PENGARUH PEMAMFAATAN FABA (FLY ASH AND BOTTOM ASH) TERHADAP LAJU PERPINDAHAN PANAS PADA TUNGKU ARANG
Afandi 1 , Salimin 2 , Jeny Delly 3
¹Mahasiwa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo ³Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A Mokodompit, Kampus Hijau Bumi Tridarma Andounohu, Kendari 93232
E-mail : afandi@gmail.com

## Abstrak
Sebagai wujud dari pengaplikasian ilmu rekayasa material dibidang tungku penelitian eksperimen membuat suatu penelitian untuk mengatasi masalah yang terjadi pada tungku yang ada dengan memanfaatkan material yang murah dan mudah untuk didapatkan dan diaplikasikan, dalam hal ini bahan yang digunakanyaitu faba( flyash and bottom ash ) sebagai media isolator yang dapat menambah ketahan panas tungku berbahan semen, pasir dan faba, seperti penelitian sebelumnya yang menujukan bahwa fly ash dapat dimanfaatkan sebagai isolator. Penelitian eksperimen ini dilakukan terhadap lima variasi model yang berbeda komposisi. Bahan yang digunakan adalah semen, pasir dan faba ( fly ash and bottom ash ). Data yang diperoleh diukur dengan alat thermocouple . Hasil penelitian ini menunjukan bahwa bahan pada komposisi 50:20:30% diperoleh nilai kondiktifitas terendah 0.018 W/m. o C dengan panas yang diberikan ±500 o C. Semakin rendah nilai kondiktifitas maka semakin semakin baik kualiatas bahan isolator.
Kata kunci : Komposit, konduktifitas, faba, fly ash, dan bottom ash.

## Abstract
As a manifestation of the application of materials engineering science in the field of furnace experimental research makes a study to solve the problem what happens to the existing stove by utilizing the material that is cheap and easy to get and applied in this case the materials used are faba (flyash and bottom ash) as a media insulator that can increase the head resistance of the clay furnace, as previous research has shown fly ash can be used as an.This experimental study was conducted on five different model variations of composition . the materials used are clay cement, sand and fly ash. The data obtained is measured by the tool thermo coople. The results of this study indicate that the material on the composition 40:60% lowest conductivity value is obtained0.018 W/m. o C with the head provided ±500 o C.the lower the conductivity value the better the quality of the material as the insulator.
keyword : Composite, conductivity, faba, fly ash and bottom ash.

## 1. Pendahuluan
Tungku merupakan peralatan memasak yang digunakan pada masyarakat sejak zaman dahulu yang terbuat dari tanah liat yang dibentuk sedemikian rupa agar dapat digunakan untuk memasak dengan bahan bakar ranting kayu yang telah kering. Dewasa ini kegunaan tungku masih marak digunakan oleh masyarakat menengah kebawah diakibatkan kelangkaan dan harga yang relatif tinggi dari bahan bakar minyak, sehingga memaksa masyarakat untuk beralih ke tungku tradisional akan tetapi masalah yang kerap muncul terhadap
penggunaan tungku tradisional yaitu bahan bakar kayu yang terbatas khususnya pada daerah perkotaan, namun masalah bahan bakar kayu dapat diatasi dengan menggantinya dengan briket. Masalah lain timbul diakibatkan oleh bahan baku pembuatan tungku tanah liat yang tidak ramah lingkungan. Sehingga diperlukan material alternatif untuk mengatasi masalah ini. Penelitian sebelumnya tentang pemanfaatan fly ash banyak diaplikasikan kepada pembuatan paving blok, bata ringan.
Pemanfaatan fly ash biasa juga diaplikasikan kepada pembuatan tungku untuk mengatasi pembuatan tungku tanah
liat yang tidak ramah lingkungan dan juga sebagai isolator laju perpindahan panas. Sehingga dalam hal ini penulis ingin meneliti tentang pemanfaatan fly ash dan bottom ash terhadap pembuatan tungku. Selain itu fly ash dan bottom ash juga merupakan limbah yang dihasilkan dari hasil pembakaran batu bara yang dijadikan bahan bakar pada PLTU yang memiliki jenis limbah B3 yang beracun dan harus mendapat perhatian khusus sehingga tidak terjadi penumpukan yang dapat mencemari lingkungan. Sehingga penulis akan melakukan penelitian tentang pengaruh pemanfaatan faba fly ash dan bottom ash terhadap laju perpindhan panas pada tungku arang.
Wirausaha masyarakat kecil menengah di  kota  Kendari  telah  menjamur  dan berkembang dengan baik seperti pengusaha gorengan, sarilaut, dan usaha kuliner lain yang membutuhkan kondisi hangat pada saat disajikan. Hal ini menuntut para pengusaha kecil untuk memikirkan  jenis tungku yang efisien. Kendala yang dihadapi, ketersediaan bahan bakar khususnya minyak tanah yang mulai sulit ditemui dipasaran dan mahal. Hal ini menyebabkan pelaku industri kecil termasuk masyarakat kota yang umumnya menggunakan bahan bakar minyak tanah dan sekarang banyak beralih ke LPG. Namun bagi industri kecil dan masyarakat pedesaan bahan bakar minyak ataupun LPG dirasakan terlalu mahal, apalagi subsidi pemerintah cenderung berkurang. Juga faktor kepercayaan masyarakat terhadap keamanan penggunaan LPG dirasa  masih kurang. Sehingga program konversi minyak ke LPG belum berhasil maximal khususnya di industri kecil dan masyarakat pedesaan Untuk mengatasi permasalahan mahalnya energi minyak dan gas dan mempertahankan rasa aman terhadap penggunaan bahan bakar, masyarakat pedesaaan dan industri kecil cenderung
kembali ke tungku bahan bakar kayu Sebagai buah dari hasil teoritis di dunia pendidikan banyak di temukan bahan bakar biomassa sebagai bahan alternatif berupa briket. Briket di nilai sangat murah dan ramah lingkungan karena dibuat dari sisa bahan organik dengan perlakuan tertentu sehingga mampu menjalankan fungsinya sebagai bahan bakar yang diaplikasikan untuk memasak menggunakan media tungku dari tanah liat pada umumnya.
Tungku tanah liat yang diperjual belikan di masyarakat memiliki kelebihan yaitu ekonomis, sangat hemat biaya operasional. Akan tetapi memiliki kekurangan mudah pecah disebabkan oleh penggunaan tungku yang melampaui batas ketahanan panas tungku tanah liat. Sebagai wujud dari pengaplikasian ilmu rekayasa material dibidang tungku penulis membuat suatu penelitian untuk mengatasi masalah yang terjadi pada tungku yang ada dengan memanfaatkan material yang murah dan mudah untuk didapatkan dan diaplikasikan, dalam hal ini penulis menggunakan faba ( fly ash and bottom ash ) sebagai media isolator yang dapat menambah ketahan panas tungku tanah liat, seperti penelitian sebelumnya yang menujukan bahwa fly ash dapat dimanfaatkan sebagai isolator.

