Re SaTek 2 – FTI i Universitas Bung Hatta
SEMINAR NASIONAL
REKAYASA SAINS DAN TEKNOLOGI Ke-2
(
ReSaTek II) 2012
“Melalui Rekayasa Sains dan Teknologi, Kita Wujudkan
Indonesia Mandiri Energi”
Balairung Caraka Universitas Bung Hatta, 14 November 2012
PENANGGUNG JAWAB
Pasymi, ST., MT. (Dekan FTI-UBH
)
PROCEEDING
EDITOR
Dr. Maria Ulfah, ST., MT
Ayu Bidiawati J.R, ST., M. Eng
Ellyta Sari, ST., MT
Yesmizarti Muchtiar, ST., MT
Dessi Mufti, ST., MT.
Dilaksanakan oleh
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Bung Hatta
Jl. Gajah Mada No. 19 Olo Nanggalo Padang (25143)
Telp : (0751) 7054257 – Fax : (0751) 7051341
Re SaTek 2 – FTI ii Universitas Bung Hatta
PANITIA PENYELENGGARA
SEMINAR NASIONAL KE-2
REKAYASA SAINS DAN TEKNOLOGI
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA
Penanggung Jawab : Pasymi, ST, MT, (Dekan Fakultas Teknologi Industri UBH)
Komite Pengarah
1. Aidil Ikhsan, ST, MT (Wakil Dekan Fakultas Teknologi Industri UBH)
2.
Ir. Mulyanef, MSc., IPP.,
(Ketua Jurusan Teknik Mesin - FTI UBH)
3.
Ir. NH. Kresna, MT (Ketua Jurusan Teknik Elektro – FTI UBH
4. Lestari Setiawati, ST., MT., (Ketua Jurusan Teknik Industri - FTI UBH)
5. Ir. Elmi Sundari, MT., (Ketua Jurusan Teknik Kimia - FTI UBH)
Ketua Pelaksana : Dr. Maria Ulfah, ST., MT
Sekretaris : Burmawi, S.T., M T
Bendahara
: Dra. Elly Desni Rahman, M.Si.
Reviewer
: Dr. Henry Nasution, ST., MT
Dr. Reni Desmiarti, ST., MT
Seksi Sekretariat : Ellyta Sari, S.T, M.T
Dessi Mufti, S.T., M.T
Seksi Acara : Ir. Ija Darmana, M.T
Ayu Bidiawati JR, S.T., M. Eng
Seksi Konsumsi : Dra. Munas Martynis. MSi.
Yesmizarti Muchtar, S.T., M.T
Seksi Tempat &Perlengkapan : Mardiatim, BA
Yendrismen
Seksi Transportasi & Umum : Ir. Arzul, M.T
Evi Warman
Diterbitkan oleh
Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta
Jl. Gajah Mada No. 19 Olo Nanggalo Padang (25143)
Telp : (0751) 7054257 – Fax : (0751) 7051341
Email : fti@bunghatta.ac.idRe SaTek 2 – FTI xii Universitas Bung Hatta
RUANG SEMINAR II
Kelompok
: B
Moderator
: Drs. Mulyanef, ST., M. Sc
Burmawi, ST., MT
Waktu
: 13.30 – 17.30 WIB
NO.
NAMA
JUDUL MAKALAH
INSTANSI
1.
Asfarizal
Pengaruh Masukan Panas
Pengelasan Kampuh V
Terhadap Struktur Mikro
Institut Teknologi
Padang
2.
Barlin, Marthin P
Nainggolan
Studi Performa Tungku
Pembakaran Biomassa
Berbahan Bakar Limbah
Sekam Padi
Universitas Sriwijaya
Palembang
3.
Ade Indra, Nurzal,
Hendri Nofrianto, Sri
Elfina
Pengembangan Pembuatan
Komposit Lempung/Silika
RHA Ditinjau Dari Sifat Fisis
Dan Mekanis Untuk Aplikasi
Bata Merah
Institut Teknologi
Padang
4.
