PEMANFAATAN GAS HASIL PEMBAKARAN TUNGKU BARU UNTUK PENGERINGAN GAMBIR
Fauzia Suci Wijaya1, Senno Riyandi1, Erti Praputri1, Ellyta Sari1 1 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta,
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstrak Tungku adalah alat yang dipergunakan untuk memasak dengan bahan bakar kayu bakar yang pada umumnya terbuat dari bahan tanah liat atau batu bata. Tungku model lama belum efisien dan kurang ramah lingkungan. Dimana untuk menyempurnakan tungku model lama ini dirancanglah suatu tungku baru. Tungku baru adalah tungku yang dihasilkan dari tungku model lama dengan menggantikan atau modifikasi tungku lama menjadi tungku baru yang bisa lebih menghemat energi dan lebih ekonomis dalam penggunaan bahan bakar. Tungku dilengkapi dengan jeruji untuk menempatkan biomassa di ruang bakar lebih tinggi dari permukaan tanah, unit pemanfaatan panas dari gas hasil pembakaran, dan cerobong asap dengan tujuan peningkatan mutu tungku masak sekaligus meningkatkan mutu dari kualitas gambir yang dikeringkan. Penelitian ini bertujuan memanfaatkan gas hasil pembakaran dari tungku baru untuk pengeringan gambir yang berada didalam oven. Penelitian ini dilakukan untuk menguji temperatur air didalam wajan, temperatur udara keluar oven, kadar air gambir yang dikeringkan didalam oven, temperatur udara emisi pada selang waktu 1 menit dengan variasi bukaan pintu udara gas hasil pembakaran sebesar 10cm, 15cm dan 20cm. Hasil penelitiaan menunjukan bahwa pada bukaan 15 cm yang paling baik digunakan untuk pembakaran pada tungku. Dari kadar air dan kualitas gambir yang didapatkan pada pengujian dengan tungku baru ini bukaan 15 cm bagus digunakan untuk pembakaran pada tungku. Kata Kunci: tungku, gas hasil pembakaran, kadar air gambir Abstract The furnace is a device used to cook with firewood fuel which is generally made of clay or brick . Furnaces older models yet efficient and less environmentally friendly . Where the old model to enhance the furnace dirancanglah a new furnace . New furnace is a furnace that is generated from the old model to replace the furnace or modification of the old furnace to a new furnace can save more energy and is more economical in fuel use . Furnace equipped with a grate to put the biomass in the combustion chamber is higher than ground level , heat recovery unit of the gases of combustion , and chimneys with the
aim of improving the quality of cooking stoves as well as improve the quality of dried gambier quality . This research aims to utilize the combustion gases from new furnace for drying gambier who resides in the oven . This study was conducted to test the temperature of the water in the pan , the temperature of the air coming out the oven , the water content gambier dried in the oven , the temperature of air emissions at 1 -minute intervals with a variety of door openings gases of combustion air at 10cm , 15cm and 20cm . Penelitiaan results showed that at 15 cm aperture is best used for combustion in the furnace . Moisture content and quality of gambier obtained on testing with the new furnace aperture 15 cm good used for combustion in the furnace. Keywords : furnace , hasi gas combustion , moisture content gambier antara ruang oven dengan jalur asap ke
PENDAHULUAN Pada saat ini tungku lokal tidak hanya digunakan
pada
rumah
tangga,
tetapi
beberapa industri rumah tangga masih menggunakan tungku lokal sebagai salah satu media dalam proses perindustriannya. Rumah industri yang kami temukan yang masih mengunakan tungku lokal yaitu rumah industri pengolahan gambir yang terletak di daerah Siguntur Kecamatan Tarusan
Kabupaten
Pesisir
Selatan
,
cerobong, sehingga pembuangan gas lebih baik. penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan gas hasil pembakaran dari tungku baru untuk pengeringan gambir yang berada didalam oven. Sehingga manfaat yang didapatkan yaitu menghasilkan tungku baru yang lebih baik, efisien serta pemanfaatan panas
dari
pembakarannya
dan
berkurangnya polusi udara berupa asap.
Sumatera Barat. Pengunaan
tungku lokal
cenderung
memberikan efek negatif pada lingkungan baik makhluk hidup dan juga lingkungan
METODOLOGI Metodologi penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah metode percobaan.
alam. Operasi tungku bisa lebih sehat dan bersih dengan pembakaran yang sempurna dan meminimalkan partikulat yang lolos kelingkungan melalui modifikasi tungku
Alat dan Bahan Alat yang digunakan yaitu : air, kayu bakar, minyak tanah, gambir.
dengan
Bahan yang digunakan yaitu : tungku lokal,
menambah pin yang terbuat dari pelat-pelat
tungku baru, wajan, Thermometer, alat
lama
menjadi
tungku
baru
logam dengan fungsi sebagai sekat pemisah
mengukur emisi gas, timbangan, gelas piala
2 Liter, Stop watch, desikator, cawan
Rancangan penelitian meliputi variasi dalam
porselin, oven.
bukaan pintu udara gas hasil pembakaran sebesar 10cm, 15cm, 20cm.