## 2. Tinjauan Pusataka Proses Pembakaran
Pembakaran sempurna adalah proses pembakaran dimana gas buang yang dihasilkan  terdiri  dari  gas  CO 2 dan  Air. Sebaliknya pembakaran tidak sempurna , gas hasil pembakaran disamping dua gas tersebut, terdapat juga gas-gas lain hasil dari pembakaran tidak sempurna, seperti gas CO, HC, dan NO x dan partikel padat. Untuk pembakaran bahan bakar padat, partikel padat umumnya dalam bentuk abu, seperti halnya hasil sisa pembakaran batu bara dan kayu bakar. Pembakaran kayu tidak dapat terjadi langsung seperti pada
bahan  bakar  cair  ataupun  gas.  Pada  kayu, proses pembakaran melalui dua tahap yaitu pirolisis dan pembakaran. Pada proses pirolisis terjadi reaksi endotermal, artinya kayu yang dipanasi akan menaikkan temperatur kayu, dari suhu ruang hingga 500 pada kondisi ini terjadi pelepasan gas/uap dan bahan-bahan lain yang menguap. Setelah penguapan gas-gas tersebut dan temperatur kayu mencapai temperatur pembakaran maka pembakaran akan berlangsung dengan ditandainya nyala api dari kayu. Warna nyala memberikan indikasi energi panas yang dihasilkan. Makin terang nyala api energi panas pembakaran makin tinggi kayu yang benar- benar kering akan meningkatkan efisiensi pembakaran dan mempersingkat waktu penyalaan.
Efisiensi pembakaran bahan bakar sangat tergantung dari proses pencampuran bahan bakar dan oksigen. Pada bahan bakar cair ataupun gas, proses pencampuran bahan bakar dan udara relatif lebih mudah sehingga partikel padat yang dihasilkan relatif sedikit, yaitu berupa jelaga yang menempel pada dinding ruang bakar. Sedangkan pada bahan bakar padat proses terjadinya pencampuran bahan bakar dan udara jauh lebih sulit, sehingga banyak abu yang dihasilkan. Abu atau residu hasil pembakaran bahan bakar padat selain akibat terjadinya pembakaran tidak sempurna , juga diakibatkan oleh komposisi bahan bakar yang mengandung bermacam-macam bahan yang merupakan bahan tidak bisa terbakar. Oleh karena itu proses pembakaran dalam tungku bahan bakar kayu memerlukan persyaratan yang lebih komplek dari pada pembakaran bahan bakar cair. Pembakaran sempurna bahan bakar kayu akan terjadi jika memenuhi beberapa persaratan berikut (Peter Scott, 2005).
Suhu Ruang Bakar dan Kayu Bakar Tinggi, Kurang Lebih 650 o C .
Suhu ruang bakar dan suhu kayu bakar tinggi diperlukan untuk melepaskan uap air dan gas-gas yang bisa menguap dari kayu sehingga mempermudah proses pembakaran dapat berlangsung sempurna. Untuk mempertahankan suhu ruang bakar tinggi, maka perlu dipasang isolator pada dinding, sehingga kerugian panas ke lingkungan dapat diperkecil. Isolator dipilih yang mempunyai konduktansi rendah dan memiliki kemampuan memantulkan panas yang tinggi. Pada disain Dinding tungku dari beton cor semen bukan isolator yang baik, sehingga untuk meningkatkan kwalitas hambatan panas (isolator) maka dalam dinding dibuat rongga-rongga udara. Udara mempunyai nilai konduktansi (isolator) yang rendah dan tersedia dialam tanpa diperlukan biaya untuk memanfaatkannya.
Ukuran kayu kecil dimaksudkan untuk memperluas permukaan kayu, sehingga kontak dengan udara dapat berlangsung baik. Hal ini dapat meningkatkan rasio jumlah Air Fuel Ratio (AFR) dan proses pencampuran udara bahan bakar berlangsung lebih sempurna.
Sirkulasi udara dalam ruang bakar berlangsung baik.
Kecukupan udara untuk proses pembakaran perlu diciptakan sehingga pembakaran kayu bakar berlangsung baik. Ketidak cukupan udara akan berakibat banyaknya bahan bakar yang tidak terbakar. Sebaliknya, udara berlebihan akan mengakibatkan suhu ruang bakar yang rendah, sehingga banyak asap yang terjadi akibat dari efisiensi pembakaran rendah. Untuk menciptakan sirkulasi udara yang sesuai dengan kebutuhan proses pembakaran perlu didisain dimensi dan tinggi ruang bakar yang memungkinkan tarikan udara alami dalam ruang bakar dapat berlangsung baik. Disamping itu
pengaturan tinggi rendahnya panci terhadap ujung tungku perlu dicari posisi optimumnya untuk meyakinkan terjadinya aliran udara dalam ruang bakar.
Kandungan air dalam kayu akan berpengaruh terhadap nilai kakalor kayu, yang selanjutnya mempengaruhi proses pembakaran. Kayu kering mempunyai nilai kalor tinggi dan sebaliknya kayu basah mempunyai nilai kalor rendah bakar biomassa.
Pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen (O 2 ). Pembakaran adalah salah satu konversi energi biomassa yang paling banyak dipakai karena menghasilkan energi panas langsung. Energi panas yang dihasilkan selain dapat dimanfaatkan langsung untuk proses panas, juga dapat diubah menjadi bentuk lain (listrik atau mekanis) dengan jalur konversi yang lebih panjang seperti pada Pembakaran membutuhkan bahan bakar dan udara. Bahan bakar umumnya adalah senyawa hidrokarbon. Biomassa juga dapat digunakan sebagai bahan bakar. Proses pembakaran akan menghasilkan energi, semakin besar energi yang dihasilkan oleh pembakaran maka semakin baik fungsinya sebagai bahan bakar. Besarnya energi yang dihasilkan oleh pembakaran suatu bahan bakar tergantung pada jumlah karbon yang dikandung dan bentuk senyawanya, sempurna atau tidaknya pembakaran tersebut, terjadinya pembakaran habis.
Syarat-syarat bahan bakar yang dapat digunakan di sektor rumah tangga maupun industri adalah: a. Mudah dinyalakan; b. Tidak mengeluarkan asap yang berlebihan dan tidak berbau; c. Tidak mudah pecah dalam penanganan; d. Kedap air dan tidak berjamur atau tidak mengalami degradasi jika disimpan dalam waktu yang relatif lama;
e. Kandungana debunya rendah (kurang dari 7% berat kering);
f. Harga dapat bersaing dengan bahan bakar lain.
Bahan bakar padat adalah bahan bakar yang berasal dari biomassa maupun hasil metamorfosa fosil-fosil tanaman masa lalu. Klasifikasi bahan bakar padat menurut Djokosetyardjo (1993) dalam Dutt Febriyantika (1998) adalah sebagai berikut : a. Biomassa dan hasil-hasil olahannya. Contoh hasil biomassa adalah kayu, sedangkan contoh hasil olahan biomassa adalah arang kayu.
b. Batubara dan hasil olahannya, yang tergolong batu bara adalah peat, lignit, antrasit, dan sebagainya. Contoh hasil olahan batu bara adalah briket batu bara.
c. Bekas Bahan bakar padat mengandung unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), abu, dan air. Unsur- unsur tersebut membentuk ikatan kimia yang memiliki sifat khas untuk setiap jenis bahan bakar padat.
Sifat-sifat bahan bakar padat berikut unsur- unsur yang terkandung di dalamnya dapat dilihat pada Tabel 1 berikut:
Tabel 1. Sifat-sifat bahan bakar (Porges, 1976 dan Djokosetyardjo, 1993 dalam Febriyantika, 1998.
Perpindahan panas ( heat transfer) adalah proses berpindahnya energi kalor atau panas ( heat ) karena adanya perbedaan temperatur. Dimana, energi kalor akan berpindah dari temperatur media yang lebih tinggi ke temperatur media yang lebih rendah. Proses perpindahan panas akan terus berlangsung sampai ada kesetimbangan temperatur yang terjadi pada kedua media tersebut. Proses
terjadinya perpindahan panas dapat terjadi secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

