PERENCANAAN KOMPOR DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK JELANTAH LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Persyaratan Mata Kuliah Tugas Akhir Program Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Mesin
Oleh:
KHARIMUL AZIZ NIM. 3200702043
PROGRAM STUDI DIPLOMA III JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK 2010
LEMBAR PENGESAHAN
Laporan Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan sebagai syarat untuk mata kuliah tugas akhir pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Teknik Negeri Pontianak Pont ianak..
Pontianak, Pont ianak, 27 Juli 2010 Dosen Pembimbing
Rusadi, ST NIP. 19700718 199303 1 001
Mengetahui : Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Pontianak Pont ianak
Hendro Cahyono, ST NIP. 19670918 199103 1 002
LEMBAR PERSETUJUAN PERSETUJUAN SEMINAR
Yang bertanda bertanda tangan dibawah dibawah ini dosen Pembimbing Tugas Akhir Akhir Jurusan Teknik Teknik Mesin Politeknik Negeri Pontianak, mennyatakan bahwa Tugas Akhir dari: Nama
: Kharimul Aziz
NIP
: 3200702043
Judul
: Perencanaan Kompor Dengan Bahan Bakar Minyak Jelantah
Telah diperiksa dan dinyatakan selesai serta siap untuk diajukan dalam seminar. Pontianak, 24 Juli 2010 Dosen Pembimbing,
Rusadi, ST NIP. 19720715 199903 1 001
LEMBAR PERNYATAAN PELAKSANAAN SEMINAR
Laporan Tugas Akhir ini telah dipertahankan didepan Tim Penguji Jurusan Teknik Mesin pada tanggal tanggal 27 Juli 2010 dan dinyatakan memenuhi memenuhi persyaratan persyaratan untuk mata kuliah Tugas Akhir.
Tim Penguji: Ketua
Rusadi, ST NIP. 19720715 199903 1 001
Penguji I
M. Taufik Ibrahim, SST NIP. 19561112 198911 1 001
Penguji II
Topan Prihantoro, ST NIP. 19680120 99303 1 001
ABSTRAK Penggunaan minyak jelantah sebagai bahan bakar penganti (minyak tanah)
berdampak positif, karena jika minyak jelantah dibuang di sembarang tempat bisa mencemari
lingkungan,
sebaliknya
jika
terus
dipakai
berulang-ulang
untuk
menggoreng, bahan gorengan yang dimakan manusia itu bisa menimbulkan penyakit kanker. Namun limbah minyak goreng ( waste of vegetable oil ), memiliki potensi sebagai alternatif energi bahan bakar nabati yang ramah lingkungan. Perancangan kompor dengan bahan bakar minyak jelantah ini diharapkan dapat mengurangi pencemaran lingkungan disamping dapat menjadi bahan nakar alternetif selain minyak tanah yang semakin mahal dan LPG yang harganya akan naik selain seringnya meledak. Prinsip kerja kompor ini yaitu dengan pemanasan terlebih dahulu sebelum dibakar. Bahan bakar yang berada di tabung bertekanan yang keluar melewati bahan bakar akan dipanasi selama 5 menit di pipa pemanasan. Setelah 5 menit, minyak jelantah keluar melewati spuyer semawar dan disulut api spiritus yang sebelumnya digunakan sebagai pemanasan. Selama pemanasan, kompor minyak jelantah ini memerlukan spiritus sebanyak 0,0196 l. Kata kunci : minyak jelantah, kompor, semawar, pemanasan awal.
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum. Assalamu’alaikum. Wr. Wb. Dengan
segala
kerendahan
hati
penyusun
mengucapkan
puji
syukur
Alhamdulillah kehadirat Allah S.W.T, atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir ini tanpa kendala yang berarti. Dalam proses penyusunan tugas akhir ini, penyusun mendapatkan masukan yang menunjang dari berbagai pihak, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Untuk itu tidak lupa penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu dari penyusun yang telah memberikan dorongan do’a serta moril dan materiil semenjak didalam kandungan sampai dengan detik ini. 2. Bapak Hendro Cahyono, ST selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Pontianak. 3. Bapak Rusadi, ST selaku pembimbing yang telah memberikan dorongan dan bantuan pemikiran sehingga memungkinkan terselesaikannya tugas akhir ini. 4. Bapak dan Ibu Dosen yang telah t elah membantu memberikan referensi terutama Bu Rina yang selalu membantu memberikan masukan dan solusi. 5. Adik dari penyusun, Tofa, Ambar, serta Mbah dan keluarga yang telah memberikan dorongan moril maupun materiil. 6. Reni Marantika, As My special girl friend. Juga expecially Mardalini yang selalu membantu penyusun baik moril. 7. Teman–teman angkatan 2007 yang telah memberikan dorongan moril. 8. Dan semua teman-teman yang telah memberikan dukungan terutama Ikhlas yang telah memberikan tempat untuk mencari mencari bahan diinternet. d iinternet. Mengingat keterbatasan wawasan dan pengetahuan serta daya analisis dari penyusun sehingga banyak kekurangan dalam penyajiannya, disamping adanya beberapa keterbatasan sehingga tidak memungkinkan untuk memberikan penjelasan secara terperinci, namun hal yang esensial telah diusahakan untuk diungkapkan secara sederhana. Besar harapan kami semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun sendiri, bagi pembaca pada umumnya serta mahasiswa teknik mesin pada khususnya. Semoga Allah S.W.T selalu menundukkan hati dan pikiran k ita atas segala pengetahuan yang kita miliki, Amien.
Wassalamu’alaikum.Wr.Wb.
Pontianak, Juli 2010 Penyusun
(Kharimul Aziz)
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ................................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................
ii
HALAMAN PERSETUJUAN SEMINAR ................................................ ................................................ ............
iii
HALAMAN PENYATAAN PELAKSANAAN SEMINAR ..................... ............
iv
ABSTRAK................................................................................................................
v
KATA PENGANTAR ............................................................................................
vi
DAFTAR ISI............................................................................................................
viii
DAFTAR SIMBOL.................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................
xii
DAFTAR TABEL...................................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN..........................................................................................
xiv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang.............................. Belakang........................................................ ................................................... ........................... ..
1
1.2 Perumusan Masalah dan Batasan Masalah........................................ Masalah........................................
3
1.3 Tujuan dan Manfaat
BAB II
1.3.1. Tujuan Umum............................................ Umum...................................................................... ............................ ..
3
1.3.2. Tujuan Khusus......................................... Khusus............................................................. .............................. ..........
3
1.3.3. Manfaat........................................... Manfaat.................................................................... ............................ ..............
3
1.4 Metode Pemecahan Pemecahan Masalah..................................... Masalah............................................................. ........................
4
1.5 Sistematika Penulisan....................... Penulisan.............................................. ................................................. ..........................
4
DASAR TEORI
2.1. Pengenalan Alat Dan Komponen......................................... Komponen...................................................... .............
6
2.2. Proses Pembakaran.................………… Pembakaran.................…………...……….... ...………............................ ........................
8
2.3. Bahan Bakar............................................... Bakar........................................................................... ....................................... ...........
8
2.4. Pengertian Panas dan Temperatur................... Temperatur.......................................... .................................. ...........
10
2.5. Proses Perpindahan Panas 2.5.1. Perpindahan Perpinda han Kalor Secara Konduksi……………………….
11
2.5.2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi............................. Konveksi..................................... ........
12
2.5.3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi....................................... Radiasi.........................................
13
2.6. Konsep Dasar Pehitungan 2.6.1. Perhitungan Perencanaan Perencanaan Pemanasan Awal.......................... Awal..........................
14
2.6.2. Perhitungan Perencanaan Perencanaan Panjang Pipa................................. Pipa.................................
14
2.6.3. Perhitungan Perencanaan Perencanaan Jumlah Lilitan Pemanasan...........
15
2.6.4. Perhitungan Volume Pemakaian Spiritus Untuk Pemanasan Awal............................ Awal............................... ... .................................. ..................................
