PEMBUATAN DAN PENGUJIAN TUNGKU MASAK DENGAN MENGGUNAKAN MINYAK KELAPA SEBAGAI MEDIA PEMANAS
MAKING AND TESTING OF HOTBOX USING PALM OIL
AS ITS HEATER
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Konversi Energi Di Jurusan Teknik Konversi Energi
Oleh : AGI WAGIARNI AZIZAH NIM. 091711033
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
“Allah mengangkat orang-orang beriman di antara kamu dan juga orang-orang yang dikaruniai ilmu pengetahuan hingga beberapa derajat” (Q.S. Al-Mujadalah : 11)
“Barang siapa merintis jalan mencari ilmu maka Allah akan memudahkan baginya jalan ke surga.” (HR. Muslim)
Akan aku jelajahi seluruh negeri untuk mencari ilmu Atau aku mati sebagai orang asing Jika diriku harus mati, aku tidak menyesal karena Allah memberkatiku Tapi jika diriku selamat, aku akan segera kembali (anonim)
“Tuntutlah ilmu dan belajarlah (untuk ilmu) ketenangan dan kehormatan diri, dan bersikaplah rendah hati kepada orang yang mengajar kamu” (HR. Ath-Thabrani)
Tugas Akhir ini kupersembahkan untuk Bapak & Mamah, keluarga besar tercinta, serta rekan-rekan seperjuangan
BIODATA PENULIS
Data Pribadi
Nama
Agi Wagiarni Azizah
TTL
Garut, 20 Juni 1991
Alamat
Kp. Sindang Anom RT 2/ RW 1 Desa Limbangan Barat Kec.
Limbangan Kab. Garut 44186
Kontak
085659924566
Email
[email protected]
Facebook / Twitter
Agi Wagiarni Azizah / @agiazizah
Riwayat Pendidikan 2009-2012
Politeknik Negeri Bandung Jurusan Teknik Konversi Energi
2006-2009
SMA Negeri 6 Bandung
2003-2006
SMP Negeri 1 Limbangan - Garut
1997-2003
SDN Limbangan Tengah 2 - Garut
Pengalaman Organisasi Organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Energi (HMTE) Forum Komunikasi Mahasiswa Teknik Energi Indonesia (FKMTEI) Majelis Perwakilan Mahasiswa POLBAN (MPM) Dinamika Remaja Islam SMAN 6 Bandung Karya Ilmiah Remaja SMAN 6 Bandung Palang Merah Remaja SMPN 1 Limbangan Palang Merah Remaja SDN Limbangan Tengah 2 Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
Jabatan
Periode Kepengurusan
Ketua Komisi 3 Majelis Perwakilan Anggota
2010-2011
Kesekretariatan
2010-2011
Pengurus Komisi 4 (Divisi Informasi dan Komunikasi)
2009-2010
Pengurus Divisi Pendidikan
2007-2008
Anggota
2006-2009
Anggota
2003-2004
Anggota
2002-2003
iii
LEMBAR UCAPAN TERIMA KASIH
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua
pihak yang telah membantu, antara lain: 1.
Mamah dan Bapak yang selalu mencurahkan doa, kasih sayang, dan motivasi kepada penulis sehingga penulis dapat menempuh jenjang pendidikan ini tepat pada
waktunya.
2.
Bapak Aceng Daud, S.T., M. Eng., selaku ketua Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung.
3.
Bapak Rusmana, SST selaku pembimbing I dan Bapak Maridjo, Drs., M.T., selaku
pembimbing II Tugas Akhir dari Jurusan Teknik konversi Energi yang telah meluangkan waktunya untuk memberi bimbingan kepada penulis.
4.
Ibu Ika Yuliyani, M.T., selaku penguji I dan Bapak Sapto Prayogo, M.T., selaku penguji II pada sidang Tugas Akhir.
5.
