STUDI EKSPERIMEN PENGARUH PENAMBAHAN GAS HHO TERHADAP DISTRIBUSI TEMPERATUR NYALA API KOMPOR TEKAN (BLOW-TORCH BURNER) BERBAHAN BAKAR KEROSENE

(1)

II -22 SENTRA

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH PENAMBAHAN GAS HHO

TERHADAP DISTRIBUSI TEMPERATUR NYALA API KOMPOR

TEKAN (

BLOW-TORCH BURNER

_{) BERBAHAN BAKAR}

KEROSENE

Handini Novita Sari1, Djoko Sungkono Kawano2 1)

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2)

Telp: (031) 5994251, Fax: (031) 5923465,E-mail1: rheandinosa@gmail.com

Abstrak

Kualitas pembakaran pada bahan bakar kerosene dapat ditingkatkan dengan berbagai cara. Salah satu cara yaitu mencampur bahan bakar kerosenedengan bahan bakar baru dan terbarukan yaitu gas HHO yang diproduksi dari generator HHO tipe kering(drycell).Dengan memanfaatkan gas HHO, diharapkan dapat menjadi zat tambahan untuk meningkatkan efisiensi serta dapat mengurangi pemakaian bahan bakar utama yaitu kerosene. Penelitian ini dilakukan dengan metode true eksperimentmenggunakan metode perbandingan (comparative study). Pengujian dilakukan pada kompor uji yang dirancang sendiri, yaitu kompor berbahan bakar kerosene jenis blow-torch dan digabungkan dengan generator HHO. Variasi yang dilakukan dalam penelitian adalah penghasilan generator gas HHO dengan memakai KOH sebesar 10 gram dan 20 gram.Dari hasil penelitian didapatkan performa generator HHO dengan efisiensi tertinggi sebesar 86,01 % menggunakan 10 gram KOH per liter aquades, sedangkan pada generator yang menggunakan 20 gram KOH per liter aquades yaitu sebesar 79,36 %. Temperatur lidah api dari kompor blowtorchdengan penambahan gas HHO memilikitemperatur yang jauh lebih panas jika dibandingkan dengan kerosene murni yaitu sebesar 1218 0C, sedangkan pada kerosene murni temperaturnya hanya sebesar 877 0C.

Kata Kunci:_{kompor tekan (blow-torch), kerosene, gas HHO, generator HHO, temperatur}

Pendahuluan

Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial didunia. Seiring berjalannya waktu kebutuhan akan energi dunia semakin meningkat khususnya energi fosil, dimana kita ketahui bahwa energi fosil seperti minyak bumi dan batu bara merupakan salah satu sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Meningkatnya kebutuhan akan energi ini tidak diimbangi oleh ketersediaanya yang semakin menurun. Dewasa ini, peningkatan akan teknologi membuat semua menjadi mungkin menciptakan energi baru terbaharukan salah satunya adalah hidrogen-oksigen dimana teknologi ini berbahan dasar air yang banyak tersedia di negara kita.

Hidrogen merupakan salah satu energi baru dan terbarukan dan mempunyai nilai kalor bawah sebesar 119.950 kj/kg. Nilai energi tersebut jauh lebih besar dibandingkan dengan bahan bakar LPG, premium, pertamax, solar, CNG, dan etanol pada massa yang sama.Salah satu cara untuk mendapatkan gas hidrogen adalah dengan cara elektrolisa air. Proses elektrolisis air merupakan salah satu cara untuk memisahkan unsur kimia dari air (H2O) menjadi hidrogen (H2) dan oksigen (O2). Alat yang digunakan untuk proses tersebut adalah generator HHO namun dalam percobaannya ada beberapa faktor yang mempengaruhi jumlah gas HHO yaitu arus listrik, jenis dan jumlah katalis dalam larutan, dan luas penampang pada masing-masing elektroda. Maka dari itu penelitian dilakukan untuk mendapatkan hasil gas HHO yang diinginkan.

(2)

SENTRA II -23

[2]Menemukan sistem bahan bakar elekrolisa air yang sempurna sekaligus sistem kontrol elektroniknya untuk menjalankan mobil VW kodok dan berhasil berjalan sejauh 160 km dengan menggunakan 3 liter air.Djoko Sungkono [3] melakukan penelitian mengenai gas HHO dalam pemilihan jenis air, tipe pelat, pemakaian PWM dan penggunaan jenis katalis. Sampai saat ini, jenis air yang paling bagus untuk proses elektrolisis air adalah air Aquades, untuk pelat digunakan jenis pelat stainless steel tipe 316L, sedangkan untuk katalis menggunakan Kalium Hidroksida (KOH). Brillyano [4]menggunakan kerosene dan HHO sebagai bahan bakar dari kompor tekan (blow-torch burner),dengan generator HHO tipe kering (dry tipe)menggunakan plat berukuran 167mm x 167mm dan PWM Dari penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa penambahan daya oleh gas HHO sebesar 0,08% dan dari besarnya daya yang dihasilkan kerosene meningkatkan temperatur api lebih dari 100oC.

