1.2. Tujuan Penelitian
4
1.3. Manfaat Penelitian
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Biomassa
Biomassa adalah keseluruhan makhluk hidup (hidup atau mati), misalnya tumbuh-tumbuhan, binatang, mikroorganisme, dan bahan organik (termasuk sampah organik). Unsur utama dari biomassa adalah bermacam-macam zat kimia (molekul) yang sebagian mengandung atom karbon. Bila kita membakar biomassa, karbon tersebut dilepaskan ke udara dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Energi biomassa merupakan energi tertua yang telah digunakan sejak
peradaban manusia dimulai, sampai saat inipun energi biomassa masih memegang peranan penting khususnya di daerah pedesaan (Daryanto, 2007).
Salah satu bahan bakar biomassa yang paling penting adalah kayu. Kayu dapat dikumpulkan dari hutan dan hanya menebang pohon sesuai ukuran yang
6
Setiap jenis biomassa memiliki sifat tertentu yang menentukan kinerjanya sebagai bahan bakar dalam proses pembakaran baik dengan menggunakan prisip
gasifikasi. Sifat yang paling penting yang berkaitan dengan konversi termal biomassa adalah kadar air, kadar abu, kadar zat terbang, komposisi unsur, nilai kalor, kerapatan jenis (Quakk et al., 1999). Pada Gambar 1 disajikan struktur komposisi dalam potongan kayu.
Gambar 1. Komposisi kayu
7
limbah industri pertanian, dan kehutanan (Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, 2008).
Pembakaran biomassa tidak terlepas dari efek polusi, terutama NOx yang
tergantung dari aplikasi teknologi yang digunakan dan jenis biomassa yang dimanfaatkan. Bila kayu yang digunakan, hanya sedikit SO2 yang ditimbulkan
tetapi level emisi NOx sangat tergantung dari desain ruang bakar. Hasil
pembakaran biomassa menghasilkan tingkat polusi yang jauh lebih rendah dari pada misalnya bahan bakar batu bara. Dengan demikian, pemanfaatan biomassa memiliki dampak-dampak sebagai berikut (Kong, 2010):
1. Udara disekitar proses pembakaran biomassa lebih bersih dibandingkan kualitas udara didekat proses pembakaran bahan bakar minyak fosil. Dengan demikian, masyarakat lebih diuntungkan dalam menghemat biaya perawatan dan kesehatannya.
2. CO2hasil pembakaran biomassa juga dikategorikan sebagai “carbon netral” karena diserap kembali oleh tumbuh-tumbuhan guna menopang pertumbuhannya.
3. Penanaman tumbuhan energi di lahan-lahan marginal selain mendongkrak pendapatan masyarakat setempat juga dapat mencegah terjadinya erosi tanah dan berarti mengurangi potensi longsor.
8
Indonesia memiliki sekam padi yang relatif banyak, sebagai contoh survey pada tahun 1987 menemukan sekitar 10% yang siap digunakan untuk perekonomian yang produktif. Masalah lebih lanjut yang dihasilkan dari pembakaran sekam padi adalah menghasilkan silica sekitar 16-24%. Untuk memperpanjang proses pembakaran kecuali menggunakan pembakaran dengan suhu tinggi sering
menyebabkan sekam yang mengisi tungku pembakaran tidak seluruhnya terbakar. Masalah tersebut dapat diselesaikan dengan mengubah volume pada sekam padi menjadi berukuran besar. Sekam padi menghasilkan sekitar 50% abu, dan lignin 18,6%. Sekam padi memiliki tipikal sekitar 22-24% basis kering (Bridgwater, 1997).
Sumber biomassa dapat membantu dalam pengadaan panas dan listrik, begitu besar potensi energi biomassa yang terdapat di Indonesia. Apabila dapat
dimanfaatkan dengan baik, seharusnya krisis energi tidak terjadi seperti sekarang. Hasil pengelolaan limbah hasil pertanian maupun hutan akan sangat membantu tersedianya pasokan energi untuk kebutuhan masyarakat di Indonesia. Akan tetapi dengan memiliki potensi energi biomassa yang besar, masyarakat di Indonesia masih belum banyak yang memanfaatkannya. Mereka masih mengandalkan sumber energi seperti minyak bumi yang jumlahnya tidak lama lagi akan habis jika tidak segera ditemukan sumber yang baru bukan tidak mungkin peradaban di dunia akan punah. Indonesia diperkirakan memproduksi biomassa sebesar 146,7 juta ton/tahun atau setara dengan sekitar 470 juta
GJ/tahun seperti yang disajikan oleh Tabel 1. Angka-angka di bawah merupakan potensi biomassa nasional yang dihasilkan oleh industri pertanian maupun
9
nasional secara keseluruhan termasuk biomassa yang masih belum terjamah manusia yaitu sekitar 58 GW (Haryanto dan Hartanto, 2007).
