1. JUDUL PENELITIAN

Prototype Kompor Minyak Ditinjau dari Variasi Minyak Jelantah Industri

Terhadap Nilai Kalor dan Konsumsi Energi.

2. PENDAHULUAN

Perhitungan konsumsi energi nasional menunjukkan bahwa kebutuhan energy

semakin meningkat, sedangkan cadangan energy dari bahan bakar fosil semakin

menipis. Menyadari ketergantungan yang sangat besar kepada minyak bumi,

pemerintah Indonesia telah mengeluarkan Peraturan Presiden No. 5 Tahun 2006

Tentang Kebijakan Energi Nasional dan Inpres No. 1 Tahun 2006 Tentang

Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (BBN). Di dalam Peraturan

Presiden tersebut telah ditentukan sasaran peranan masing-masing jenis bahan bakar

diantaranya pemakaian bahann bakar nabati lebih dari 5% (Kadimun, 2009).

Minyak jelantah merupakan salah satu BBN yang dapat dimanfaatkan untuk

bahan bakar rumah tangga, ketersediaan bahan bakar tersebut menyebar di sekitar

masyarakat, sehingga tidak bermasalah dalam pendistribusiannya. Di samping itu

minyak jelantah merupakan limbah minyak goring yang telah dipakai berkali-kali dan

tidak baik untuk kesehatan. Pada tahun 2005, produksi minyak goreng di Indonesia

adalah sebesar 6,43 juta ton dengan pertumbuhan rata-rata 10% pertahun, sedangkan

konsumsi perkapita sebesar 16,5 kg/tahun dengan pertumbuhan lebih dari 3%

pertahun (Hambali dkk, 2007). Penggunaan minyak goreng dalam proses

produksinya juga semakin bertambah, sehingga semakin banyak pula minyak jelantah

yang dihasilkan terutama dari sektor pengolahan makanan.

Teknologi pemanfaatan minyak jelantah umumnya hanya didaur ulang untuk

digunakan hingga beberapa kali, sebagian lagi dimanfaatkan untuk bahan baku

pembuatan biodiesel, sedangkan teknologi untuk bahan bakar rumah tangga baru

menggunakan kompor sumbu. Pembakaran pada minyak kompor sumbu kurang

sempurna, ini terbukti dengan masih banyaknya jelaga yang dihasilkan dari kompor

sumbu tersebut (Tamrin, 2013).

Gasifikasi minyak jelantah merupakan solusi alternatif yang sangat efisien

karena dapat membantu mengurangi konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM),

terutama minyak tanah yang harganya semakin mahal dan gas yang dianggap masih

kurang aman (Tamrin, 2013). Pemanfaatan ini juga sekaligus dapat mencegah

penyalahgunaan jelantah yang sudah tidak layak didaur ulang untuk keperluan

konsumsi lagi.

Menurut Sjaffriadi (2012), jelantah dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar

dengan kompor bertekanan. Namun teknologi kompor bertekananyang digunakan

sebelumnya dianggap masih kurang efisien dan fleksibel, sebab kompor tersebut

memiliki dua rangkaian tangki bahan bakar yaitu tangki jelantah dan tangki kerosin.

Untuk itu perlu dilakukan pembuatan prototype kompor minyak jelantah

menggunakan satu tangki bahan bakar dengan penelitian mengenai campuran jelantah

dan kerosin. Teknologi ini mengubah jelantah menjadi gas dengan kualitas

pembakaran yang tinggi, sedikit emisi dan fleksibel untuk dibawa.

3. RUMUSAN MASALAH

Dalam pembuatan prototype kompor minyak jelantah, pembakaran bahan bakar

dilakukan dengan cara mengubah jelantah menjadi uap panas, sedangkan yang

menjadi permasalahan yaitu variasi minyak jelantah industri terhadap nilai kalor dan

konsumsi energi.

4. TINJAUAN PUSTAKA

4.1 Minyak Jelantah

Minyak jelantah adalah minyak limbah yang berasal dari minyak goreng seperti

minyak jagung, minyak sayur, minyak samin, minyak matahari, dan lain-lain. Minyak

ini merupakan bekas pemakaian kebutuhan rumah tangga umumnya dapat digunakan

lagi untuk keperluan kuliner akan tetapi ditinjau dari komposisi kimianya minyak

jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik dapat

menyebabkan penyakit kanker dalam jangka waktu yang panjang. Jadi sangat jelas

dikatakan bahwa penggunaan minyak goreng secara berulang-ulang dapat

mengganggu kesehatan manusia.