Hendriwan Fahmi
Pengaruh Penambahan Serbuk
Aluminium Terhadap Relative
Density Komposit (Alumina -
Mengandung 15% Berat
Silika)
Institut Teknologi
Padang
5.
Armila
Analisis Keberadaan Unsur
(CO2, Hg) Tanah dan Pola
Penyebarannya Sebagai
Anomali Panas Bumi Gunung
Talang, Solok
Universitas
Muhammadiyah
Sumatera Barat
6.
Trisna Putra
Penerapan Manajemen Energi
Di Lingkungan Industri Dalam
Meminimalisir Biaya
Operasional
Universitas
Muhammadiyah
Sumatera Barat
Re SaTek 2 – FTI xiv Universitas Bung Hatta
NO.
NAMA
JUDUL MAKALAH
INSTANSI
15.
Inda Three Anova,
Kamsina
Pengaruh Teknologi Proses
Dan Konsentrasi Gula
Terhadap Manisan Kering
Mentimun (Cucumis Sativus)
Balai Riset dan
Standardisasi Industri
Padang
16.
Kamsina, Inda Three
Anova
Pengaruh Jenis Jagung dan
Jenis Tepung dalam
Pembuatan Emergency Food
Berbasis Jagung
Balai Riset dan
Standardisasi Industri
Padang
Padang, 14 November 2012
Panitia Pelaksana
Re SaTek 2 – FTI TM-N.1 of 11 Universitas Bung Hatta
STUDI PERFORMA TUNGKU PEMBAKARAN BIOMASSA
BERBAHAN BAKAR LIMBAH SEKAM PADI
Barlin[1], Marthin P Nainggolan[1]
[1] Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang-Prabumulih KM.32 Indralaya, Ogan Ilir Sumatera Selatan 30662 Telp. (0711) 580072 Fax. (0711) 580072
e-mail: e-mail : barlin_oemar@yahoo.com
Abstrak
Indonesia memiliki potensi bahan bakar biomassa yang sangat banyak yang berasal dari limbah sekam padi, sehingga perlu dilakukan kajian melalui penelitian untuk melihat potensi limbah tersebut sebagai salah satu sumber energi terbarukan (renewable energy). Penelitian secara eksperimental telah diakukan dengan membuat sebuah tungku pembakaran biomassa berbahan bakar limbah sekam padi dengan ukuran diameter reaktor 148 mm dan tinggi reaktor 350 mm. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui performa tungku pembakaran biomassa. Penelitian dilakukan dengan massa bahan bakar konstan 700 gram dan laju aliran udara primer yang bervariasi yaitu 1300 fpm (6,604 m/s), 1600 fpm (8,128 m/s), 1700 fpm (8,636 m/s, 1900 fpm (9,652 m/s), 2200 fpm (11,176 m/s),2350 fpm (11,938 m/s dan 2400 fpm (12,192 m/s). Hasil pengujian menunjukkan bahwa effisiensi termal tungku pembakaran pada masing-masing laju aliran udara primer tersebut adalah 12,364 %, 11,402 %, 11,402 %, 11,402 %, 6,123 %, 5,643 %, 4,204 % atau berkisar antara 4,204 % sampai 12,364 %. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi laju aliran udara primer, maka effisiensi termal akan semakin menurun. Waktu operasi tungku pembakaran tertinggi mencapai 17 menit 54 detik pada kecepatan aliran udara primer 1300 fpm (6,604 m/s).
Kata Kunci : Biomassa, Sekam padi,Tungku pembakaran
I. PENDAHULUAN
Liquefied Petrolium Gas (LPG) merupakan salah satu sumber bahan bakar yang digunakan
untuk kompor di Indonesia. LPG diminati masyarakat karena bahan bakar minyak tanah yang mulai langka sehingga susah untuk diperoleh. Sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah,
LPG memiliki beberapa kelebihan diantaranya cukup mudah untuk digunakan, dapat dikontrol
dan bersih karena api biru yang dipancarkan selama proses pembakaran. Semakin tinggi minat masyarakat dalam pemakaian LPG menyebabkan harga bahan bakar ini juga mengalami kenaikan.Beberapa tahun terakhir ini, sistem kompor gasifikasi ini mulai dikembangkan kembali ketika dunia mulai kesulitan dalam memperoleh bahan bakar minyak dan harganya yang mulai mengalami kenaikan. Salah satu kompor gasifikasi yang telah dikembangkan di beberapa negara
Re SaTek 2 – FTI TM-N.2 of 11 Universitas Bung Hatta seperti Amerika Serikat, China, India, Thailand, Srilangka dan negara-negara berkembang di Asia adalah kompor gasifikasi menggunakan bahan bakar dari kayu (Belonio, A.T, 2005).