Tabel 1. Produksi biomassa di Indonesia
Biomassa Produksi (juta
Tandan buah kosong Serat
Sumber: Haryanto dan Hartanto, 2007.
10
memudahkan diversifikasi penggunaan sekam, maka sekam perlu dipadatkan menjadi bentuk yang lebih sederhana, praktis, dan tidak voluminous seperti misalnya dibuat menjadi briket (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2008). Pada Tabel 2 disajikan komposisi kimiawi sekam padi.
Tabel 2. Komposisi kimiawi sekam
Komponen Persentase kandungan (%) A. Menurut Suharno (1979)
1. Kadar air
1. Karbon (zat arang) 2. Hidrogen
Nilai kalor kayu (sesuai proporsi kayu dan kulit) untuk jenis sengon buto pada kondisi KT adalah 4.602 kkal/kg, dan gmelina sebesar 4.788 kkal/kg. Sedangkan rata-rata nilai kalor kayu (sesuai proporsi kayu dan kulit) pada kondisi KU (kadar air 12%) untuk jenis kayu sengon buto adalah 4.125 kkal/kg, waru 4.248 kkal/kg dan gmelina 4.248 kkal/kg. Model hubungan kadar air dan nilai kalor adalah nilai kalor = -50,87 (kadar air) + 4695 dengan nilai koefisien determinasi (R2) sebesar 0,943 (Cahyono, 2008).
2.2. Kompor Berbahan Bakar Biomassa
11
lain yaitu, jika kompor konvensional berbahar bakar minyak atau gas, kompor biomassa menggunakan bahan bakar seperti misalnya kayu, plastik, dan daun kering. Uniknya, ketika dibakar dalam kompor biomassa, bahan-bahan itu hampir tidak menimbulkan asap sehingga ramah lingkungan.
Penelitian yang telah dilakukan Nurhuda menunjukan satu kilogram bahan bakar bisa dinyalakan api selama satu jam. Untuk memperbesar nyala api, bisa
digunakan kipas blower listrik. Api biru muncul karena pembakarannya dua tahap. Pertama, terjadi pembakaran kayu, oksigen, metana, dan nitrogen yang menghasilkan asap. Asap dan oksigen yang terbakar menghasilkan api membiru. Kedua, pembakaran arang dan oksigen yang menghasilkan karbondioksida. Pembakaran kedua ini menyala lebih baik dibandingkan dengan nyala
pembakaran pertama. Pada Gambar 2 disajikan struktur kompor biomassa UB-03 Nurhuda.
12
Secara kimia, asap pembakaran tersusun atas gas-gas diantaranya adalah H2, CO,
CH4, CO2B, SOx, NOx dan uap air. Sebagian gas-gas tersebut, yaitu hydrogen
(H2), karbon monoksida (CO), dan metana (CH4) adalah gas-gas yang dapat
terbakar, sehingga dapat dimanfaatkan menjadi bahan bakar. Untuk
meningkatkan efisiensi penggunaan biomassa sebagai bahan bakar, maka asap yang dihasilkan pada proses pengarangan harus dibakar lagi untuk kedua kali dan menghasilkan api yang mempunyai nyala yang lebih bersih (Nurhuda, 2008).
Pengujian terhadap tungku berbahan bakar sekam padi pernah dilakukan oleh Balai Besar Litbang Pascapanen di Karawang. Hasil pengamatan yang dilakukan di Laboratorium Karawang Balai Besar Litbang Pascapanen menunjukan bahwa penggunaan tungku sekam cukup prospektif untuk digunakan pada skala rumah tangga petani/pedesaan karena mudah mendapatkan bahan bakarnya, yaitu sekam padi. Hasil uji pemanasan dengan tungku sekam oleh balai besar litbang
pascapanen disajikan dalam Tabel 3 (Rachmat, 2006).
Tabel 3. Uji pemanasan dengan tungku sekam oleh Balai Besar Litbang
Pemasak/tungku
Sumber: Balai Besar Litbang Pascapanen Karawang, 2006.