16
2.7. Alat dan Bahan yang Digunakan 2.7.1. Alat yang yang Digunakan.......................................... Digunakan............................................................ ..................
16
2.7.2. Bahan yang Digunakan............................................ Digunakan........................................................ ............
16
BAB III GAMBAR RANCANGAN
3.1. Gambar Rancangan Alat...................................................... Alat.................................................................. ............
17
3.2. Prinsip Kerja Alat...................................................... Alat............................................................................ ......................
18
BAB IV PERHITUNGAN PERENCANAAN
4.1. Flow Chart Perencanaan Kompor Dengan Bahan Bakar
BAB V
Minyak Jelantah……….......................... Jelantah………........................................... ......................................... ........................
19
4.2. Perhitungan Perencanaan Perencanaan Pemanasan Awal.................................... Awal....................................
21
4.3. Perhitungan Perencanaan Perencanaan Panjang Pipa Pemanasan........................ Pemanasan........................
22
4.4. Perhitungan Perencanaan Perencanaan Jumlah Lilitan Pipa Pemanasan.............. Pemanasan..............
22
4.5. Perhitungan Pemakaian Spiritus Untuk Pemanasan Pemanasan Awal...............
23
4.6. Perhitungan Pemakaian Minyak Jelantah Selama 1 Jam................. Jam.................
23
4.7. Perhitungan Biaya Perencanaan................................. Perencanaan....................................................... ......................
24
PENUTUP
5.1. Kesimpulan......................................................................................
26
5.2. Saran................................................................................................
26
DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................
xv
LAMPIRAN
DAFTAR SIMBOL Simbol
Arti
Satuan
q
= laju aliran kalor
(W)
k
= konduktifitas termal bahan
(W/m².°C)
A
= luas penampang
(m²)
dT/dx
= gradient suhu terhadap penampang tersebut, yaitu laju perubahan suhu T terhadap jarak dalam arah aliran panas x.
ℎ △T
= Laju perpindahan perpindahan kalor secara konveksi
(W)
= koefisien perpindahan kalor konveksi
(W/m².°C)
= Beda antara suhu suhu permukaan Tw dan dan suhu fluida T~
(°C)
Q
= Laju Aliran Panas
(watt)
ε σ
= Emisitas
T dan T
= Suhu Absolut Benda
(R)
q
= Panas Yang Digunakan Untuk Menaikkan Temperatur
(J)
m
= Berat Minyak Jelantah
(kg)
Cp
= Panas Spesifik Minyak Jelantah
(J/kg.ºC)
̇ ℎ ℎ
= Suhu Pembakaran
(ºC)
= Suhu Awal Jelantah
(ºC)
= Laju Aliran Volumetrik
(m³/dtk)
= Kecepatan Aliran Fluida
(m/dtk)
= Aliran Massa
(kg/dtk)
= Perpindahan Panas Yang Terjadi
(Watt)
= Waktu Yang Diperlukan Selama Pembakaran
(s)
= Koefisien Perpindahan Kalor Menyeluruh
(W/m².ºC)
= Koefisien Konveksi Dinding Bagian Dalam
(W/m².ºC)
= Koefisien Konveksi Dinding Bagian Luar
(W/m².ºC)
= Jari–Jari Dalam Pipa
(m)
= Jari-Jari Luar Pipa
(m)
N
= Jumlah Lilitan
L
= Panjang Pipa Rencana Yang Akan Digunakan Untuk
= Konstanta Stefan Boltzman = 0,173 x 10
Lilitan
(m)
D
= Diameter Lilitan
(m)
H
= Tinggi Lilitan
(m)
= Massa Spiritus
(kg)
= High Heat Value
( kJ/kg)
= Volume
(m³)
= Massa Jenis
(kg/m³)
DAFTAR GAMBAR Gambar
Hal.
2.1 Tabung Tabung Bahan Bakar................................................. Bakar............................................................................. ............................... ...
6
2.2 Semawar.................................. Semawar............................................................. ................................................... ................................ .............. ......
7
2.3 Rangka/ Rangka/ Dudukan Kompor........................................ Kompor.................................................................... .............................. ..
7
2.4 Segitiga Api............................................... Api......................................................................... .............................................. ....................
8
2.4 Perpindahan Perpindahan Kalor Secara Konduksi Pada Suatu Plat............................. Plat.............................
12
2.3 Perpindahan Perpindahan kalor secara konveksi pada suatu plat................................. plat.................................
12
2.4 Perpindahan Perpindahan kalor secara radiasi............................................ radiasi.............................................................. ..................
14
3.1 Gambar Gambar Rancangan Alat.................................................... Alat.......................................................................... ......................
17
3.2 Gambar Gambar Penampang Tabung.................................. Tabung............................................................ .................................. ........
18
DAFTAR TABEL Tabel
Hal
Tabel 4.1 Biaya Bahan Baku dan Material............................ Material...................................................... ................................ ......
24
Tabel 4.2 Biaya Penyewaan Alat................................................. Alat........................................................................... ..........................
24
Tabel 4.3 Biaya Upah Pekerja............................................... Pekerja........................................................................ ................................. ........
24
Tabel 4.4 Total Biaya Keseluruhan............................. Keseluruhan......................................................... ........................................... ...............
25
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Tabel Konduktivitas Termal Berbagai Material Lampiran 2. Tabel Kapasitas Panas Spesifik Lampiran 3. Lower and Higher Heating Values of Hydrogen and Fuels Lampiran 4. Spesifikasi Ethanol Atau Spiritus Lampiran 5. Common Row Velocities in Commercial Practice Lampiran 6. Orde Besaran Perpindahan Panas Konveksi
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang
Kompor telah digunakan untuk memasak semenjak dulu. Di Eropa, sejarah mengenai kompor dimulai abad ke-18. Sebelumnya, masyarakat Eropa memasak menggunakan tungku. Pada abad pertengahan, tungku dibuat lebih tinggi sehingga orang tidak harus berjongkok saat memasak. Kemudian, kompor mulai dikembangkan sampai akhirnya tidak dipergunakan sejak tahun 1753, karena banyak menghasilkan banyak asap dan berbahaya. Lalu, pada tahun 1922 muncul kompor gas yang disebut AGA Cooker temuan Gustaf Dalen yang berkebangsaan Swedia dan masih popler sampai saat ini. ( Kompas, 2010) Kompor yang masih mudah kita temui dan dipakai masyarakat adalah kompor minyak tanah. Namun, seiring berjalannya waktu minyak tanah semakin langka dan mahal karena persediaan minyak bumi semakin menipis, apalagi dengan adanya program konversi energi dari minyak tanah ke LPG (Liquid Petroleum Gas) yang saat ini sedang dilakukan pemeritah. Oleh karena itu, harus adanya bahan bakar alternatif sebagai pengganti pengganti minyak tanah disamping LPG. Salah satu bahan bakar alternatif yang dapat digunakan untuk bahan bakar kompor adalah minyak jelantah. Menurut BPPT (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi), menggunakan minyak bakar yang berasal dari minyak jelantah lebih bermanfaat dari berbagai sisi. Penggunaan minyak jelantah sebagai bahan bakar penganti (minyak tanah) berdampak positif, karena jika minyak jelantah dibuang di sembarang tempat bisa mencemari lingkungan, sebaliknya jika terus dipakai berulang-ulang untuk menggoreng, bahan gorengan yang dimakan manusia itu bisa menimbulkan penyakit kanker. Namun limbah minyak goreng ( waste of vegetable oil ), memiliki potensi sebagai alternatif energi bahan bakar nabati yang ramah lingkungan dan mampu menurunkan 100 persen emisi gas buangan sulfur dan CO2 serta CO sampai dengan 50 persen. Penggunaan minyak jelantah sisa penggorengan ini mampu mengurangi terjadinya pencemaran air, tanah dan udara, karena masyarakat tidak lagi membuang minyak jelantah itu ke dalam tanah ataupun saluran pembuangan. Limbah yang terbuang ke pipa pembuangan dapat menyumbat pipa pembuangan karena pada suhu rendah minyak maupun lemak akan membeku dan mengganggu jalannya air pada
saluran pembuangan.