## Perpindahan Panas Secara Konduksi
Perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas yang terjadi pada suatu media padat, atau pada media fluida yang diam. Konduksi terjadi akibat adanya perbedaan temperatur antara permukaan yang satu dengan permukaan yang lain pada media tersebut. Ilustrasi perpindahan panas secara konduksi seperti digambarkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Proses perpindahan panas secara konduksi
Konsep yang ada pada konduksi merupakan suatu aktivitas atomik dan molekuler. Sehingga peristiwa yang terjadi pada konduksi adalah perpindahan energi dari partikel yang lebih energetik (molekul yang lebih berenergi atau bertemperatur tinggi) menuju partikel yang kurang energetik (molekul yang kurang berenergi atau bertemperatur lebih rendah), akibat adanya interaksi antara partikel-partikel tersebut. Proses perpindahan panas secara konduksi pada steady state melalui dinding datar suatu dimensi seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Perpindahan panas konduksi pada bidang datar. (Incropera dan De Witt)
Persamaan laju konduksi dikenal dengan Hukum Fourier (Fourier Law of Heat Conduction ) tentang konduksi, yang persamaan secara matematika dituliskan sebagai berikut (Kreith, Frank, 1997).
q kA +                                         (1)
Dimana:
q kon = laju perpindahan panas konduksi (W)
k =  konduktivitas  thermal  bahan (W/m.K)
A  =  Luas penampang tegak lurus terhadap arah aliran panas (m)
=  Gradien temperatur pada
penampang (K/m)
Tanda (-) diselipkan agar memenuhi hukum Thermodinamika II, yang menyebutkan bahwa, panas dari media bertemperatur lebih tinggi akan bergerak menuju media yang bertemperatur lebih rendah.

