Download - Proposal Belum Fix
1. JUDUL PENELITIAN
Prototype Kompor Minyak Ditinjau dari Variasi Minyak Jelantah Industri
Terhadap Nilai Kalor dan Konsumsi Energi.
2. PENDAHULUAN
Perhitungan konsumsi energi nasional menunjukkan bahwa kebutuhan energy
semakin meningkat, sedangkan cadangan energy dari bahan bakar fosil semakin
menipis. Menyadari ketergantungan yang sangat besar kepada minyak bumi,
pemerintah Indonesia telah mengeluarkan Peraturan Presiden No. 5 Tahun 2006
Tentang Kebijakan Energi Nasional dan Inpres No. 1 Tahun 2006 Tentang
Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (BBN). Di dalam Peraturan
Presiden tersebut telah ditentukan sasaran peranan masing-masing jenis bahan bakar
diantaranya pemakaian bahann bakar nabati lebih dari 5% (Kadimun, 2009).
Minyak jelantah merupakan salah satu BBN yang dapat dimanfaatkan untuk
bahan bakar rumah tangga, ketersediaan bahan bakar tersebut menyebar di sekitar
masyarakat, sehingga tidak bermasalah dalam pendistribusiannya. Di samping itu
minyak jelantah merupakan limbah minyak goring yang telah dipakai berkali-kali dan
tidak baik untuk kesehatan. Pada tahun 2005, produksi minyak goreng di Indonesia
adalah sebesar 6,43 juta ton dengan pertumbuhan rata-rata 10% pertahun, sedangkan
konsumsi perkapita sebesar 16,5 kg/tahun dengan pertumbuhan lebih dari 3%
pertahun (Hambali dkk, 2007). Penggunaan minyak goreng dalam proses
produksinya juga semakin bertambah, sehingga semakin banyak pula minyak jelantah
yang dihasilkan terutama dari sektor pengolahan makanan.
Teknologi pemanfaatan minyak jelantah umumnya hanya didaur ulang untuk
digunakan hingga beberapa kali, sebagian lagi dimanfaatkan untuk bahan baku
pembuatan biodiesel, sedangkan teknologi untuk bahan bakar rumah tangga baru
menggunakan kompor sumbu. Pembakaran pada minyak kompor sumbu kurang
sempurna, ini terbukti dengan masih banyaknya jelaga yang dihasilkan dari kompor
sumbu tersebut (Tamrin, 2013).
Gasifikasi minyak jelantah merupakan solusi alternatif yang sangat efisien
karena dapat membantu mengurangi konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM),
terutama minyak tanah yang harganya semakin mahal dan gas yang dianggap masih
kurang aman (Tamrin, 2013). Pemanfaatan ini juga sekaligus dapat mencegah
penyalahgunaan jelantah yang sudah tidak layak didaur ulang untuk keperluan
konsumsi lagi.
Menurut Sjaffriadi (2012), jelantah dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar
dengan kompor bertekanan. Namun teknologi kompor bertekananyang digunakan
sebelumnya dianggap masih kurang efisien dan fleksibel, sebab kompor tersebut
memiliki dua rangkaian tangki bahan bakar yaitu tangki jelantah dan tangki kerosin.
Untuk itu perlu dilakukan pembuatan prototype kompor minyak jelantah
menggunakan satu tangki bahan bakar dengan penelitian mengenai campuran jelantah
dan kerosin. Teknologi ini mengubah jelantah menjadi gas dengan kualitas
pembakaran yang tinggi, sedikit emisi dan fleksibel untuk dibawa.
3. RUMUSAN MASALAH
Dalam pembuatan prototype kompor minyak jelantah, pembakaran bahan bakar
dilakukan dengan cara mengubah jelantah menjadi uap panas, sedangkan yang
menjadi permasalahan yaitu variasi minyak jelantah industri terhadap nilai kalor dan
konsumsi energi.
4. TINJAUAN PUSTAKA
4.1 Minyak Jelantah
Minyak jelantah adalah minyak limbah yang berasal dari minyak goreng seperti
minyak jagung, minyak sayur, minyak samin, minyak matahari, dan lain-lain. Minyak
ini merupakan bekas pemakaian kebutuhan rumah tangga umumnya dapat digunakan
lagi untuk keperluan kuliner akan tetapi ditinjau dari komposisi kimianya minyak
jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik dapat
menyebabkan penyakit kanker dalam jangka waktu yang panjang. Jadi sangat jelas
dikatakan bahwa penggunaan minyak goreng secara berulang-ulang dapat
mengganggu kesehatan manusia.