13
putaran kipas semakin kencang, maka nyala api akan semakin besar. Angin yang terdapat di udara sekitar juga mempengaruhi nyala api, karena semakin kencang angin yang berhembus di sekitar akan membuat nyala api tidak stabil bahkan apabila angin yang berhembus terlalu kencang akan memadamkan api, maka hendaknya pengoperasian kompor Belonio dilakukan di dalam ruangan.
Variasi kapasitas bahan bakar yang digunakan tidak mempengaruhi warna atau besarnya nyala api namun mempengaruhi waktu pengoperasian kompor. Banyaknya bahan bakar yang digunakan berbanding lurus dengan waktu
pengoperasian kompor, semakin banyak bahan bakar yang digunakan maka waktu operasi kompor semakin lama. Rata-rata waktu operasi kompor dapat dilihat pada Tabel 4, rata-rata waktu tersebut berdasarkan tiga perlakuan pengisian bahan bakar yaitu dengan mengisi 90%, 75%, 50% dari volume reaktor.
Tabel 4. Rata-rata waktu operasi kompor Belonio
Waktu operasi
Perlakuan
90% 75% 50%
t penyalaan awal1 t api menjadi stabil2 t air mendidih3
) Waktu terhitung dari penyulutan api terhadap sekam, 2
) Waktu terhitung dari burner ditutup hingga api mulai stabil, 3
) Waktu terhitung dari mulai memasak hingga air mendidih, (Khusus perlakuan 50%, bahan bakar habis sebelum air mendidih) 4
) Waktu terhitung dari api mulai stabil hingga bahan bakar habis, 5
14
Kecepatan zona pembakaran adalah laju zona pembakaran (combustion zone rate) dalam reaktor yang bergerak dari atas ke bawah, mulai dari penyalaan api pada sekam hingga bahan bakar terbakar habis. Semakin padat biomassa yang ada pada reaktor maka akan semakin rendah kecepatan zona pembakaran yang diperoleh dan berlaku sebaliknya (Prayogo, 2009).
2.3. Gasifikasi
Gasifikasi adalah suatu teknologi proses yang mengubah bahan padat menjadi gas. Bahan padat yang dimaksud adalah bahan bakar padat yang termasuk diantaranya biomassa, batubara, dan arang. Gas yang dimasksud adalah gas-gas yang keluar dari proses gasifikasi dan umumnya berbentuk CO, CO2, H2, CH4. Proses
gasifikasi dari biomassa terjadi pada temperatur yang tinggi dengan penambahan oksigen yang terkontrol, produk berupa campuran gas CO dan H2 dikenal sebagai syngas dan bisa digunakan sebagai subtitusi gas alami. Reaksi dasar gasifikasi adalah:
CnHm + 0,55n O2→ nCO + 0,5m H2
15
Gambar 3. Grafik perbedaan gasifikasi, periolisis, pembakaran
Dapat disimpulkan berdasarkan Gambar 3, perbedaan gasifikasi, periolisis, dan pembakaran berdasarkan kebutuhan udara yang diperlukan selama proses:
Jika jumlah udara: bahan bakar (AFR/air fuel ratio) = 0, maka disebut periolisis,
Jika AFR<1,5 maka disebut gasifikasi, Jika AFR>1,5 maka disebut pembakaran.
Berdasarkan medium gasifikasi, reaktor gasifikasi (gasifier) dapat diklasifikasikan menjadi 2 kelompok (Anonim, 2011):
1. Aliran udara, dimana udara sebagai medium gasifikasinya
2. Aliran oksigen, dimana oksigen murni sebagai medium gasifikasinya
Gasifikasi adalah rincian termal lengkap biomassa menjadi gas yang mudah terbakar, mudah menguap, char, dan abu dalam reaktor tertutup atau gasifier. Gasifikasi adalah langkah-dua, endotermik proses. Pada pirolisis, reaksi pertama, komponen volatil dari bahan bakar yang menguap pada suhu di bawah 600°C oleh serangkaian reaksi yang kompleks. Termasuk dalam uap volatil adalah
16
Sebagai bahan bakar biomassa cenderung memiliki komponen yang lebih mudah menguap (70-86% pada basis kering) dibandingkan batubara (30%), pirolisis memainkan peran lebih besar dalam gasifikasi biomassa daripada di gasifikasi batubara. Char (fixed carbon) dan abu adalah pirolisis oleh-produk, yang tidak menguap. Pada langkah kedua, char gasifikasi melalui reaksi dengan oksigen, uap, karbon monoksida dan hidrogen. Panas yang dibutuhkan untuk reaksi endotermik gasifikasi dihasilkan oleh pembakaran bagian dari bahan bakar, char, atau gas, tergantung pada teknologi reaktor (Boerrigter et al., 2005).
