## Pengembangan Desain Kompor Gasifikasi Top Lith Up Draft (TLUD)
Muhamad Ashar Syahrir 1) , Lukas Kano Mangalla 2) , Al Ichlas Imran 3)
¹ ) Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Halu OLeo
2 ’3) Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A. Makadompit, Kampus Hijau Bumi Tridarma Andounohu, Kendari 93232 Email: asharmesin01 @gmail.com Article Info Abstrak Available online September 10, 2021 Penggunaan  kompor  yang  ramah  lingkungan  dalam  sektor  rumah  tangga  dapat menjadi  alternatif  untuk  mengatasi  penggunaan  minyak  tanah  yang  terbatas  dan pasokan LPG yang masih terkendala. Tujuan penelitian yaitu mengembangkan desain kompor gasifikasi dengan kosep Top Lith Up Draft pada beberapa variasi kolom yaitu tanpa kolom, kolom 2 lubang dan kolom 4 lubang dengan menggunakan bahan bakar kulit mete yang menghasilkan bahan gas optimal. Metode penelitian berupa metode Top Lith Up Draft yang merupakan metode teknologi  semigasifier proses gasifikasi yang dapat menghasilkan lebih sedikit emisi yang dapat membahayakan kesehatan manusia. Hasil penelitian yang diperoleh menunjukan bahwa pengembangan desain kompor gasifikasi TLUD dari beberapa  variasi kolom berfungsi dengan baik. Proses pengujian  gasifikasi  yang  dilakukan  untuk  ketiga  variasi  kolom  yang  digunakan menghasilkan  nilai  temperature  yang  baik,  yaitu  untuk  variasi  tanpa  kolom temperature  yang  dihasilkan  sebesar  829 ℃ ,  kolom  2  lubang  sebesar  935 ℃ ,  dan kolom 4 lubang sebesar 934 ℃ . Variasi kolom terbaik adalah kolom 2 lubang dengan nilai temperature tertinggi sebesar 935 ℃ .
Kata kunci :, Gasifikasi, TLUD, kulit mete, efisiensi
Abstract
The  use  of  environmentally  friendly  stoves  in  the  household  sector  can  be  an alternative  to  overcome  the  limited  use  of  kerosene  and  the  constrained  supply  of LPG. The purpose of the study was to develop a gasification stove design with the concept  of  Top  Lith  Up  Draft  on  several  variations  of  the  column,  namely  without columns, column 2 holes and column 4 holes using cashew shell fuel which produces optimal gas fuel. The research method is the Top Lith  Up Draft method, which is a gasification  process  semi-gasifier  technology  method  that  can  produce  fewer emissions  that  can  harm  human  health.  The  results  obtained  indicate  that  the development  of  the  TLUD  gasification  stove  design  from  several  variations  of  the column  functions  well.  The  gasification  testing  process  carried  out  for  the  three variations  of  the  column  used  resulted  in  good  temperature  values,  namely  for variations without a temperature column of 829 , column 2 holes of 935 , and column 4  holes  of  934  .  The  best  column  variation  is  the  2  hole  column  with  the  highest temperature value of 935.
Kata kunci : Gasification, TLUD, cashew shell,  efficiency.

## 1. Pendahuluan
Kebutuhan  energi  pada sektor  rumah  tangga juga  masih  bergantung  pada  bahan  bakar  fosil, seperti  minyak  tanah  dan  LPG  ( Liquid  Petreloum Gas ).  Namun,  penggunaan  minyak  tanah  telah dibatasi dengan adanya program konversi minyak
tanah  ke  LPG  oleh  pemerintah.  Sementara  itu, pasokan  LPG  pada  sektor  rumah  tangga  masih terkendala.  Selain  harganya  yang  cenderung meningkat  setiap  tahun,  distribusi  LPG  masih belum merata di beberapa daerah. Pemberdayaan biomassa  sebagai  bahan  bakar  kompor  gasifikasi
ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
dapat dijadikan solusi krisis energi di sektor rumah tangga [1]. Jenis energi yang dominan digunakan di sektor  rumah  tangga  pada  tahun  2050  adalah listrik. Pangsa permintaan listrik naik dari 60% pada tahun 2018 menjadi 90% pada tahun 2050. Naiknya permintaan  listrik  didorong  oleh  meningkatnya penggunaan  alat  alat  elektronik  di  rumah  tangga seperti  AC,  mesin  pompa  air,  termasuk  kompor listrik  induksi.  Sementara    permintaan  LPG  pada scenario  BaU,  PB  dan  RK  pada  tahun  2050  akan mencapai  4,8  MTOE,  4,3  MTOE  dan  3,4  MTOE dengan  adanya  program  substitusi  LPG  ke  jargas, kompor listrik induksi dan DME. Substitusi minyak tanah  ke  LPG  juga  masih  dimasukkan  sebagai asumsi dalam outlook ini yang diproyeksikan akan selesai pada tahun 2022 [2].