Kompor gas (gasifier stove) menghasilkan gas yang mudah terbakar yang dihasilkan melalui pembakaran bahan bakar dengan jumlah udara terbatas. Kompor gas kayu (wood gas
stove) telah ditemukan dan menjanjikan untuk menggantikan kompor LPG yang konvensional.
Kompor ini sedikit bermasalah pada emisi karbon dioksida selama memasak karena kompor ini terutama menghasilkan karbon monoksida. Bagaimanapun penebangan hutan akan menjadi masalah seiring kebutuhan bahan bakar untuk memasak sehingga perlu dicari bahan bakar biomassa alternatif selain kayu dan dapat digunakan untuk memasak . Indonesia memiliki limbah pertanian melimpah, sehingga potensi untuk menjadikannya sebagai sumber energi sangat besar. Sebagai sumber energi, biomassa memiliki keuntungan terutama dari sifat terbarukannya, dengan kata lain bahan tersebut dapat diproduksi ulang. Selain itu, dari segi lingkungan, penggunaan biomassa sebagai bahan bakar dapat mendaur ulang karbondioksida, sehingga emisi CO2 ke atmosfer berjumlah nol secara netto dan sebagai sarana mengatasi masalah limbah pertanian. Berdasarkan Statistik Energi Indonesia (DESDM, 2004) diketahui bahwa potensi energi biomassa di Indonesia cukup besar, yaitu mencapai 434,08 GWh.
Tabel 1. Potensi Energi Biomassa di Indonesia (DESDM, 2004)
Wilayah
Energi (GWh)
Limbah Limbah Limbah Limbah Limbah Padi Jagung Cassava Kayu Kelapa
Jawa 65,652 26,534 16,216 5,053 1,532 Sumatera 36,292 8,103 7,062 41,785 2,243 Kalimantan 13,298 715 1,007 68,649 381 Bali, Nusa Tenggara 7,486 5,039 2,311 3,309 399 Sulawesi 15,304 7,705 2,086 19,275 1,613 Maluku 323 474 434 7,789 558 Papua 213 59 78 59,721 32 Total Potensial (GWh) 138,568 48,629 29,194 205,581 6,758
Dari tabel 1 dapat dilihat bahwa limbah pertanian khususnya padi memiliki total potensial energi sebesar 138,568 GWh sehingga penggunaan limbah padi sebagai sumber energi biomassa yang cukup menjanjikan. Limbah pertanian yang umumnya berupa padatan, dapat dimanfaatkan energinya dalam bentuk yang lebih disukai melalui proses gasifikasi. Selain menghasilkan gas yang mudah dibakar, proses ini juga lebih ramah lingkungan jika dibandingkan dengan pembakaran langsung. Dari segi biaya, biomassa tersedia secara melimpah sehingga harganya jauh lebih murah dibanding minyak dan penggunaan listrik PLN melalui kabel, hal tersebut akan menambah biaya jika ada penggunaan sarana transportasi sebagai pendukung, terutama di daerah terpencil dalam hal ini daerah pedesaan.