Sifat Fisik Minyak Jelantah Sifat Kimia Minyak Jelantah
Warna coklat kekuning-kuningan Hidrolisa, minyak akan diubah menjadi
asam lemak bebas dan gliserol.
Berbau tengik Proses oksidasi berlangsung bila terjadi
kontak antara sejumlah oksigen dengan
minyak.
Terdapat endapan Proses hidrogenasi bertujuan untuk
menumbuhkan ikatan rangkap dari rantai
karbon asam lemak
(sumber : nunukgeminastiti.blogspot.com, 2012)
Jelantah (wasted cooking oil) yang merupakan limbah dari pemanfaatan minyak
goreng, terutama dari industri makanan skala kecil, menengah maupun besar, dapat
menjadi suatu alternatif penggunaan minyak nabati untuk keperluan bahan bakar.
Pemanfaatan itu juga sekaligus dapat mencegah penyalahgunaan jelantah yang sudah
tidak layak didaur ulang untuk keperluan konsumsi lagi.
Pada tahun 2005, produksi minyak goreng adalah sebesar 6,43 juta ton dengan
pertumbuhan rata-rata diatas 10% per tahun, sedangkan konsumsi per kapita sebesar
16,5 kg/tahun dengan pertumbuhan lebih dari 3% per tahun (Hambali dkk, 2007).
Industri besar, menengah maupun kecil yang menggunakan minyak goreng tersebut
dalam proses produksinya juga makin bertambah. Sehingga semakin banyak pula
minyak jelantah yang dihasilkan dari penggunaan minyak goreng tersebut, terutama
dari sektor pengolahan makanan atau bahan pangan dengan berbagai tingakat skala
volume.
Jelantah merupakan salah satu pilihan yang menarik untuk digunakan sebagai
bahan bakar karena memiliki beberapa keunggulan antara lain kandungan energi yang
dimiliki cukup besar, sehingga dengan bobot atau volume yang tidak besar terdapat
potensi kalor yang cukup tinggi, kondisinya relative masih dalam fase cair sehingga
pengaturan dalam operasional pembakaran relative mudah, tidak gampang meledak
sehingga aman dan penyimpanan persediaannya tidak membutuhkan prosedur
ataupun persyaratan khusus.
4.2 Minyak Tanah
Minyak tanah (bahasa Inggris : kerosene atau paraffin) adalah cairan hidrokarbon
yang tak berwarna dan mudah terbakar. Minyak tanah diperoleh dengan cara distilasi
fraksional dari petroleum pada 150oC sampai 275oC (rantai karbon dari C12 sampai
C15). Nama kerosene diturunkan dari bahas Yunani keros (malam). Biasanya, minyak
tanah didistilasi langsung dari dari minyak mentah membutuhkan perawatan khusus,
dalam sebuah unit Merox atau hidroteater, untuk mengurangi kadar belerang dan
pengaratannya. Minyak tanah dapat juga diproduksi dari hydrocracker, yang
digunakan untuk memperbaiki kualitas dari minyak mentah yang akan bagus untuk
bahan bakar minyak. Avtur (bahan bakar mesin jet) adalah minyak tanah dengan
spesifikasi yang diperketat, terutama mengenai titik uap dan titik beku.
Proses minyak mentah menjadi minyak tanah terjadi pada fraksi kelima setelah
melewati empat fraksi awal. Pada fraksi kelima ini dihasilkan kerosin (minyak tanah).
Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil di 275oC, masih berupa uap, dan akan
masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175oC – 275oC (350-525oF). Pada trayek ini,
kerosin (minyak tanah) akan mencair dan keluar ke penampungan kerosin. Minyak
tanah (kerosin) merupakan campuran alkana dengan rantai C12H26-C15H32.
Penurunannya sebagai bahan bakar untuk memasak terbatas untuk negara
berkembang, karena melalui proses penyulingan seperlunya dan masih tidak murni
bahkan memiliki pengotor (debris). Di Indonesia, minyak tanah digunakan untuk
mengusir koloni sarana sosial, seperti semut atau kecoa. Selain itu, beberapa
pembasmi sarana bermerek juga menggunakan minyak tanah sebagai komponennya.
Namun untuk masyarakat kalangan menengah ke bawah minyak tanah tetap
digunakan sebagai bahan bakar untuk memasak juga serta untuk penerangan.
