Lanjutan Skrip

8/7/2019 Lanjutan Skrip

http://slidepdf.com/reader/full/lanjutan-skrip 1/23

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

4.1.1 Boilling Time, Operational Time, dan Fuel Consumption Rate

Fuel Consumption Rate (FCR) adalah perbandingan jumlah konsumsi

bahan baku yang digunakan dalam satu kali pembakaran dengan waktu yang

dibutuhkan untuk menghabiskan bahan baku tersebut.

Setelah melakukan pengujian pengaruh penambahan uap air pada alat gasifikasi

type T-LUD dengan menggunakan 3 bahan baku yaitu: sekam padi, serpihan

kayu, dan batu bara dengan memvariasikan bukaan kipas/blower yaitu: bukaan

full, bukaan ¾, bukaan ½, dan bukaan ¼ dimana pengambilan data masing-

masing dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan kemudian dilakukan

perhitungan nilai dari Fuel Consumption Rate secara matematis berdasarkan data

pengujian.

Contoh perhitungan dengan mengambil data penggunaan bahan baku

sekam padi dan bukaan kipas penuh

FCR =(jam)TimelOperationa

(Kg)DigunakanyangBaku bahanBerat

=mnt37,53

kg1,084

= jam0,6255

kg1,084

= 1,73301 kg/jam

Selanjutnya perhitungan nilai FCR disajikan dalam table 4.1.1 berikut :

Tabel 4.1.1 Nilai Boilling Time,Operational Time, dan Fuel Consumption Rate

31



Bahan

baku

Bukaan

kipas

m (Kg) BT (menit) OT (menit) FCR (Kg/jam)

tanpa

uap

dengan

uap

tanpa

uap

dengan

uap

tanpa

uap

dengan

uap

tanpa

uap

dengan

uap

sekam

padi

full 1,084 1,082 7,11 7,09 37,53 41,06 1,7330 1,5811

3/4 1,084 1,082 7,21 8,25 38,47 42,26 1,6907 1,5362

1/2 1,084 1,082 7,47 9,30 39,34 47,27 1,6533 1,3734

1/4 1,084 1,082 - - - - - -

kayu full 0,839 0,747 7,41 8,01 20,32 21,34 2,4774 2,1003

32



3/4 0,839 0,747 8,01 8,08 20,45 21,39 2,4616 2,0954

1/2 0,839 0,747 8,59 8,20 24,19 23,39 2,0810 1,9162

1/4 0,839 0,747 9,00 8,40 29,17 29,21 1,7257 1,5344

batubara

full 1,000 1,000 8,02 7,26 31,03 29,11 1,9336 2,0611

3/4 1,000 1,000 8,35 6,41 29,41 30,28 2,0401 1,9815

1/2 1,000 1,000 7,12 8,12 30,11 29,01 1,9927 2,0683

1/4 1,000 1,000 9,52 8,03 31,06 26,09 1,9317 2,2997

Berdasarkan data pada tabel 4.1.1 dibuatlah grafik hubungan antara

bukaan kipas dengan Fuel Consumption Rate dan grafik hubungan antara bukaan

kipas dengan Boilling Time (Boilling Time) seperti yang terlihat pada gambar

4.1.a dan 4.1.b berikut :

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

full 3/4 1/2 1/4bukaan kipas

F C R ( k g / j a m

)

sekam tanpa

uap

sekam + uap

serpihan kayu

tanpa uap

serpihan kayu +

uap

batubara tanpa

uap

batubara + uap

Gambar 4.1.a Grafik hubungan antara variasi bukaan kipas

dengan nilai Fuel Consumption Rate

33



0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


B o i l l i n g T i m e ( m e n i t )

sekam tanpa

uap

sekam + uap

serpihan

kayu tanpa

uapserpihan

kayu + uap

batubara

tanpa uap

batubara +

uap

Gambar 4.1.b Grafik hubungan antara variasi bukaan kipas

dengan Boilling Time (BT)

Dari table 4.1.1 diatas terlihat bahwa untuk memanaskan air 1 liter dari

temperatur 270C sampai 950C dengan menggunakan variasi bukaan kipas dan

variasi bahan baku berpengaruh terhadap Boiling Time (BT), Operational Time

(OT), dan nilai Fuel Consumption Rate (FCR).Dapat terlihat dari gambar grafik 4.1.b bahwa Boiling Time (BT) yaitu

waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan air 1 liter dari temperatur 270C sampai