Dimotivasi oleh penelitian di atas, peneliti ingin melengkapi dan menyempurnakan penelitian, dimana penelitian ini menggunakan generator HHO tipe kering (dry tipe) berukuran 150mm x 150mm dengan memvariasikan larutan KOH sebesar 10 gram dan 20 gram pada setiap 1 liter aquades. Pada penelitian ini nantinya akan diketahui distribusi temperatur api dan daya hasil pembakaran bahan bakar kompor tekan (blow-torch burner) berbahan bakar kerosene dengan penambahan HHO.

Metode Penelitian

1. Proses elektrolisis air untuk memproduksi gas HHO

Elektrolisis adalah suatu proses untuk memisahkan senyawa kimia menjadi unsur-unsurnya atau memproduksi suatu molekul baru dengan memberi arus listrik [5]. Pada penelitian ini proses elektrolisa air untuk memproduksi gas HHO menggunakan generator HHO yang memiliki properties yakni elektroda yang digunakan terbuat dari material yang tahan terhadap korosi dan memiliki konduktifitas listrik yang baik serta tersedia di pasaran (SS316L) yang berbentuk plat kemudian diuji dengan memvariasikan katalis KOH yaitu 10 gram dan 20 gram yang dialirkan ke generator HHO. Generator ini memiliki 4 cell dan masing-masing cell memiliki 4 netral plat.

Gambar 1. Generator HHO tipe kering (dry type/dry cell)

2. Pengujian peformance generator HHO

Gambar 2. Skema pengujian besaran debit HHO

Pengujian performance generator HHO tipe dry bertujuan melihat kemampuan generator dalam memproduksi gas HHO yang akan dicampurkan pada bahan bakar kerosene. Gas HHO diproduksi oleh generator HHO kemudian diukur di tabung pengukur flowrate gas HHO. Apabila tabung penuh dalam waktu 1 menit, maka produksi gas HHO pada generator HHO adalah 500 CC per menit. Dalam penelitian ini, produksi gas yang diperlukan adalah 500 CC per menit dengan memvariasikan larutan KOH yaitu 10 gram dan 20 gram.Adapun parameter performa generator HHO dalam memproduksi gas HHO yang harus diperhatikan yaitu:

(3)

II -24 SENTRA

wateWaterTrap

Indikator Temperatur

Stop Kontak Termokopel

Blow-torch

Kompresor

 Daya yang dibutuhkan generator HHO dalam memproduksi gas HHO.

P = V x I... (1)

 Laju produksi gas HHO yang dihasilkan oleh generator HHO.

... (2)

dengan perumusan debit produksi gas HHO sebagai berikut:

Q = V/t... (3)

 Efisiensi generator HHO.

η

=

x 100% ... (4)

3. Kompor uji

Kompor uji yang dipakai adalah blowtorch berbahan bakar kerosene buatan peneliti sebagaimana pada gambar 3.Kompor ini bekerja pada tekanan 0,4MPa.

Gambar 3. Kompor uji blow-torch burner

4. Skema penelitian

Penelitian dilaksanakan berdasarkan skema berikut:

Gambar 4. Skema pengujian temperatur api dicampur dengan gas HHO

Pencampuran gas HHO, kerosene dan oksigen terjadi secara premixed pada pembakaran

kompor tekan (blow-torch burner). Volume oksigen tidak diukur, oksigen diambil dari udara

bebas dan tercampur secara premixed dengan bahan bakar .

Bahan bakar dipompa

menggunakan kompresor sampai mencapai tekanan kerja yaitu 0,4 MPa. Setelah itu

menyalakan

pre-heat cup

dengan membakar sejumlah bahan bakar (spirtus) dalam

cup

yang

Inletpor t

Pipa Kuningan

Heat Cup Ejektor

One-way valve

(4)

SENTRA II -25

tersedia untuk menguapkan bahan bakar yang sudah ditekan selama dua menit lalu mulai

membuka

hand wheel

secara perlahan sampai bukaan penuh, serta menyalakan generator

HHO secara bersamaan sehingga gas HHO yang terbentuk dan uap

kerosene

bercampur dan

lidah api mulai membesar dan stabil.

Pengukuran distribusi temperatur menggunakan lima

belas termokopel yang disusun horizontal dengan jarak 5 mm hingga mencapai jarak 150mm mengikuti panjang api, dan incremental 5 mm ke atas sampai di ketinggian api 45 mm.

Pengukuran dilakukan dengan cara menggunakan termokopel Type K (range pengukuran : 0 –

1275 o_{C). Output tegangan analog dari termokopel dikonversi kedalam bentuk digital oleh ADC}

data Logger Type 128 C merek Omega kemudian ditransfer ke dalam komputer menggunakan Software peralatan ADC data logger merek omega. Dengan Software tersebut signal digital

diterjemahkan kedalam bentuk Temperatur (o_C).

_Biarkan

_blowtorch

_{bekerja selama 7 menit,}

lalu matikan.Setelah pemakaian selama 7 menit, timbang kembali berat

blowtorch

dengan

bahan bakar yang tersisa.

