Jurnal Rekayasa Mesin, Volume 6, Nomor 4, April 2012, Hal : 112-115
RANCANG BANGUN BURNER BERBAHAN BAKAR OLI BEKAS UNTUK PENGECORAN KUNINGAN Ariawan Wahyu Pratomo Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Sudarto, SH., Tembalang, Kotak Pos 6199, Semarang 50329 Telp. 7473417, 7499585, 7499586 (Hunting), Fax. 7472396 Abstract Sebagian besar UKM kuningan menggunakan solar sebagai bahan bakar utama untuk pengecoran. Harga solar untuk industri saat ini berpotensi terus naik dan akan dibatasi penjualannya sehingga menjadi masalah yang serius khususnya bagi UKM . Problem utama pemanfaatan oli bekas sebagai bahan bakar adalah viskositas yang terlalu tinggi sehingga sulit untuk dikabutkan. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan merancangbangun burner dengan mekanisme pemecah dan penghalus butiran bahan bakar dengan mengatur rasio volume oli bekas dan udara pada tekanan tertentu, sehingga bisa mempermudah terjadinya pengabutan (atomizing) dan pembakaran yang baik.. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan merancang bangun unit burner, kemudian burner diuji dengan variasi variasi parameter sebagai berikut; 1) tekanan (3,4,5,6,7bar) kemudian diukur temperatur nyala api yang dihasilkan, 2) rasio volume oli bekas dan udara (1:1, 1:2, 1:3, 1:4), kemudian diukur temperatur nyala api yang dihasilkan. Hasil pengujian pada tekanan 3 bar tidak terjadi nyala api, pada tekan 4 bar terjadi nyala api tapi tidak kontinyu, pada tekanan 5 dan 6 bar terjadi nyala api yang kontinyu pada rasio volume oli bekas dan udara (1:1, 1:2, 1:3). Hasil pengukuran suhu nyala api maksimum pada tekanan 5 bar diperoleh dengan rasio volume oli bekas dan udara 1: 3, yaitu 0 1012 C, kondisi ini sulit untuk meleburkan kuningan. Hasil pengukuran suhu nyala api maksimum pada 0 tekanan 6 bar diperoleh dengan dengan rasio volume oli bekas dan dan udara 1: 3, yaitu 1247 C, dan kondisi kondisi ini bisa meleburkan kuningan.
Kata kunci : ”pengecoran”, ”kuningan”, ”oli bekas”, ”burner”.
1. Pendahuluan
Industri kuningan banyak terdapat di Kecamatan Juwana dengan jumlah pengusaha sebanayak 238 unit usaha. Kapasitas produksinya mencapai 4.686.960 buah dengan nilai Rp 30.494.359.000. (Biro Humas Provinsi Jawa Tengah, 2010). Hal ini jelas merupakan potensi ekonomi yang menjanjikan.Selama ini sebagian besar UKM kuningan menggunakan solar sebagai bahan bakar utama untuk pengecoran. Harga solar untuk industri saat ini berpotensi untuk terus naik dan akan dibatasi penjualannya el. Hal ini jelas menjadi masalah yang serius bagi UKM ditengah persaingan usaha yang ketat. Penelitan sebelumnya tentang pemanfaatan oli bekas sebagai bahan bakar (Raharjo & Triyono, 2005), (Raharjo, 2009) adalah dengan cara mencampur oli bekas dengan minyak tanah, kemudian diijeksikan kedalam .. Panas yang dihasilkan oleh atomizing burner ..
burner dengan variasi campuran minyak tanah dari 10% sampai 40 % adalah berkisar antara 0 0 1000 C sampai dengan 1400 C. Mengacu pada hasil penelitian tersebut pemanfaatan oli bekas sebagai bahan bakar sangat memungkinkan diaplikasikan pada industri peleburan kuningan yang temperatur leburnya 0 sekitar 1100 C. Hasil penelitian diatas jika diterapkan saat ini akan mahal karena subsidi minyak tanah sudah dicabut. Berdasarkan kajian literatur (Shaha, 2007) problem utama pemanfaatan oli bekas sebagai bahan bakar adalah viskositas yang terlalu tinggi sehingga sulit untuk dikabutkan dan mencapai kondisi pembakaran yang baik. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan merancangbangun burner dengan mekanisme pemecah dan penghalus butiran bahan bakar dengan mengatur perbandingan campuran oli bekas dan udara pada tekanan tertentu, sehingga bisa mempermudah terjadinya pengabutan dan pembakaran yang baik.