950C yang memakai bahan baku sekam padi tanpa penambahan uap air dengan

variasi bukaan kipas penuh, ¾ , dan ½ berturut-turut adalah 7,11 menit, 7,21

menit, 7,47 menit, ini berbeda dengan Boilling Time dengan penambahan uap air

yaitu 7,09 menit, 8,25 menit, 9,30 menit. Dari data tersebut dapat terlihat bahwa

untuk variasi bukaan kipas penuh mempunyai nilai Boilling Time paling rendah,

yang berarti bahwa kompor gasifikasi tipe T-LUD dengan memakai bahan baku

sekam padi sangat optimal pada bukaan kipas full daripada variasi bukaan kipas ¾

dan ½. Hal ini disebabkan karena udara yang diberikan pada pembakaran sangat

maksimal sehingga gasifikasi yang terjadi lebih baik dibandingkan dengan variasi

bukaan kipas yang lain. Dari data di atas juga terlihat bahwa untuk variasi bukaan

kipas penuh terlihat adanya peningkatan kinerja dari kompor gasifikasi pada

pembakaran dengan penambahan uap air, walaupun perubahannya tidak begitu

34



signifikan tetapi ini telah menunjukkan bahwa penambahan uap air pada kompor

gasifikasi mempunyai pengaruh pada proses pembakaran, hal ini disebabkan

karena uap air yang diumpankan pada alat gasifikasi ini akan bereakasi dengan

gas-gas hasil pembakaran yaitu karbon monoksida (CO), hidrogen (H2) dan

methan (CH4) sehingga nyala api pada burner menjadi lebih panas dan waktu yang

dibutuhkan untuk memanaskan air menjadi semakin sedikit. Sedangkan untuk

variasi bukaan kipas yang lain tidak terjadi penurunan waktu pemanasan, hal ini

disebabakan karena uap air yang diumpankan kedalam tabung reaktor

memerlukan suhu yang tinggi agar bisa bereaksi dengan gas-gas hasil gasifikasi,

sehingga semakin sedikit udara yang dihembuskan oleh blower maka suhu

pembakaran dalam tebung rekator akan semakin kecil. Sedangkan pada bukaan

kipas ¼ tidak bisa terjadi gasifikasi, hal ini disebabkan karena kekurangan

masukan udara dari blower, sehingga pembakaran dalam tabung reaktor tidak bisa

terjadi.

Pada pemakaian bahan baku serpihan kayu terlihat adanya pengaruh

penambahan uap air pada variasi bukaan kipas ½ dan ¼, ini berarti bahwa pada

bukaan ½ dan ¼ tejadi pembakaran yang lebih sempurna daripada variasi bukaan

kipas full dan ¾. Hal ini sesuai dengan Syarat-syarat terjadinya pembakaran yaitu

campuran bahan bakar dan oksidizer harus baik, artinya campuran bahan bakar

dan oksidiser yang tidak balance (terlalu banyak bahan bakarnya – rich mixture –,

atau terlalu sedikit bahan bakarnya – lean mixture –). Jika campuran bahan bakar

tersebut terlalu kaya atau miskin, maka kalor dari campuran tersebut akan menjadi

rendah, bahkan mungkin saja proses pembakaran tidak terjadi (Sentanuhady,

2007).

Dapat terlihat bahwa Boilling Time untuk bahan baku serpihan kayu berbanding

terbalik dengan Boilling Time bahan baku sekam padi, hal ini disebabkan karena

pori-pori dari serpihan kayu sangat besar sehingga semakin banyak udara yang

dihembuskan oleh blower maka pembakaran tidak akan bisa terjadi sempurna,

dengan kata lain udara yang diberikan melebihi kapasitas udara yang dibutuhkan

oleh kayu untuk melakukan gasifikasi sehingga nyala yang dihasilkan berwarna

kuning kemerah-merahan dan mengluarkan asap, hal ini menyebabkan waktu

35



yang dibutuhkan untuk memanaskan air lebih lama daripada menggunakan bahan

baku sekam padi.

Berbeda dengan pemakaian bahan baku sekam padi, pada pemakaian

bahan baku batubara nyala api yang dihasilkan berwarna kemerah-merahan

dengan banyak mengeluarkan asap dan polutan yang lain. Dari grafik 4.1.b

terlihat pengaruh penambahan uap air yang hampir merata pada setiap variasi

bukaan kipas. Hal ini terjadi karena zone pembakaran yang tetap dalam tabung

reaktor, sehingga sangat pas dengan teori penambahan uap air pada alat gasifikasi,

dimana pada prinsipnya penambahan uap air pada alat gasifikasi maksimal apabila

zone pembakarannya tidak bergerak atau tetap.