Rancangan Penelitian Pelaksanaan Penelitian 3.
1. Waktu Nyala Tungku • Disiapkan
bahan
bakar
yang
akan
udara
keluar
oven
pengering dalam selang waktu 1 menit • Persiapan awal sama dengan cara kerja
digunakan • Ditimbang
Temperatur
bahan
bakar
yang
akan
digunakan (2 kg) • Diletakan bahan bakar tersbut diatas rak (tempat bahan bakar) • Dimasukan bahan bakar ke dalam ruang
diatas dari 1-6 • Diukur tempratur udara keluar oven tiap 1 menit dengan thermometer 250 • Pengukuran ini dilakukan sampai saat api sudah padam
bakar • Diletakan wajan yang telah berisi air 2 liter diatas tungku bakar • Dinyalakan api untuk membakar bahan bakar tersebut • Hidupkan stop wacth dan dihutung waktu nyala tungkusampai bahan bakar habis
4. Kadar air sisa bahan yang dikeringkan dimasing-masing rak 1, 2, 3, 4 • Setelah selesai pembakaran, diambil sisa bahan
yang
dikeringkan
(gambir)
sebanyak 50gr • Diukur kadar air pada sisa bahan yang dikeringkan tersebut
2. Temperatur air dalam wajan selang waktu 1 menit sampai mendidih • Persiapan awal sama dengan cara kerja diatas dari 1-6 • Diukur tempratur air dalam wajan tiap 1 menit dengan thermometer 250 Pengukuran ini dilakukan sampai air mendidih
5. Temperatur udara emisi (temperatur stack) tiap selang waktu 1 menit • Persiapan awal sama dengan prosedur waktu nyala tungku • Diukur tempratur udara emisi tiap 1 menit sampai pembakaran selesai
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitiaan yang dilakukan pada tungku baru dapat dilihat pada Tabel 5.1.
13 14 15
91 90 87
94 94 92
61 62 62
Pada penelitian ini setiap kondisi bukaan Bukaan 20 cm
memakai bahan bakar yang baru dengan perlakuan yang sama.
Waktu (menit)
T air
T oven
T emisi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
44 59 75 93 93 94 94 94 92 91 88 86 81 74 73
36 36 37 40 41 42 43 44 55 56 57 64 72 73 75
36 38 40 42 47 48 50 52 52 52 53 53 53 52 51
Tabel 5.1 Data Hasil Pembakaran Bukaan 10 cm, 15 cm Dan 20 cm Bukaan 10 cm Waktu (menit)
T air
T oven
T emisi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
38 24 49 61 74 84 92 92 92 93 93 93 93 92 90
32 34 34 36 39 40 42 43 45 47 55 65 70 72 73
36 36 37 40 44 46 48 51 52 52 53 53 53 53 54
Temperatur
air
yang
konstan
didapatkan
pada
menit
ke
7
baru dimana
temperatur airnya menunjukan suhu 92oc. Hal ini membuktikan bahwa kadar airnya sudah rendah dalam bahan bakarnya (kayu
Bukaan 15 cm
bakar).
Waktu (menit)
T air
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
40 52 68 80 91 93 93 93 93 93 93 93
T oven
T emisi
5.1. Pengaruh Bukaan Pintu Udara Gas 40 43 47 50 54 58 68 76 81 88 92 94
39 42 45 48 53 55 58 59 60 61 62 63
Hasil
Pembakaran
Pembakaran
Terhadap
Waktu
Pengaruh bukaan pintu udara gas hasil
bukaan yang lainnya. Ini menunjunkan
pembakaran dapat dilihat pada Gambar 5.1
bahwa aliran panas dari bahan bakar yang menuju oven dapat terserap secara maksimal
Bukaan 10cm (a)
dan kemudian diteruskan ke tempat gas
Tempratur 0C
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
emisinya. T air T oven T emisi
0
5
10
15
20
Hasil temperatur di oven dan gas buang pada menit selanjutnya juga demikian, dimana pada bukaan 15 cm temperaturnya
25
Waktu
masih tinggi jika dibandingkan dengan kedua bukaan yang lain (bukaan 10 cm dan
Tempratur 0C
Bukaan 15cm (b) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
20 cm).. T air T oven T emisi
Pada menit ke 7 di bukaan 10 cm, temperatur dari ruang bakar menuju oven terjadi penurunan sebesar 54.43%, pada
0
5
10
15
20
bukaan 15 cm penurunan temperaturnya
Waktu
sekitar 26.88% dan pada bukaan 20 cm
Tempratur 0C
Bukaan 20cm (c)
penurunan temperatur didapatkan 54.25%.