Energi merupakan salah satu kebutuhan dasar manusia,  dan  manusia  tidak  akan  hidup  tanpa energi.  Selain  dibutuhkan  untuk  kelangsungan hidup,  manusia  memerlukan  energi  untuk membantu  menjalankan  berbagai  kegiatan  hidup seperti  produksi  barang  kebutuhan,  transportasi, dan  komunikasi  dalam  rangka  mewujudkan kemakmuran  dan  kesejahteraan  hidup.  Secara garis  besar  energi  dapat  diklasifikasikan  menjadi dua,  yaitu  energi  transisi  dan  energi  tersimpan. Energi  dalam  transisi  ( transitional  energy )  adalah energi  yang  sedang  bergerak  melintasi  batas sistem.  Energi  tersimpan  ( strored  energy )  adalah energi  yang  tersimpan  dalam  suatu  sistem  atau massa    [3].  Biomassa  sebagai  sumber  daya terbaharui yang dapat dikonversikan menjadi suatu energy  terbarukan  dengan  beberapa  teknik konversi  energy.  Konversi  biomasa  sebagai  salah satu  cara  pemanfaatan  sumber  energy  dapat mereduksi  limbah  hasil  pertanian,  perkebunan, hutan dan sebagainya [4].
Biomassa  juga  merupakan  sumber  daya terbarukan  dengan  suatu  campuran  dari  material yang sangat kompleks yang terdiri dari karbohidrat, protein,  dan  lain  sebagainya.  [5]. Biomassa  juga merupakan  sumber  energi  alternatif  yang  sangat potensial untuk pengganti bahan bakar fosil, tetapi saat ini belum cukup layak karena membutuhkan biaya yang tidak sedikit. Hal tersebut menunjukan perlunya  pengembangan  lebih  jauh  untuk pemanfaatan  di  sektor  energi  biomassa  untuk bekal dimassa depan [6]. Kompor gasifikasi adalah salah satu teknologi  pemanfaatan  biomassa  yang  dapat digunakan  untuk  kebutuhan  memasak  pada sektor rumah tangga.  [7].
Kompor  gasifikasi  biomassa  telah  diteliti sebelumnya, salah satunya yaitu oleh Wjianto yang
melakukan  sebuah  penelitian  mengenai  variasi kecepatan  aliran  udara  pada  tungku  gasifikasi limbah  biomassa  terhadap  nyala  efektif  dan temperatur pembakaran. Penelitian ini menggunakan sistem updraft gasifier [8]. Kompor gasifikasi  juga  adalah  salah  satu  teknologi pemmfaatan  biomassa  yang  dapat  digunakan untuk  kebutuhan  memasak  pada  sektor  rumah tangga.  Konversi  biomassa  menjadi  energi  termal menggunakan kompor gasifikasi dapat meningkatkan efisiensi termal hingga dua kali lipat dari  pembakaran  biomassa  secara  konvensional [9]. Proses gasifikasi memiliki beberapa faktor yang dapat  mempengaruhi  proses  dan  kandungan syngas yang dihasilkkannya faktor-faktor tersebut. Kandungan  air  akan  berpengaruh  pada  nilai  kalor yang  dihasilkan.  Apabila  kandungan  airnya  tinggi maka kalori yang dihasilkan briket sebagian  kalori akan dipergunakan lebih dahulu untuk menguapkan  air  yang  terdapat  dalam  briket. Akibatnya,  sebagian  kalor  yang  dihasilkan  oleh briket terpaksa sebagian dipakai untuk menguapkan  air.  Kalori  sisa  baru  dapat dimanfaatkan sebagai penghasil panas baik dengan cara  pemanasan  kontak  langsung  ataupun  cara pemanasan kontak tidak langsung [10].