Dari gambar grafik 4.1.a dapat dilihat pengaruh variasi bukaan kipas

dengan nilai Fuel Consumption Rate, dimana semakin kecil bukaan kipas

(semakin sedikit udara yang masuk) maka konsumsi dari bahan baku untuk

pembakaran semakin kecil, begitupun sebaliknya.. Dari grafik juga dapat dilihat

bahwa konsumsi terbesar yaitu pada pengujian gasifikasi dengan pemakaian

bahan baku serpihan kayu kemudian diikuti dengan batubara dan yang paling irit

adalah pada pemakaian bahan baku sekam padi. Perubahan nilai FCR juga

berubah pada pengujian penambahan uap air dimana dapat terlihat seperti pada

grafik 4.1.a dengan penambahan uap air pada proses gasifikasi menyebabkan nilai

FCR semakin kecil.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa untuk memanaskan air dengan

memakai kompor gasifikasi type T-LUD ini sangat cocok bila memakai bahan

baku sekam padi, karena nyala yang dihasilkan berwarna biru kemerah-merahan

hampir sama dengan kompor-kompor rumah tangga, dan disamping itu pemakaian

bahan baku sekam padi tidak menimbulkan polusi seperti pemakaian serpihan

kayu dan batubara. Namun untuk pengaruh penambahan uap air belum

menunjukkan kinerja yang maksimal karena zone pembakaran untuk alat

gasifikasi type T-LUD ini tidak tetap.

4.1.2 Nilai Spesific Gasification Rate (SGR)

36



Spesific Gasification Rate (SGR) adalah perbandingan jumlah konsumsi

bahan baku yang digunakan dengan luas reaktor gasifier dan total waktu yang

dibutuhkan untuk menghabiskan bahan baku tersebut. Nilai SGR dapat

diformulasikan sebagai berikut:

SGR=)(mReaktor Luasx(jam)TimelOperationa

(kg)digunakanyang baku bahanBerat2

Dengan, luas area reaktor gasifier adalah π x r 2

r reaktor = 0,075 meter

maka, Luas reaktor = 3,14 x 0,0752

= 0,01767 m2

SGR = 201767,06255,0

084,1

m jam

kg

×

= 98,08 kg/m2 jam

Kemudian untuk perhitungan selanjutnya ditampilkan dalam bentuk tabel

4.1.2 berikut:

Tabel 4.1.2 Nilai Spesific Gasification Rate (SGR)

Bahan

baku

Bukaan

kipas

m (Kg) OT (jam) SGR (kg/m2 jam)

tanpa

uap

Dengan

uaptanpa uap dengan uap tanpa uap dengan uap

sekam

padi

full 1,084 1,082 0,6255 0,6843 98,08 89,48

3/4 1,084 1,082 0,6412 0,7043 95,68 86,94

1/2 1,084 1,082 0,6557 0,7878 93,56 77,72

1/4 1,084 1,082 - - - -

kayu

full 0,839 0,747 0,3387 0,3557 140,20 118,86

3/4 0,839 0,747 0,3408 0,3565 139,31 118,58

1/2 0,839 0,747 0,4032 0,3898 117,77 108,44

1/4 0,839 0,747 0,4862 0,4868 97,67 86,84

batubara

full 1,000 1,000 0,5172 0,4852 109,43 116,65

3/4 1,000 1,000 0,4902 0,5047 115,46 112,14

1/2 1,000 1,000 0,5018 0,4835 112,77 117,05

1/4 1,000 1,000 0,5177 0,4348 109,32 130,15

37



Dari data tabel diatas maka dibuat grafik hubungan antara bukaan kipas

dengan nilai SGR sebagai barikut:

0

20

40

60

80

100

120

140

160


n i l a i S G R ( k g / m 2 . j a m )

sekam tanpa

uap

sekam + uap

serpihan kayu

tanpa uap

serpihan kayu

+ uap

batubara

tanpa uap

batubara +

uap

gambar 4.1.2 Grafik hubungan variasi bukaan kipas dengan nilai SGR

Dari gambar grafik 4.1.2 terlihat bahwa dengan perubahan bukaan kipas

maka nilai SGR juga berubah baik untuk pemakaian bahan baku sekam padi,

serpihan kayu maupun batubara. Semakin kecil bukaan kipas (udara yang

dihembuskan semakin sedikit) maka nilai SGR akan semakin kecil pula, begitu

juga sebaliknya. Perubahan nilai SGR juga berubah pada pengujian penambahan

uap air dimana dapat terlihat seperti pada grafik 4.1.2 dengan penambahan uap air

pada proses gasifikasi menyebabkan nilai SGR semakin kecil. Hal ini berarti

bahwa perubahan nilai SGR sebanding dengan perubahan nilai Operational Time

dan nilai Fuel Consumption Rate.

Dari tabel 4.1.2 juga terlihat bahwa pada pengujian dengan memakai bahan baku sekam padi nilai SGRnya sangat rendah yaitu antara 77,72-98,08

kg/m2.jam. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang ada dalam handbook of rice

husk gas stove by T.Alexis Belonio, dimana kisaran nilai SGR adalah 110-210

kg/m2.jam, ini disebabkan karena pengaruh kelembaban/kandungan air pada

bahan baku yang masih tinggi.