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Bukaan T air T oven T emisi
0
5
10
15
20
15
cm
mengalami
penurunan
temperatur paling kecil hal ini terjadi karena pada bukaan 15 cm, panas asap yang dialirkan dari ruang bakar menuju oven
Waktu
tidak banyak yang keluar, sedangkan pada Gambar 5.1 a,b,c Hubungan Antara Waktu Dengan Temperatur Pembakaran
bukaan 20 cm dan 10 cm panas asap yang keluar dari ruang bakar menuju oven banyak yang terbuang keluar sehingga panas yang
Tabel 5.1 dapat dilihat bahwa dari ke tiga
diserap
data percobaan bukaan pintu udara masuk
dibandingkan dengan bukaan 15 cm.
ruang bakar
ke
oven
lebih
kecil
jika
(10cm, 15cm dan 20 cm ),
diperoleh hasil pada bukaan 15 cm di menit pertama, temperature oven dan emisinya lebih tinggi jika dibandingkan dengan kedua
5.2
Pengaruh Bukaan Pintu Udara Gas Hasil Pembakaran Terhadap Kadar Air Gambir Didalam Oven
Kadar air merupakan banyaknya air yang dikandung dalam bahan yang dinyatakan dalam persen. Kadar air juga salah satu karakteristik yang penting pada gambir karena air dapat menpengaruhi tekstur, mutu dan daya awet gambir tersebut, kadar air yang
tinggi
mengakibatkan
Tempat Pengeringan Gambir Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4
Bukaan 20 cm Kadar Air (%) Sebelum Sesudah Pembakaran Pembakaran 30 13.30 30 16.70 30 16.70 30 20
mudahnya
kapang dan jamur untuk berkembang biak sehingga terjadi perubahan pada gambir
Sedangkan kadar air pada Gambir menurut Standar SNI dapat dilihat pada Tabel 5.3
(Nopizar.1999). Hasil Uji kadar air dapat dilihat pada Tabel 5.3. Tabel 5.2 Hasil uji kadar air sampel berdasarkan bukaan pintu udara masuk ruang bakar Tempat Pengeringan Gambir Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4
Bukaan 10 cm Kadar Air (%) Sebelum Sesudah Pembakaran Pembakaran 30 10 30 13 30 20 30 20
Tabel 5.3 Kadar Air pada Gambir SNI 013391-2000
No.
Mutu
Kadar air
1.
Mutu I
Maks. 14 %
2.
Mutu II
Maks. 16 %
Dari Tabel 5.2 dapat dilihat kadar air terendah yaitu pada Rak 1 : 10%, Rak 2 :13% , dan Rak 3 : 13.30%. Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 01-33912000 (lihat Tabel 5.4) kadar air
Tempat Pengeringan Gambir Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4
Bukaan 15 cm Kadar Air (%) Sebelum Sesudah Pembakaran Pembakaran 30 10 30 13 30 13.30 30 16
gambir
maksimum untuk mutu I adalah 14% dan untuk mutu II kadar air gambir maksimum adalah 16%. Dari hasil tersebut dapat dianalisa bahwa kadar air gambir yang dikeringkan didalam oven dari Rak 1, Rak 2 dan Rak 3 memenuhi syarat standar mutu I, sedangkan di Rak 4 : 16% dapat memenuhi syarat standar mutu II dari persyaratan mutu kadar air menurut SNI.
.Kadar air pada rak 1, 2 dan 3 lebih kecil
air yang lebih bagus. Hal ini disebabkan
jika dibandingkan dengan rak yang ke 4 ini
temperatur yang didapatkan di dalam oven
dikarenakan letak raknya, dimana rak yang
cenderung lebih tinggi bila dibandinkan dari
ke 4 terletak pada bagiaan yang paling atas
kedua
sehingga gas hasil pembakaran yang sampai
pemanfaatan
pada rak ke 4 lebih sedikit, untuk lebih
pembakaran menuju oven sebagai tempat
jelasnya dapat dilihat pada Gambar 5.2.
pengeringan gambir dapat dimanfaatkan
35%
a
bukaan
yang
asap
lain,
yang
sehingga
keluar
dari
secara maksimal.