Pengukuran daya bahan bakar pada bunsen burner dilakukan dengan cara mengukur

volume flowrate bahan bakar kerosene dan gas HHO dengan persamaan sebagai berikut:

……….……. ………(5)

Hasil Penelitian dan Pembahasan

1. Performa generator HHO

a. Daya yang dibutuhkan generator gas HHO

Gambar 5. Grafik daya generator HHO terhadap fungsi waktu

Dari hasil grafik yang didapatkan penggunaan daya yang paling besar terdapat pada pengujian generator yang menggunakan KOH 20 gram per liter aquades yaitu sebesar 320,178 watt. Sedangkan untuk KOH 10 gram per liter aquades menghasilkan daya yang kecil yaitu sebesar 251,652 watt. Generator yang menggunakan KOH sebesar 20 gram per liter aquades membutuhkan daya yang paling tinggi karena juga membutuhkan ampere yang tinggi untuk melakukan elektrolisis dimana ampere tinggi diikuti oleh tegangan yang tinggi.

b. Laju produksi gas HHO

(5)

II -26 SENTRA

c. Efisiensi generator gas HHO

Gambar 6. Grafik efisiensi generator HHO terhadap fungsi waktu

Nilai efisiensi tertinggi yaitu pada generator dengan menggunakan KOH 10 gram per liter aquades yaitu sebesar 86,016 % sedangkan pada penggunaan KOH sebesar 20 gram per liter aquades memiliki nilai efisiensi sebesar 79,364 %, hal ini terjadi karena dengan KOH tersebut efektif dan menghasilkan gas HHO yang cukup cepat walaupun tidak tercepat namun memiliki daya yang minimal. Karena juga meminimalkan panas yang dihasilkan sehingga pemanfaatan daya untuk proses elektrolisis jadi lebih maksimal.

2. Pengukuran temperatur api

Gambar 7. Grafik temperatur lidah api terhadap jarak dari nozzle

Temperatur apimencapai titik apai tertinggi pada jarak 20-25 cm dari nozzle, hal ini dikarenakan bahan bakar butuh waktu untuk bereaksi dengan oksigen dan terbakar sempurna. Temperatur kerosene murni tertinggi sebesar 877 0C Pada campuran kerosene dengan gas HHO terjadi peningkatan temperatur api sebesar 1218 0C.

3. Daya bahan bakar

(6)

SENTRA II -27

Dilihat dari grafik bahan bakar diatas, terlihat adanya kenaikkan daya bahan bakar yang cukup signifikan hal ini dikarenakan nilai kalor dari hidrogen dan laju aliran produksi gas HHO (ṁ HHO) dimana menggunakan elektrolit 10 gram KOH per liter aquades cukup besar sehingga untuk melakukan proses pembakaran tidak perlu membutuhkan kerosene terlalu banyak.

Kesimpulan

1. Laju produksi gas HHO menunjukkan semakin meningkat seiring dengan waktu pengujian yang semakin lama dengan hasil laju produksi yang terbesar diperoleh dari generator gas HHO yang menggunakan 20 gramKOH sebesar1.06775g/s.

2. Daya generator gas HHO mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya arus listrik. Pengujian dengan KOH 20 memiliki daya listrik yang lebih tinggi sebesar 320,178 watt.

3. Nilai efisiensi mengalami kenaikkan seiring dengan waktu pengujian yang semakin lama. Efisiensi tertinggi yaitu pada generator dengan menggunakan KOH 10 gram yaitu sebesar 86,016 %

4. Temperatur lidah api dari kompor blow-torch dengan bahan bakar kerosene dan gas HHO memiliki temperatur yang lebih tinggi yaitu sebesar 1218 0Cdibandingkan dengan kerosene murni. 5. Penambahan daya bahan bakar dari HHO yang hanya 0.1 % dari daya yang dikeluarkan kerosene,

mampu menaikkan temperature api lebih dari 300 0C.

Daftar Notasi

P :Daya yang dibutuhkan generator HHO (watt) V :Beda potensial / tegangan (volt)

I :Arus listrik (Ampere)

:Laju produksi gas HHO (Kg/s) :Debit produksi gas HHO (m3/s) :Massa jenis HHO (Kg/m3)

:Energi entalphi yang dihasilkan (J/mol) :Molaritas senyawa per waktu (mol/s) mf :Konsumsi bahan bakar selama pengukuran (kg) E :Nilai kalor netto bahan bakar (kJ/kg)

t :Waktu pengukuran (s)

Referensi

[1] Kadir Abdul, Energisumber daya inovasi , tenaga listrik, potensi ekonomi. Depok:UI Press.1995. [2] Mallove, Eugene. 1998. Stanley Meyer, Water-Fuel Cell Inventor & Promoter, Dies Suddenly [3] Kawano, Sungkono D. 1997 Penelitian Mengenai Gas HHO(Generasi I sampai VIII).Surabaya. [4] Agni, Brillyano. Studi Eksperimen Pengaruh Pencampuran Gas Hidrogen Dari Generator HHO

Tipe Kering Dengan Bahan Bakar Kerosene Pada Distribusi Temperatur Nyala Api Kompor Tekan Blowtorch. Thesis. Surabaya: Postgraduate ITS; 2012.