Secara global gasifikasi diklasifikasian menjadi: up draft, downdraft, dan
Crossdraft (Quakk et al.,1999).
Up draft
Tipe yang paling sederhana dari gasifikasi adalah Up draft. Biomassa
dimasukkan dari bagian atas reaktor dan bergerak kebawah menghasilkan gas dan arang, tempat udara masuk berada dibawah dan gas yang dihasilkan keluar kea rah atas. Pada tipe up draft bahan bakar bergerak berlawanan arah dengan zona aliran gas melewati zona pengeringan, zona distilasi, zona reduksi, dan zona
pembakaran. Pada gambar 4 disajikan proses gasifikasi dengan tipe up draft.
17
Down draft
Pada tipe down draft biomassa dimasukkan melalui atas begitu pula dengan udara yang masuk. Gas yang dihasilkan akan mengalir kebawah reaktor, aliran
biomassa dan udara searah. Kelebihan dari tipe down draft adalah menghasilkan gas dengan kandungan tar rendah. Pada Gambar 5 disajikan proses gasifikasi dengan tipe down draft.
Gambar 5. Gasifikasi tipe down draft
Cross draft
Pada tipe cross draft biomassa dimasukkan melalui atas, udara masuk dan gas yang dihasilkan masing-masing berada pada bagian sisi reaktor. Tipe cross draft
digunaan untuk menghasilkan arang hasil pembakaran dengan kualitas tinggi. Pada Gambar 6 disajikan proses gasifikasi dengan tipe down draft.
18
2.4. Efisiensi Energi Kompor
Efisiensi adalah penggunaan sumber daya secara minimum guna pencapaian hasil yang optimum. Efisiensi menganggap bahwa tujuan-tujuan yang benar telah ditentukan dan berusaha untuk mencari cara-cara yang paling baik untuk mencapai tujuan-tujuan tersebut. Efisiensi hanya dapat dievaluasi dengan penilaian-penilaian relatif, membandingkan antara masukan dan keluaran yang diterima. Sebagai contoh untuk menyelesaikan sebuah tugas, cara A
membutuhkan waktu 1 jam sedang cara B membutuhkan waktu 2 jam, maka cara A lebih efisien dari cara B. Dengan kata lain tugas tersebut dapat selesai
menggunakan cara dengan benar atau efisiensi (Dewi, 2009).
Efisiensi termal kompor biomassa dihitung menggunakan persamaan yang dimodifikasi dari Baldwin (1987):
... (1)
Nilai efisiensi energi kompor berbahan bakar biomassa adalah berapa nilai panas sensibel dan panas latennya dibagi dengan nilai energi bahan bakar biomassa yang
19
terpakai (Belonio, 2005). Efisiensi energi kompor Belonio diperoleh dari hasil melakukan perebusan 5 liter air. Untuk langkah yang pertama diperlukan menghitung nilai panas laten dan panas sensibel dari semua jenis bahan bakar biomassa yang digunakan ketika mendidihkan air sebanyak 5 liter. Efisiensi konversi energi adalah besarnya nilai efisiensi energi bahan bakar yang terpakai pada pengujian kompor Belonio. Nilai efisiensi juga diperhitungkan dari jumlah pemakaian minyak sebagai penyulut api dan jumlah energi kipas yang terpakai selama pembakaran dari penyalaan api awal hingga bahan bakar terbakar habis semua. Pada Tabel 5 menyajikan perbandingan rata-rata nilai efisiensi dari masing-masing bahan bakar biomassa terhadap masing-masing perlakuannya.
Tabel 5. Perbandingan rata-rata efisiensi konversi energi oleh kompor Belonio
No. Jenis bahan bakar
Semakin besar nilai efisiensi kompor maka semakin banyak pula energi yang terpakai pada pengujian kompor Belonio. Sebaliknya, jika semakin kecil nilai efisiensi kompor maka semakin sedikit energi yang tidak terpakai (banyak terbuang) pada pengujian kompor Belonio (Harahap, 2009).
2.5. Aspek Ergonomika
Dalam membuat suatu alat harus memperhatikan aspek ergonomika, karena hal ini akan sangat berpengaruh terhadap produktivitas kerja dan efisiensi tenaga
20
anthropometri dan biomekanik. Anthoropometri adalah suatu bidang ergonomika yang menyangkut masalah pengukuran statik manusia. Berasal dari kata Yunani yaitu anthropos (pengukuran) dan metros (pengukuran). Data anthropometri dapat digunakan untuk optimasi dimensi berbagai macam benda yang sering digunakan manusia.