Kadar Air (%)
30% 25%
5.3
20% 15% 10% 5% 0% 0
2
Gas Hasil Pembakaran Terhadap
bukaan 10cm kadar air sesudah
Mutu Gambir
6
4
Pengaruh Bukaan Pintu Udara
bukaan 10cm kadar air sebelum
Dari pemanfaatan gas hasil pembakaran
Rak
tungku modern dengan menggunakan 3 b Kadar Air (%)
25% 20%
macam bukaan pada pintu udara gas hasil pembakarannya
15% 10% 5% 0% 0
2
4
(bukaan
10cm,15cm,dan
bukaan 15cm kadar air sebelum
20cm)
bukaan 15cm kadar air sesudah
dapatkan mutu gambir lebih bagus bila
6
untuk
dibandingkan
Rak
pengeringan
dengan
gambir,
gambir
di
yang
Kadar Air (%)
dikeringkan dari panas yang dihasilkan pada 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%
c bukaan20cm kada air sebelum bukaan20cm kada air sesudah 0
2
4
6
pembakaran
tungku
lokal.
Hal
ini
disebabkan karena asap yang dihasilkan pembakaran tersebut langsung diserap oleh gambir karena tidak adanya oven dan pin yang digunakan untuk menyaring asap dari
Rak
pembakaran tungku lokal, hal ini dapat Gambar 5.2 a, b, c Kadar Air Gambir setiap rak padadibuktikan dari warna fisik gambir yang Bukaan 10 cm, 15 cm Dan 20 cm
dapat dilihat pada Gambar 5.3
Berdasarkan pada Gambar 5.2. dapat dilihat bahwa masing – masing kadar airnya, bukaan 15 cm menunjukan penurunan kadar
tempat pengeringan gambir dapat di serap secara maksimal. 2. Kadar
air
pada
gambir
yang
diinginkan didapatkan pada bukaan 15 cm, hal ini didapat berdasarkan grafik dan dilihat dari kadar air (%) a. Hasil pengeringan dari tungku local
gabir yang telah didapatkan. 3. Hasil pengeringan gambir yang lebih bagus didapatkan dari pengeringan pada oven tungku baru, hal ini dapat dilihat dari warna gambir yang didapatkan lebih cerah dibandingkan dari warna yang dikeringkan melalui panas yang dihasilkan pada tungku lokal.
b. Hasil pengeringan dari tungku modren
DAFTAR PUSTAKA 1. Anonim, 30 Sep 2010
Gambar 5.3
a, b. Warna Gambir dari
pengeringan gas hasil pembakaran dari tungku lokal dan tungku baru
com/rea/news/article/ 2010/05/cofiring-biomass-with-coal>. 2. French R. and Czernik S., (2009), Catalytic pyrolysis of biomass for
KESIMPULAN
biofuels production, Fuel Processing
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat
Technology, United States.
disimpulkan bahwa : 1. Bukaan 15 cm yang paling baik
3. Hoogwijk,
M.,
et
al.,
(2008),
Exploration of regional and global
digunakan untuk pembakaran pada
cost-supply
tungku, karena pemanfaatan panas
energy from short-rotation crops at
gas hasil pembakaran yang terjadi di
abandoned cropland and rest land
ruang bakar menuju oven sebagai
curves
of
biomass
under four IPCC SRES land-use
10. Anonim, Eriksson J., 2010, Save Energy: Use A Biomass Stove,
scenarios, Netherlands. 4. Mahlia et al., 2000, An alternative Energy Source from Palm Wastes
http://www.renewablepowernews.co m/archives/1119.
Industry for Malaysia and Indonesia,
11. French R. and Czernik S., (2009),
Energy Conversion & Management.
Catalytic pyrolysis of biomass for
5. Anonim, Cofiring biomass with coal,
biofuels production, Fuel Processing Technology, United States.
30 Sep 2010. {http://www.renewableenergyworld. com/rea/news/article/ 2010/05/cofiring-biomass-with-coal.} 6. Anonim, 30 September, Co-Firing Of Low Rank Coal And Biomass: A Chance For Biomass Penetration In The Renewables, {http://www.icrepq.com/pdfs/PL2.V ALERO.pdf.} 7. Anonim, Stove, 30 September 2010 {http://en.wikipedia.org/wiki/Cook_s tove.} 8. Das, S., Jash, T. (2008), Districtlevel Biomass resource Assessment: A Case Study of an Indian State West Bengal, India. 9. Anonim,Energi
dari
Biomasa:
Potensi, Teknologi, dan Strategi. Laboratorium September
Kecil.htm,30 2010
http://suyitno.staff.uns.ac.id/2009/07 /27/energi-dari-biomasa-potensiteknologi-dan-strategi/.
Padang,241 Oktober 2013 Mengetahui, Pembimbing I
(Dra. Erti Praputri, M.Si)
Pembimbing II
(Ellyta Sari, ST, MT)