112
Tujuan umum penelitian ini adalah merancangbangun sebuah unit burner dengan bahan bakar oli bekas untuk pengecoran kuningan. Tujuan khusus penelitian ini adalah mengkaji kinerja burner serta parameterparameter penggunaan burner untuk tujuan peleburan kuningan, yang meliputi; 1) tekanan optimum, 2) rasio volume oli bekas dan udara optimum. 2. Metode Penelitian 2.1. Tempat dan Bahan Penelitian
Tempat penelitian dan uji coba unit burner dengan bahan bakar oli bekas dilakukan di lokasi UKM kuningan P.T. Indotama, desa Bumirejo, Kecamatan Juwana, Kabupaten Pati, Jawa Tengah.Bahan penelitian meliputi; bahan bakar oli bekas, kompresor, unit tabung bahan bakar dengan selang dan kran pengatur, unit burner, dapur kowi sederhana, dan thermometer thermometer digital.
kesalahan maka harus dilakukan perbaikan, modifikasi, agar masing-masing komponen berfungsi sebagaimana mestinya, selanjutnya di uji coba lagi. 2.3. Prosedur Penelitian
Prosedur pengujian alat adalah sebagai berikut ; 1) Tangki diisi oli bekas yang sudah disaring dari kotoran. 2) Menghidupkan kompresor 3) Mengatur perbandingan udara dan bahan bakar dengan kran pengatur 4) Melakukan pemantikan dengan api setelah bahan bakar terlihat menyemprot (terkabutkan) pada ujung nozzle. 5) Mengukur suhu nyala api dengan thermometer digital setelah nyala api kontinyu.
Gambar 2. Pengukuran Temperatur Nyala Api Gambar 1. Bahan Penelitian 2.2. Rancang Bangun Burner
Rancang bangun meliputi langkah-langkah: (1) menentukan desain kontruksi alat sesuai kebutuhan urutan pemrosesan oli bekas agar bisa dikabutkan (atomizing) dengan baik sehingga bisa digunakan untuk menghasilkan pembakaran yang baik , (2) menentukan ukuran dan bahan yang digunakan untuk pembuatan alat, (3) pembelian bahan dan alat yang diperlukan, (4) pelaksanaan pembuatan komponen atau bagian utama burner sesuai fungsinya, (5) merakit/membuat satu unit burner dengan bahan bakar oli bekas. Melakukan uji kinerja alat, jika masih ada 113
Pengujian dilakukan dengan variasi parameter sebagai berikut : 1) Tekanan (3,4,5,6,7 (3,4,5,6, 7 bar) kemudian diukur temperatur nyala api yang dihasilkan. 2) perbandingan campuran oli bekas dan udara (1:1, 1:2, 1:3, 1:4), kemudian diukur temperatur nyala api yang dihasilkan. 3) pengulangan masing-masing masing-masin g (1) dan (2) dilakukan 3 kali. 2.4. Analisis Data
Analisis data untuk menentukan (1) tekanan dan perbandingan olibekas-udara yang optimum (2) temperatur nyala api maksimum yang dihasilkan, digunakan metode statistik berdasar atas nilai rerata.
3. Hasil dan Pembahasan
Tabel 1. Hasil Uji Nyala Api Burner dengan Variasi Tekanan 3,4,5,6 Bar
3.1. Unit Burner
Unit burner hasil rancang bangun terdiri komponen utama sebagai berikut; selang kran pengatur, unit pencampur oli bekas udara, tuas pengatur dan tuas pembersih, pemecah dan sprayer.
Gambar 3. Gambar Burner
Komponen
dari dan dan unit
Unit
Prinsip kerja unit burner secara umum dapat dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu ; bagian pencampuran oli bekas dan udara bertekanan tinggi (zona mixing), bagian homogenisasi (zona homogenisasi), bagian pemecahan dan penyemprotan sehingga oli bekas bisa terkabutkan (zona atomizing), dan bagian pembakaran (zona pembekaran).