Minyak ataupun lemak yang mencemari perairan pera iran juga dapat
mengganggu ekosistem perairan karena dapat menghalangi masuknya sinar matahari yang sangat dibutuhkan oleh biota perairan dan tidak dapat terurai oleh tanah ataupun air. Minyak goreng yang telah digunakan, akan mengalami beberapa reaksi yang menurunkan mutunya. Pada suhu pemanasan sampai terbentuk akrolein . Akrolein adalah sejenis aldehida yang dapat menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan. Minyak yang telah digunakan untuk menggoreng akan mengalami peruraian molekul-molekul, sehingga titik asapnya turun. Bila minyak digunakan berulang kali, semakin cepat terbentuk akrolein . Yang membuat batuk orang yang memakan hasil gorengannya. Jelantah juga mudah mengalami reaksi oksidasi sehingga jika disimpan cepat berbau tengik. Selain itu, jelantah juga disukai jamur aflatoksin sebagai tempat berkembang biak. Jamur ini menghasilkan racun aflatoksin yang menyebabkan berbagai penyakit, terutama hati/liver. Jelantah merupakan limbah dan bila ditinjau dari komposisi kimianya, minyak jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenikpenyebab kanker. Jadi, jelas bahwa pemakaian minyak jelantah dapat merusak kesehatan manusia. Menimbulkan penyakit kanker, dan akibat selanjutnya dapat mengurangi kecerdasan generasi berikutnya. Selanjutnya, proses dehidrasi (hilangnya air dari minyak) akan meningkatkan kekentalan minyak dan pembentukan radikal bebas (molekul yang mudah bereaksi dengan unsur lain). Proses ini menghasilkan zat yang bersifat toksik (berefek racun) bagi manusia. Pada dosis 2,5% dalam makanan, makanan, zat ini dapat mengakibatkan keracunan yang akut pada tikus setelah tujuh hari masa percobaan. Jadi, penggunaan minyak jelantah secara berulang berbahaya bagi kesehatan. Proses tersebut dapat membentuk radikal bebas dan senyawa toksik yang bersifat racun. Pada minyak goreng merah, seperti minyak kelapa sawit, kandungan karoten pada minyak tersebut menurun setelah penggorengan pertama. Dan hampir semuanya hilang pada penggorengan keempat. Minyak jelantah sebaiknya tidak digunakan lagi bila warnanya berubah menjadi gelap, sangat kental, berbau tengik, dan berbusa. (Lampung Post, Minggu, 23 November 2008)
Dalam Tugas Akhir ini, penulis merencanakan kompor dengan bahan bakar minyak jelantah sebagai pengganti kompor minyak tanah yang selama ini dipakai masyarakat disamping kompor gas. Kompor ini menggunakan prinsip tekanan untuk menginjeksikan bahan bakar agar dapat terbakar dengan sempurna. 1.2. Perumusan Masalah dan Batasan Masalah
Adapun rumusan masalah yang penulis hadapi dalam penulisan tugas akhir ini adalah bagaimana membuat kompor bahan bakar minyak jelantah sesuai dengan perencanaan. Agar alat yang direncanakan tidak terlalu luas dan umum, sehingga akan menimbulkan kesulitan diluar kemampuan penulis, maka dalam pembuatan tugas akhir menitik beratkan pada efisiensi bahan bakar dan kualitas api yang dihasilkan. 1.3. Tujuan dan Manfaat 1.3.1. Tujuan Umum
Adapun pembuatan kompor bahan bakar minyak jelantah ini bertujuan memanfaatkan minyak jelantah sebagai bahan bakar alternatif untuk memasak. 1.3.2. Tujuan Khusus
Adapun tujuan khusus dari penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk mewujudkan suatu pembuatan kompor yang efektif dan efisien. 2. Dapat memasyarakatkan teknologi tepat guna khususnya kompor dengan bahan bakar minyak jelantah. 3. Dapat meningkatkan perekonomian masyarakat. 1.3.3. Manfaat
Adapun manfaat yang diharapkan dalam pembuatan tugas akhir ini adalah:
Dengan adanya alat ini diharapkan dapat dimanfaatkannya bahan bakar alternatif dari minyak jelantah yang efektif dan efisien.
Diharapkan masyarakat dapat menggunaan teknologi kompor ini sehingga dapat menggerakkan perekonomian masyarakat.
Dapat
mengurangi
polusi
akibat
mengurangi limbah minyak jelantah.
penggunaan
minyak
tanah
maupun
1.4. Metode Pemecahan Masalah
Metode yang digunakan dalam pembuatan Proyek Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
Studi Literatur Metode literatur digunakan untuk memperoleh informasi, dasar teori yang diperoleh dari buku, internet, maupun majalah sebagai studi pustaka yang yang akan mendukung pembuatan proyek akhir, serta analisa dan perhitungan data yang diperoleh.
Wawancara dan Diskusi Metode wawancara dilakukan untuk menambah masukan serta tambahan pengetahuan dari dosen pembimbing dan pihak lain yang berpengalaman dalam bidang ini agar lebih terarah. Serta diskusi dengan rekan-rekan mahasiswa guna mendapatkan masukan sekaligus koreksi dan pembanding.
Studi Lapangan (Observasi) Metode studi lapangan digunakan untuk memperoleh informasi dan data-data dari hasil pengamatan yang dapat mendukung dalam pembuatan proyek tugas akhir, antara lain survei ke tempat usaha pecel lele dan nasi goreng.
1.5. Sistematika Penulisan
Adapun sistemika siste mika penulisan penulisa n laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERSETUJUAN SEMINAR HALAMAN PENYATAAN PELAKSANAAN SEMINAR ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR SIMBOL DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah dan Batasan Masalah 1.3 Tujuan dan Manfaat 1.4 Metode Pemecahan Pemecahan Masalah 1.5 Sisematika Penulisan BAB VI DASAR TEORI
2.8. Pengenalan Alat Dan Komponen 2.9. Proses Pembakaran 2.10.
Bahan Bakar
2.11.
Pengertian Panas dan Temperatur Te mperatur
2.12.
Proses Perpindahan Panas
2.13.
Konsep Dasar Pehitungan
2.14.
Alat dan Bahan yang Digunakan
BAB VII GAMBAR RANCANGAN
3.3. Gambar Rancangan Alat 3.4. Prinsip Kerja Alat BAB VIII
PERHITUNGAN PERENCANAAN
4.8. Flow Chart Perencanaan Kompor Dengan Bahan Bakar Minyak Jelantah 4.9. Perhitungan Perencanaan Pemanasan Awal 4.10.
Perhitungan Perencanaan Panjang Pipa Pemanasan
4.11.
Perhitungan Perencanaan Jumlah Lilitan Pipa Pemanasan
4.12.
Perhitungan Pemakaian Spiritus Untuk Pemanasan Pemanasan Awal
4.13.
Perhitungan Pemakaian Minyak Jelantah Selama 1 Jam
4.14.