4.1.3 Nilai Combustion Zone Rate (CZR)

38



Combustion Zone Rate (CZR) adalah kecepatan pembakaran yang terjadi

di dalam tabung reaktor gasifier yang diformulasikan dengan perbandingan antara

panjang tabung reaktor dengan lama waktu yang dihabiskan selama proses

gasifikasi berlangsung.

Sebagai contoh perhitungan diambil data pembakaran dengan

menggunakan bahan baku sekam padi tanpa penambahan uap air sebagai berikut:

CZR =(jam)timelOperationa

(m)rektor tabungPanjang

= jam0,6255

m0,605

= 0,9672 m/jam.

Selanjutnya perhitungan disajikan dalam tabel 4.1.3 berikut:

Tabel 4.1.3 Nilai CZR

bahan

baku bukaan

OT (jam) CZR (m/jam)

tanpa uap dengan uap tanpa uap dengan uap

sekam

padi

full 0,6255 0,6843 0,9672 0,8841

3/4 0,6412 0,7043 0,9436 0,8590

1/2 0,6557 0,7878 0,9227 0,7679

1/4 - -

kayu

full 0,3387 0,3557 1,7864 1,7010

3/4 0,3408 0,3565 1,7751 1,6971

1/2 0,4032 0,3898 1,5006 1,5519

1/4 0,4862 0,4868 1,2444 1,2427

batubara

full 0,5172 0,4852 1,1698 1,2470

3/4 0,4902 0,5047 1,2343 1,1988

1/2 0,5018 0,4835 1,2056 1,2513

1/4 0,5177 0,4348 1,1687 1,3913

Dari data tabel diatas maka dibuat grafik hubungan antara bukaan kipas

dengan nilai CZR sebagai barikut:

39



0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00


n i l a i C Z R ( m / j a m )

sekam tanpa

uap

sekam + uap

serpihan

kayu tanpa

uapserpihan

kayu + uap

batubara

tanpa uap

batubara +

uap

gambar 4.1.3 Grafik hubungan antara variasi bukaan kipas

dengan perubahan nilai CZR

Dari gambar grafik 4.1.3 dapat dilihat pengaruh variasi bukaan kipas

dengan nilai Combustion Zone Rate (CZR), dimana semakin kecil bukaan kipas

(semakin sedikit udara yang masuk) maka kecepatan pembakaran bahan baku

semakin kecil/lambat, begitupun sebaliknya. Hal ini disebabkan karena pengaruhudara pada pembakaran memegang peranan yang sangat penting yaitu sebagai

oksidizer.

Dari grafik juga dapat dilihat bahwa kecepatan pembakaran terbesar yaitu

pada pengujian gasifikasi dengan pemakaian bahan baku serpihan kayu kemudian

diikuti dengan batubara dan yang paling lambat adalah pada pemakaian bahan

baku sekam padi. Hal ini berarti bahwa pemakaian bahan baku sekam padi

sangatlah cocok untuk kompor gasifikasi type T-LUD daripada serpihan kayu dan

batubara.

Perubahan nilai CZR juga berubah pada pengujian penambahan uap air

dimana dapat terlihat seperti pada grafik 4.1.3 dengan penambahan uap air pada

proses gasifikasi menyebabkan nilai CZR semakin kecil.

4.1.4 Nilai Sensible Heat (SH)

40



Sensibel Heat (SH) adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk

memanaskan air/menaikkan suhu air yaitu diukur pada saat suhu awal air (T i = 25-

30)oC sampai suhu air mencapai 95oC). Sensibel Heat (SH) dapat diformulasikan

sebagai berikut:

SH = Mw x C p x (TF -Ti)

Dengan, Mw = berat air yang dipanaskan yaitu 1 liter = 0,985 kg

C p = panas spesifik untuk air pada suhu 95oC

yaitu 1,005 Kkal/kgoC

Tf = temperature air saat mendidih yaitu 95oC

Ti = temperature air sebelum dipanaskan yaitu 27oC

Jadi,

SH = 0,985 kg x 1,005 Kkal/kgoC x (95-27)oC

= 0,985 x 1,005 x 68

= 67,31Kkal


Tabel 4.1.4 Nilai Sensibel Heat (SH)

Bahan

baku bukaan

Ti (oC) SH (Kkal)

tanpa uap dengan uap tanpa uap dengan uap

sekam

padi

full 27 28 67,31 66,32

3/4 27 26 67,31 68,30

1/2 28 25 66,32 69,29

1/4 - - - -

kayu

full 27 27 67,31 67,31

3/4 27 28 67,31 66,32

1/2 28 26 66,32 68,30

1/4 28 26 66,32 68,30

batubara full 26 27 68,30 67,31

3/4 26 25 68,30 69,29

1/2 25 27 69,29 67,31

1/4 25 28 69,29 66,32

Jadi jumlah nilai kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air pada alat

gasifikasi ini berbeda untuk semua bahan baku, baik untuk sekam padi, serpihan

kayu maupun batubara tergantung dari suhu awal air yang akan dipanaskan (Ti).