Anthropometer adalah suatu alat untuk mengukur jarak, ketinggian, dan sudut suatu titik dari suatu posisi acuan tertentu. Realisasinya, alat ini berguna sebagai alat bantu untuk mendesain atau mengetahui posisi alat-alat atau instrumen pengendali dari suatu alat terhadap posisi operatornya. Cara pengumpulan data anthropometri adalah dengan melakukan pengukuran dimensi tubuh masing-masing individu suatu populasi. Terdapat dua jenis pengukuran anthropometri yaitu data yang diperoleh dari pengukuran saat tubuh manusia dalam posisi tetap baik dalam kondisi duduk maupun berdiri. Sedangkan data dimensi dinamik adalah data yang diperoleh dari pengukuran saat tubuh manusia dalam posisi melakukan suatu aktivitas. Terdapat dua prinsip dalam memperoleh data dimensi dinamik, yaitu dengan estimasi dan integrasi. Prinsip estimasi adalah dengan mengkonversi data statik untuk kondisi dinamik, contohnya tinggi badan dinamik sama dengan 97% tinggi badan statik, jangkauan dinamik sama dengan 120% panjang tangan statik, dll. Sedangkan prinsip itegrasi adalah dengan
menggabungkan data yang berhubungan dengan suatu ukuran, contohnya
21
menunjukkan bila suatu ukuran adalah rata-rata, diatas atau dibawah rata-rata (Warji, 2011).
Pengkajian aspek anthropometri dan biomekanik sangat diperlukan dalam
mendesain suatu alat. dengan mengetahui struktur anthropometri dan biomekanik suatu kelompok masyarakat dalam unsur yang sama dapat diketahui struktur fisik dan selang respon emosionalnya, sehingga dapat dilakukan perkiraan-perkiraan tertentu untuk mendesain suatu sistem dan peralatan kerja yang nyaman, aman, dan efisien (Herodian dkk., 1991). Pada Tabel 6 disajikan ukuran rata-rata anthoropometri orang Indonesia dalam posisi duduk.
Tabel 6. Ukuran rata-rata anthropometri orang Indonesia dalam posisi duduk
No Anthropometri Ukuran
Laki-Laki Perempuan Sumber: Herodian dkk., 1991.
22
Tabel 7. Ukuran rata-rata anthropometri orang Indonesia dalam posisi berdiri
No Ukuran anthropometri
III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2011 sampai dengan bulan Desember 2011 di bengkel Mekanisasi Pertanian Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
3.2. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam pembuatan dan pengujian kompor gasifikasi biomassa ini yaitu panci, bor listrik, palu, gunting plat, tang, stop watch, gergaji, timbangan digital, termokopel, meteran, penjepit bahan bakar, meja kerja, alat tulis dan komputer dengan software autocad. Sedangkan bahan yang digunakan dalam pembuatan dan pengujian kompor gasifikasi biomassa dengan prinsip gasifikasi ini adalah sekam padi, serutan kayu sengon, kayu karet, air, plat seng 0,1 cm, tiner dan cat.
3.3. Prosedur Penelitian
24
Gambar 7. Prosedur penelitian
Dari diagram alir di atas, setiap proses tahapan mulai dari perancangan, persiapan alat dan bahan, pembuatan kompor, pengujian kompor, finishing, pengamatan dan analisa. Setiap proses tahapan mempunyai penjelasan yang berbeda-beda yaitu sebagaimana berikut:
Perancangan
25
Persiapan Alat dan Bahan
Kegiatan ini meliputi penyiapan bahan dan peralatan yang akan digunakan. Dalam kegiatan ini terdapat quality control terhadap bahan yang digunakan, bahan-bahan yang telah lulus pengecekan yang diproses ke tahap selanjutnya.
Pembuatan Kompor
Pembuatan kompor meliputi kegiatan: pengukuran bahan, pemotongan bahan, pembentukan bahan, dan perakitan unit.
Pengujian Kompor
Setelah semua bahan mengalami proses pengukuran, pemotongan, pembentukan, dan perakitan kemudian kompor diuji coba apakah sesuai dengan kriteria desain, apabila kompor sesuai dengan kriteria desain maka akan menuju ketahap
selanjutnya dan apabila kompor tidak sesuai dengan kriteria desain maka kompor akan menuju keproses perbaikan.
Pengamatan dan analisa
Uji coba yang dilakukan dengan menghitung parameter yang telah ditentukan kemudian mencatat serta mengolah data hasil dari pengujian.