Perhitungan Biaya Perencanaan
BAB IX PENUTUP
5.3. Kesimpulan 5.4. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
BAB II DASAR TEORI 2.1. Pengenalan Alat dan Komponen
Kompor dengan bahan bakar minyak jelantah ini terdiri dari beberapa bagian pokok antara lain: tabung bahan bakar, pipa bahan bakar, semawar, dudukan semawar. 1. Tabung Bahan bakar
Tabung bahan bakar digunakan sebagai penampung minyak jelantah sementara sebelun dialirkan melalui pipa dan digunakan untuk pembakaran. Tabung ini menggunakan mekanisme tekanan udara yang dimampatkan. Tekanan tabung yang diijikan berkisar antara 0,1 – 0,4 mPa. 3
1
5
2
4
Gambar 2.1 Tabung Bahan Bakar Keterangan : 1. Keran Bahan Bakar 2. Manometer 3. Lubang Pentil Angin 4. Body Tabung Bahan Bakar 5. Tutup Saluran Masuk Bahan Bakar 2. Pipa Bahan Bakar
pipa bahan bakar disini digunakan sebagai penyalur bahan bakar dari tabung bahan bakar ke semawar. Disamping itu pipa bahan bakar juga digunakan sebagai tempat pemanasan minyak jelantah yang akan digunakan untuk proses
pembakaran. Pipa disini menggunakan bahan tembaga karena faktor penghantar panas yang baik. 3. Semawar/ Burner
Semawar disini digunakan sebagai burner atau tempat pembakaran yaitu tempat keluarnya bahan bakar minyak jelantah yang telah dipanaskan pada pemanasan awal. Semawar ini dililiti pipa tembaga yang berfungsi untuk pemanasan awal.
Gambar 2.2 Semawar 4. Rangka/ Dudukan Semawar
Dudukan semawar ini digunakan sebagai tempat dudukan untuk semawar agar posisinya bisa pas untuk memasak juga sebagai dudukan alat memasak seperti panci, kuali, dan lain-lain.
Gambar 2.3 Rangka/ Dudukan Kompor
2.2. Proses Pembakaran
Pembakaran adalah suatu urutan
reaksi kimia antara suatu bahan bakar dan
suatu oksidan oksidan,, disertai dengan produksi panas yang kadang disertai cahaya dalam bentuk pendar atau api api..
Gambar 2.4 Segitiga Api Ada 3 unsur utama pada proses pembakaran yaitu :
Bahan Bakar : Setiap bahan yang mudah terbakar ( padat, gas, dan cair ) yang umumnya mengandung zat hidrokarbon.
Oksigen : Diperlukan Suplai oksigen yang cukup ( udara atau zat oxydant ).
Panas : Panas dapat di akibatkan oleh gesekan, akibat sinar matahari, dan tenaga listr ik. Jika Jika temperature meningkat akan sampai pada fase penyalaan.
2.3. Bahan Bakar
Bahan bakar adalah bahan–bahan yang di gunakan dalam proses pembakaran. Tanpa adanya bahan bakar tersebut pembakaran tidak t idak akan mungkin dapat berlangsung. Banyak sekali jenis bahan bakar yang kita kenal dalam kehidupan kita sehari–hari. Penggolongan ini dapat dibagi berdasar dari asalnya bahan bakar dapat di bagi menjadi tiga golongan, yaitu: (1) bahan bakar nabati, (2) bahan bakar mineral, dan (3) bahan bakar fosil. Apabila dilihat dari bentuknya, maka bahan bakar di bagi menjadi tiga bentuk, yaitu: (1) bahan bakar padat, (2) bahan bakar cair, dan (3) bahan bakar gas. Namun demikian hingga saat ini bahan bakar yang paling sering di pakai adalah bahan bakar mineral cair. Hal ini dilakukan karena banyaknya keuntungan–keuntungan yang di perolah dengan menggunakan bahan bakar dengan jenis mineral tersebut. Bahan bakar minyak adalah bahan bakar mineral cair yang diperoleh dari hasil tambang pengeboran sumur – sumur minyak, dan hasil kasar yang diperoleh di sebut
dengan minyak mentah atau crude oil. Hasil dari pengolahan minyak mentah ini akan menghasilkan bermacam bahan bakar yang memiliki kualitas yang berbeda-beda. Minyak dalam hal ini merupakan bahan bakar yang diIndonesia pemakaianya telah lama kita pergunakan dalam kehidupan sehari–hari. Sebelumnya, lebih banyak di gunakan orang dengan istilah minyak tanah, yang artinya minyak yang di hasilkan dari dalam tanah. Macam–macam bahan bakar minyak : 1. Bensin Bensin berasal dari kata benzana, yang sebenarnya mempunyai sifat beracun dan merupakan persenyawaan dari hidrokarbon tak jenuh, artinya dapat bereaksi dengan mudah terhadap unsur–unsur lain. Bentuk ikatan adalah rangkap, dan senyawa molekulnya di sebut alkina. Bahan bakar jenis ini biasa disebut dengan kata lain gasoline. Bensin pada dasarnya adalah persenyawaan jenuh dari hidro karbon, dan merupakan komposisi isooctane dengan normal-heptana. Serta senyawa molekulnya tergolong dalam kelompok senyawa hidrokarbon alkana. Kualitas bensin dinyatakan dengan angka oktan, atau octane number.Angka oktan adalah prosentase volume isooctane di dalam campuran antara isooctane dengan normal heptana yang menghasilkan intensitas knocking atau daya ketokan dalam
proses pembakaran ledakan dari bahan bakar yang sama dengan bensin yang bersangkutan. 2. Minyak Tanah Minyak tanah merupakan campuran kompleks antara beratus- ratus macam hidro karbon dalam minyak tanah terdapat karbon tak jenuh, tetapi hasil kracking yaitu penyulingan pada suhu dan tekanan yang tinggi terjadi pula senyawa hidro karbon yang tidak jenuh. Adapun terjadinya minyak tanah ini berdasarkan pertimbangan geologis maupun dasar pertimbangan kimia yang telah di ketahui, menyatakan bahwa minyak tanah terjadi dari sisa – sisa s isa hewan dan tumbuhan. Hal ini nampak dalam beberapa fraksi minyak tanah mempunyai kegiatan optik dan terdapatmya porpirin yang ada hubunganya dengan khlorofil maupun hemin. Sehingga dapat di simpulkan bahwa sisa–sisa tumbuhan mengandung khlorofil, sedang sisa–sisa hewan mengandung haemoglobin.