## Perpindahan Panas pada Sistem Tungku
Perpindahan panas yang terjadi akibat pembakaran bahan bakar terjadi secara konduksi, konveksi, dan radiasi. Pada keadaan mantap ( steady state ), kehilangan panas dari hasil pembakaran terjadi melalui permukaan dinding tungku dan melalui saluran udara dan gas hasil pembakaran. Sedangkan untuk gabungan aliran kalor konduksi dan konveksi dinyatakan dalam koefisien pindah panas menyeluruh (Anggiansah Rizki dan Sarsetyanto, 2011).
Kehilangan panas dari hasil pembakaran terjadi melalui permukaan dinding tungku secara konveksi (QL konveksi )
dan radiasi (QL radiasi ), yaitu: QL = h. A. T T (2) Sehingga; QL = eb. . A T T (3) Dimana : Tt   = suhu permukaan tungku (K) T ling = suhu lingkungan (K) h   = konveksi udara luar (W/
K)
A   = luas permukaan lapisan luar dinding tegak (m 2 )
eb   = emisivitas bahan
= konstanta Steven-Boltzman
(w/ ) Panas yang hilang melalui dinding dasar tungku secara konveksi (QL konveksi ) dan radiasi (QL radiasi ), yaitu: QL = hd. Ad. T T (4) QL = eb. . Ad T T (5)
Dimana :
hd = konveksi udara di bawah tungku (W/ K) Ad   = luas permukaan luar dinding dasar tungku ( ) Panas yang hilang melalui saluran udara masuk, perpindahan panas pada dinding datar dapat dihitung dengan mengintegrasikan Hukum Fourier, bila konduktivitas termal dianggap tetap maka persamaannya:

## q = kA X (T T )                                            (6)
Dimana satuan SI satuan panas adalah Joule  dengan  1  kal  sama  dengan  4186 Joule.  Bila  sumber  kalor  (q)  melalui  bahan uji dengan tebal (L) dan luas penampang (A) pada temperatur (T) dapat dihitung dengan persamaan (Holman J.P, 1995). Dimana : q   = laju Aliran Panas (W) k   = konduktivitas Thermal Bahan
(W/m o C) A   = luas Penampang (m 2 )
x = tebal dinding (cm)
T2   = temperatur dinding bagian dalam
( o C)
T3   = temperatur dinding luar ( o C)
Untuk menggetahui nilai konduktifitas termal suatu bahan tanpa di ketahui nilai (Q) maka dapat digunakan persamaan:
Q = . . A. T                                                (7)
Dimana :
Q   = laju aliran panas radiasi (W)
= emisivitas bahan = tetapan steven boltzman 5,67x10 -8
(W/m o C)
A = luas penampang (m) T 4
= temperatur dinding dalam ( o C) Setelah nilai (Q) telah di ketahui maka untuk mencari nilai konduktifitasnya (K) dapat dihitung dengan persamaan (Holman J.P, 1995)