Sifat Fisik Minyak Jelantah Sifat Kimia Minyak Jelantah

Warna coklat kekuning-kuningan Hidrolisa, minyak akan diubah menjadi

asam lemak bebas dan gliserol.

Berbau tengik Proses oksidasi berlangsung bila terjadi

kontak antara sejumlah oksigen dengan

minyak.

Terdapat endapan Proses hidrogenasi bertujuan untuk

menumbuhkan ikatan rangkap dari rantai

karbon asam lemak

(sumber : nunukgeminastiti.blogspot.com, 2012)

Jelantah (wasted cooking oil) yang merupakan limbah dari pemanfaatan minyak

goreng, terutama dari industri makanan skala kecil, menengah maupun besar, dapat

menjadi suatu alternatif penggunaan minyak nabati untuk keperluan bahan bakar.

Pemanfaatan itu juga sekaligus dapat mencegah penyalahgunaan jelantah yang sudah

tidak layak didaur ulang untuk keperluan konsumsi lagi.

Pada tahun 2005, produksi minyak goreng adalah sebesar 6,43 juta ton dengan

pertumbuhan rata-rata diatas 10% per tahun, sedangkan konsumsi per kapita sebesar

16,5 kg/tahun dengan pertumbuhan lebih dari 3% per tahun (Hambali dkk, 2007).

Industri besar, menengah maupun kecil yang menggunakan minyak goreng tersebut

dalam proses produksinya juga makin bertambah. Sehingga semakin banyak pula

minyak jelantah yang dihasilkan dari penggunaan minyak goreng tersebut, terutama

dari sektor pengolahan makanan atau bahan pangan dengan berbagai tingakat skala

volume.

Jelantah merupakan salah satu pilihan yang menarik untuk digunakan sebagai

bahan bakar karena memiliki beberapa keunggulan antara lain kandungan energi yang

dimiliki cukup besar, sehingga dengan bobot atau volume yang tidak besar terdapat

potensi kalor yang cukup tinggi, kondisinya relative masih dalam fase cair sehingga

pengaturan dalam operasional pembakaran relative mudah, tidak gampang meledak

sehingga aman dan penyimpanan persediaannya tidak membutuhkan prosedur

ataupun persyaratan khusus.

4.2 Minyak Tanah

Minyak tanah (bahasa Inggris : kerosene atau paraffin) adalah cairan hidrokarbon

yang tak berwarna dan mudah terbakar. Minyak tanah diperoleh dengan cara distilasi

fraksional dari petroleum pada 150oC sampai 275oC (rantai karbon dari C12 sampai

C15). Nama kerosene diturunkan dari bahas Yunani keros (malam). Biasanya, minyak

tanah didistilasi langsung dari dari minyak mentah membutuhkan perawatan khusus,

dalam sebuah unit Merox atau hidroteater, untuk mengurangi kadar belerang dan

pengaratannya. Minyak tanah dapat juga diproduksi dari hydrocracker, yang

digunakan untuk memperbaiki kualitas dari minyak mentah yang akan bagus untuk

bahan bakar minyak. Avtur (bahan bakar mesin jet) adalah minyak tanah dengan

spesifikasi yang diperketat, terutama mengenai titik uap dan titik beku.

Proses minyak mentah menjadi minyak tanah terjadi pada fraksi kelima setelah

melewati empat fraksi awal. Pada fraksi kelima ini dihasilkan kerosin (minyak tanah).

Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil di 275oC, masih berupa uap, dan akan

masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175oC – 275oC (350-525oF). Pada trayek ini,

kerosin (minyak tanah) akan mencair dan keluar ke penampungan kerosin. Minyak

tanah (kerosin) merupakan campuran alkana dengan rantai C12H26-C15H32.

Penurunannya sebagai bahan bakar untuk memasak terbatas untuk negara

berkembang, karena melalui proses penyulingan seperlunya dan masih tidak murni

bahkan memiliki pengotor (debris). Di Indonesia, minyak tanah digunakan untuk

mengusir koloni sarana sosial, seperti semut atau kecoa. Selain itu, beberapa

pembasmi sarana bermerek juga menggunakan minyak tanah sebagai komponennya.

Namun untuk masyarakat kalangan menengah ke bawah minyak tanah tetap

digunakan sebagai bahan bakar untuk memasak juga serta untuk penerangan.