3. Minyak Solar Minyak solar adalah bahan bakar minyak hasil sulingan dari minyak bumi mentah, bahan bakar ini mempunyai warna kuning cokelat yang jernih. Minyak solar ini biasanya digunakan sebagai bahan bakar pada semua jenis motor Diesel dan juga sebagai bahan bakar untuk pembakaran langsung di dalam dapur–dapur kecil yang menghendaki hasil pembakaran yang bersih. Minyak ini sering di sebut juga sebagai gas oil, ADO, HSD, atau Dieseline. Pada temperatur biasa, artinya pada suhu kamar tidak menguap, dan titik nyalanya jauh lebih tinggi dari pada bahan bakar bensin. Kualitas solar dinyatakan dengan angka setane atau cetane number (CN). Bilangan setane yaitu besar prosentase volume normal cetane
dalam campuranya dengan methylnapthalene yang menghasilkan karakteristik pembakaran yang sama dengan solar yang bersangkutan. 4. Minyak Diesel Minyak Diesel adalah bahan bakar minyak jenis penyulingan kotor yang mengandung fraksi–fraksi berat atau campuran dari jenis destilase dengan fraksi yang berat (residual fuel oil) dan berwarna hitam dan gelap, tetapi tetap cair pada suhu rendah. Minyak Diesel ini banyak di gunakan sebagai bahan bakar mesin Diesel yang berputar sedang atau lambat dan juga sebagai bahan bakar untuk pembakaran langsung dalam dapur–dapur industri. Bagi kehidupan sehari-hari minyak ini sering disebut sebagai MDF (Medium Diesel Fuel). 5. Minyak Bakar Minyak bakar adalah bahan bakar yang bukan berasal dari hasilpenyulingan, tetapi jenis residu. Minyak ini mempunyai tingkat kekentalan yangtinggi dan juga titik tuang ( pour point ) yang lebih tinggi dari pada minyak Diesel,serta berwarna hitam gelap. Bahan bakar jenis ini banyak di pergunakan sebagaibahan bakar pada sistem pembakaran langsung dalam dapur–dapur industri yangbesar. Pembakaran langsung yang di maksud adalah pada sistem eksternalcombustion engine atau mesin pembakaran luar, misalnya: pada mesin uap, dapur-dapurbaja, dan lain sebagainya. Minyak ini di sebut juga sebagai MFO ( Medium Fuel Oil). 2.4. Pengertian Panas dan Temperatur
Dalam mempelajari tentang permasalahan perpindahan panas, kita sering membuat kesalahan atau tidak dapat membedakan dalam menggunakan istilah panas
(heat) dan Temperatur (suhu). Sebenarnya terdapat perbedaan yang mencolok diantara keduanya. Temperatur adalah sebuah ukuran dari jumlah energi yang terkandung didalam
molekul sebuah subtansi. Temperatur adalah ukuran relatif seberapa panas atau dingin suatu zat dan dapat digunakan untuk memprediksi arah perpindahan panas (heat transfer) . Simbol dari temperatur adalah T dan skala yang dipakai untuk mengukur
temperatur adalah Fahrenheit Fahrenheit (F), ( F), Reamur (R), Celcius (C) dan Kelvin (K). Panas (Heat) adalah energi yang berpindah. Panas dapat berpindah melalui media
padat dan cair melalui konduksi, konduks i, melalui cair
dengan konveksi dan melalui ruang
hampa dengan radiasi. Simbol dari panas adalah Q. Unit utama untuk mengukur panas biasanya digunakan Kalori untuk SI system (Internasional System of Units) dan British Thermal Unit (BTU) pada English system unit. 2.5. Proses Perpindahan Panas
Dari ilmu termodinamika, energi bisa berpindah dengan adanya interaksi antara sistem dengan lingkungannya. Interaksi ini disebut dengan kerja dan panas. Tetapi termodinamika hanya bisa meramalkan akhir dari proses, tetapi tidak memberikan informasi seperti apa selama proses atau berapa lama waktu yang dibutuhkan dalam menyelesaikan proses. Dalam ilmu perpindahan panas itu semua dapat diketahui. Perpindahan panas terdiri dari 2 suku kata yaitu perpindahan dan panas. Perpindahan merupakan suatu bentuk perubahan dalam hal ini berpindah dari suatu posisi ke posisi yang lain (tidak hilang). Perpindahan selalu disebabkan oleh sesuatu misalnya akibat di dorong oleh suatu gaya atau lainnya. Posisi bisa dari posisi a ke sebagainya. Dalam aliran panas ini posisi b, bisa dari posisi tinggi ke posisi rendah dan sebagainya. perpindahan ini disebabkan oleh adanya perbedaan
temperatur. Sedangkan Sedangkan
posisi
dalam hal ini temperatur tin t inggi ggi ke tempe t emperatur ratur rendah r endah.. Panas sendiri didefinisikan sebagai salah satu bentuk energi. Sehingga kalau digabung 2 suku kata tersebut, maka perpindahan panas dapat didefinisikan sebagai perpindahan
energi sebagai akibat dari
perbedaan temperatur
yang arah
perpindahannya dari temperatur tinggi ke temperatur lebih rendah .
Macam-macam proses perpindahan kalor, yaitu : 2.5.1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi.
Perpindahan kalor secara konduksi adalah proses perpindahan kalor dimana kalor mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu
rendah dalam suatu medium (padat, cair atau gas) atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung.
Gambar 2.5 Perpindahan kalor secara konduksi pada suatu plat Secara umum laju aliran kalor secara konduksi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
= −
........................................................ .........................................................................(Li .................(Lit. t. 4 Hal. 2)
2.5.2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi adalah proses tansport energi dengan kerja gabungan dari konduksi kalor, penyimpanan energi dan gerakan mencampur. Konveksi sangat penting sebagai mekanisme perpindahan energi antara permukaan benda padat dan cair atau gas. Perpindahan kalor secara konveksi dari suatu permukaan yang suhunya diatas suhu fluida disekitarnya berlangsung dalam beberapa tahap. Pertama,kalor akan mengalir dengan cara konduksi dari permukaan ke partikelpartikelfluida yang berbatasan. Energi yang berpindah dengan carademikian akan menaikkan suhu dan energi dalam partikelpartikel fluidatersebut. Kedua, partikel-partikel tersebut akan bergerak ke daerah suhuyang lebih rendah dimana partikel tersebut akan bercampur denganpartikelpartikel fluida lainnya.
Gambar 2.6 Perpindahan kalor secara konveksi pada suatu plat
Perpindahan kalor secara konveksi dapat dikelompokkan menurut gerakan alirannya, yaitu konveksi bebas (free convection) dan konveksi konveks i paksa (forced convection) . Apabila gerakan fluida tersebut terjadi sebagai akibat dari perbedaan
densitas (kerapatan) yang disebabkan oleh gradient suhu maka disebut konveksi bebas atau konveksi alamiah (natural convection) . Bila gerakan fluida tersebut disebabkan oleh penggunaan alat dari luar, seperti pompa atau kipas, maka prosesnya disebut konveksi paksa. Laju perpindahan kalor antara suatu permukaan plat dan suatu fluida dapat dihitung dengan hubungan :
= ℎ . .△
...................................................... ................................................................(Lit. ..........(Lit. 4 Hal. 12)
2.5.3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi
Perpindahan panas radiasi adalah perpindahan panas yang melibatkan gelombang elektro magnetik dalam proses perpindahannya di antara dua buah benda yang mempunyai temperature yang berbeda. Semua benda mempunyai kemampuan untuk memancarkan energy dengan menggunakan gelombang elektro magnetic. Semua benda yang mempunyai temperature diatas temperature absolute bisa terjadi perpindahan panas bentuk ini. Radiasi tidak t idak memerlukan media media seperti udara atau logam dalam perpindahan panasnya. Intensitas flux dari perpindahan panas ini sangat tergantung kepada temperatur benda atau material dan sifat permukaan dari benda tersebut. Contoh perpindahan panas ini yang sering kita alami sehari-hari misalnya kita akan terasa panas apabila kita duduk didepan nyala api, walaupun kita tidak menyentuh api
tersebut. Contoh lainnya kita akan merasa panas jika berjalan dibawah terik matahari pada siang hari padahal kita tidak bersentuhan langsung dengan sumber panasnya yaitu matahari. Banyak contoh lainnya dalam kehidupan sehari-hari yang melibatkan perpindahan panas ini. Berikut ini gambar ilustrasi perpindahan panas radiasi.
Gambar 2.7 Perpindahan kalor secara radiasi Rumus : ........................................................(Lit. .......(Lit. 4 Hal. 16) = . . ( − ) ................................................. 2.6. Konsep Dasar Perhitungan 2.5.1. Perhitungan Perencanaan Pemanasan Awal
Untuk menghitung panas yang direncanakan untuk menaikkan temperatur minyak jelantah sehingga mencapai temperatur pembakaran yaitu:
= . . −
.............................................. .....................................................( .......( Lit. 1 Hal. 45)
Untuk mencari massa minyak jelantah (m) pada pipa yang digunakan pada saat pemanasan harus diketahui dulu debit aliran dengan rumus :
= .
................................................... ................................................................... ....................(Lit. ....(Lit. 8 Hal. 5)
Maka dapat dicari massa minyak jelantah yaitu :
̇ = .
................................................... .....................................................................(Lit. ..................(Lit. 8 Hal. 5)
Perpindahan panas yang terjadi pada saat pemanasan yaitu :
= 2.5.2. Perhitungan Perencanaan Panjang Pipa
= . . − .................................................... .....................................................( .( Lit. 1 Hal. 4 ) Koefisien perpindahan kalor menyeluruh dapat dicari dengan rumus :
=
( / ) .
...........................................(Li ...........................................(Lit. t. 4 Hal.526) Hal.526)
Dengan adanya rumus perpindahan panas diatas maka panjang pipa pemanas dapat dicari dengan diameter pipa diasumsikan :
= . . − = . − . = . Maka :
=
. . = Maka :
=
. .