Bapak Teguh Sasono, Ir., M.T., selaku Koordinator pelaksanaan Tugas Akhir.
6.
Bapak Apip Pudin, M.T. selaku wali kelas 3A yang telah banyak memberikan bantuan.
7.
Bapak Conny K. Wachjoe, Ir., Ph.D., dosen teknik konversi energi yang banyak memberikan inspirasi dan motivasi.
8.
Staf Jurusan (Bu Nuning, Bu Entin, Pak Jaja) serta A Ipan.
9.
Fani Lestari, Ihsan Muhammad Akbar, dan Muhammad Arbina Rahman, adik-adiku yang tercinta yang selalu menjadi motivasi untuk berusaha lebih baik.
10. Seluruh keluarga besar Pak Ina dan Pak Ila yang selalu memberikan dorongan, baik secara moral maupun material. 11. Rekan-rekan Room 102, GG99, My Lovely HQ (Pitri, Bebong, Mey, Nunu, Rere, Rofi, Salmon, Pini) yang telah sama-sama berjuang melewati kerasnya dunia perteknikan. “Room 102 kelas terbaik sepanjang masa”. 12. Rekan-rekan Konservasi Energi 3A dan HMTE 2009 yang telah banyak memberikan dukungan. 13. Alm. Dera Desmara yang selama hidupnya telah memberikan kesan terbaik di hati penulis. “Semoga mendapat tempat terbaik disisi-Nya, Der”.
Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
iv
14. Mulya Panca Perjaka, rekan seperjuangan Tugas Akhir yang telah bnayak
memeberikan bantuan. “Makasih udah mau direpotin Aku & Rere, akhirnya
perjuangan kita sampai ke tahap ini”. 15. Sahabat SMA ku (Wulan, Indri, Dwi, Jamal, Aldy, Fakry, Asni, Dian, Marina) yang
selalu memberikan do’a dan dorongan selama ini. “Si Naga” yang telah membantu saat pencarian data. 16. Tungku 17.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang memberikan bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung kepada penulis.
Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
v
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT Pemilik semesta alam yang telah melimpahkan Rahmat
dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul
“Pembuatan dan Pengujian Tungku Masak dengan Menggunakan Minyak Kelapa sebagai Media Pemanas” tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk
syarat menyelesaikan pendidikan diploma III Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik
Negeri Bandung. Limpahan berkat, rahmat dan anugrah tercurahkan bagi semua pihak yang telah memberikan bantuannya dalam menyusun laporan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk memperbaiki kekurangan yang terdapat dalam penulisan. Semoga laporan tugas akhir ini dapat berguna dan membawa manfaat bagi semua pihak. Aamiin.
Bandung, Juli 2012
Penulis Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
vi
ABSTRAK
Tungku masak dengan menggunakan minyak kelapa sebagai media pemanas ini menggunakan batok kelapa sebagai bahan bakar. Minyak goreng akan ditempatkan pada
suatu penampungan yang diberi 2 saluran pipa tembaga. Pipa tembaga ini dililitkan di atas ruang bakar. Pada saat pembakaran berlangsung, minyak yang berada pada pipa tembaga di
ruang bakar akan mengalami peningkatan temperatur. Karena adanya perbedaan temperatur
pada minyak, maka terjadilah aliran pada minyak yang berada di penampungan ke ruang bakar dan akan kembali ke penampungan setelah mengalami pemanasan. Temperatur minyak
yang berasal dari ruang bakar mampu mencapai suhu 200°C. Minyak yang berada di penampungan akan terus mengalami peningkatan suhu. Panas inilah yang akan dimanfaatkan untuk memanaskan air dengan cara memasukkan panci air ke dalam penampungan minyak.