4.3 Kompor Minyak
Kompor mawar adalah kompor yang menghasilkan api kembang seperti bunga
mawar. Banyak digunakan di masyarakat Indonesia, terutama untuk pedagang kecil.
Kompor mawar menggunakan bahan bakar minyak tanah. Minyak dipanaskan di
dalam pipa, kemudian minyak tanah akan berubah menjadi gas, ketika cairan minyak
tanah berubah menjadi gas, maka tekanan di dalam pipa akan meningkat. Gas dari
minyak tanah akan tersembur keluar dan langsung terbakar. Prinsip kerja kompor
mawar dapat dilihat pada gambar 1.
4.4 Pengkabutan
Pengkabutan adalah proses termokimia di mana bahan bakar dicampur dengan
udara dalam satu ruang tertutup yang diberi tekanan. Kabut hasil pengkabutan
memiliki tekanan tinggi, panas tinggi dan kondisi uap. Proses pengkabutan pada
minyak jelantah memiliki efisiensi yang memberikan manfaat ganda sebagai sistem
pemanfaatan limbah. Kenaikan efisiensi ini disebabkan oleh rancangan proses bentuk
tertutup, di mana hanya sebagian kecil dari panas proses yang akan terbuang (KK
Teknik Fisika ITB, 2008).
Proses pengkabutan pada minyak jelantah denan cara memanaskannya pada suhu
yang lebih tinggi dibandingkan titik didihnya, sehingga mengubah fasenya menjadi
uap dan member tekanan pada tangki bahan bakar yang bertindak sebagai karburator.
Proses perubahan fase ini dapat dilakukan dengan bantuan tangki bertekanan
(Tamrin, 2013).
5. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan yang akan dicapai dari penelitian ini adalah :
1. Mengkaji prototype kompor minyak dengan variasi bahan bakar
2. Meninjau dari variasi minyak jelantah industri terhadap nilai kalor dan
konsumsi energi
6. MANFAAT
Pembuatan protype gasifier ini bermanfaat dalam hal pengembangan ilmu
pengetahuan diantaranya :
1. Mengembangkan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, khususnya di bidang
diversifikasi energi dengan pemanfaatan minyak jelantah menjadi bahan
bakar alternatif.
2. Dapat digunakan sebagai peralatan praktikum di Laboratorium Analisis
Sistem Termal DIV Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya.
3. Dapat digunakan masyarakat sebagai pengganti kompor minyak tanah dan
kompor gas.
7. METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :
7.1 Waktu dan Tempat
Pelaksanaan ini dilakukan di Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri
Sriwijaya selama 4 bulan, dari bulan maret sampai bulan juni 2014.
7.2 Rancangan Kompor Minyak
Pada gasifier terdapat bagian tangki penampungan bahan bakar dan bagian
atasnya yang menempel pada rangka yaitu kompor minyak yang memiliki beberapa
bagian yang berfungsi untuk merubah minyak jelantah menjadi gas.
Tangki penampungan dibuat dari tangki petromaks, pada bagian ini terdapat
sebuah pompa manual yang berfungsi untuk member tekanan di dalam tangki
sehingga memaksa cairan minyak jelantah menjadi uap dan bagian tempat pengisian
bahan bakar. Pada bagian pengisian bahan bakar terdapat alat untuk membaca
tekanan yang terdapat di dalam tangki.
Kompor minyak terbuat dari plate stainless steel 304 dengan ketebalan 1 mm,
pada kompor minyak terdapat alat burner, converter, spuyer dan saringan udara.
Burner berfungsi sebagai tempat pembakaran awal, sehingga memanaskan converter.
Converter berfungsi untuk menguapkan minyak jelantah setelah dialirkan dari tangki.
Hasil penguapan tersebut keluar melalui spuyer lalu masuk ke bagian saringan udara
bersama dengan udara bersama dengan udara yang tersedia.
7.2.2 Pendekatan Desain Struktural
Secara umum prototype gasifier dibagi menjadi dua bagian inti, yaitu tangki
penampung bahan bakar dan kompor minyak. Kompor minyak dirancang dengan
tinggi total 70 cm dan lebar 30 cm.