4.3 Kompor Minyak

Kompor mawar adalah kompor yang menghasilkan api kembang seperti bunga

mawar. Banyak digunakan di masyarakat Indonesia, terutama untuk pedagang kecil.

Kompor mawar menggunakan bahan bakar minyak tanah. Minyak dipanaskan di

dalam pipa, kemudian minyak tanah akan berubah menjadi gas, ketika cairan minyak

tanah berubah menjadi gas, maka tekanan di dalam pipa akan meningkat. Gas dari

minyak tanah akan tersembur keluar dan langsung terbakar. Prinsip kerja kompor

mawar dapat dilihat pada gambar 1.

4.4 Pengkabutan

Pengkabutan adalah proses termokimia di mana bahan bakar dicampur dengan

udara dalam satu ruang tertutup yang diberi tekanan. Kabut hasil pengkabutan

memiliki tekanan tinggi, panas tinggi dan kondisi uap. Proses pengkabutan pada

minyak jelantah memiliki efisiensi yang memberikan manfaat ganda sebagai sistem

pemanfaatan limbah. Kenaikan efisiensi ini disebabkan oleh rancangan proses bentuk

tertutup, di mana hanya sebagian kecil dari panas proses yang akan terbuang (KK

Teknik Fisika ITB, 2008).

Proses pengkabutan pada minyak jelantah denan cara memanaskannya pada suhu

yang lebih tinggi dibandingkan titik didihnya, sehingga mengubah fasenya menjadi

uap dan member tekanan pada tangki bahan bakar yang bertindak sebagai karburator.

Proses perubahan fase ini dapat dilakukan dengan bantuan tangki bertekanan

(Tamrin, 2013).

5. TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang akan dicapai dari penelitian ini adalah :

1. Mengkaji prototype kompor minyak dengan variasi bahan bakar

2. Meninjau dari variasi minyak jelantah industri terhadap nilai kalor dan

konsumsi energi

6. MANFAAT

Pembuatan protype gasifier ini bermanfaat dalam hal pengembangan ilmu

pengetahuan diantaranya :

1. Mengembangkan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, khususnya di bidang

diversifikasi energi dengan pemanfaatan minyak jelantah menjadi bahan

bakar alternatif.

2. Dapat digunakan sebagai peralatan praktikum di Laboratorium Analisis

Sistem Termal DIV Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya.

3. Dapat digunakan masyarakat sebagai pengganti kompor minyak tanah dan

kompor gas.

7. METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :

7.1 Waktu dan Tempat

Pelaksanaan ini dilakukan di Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri

Sriwijaya selama 4 bulan, dari bulan maret sampai bulan juni 2014.

7.2 Rancangan Kompor Minyak

Pada gasifier terdapat bagian tangki penampungan bahan bakar dan bagian

atasnya yang menempel pada rangka yaitu kompor minyak yang memiliki beberapa

bagian yang berfungsi untuk merubah minyak jelantah menjadi gas.

Tangki penampungan dibuat dari tangki petromaks, pada bagian ini terdapat

sebuah pompa manual yang berfungsi untuk member tekanan di dalam tangki

sehingga memaksa cairan minyak jelantah menjadi uap dan bagian tempat pengisian

bahan bakar. Pada bagian pengisian bahan bakar terdapat alat untuk membaca

tekanan yang terdapat di dalam tangki.

Kompor minyak terbuat dari plate stainless steel 304 dengan ketebalan 1 mm,

pada kompor minyak terdapat alat burner, converter, spuyer dan saringan udara.

Burner berfungsi sebagai tempat pembakaran awal, sehingga memanaskan converter.

Converter berfungsi untuk menguapkan minyak jelantah setelah dialirkan dari tangki.

Hasil penguapan tersebut keluar melalui spuyer lalu masuk ke bagian saringan udara

bersama dengan udara bersama dengan udara yang tersedia.

7.2.2 Pendekatan Desain Struktural

Secara umum prototype gasifier dibagi menjadi dua bagian inti, yaitu tangki

penampung bahan bakar dan kompor minyak. Kompor minyak dirancang dengan

tinggi total 70 cm dan lebar 30 cm.