Efisiensi terbesar yang didapat pada pengujian sistem batch adalah sebesar 71,55% dengan besar perpindahan panas 15,81 Watt (eksotermal), sedangkan pada sistem kontinyu sebesar 77,6%. Kata kunci: minyak, efisiensi, batch, kontinyu
Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
vii
ABSTRACT
Hotbox using palm oil as a heating medium is using coconut shells as fuel. Palm oil
will be placed in a shelter that was given two lines of copper pipe. Copper tubing is wrapped
around the top of the combustion chamber. At the time of the burning takes place, the oil is pipe in the engine will experience an increase in temperature. Because of the on the copper
difference in temperature on the oil, then there was the oil flow in the reservoir into the combustion chamber and will be returned to the shelter after heating. The temperature of the
oil that comes from the combustion chamber can reach temperatures of 200 ° C. Oil in the
reservoir will continue to increase in temperature. This heat will be utilized to heat the water in a pot of water entering into the oil reservoir. Greatest efficiency is obtained in the test batch system is equal to 71.55% with 15.81 Watt of heat transfer (eksoterm), whereas the continuous system by 77.6%.
Key words: oil, efficiency, batch, continuous
Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ............................................................................ i BIODATA PENULIS .............................................................................................................. iii LEMBAR UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................... iv KATA PENGANTAR .............................................................................................................. vi ABSTRAK ...............................................................................................................................vii ABSTRACT............................................................................................................................... vii DAFTAR ISI ............................................................................................................................vii DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................................vii DAFTAR TABEL....................................................................................................................vii
BAB I 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
PENDAHULUAN ....................................................................................................... 1 Latar Belakang ............................................................................................................ 1 Tujuan.......................................................................................................................... 2 Rumusan Masalah ....................................................................................................... 2 Batasan Masalah.......................................................................................................... 2 Metodologi .................................................................................................................. 3 Sistematika Penulisan .................................................................................................. 3
BAB II 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
LANDASAN TEORI .................................................................................................. 5 Biomassa ..................................................................................................................... 5 Minyak Goreng ........................................................................................................... 5 Jenis-jenis Tungku....................................................................................................... 7 Komponen Sistem ....................................................................................................... 8 Komponen Tungku Masak .......................................................................................... 9 Karakteristik Tungku................................................................................................... 9 Proses Perpindahan Panas ......................................................................................... 10 Water Boilling Test.................................................................................................... 14 Perhitungan Kinerja Tungku ..................................................................................... 14
BAB III PEMBUATAN TUNGKU MASAK ......................................................................... 16 3.1 Tahap Perancangan dan Perakitan Tungku Masak ................................................... 16 3.2 Bahan-bahan Komponen Tungku.............................................................................. 17 3.3 Penentuan Dimensi Alat ............................................................................................ 19 3.4 Pembuatan Tungku Masak ........................................................................................ 21 3.5 Hasil Perakitan .......................................................................................................... 22 3.6 Gambaran Umum Sistem .......................................................................................... 23 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ................................................................................ 25 4.1 Peralatan dan Bahan Pengujian ................................................................................. 25 4.2 Pengujian Tungku Masak .......................................................................................... 27 4.2.1 Pengujian Sistem Batch ................................................................................. 27 4.2.2 Pengujian Sistem Kontinyu............................................................................. 27 4.3 Data Pengujian .......................................................................................................... 28 4.4 Perhitungan................................................................................................................ 29 Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
vii
4.5
4.6