## K = Q. L A. T                                                      (8)
Dimana :
K   = nilai konduktifitas termal (W/m o C ) Q   = laju aliran panas radiasi (W) L   = tebal dinding bahan (m) A   = luas penampang (m)
T =  bedah temperatur  dalam dan temperatur luar ( o C)

## Sifat-Sifat  Logam
Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan dengan cara penambangan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur. Bijih logam yang ditemukan dalam keadaan murni yaitu emas, perak, bismut, platina, dan ada yang bercampur dengan unsur- unsur seperti karbon, sulfur, fosfor, silicon. Secara umum sifat-sifat bahan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Sifat Kimia
Sifat kimia diartikan sebagai sifat bahan yang mencakup antara lain kelarutan bahan tersebut terhadap larutan kimia, basa atau garam dan pengoksidasiannya terhadap bahan tersebut. Salah satu contoh dari sifat kimia yang terpenting adalah: korosi b. Sifat Teknologi
Sifat teknologi adalah sifat suatu bahan yang timbul dalam proses pengolahannya. Sifat ini harus diketahui terlebih dahulu sebelum mengolah atau
mengerjakan bahan tersebut. Sifat-sifat teknologi ini antara lain sifat mampu las ( Weldability ), sifat mampu dikerjakan dengan mesin ( Machineability ), sifat mampu  cor  ( Castability ), dan sifat mampu dikeraskan ( Hardenability ). c. Sifat Fisika
Sifat fisika adalah perlakuan bahan karena mengalami peristiwa Fisika, seperti adanya pengeruh panas, listrik dan beban. Yang termasuk golongan sifat fisika ini adalah: sifat panas, sifat listrik, sifat mekanis.
d. Sifat Panas
Sifat-sifat yang timbul karena pengaruh panas yaitu: sifat-sifat karena proses pemanasan dan karena perubahan bentuk atau ukuran karena pengaruh panas (pemuaian/penyusutan). Pengaruh panas panas dapat juga merubah struktur bila kombinasi pemanasan dan pendinginan dilakukan pada kecepatan waktu tertentu. Hal ini banyak mempengaruhi atau dapat merubah sifat mekanis dari bahan tersebut. Proses ini dikenal dengan nama perlakuan panas atau “ heat-treatment ”. e. Sifat Listrik Sifat listrik dari bahan adalah penting, karena sifat dari bahan inilah sekarang banyak digunakan untuk Televisi, Radio, dan Telepon. Sifat-sifat listrik dari bahan yang terpenting adalah: ketahanan dari suatu bahan terhadap aliran listrik dan daya hantarnya, dan tidak semua bahan mempunyai daya hantar listrik yang sama. Bahan bukan logam, seperti misalnya keramik, plastik adalah penghantar listrik yang tidak baik, oleh karena itu bahan ini dipergunakan sebagai “Isolator”. Semua bahan logam dapat mengalirkan arus listrik, akan tetapi logam yang paling baik untuk penghantar listrik adalah aluminium dan tembaga. Oleh karena itulah dalam teknik listrik bahan tersebut banyak dipergunakan
sebagai Konduktor, Kabel, Panel Penghubung dan alat-alat listrik lainnya. f. Sifat Mekanik
Sifat mekanik suatu bahan adalah kemampuan bahan untuk menahan beban-beban yang dikenakan kepadanya, dimana beban-beban tersebut dapat berupa beban tarik, tekan, bengkok, geser, puntir, atau beban kombinasi.