Finishing
Setelah alat lulus dari proses uji coba, tahap selanjutnya adalah finishing.
Finishing ini berupa pengecatan. Pengecatan dilakukan guna memberi
26
3.4. Pendekatan Rancangan
Pendekatan rancangan sangatlah penting dalam proses pembuatan suatu alat, pendekatan rancangan adalah sebagian kecil penjelasan alat yang akan dibuat sehingga alat yang akan dibuat sesuai dengan fungsinya. Pendekatan rancangan dalam hal ini meliputi kriteria desain, desain fungsional, desain struktural.
3.4.1. Kriteria Desain
Kompor gasifikasi biomassa diharapkan dapat berfungsi sesuai dengan kriteria desain, yaitu sebagai berikut:
1. Dapat menghasilkan nyala api yang baik sebagai hasil dari proses gasifikasi 2. Efisiensi energi kompor ≥ 15%.
3.4.2. Desain Fungsional
Kompor berbahan bakar biomassa tersusun atas beberapa komponen utama. Setiap komponen dari kompor ini memiliki fungsi yang berbeda-beda, komponen utama dari kompor berbahan bakar biomassa meliputi: tabung reaktor, burner,dan selimut reaktor.
Tabung reaktor
27
Untuk mengetahui secara jelas gambar tabung reaktor, pada Gambar 8 disajikan gambar tabung reaktor yang disertai ukuran dan nama bagian-bagiannya.
Gambar 8. Desain tabung reaktor
Burner
Burner berfungsi sebagai pengatur arah api sehingga tidak menyebar terlalu jauh dari panci (alat memasak). Pada burner terdapat lubang yang berada pada bagian atas dan bagian sisi miring, lubang tersebut berfungsi sebagai tempat aliran oksigen sehingga terjadi pencampuran oksigen didalam tabung reaktor. Pada Gambar 8 disajikan bentuk burner yang ada pada kompor biomassa ini.
Selimut reaktor
Selimut reaktor berfungsi: tempat meletakkan tabung reaktor sehingga tabung reaktor dalam posisi tergantung, tempat pemasukkan bahan bakar, tempat meletakkan panci, tempat penyimpanan dan pengeluaran abu, pengatur besar
28
kecilnya aliran udara yang berpengaruh pada besar kecilnya api, tempat
meletakan pegangan kompor sehingga dapat memindahkan secara praktis. Pada bagian atas selimut terdapat lubang yang berfungsi untuk penyalur udara ke burner. Diatas selimut reaktor terdapat penutup kompor yang diberi tambahan empat buah plat seng yang dibentuk menyerupai huruf “U” terbalik yang
berfungsi sebagai dudukan alat memasak. Untuk pemasukan bahan bakar memanfaatkan lebar celah antara masing-masing dudukan alat memasak. Pada Gambar 9 dapat dilihat bentuk selimut reaktor beserta nama bagian-bagiannya.
Gambar 9. Desain selimut reaktor
3.4.3. Desain Struktural
Kompor biomassa tersusun atas tiga komponen utama yaitu: tabung reaktor, burner, selimut kompor. Selimut reaktor terletak dibagian terluar dari
komponen-Kaki kompor Tempat abu Pintu udara/abu Dudukan alat memasak
Pegangan kompor
Selimut reaktor
46 cm
14 cm 5 cm
3 cm
29
komponen kompor yang semuanya terbuat dari plat seng. Pada selimut kompor juga terdapat beberapa fungsi seperti adanya dudukan kompor pada bagian atas, kaki kompor dan pintu abu / udara pada bagian bawah, pegangan kompor yang berada dikedua sisi kompor. Tabung reaktor terletak tergantung didalam selimut kompor, tabung reaktor terdiri dari dua bagian tabung yaitu tabung reaktor luar sebagai tempat bahan bakar dan tabung reaktor dalam sebagai tempat aliran udara. Pada atas tabung reaktor tersdapat burner yang fungsunya sebagai pengarah api.
Tabung reaktor
Tabung reaktor dibuat dari plat seng 1 mm yang dibentuk melingkar dengan diameter lingkaran luar 20 cm, sedangkan diameter tabung dalam adalah 10 cm. Reaktor kompor gasifikasi biomassa terdiri dari dua tabung yang keduanya memiliki tinggi 25 cm. Tabung reaktor diberi lubang yang berfungsi sebagai tempat masuk nya udara, ukurannya 1 cm yang terdapat pada bagian atas tabung, tengah dan bawah.