41



Nilai SH tertingi yaitu 69,29 Kkal, hal ini berarti bahwa untuk memanaskan air

dari suhu 25oC hingga suhu air mencapai 95oC membutuhkan panas 69,29 Kkal.

4.1.5 Efisiensi Thermal

Efisiensi Thermal (TE) adalah perbandingan antara energi yang digunakan

pada pemanasan dan penguapan air dengan energi panas yang terkandung pada

bahan bakar. Efisiensi Thermal yang dimaksud disini adalah efisiensi pemakaian

panas dengan hanya memanaskan 1 liter air,dapat diformulasikan sebagai berikut:

TE = 100×

×

+

WF HF

LH SH

%

Dengan, SH = Sensibel Heat yaitu 68 Kkal

LH = Laten Heat yaitu 540 Kkal

HF = nilai kalor bakar (Eugene S. Domalski dkk) yaitu:

sekam padi = 3854 Kkal/kg,

serpihan kayu = 4930 Kkal/kg,

batu bara = 26,12 Mj/kg = 6243,3147 Kkal/kg

WF = berat bahan baku yang digunakan, sebagai contoh yaitu

berat bahan baku sekam padi yang digunakan pada

pembakaran tanpa penambahan uap air yaitu 1,084 kg.

Jadi,

TE = 100084,1/3854

54068×

×

+

kg Kkal

Kkal Kkal %

=4177,736

60800

= 14,5533 %

kemudian perhitungan selanjutnya ditampilkan dalam tabel 4.1.5 berikut:

Tabel 4.1.5 Nilai Efisiensi Thermal

bahan

baku

Bukaan

kipas

m (Kg) BT (menit) OT (menit) TE (%)

tanpa

uap

dengan

uap

tanpa

uap

dengan

uap

tanpa

uap

dengan

uap

tanpa

uap

dengan

uap

sekam

padi

full 1,084 1,082 7,11 7,09 37,53 41,06 14,5369 14,5401

3/4 1,084 1,082 7,21 8,25 38,47 42,26 14,5369 14,5875

1/2 1,084 1,082 7,47 9,30 39,34 47,27 14,5132 14,6113

1/4 1,084 1,082 - - - -

42



kayu

full 0,839 0,747 7,41 8,01 20,32 21,34 18,7819 21,0951

3/4 0,839 0,747 8,01 8,08 20,45 21,39 18,7819 21,0607

1/2 0,839 0,747 8,59 8,20 24,19 23,39 18,7513 21,12951/4 0,839 0,747 9,00 8,40 29,17 29,21 18,7513 21,1295

batubara

full 1,000 1,000 8,02 7,26 31,03 29,11 15,7837 15,7580

3/4 1,000 1,000 8,35 6,41 29,41 30,28 15,7837 15,8094

1/2 1,000 1,000 7,12 8,12 30,11 29,01 15,8094 15,7580

1/4 1,000 1,000 9,52 8,03 31,06 26,09 15,8094 15,7324

Dari data tabel 4.1.5 diatas terlihat bahwa efisiensi pada pembakaran tanpa

penambahan uap air dan dengan penambahan uap air mempunyai perubahan yang

tidak begitu besar. Seperti yang terlihat pada pembakaran dengan menggunakan

sekam padi tanpa penambahan uap air dengan memanaskan air 1 liter efisiensinya

adalah 14,54% sedangkan pada penambahan uap air efisiensinya adalah 14,59%.

Hal ini disebabkan karena nilai dari efisiensi thermal tergantung dari berat bahan

baku yang digunakan pada proses gasifikasi, jadi semakin sedikit bahan baku

yang dipakai maka efisiensi dari alat ini akan semakin besar, begitu juga

sebaliknya.

Pada percobaan pembakaran dengan menggunakan serpihan kayu terlihat

juga adanya peningkatan efisiensi sekitar 1,81% karena berat bahan baku yang

digunakan pada pembakaran dengan penambahan uap air lebih sedikit

dibandingkan dengan sebelum penambahan uap air.

Pada percobaan pembakaran dengan menggunakan batubara tidak terlihat

adanya perubahan nilai efisiensi yang begitu besar, hal ini disebabkan karena

berat bahan baku yang digunakan pada pembakaran ini adalah sama, baik pada

pembakaran tanpa penambahan uap air maupun dengan penambahan uap air yaitu

1 kg. Sehingga efisiensi terbesar yang dihasilkan adalah 15,81%.