## Faba (Fly Ash and Bottom Ash)
Fly ash dan bottom ash merupakan limbah padat yang dihasilkan dari pembakaran batubara pada pembangkit tenaga listrik. Ada tiga jenis pembakaran batu bara pada industri listrik yaitu dry bottom boilers , wet-bottom boilers dan cyclon furnace . Apabila batubara dibakar dengan type dry bottom boiler , maka kurang lebih 80% dari abu meninggalkan pembakaran sebagai fly ash dan masuk dalam corong gas. Apabila batubara dibakar dengan wet-bottom boiler sebanyak 50% dari abu tertinggal di pembakarandan 50% lainnya masuk dalam corong gas. Pada cyclon furnace , dimana potongan batubara digunakan sebagai bahan bakar, 70-80 %dari abu tertahan sebagai boiler slag dan hanya 20-30% meninggalkan pembakaran sebagai dry ash pada corong gas. Jenis yang paling umum untuk pembakaran batubara adalah pembakaran dry bottom seperti dapat dilihat pada Gambar 3 berikut.
Gambar 3. Proses pembakaran Batu bara secara umum dahulu diperoleh dari produksi pembakaranbatubara secara sederhana, dengan corong gas dan menyebar keatmosfer. Hal ini yang
menimbulkan masalah lingkungan dan kesehatan, karena fly ash hasil dari tempat pembakaran batu bara dibuang sebagai timbunan. Fly ash dan bottom ash ini terdapat dalam jumlah yang cukup besar, sehingga memerlukan pengelolaan  agar tidak menimbulkan masalah lingkungan, seperti pencemaran udara, atau perairan, dan penurunan kualitas ekosistem. Salah satu penanganan lingkungan yang dapat diterapkan adalah memanfaatkan limbah fly ash untuk keperluan bahan bangunan teknik sipil, namun hasil pemanfaatan tersebut
belum dapat dimasyarakatkan secara optimal, karena berdasarkan PP. No.85 tahun 1999 tentang pengelolaan limbah bahan berbahaya dan beracun (B3), fly ash dan bottom ash dikategorikan sebagai limbah B3 karena terdapat kandungan oksida logam berat yang akan mengalami pelindihan secara alami dan mencemari lingkungan. Bahan berbahaya dan beracun (B3) adalah sisa suatu usaha dan atau kegiatan yang mengandungbahan berbahaya beracun yang karena sifat dan atau konsentrasinya dan atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat mencemarkan dan atau merusakkan lingkungan hidup, dan atau dapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lain. Pasal 2 Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No 18 tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun menyebutkan bahwa pengelolaan limbah B3 bertujuan untuk mencegah dan menanggulangi pencemaran dan atau kerusakan lingkungan hidup yang diakibatkan oleh limbah B3 serta melakukan pemulihan kualitas lingkungan yang dapat tercemar sehingga sesuai fungsinya kembali. Pasal 3 menyebutkan bahwa setiap orang yang melakukan usaha dan atau kegiatan yang menghasilkan limbah B3, dilarang membuang limbah B3
yang dihasilkannya itu secara langsung kedalam media lingkungan hidup, tanpa pengolahan terlebih dahulu. Sedangkan Pasal 7 Ayat 2 menyebutkan bahwa daftar limbah dengan kode limbah D220, D221, D222 dan D223 dapat dinyatakan sebagai limbah B3 setelah dilakukan uji Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) dan atau uji karakteristik. Di mana dalam daftar limbah B3 dari sumber yang spesifik fly ash dengan kode limbah D223 adalah sebagai berikut dalam Tabel berikut.
Tabel 2. Daftar Limbah B3 dengan kode limbah D223
Dari data di atas dapat di simpulkan bahwa perlu penanganan serius terhadap limbah faba dari 5 tahun terahir terdapat 175 ribu ton pertahun jumlah produksi abu di PLTU NII TANASA di Kendari.

## Sifat Sifat Fly Ash
1. Sifat fisik Menurut ACI Committee 226, dijelaskan  bahwa  abu  terbang  ( fly ash ) mempunyai butiran yang halus, yaitu lolos ayakan No. 325 (45 milli micron ) 5-27 %. Fly Ash umumnya berbentuk bola padatan berongga. Abu terbang memiliki densitas 2,23 gr/cm 3 , dengan kadar air sekitar 4%. Fly ash memiliki specific gravity antara 2,15-2,6 dan berwarna abu-abu kehitaman. Ukuran partikel abu terbang hasil pembakaran batu bara bituminous lebih kecil dari 0,075 mm. Fly ash memiliki luas area spesifiknya 170-1000 m 2 /kg. Ukuran partikel rata-rata abu terbang batu bara jenis sub bituminous 0,01 mm-0,015 mm, luas
permukaannya 1-2 m 2 /g, bentuk partikel mostly spherical , yaitu sebagian besar berbentuk bola, sehingga menghasilkan kelecakan yang lebih baik (Nugroho, P dan Antoni, 2007). 2. Sifat kimia Sifat kimia dari fly ash dipengaruhi oleh jenis batubara yang dibakar, teknik penyimpanan, dan penanganannya.
Pembakaran batu bara lignit dan sub- bituminous menghasilkan abu terbang dengan kalsium dan magnesium oksida lebih banyak dari pada jenis bituminous. Komponenutama fly ash batu bara adalah silica (SiO 2 ), alumina (AlO 3 ), besioksida (Fe 2 O 3 ),kalsium (CaO); dan magnesium, potassium, sodium, titanium, dan belerang dalam jumlah yang sedikit.
Perbandingan Fly Ash dan Semen Portland Fly ash digunakan untuk menggantikan semen Portland pada beton, karena mempunyai sifat pozzolanic . Hal ini memungkinkan terjadinya peningkatan kekuatan dan durabilitas dari beton. Adanya penggunaan fly ash dapat menjadi faktor kunci pada pemeliharaan beton tersebut. Padaumumnya, penggunaan fly ash sebagai pengganti sebagian berat semen terbatas pada fly ash tipe  F. Fly ash tersebut dapat menggantikan semen sampai 30% berat semen yang dipergunakan dan dapat menambah daya tahan dan ketahanan terhadap kimia. Fly ash juga dapat meningkatkan workability dari semen dengan berkurangnya pemakaian air. Produksi semen sedunia pada tahun 2010 diperkirakan mencapai 2 miliar ton. Hal ini memberikan sebuah solusi, dimana penggunaan fly ash dapat mengurangi emisi gas karbon secara signifikan.
Perbandingan fly ash dengan semen Portland dapat ditinjau dari tiga kemiripan sifat kedua material tersebut, yaitu sifat fisik, sifat kimia, dan sifat pozzolan .

