RANCANG BANGUN KOMPOR BIOMASSA
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari syarat Memenuhi Gelar Ahlimadya Program Studi Teknik Mesin-D3
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin
Oleh
DEDY SAPUTRA PURBA
5133220002
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
i
ABSTRAK
Dedy Saputra Purba: Rancang Bangun Kompor Biomassa. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
Perancangan ini bertujuan untuk merancang bangun kompor berbahan bakar sekam dengan dimensi yang ergonomik, sistem penggunaan yang mudah dan simpel serta unjuk kerja yang optimal. Pada tahap awal dibuat gambar disain kompor untuk tiap komponennya, kemudian Besi bulat dan plat aluminium dipotong sesuai ukuran disain. Komponen-komponen yang berbentuk melengkung di lengkungkan dengan mesin rol, sedangkan komponen yang berlubang di lubangi dengan mesin bor. Kemudian semua komponen di rakit dengan di las dan di klem untuk menjadi kompor biomassa. Setelah kompor dirakit dan semua komponen telah terpasang dengan baik, kemudian dilakukan uji coba pembakaran, apabila kompor belum bekerja dengan baik maka kompor akan diperbaiki dan dimodifikasi. Apa bila kompor sudah menyala dengan baik maka kemudian di ukur temperatur yang dihasilkan pada posisi 5 cm diatas kompor dengan menggunakan termokopel dan juga di lihat api (flame) hasil pembakaran. Api yang lebih biru menunjukkan pembakaran lebih sempuna, sedangkan api yang lebih merah/hitam menunjukkan pembakaranyang tidak sempurna. Disamping analisa ini dibuat beberapa modifikasi ruag bakar, baik suplai udara, dimensi dan diameter lengkungan kawat kasa, sehingga di temukan satu bentuk yang paling optimum.
ii ABSTRACT
Dedy Saputra Purba: Design Build Biomass Stove. Final Project. Faculty of Engineering, University of Medan.
This design to design a stove fuel by husk with ergonomic dimensions, easy usage and simple system and optimal performance. In the early stage it is made the design for each of components, then, round iron and aluminium plate cut to fit the size of the design. Each components which have curve shape, curved with roller machine while perforated components perforated with drill machine. Then all components are assembled and welded and clamps to be a biomass stove. After the stove is assembled and all components have been properly installed, then undergone a burning test, if the stove has not working well, then the stove will be repaired and modified. If the stove is already lit up well, then the measured temperature is generated at the position 5 cm above the stove by using a thermocouple and also see the flame as burning result. If the flame is blue indicates more complete combustion while the flame is red or black indicates incomplete combustion. Beside the analysis is made some modifications to the combustion chamber, whether air supply, dimensions and diameter of the arch wire gauze, so that found the most optimum form.
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha pengasih dimana
atas limpahan berkat dan karunian-Nya sehingga dapat menyelesainkan Tugas
Akhir ini denga judul “RANCANG BANGUN KOMPOR BIOMASSA”.
Dalam proses Penyelesaian tugas akhir ini penulis ini mengalami beberapa
kendala antara lain keterbatasan maupun kurangnya pengetahuan yang dimiliki
penulis. Namun berkat bimbingan, bantuan, dan dukungan berupa petunjuk dan
saran-saran dan sebagainya dari Bapak Ir.Batumahadi Siregar, MT, selaku
pembimbing tugas akhir penulis telah bersedia meluangkan waktunya untuk
membimbing penulis dan juga Bapak Bisrul Hapis Tambunan, ST. MT, bersedia
meluangkan waktunya untuk membimbing dalam pembuatan kompor biomassa.
Penulis juga menerima dukungan dari berbagai pihak dari awal
perkuliahan sampai penulisan tugas akhir dan pada kesempatan ini penulis ingin
menyampaikan terimah kasih kepada:
4 Drs. Selamat Riadi, MT selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin Universitas
Negeri Medan.
5 Drs. Robert Silaban selaku Ketua Prodi Teknik Mesin D-3 Universitas Negeri
Medan.
6 T. Purba Dan M. Br Samosir Selaku orang tua saya yang selalu mendukung
penulis baik dalam materi maupun dalam doa selama perkuliahan.
7 Saudara penulis: Senova Sulastri Purba, S.kep,nurse, yang selalu member
vi
8 Kepada Nelly Silaban, yang telah memberikan semangat, motivasi dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
9 Sahabat-sahabat saya : Dubes Marbun, Helery Sinabutar, Martati Manurung,
Herto Sinabutar, Hertika Sinabutar, Deni Sinaga, Parluhutan Simanullang,
Sartika Marbun dan seluruh pihak yang ikut mendukung prooses penyelesaian
tugas akhir ini yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu yang telah banyak
memberikan semangat dan saran-saran kepada penulis selama perkuliahan dan
juga penyelesaian tugas akhir ini.