Dari data-data diatas dapat disimpulkan bahwa nilai efisiensi thermal

menunjukkan adanya pengaruh penambahan uap air pada sistem pembakaran,

namun nilai efisiensi thermal yang diperoleh disini bukan menunjukkan efisiensi

thermal dari kompor gasifikasi, melainkan merupakan efisiensi panas yang

terpakai dengan memasak air 1 liter, hal ini dapat dilihat pada tabel 4.1.5, dimana

Boilling Time (waktu yang terpakai untuk memanaskan air 1 liter sampai suhu

95o

C) hanya 1/5 dari Operational Timenya. Hal ini menunjukkan bahwa pada

43



penelitian ini masih banyak kalor yang terbuang percuma, karena energi panas

yang terpakai hanya untuk memanaskan air 1 liter saja, setelahnya hanya

dibiarkan menyala tanpa pemakaian untuk memasak. Sehingga untuk penelitian

selanjutnya diharapkan setelah selesai memanaskan air 1 liter agar dipakai untuk

memasak sesuatu sampai gas yang dihasilkan benar-benar habis (nyala api pada

burner mati) agar panas yang dihasilkan tidak terbuang percuma dan dapat

diperoleh nilai efisiensi thermal dari alat gasifikasi ini.

4.1.6 Power Input dan Power Output

a. Power Input (P i )

Power Input (P i ) adalah jumlah energi panas yang diberikan kepada

kompor yang didasarkan pada jumlah bahan bakar yang dikonsumsi. Power Input

(P i ) dapat diformulasikan sebagai berikut: (Sebagai contoh perhitungan diambil

data pembakaran dengan menggunakan bahan baku sekam padi tanpa

penambahan uap air)

Pi = 0,0012 x FCR x HF

= 0,0012 x 1,7330 Kg/jam x 3854 Kkal/kg

= 8,0147784 kW

b. Power Output (P o )

Power output (P o ) adalah jumlah energi panas yang dihasilkan oleh

kompor gasifikasi untuk memasak. Power output (P o ) dapat diformulasikan

sebagai berikut: (Sebagai contoh perhitungan diambil data pembakaran dengan

menggunakan bahan baku sekam padi tanpa penambahan uap air)

Po = FCR x TE x HF

= 1,7330 kg/jam x 0,145533 x 3854 Kkal/kg

= 972,0224 Kkal/jam

= 972,0224 x076,860

1kW

= 1,13 kW

44




45



0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

full 3/4 1/2 1/4

variasi bukaan kipas

P o w e r I n p u t ( k W )

sekam tanpauap

sekam + uap

serpihan kay

tanpa uap

serpihan kay

+ uap

batubara

tanpa uap

batubara +

uap

Tabel 4.1.6 Nilai Power input dan power output

Bahan baku

Bukaankipas

FCR (Kg/jam) TE (%) Pi (kW) Po (kW)

tanpa

uap

dengan

uap

tanpa

uap

dengan

uap

tanpa

uap

dengan

uap

tanpa

uap

dengan

uap

seka

m padi

full 1,7330 1,5811 14,5533 14,5802 8,01 7,31 1,13 1,03

¾ 1,6907 1,5362 14,5533 14,5802 7,82 7,10 1,10 1,00

½ 1,6533 1,3734 14,5533 14,5802 7,65 6,35 1,08 0,90

¼ - - - - - -

kayu

full 2,4774 2,1003 14,6992 16,5096 14,66 12,43 2,09 1,99

¾ 2,4616 2,0954 14,6992 16,5096 14,56 12,40 2,07 1,98

½ 2,0810 1,9162 14,6992 16,5096 12,31 11,34 1,75 1,81

¼ 1,7257 1,5344 14,6992 16,5096 10,21 9,08 1,45 1,45

Batu

bara

full 1,9336 2,0611 9,7384 9,7384 14,49 15,44 1,37 1,46

¾ 2,0401 1,9815 9,7384 9,7384 15,28 14,85 1,44 1,40

½ 1,9927 2,0683 9,7384 9,7384 14,93 15,50 1,41 1,46

¼ 1,9317 2,2997 9,7384 9,7384 14,47 17,23 1,37 1,63

berdasarkan data tabel diatas maka dibuat grafik hubungan antara bukaan

kipas dengan Power input dan Power Output sebagai berikut:

Gambar 4.1.6 Grafik hubungan antara bukaan kipas

dengan Power Input

46



0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

full 3/4 1/2 1/4variasi bukaan kipas

P o w e r O u t p u t ( k W )

sekam tanpa

uap

sekam + uap

serpihan kayu

tanpa uap

serpihan kayu

+ uap

batubara

tanpa uap

batubara +

uap

Gambar 4.17 Grafik hubungan antara bukaan

kipas dengan Power Output

Dari data-data pada tabel 4.1.6 dan gambar grafik 4.1.7 terlihat bahwa

besarnya energi yang dihasilkan dari gasifikasi sekam padi sebelum penambahan

uap air lebih besar dibandingkan dengan energi yang dihasilkan dari gasifikasi

sekam padi dengan penambahan uap, yaitu sekitar 8% sampai 16% yang berarti

bahwa desain penambahan uap air untuk sekam padi belum dapat

mengoptimalkan kinerja dari kompor gasifikasi tersebut, hal ini disebabkan

karena pengaruh kondisi zone pembakaran yang slalu bergerak sehingga uap air

yang diumpankan tidak bisa bereaksi langsung dengan gas-gas hasil gasifikasi.

