## KOMPOR GAS BERBAHAN BAKAR BIOMASSA

## Fajri Vidian (1)
(1) Jurusan Teknik Mesin, Fakutas Teknik , Universitas Sriwijaya Jl Raya Palembang – Prabumulih KM 32 , Indralaya, Ogan Ilir Email : fajrividian@yahoo.com

## Ringkasan
Adanya kebijakkan pemerintah untuk mengkonversikan minyak tanah ke gas telah menimbulkan permasalahan pada masih belum mampunnya gas menjangkau daerah pedesaan. Pada penelitian dilakukan pemodelan, pembuatan dan pengujian kompor gasifikasi. Spesifikasi kompor, tinggi (t tot ) = 74,5 cm, tinggi ruang bakar 42 cm, diameter (d) = 16,5 cm, lebar (l) = 25,3 cm. Hasil  pengujian kompor dengan teknologi gasifikasi menggunakan kayu karet dan tongkol jagung menunjukan   lamanya api per unggun bahan bakar adalah 30-40 menit, waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan air adalah 4-6 menit.

## Abstract
The rule of goverment for converting  kerosene to gas made problem in rural to get gas. At this study  have conducted modeling, manufacturing and testing a biomass gasification stove. The stove have 74.5 cm total height, 42 cm burner height, 16.5 cm diameter dan ash hopper . The results of eksperiment using rubber wood and cob as fuel  showed stove could produce flame 30 until 40 minute with 4 until 6  for one bed fuel, the time for boiling water are 4 until 6 minute.
Keywords : Stove,  Biomassa , Gasification

## 1. PENDAHULUAN
Kelangkaan  bahan  bakar  untuk  keperluan  dapur pada tahun  2007  mengakibatkan  kesulitan  yang berarti  bagi rakyat Indonesia  hingga saat ini. Harga jual LPG sebesar Rp. 55.000,00 untuk  ukuran  tangki kemasan  15  kg  menjadi  lebih mahal  dan  sulit untuk  ditemukan  pada  saat  kelangkaan timbul. Kemudian,  harga  minyak  tanah  sebagai  bahan bakar  rumah  tangga  lainnya  juga  meningkat hingga menjadi  Rp. 8.000,00/ liter. Bagi    kalangan menengah-bawah, harga jual  LPG dan  minyak tanah tersebut sulit dijangkau.  Kebijakan  pemerintah untuk  mengkonversi kebutuhan  minyak  tanah menjadi  bahan  bakar  LPG kemasan  tangki  3  kg yang  bersubsidi  disambut  baik meskipun  sebagian masyarakat  meragukan  keamanan pemakaiannya. Sayangnya, tidak semua kalangan  masyarakat  yang membutuhkan  memperoleh  bahan bakar  bersubsidi. Terutama  penduduk  yang  tinggal  di wilayah pedalaman  dan  sulit  terjangkau  oleh  distribusi bahan  bakar  LPG.  Untuk  mengatasi  hal  ini, diperlukan  adanya suatu  teknologi  yang    mampu memanfaatkan bahan bakar alternatif seperti biomassa  yang kelimpahannya sangat luas dan dapat ditemui di seluruh pelosok  negeri, sehingga kebutuhan  dapur  masyarakat yang sulit  terjangkau bahan bakar LPG maupun minyak tanah dapat terdukung.
Penggunaan gas sangat diminati penduduk  sekarang ini, karena memiliki tingkat effisiensi yang tinggi
untuk menghasilkan energi panas yang dibutuhkan, serta pengoperasiannya lebih praktis.

## 2. KAJIAN PUSTAKA
Gasifikasi adalah proses pengkorversian bahan bakar padat menjadi gas mampu bakar melalui proses pembakaran dengan suplai udara terbatas (20 s/d 40% udara stoikiometri) [1].  Gas hasil dari  proses gasifikasi dapat dimanfaatkan  sebagai bahan bakar gas untuk boiler, turbin gas dan mesin pembakaran dalam sehingga terjadi proses pembakaran bertingkat dari biomassa  yang sangat signifikan dalam mengurangi jumlah  nitrogen oksida [2].
Beberapa penelitian membuat kompor dengan metode gasifikasi telah dilakukan.  Belonio  dkk [3] membuat dan menguji kompor berbahan bakar kayu dengan prinsif gasifikasi dengan penyalaan bahan bakar setelah kompor terisi sesuai kebutuhan dari atas,  hasil pengujian menunjukkan kompor ini dapat dioperasikan selama 40-50 menit sekali pengoperasian, dengan memakai 2 kg potongan kayu, air 1,5 liter dapat mendidih antara rentang waktu 5-9 menit.  Tb Reed dkk  [4]  membuat dan menguji kompor gasifikasi dengan prinsif Inverted downdraft gasifier dengan mengunakan bahan bakar kayu, tempurung kelapa, dan batubara hasil menunjukkan kompor ini dapat dioperasikan 40 – 60 menit dengan mengunakan bahan bakar 600 gram, rentang waktu untuk mendidihkan air antara  6 – 8 menit
Penelitian ini bertujuan untuk memodelkan, membuat dan menguji kompor gasifikasi berbahan bakar biomassa