Re SaTek 2 – FTI TM-N.3 of 11 Universitas Bung Hatta Indonesia merupakan negara agraris sehingga sekam padi dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dari daerah-daerah penghasil beras misalnya di daerah Jawa dan Sumatera. Produksi padi tahun 2011 diperkirakan sebesar 67,31 juta ton GKG naik 895, 86 ribu ton (1,35 persen) dibanding tahun 2010 sebesar 66,41 juta ton GKG. Kenaikan produksi padi pada tahun 2011 terjadi karena peningkatan luas panen seluas 14,51 ribu hektar (0,11 persen) dan produktivitas 0.62 kuintal/hektar sekitar 1,24 persen ( http://www.bps.go.id, 2011). Limbah sekam padi dapat dijumpai di berbagai daerah dan dapat diperoleh dari tempat penggilingan padi dimana sekam padi sering dibuang bahkan dibakar secara percuma untuk mengurangi tumpukannya. Jika jumlah sekam padi yang berlimpah ini dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk memasak, tentunya akan mengurangi pengeluaran rumah tangga dan penghematan keuangan negara dalam jumlah yang besar. Slamet Sulaiman (2007) juga mencantumkan data bahwa Indonesia merupakan negara penghasil padi paling banyak dari beberapa negara-negara di Asia Tenggara lainnya seperti ditampilkan pada tabel 2.
Tabel 2. Perbandingan Potensi Sekam Padi di Indonesia dengan Beberapa Negara di Asia Tenggara
Negara Produksi padi (1,000 ton)
Produksi sekam padi (1,000 ton)
Potensi daya yang dihasilkan(GWh/tahun) Indonesia 51,000 11,220 7,480 Malaysia 2,000 440 293 Fillipina 11,000 2,420 1,613 Thailand 22,000 4,840 3,227 Vietnam 28,000 6,160 4,107 Total 114,000 25,080 16,720 Sumber : Slamet, S (2007)
Kemampuan tungku pembakaran biomassa sekam padi dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya adalah laju aliran udara primer pada tungku pembakaran sehingga perlu dilakukan pengujian dan analisa hubungan faktor tersebut dengan performa tungku pembakaran biomassa sekam padi tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui performa tungku pembakaran biomassa berbahan bakar sekam padi pada laju aliran udara primer bervariasi dengan massa bahan bakar konstan.Beberapa parameter yang menunjukkan performa tungku pembakaran yaitu laju konsumsi bahan bakar, laju daerah pembakaran, daya keluar, efisiensi thermal dan efisiensi sistem.
II. LANDASAN TEORI
2.1. Kajian Pustaka
Ramirez dkk (2006) telah mengembangkan metodologi praktis desain fluidized bed gasifier untuk sekam padi, dalam rangka memberikan nilai tambah energi sampah padat pertanian. Peralatan gasifier mempunyai ruang reaksi dengan diameter 0,3 mm dan tinggi 3 m. dari
Re SaTek 2 – FTI TM-N.4 of 11 Universitas Bung Hatta penelitian awal diketahui bahwa tungku ini menghasilkan daya sampai 70 kW.Pemanfaatan suatu sumber energi biomassa memerlukan suatu proses konversi dari energi primer (yaitu biomassa) menjadi energi final. Untuk proses termal, rute yang umumnya ditempuh adalah melalui pembakaran langsung atau melalui gasifikasi. Untuk gasifikasi, terdapat tiga jenis moda operasional, yaitu aliran-gas ke atas (updraft), aliran-gas ke bawah (downdraft) dan aliran-gas silang (cross flow). Ditinjau dari aspek moda pengumpanan, proses konversi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu moda batch dan moda kontinu (Klass, D.L, 1998).
Pada tungku pembakaran langsung, kelebihan yang dimiliki adalah sederhana dalam desain dan kemudahan penyalaan. Adapun kekurangannya adalah terletak pada polusi dan asap yang ditimbulkannya.Pada tungku gasifikasi, umpan tidak dibakar secara langsung, tetapi diuraikan terlebih dahulu secara termal dengan oksigen yang terbatas sedemikian rupa sehingga volatil yang terkandung dalam bahan terlepas dan membentuk syngas (H2 dan CO) serta beberapa unsur gas lainnya, seperti karbon dioksida dan metana. Syngas yang terbentuk kemudian dibakar di dalam burner tungku. Pada pembakaran ini, hasil pembakaran lebih bersih dan tidak menimbulkan asap. Kekurangan dari tungku gasifikasi ini umumnya terletak pada penyalaannya (Pratoto, A., dkk, 2010). Suvarnakuta (2006) juga telah melakukan pengujian tungku masak biomassa dengan bahann bakar sekam padi. Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa tungku ini memiliki kualitas yang sama dengan tungku LPG, dengan efisiensi termal mencapai 21,86%. Reed dkk (1999) melakukan penelitian properties pembakaran dan gasifikasi tatal kayu dengan tungku turbo stove. Tungku ini dapat beroperasi dengan daya blower sebesar 3 watt dan menghasilkan 1-3 kW thermal untuk memasak.