No Tekanan 1
3 bar
2
4 bar
3
5 bar
4
6 bar
5
7 bar
I Tidak nyala Nyala api tidak kontinyu Nyala api kontinyu Nyala api kontinyu Nyala api kontinyu
Pengujian II Tidak nyala Nyala api tidak kontinyu Nyala api kontinyu Nyala api kontinyu Nyala api kontinyu
III Tidak nyala Nyala api tidak kontinyu Nyala api kontinyu Nyala api kontinyu Nyala api kontinyu
Dari data tabel diatas dapat diketahui bahwa kinerja unit burner bisa menghasilkan nyala api kontinyu pada tekanan diatas 5 bar. Pengujian kedua kinerja unit burner dilakukan untuk mengetahui temperatur nyala api, dengan variasi perbandingan oli bekas dan udara 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, pada tekanan 5 bar . Tabel 2. Hasil Pengujian Temperatur Nyala Api dengan Variasi Perbandingan Oli Bekas dan Udara 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, pada Tekanan 5 Bar Rasio Temperatur Nyala Temperatur 0 Volume Api ( C) Pengujian ke No Rata-Rata Oli Bekas 0 ( C) I II III dan Udara 1 1:1 365 380 387 377 2 1:2 645 675 684 668 3 1:3 984 1022 1030 1012 Api Api Api 4 1:4 mati mati mati
Gambar 4. Bagian-Bagian Proses Kerja Unit Burner 3.2. Pengujian Unit Burner dan Hasilnya
Pengujian pertama kinerja unit burner dilakukan untuk mengetahui besarnya tekanan yang bisa menghasilkan nyala api kontinyu. Hasil pengujian dengan variasi tekanan 3,4,5,6,7 bar, dengan perbandingan bahan bakar olibekas dan udara 1 : 3, sbb :
Dari data tabel diatas dapat diketahui bahwa temperatur nyala api maksimum diperoleh pada rasio oli bekas/ udara 1:3, yaitu rata-rata 0 sekitar 1012 C. Kondisi ini cukup sulit untuk meleburkan kuningan karena temperatur lebur 0 kuningan sekitar 1100 C. Pengujian ketiga kinerja unit burner dilakukan untuk mengetahui temperatur nyala api, dengan variasi perbandingan oli bekas dan udara 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, pada tekanan 6 bar . 114
1. Unit burner hasil rancangbangun bisa digunakan dengan menggunakan bahan bakar oli bekas 2. Unit burner bisa menghasilkan nyala api Rasio Temperatur Nyala kontinyu pada tekanan diatas 5 bar Temperatur 0 Volume Api ( C) Pengujian ke 3. Pada tekanan 6 bar dan rasio volume oli No Rata-Rata Oli Bekas 0 ( C) bekas dan udara 1:3, bisa digunakan untuk I II III dan udara meleburkan kuningan, jika tekanan 1 1:1 560 582 590 577 ditambah menjadi 7 bar peningkatan 2 1:2 860 892 906 886 3 1:3 1230 1252 1260 1247 temperatur nyala apinya tidak signifikan. Api Api Api 4. Waktu yang diperlukan untuk meleburkan 4 1:4 mati mati mati kuningan dengan kondisi parameter diatas masih kurang maksimum untuk ukuran Dari data tabel diatas dapat diketahui bahwa industri. temperatur nyala api maksimum diperoleh pada rasio oli bekas/ udara 1:3, yaitu rata-rata 4.2. Saran 0 sekitar 1247 C. Kondisi ini bisa untuk Agar panas nyala api yang dihasilkan oleh meleburkan kuningan, dari pengujian pada burner lebih optimum sehingga waktu kondisi ini untuk meleburkan sekitar 4 kg peleburan bisa lebih singkat tanpa harus kuningan mulai dari kondisi dapur dingin menaikkan tekenan kerja, kedepan perlu membutuhkan waktu sekitar 50 menit, tapi dicoba dan diteliti lagi dengan metode pada peleburan berikutnya (kondisi dapur pemanasan awal (pre-heating) pada bahan sudah panas) membutuhkan waktu sekitar 30 bakar oli bekas sehingga viskositas oli bekas menit. bisa diturunkan dulu sebelum masuk unit Tabel 4. Hasil Pengujian Temperatur Nyala burner. Tabel 3. Hasil Pengujian Temperatur Nyala Api dengan Variasi Perbandingan Oli Bekas dan Udara 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, pada Tekanan 6 Bar
Api dengan Perbandingan Oli Bekas dan Udara 1:3, pada Tekanan 7 Bar 0
No 1
Temperatur Nyala Api ( C) Pengujian Ke I II III 1280 1275 1285
5. Daftar Pustaka •
Temperatur Rata-Rata 0 ( C) 1280
Dari data tabel diatas untuk pengujian dengan tekanan 7 bar, peningkatan temperatur nyala api yang dihasilkan burner tidak terlalu signifikan dibanding pada tekanan 6 bar.
•
4. Kesimpulan dan Saran 4.1. Kesimpulan
Beberapa kesimpulan yang dapat dikemukakan dalam kesempatan kali ini adalah sebagai berikut :
115
•
•
Raharjo, P.W. dan Triyono, J, 2005, Pemanfaatan Cokeless Cupola untuk Mencairkan Logam Sebagai Salah Satu Alternatif Solusi untuk Mengurangi Ketergantungan Kokas. Gema Teknik, No. 2/Tahun VIII Juli 2005, pp. 14-19. Raharjo, P.W, 2009, Pemanfaatan Oli Bekas dengan Pencampuran Minyak Tanah Sebagai Bahan Bakar pada , Jurnal Penelitian Atomizing Burner Sains & Teknologi, Vol. 10, No. 2, 2009: 156 – 168 Shaha, A.K, 2007, Combustion Engineering and Fuel Technology, Oxford, Oxford and IBH Publishing Company http:/promo-jawa-tengah.com/indusrikuningan.html , 10 januari 2011.