## 3. METODE PENELITIAN
Kompor gasifikasi yang akan dibuat dimodelkan prosesnya terlebih dahulu seperti yang terlihat pada gambar 1. Dimana bahan bakar padat dalam hal ini biomassa  digasifikasi terlebih dahulu dalam ruang tahan panas  kemudian gas hasil gasifikasi dibakar dalam alat pembakar (burner).
Gambar 1. Model Proses
Model proses tersebut selanjutya di interpertasikan dalam suatu gambar kompor yang akan dibuat seperti pada gambar 2  dibawah ini. Dimanah kompor ini terdiri dari tiga bagian utama yaitu ruang pembakaran (burner), ruang gasifikasi dan ruang abu.
Gambar 2. Model kompor
Jenis reaktor yang digunakan adalah tipe aliran keatas karena reaktor type ini mudah dalam pengoperasiannya.  Burner yang akan digunakan adalah jenis difusion flame karena burner type ini mengahsilkan emisi yang lebih sedikit [5]  dan temperatur yang dihasilkan cukup untuk memasak. Tinggi burner 61,05 mm dan diameter 47,86 mm.
Tinggi reaktor disesuaikan tinggi  zona – zona reaksi gasifikasi  terutama pirolisa  antara  200–400 mm  [6], reduksi  200 mm  [7]  dan pembakaran  50-150  [8] dimana tinggi ruang gasifikasi kompor direncanakan 42 cm. Diameter kompor ditentukan berdasarkan ukuran umum kompor dipasaran sekitar 16,5 cm.
Bahan ruang gasifikasi pada kompor dibuat dengan menggunakan dua dinding dengan jarak 15 cm, dinding bagian dalam terbuat dari besi galvanis dan dinding bagian luar terbuat dari seng diantara dua diniding diletakakan insulator untuk mencegah aga panas tidak keluar.
Sebelum dilakukan pembuatan terlebih dahulu dibuat gambar detailnya sesuai ukuran yang selanjutnya dibuat gambar tiga dimensinnya seperti pada Gambar 3 dibawah ini.
Gambar 3. Model kompor  3 Dimensi
Kompor gasifikasi dapat dibuat pada bengkel sederhana hanya dengan proses pengelasan, pemotongan dan pengerolan.  Biaya  masih bisa dikurangi  dengan mencari material untuk ruang pembakaran bahan bakar dengan harga  yang lebih murah.
Burner Gagang Tiang Penyangga Reaktor Rumah Fan Ruang Debu
Gambar 4. Kompor Gasfikasi Bioamassa
Pengujian unjuk kerja kompor dilakukan menggunakan bahan bakar kayu karet dan tongkol jagung. Sebelum dimasukkan kedalam kompor kayu dipotong terlebih dahulu dengan panjang ±  3 cm. Pengujian dilakukan dengan memasukkan bahan bakar penuh, ¾ bagian kompor dan ½ bagian kompor.
Pertama bahan bakar dimasukkan dari bagian atas reaktor sebanyak ¼ bagian reaktor kemudian dibakar dengan bantuan minyak tanah  dan dinyalakan menggunakan korek api. Setelah bahan bakar terbakar merata dimasukkan bahan bakar sesuai dengan kebutuhan.

## 4. HASIL PENGUJIAN

## 4.1 Kayu Karet
Pada pengujian dengan menggunakan kayu karet waktu gas dapat dibakar adalah 2 s/d 2.30 menit dari mulai kompor dihidupkan dan lamanya api maksimum dapat menyala hingga bahan bakar habis adalah 38, 12 menit pada saat kompor terisi maksimum seperti yang diperlihatkan pada Tabel 1
Tabel 1. Hasil Pengujian Bahan Bakar Kayu Karet
Waktu yang diperlukan untuk memanaskan air hingga mendidih adalah 4,27 menit seperti pada Gambar 5.
Gambar 5 Grafik Waktu Pendidihan Air

## 4.2 Tongkol Jagung
Pada pengujian dengan menggunakan tongkol jagung waktu gas dapat dibakar adalah 2 s/d 3,54 menit dari mulai kompor dihidupkan dan lamanya api maksimum dapat menyala hingga bahan bakar habis adalah 31,  20  menit pada saat kompor terisi maksimum seperti yang diperlihatkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengujian Bahan Bakar Tongkol Jagung
Waktu yang diperlukan untuk memanaskan air hingga mendidih adalah 6,47 menit seperti pada Gambar 6.
Gambar 6 Grafik Waktu Pendidihan Air
Waktu yang diperlukan untuk mendidihkan air tongkol jagung lebih lama dari kayu ini disebabkan
Kapasitas reaktor Berat Bahan Bakar Gas Dapat Dibakar Lama waktu operasi (gr) (menit) (menit) maksimum 1240 3:54 31:20 3/4 isi 950 2:43 21:35 1/2 isi 680 2:10 11:14
Kapasitas reaktor Berat Bahan Bakar Gas Dapat Dibakar Lama waktu operasi (gr) (menit) (menit) maksimum 1440 2:14 38:12 3/4 isi 1140 2:20 27:59 1/2 isi 840 2:32 12:18
29 46 65 82 91  100 0 50 100 150 0 1 2 3 4 4:27 Te mp era tu r A ir ( ° C ) Waktu ( menit )