Kompor ini memiliki 3 tabung saringan udara yang berfungsi menjaga sirkulasi
udara. Ketiga saringan memiliki tinggi yang sama yaitu 5 cm, dengan diameter
berbeda. Saringan pertama memiliki diameter 7 cm, saringan kedua memiliki
diameter 11 cm, saringan ketiga memiliki diameter 20 cm. sedangkan untuk rangka
luar kompor memiliki tinggi 10 cm dan diameter 30 cm. kompor gasifikasi dilengkapi
dengan 4 kaki rangka yang memiliki tinggi 60 cm, di bagian bawah rangka terdapat
tempat untuk meletakkan tangki petromaks.
7.3 Pertimbangan Percobaan
7.3.1 Alat dan Bahan
7.3.1.1 Alat
Tangki petromaks 1 set
Stainless steel 1 lembar
Pipa tembaga 1 meter
Pipa diameter 20 mm 3 meter
Termometer 1 buah
Neraca analitik 1 buah
Corong 1 buah
Jerigen 2 buah
Panic dan tutup 1 buah
Kain saringan 1 buah
Cantingan literan 1 buah
Stopwatch 1 buah
7.3.1.2 Bahan
Minyak jelantah 10 liter
Minyak tanah 7 liter
Air 10 liter
7.3.2 Perlakuan dan Analisis
Dalam pembuatan prototype kompor gasifikasi, bahan bakar dioperasikan
dengan mencampurkan minyak jelantah dengan kerosin. Pencampuran ini disebabkan
viskositas minyak jelantah yang tinggi, sehingga diperlukan kerosin sebagai bahan
bakar starter. Perlakuan yang digunakan adalah variabel tetap laju alir bahan baku
dan tekanan dalam tangki, sedangkan variabel yang divariasikan adalah rasio
perbandingan antara campuran minyak jelantah dan kerosin.
7.4.2.1 Analisa Nilai Kalor
Persiapan Alat
a. Isi rinse tank sampai garis batas yang ada di dalam tabung atau kurang lebih 16
liter. Apabila pada saat analisis muncul peringatan RINSE TANK MAYBE
LOW LEVEL, maka yang harus dilakukan adalah isi Rinse Tank, dan lanjutkan
untuk me-reset dengan cara masuk ke MAIN MENU-OPERATING CONTROL-
BOMB RINSE TANK CONTROLS-RESET RINSE TANK COUNTER.
b. Isi water tank yang terletak di belakang instrument dengan cara mengangkat ke
atas tutup yang berwarna merah, isi sebanyak kurang lebih 2 liter. Penggantian
air water tank setiap 3 bulan, dengan cara memutar ke arah kiri untuk membuka
dan ke kanan untuk menutupnya kembali.
c. Buka/set regulator oksigen (450 psi) dan nitrogen (80 psi, dengan cara
memutarnya ke arah kanan untuk membuka dan ke kiri untuk menutupnya.
d. Tekan power ON yang terletak di belakang instrument, maka alat akan booting
kurang lebih 2-3 menit hingga tampil menu utama atau main menu.
e. Setelah itu tekan tombol CALORIMETER OPERATION.
f. Tekan tombol HEATR AND PUMP, tunggu hingga START dan START
PRETEST muncul.
g. Selanjutnya tekan START PRETEST untuk melakukan pengecekan gas dan air,
tunggu selama kurang lebih 10 menit sampai selesai.
Note : apabila instrument standby selama 10 menit, maka instrument akan
menampilkan peringatan untuk start preteset lagi. Pilih saja Continue. Apabila
masih ada sampel, dikeluarkan dulu karena instrument akan mengecek ulang.
Jika tidak ada masalah dalam pengecekan, maka instrument siap dioperasikan.
GAMBAR COOOYYY
Prinsip kerja kompor mawar ini dapat juga digunakan untuk kompor minyak
jelantah. Minyak jelantah dimasukkan ke dalam kompor mawar, kemudian
dipanaskan dan minyak jelantah akan menguap. Titik didih minyak jelantah (minyak
goreng) 175oC (Fessenden and Fessenden, 1986). Kompor mawar merupakan kompor
bertekanan. Kompor mawar mempunyai pipa yang relatif kecil yaitu dengan diameter
sebesar 2,5 mm. besar lubang pipa ini kurang menguntungkan jika dialirkan minyak
jelantah, karena viskositas minyak jelantah sekitar 15 kali lebih besar dari pada
minyak tanah. Besar debit aliran minyak pada kompor mawar dapat dilihat pada tabel
2.