Kompor ini memiliki 3 tabung saringan udara yang berfungsi menjaga sirkulasi

udara. Ketiga saringan memiliki tinggi yang sama yaitu 5 cm, dengan diameter

berbeda. Saringan pertama memiliki diameter 7 cm, saringan kedua memiliki

diameter 11 cm, saringan ketiga memiliki diameter 20 cm. sedangkan untuk rangka

luar kompor memiliki tinggi 10 cm dan diameter 30 cm. kompor gasifikasi dilengkapi

dengan 4 kaki rangka yang memiliki tinggi 60 cm, di bagian bawah rangka terdapat

tempat untuk meletakkan tangki petromaks.

7.3 Pertimbangan Percobaan

7.3.1 Alat dan Bahan

7.3.1.1 Alat

Tangki petromaks 1 set

Stainless steel 1 lembar

Pipa tembaga 1 meter

Pipa diameter 20 mm 3 meter

Termometer 1 buah

Neraca analitik 1 buah

Corong 1 buah

Jerigen 2 buah

Panic dan tutup 1 buah

Kain saringan 1 buah

Cantingan literan 1 buah

Stopwatch 1 buah

7.3.1.2 Bahan

Minyak jelantah 10 liter

Minyak tanah 7 liter

Air 10 liter

7.3.2 Perlakuan dan Analisis

Dalam pembuatan prototype kompor gasifikasi, bahan bakar dioperasikan

dengan mencampurkan minyak jelantah dengan kerosin. Pencampuran ini disebabkan

viskositas minyak jelantah yang tinggi, sehingga diperlukan kerosin sebagai bahan

bakar starter. Perlakuan yang digunakan adalah variabel tetap laju alir bahan baku

dan tekanan dalam tangki, sedangkan variabel yang divariasikan adalah rasio

perbandingan antara campuran minyak jelantah dan kerosin.

7.4.2.1 Analisa Nilai Kalor

Persiapan Alat

a. Isi rinse tank sampai garis batas yang ada di dalam tabung atau kurang lebih 16

liter. Apabila pada saat analisis muncul peringatan RINSE TANK MAYBE

LOW LEVEL, maka yang harus dilakukan adalah isi Rinse Tank, dan lanjutkan

untuk me-reset dengan cara masuk ke MAIN MENU-OPERATING CONTROL-

BOMB RINSE TANK CONTROLS-RESET RINSE TANK COUNTER.

b. Isi water tank yang terletak di belakang instrument dengan cara mengangkat ke

atas tutup yang berwarna merah, isi sebanyak kurang lebih 2 liter. Penggantian

air water tank setiap 3 bulan, dengan cara memutar ke arah kiri untuk membuka

dan ke kanan untuk menutupnya kembali.

c. Buka/set regulator oksigen (450 psi) dan nitrogen (80 psi, dengan cara

memutarnya ke arah kanan untuk membuka dan ke kiri untuk menutupnya.

d. Tekan power ON yang terletak di belakang instrument, maka alat akan booting

kurang lebih 2-3 menit hingga tampil menu utama atau main menu.

e. Setelah itu tekan tombol CALORIMETER OPERATION.

f. Tekan tombol HEATR AND PUMP, tunggu hingga START dan START

PRETEST muncul.

g. Selanjutnya tekan START PRETEST untuk melakukan pengecekan gas dan air,

tunggu selama kurang lebih 10 menit sampai selesai.

Note : apabila instrument standby selama 10 menit, maka instrument akan

menampilkan peringatan untuk start preteset lagi. Pilih saja Continue. Apabila

masih ada sampel, dikeluarkan dulu karena instrument akan mengecek ulang.

Jika tidak ada masalah dalam pengecekan, maka instrument siap dioperasikan.

GAMBAR COOOYYY

Prinsip kerja kompor mawar ini dapat juga digunakan untuk kompor minyak

jelantah. Minyak jelantah dimasukkan ke dalam kompor mawar, kemudian

dipanaskan dan minyak jelantah akan menguap. Titik didih minyak jelantah (minyak

goreng) 175oC (Fessenden and Fessenden, 1986). Kompor mawar merupakan kompor

bertekanan. Kompor mawar mempunyai pipa yang relatif kecil yaitu dengan diameter

sebesar 2,5 mm. besar lubang pipa ini kurang menguntungkan jika dialirkan minyak

jelantah, karena viskositas minyak jelantah sekitar 15 kali lebih besar dari pada

minyak tanah. Besar debit aliran minyak pada kompor mawar dapat dilihat pada tabel

2.