Untuk mengetahui dimensi dan ukuran secara detail disajikan pada Gambar 8 yang menyajikan ukuran tabung reaktor dalam. Pada tabung reaktor luar, terdapat tiga tempat lubang yaitu pada bagian alas, dinding, dan atas tabung yang memiliki ukuran diameter 1 cm. Tabung reaktor dilengkapi dengan cincin yang melingkar mengelilingi tabung yang memiliki panjang 4 cm dari sisi tabung reaktor bagian luar. Dimensi dan ukuran tabung reaktor disajikan pada Gambar 8.
Burner
30
lingkaran, lingkaran pertama dilengkungkan kedalam sehingga memperkecil diameter lingkaran tabung reaktor dan lingkaran yang kedua dibiarkan tegak keatas. Lingkaran pertama memiliki ukuran diameter 20 cm dan lingkaran kedua memiliki diameter 14 cm. Pada burner terdapat lubang yang berukuran diameter 1 cm. Dimensi dan ukuran burner disajikan pada Gambar 8.
Selimut reaktor
Selimut reaktor terbuat dari plat seng 1 mm yang dibentuk melingkar dengan diameter 28 cm, dan memiliki tinggi 46 cm. Pada komponen selimut reaktor terdapat bagian-bagian seperti dudukan alat memasak, pintu abu, kaki kompor, dan pegangan kompor. Dudukan alat memasak berbentuk seperti huruf “U”
terbalik yang mempunyai ukuran panjang 5 cm dan tinggi 5 cm. Pintu abu berbentuk persegi yang dibentuk melengkung mengikuti lingkaran diameter selimut kompor dengan ukuran panjang 18 cm dan tinggi 14 cm. Kaki kompor memiliki ukuran tinggi 5 cm dari bawah selimut reaktor dan lebar plat 3 cm. Pegangan kompor memiliki dimensi ukuran lebar 3 cm dan dari dinding selimut reaktor berjarak 3 cm. Dimensi dan ukuran selimut reaktor disajikan pada Gambar 9.
3.5. Pembuatan Kompor Gasifikasi Biomassa
31
antara tabung reaktor luar dan tabung reaktor dalam adalah 10 cm, jarak ini akan diisi bahan bakar biomassa. Pada bagian atas tabung reaktor diberi lubang yang berguna sebagai tempat keluarnya api serta masuknya udara.
Burner dibuat dari plat seng yang telah diukur sesuai rancangan, kemudian dipotong dan dibentuk menjadi silinder. Selanjutnya melubangi bagian atas dan bawah silinder. Lubang ini berguna sebagai tempat keluarnya api dari proses pembakaran.
Selimut kompor dibuat dari plat seng yang telah diukur sesuai rancangan, kemudian dipotong dan dibentuk menjadi silinder. Pada bagian bawah selimut reaktor dibuat sebuah pintu untuk memudahkan dalam mengeluarkan dan sebagai tempat masuknya udara sekunder. Bagian atas selimut kompor dibuat lubang melingkar, lubang ini berfungsi sebagai tempat udara sekunder masuk guna menstabilkan nyala api.
Tahap akhir yaitu penyusunan komponen-komponen kompor gasifikasi biomassa dengan cara disusun sesuai tata letaknya. Setelah membentuk suatu kompor gasifikasi biomassa, barulah dapat dilakukan pengujian.
3.6. Pengujian Kompor Gasifikasi Biomassa
32
Selain melakukan pengamatan, hasil pengujian kinerja kompor juga akan dibuat perhitungan dan dianalisis.
Pengujian kompor gasifikasi biomassa dilakukan dengan cara merebus air
sebanyak 5 liter dengan menggunakan bahan bakar serutan kayu dan sekam padi, serta 10 liter air dengan menggunakan bahan bakar kayu. Perlakuan ini
dilakuakan dengan 3 kali pengulangan, sehingga akan didapatkan prosedur pengujian sebagai berikut:
1. Mengukur berat biomassa yang akan dimasukkan kedalam tabung rekator seperti pada lampiran Gambar 30.
2. Mengisi tabung reaktor dengan biomassa yang telah diketahui beratnya, pastikan dalam pengisian bahan bakar tidak menutup semua lubang yang ada pada tabung reaktor.
3. Setelah tabung reaktor terisi bahan bakar, kompor kemudian dinyalakan dengan menggunakan minyak tanah sebagai pemicu awal api.
4. Besar kecilnya api dapat diatur dengan menggeser panel pengatur volume api, kebawa untuk memperkecil api dan keatas untuk membesarkan api.