## Karakteristik Fly Ash (Abu Terbang)
Abu terbang merupakan limbah padat hasil dari proses pembakaran di dalam furnace pada PLTU yang kemudian terbawa keluar oleh sisa-sisa pembakaran serta di tangkap dengan mengunakan elektrostatic precipitator. Fly ash merupakan residu mineral dalam butir halus yang dihasilkan dari pembakaran batu bara yang dihaluskan pada suatu pusat pembangkit listrik. Fly ash terdiri dari bahan inorganik yang terdapat di dalam batu bara yang telah mengalami fusi selama pembakarannya. Bahan ini memadat selama berada di dalam gas-gas buangan dan dikumpulkan menggunakan presipitator elektrostatik. Karena partikel-partikel ini memadat selama tersuspensi di dalam gasgas buangan, partikel-partikel fly ash umumnya berbentuk bulat. Partikel-partikel fly ash yang terkumpul pada presipitator elektrostatik biasanya berukuran silt (0.074- 0.005 mm). Bahan ini terutama terdiri dari silikon dioksida (SiO 2 ), aluminium oksida (Al 2 O 3 ) dan besi oksida (Fe 2 O 3 ).
Menurut laporan teknik PT PLN (Persero) (1997), di Indonesia produksi limbah abu terbang dan abu dasar dari PLTU diperkirakan akan mencapai 2  juta ton pada tahun 2006, dan meningkat menjadi hampir 3,3 juta ton pada tahun 2009. Khusus untuk PLTU Suralaya, sejak tahun 2000 hingga 2006 diperkirakan ada akumulasi jumlah abu sebanyak 219.000 ton per tahun ( Posted by Mahfuz Idafi ).

## 3. Metodologi Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mistar baja, roll meter, kamera digital, dan timbangan digital. Adapun bahan yang digunakan adalah Fly ash (abuterbang), semen, pasir, air. Fly ash diperoleh dari sisa pembakaran batu bara pada pembangkit listrik tenaga uap Tanasa (PLTU  NII  TANASA)  yang  terletak  di Kabupaten Konawe.
Vol. 3, No. 1, Maret 2018 e-ISSN: 2502-8944 ENTHALPY-Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Gambar 4. Fly ash (Abu batu bara)

## Prosedur Pembuatan Alat.
Adapun prosedur dalam pembuatan tungku ialah sebagai berikut: 1. Menyiapkan alat dan bahan. 2. Mencampur faba ( fly ash and bottom ash ), semen dan pasir dengan konsentrasi sebagai berikut:
a. Faba  40  %  ( fly ash 20% and bottom ash 20%). Semen 20%-Pasir 40%- komposisi air 12% (dengan mengurangi 4% pada masing-masing komposisi faba, semen dan pasir).
b. Faba  50  %  ( fly ash 25% and bottom ash 25%).  Semen  20  %-Pasir  30  %- komposisi air 12% (dengan mengurangi 4% pada masing-masing komposisi faba, semen dan pasir).
c. Faba  60  %  ( fly ash 30% and bottom ash 30%). Semen 20%-Pasir 20%- komposisi air 12% (dengan mengurangi 4% pada masing-masing komposisi faba, semen dan pasir). 3. Membuat bentuk tungku berbentuk balok dengan ukuran yang telah ditetapkan dengan masing masing 3 komposisi faba yang berbeda.
4. Melakukan proses pengeringan terhadap tungku faba selama 24 jam kemudian melakukan pelembapan pada permukaan tungku dan membiarkanya selama 4-7
hari hingga permukaan tungku faba
mengeras dan siap untuk digunakan.