10Teman-teman seperjuangan yang juga banyak memberi dukungan, doa serta
arahan. Terkhusus teman-teman D3 Teknik Mesin 2013
11Teman satu tim saya Elfandri Sihombing yang telah menemani menyelesaikan
kompor biomassa.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih
terdapat kekurangan dalam penulisan, baik dari segi isi, materi maupun tata letak
bahasa yang digunakan merupakan keterbatasan penulis. Dengan demikian demi
kelengkapan dan kesempurnan laporan ini penulis mengharapkan kritik dan saran
yang membangun dari pembaca. Semoga Laporan tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi penulis dan juga para pembaca, akhir kata penulis mengucapkan
terimahkasih.
Medan, Februari 2017
Penulis,
Dedy Saputra Purba
vii
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
SURAT PERNYATAAN ... iii
LEMBAR PENGESAHAAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Batasan Masalah ... 2
C. Tujuan ... 3
D. Manfaat ... 3
E. Metode Pengumpulan Data... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Kajian Singkat ... 5
1. Sekam Padi ... 5
2. Sekam Kayu ... 7
3. Kompor biomassa ... 8
viii
C. Teori Pembakaran ... 10
D. Perancangan ... 11
E. Pemilihan Bahan ... 12
F. Gambaran Umum Kontruksi Kompor ... 12
G. Komponen-Komponen Utama Kompor ... 13
1. Ruang Pembakaran (Silinder Dalam) ... 13
2. Hopper (Kepala Tungku) ... 14
3. Penampung Abu ... 15
4. Penghalang (baffle) ... 15
BAB III PEMBAHASAN A. Pemilihan Bahan ... 16
1. Pemilihan Bahan Kompor ... 16
2. Pemilihan Bahan Rangka Kompor... 16
3. Pemilihan Bahan Burner (Tempat Nyala Api)... 16
B. Analisis Tekinik ... 17
1. Ruang Pembakaran ... 17
2. Perancangan Hopper ... 18
3. Perancangan Penampung Abu ... 19
C. Proses Pembuatan (Manufacturing) Kompor ... 20
1. Pembuatan Replica... 20
ix
3. Pembuatan Silinder dan Hopper ... 24
4. Pembuatan Saluran Udara ... 26
5. Pembuatan Penampung Abu ... 28
BAB IV HASIL DAN PENGUJIAN A. Desain Kompor Biomassa ... 29
B. Hasil Rancang Bangun ... 30
1. Hopper... 30
2. Silinder Luar ... 31
3. Silinder Dalam ... 32
4. Penampung Abu ... 32
5. Rangka Kompor ... 33
6. Sumbu Kompor ... 34
C. Pengujian ... 36
D. Pelaksanaan Pengujian ... 39
1. Uji Coba ... 39
2. Pengambilan Data ... 41
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 43
B. Saran ... 44
DAFTAR PUSTAKA ... 45
x
Gambar 5. Gambaran Umum Kontruksi Kompor ... 13
Gambar 6. Proses Pembentukan Replika ... 20
Gambar 7. Proses Pembentukan Rangka ... 23
Gambar 8. Proses Pembentukan Silinder dan Corong Atas ... 25
Gambar 9. Proses Pembentukan Saluran Udara... 27
Gambar 10. Desain Kompor Biomassa ... 29
Gambar 11. Kepala Tungku Kompor ... 30
Gambar 12. Silinder Luar Kompor Biomassa ... 31
Gambar 13. Penampung Abu Pembakaran ... 32
Gambar 14. Rangka Kompor ... 33
Gambar 15. Sumbu Kompor Berjumlah Satu ... 34
Gambar 16. Sumbu Kompor Berjumlah empat ... 35
Gambar 17. Saluran Udara (Sumbu Kompor) ... 36
Gambar 18. Thermocouple thermometer ... 36
Gambar 19. Timbangan Digital ... 37
Gambar 20. Panci Aluminium ... 38
Gambar 21. Sekam Padi dan Sekam Kayu ... 38
Gambar 22. Nyala api percobaan kompor biomassa ... 39
Gambar 23.Api hampir padam dan char atau abu ... 40
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi Kimia Sekam Padi. ... 6
Tabel 2. Nama Peralatan Untuk Pembuatan Rangka Kompor ... 21
Tabel 3. Nama Peralatan Untuk Pembuatan Silinder dan Hopper ... 24
Tabel 4. Nama Peralatan Untuk saluran udara ruang bakar ... 26
Tabel 5. Nama Peralatan Untuk Pembuatan Penampung Abu ... 27
Tabel 6. Hasil Pengujian Dengan Metode Water Boiling Test ... 42
1
1
BAB I
PENDAHULUAN
A.Latar Belakang Masalah
Perguruan tinggi merupakan salah satu lembaga pendidikan yang
mempersiapkan lulusan yang memiliki ilmu-ilmu teori dan praktek, serta sikap
mental dan disiplin yang tinggi yang diharapkan mampu bersaing menghadapi
perkembangan zaman yang begitu cepat di segala bidang terkhusus dibidang
pengembangan teknologi. Untuk memenuhi hal tersebut maka jurusan Teknik
Mesin yaitu salah satu jurusan yang terdapat di Universitas Negeri Medan
(UNIMED) mewajibkan seluruh mahasiswa jurusan Teknik Mesin mampu
menciptakan atau merencanakan suatu terobosan baru dalam dunia teknologi. Hal
tersebut dimasukkan dalam satu program mata kuliah yang wajib diambil dan
diselesaikan oleh seorang maha siswa untuk memperoleh gelar AMd.