2.5.3. Perhitungan Perencanaan Jumlah Lilitan Pemanasan
Setelah diketahui panjang pipa pemanasan minimal yang direncanakan, untuk merencanakan jumlah lilitan pada pipa pemanasan yang dibuat berbentuk spiral harus dibuat lebih panjang dari panjang pemanasan minimal tersebut, dengan alasan membuat api dari spiritus lebih mengumpul pada satu ruang sehingga didapat pemanasan yang lebih efektif. Jika panjang pipa yang akan digunakan untuk lilitan (L) direncanakan lebih panjang dari panjang pipa pemanasan minimal, maka jumlah lilitan pipa pemanasan dapat dihitung dengan rumus :
=
.
Tinggi lilitan pemanasan harus dihitung untuk menyesuaikan dengan dimensi burner /semawar. Tinggi lilitan dapat dihitung dengan rumus :
= .
2.5.4. Perhitungan Volume Pemakaian Spiritus Untuk Pemanasan Awal
Untuk menghitung volume spiritus yang digunakan d igunakan untuk pemanasan awal preheating) digunakan rumus : ( preheating)
=
Maka, untuk menghitung volume digunakan rumus :
= . =
Maka :
=
.
2.7. Alat Dan Bahan Yang Digunakan 2.6.1. Alat Yang Digunakan
Adapun alat yang digunakan dalam membuat kompor dengan bahan bakar minyak jelantah ini adalah sebagai berikut : 1. Mesin Gerinda Tangan. 2. Mesin Las Asetilin 3. Mesin Las Listrik 4. Gergaji Besi 5. Mistar Baja 6. Vernier Caliper 7. Palu Besi 8. Palu Terak 9. Ragum 2.6.2. Bahan Yang Digunakan
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam membuat kompor dengan bahan bakar minyak jelantah ini adalah : 1. Tabung bahan bakar volume 5 liter. 2. Pipa tembaga dengan diameter luar 6,6 mm dan diameter dalam 4,5 mm 3. Besi pejal ST37 dengan diameter 7,5mm. 7,5mm. 4. Burner / kompor semawar model 750. 5. Elektroda secukupnya. 6. Kawat tembaga las secukupnya.
BAB III PERENCANAAN 2.8. Gambar Rancangan
Gambar 3.1 Gambar Rancangan Alat Keterangan : 1. Rangka 2. Pipa Bahan Bakar 3. Penampung Penampung Spiritus 4. Pengarah Api 5. Semawar 6. Tabung Bakar Bakar
2
3 4
1
5
Gambar 3.2 Gambar Penampang Tabung Keterangan: 1. Pipa Saluran Keluar Bahan Bakar 2. Keran Bahan Bakar 3. Pentil Pengisian Angin 4. Saluran Masuk Bahan Bakar 5. Bagian Dalam Tabung 2.9. Prinsip Kerja Kompor Dengan Bahan B ahan Bakar Minyak Jelantah
Prinsip kerja kompor ini adalah pada saat tabung bahan bakar telah diisi dengan minyak jelantah dan diisi angin dengan cara dipompa, didalam tabung terjadi tekanan yang memampatkan bahan bakar minyak jelantah. Udara yang bertekanan pada tabung ini digunakan untuk mengeluarkan minyak jelantah untuk selanjutnya digunakan untuk bahan bakar. Apabila keran bahan bakar diputar sedikit kearah kiri akan membuat perbedaan tekanan pada tabung dan udara bebas, tekanan pada tabung akan lebih tinggi dari udara luar, minyak jelantah akan keluar dari burner semawar melalui pipa bahan bakar. Minyak jelantah yang keluar tadi dibakar dengan cara dipancing dengan spiritus di tempat pengumpan pembakaran dan dibiarkan selama ±5 menit untuk pre heating (pemanasan awal). Pre heating ini dilakukan untuk memanaskan bahan bakar minyak jelantah yang melewati pipa pemanasan sehingga viskositasnya menurun dan panasnya meningkat agar mudah terbakar. Apabila telah 5 menit dan semawar telah panas, keran bahan bakar diputar kekiri lagi untuk mengeluarkan bahan bakar yang lebih banyak. Dengan semakin banyaknya banyaknya minyak jelantah yang keluar, api yang hidup akan semakin besar.
BAB IV PERHITUNGAN PERENCANAAN 4.1. Flow Chart Perencanaan Kompor Dengan Bahan Bakar Minyak Jelantah
Start
Data Teknik : Bahan Bakar kompor yaitu minyak jelantah (Cp, ρ, (Cp, ρ, Flash Point, Suhu awal) Bahan Bakar pemanasan awal yaitu ρ, spiritus/methanol ( ρ, ) Ukuran rencana pipa ( , , k, , , , , , ) Waktu pemanasan : 5 menit
ℎ ℎ
Perhitungan : Perhitungan pemanasan awal ( q)
Perhitungan panjang pipa pemanasan minimal ( l ) Perhitungan perencanaan lilitan pipa pemanas pe manasan an ( N ) Perhitungan volume pemakaian spiritus untuk pemanasan awal ( ) Perhitungan Biaya Perencanaan
A
B
A
B
Apakah hasil perhitungan sesuai dengan perencanaan dan fakta di lapangan?
Tidak Ya
Gambar
Finish
4.2. Perhitungan Perencanaan Pemanasan Awal
Untuk menghitung panas yang direncanakan untuk menaikkan menaikkan temperatur minyak jelantah sehingga mencapai temperatur pembakaran pembakaran yaitu:
= . . − Karena massa belum diketahui, diameter dalam diasumsikan 4,5 mm, kecepatan aliran udara 0,5 m/s, maka massa dapat dicari dengan menghitung debit :
= . . . = . ( 4,5 = 4,5 10 ) .0,5 / = 7,94 7,9481 812 25 10 / Dengan diketahui debit bahan bakar, dan massa jenis minyak jelantah yaitu 931,6 kg/m³, maka massa yaitu :
̇ = .
10 / = 7,40 7,4044 4473 7325 25 10 /
= 931,6 .7,948125
Jadi minyak jelantah mengalir sebanyak 7,40447325
10 selama 1 detik,
karena pemanasan awal tidak terjadi aliran, maka waktu diabaikan. Dengan diketahui massa dengan kalor jenis minyak jelantah yaitu 2 kJ/kg ºC dan titik tit ik nyala nyala minyak jelantah jelanta h yaitu yaitu 270 ºC dan suhu awal diasumsikan dengan 30 ºC maka maka panas yang diperlukan yaitu :
= . . − ° . ( 270 = 7,40 7,4044 4473 7325 25 10 .2 270 ° . 30 °) = 3,55 3,5541 4147 4716 16 Dengan waktu pemanasan diasumsikan sekitar 5 menit atau 300 detik, makaperpindahan panas yang terjadi yaitu :
= =
3554,14716
= 11. 11.8471 847157 572 2
4.3. Perhitungan Perencanaan Panjang Pipa Pemanasan
Untuk mencari panjang pipa pemanasan dapat dihitung dengan rumus :
= . . − Dengan asumsi kecepatan aliran fluida dalam pipa 0,5 m/s, aliran luar pipa1 m/dtk, bahan yang dipakai adalah pipa tembaga dengan koefisisien termal yaitu
℃ dengan pipa yang dipakai dengan diameter luar 6,6 mm, dan diameter
385 / .
dalam 4,5 mm, maka koefisien perpindahan panas menyeluruh dapat dihitung dengan rumus :
= =
( / ) . 1 ln(3,3 10 / 2,25 2,25 10 ) 1 + + 2. .385 / ². . 22,2 / ².
1 14,5 / ².
℃ = 13, 13,8449 844953 5331 31 / ². ℃.