2.2. Tipe-Tipe Gasifier
Ada dua tipe utama gasifier yaitu fixed-bed dan fluidized-bed dengan banyak variasi pada setiap tipe tersebut (Belonio, 2005). Berikut ini adalah tipe-tipe gasifier yaitu :
2.2.1.Tipe Down Draft 2.2.1.1. Tipe Bottom Lit
Gas mengalir ke bawah membawa “asap” pirolisis menuju zona gasifikasi arang panas dan membakar tar menghasilkan pembakaran yang bersih. Bahan bakar turuun ke daerah pembakaran. Operasi secara kontinyu dilakukan dengan pemutaran ulang dari atas.
Re SaTek 2 – FTI TM-N.5 of 11 Universitas Bung Hatta Gambar 1. Gasifier Tipe Down Draft (Bottom Lit)
2.2.1.2. Tipe Top Lit
Bahan bakar dinyalakan dari bagian atas reactor. Bahan bakar diam dan zona pirolisis pengapian bergerak turun. Pemuatan ulang bahan bakar menyela proses gasifikasi.
Gambar 2. Gasifier Tipe Down Draft (Top Lit)
2.2.1.3. Tipe Cross Draft
Gas mengalir melintasi kolom bahan bakar, tegak lurus arah zona pembakaran. Tipe ini memungkinkan operasi secara kontinyu, meskipun pada saat bersamaan terbentukk arang. Dihasilkan banyak asap dalam tipe ini. Namun demikian, hal ini dapat diatasi dengan modifikasi metode penyalaan bahan bakar dan menyediakan jalan keluar asap selama kompor beroperasi. 2.2.1.4. Tipe Up Draft
Api utama berada pada bagian dasar, gas panas naik, dan bahan bakar turun begitu tersedia ruang. Dihasilkan asap berlebih selama operasi. Menjadi lebih baik bila dibuat cerobong untuk menyalurkan kelebihan gas selama operasi.
Re SaTek 2 – FTI TM-N.6 of 11 Universitas Bung Hatta
Gambar 3. Gasifier Tipe Cross Draft dan Up Draft
2.1. Parameter Performa Tungku Pembakaran
Performa kompor gasifikasi sekam padi dapat dilakukan dengan melakukan evaluasi dan perhitungan terhadap beberapa parameter sebagai berikut :
1. Waktu Mulai (Start-Up Time) yaitu waktu yang dibutuhkan untuk menyalakan sekam padi dan menghasilkan gas yang mudah terbakar. Waktu mulai dihitung dari mulai potongan kertas yang terbakar dimasukkan ke dalam reaktor sampai menghasilkan gas yang mudah terbakar.
2. Waktu Operasi (Operating Time) yaitu waktu operasi adalah waktu yang dihitung sejak gas yang mudah terbakar dihasilkan sampai tidak diperoleh lagi gas hasil pembakaran sekam padi.
3. Waktu Operasi Keseluruhan (Total Operating Time) yaitu waktu yang dibutuhkan dari mulai sekam padi dinyalakan hingga kompor benar-benar tidak beroperasi lagi. Pada dasarnya waktu operasi keseluruhan merupakan hasil penjumlahan dari waktu mulai dan waktu operasi.
4. Laju Konsumsi Bahan Bakar (Fuel Consumption Rate) yaitu jumlah sekam padi yang digunakan dalam mengoperasikan kompor dibagi waktu operasi.
5. Laju Daerah Pembakaran (Combustion Zone Rate) yaitu kecepatan daerah pembakaran atau waktu yang dibutuhkan daerah pembakaran untuk bergerak ke bawah reaktor.