Tekanan

(Psia)

Percobaan ke- Rata-

rata1 2 3 4 5 6

Minyak Tanah

6 4,06 4,44 4,32 4,25 4,70 4,34 4,35

5 3,63 3,94 3,82 3,63 3,69 3,47 3,70

4 3,07 3,2 3,08 3,02 2,95 2,83 3,03

3 2,33 2,56 2,17 2,57 2,66 2,59 2,48

Minyak Jelantah

6 0,66 0,63 0,60 0,69 0,76 0,74 0,68

5 0,49 0,55 0,54 0,65 0,68 0,65 0,59

4 0,52 0,48 0,49 0,54 0,51 0,54 0,51

3 0,39 0,49 0,46 0,46 0,46 0,47 0,46

(sumber : Tamrin 2013)

Laju minyak tanah pada aliran dalam pipa dengan diameter 2,5 mm lebih

besar dari pada debit aliran minyak jelantah. Hal ini dimungkinkan karena minyak

tanah mempunyai viskositas lebih tinggi dibandingkan minyak jelantah. Dengan

viskositas yang tinggi akan mempunyai tahanan yang lebih besar. Menurut Kreith and

Berger (1999) bahwa gaya gesekan aliran di dalam pipa dipengaruhi oleh banyak

parameter, salah satunya adalah tingkat kekentalan fluida yang dialirkan. Semakin

tinggi tingkat kekentalan, maka semakin tinggi gaya gesekan cairan tersebut atau

semakin sulit cairan tersebut dialirkan. Besarnya aliran minyak di dalam pipa kompor

mawar (Tabel 2) juga dipengaruhi oleh besar tekanan pada tabung minyak. Semakin

besar tekanan yang digunakan, maka semakin besar aliran yang mengalir pada pipa.

Besar aliran minyak atau suplai bahan bakar menunjukkan besar energi yang dapat

dihasilkan oleh kompor mawar, karena sebagian besar minyak yang berubah akan

terbakar dan menghasilkan energi panas.

Tabel 3. Data pengamatan untuk sampel 1

Jenis minyak

jelantah

Variasi

pencampuran

Nilai kalor Lamanya waktu

pemanasan

(%) (min)

Minyak dari hasil

penggorengan

kerupuk

Tabel 4. Data pengamatan untuk sampel 2

Jenis minyak

jelantah

Variasi

pencampuran

(%)

Nilai kalor

Lamanya waktu

pemanasan

(min)

Minyak dari hasil

penggorengan

dari rumah makan

Tabel 5. Data pengamatan untuk sampel 3

Jenis minyak

jelantah

Variasi

pencampuran

(%)

Nilai kalor

Lamanya waktu

pemanasan

(min)

Minyak dari hasil

penggorengan

dari hotel

kegiatan Bulan

Februari Maret April Mei Juni Juli

1. Persiapan proposal

a. Studi literatur

b. Observasi lapangan

2. Penyusunan proposal

3. Seminar proposal

4. persiapan penelititan

a. Survei bahan baku

b. Persiapan alat yang digunakan

5. Penelitian

a. Persiapan bahan baku dan

peralatan

b. Perancangan dan pencampuran

komposisi

c. Tahap analisis

6. Penyusunan TA dan Artikel ilmiah

7. Seminar TA

material kuantitasharga satuan

(Rp)jumlah (Rp)

Tangki petromaks (set) 1 300.000,00 300.000,00

Stainless steel (lembar) 1 200.000,00 200.000,00

Pipa tembaga (meter) 1 500.000,00 500.000,00

Pipa diameter 20 mm (meter) 3 300.000,00 300.000,00

Minyak jelantah (liter) 10 2.000,00 20.000,00

Minyak tanah (liter) 5 9.000,00 45.000,00

sub total 1.365.000,00

Material KuantitasHarga Satuan

(Rp)Jumlah (Rp)

1. ATK

a. Kertas (rim) 2 35.000,00 70.000,00

b. Tinta print (botol) 3 20.000,00 60.000,00

c. Pencarian literature 100.000,00 100.000,00

2. Sewa lab

a. Sewa lab untuk

penelitian

500.000,00

3. Print dan laporan

a. Pembuatan proposal

dan laporan TA

100.000,00

b. Seminar proposal

laporan TA

100.000,00

4. Upah perakitan 100.000,00

sub total 1.030.000,00

Material Jumlah (Rp)

Alat dan Bahan

Lain-lain

1.365.000,00

1.030.000,00

total 2.395.000,00

PROPOSAL TUGAS AKHIR

PROTOTYPE KOMPOR MINYAK

(Ditinjau Dari Variasi Minyak Jelantah Industri