℃
℃
Perpindahan panas spesifik dicari dengan rumus :
= . ( − ) = 13, 13,8449 844953 5331 31 / ². ℃ (270℃−30℃) = 3322 3322,,7887 788795 95 / ² Dengan didapat nilai panas spesifik, maka panjang pipa pemanasan minimal dicari dengan rumus :
= =
. . 11.8471572
, / ². .(, )
= 0,17 0,1720 2043 4332 326 6
4.4. Perhitungan Perencanaan Jumlah Lilitan Pipa Pemanasan (N)
Setelah diketahui panjang pipa pemanasan minimal yang direncanakan, untuk merencanakan jumlah lilitan pada pipa pemanasan yang dibuat berbentuk spiral harus dibuat lebih panjang dari panjang pemanasan minimal tersebut, dengan alasan membuat api dari spiritus lebih mengumpul pada satu ruang sehingga didapat pemanasan yang lebih efektif. Jika panjang pipa yang akan digunakan untuk lilitan (L) direncanakan 2m, maka jumlah lilitan pipa pemanasan dapat dihitung dengan rumus :
= =
. . ,
= 8,4925 = 8
Jadi, jumlah lilitan yang direncanakan adalah 8 lilitan, tinggi lilitan pipa pemanasan dapat dihitung dengan rumus :
= . = 8 ( 6,6 6,6 10 ) = 0,0528 4.5. Perhitungan Pemakaian Spiritus Untuk Pemanasan Awal
Pemakaian spiritus yang dibutuhkan dihitung dihitung dengan rumus dibawah, dan diketahui High Heat Valuespiritus 22884 kJ/kg , massa jenis spiritus 0,7918 kg/ m³:
= =
. 3,55414716
/ / ., / ³
= 1,96 1,9614 1417 1723 234 4
10 ³
4.6. Perhitungan Biaya Perencanaan
4.7.1.
Biaya Bahan Baku dan Material Perhitungan biaya perencanaan bahan dan material yang akan digunakan
padaalat ini adalah sebagai berikut : Tabel 4.1 Biaya Bahan Baku dan Material No
Nama Bahan
Jumlah
Harga Satuan
Total
1
Semawar Model 750
1
set
Rp
135.000,00
Rp
135.000,00
2
Pipa tembaga diameter 6,6 mm
2
m
Rp
15.000,00
Rp
30.000,00
3
Tabung bahan bakar kapasitas 5 liter
1
set
Rp
105.000,00
Rp
105.000,00
4
Besi ST37 diameter 7,5 mm
1
batang
Rp
45.000,00
Rp
45.000,00
5
Elektroda Las
1
kotak
Rp
135.000,00
Rp
135.000,00
Rp
450.000,00
Total
4.7.2. Biaya Penyewaan Alat Tabel 4.2 Biaya Penyewaan Alat
Mesin Las Listrik
Jumlah Jam 3
Rp
6.000,00
Rp
18.000,00
2
Mesin Las Asetilin
3
Rp
6.000,00
Rp
18.000,00
3
Mesin Gerinda Tangan
2
Rp
4.000,00
Rp
8.000,00
Rp
44.000,00
No
Nama Alat
1
Harga/ Jam
Total
Total
4.7.3. Biaya Upah Pekerja Tabel 4.3 Biaya Upah Pekerja No
Jenis Biaya
Biaya/ Hari
1
Gaji Pekerja
Rp 40.000,00
2
Makanan/Minuman
Rp
8.000,00 Total
Jumlah Hari 1
Jumlah Pekerja 1
Rp
40.000,00
1
1
Rp
8.000,00
Rp
48.000,00
Total Harga
4.7.4. Total Biaya Keseluruhan Tabel 4.4 Total Biaya Keseluruhan No
Jenis Biaya
1
Bahan Baku dan Material
Rp
450.000,00
2
Biaya Penyewaan Alat
Rp
48.000,00
3
Upah Pekerja
Rp
44.000,00
Rp
542.000,00
Total
Total
BAB V KESIMPULAN
5.1. Kesimpulan
Setelah merencanakan kompor dengan bahan bakar minyak jelantah, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1.
Minyak jelantah dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk kompor dengan cara dilakukan pemanasan terlebih ter lebih dahulu sehingga mencapai titik nyala yang diperlukan yaitu 270 ºC.
2.
Selama 1 jam, minyak jelantah yang dipakai adalah 0,0286 yang digunakan untuk pemanasan awal adalah 1,961417234
³ dan spiritus
10 ³ atau 0,196
l.
3.
Panjang pipa pemanasan minimal yaitu 0,172 m atau 17,2 cm, panjang pipa pemanasan akan berpengaruh pada waktu pemanasan awal.
4.
Biaya total yang diperlukan untuk membuat kompor minyak jelantah ini yaitu Rp. 542.000,00.
5.2. Saran
Untuk pengembangan kompor dengan bahan bakar minyak jelantah, penulis memberikan saran-saran saran-saran sebagai berikut : 1.
Perlu adanya penelitian lebih lanjut mengenai minyak jelantah dan pemrosesannya agar bisa lebih efisien dan kualitas api yang dihasilkan lebih bagus.
2.
Kedepannya diharapkan ada penelitian lebih lanjut mengenai kompor ini dengan bentuk kompor konvensional agar bisa lebih mudah diaplikasikan di rumah tangga.
3.
Untuk pemanasan yang lebih baik sebaiknya menggunakan pemanasan dari listrik.
DAFTAR PUSTAKA 1991, Doe Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, And Fluid Flow, Volume 2 from 3, U.S. Department Department of Energy Washington, Washington, D.C. 20585. Bayu, Asep, 2007, Optimasi Komposisi Katalis Campuran
( ) .
Dan
Pekat Dalam Sintesis Metil Ester Melalui Reaksi Transesterifikasi Minyak Goreng Bekas Dengan Metanol Sebagai Bahan Biodiesel, Skripsi Fakultas
Matematika Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jakarta. Bram, 2009, “ Teori Segitiga Api”, Api”, termuat di http://www.uklik.net/2009/12/16/te http://www.uklik.net/2009/12/16/teoriorisegitiga-api/ diakses tanggal 29 Maret 2010 jam 13.30. Holman, J.P, 1986, Heat Transfer, 6th edition, McGraw-Hill Book Company, New York. Hydrogen Analysis Analysis Resource Center, Center, “Lower and and Higher Heating Values Values of Hydrogen and
Fuels”,
termuat
di
http://hydrogen.pnl.gov/cocoon/morf/projects/hy http://hydrogen.pnl.gov/cocoon/morf/projects/hydrogen/datasheets/lower_a drogen/datasheets/lower_and_hig nd_hig her_heating_values.xls her_heating_values.xls diakses tanggal 22 Juli 2010 jam 13.16. Iskandar & Irwansyah, 2005, Perencanaan Dan Pembuatan Alat Pembuat Asap Cair, Tugas Akhir Teknik Mesin, Politeknik Negeri Pont ianak, ianak, Pontianak. Kominfo-Newsroom, 2009, “Minyak Jelantah Sebagai Salah Satu Bahan Bakar Alternatif”,
termuat
di
http://www.bipnewsroom.info/?_link=loadnews.php&newsid=58463,
diakses
tanggal 25 Maret 2010 jam 11.50. Pope, J. Edward, 1997, Rules Of Thumb For Mechanical Engineers, Gulf Publishing. Co, Texas. Rusadi, S.T, 2009, Buku Ajar Teknik Pendingin Dan Perpindahan Panas, Politeknik Negeri Pontianak, Pontianak. Sanusi,
Ahmad,
2008,
“Oksigen
dan
Nyala
Api”,
termuat
di
http://sanoesi.wordpress.com/2008/09/20/oksigen-dan-nyala-api/ diakses tanggal 29 Maret 2010 jam 13.16. Supraptono, Drs. MPd, 2004, Paparan Kuliah Bahan Bakar Dan Pelumas, Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas U niversitas Negeri Semarang, Semarang.