Standar kompor gasifikasi top lith up-draft (TLUD): a. Konsumsi spesifik bahan bakar, dimana tungku dinyatakan  lulus  uji  konsumsi  bila  nilai  Sc sebesar 1 kg/jam.
b. Nilai  efisiensi  pembakaran.,  dimana  tungku dinyatakan lulus efisiensi pembakaran jika nilai η c minimal  0,96  atau  rasio N(CO)/N(CO 2 ) maksimal 0,04.
c. Nilai efisiensi termal, dimana tungku dinyatakan lulus  efisiensi  termal  jika  hasil  uji  efisiensi memenuhi nilai minimal 20%.
d. Nilai emisi CO, dimana tungku dinyatakan lulus uji emisi CO jika emisi CO tidak melebihi 67 g/kg bahan bakar terkonsumsi.
e. Nilai  emisi  PM 2,5, dimana  tungku  dinyatakan lulus  uji  emisi  PM 2,5 jika  nilai  emisi  PM 2,5 tidak lebih dari 1500 mg/kg bahan bakar terkonsumsi [11].

## 2. Metode Penelitian
a. Prosedur  Pengujian  Temperatur  Kompor Gasifikasi TLUD
1) Bahan bakar disiapkan sebesar 500 gram
2) Bahan  bakar  sebesar  500  gram  dimasukan di  dalam  kompor  kemudian  dinyalakan menggunakan korek api
3) Temperatur diukur mrnggunakan thermometer
4) Perubahan  temperaturdicatat  setiap  2 menit sampai nyala api mati pada masing- masing posisi ketinggian
5) Pengukuran  temperatur  pada  masing- masing  variasi  lubang  kolom  dilakukan sebanyak 3 kali
6) Selesai
b. Prosedur  Pengujian  PAnas  Kompor  Gasifikasi TLUD
1) Air disiapkan sebesar 0,3 liter
2) Air  sebesar  0,3  liter  dituangkan  ke  dalam wajan
3) Bahan  bakar sebesar 500 gram dimasukan di  dalam  kompor,  kemudia  dinyalakan dengan menggunakan korek api
4) Pada  menit  kedua,  air  dipanaskan  sampai mendidih. Kemudian dicatat waktu mendidihnya  air  dan  bahan  bakar  sisa setelah didinginkan
5) Proses  mendidihkan  air  pada  masing- masing variasi kolom dilakukan sebanyak 3 kali
6) Selesai
c. Desain Alat Tampak Atas Tampak Depan Isometri Tampak Bawah
Gambar 1. Desain kompor gasifikasi

## 3. Hasil dan Pembahasan
a. Nilai  perbandingan  temperature  kompor gasifikasi  TLUD  pada  beberapa  variasi  kolom pada pengukuran ketinggian ke dua (T2).
Nilai  perbandingan  temperatur  kompor gasifikasi  TLUD  pada  beberapa  variasi  kolom pada pengukuran ketinggian kedua (T2), dapat dilihat pada Gambar 2 di bawah ini.
Gambar 2. Nilai temperature kompor gasifikasi TLUD pada beberapa variasi kolom pada pengukuran ketinggian ke dua (T2)
Variasi  kompor  gasifikasi  TLUD  tanpa  kolom memperlihatkan bahwa pada menit ke 2 sampai ke 10  temperatur  yang  dihasilkan  relative  stabil. Kemudian  mengalami  kenaikan  dan  stabil  pada menit  12  sampai  menit  30,  dan  mengalami penurunan  dratis  pada  menit  ke  32  sampai  nyala api mati. Temperatur tertinggi berada pada menit 18  yaitu  829°C.  Variasi  kompor  gasifikasi  TLUD kolom 2 lubang menunjukan bahwa pada menit ke 2  sampai  pada  menit  ke  18  temperatur  yang dihasilkan  relative  stabil,  kemudian  naik  pada menit 24. Selanjutnya temperature menurun pada menit  ke  26  dan  naik  kembali  pada  menit  ke  28, hingga  dimenit  ke  32  temperatur  turun  drastic sampai  nyala  api  mati  pada  menit  ke  34. Temperatur  tertinggi  berada  pada  menit  32  yaitu 896°C.  Variasi  kompor  gasifikasi  TLUD  kolom  4 lubang  menunjukan  bahwa  dari  menit  2  sampai menit  ke  18  temperatur  yang  dihasilkan  relative stabil,  dan  mengalami  kenaikan  yang  tidak  stabil dari  menit  20  sampai  menit  32.  Pada  menit  32, temperatur menurun drastis pada menit 34 sampai nyala  api  mati.  Temperatur tertinggi  berada  pada menit 32 yaitu 892°C.