Efisiensi Tungku Masak ................................................................................. 29 4.4.1 4.4.2 Perpindahan Panas Tungku Masak ................................................................. 30 Analisis Efisiensi Tungku ......................................................................................... 31 4.5.1 Sistem Batch ................................................................................................... 32 4.5.2 Sistem Kontinyu.............................................................................................. 33 Analisis Perpindahan Panas ...................................................................................... 34
BAB V PENUTUP ................................................................................................................. 35 Kesimpulan................................................................................................................ 35 5.1 5.2 Saran .......................................................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 36 LAMPIRAN
Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Kehilangan Panas pada Tungku Masak .............................................................. 10 Gambar 2. 2 Perpindahan Panas Secara Konduksi .................................................................. 11 Gambar 2. 3 Perpindahan Panas Secara Konveksi .................................................................. 12 Gambar 2. 4 Perpindahan Panas Menyeluruh pada Permukaan .............................................. 13 Gambar 3. 1 Flow Chart Pengujian.......................................................................................... 16 Gambar 3. 2 Besi Siku ............................................................................................................. 17 Gambar 3. 3 Plat Besi .............................................................................................................. 17 Gambar 3. 4 Plat Seng ............................................................................................................. 17 Gambar 3. 5 Plat Stainless ....................................................................................................... 18 Gambar 3. 6 Pipa Tembaga ...................................................................................................... 18 Gambar 3. 7 Nepel ................................................................................................................... 18 Gambar 3. 8 Dimensi Pemanas Air.......................................................................................... 19 Gambar 3. 9 Penampungan Minyak......................................................................................... 20 Gambar 3. 10 Tempat Penyimpanan Isolasi ............................................................................ 20 Gambar 3. 11 Tungku Masak Keseluruhan ............................................................................. 21 Gambar 3. 12 Panci Pemanas Air ............................................................................................ 22 Gambar 3. 13 Penampungan Minyak....................................................................................... 22 Gambar 3. 14 Tempat Penyimpanan Isolasi ............................................................................ 23 Gambar 3. 15 Kaki Tungku Masak .......................................................................................... 23 Gambar 3. 16 Tungku Biomassa Keseluruhan ........................................................................ 24 Gambar 4. 1 Termometer Digital ............................................................................................. 25 Gambar 4. 2 Termometer Infra Merah ..................................................................................... 25 Gambar 4. 3 Gelas Ukur .......................................................................................................... 26 Gambar 4. 4 Stopwatch ............................................................................................................ 26 Gambar 4. 5 Minyak Kelapa .................................................................................................... 26 Gambar 4. 6 Grafik perbandingan Efisiensi terhadap Kalor (Pengujian Batch)...................... 32 Gambar 4. 7 Grafik Perbandingan Efisiensi terhadap Kalor (Pengujian Kontinyu) ................ 34
Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Potensi Biomassa di Indonesia ................................................................................. 5 Tabel 2. 2 Spesifikasi Minyak Goreng ...................................................................................... 6 Tabel 2. 3 Klasifikasi Tungku .................................................................................................... 7 Tabel 4. 1 Data Pengujian Sistem Batch.................................................................................. 28 Tabel 4. 2 Data Pengujian Sistem Kontinyu ............................................................................ 29 Tabel 4. 3 Data Perhitungan Pengujian Sistem Batch ............................................................. 32 Tabel 4. 4 Data Perhitungan Pengujian Sistem Kontinyu........................................................ 33
Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
vii
DAFTAR PUSTAKA
Fauzi, Muslih. (2011). Rancang Bangun Kompor Alternatif Berbahan Bakar Minyak Goreng Bekas. Jurusan Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Bandung, Bandung.
Hajar, Ibnu. ( 2007). Pembuaatan Tungku Sekam Padi dengan Mengadopsi Model Top Lit Up Jurusan Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Bandung, Bandung. Draft, Holman, J.P. (1991). Perpindahan Kalor, diterjemahkan oleh Ir. E. Jasifi, M.Sc. , Erlangga, Jakarta
Incropera, Frank P. (1996). Fundamental of Heat Transfer and Mass Transfer, Jhon Willey
and Sons, Newyork .
Ilham, Annisa N. (2011). Rancang Bangung Tungku Bakar Sederhana dengan Bahan Bakar
Biomassa Padat, Jurusan Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Bandung, Bandung.
Moran, Michael J. (2007). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Wiley, Ohio. Wuryanti, Sri. (2010). Buku Ajar Perpindahan Panas dan Penerapan Panas. Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Bandung, Bandung.
Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Konversi Energi
36