6. Waktu Mendidih (Boiling Time) yaitu waktu yang dibutuhkan air untuk mendidih dihitung mulai dari waktu panci diletakkan pada burner hingga air mendidih pada suhu
.
7. Kalor Sensible (Sensible Heat) yaitu kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur air. Hal ini dihitung sebelum dan sesudah air mendidih.
8. Kalor Laten (Latent Heat) yaitu ukuran yang digunakan untuk menguapkan air.
9. Energi Kalor Masuk (Heat Energy Input) yaitu energi yang didapatkan dalam bahan bakar.
10. Efisiensi Thermal (Thermal Efficiency) yaitu perbandingan antara energi yang digunakan dalam mendidihkan dan dalam menguapkan air sampai energi kalor yang terdapat dalam bahan bakar.
Re SaTek 2 – FTI TM-N.7 of 11 Universitas Bung Hatta 11. Daya Masuk (Power Input) yaitu jumlah energi yang disediakan berdasarkan pada jumlah
bahan bakar yang digunakan.
12. Daya Keluar (Power Output) yaitu jumlah energi yang dilepaskan kompor ketika memasak.
III. METODOLOGI
3.1. Dimensi Tungku Pembakaran
Ukuran tungku pembakaran biomassa sekam padi yang dibuat dalam penelitian ini dapat dilihat pada tabel 2
.
Tabel 2.Ukuran Tungku Pembakaran Biomassa
Spesifikasi Ukuran
Diameter reaktor, mm 148
Tinggi reaktor, mm 350
Ketebalan isolasi, mm 5,1 3.2. Bahan dan Peralatan yang digunakan
1. Tungku pembakaran biomassa 2. Sekam padi sebagai bahan bakar
3. Thermometer untuk mengukur temperatur,
4. Weighing scale mengukur berat bahan bakar sekam padi 5. Volumetric flasks
6. Timer/Stopwatch 3.3. Prosedur Pengujian
Beberapa langkah yang dilakukan untuk menguji performa kompor gasifikasi sekam padi sebagai berikut:
1. Kompor gasifikasi sekam padi dalam kondisi siap digunakan untuk pengujian performa kompor gasifikasi.
2. Bahan bakar sekam padi yang akan digunakan tersedia dalam jumlah yang cukup untuk memenuhi proses pembakaran selama proses pengujian kompor gasifikasi sekam padi. Bahan bakar sekam padi yang digunakan dalam kondisi kering.
3. Alat uji seperti timbangan, volumetric flask, thermocouple, stop watch, thermometer, dan sumber arus listrik sudah dalam kondisi siap digunakan.
4. Ukur berat sekam padi yang diisikan kedalam reaktor sampai penuh.
5. Siapkan air yang akan dididihkan pada kompor dan sebelumnya temperatur awal air diukur 6. Sekam padi dalam reaktor dibakar menggunakan sejumlah kertas dan catat start-up time. 7. Nyalakan gas yang dialirkan dari burner dan catat waktu yang dibutuhkan sampai
pembakaran spontan dicapai.
8. Panci yang berisi air diletakkan diatas burner dan catat waktu ketika panci diletakkan diatas
burner.
9. Tunggu air sampai mendidih dan catat waktu yang dibutuhkan sampai air mendidih. Catat juga waktu dalam selang waktu satu menit sampai titik didih dicapai.
Re SaTek 2 – FTI TM-N.8 of 11 Universitas Bung Hatta 10. Tetap lanjutkan memanaskan air sampai bahan bakar dalam reaktor habis digunakan dan
tidak dihasilkan lagi gas pembakaran. Catat waktu yang dibutuhkan dari mulai penyalaan api sampai tidak dihasilkan lagi gas pembakaran (operating time). Catat juga berat atau volum air yang tersisa dalam panci
11. Keluarkan abu sekam padi dari dalam reaktor dan ukur beratnya.
12. Susun hasil pengujian dalam bentuk tabel dan hitung berdasarkan parameter yang berbeda. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hubungan Laju Aliran Udara Primer Terhadap Laju Konsumsi Bahan Bakar
Pengaruh laju aliran udara primer terhadap laju konsumsi bahan bakar terlihat pada gambar 1.