5. Masukkan 5 liter air untuk sekam padi dan serutan kayu, pada bahan bakar kayu dilakukan dengan dua tahap masing-masing 5 liter. Masukkan kedalam panci lalu masak hingga mendidih. Suhu air diukur sebelum dimasak dan setelah air mendidih dengan menggunakan termokopel. Selain itu, lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan akan dihitung juga dengan
33
6. Warna nyala api akan diamati secara visual dari awal sampai selesai mendidihkan air, sedangkan suhu nyala api akan diukur mengguanakan temokopel seperti yang terlihat pada lampiran Gambar 28.
7. Apabila bahan bakar kurang dapat ditambahkan melalui lubang pemasukan bahan bakar yang ada di atas kompor. Sebelum dimasukan timbang terlebih dahulu bahan bakar yang akan ditambahkan.
8. Gunakan penjepit untuk memasukkan bahan bakar pada saat kompor sudah menyala.
9. Hitung waktu hingga air mendidih dan ukur temperatunya.
10.Apabila bahan bakar tidak habis maka dibersihkan dari sisa abu yang menempel kemudian arang ditimbang agar didapatkan beratnya.
Untuk mengetahui kapasitas bahan bakar yang mampu ditampung oleh sebuah kompor dilakukan pengujian dengan cara menghitung volume tabung reaktor menggunakan persamaan:
V = π r2 t ... (2) Dimana: V = Volume reaktor (cm3)
r = Jari-jari silinder dalam (cm) t = Tinggi silinder dalam (cm)
Panas laten atau latent heat (Ql) adalah jumlah energi yang digunakan untuk
menguapkan air, panas laten dihitung menggunakan persamaan:
Ql = Mw × hfg ... (3)
Dimana: Mw = massa air yang menguap (kg)
34
Panas sensibel atau sensible heat (Qs) adalah jumlah energi panas yang diperlukan
untuk menaikan temperatur air. Untuk mengetahui berapa nilai panas sensibel dapat dihitung menggunakan persamaan:
Qs = M × Cp × (T2-T1) ... (4)
Dimana: M = massa air (kg)
Cp = panas jenis air (4.186 kJ/kgoC)
T2 = temperatur akhir air saat mendidih (oC)
T1 = temperatur awal air (oC)
Banyaknya energi pemakaian bahan bakar utama, dihitung menggunakan persamaan:
E1 = Nb × Mb ... (5)
Dimana: E1 = jumlah energi bahan bakar yang terpakai (kJ)
Nb = nilai kalori bahan bakar (kJ/kg)
Mb = massa bahan bakar yang terpakai (kg)
Banyaknya energi pemakaian minyak tanah sebagai penyulut nyala api, dihitung menggunakan persamaan:
E2 = Nm Mm ... (6)
Dimana: E2 = jumlah energi minyak tanah yang terpakai (kJ)
Nm = nilai kalori minyak tanah (37674 kJ/l)
Mm = massa minyak tanah yang terpakai (kg)
Banyaknya energi yang tersisa (arang), dihitung menggunakan persamaan:
E3 = Na Ma ... (7)
Dimana: E3 = jumlah energi arang (kJ)
Na = nilai kalori arang (kJ/kg)
Ma = jumlah arang (kg)
35
E
tot = E1 + E2– E3 ....……..……….……... (8)Kebutuhan energi spesifik bahan bakar, dihitung menggunakan persamaan:
Espesifik =
Untuk mengetahui efisiensi thermal kompor (th), dihitung menggunakan
persamaan:
Untuk mengetahui daya kompor biomassa (S), dihitung menggunakan persamaan:
t E
P ... (11) Dimana : W = total energi (kJ), untuk daya input E = penyebut pada
persamaan (1). Sedangkan untuk daya output E = Ql+Qs sama
36
3.7. Analisis Data
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian melalui analisis data yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Telah dihasilkan kompor gasifikasi biomassa dengan dimensi tinggi 54 cm dan lebar 31 cm.
2. Kompor gasifikasi biomassa dengan bahan bakar kayu memiliki daya input 12,12 kW, daya output 2,65 kW, dan dapat mendidihkan 5 liter air 14,19 menit.
3. Efisiensi termal kompor gasifikasi biomassa dengan bahan bakar kayu adalah 21,90%.
4. Kompor gasifikasi biomassa ini tidak dapat digunakan dengan bahan bakar sekam padi.
5.2. Saran
1. Perlu adanya modifikasi tabung reaktor karena efisiensi yang dimiliki kompor ini dirasa masih rendah.