Jumlah energi panas tertinggi yang bisa dihasilkan oleh gasifikasi dengan

menggunakan bahan baku sekam padi adalah 1,13 kW yaitu pada pegujian tanpa

penambahan uap air dan variasi bukaan kipas penuh, hal ini menunjukkan bahwa

bukaan kipas sangat berpengaruh pada jumlah energi yang dihasilkan oleh

kompor gasifiksi tersebut.

Untuk pengujian gasifikasi dengan menggunakan bahan baku serpihan

kayu, jumlah energi panas tertinggi yang bisa dihasilkan adalah 2,09 kW yaitu

pada pengujian dengan tanpa penambahan uap air dan bukaan kipas penuh.

Tetapi, berbeda dengan pada saat menggunakan bahan baku sekam padi, pada

penggunaan bahan baku serpihan kayu terlihat adanya peningkatan energi panas

yang dihasilkan dengan tambahan disain uap air pada pengujian dengan variasi

47



bukaan kipas ½ yaitu sekitar 3,42%. Hal ini berarti untuk penggunaan bahan baku

serpihan kayu dengan penambahan uap air maka variasi bukaan kipas yang paling

cocok adalah bukaan kipas ½.

Pada pengujian gasifikasi dengan menggunakan bahan baku batubara

terlihat adanya peningkatan energi panas yang dihasilkan secara merata pada tiap-

tiap varisi bukaan. Untuk bukaan kipas penuh terjadi peningkatan sebesar 6,19%,

untuk bukaan kipas ¾ terjadi penurunan sekitar 2,96%, untuk bukaan kipas ½

terjadi peningkatan lagi yaitu sebesar 3,65%, dan untuk bukaan kipas ¼

peningkatan energi panas yang dihasilkan mencapai 16%. Hal ini menunjukkan

bahwa penambahan uap air pada proses gasifikasi berpengaruh terhadap jumlah

energi panas yang dihasilkan oleh kompor, walaupun tidak begitu besar tetapi

dapat dikatakan bahwa dengan penambahan uap air maka gasifikasi bisa semakin

optimal, dengan syarat zone pembakaran yang terjadi di dalam tabung reaktor

dalam keadaan diam/tetap.

48



BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan sebagai

berikut:

1. Kompor gasifikasi type T-LUD ini sangat cocok bila memakai bahan baku

sekam padi, karena nyala yang dihasilkan berwarna biru kemerah-merahan

hampir sama dengan kompor-kompor rumah tangga, dan disamping itu

pemakaian bahan baku sekam padi tidak menimbulkan polusi seperti

pemakaian serpihan kayu dan batubara

2. Penambahan uap air pada proses gasifikasi dapat meningkatkan energi

panas yang dihasilkan dari proses gasifikasi berbagai biomassa tersebut,

dengan syarat zone pembakaran dalam tabung reaktor dalam keadaan

diam/tetap, sehingga untuk kompor gasifikasi type T-LUD ini kurang cocok

apabila ditambahkan disain penambahan uap.

3. Pada proses gasifikasi sekam padi dan serpihan kayu, semakin besar

variasi bukaan kipas maka semakin besar energi panas yang dihasilkan.

4. Energi panas terbesar dihasilkan pada pengujian gasifikai dengan memakai

bahan baku serpihan kayu yaitu 2,09 kW.

5. Pengaruh penambahan uap air terbesar ditunjukkan pada pengujian

gasifikasi dengan memakai bahan baku batubara dan variasi bukaan kipas ¼

yaitu sebesar 16%.

5.2 Saran

Mengingat skripsi ini jauh dari kesempurnaan, maka untuk peneliti

selanjutnya diharapkan:

1. Lebih teliti dalam mendesain penempatan penambahan uap air pada proses

gasifikasi, sehingga energi yang dihasilkan bisa lebih optimal.

49



2. Dapat mencoba dengan bermacam-macam bahan baku biomassa lainnya,

sehingga dapat membandingkannya dengan menggunakan bahan baku sekam

padi.

3. Untuk menghindari pengulangan yang berlanjut pada saat pengujian,

sebaiknya bahan baku yang akan dipergunakan benar-benar sudah kering

(kadar kelembabannya kurang dari 30%).