Dari masing-masing variasi kolom dapat dilihat bahwa  nilai  temperatur  paling  tinggi  didapatkan pada  variasi  kolom  2  lubang.  Hasil  yang  kita harapkan adalah temperature tertinggi didapatkan pada  variasi  kolom  4  lubang,  sementara  hasil penelitian  menunjukan  nilai  temperature  paling tinggi didapatkan pada variasi kolom 2 lubang. Hal ini disebabkan pada variasi kolom 4 lubang terlihat mengalami  kelebihan  ruang  udara  pada  ruang bakar  dengan  dasar  untuk  menghasilkan  nilai pembakaran  yang  baik,  dimana  campuran  bahan bakar  dan  oksigen  itu  seimbang  sehingga  dapat
0 200 400 600 800 1000 1200 0 10 20 30 40 Te m p e ra tur ( ˚C ) Waktu  (Menit) Tanpa Kolom Kolom 2 lubang
Kolom 4 Lubang
menghasilakn  hasil  pembakaran  yang  lebih sempurna.
b. Pengujian waktu mendidihkan air Pengujian waktu mendidihkan air dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah ini.
Gambar 3. Waktu mendidihkan air
Berdasarkan  Gambar  3  didapatkan  hasil bahwa  untuk  mendidihkan  air  sebesar  0,3  liter dengan  menggunakan  kompor  gasifikasi  TLUD- tanpa  kolom  hanya  dibutuhkan  bahan  bakar sebesar 0,0045 kg dengan lama waktu pembakaran 3.365 menit. Sementara itu, untuk mendidihkan air sebesar  0,3  liter  dengan  menggunakan  kompor gasifikasi  menggunakan  kolom  2  lubang  hanya dibutuhkan bahan bakar sebesar 0,032 kg dengan lama waktu pembakaran 2.425 menit. Selanjutnya, untuk  mendidihkan  air  sebesar  0,3  liter  dengan menggunakan  kompor  gasifikasi  kolom  4  lubang hanya  dibutuhkan  bahan  bakar  0,039  kg  dengan lama  waktu  pembakaran  3.15  menit.  Dengan adanya  penambahan  udara  pada  reaktor  maka temperatur nyala api semakin tinggi dan mencapai temperatur nyala api tertinggi lebih cepat. Karena dengan  bertambahnya suplay  udara maka  jumlah oksigen  yang  dipergunakan  untuk  pembakaran pada daerah oksidasi juga semakin meningkat. Hal ini juga menyebabkan waktu nyala efektif menjadi semakin pendek sehingga pada saat mendidihkan air  sebesar  0,3  liter  yang  paling  cepat  mendidih adalah desain kompor gasifikasi kolom 2 lubang. c. Laju konsumsi bahan bakar Laju  konsumsi  bahan  bakar  dapat  dilihat  pada Gambar 4 di bawah ini.
Gambar 4. Laju konsumsi bhan bakar
Grafik di atas memperlihatkan laju konsumsi bahan bakar pada beberapa variasi kolom pada kompor gasifikasi top lith up draft. Berdasarkan grafik pada Gambar 4, menunjukan bahwa laju konsumsi bahan bakar didapatkan untuk variasi tanpa  kolom  0,01322  kg/min,  variasi  kolom  2 lubang  0,01319  kg/min,  dan  variasi  kolom  4 lubang 0,01238 kg/min
d. Efisiensi termal Nilai  efisiensi  termal  pada  beberapa  variasi kolom  pada  kompor  gasifikasi  TLUD  dapat dilihat pada Gambar 5 berikut.
Gambar 5. Efisiensi termal
Efisiensi termal adalah ukuran berdimensi dari perangkat  yang  menggunakan  energy  panas. Efisiensi termal juga dapat diartikan sebagai ukuran tanpa  dimensi  yang  menunjukan  performa peralatan termal.
Q = M air × Cp air × ΔT × ΔM air × L (1)
ɳ = 𝑄 BB.CV × 100 % (2)
Dimana:
M air = massa air (kg) Cp air = kapasitas kalor air (4800 J/kg°C) ΔT = selisih suhu (°C)
CV = nilai kalor bahan bakar (20473451,97 J/kg) B.B = Massa bahan bakar (kg) ɳ = Efisiensi termal (%) Q = panas yang didapatkan L
= kalor penguapan 2268000 J/kg)
ΔM air = massa air yang menguap (kg)
Nilai  efisiensi  termal  kompor  gasifikasi  TLUD tanpa kolom, kolom 2 lubang, dan kolom 4 lubang yaitu  25%,  34%,  dan  28%.  Nilai  efesiensi  termal dengan  persentase  paling  tinggi  adalah  adalah kompor  gasifikasi Top  Lith  Up  Draft pada  variasi kolom 2 lubang yaitu 34%, sedang variasi kolom 4 lubang  sebesar  28%,  dan  variasi  tanpa  kolom sebesar 25%. Pada pengujian kompor gasifikasi ini berhasil  mendapatkan  kompor  gasifikasi  yang memenuhi  standar  yang  ditetapkan  BSNI  yaitu lebih dari 20%.