## Profil Temperatur Air
29  42 51  65 72  85 96  100 0 50 100 150 0 1 2 3 4 5 0:006:47 Te mp era tu r ( °C) Waktu ( menit ) Profil Temperatur Air
tongkol jagung lebih banyak mengandung uap air sehingga banyak kerugian panas.

## 4.3 Warna api
Gas produser yang terbakar pada burner menampakkan warna nyala merah pertama kali disulut seperti pada Gambar 7.
Gambar 7. Warna nyala api
Gambar 8. Warna nyala api
Warna nyala merah menunjukkan bahwa pembakaran gas produser berada dalam kondisi minim oksigen pembakar (perlu penambahan oksigen sekunder untuk pembakaran gas produser). Gas produser akan lebih mudah tersulut jika komposisi H 2 dalam gas produser semakin besar. Karena H 2 lebih mudah tersulut dibandingkan CO. Di samping itu,warna nyala api biru dapat mengindikasikan bahwa komposisi H 2 lebih besar dibanding komposisi CO dalam gas produser, dan jumlah udara minimum untuk melakukan pembakaran sempurna telah tercapai karena sebahagian bahan bakar sudah mulai habis  seperti pada Gambar 8. Dari pengamatan terhadap nyala api yang berwarna merah, dapat mendukung dugaan bahwa memang komposisi CO lebih dominan dibandingkan komposisi H 2 pada saat pertama kali gas bisa disulut.

## 4.4  Perbandingan dengan pembakaran biasa
Perbandingan antara pembakaran  biasa dengan kompor gasifikasi dengan jumlah bahan bakar yang sama menunjukkan api yang dihasil untuk proses gasifikasi lebih lama dibandingankan dengan pembakaran biasa seperti  yang diperlihatkan pada tabel 3. Hal ini menunjukan dengan menggunakan kompor gasifikasi lebih efisien dari segi pemakaian bahan bakar dibandingankan dengan jika dengan pembakaran biasa
Tabel 3. Perbandingan lama api pada jumlah jumlah Bahan bakar yang sama Bahan Bakar Udara Terbuka Kompor Gasifikasi (waktu) (waktu) Kayu Karet 13-15 menit 38 menit Tongkol Jagung 8-10 menit 31 menit

## 5. KESIMPULAN
Dari penelitian ini dapat disimpulkan :
1. Spesifikasi kompor, tinggi total (t tot ) = 74,5 cm,tinggi ruang pembakaran (t) 42 cm  diameter (d) = 16,5 cm, lebar ruang abu  (l) = 25,3 cm
2. Suplai udara dari pembakaran mengunakan fan komputer
3. Biaya pembuatan satu unit kompor Rp 330.000
4. Waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan air 1 liter adalah 4-6 menit.
5. Lama gas yang dapat diproduksi dalam sekali operasi adalah 30-40 menit perbed bahan bakar.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Luby,Peter. Advanced System in Biomass Gasification – Commercial Reality and Outlook . Paper, the III International Slovak Biomass Forum, Bratislava, February 3-5,2003
[2]  The Bronzoek Group.,” Maximinixing Energy Recovery From Palm Oil Wastes”, Paper, Word Palm Oil Conggress, Kuala Lumpur,1999.
[3]  Belonio, Alexis T., “ Rice Husk Gas Stove Handbook” , Department of Agricultural Engineering and Environmental Management, College of Agriculture, Central Philippine University, Iloilo City, Philippines, 2005
[4]  TB Reed, E Anselmo, K Kircher., “Testing and Modeling The Wood Gas Turbo Stove”, Progress in Thermochimical Biomass Conversion Confrence, Tyroll Austria, sept 2000
[5]  Charless E Baukal, “Industrial Burner” CRC Press LLC, 2003
[6]    Turare, Chandrakant., “ Biomass Gasification Technology and utilization http://www.fastonline.org/CD3WD_40/JF/JF_O THER/BIG/Gasification%20- %20Chandrakant%20 .
[7]   Kaup, A., Gross, J.R., ”State of The Art Report for Small Scale (to 50 KW) Gas Producer Engine System” Departemen of Agricultural
Engineering University of California, March,1981
[8]    http:// www.fao.org/docrep/to512e/T0512eoc