50



DAFTAR PUSTAKA

Adan, Ismun Uti, Ir., 1998, Membuat Tungku Bioarang , Yogyakarta, Kanisius.

Astary ratih, 2008, Biomass to liquid (BTL),http://majarimagazine.com/biomass_

to_liquid_btl.

Belonio, A.T, 2005, Hand Book Of Rice Husk Gas Stove, Paul S. Anderson, Iloilo

City, Philippines.

Biomasa, 2009, http://www.energisavingtrust.org.uk/generate_your_own_energi/

types_of_renewables/biomass.

Biomass, 2009 , http://www.kompascybermedia.com.

Gasification,2009, http://en.wikipedia.org/wiki/gasification.

Juankhan, 2008, Kayu Bakar dan Limbah Pertanian Sebagai Bahan Bakar Alternatif,http://www.smallcrab.com/other/kayu bakar dan limbah pertanian

sebagai bahan bakar alternatif.

Kandungan Kimia Sekam Padi,2008, Badan Penelitian dan Pengembangan

Pertanian, Departemen Pertanian.

Pyrolysis,2009, http://en.wikipedia.org/wiki/Pyrolysis.

Rohman Saepul, 2009, Biomass To Liquid (Kayu dan Rerumputan),http://majarimagazine.com/biomass_to_liquid_kayu_dan_rerumputan.

Reed, T.B., R. Walt, S. Ellis, A. Das, S. Deutch, 1999, Superficial Velocity The

Key To Downdraft Gasification, http://www.renergi.com/April 2009.

Sopian Tatang, 2005, Sampah dan Lmbah Biomassa Potensi Alternatif Energi,http://www.indonesian.purwakarta.go.id.

Sutardi Tata, 2008, Kajian Teknologi Gasifikasi,http://www.renergy.com/Mei

2009.

Sjostrom Eero, 1995, Kimia Kayu, Gadjah Mada University Press.

Sukandarrumidi Ir, MSc., phd, 1995, Batu Bara dan Gambut, Fakultas Teknik

UGM, Gadjah Mada University Press.

51



Tasliman Ir,M.Eng, Teknologi Gasifikasi Biomassa, http://io.ppi jepang.org/article

php.

Tjokrowisastro, Eddy Harmadi., Ir. Dan Widodo, Budi Utomo Kukuh, Ir., 1990,

Teknik Pembakaran Dasar dan Bahan Bakar , Surabaya, ITS.

Winaya Suprapta I Nyoman, 2008, Prospek Energi Dari Sekam Padi,http://io.ppi-

jepang.org/article.php.

52



Belonio, A.T, 2005, Hand Book Of Rice Husk Gas Stove, Paul S. Anderson, Iloilo

City, Philippines.

Dw-World.De, 2008, Biomassa Sebagai Sumber Energi Terbarukan, www.dw-

world.de

Hardjono, 2000, Teknologi Minyak Bumi, Yogyakarta, Gajah Mada University

Press.

Harpini, Banun., 2006, Giliran Sekam Untuk Bahan Bakar Alternatif, Jurnal

Warta Penelitian Dan Pengembangan Pertanian, B2P4, Vol. 28 No. 2,

ISSN 0216-4427.

Pambudi, Nugroho Agung, 2008, Menyulap Biomassa Menjadi Energi,

www.renegy.com

Putra., Sinly Evan, dan Ibrahim, 2007, Indonesia Sebagai Lumbung Energi Dunia, Lampung, Universitas Lampung.

Rahayuningsih, 2005, Energi Alternatif Dan Kemauanpolitik Pemerintah,www.index.com.

Suliyanto, 2007, Dasar-dasar Metode Penelitian, Universitas Jendral Sudirman.

Purwokerto.

Sutardi Tata, 2008, Kajian Teknologi Gasifikasi, www.renegy.com.

Thoha, Achmad Siddik, 2008, Proses-Proses Dan Lingkungan Yang

Mempengaruhi Kebakaran Biomassa, Universitas Sumatera Utara.

Tjokrowisastro, Eddy Harmadi., Ir. Dan Widodo, Budi Utomo Kukuh, Ir., 1990,

Teknik Pembakaran Dasar dan Bahan Bakar , Surabaya, ITS.

Widarto, Ir., dan Sryanta, Ir., 1995, Membuat Bioarang Dari Kotoran Lembu,

Yogyakarta, Kanisius.

Widarto, Ir., dan Sudarto, FX., C. Ph., 1997, Membuat Tungku Lorena,Yogyakarta, Kanisius.

53

http://j/dw/article/0,2144,3057079,00.html

http://www.dw-world.de/



http://www.renegy.com/

http://www.index.com/


http://j/dw/article/0,2144,3057079,00.html




http://www.index.com/


Lanjutan Skrip

Documents

Transcript of Lanjutan Skrip