0 1 2 3 4 tanpa kolom kolom 2 lubang kolom 4 lubang W akt u ( min ) 0.0115 0.012 0.0125 0.013 0.0135 T kolom 2 lubang 4 lubang K om su m si BB (kg /m in ) Jenis Lubang
0 10 20 30 40 tanpa kolom kolom 2 lubang kolom 4 lubang Ef is ien si Ter m a l (% )
4. Kesimpulan
Kompor  gasifikasi top  lit  up – draft dengan penambahan kolom pada tenah ruang bakar cukup berpengaruh  terhadap  kenaikan  temperatur,  laju konsumsi  bahan  bakar  dan  efisiensi  pembakaran. dari beberapa variasi kolom efisiensi pembakaran yang paling baik didapatkan pada kolom 2 lubang diikuti  dengan  kolom  4  lubang  dan  tanpa  kolom yaitu sebesar 34%, 28% dan 24%.

## Daftar Pustaka
[1] E.  "Distribusi  tepat  sasaran  LPG  3  Kg,"  14 januari 2020. [Online]. Available: https://migas.esdm.go.id/post/read/distrib usi-tertutup-lpg-3-kg-mulai-diterapkan- pertengahan-2020.  [Accessed  5  Agustus 2020].
[2]   S.  S.  H.  Pambudi,  J.  L.  Wibowo  and  N.  I. Pratiwi,  Outlook  Energi  Indonesia,  Jakarta Selatan, 2019.
[3]   A.  Pudjanarsa  and  D.  Nursuhud,  Mesin Konversi Energi, Surabaya: CV Andi, 2008.
[4]   E. A. Sellana, S. and T. A. A, "Pengaruh Tinggi dan  Jumlah  Lubang  Udara  Pada  Tungku Pembakaran  serta  Variasi  Aliran  Udara Terhadap Kinerja Kompor Gasifikasi
Biomassa," Proceeding Of Engineering, pp. 3862-3863, 2017.
[5]   C.  F.  Prasetiani,  S.  and  R.  F.  Iskandar, "Pengaruh  Jenis  Biomassa  dan  Kecepatan Aliran  Udara  Terhadap  Kinerja  Kompor Gasifikasi Biomassa," Proceeding of Engineering, pp. 5217-5224, 2019.
[6]   a.  tajalli,  panduan  penilaian  potensi biomassa  sebagai  sumber  energi  alternatif di indonesia, panabulu aliance, 2015.
[7]   Z.  H.  and  M.  I.  Fermi,  "Pengaruh  Dimensi Kompor dan  Kadar Air Biomassa Terhadap Kinerja  Kompor  Gasifikasi  Forced  Draft," Jurnal  Teknik  Kimia  Indonesia  , pp.  1-7, 2013.
[8]   Wijianto  and  M.  F.  Falah,  "Analisis  Hasil Gasifikasi  Sekam  Padi  Dengan  Variasi Kecepatan Udara Primer Dan  Penambahan Udara Sekunder Pada Tungku Gasifikasi Up Draft Tipe Kontinu," Surakarta, Universitas
Muhammadiyah Surakarta, Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Mesin, 2018, p. 2.
[9]   N.  L.  Panwar,  "Design  and  performance evaluation  of  energy  efficient  biomass gasifier  based  cookstove  on  multi  fuels," Mitig  Adapt  Strateg  Glob  Change  , vol. 14(7), no. 627-633, p. 628, 2009.
[10]   R. Rismawan, R. A. Wulandari, S. H. Pranolo and  W.  A.  Wibowo,  "Peningkatan  Kadar Karbon  Monoksida  dalam  Gas  Mempan Bakar  Hasil  Gasifikasi  Arang  Sekam  Padi," PROSIDING  SNTK  TOPI  2013, Vols.  ISSN.
1907 - 0500, p. 10, 2013.
[11]   BSNI, "Kinerja Tungku Biomassa," SNI 7926, p. 5, 2013.