Selama proses pencarian Penulis memperoleh informasi akan pentingnya
pengembangan sumber energi alternatif pada saat ini. Dimana, Lonjakan harga
minyak dunia yang mencapai US$ 80/barel. Hal tersebut sangat mempengaruhi
aktifitas perekonomian di berbagai belahan dunia. Sehingga, pemanfaatan sumber
energi alternatif diharapkan akan semakin banyak demi menekan penggunaan
BBM.
Kompor biomassa merupakan salah satu teknologi terbaharukan yang
sangat cocok dikembangkan serta dapat menekan penggunaan BBM. Karena,
kompor ini menggunakan bahan bakar sekam yang sangat banyak ditemui di
2
padi adalah gunungan sekam yang makin lama makin tinggi, namun
pemanfaatannya masih sangat kurang bahkan terabaikan. Kompor biomassa yang
telah ada saat ini, dari hasil kajian penulis masih ditemukan beberapa kekurangan
yang mengakibatkan kurang efisiennya penggunaan kompor tersebut. Salah satu
kekurangan yang ditemui penulis, kompor biomassa tersebut masih harus
menggunakan kipas dengan sumber energi listrik. Hal tersebut mengakibatkan
kompor biomassa yang telah ada saat ini tidak dapat digunakan ditempat yang
tidak mempunyai aliran listrik. Sehingga hal tersebut menjadi salah satu faktor
yang membuat penulis ingin merencanakan kompor biomassa yang dinilai penulis
lebih efisien.
Dalam perancanaan ini, kompor biomassa yang direncanakan adalah
kompor dengan dimensi yang ergonomik, dengan sistem penggunaan yang mudah
dan simpel serta unjuk kerja yang optimal.
Hasil dari perancangan ini nantinya diharapakan dapat mendukung
peningkatan penggunaan sumber energi terbaru. Yang mana pada era
perkembangan zaman yang begitu pesatnya saat ini pemanfaatan sumber energi
terbaharukan sangat penting dikembangkan demi menjaga cadangan energi dunia
yang sudah mulai menipis.
B.Batasan masalah
Pada perancangan kompor biomassa, penulis membatasi permasalahan sebagai
berikut:
3
2. Faktor-faktor apa saja dari merancang tersebut yang bisa meningkatkan unjuk
kerja kompor ?
3. Bagaimana kunstruksi kompor sekam yang praktis dan mudah di operasikan ?
C.Tujuan
Adapun tujuan perancanaan kompor biomassa ini adalah sebagai berikut:
1. Merancang bangun kompor biomassa dengan dimensi yang argonomik.
2. Merencanakan kontruksi kompor yang praktis dan mudah dioperasikan.
3. Mempermudah penggunaan kompor biomassa dan mengoptimalkan
penggunaan kompor biomassa.
D. Manfaat Pengujian
Manfaat pengujian dari kompor biomassa ini adalah sebagai berikut :
1. Bagi Mahasiswa, Sebagai suatu penerapan teori dan praktek kerja yang
diperoleh saat di bangku perkuliahan,
2. Dapat memberikan kontribusi yang bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan dan teknologi.
3. Kepada Masyarakat yang ingin menggunakan kompor biomassa akan
menghemat dalam penggunaan BBM dan mengurangi ketergantungan akan
4
E. Metode pengumpulan data
Data mengenai kompor biomassa ini diperoleh dengan berbagai cara agar
perancangan kompor lengkap dan sedapat mungkin dapat menghindari
kesulitan-kesulitan dalam perancangan. Adapun yang dilakukan penulis untuk mendapatkan
data adalah sebagai berikut :
1. Mengadakan studi literatur (keperpustakaan).
2. Kunjungan internernet.
3. Membuat desain rancangan kompor dalam bentuk gambar teknik.
4. Membuat Kompor Biomassa.
45
DAFTAR PUSTAKA
Bhattacharya SC, Albina DO, Salam PA. (2002). Emission Factors of Wood and Charcoal-Fired Cookstoves. Journal of Biomass & Bioenergy.
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (DESDM), 2014, Statistik Energi Indonesia.
Harsokusoemo, Darmawan, 2000. Pengantar Perancangan Teknik. Jakarta : Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi.
Lu, Hong, dkk, 2009, Comprehensive Study of Biomass Particle Combustion, 20th Annual ACERC Conference, February 22.
Rahmat, R, ”Kompor Sekam Segar” Sinar Tani, 4 Januari 2009.
Shigley, Joseph E, 1984. Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta : Erlangga.