Gambar 4.
Hubungan Laju Aliran Udara Primer Terhadap Laju Konsumsi Bahan Bakar
Dari gambar 4 tersebut terlihat bahwa terjadi kenaikan laju konsumsi bahan bakar pada setiap kenaikan laju aliran udara primer. Semakin tinggi laju aliran udara primer, maka laju konsumsi bahan bakar juga akan semakin naik.Hal tersebut diakibatkan karena semakin tinggi laju aliran udara primer, ini berarti bahwa udara yang masuk ke dalam ruang bakar semakin banyak. Semakin banyak udara, maka proses pembakaran menjadi lebih cepat, akibtanya bahan bakar juga akan cepat terbakar. Jika bahan bakar cepat terbakar, maka bahan bakar akan semakin cepat habis sehingga konsumsi bahan bakar akan semakin cepat. Laju aliran udara primer sangat berpengaruh pada konsumsi bahan bakar dan waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan fluida, semakin laju aliran udara yang dihasilkan kipas akan memakan waktu yang lama dalam konsumsi bahan bakar dan juga waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan fluida, dan sebaliknya semakin besar angin yang dihasilkan fan akan memakan waktu yang relatif singkat dalam konsumsi bahan bakar, namun belum tentu dapat mencapai suhu yang di inginkan dalam memanaskan fluida
Re SaTek 2 – FTI TM-N.9 of 11 Universitas Bung Hatta 4.2. Hubungan Laju Aliran Udara Primer Terhadap Laju Daerah Pembakaran
Pengaruh laju aliran udara primer terhadap laju daerah pembakaran dapat dilihat pada gambar 5. Pada gambar 5 tersebut terlihat bahwa laju daerah pembakaran mengalami kenaikan dengan naiknya laju aliran udara primer. Semakin tinggi laju aliran udara primer, maka jumlah udara yang dimasukkan ke dalam ruang bakar akan semakin banyak yang mengakibatkan maka laju daerah pembakaran juga akan semakin tinggi. Jika laju aliran udara naik, maka proses pembakaran menjadi lebih cepat. Jika pembakaran terjadi lebih cepat maka laju daerah pembakaran juga menjadi lebih cepat.
Gambar 5.
Hubungan Laju Aliran Udara Primer Terhadap Laju Daerah Pembakaran
4.3. Hubungan Laju Aliran Udara Primer Terhadap Efisiensi Termal
Pengaruh laju aliran udara primer terhadap efisiensi termal dapat dilihat pada gambar 6. Pada gambar 6 terlihat bahwa efisiensi thermal mengalami penurunan berbanding terbalik dengan laju aliran udara dari blower, kalor yang dibutuhkan untuk mengubah air menjadi uap pada proses pembakaran berbanding terbalik dengan laju aliran udara karena semakin cepat aliran udara yang dihasilkan maka laju daerah pembakaran akan semakin meningkat, semakin cepat laju daerah pembakaran maka kompor biomassa akan mengalami penurunan waktu proses pembakaran, jika waktu yang dibutuhkan untuk proses pembakaran menurun maka kalor yang dihasilkan kompor biomassa juga akan menurun, pernyataan ini dibuktikan dari volum air yang menguap pada setiap aliran udara yang diuji pada kompor biomassa berbahan bakar sekam padi semakin menurun berbanding terbalik dengan laju aliran udara dari blower. Efisiensi thermal pada pengujian performa kompor biomassa berbahan bakar biomassa sekam padi dengan massa 700 gram pada pengujian pertama diperoleh pada pengujian pertama dengan kecepatan aliran udara dari blower 1300 fpm (6,604 m/s) sebesar 12,364 %, pengujian kedua dengan kecepatan aliran udara dari blower 1600 fpm (8,128 m/s) sebesar 11,402 %, pengujian pertama dengan kecepatan aliran udara dari blower 1700 fpm (8,636 m/s) sebesar 11,402 %, pengujian keempat dengan kecepatan aliran udara dari blower 1900 fpm (9,652 m/s) sebesar 11,402 %, pengujian kelima dengan kecepatan aliran udara dari blower 2200 fpm (11,176 m/s) sebesar 6,123 %, pengujian
Re SaTek 2 – FTI TM-N.10 of 11 Universitas Bung Hatta keenam dengan kecepatan aliran udara dari blower 2350 fpm (11,938 m/s) sebesar 5,643 %, pengujian ketujuh dengan kecepatan aliran udara dari blower 2400 fpm (12,192 m/s) sebesar 4,204 %. Efisiensi thermal tertinggi sebesar 12, 364 % berada pada laju aliran udara 6,604 m/s.