Tabel
Kapasitas
Panas
Spesifik,
termuat
di
http://www2.ucdsb.on.ca/tiss/stretton/Database/Spe http://www2.ucdsb.on.c a/tiss/stretton/Database/Specific_Heat_Capa cific_Heat_Capacity_Table.h city_Table.htt ml diakses tanggal 21 Juli Juli 2010 jam 2.24 WIB. Tambang News, 2010, “BPPT Presentasikan Kompor Minyak Jelantah”, termuat di http://tambangnews.com/berita/utama/424-b http://tambangnews.com/berita/utama/424-bppt-presentasikan ppt-presentasikan-kompor-minyak-kompor-minyak jelantah.html, diakses tanggal 25 Maret 2010 jam 11.34. UNEP,”
Peralatan
Termal:
Bahan
Bakar
dan
Pembakaran”,
termuat
di
http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modul http://www.energyefficiency asia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%20%20Fuel es/indo/Chapter%20%20Fuel s%20and%20combustion%20%28B s%20and%20combustion%20%28Bahasa%20Indon ahasa%20Indonesia%29.pdf esia%29.pdf diakses tanggal 3 april 2010 jam 00,28 Universitas
Indonesia,
“Bahan
Bakar
dan
Pembakaran”,
termuat
di
http://www.chemeng.ui.ac.id/~wulan/Materi/lecture%20n http://www.chemeng.ui .ac.id/~wulan/Materi/lecture%20notes/umum.PDF otes/umum.PDF tanggal 1 april 2010 jam 10.34 Wikipedia
Bahasa
Indonesia,
2009,
“Methanol”
termuat
di
http://id.wikipedia.org/wiki/Metanol http://id.wikipedia.org/wiki/Metan ol tanggal 21 Juli 2010 jam 12.49. Wikipedia
Bahasa
Indonesia,
“Minyak
Jelantah”,
termuat
di
http://id.wikipedia.org/wiki/Minyak_jelantah diakses tanggal 24 Maret 2010 jam 13.00. Yatiman, 2010, Analisis Perubahan Kelengkungan Paraboloid Pada Fluida Yang Diputar, Skripsi Fakultas Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma, Jakarta.
Tabel Konduktivitas Termal Berbagai Material
Sumber : Literatur 4
Sumber : Literatur 12
Lower and Higher Heating Values of Hydrogen and Fuels
Spesifikasi Ethanol Atau Spiritus
Fuels Gaseous Fuels @ 32 F and 1 atm Natural Natu ral gas Hydrogen Hydrogen Still gas (in refineries) refineries) Liquid Fuels Crude oil Conventional Conventional gasoline Reformulated or low-sulfur gasoline CA reformulated reformulated gasoline U.S. conventional diesel Low-sulfur diesel Petroleum naphtha NG-based NG-based FT naphtha Residual oil Methanol Ethanol Butanol Acetone E-Diesel E-Diesel Additives Liquefied petroleum gas (LPG) Liquefied natural gas (LNG) Dimethyl ether (DME) Dimethoxy methane (DMM) Methyl ester (biodiesel , BD) Fischer-Tropsch diesel (FTD) Renewable Diesel I (SuperCetane) Renewable Diesel II (UOP-HDO) Renewable Renewable Gasoline Liquid Hydrogen Methyl tertiary butyl ether (MTBE) Ethyl tertiary butyl ether (ETBE) Tertiary amyl methyl ether (TAME) Butane Isobutane Isobutylene Isobutylene Propane Solid Fuels Coal (wet basis) [6] Bituminous coal (wet basis) [7] Coking coal (wet basis) Farmed trees (dry basis) Herbaceous biomass (dry basis) Corn stover (dry basis) Forest residue (dry basis) Sugar cane bagasse Petroleum coke
19.580
MJ/kg [4] 52,225 142,18 50,951 MJ/kg [4] 45,543
Dens ity gram s/ft3 22,0 2,55 32,8 gram s/gal 3.205
124.340
20.007 20.007
46,536
2.819
42,358
121.848
19.533
45,433
2.830
18.272 18.397 18.320 19.320 19.081 16.968 8.639 11.587 14.775 12.721 18.679 20.038 20.908 12.417 10.061 16.134 18.593
42,500 42,791 42,612 44,938 44,383 39,466 20,094 26,952 34,366 29,589 43,448 46,607 46,607 48,632 28,882 23,402 37,528 43,247
122.174 137.380 138.490 125.080 119.740 150.110 65.200 84.530 108.458 89.511 124.340 91.410 84.820 75.610 79.197 127.960 130.030
19.595 19.676 19.594 20.669 20.488 18.147 9.838 12.832 16.051 13.698 20.007 21.561 23.734 13.620 11.036 17.269 19.549
45,577 45,766 45,575 48,075 47,654 42,210 22,884 29,847 37,334 31,862 46,536 50,152 55,206 55,206 31,681 25,670 40,168 45,471
2.828 3.167 3.206 2.745 2.651 3.752 3.006 2.988 3.065 2.964 2.819 1.923 1.621 2.518 3.255 3.361 3.017
117.059
18.729
43,563
125.294
20.047
46,628
2.835
122.887 115.983 30.500 93.540 96.720
18.908 18.590 51.621 15.094 15.613
43,979 43,239 120,07 35,108 36,315
130.817 124.230 36.020 101.130 104.530
20.128 19.911 60.964 16.319 16.873
46,817 46,314 141,80 37,957 39,247
2.948 2.830 268 2.811 2.810
100.480
15.646
36,392
108.570
16.906
39,322
2.913
94.970 90.060 95.720 84.250 Btu/ton [2] 19.546.30 0 22.460.60 0 24.600.49 7 16.811.00 0 14.797.55 5 14.075.99 0 13.243.49 0 12.947.31 8 25.370.00 0
19.466 19.287 19.271 19.904 Btu/lb [5]
45,277 44,862 44,824 46,296 MJ/kg [4]
103.220 98.560 103.010 91.420
21.157 21.108 20.739 21.597
2.213 2.118 2.253 1.920
Btu/ton [2]
Btu/lb [5]
49,210 49,096 48,238 50,235 MJ/kg [4]
9.773
22,732 22,732
20.608.570 20.608.570
10.304
23,968
11.230
26,122
23.445.900 23.445.900
11.723
27,267
12.300
28,610
25.679.670 25.679.670
12.840
29,865
8.406
19,551
17.703.170
8.852
20,589
7.399
17,209
15.582.870
7.791
18,123
7.038
16,370
14.974.460
7.487
17,415
6.622
15,402
14.164.160
7.082
16,473
6.474
15,058
14.062.678
7.031
16,355
12.685
29,505
26.920.000 26.920.000
13.460
31,308
Lower Heating Value (LHV) [1]
983 290 1458 Btu/gal [2] 129.670
Btu/lb [3] 20.267 51.682 20.163 Btu/lb [3] 18.352
MJ/kg [4] 47,141 120,21 46,898 MJ/kg [4] 42,686
116.090
18.679
113.602
Btu/ft3 [2]
Higher Heating Value (HHV) [1] Btu/ft3 [2]
Btu/lb [3]
1089 343 1.584
22.453 61.127 21.905
Btu/gal [2]
Btu/lb [3]
138.350
43,448
18.211
113.927 128.450 129.488 116.920 111.520 140.353 57.250 76.330 99.837 83.127 116.090 84.950 74.720 68.930 72.200 119.550 123.670
Sumber : Literatur 5
Sumber : Literatur 15
Common Row Velocities in Commercial Commercial Practice
Sumber : Literatur 8
Orde Besaran Perpindahan Panas Konveksi
Sumber : Literatur 6
LEMBAR ASISTENSI ASISTENSI PENYUSUNAN TUGAS AKHIR NAMA
: KHARIMUL AZIZ
NIM
: 3200702043
KONSENTRASI KONSENTRA SI
: PRODUKSI
No
Hari/Tanggal
Materi Konsultasi Konsultasi
Paraf
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Mengetahui : Dosen Pembimbing,
Rusadi, ST NIP.19700718 199303 1 001