Tekanan
(Psia)
Percobaan ke- Rata-
rata1 2 3 4 5 6
Minyak Tanah
6 4,06 4,44 4,32 4,25 4,70 4,34 4,35
5 3,63 3,94 3,82 3,63 3,69 3,47 3,70
4 3,07 3,2 3,08 3,02 2,95 2,83 3,03
3 2,33 2,56 2,17 2,57 2,66 2,59 2,48
Minyak Jelantah
6 0,66 0,63 0,60 0,69 0,76 0,74 0,68
5 0,49 0,55 0,54 0,65 0,68 0,65 0,59
4 0,52 0,48 0,49 0,54 0,51 0,54 0,51
3 0,39 0,49 0,46 0,46 0,46 0,47 0,46
(sumber : Tamrin 2013)
Laju minyak tanah pada aliran dalam pipa dengan diameter 2,5 mm lebih
besar dari pada debit aliran minyak jelantah. Hal ini dimungkinkan karena minyak
tanah mempunyai viskositas lebih tinggi dibandingkan minyak jelantah. Dengan
viskositas yang tinggi akan mempunyai tahanan yang lebih besar. Menurut Kreith and
Berger (1999) bahwa gaya gesekan aliran di dalam pipa dipengaruhi oleh banyak
parameter, salah satunya adalah tingkat kekentalan fluida yang dialirkan. Semakin
tinggi tingkat kekentalan, maka semakin tinggi gaya gesekan cairan tersebut atau
semakin sulit cairan tersebut dialirkan. Besarnya aliran minyak di dalam pipa kompor
mawar (Tabel 2) juga dipengaruhi oleh besar tekanan pada tabung minyak. Semakin
besar tekanan yang digunakan, maka semakin besar aliran yang mengalir pada pipa.
Besar aliran minyak atau suplai bahan bakar menunjukkan besar energi yang dapat
dihasilkan oleh kompor mawar, karena sebagian besar minyak yang berubah akan
terbakar dan menghasilkan energi panas.
Tabel 3. Data pengamatan untuk sampel 1
Jenis minyak
jelantah
Variasi
pencampuran
Nilai kalor Lamanya waktu
pemanasan
(%) (min)
Minyak dari hasil
penggorengan
kerupuk
Tabel 4. Data pengamatan untuk sampel 2
Jenis minyak
jelantah
Variasi
pencampuran
(%)
Nilai kalor
Lamanya waktu
pemanasan
(min)
Minyak dari hasil
penggorengan
dari rumah makan
Tabel 5. Data pengamatan untuk sampel 3
Jenis minyak
jelantah
Variasi
pencampuran
(%)
Nilai kalor
Lamanya waktu
pemanasan
(min)
Minyak dari hasil
penggorengan
dari hotel
kegiatan Bulan
Februari Maret April Mei Juni Juli
1. Persiapan proposal
a. Studi literatur
b. Observasi lapangan
2. Penyusunan proposal
3. Seminar proposal
4. persiapan penelititan
a. Survei bahan baku
b. Persiapan alat yang digunakan
5. Penelitian
a. Persiapan bahan baku dan
peralatan
b. Perancangan dan pencampuran
komposisi
c. Tahap analisis
6. Penyusunan TA dan Artikel ilmiah
7. Seminar TA
material kuantitasharga satuan
(Rp)jumlah (Rp)
Tangki petromaks (set) 1 300.000,00 300.000,00
Stainless steel (lembar) 1 200.000,00 200.000,00
Pipa tembaga (meter) 1 500.000,00 500.000,00
Pipa diameter 20 mm (meter) 3 300.000,00 300.000,00
Minyak jelantah (liter) 10 2.000,00 20.000,00
Minyak tanah (liter) 5 9.000,00 45.000,00
sub total 1.365.000,00
Material KuantitasHarga Satuan
(Rp)Jumlah (Rp)
1. ATK
a. Kertas (rim) 2 35.000,00 70.000,00
b. Tinta print (botol) 3 20.000,00 60.000,00
c. Pencarian literature 100.000,00 100.000,00
2. Sewa lab
a. Sewa lab untuk
penelitian
500.000,00
3. Print dan laporan
a. Pembuatan proposal
dan laporan TA
100.000,00
b. Seminar proposal
laporan TA
100.000,00
4. Upah perakitan 100.000,00
sub total 1.030.000,00
Material Jumlah (Rp)
Alat dan Bahan
Lain-lain
1.365.000,00
1.030.000,00
total 2.395.000,00
PROPOSAL TUGAS AKHIR
PROTOTYPE KOMPOR MINYAK
(Ditinjau Dari Variasi Minyak Jelantah Industri