Gambar 6.
Hubungan Laju Aliran Udara Primer Terhadap Efisiensi Thermal
V. PENUTUP
Berdasarkan pengujian dan pengamatan yang dilakukan pada proses pengujian performa kompor biomassa berbahan bakar sekam padi maka dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut:
1. Sekam padi merupakan bahan bakar biomassa yang sangat baik dengan nilai kalor 3215 Kcal/Kg dan mampu menghasilkan nyala api dengan temperatur mencapai 975oC pada kompor biomassa yang diuji.
2. Effisiensi termal tungku pembakaran pada masing-masing laju aliran udara primer tersebut adalah 12,364 %, 11,402 %, 11,402 %, 11,402 %, 6,123 %, 5,643 %, 4,204 % atau berkisar antara 4,204 % sampai 12,364 %.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Adjar Pratoto, Agus Sutanto, Eldisa H. Praja, & Dicky Armenda, 2010, Rancang Bangun Tungku Gasifier Untuk Pemanfaatan Tandan Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi, Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) ke-9, Palembang.
[2] Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2011, “Sekam Padi sebagai Sumber Energi Alternatif dalam Rumah Tangga Petani”, Departemen Pertanian, Jakarta.
[3] Badan Pusat Statistik, 2011, “Laporan Bulanan Data Sosial Ekonomi”, Jakarta. [4] http://www.bps.go.id.
Re SaTek 2 – FTI TM-N.11 of 11 Universitas Bung Hatta [5] Bambang, Radi. P, 2011, “Alternative Energy from Biomass”, Agricultural Energy and
Machinery Laboratory, Department of Agricultural Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Gadjah Mada University.
[6] radi-tep@ugm.ac.id
[7] Belonio, A.T., 2005, Rice Husk Gas Stove Handbook, Appropriate Technology Center, Department of Agricultural Engineering and Environmental Management, College of Agriculture, Central Philippine University, Iloilo City, Philippines
[8] Highman, Christoper & Maarten Van der Burgt, 2008, “Gasification”, Second Edition, Elsevier’s Sience & Technology Rights Department, Oxford.
[9] Klass, D.L.,1998, Biomass for Renewable Energy, Fuels and Chemicals, Academic Press, San Diego, California.
[10] Lorenzini, G dkk, 2010, “Solar Thermal and Biomass Energy”, University of Bologna, Italy.
[11] Quaak. Peter dkk, 1999, “Energy from Biomass”, The International Bank for Reconstruction and Development, The World Bank, Washington D.C.
[12] Reed, T.B & A. Das, 1988, “Handbook of Biomass Downdraft Gasifier Engine Systems”, Solar Energy Research Institute, Cole Boulevard, Golden, Colorado.
[13] Reed, T.B.,Anselmo, E.,and Kircher, K,2000, “Testing and Modelling The Wood-Gas Turbo Stove”, in Progress in the Thermochemical Bioomass Conversion Conference, Tyrol, Austria, Sept 17-22, 2000.
[14] Sulaiman, Slamet, 2008, “Energi Sekam Padi”, Jakarta.
[15] Suvarnakuta, Pitaksa, and Suwannakuta, Prapaporn,2006 “Biomass Cookiing Stove for Sustainable Energy and Environment”The 2nd
Joint International Conference on “ Sustainable Energy and Environment (SEE 2006)”, Bangkok, Thailand, Nov.21-23, 2006.