## Prosedur Pengujian
a. Menyiapkan 3 tungku faba yang telah dibuat.
b. Menyiapkan arang kayu sebagai bahan bakar sebanyak 3 bagian dengan volume yang sama 1 Kg.
c. Melakukan pembakaran di masing masing tungku,(mengoprasikan tungku).
d. Melakukan pengukuran di 3 tungku, pada dinding bagian dalam dan dinding luar tungku menggunakan thermometer infrared dan mengambil data yang ditunjukan oleh thermometer infrared , dengan interval waktu selama 15 menit,30 menit, dan 60 menit, yang ditunjukan oleh thermometer infrared , dengan interval waktu selama 15 menit,30 menit, dan 60 menit.
e. Melakukan pembakaran di masing masing tungku,(mengoprasikan tungku).
f. Melakukan pengukuran di 3 tungku, pada dinding bagian dalam dan dinding luar tungku menggunakan thermometer infrared dan mengambil data yang ditunjukan oleh thermometer infrared , dengan interval waktu selama 15 menit,30 menit, dan 60 menit.
g. Membandingkan temperatur dari masing- masing tungku.
4. Hasil dan Pembahasan
Adapun hasil pengolahan data tingkat nilai panas suhu dinding dalam dan luar dapat dilihat pada Gambar 5 dan 6.
Gambar 5. Diagram rata-rata nilai panas suhu dinding dalam
Pada grafik diatas memperlihatkan tingkat suhu yang bervariasi dari setiap spesimen uji, dimana tingkat suhu terus meningkat seiring waktu pemanasan yaitu 15, 30, dan 60 menit, dimana tingkat suhu terendah pada dinding dalam dimenit ke 15 terjadi pada spesimen 2, dengan komposisi semen, pasir dan faba 50:20:30% yaitu 257 o C dan tingkat suhu tertinggi pada menit ke 60 terjadi pada spesimen 3 yang memiliki komposisi semen, pasir dan faba 60:20:30% dengan suhu 337 o C.
Gambar 6 diagram rata-rata nilai panas suhu dinding luar
Pada grafik diatas memperlihatkan tingkat suhu yang bervariasi dari setiap spesimen uji, dimana tingkat suhu terus meningkat seiring waktu pemanasan yaitu 15, 30, dan 60 menit, dimana tingkat suhu terendah pada dinding luar dimenit ke 15 terjadi pada spesimen 2 dengan komposisi semen, pasir dan faba 50:20:30% yaitu 64 o C dan tingkat suhu tertinggi pada menit ke 60 terjadi pada spesimen 3 yang memiliki komposisi semen, pasir dan faba 60:20:30% dengan suhu 182 o C.
Adapun yang mempengaruhi ketidaksamaan suhu pada setiap spesimen disebabkan oleh beberapa faktor yang secara teori spesimen dibuat dari 3 jenis material yang berbeda serta komposisi yang berbeda yang saling melarutkan, pada proses pencampuran sama tetapi jumlah komposisi yang berbeda atau tidak
homogen sehingga hasilnya tidak seragam keseluruhan, jadi dapat dikatakan pencampuran yang dilakukan pada spesimen uji dapat berdampak positif atau baik dalam hal ini ketahanan panas yang semakin meningkat dibanding dengan tidak dilakukan pencampuran fly ash and button ash , dimana pencampuran terbaik dapat dilakukan dengan menggunakan komposisi semen, pasir dan faba 50:20:30% hal ini disebabkan karna komposisi ini lebih baik menahan panas dibanding komposisi lain pada saat pengujian.

## Kesimpulan
Nilai kondiktifitas termal terhadap laju perpindahan panas pada tungku berbeda- beda pada komposisi 40:20:40% nilai kondiktifitas termal pada menit ke 15 0.0022 W/m o c sedangkan pada komposisi 50:20:20% nilai konduktifitas termal 0.0018 W/m o c dan pada komposisi 60:20:20% nilai konduktifitas 0.0027 W/m o c. Selain itu pada analisis pengaruh pemamfaatan faba diketahui komposisi yang terbaik untuk menahan panas terdapat pada komposisi 50:20:30%.

## Daftar Pustaka
Anggiansah Rizki dan Sarsetyanto J., 2011. Analisis Perpindahan Panas Pada Tungku Portaibel Berbahan Bakar Briket Batu Bara Untuk Proses Tempah . Tugas Akhir Program Studi Diii Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi. Surabaya.
Djedjen Ahmad., 2011.
Pengaruh
Penambahan Fly Ash Dengan Sifat Fisik Beton Yang Dirawat Dengan
Uap . Prodi Ilmu Lingkungan. UGM.
Dutt Febriantika dan Ravindranat.,1998. Teori Pembakaran Biomassa . Maju Mandar. Surabaya.
87
120 166 64 92 115 106 139 182 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 15 menit 30 menit 60 menit T emp era tu r ( o C) Waktu Pemanasan 40:20:40% 50:20:30%
60:20:20%
Jedy. G.F., dkk., 2017. Pengaruh
Penggantian Sebagian Tanah Liat Oleh Fly Ash Batu bara Terhadap Nilai Thermal Properties Sebagai
Upaya Memetakan Material Batu Bata Yang Ramah Lingkungan . Jiptek, Vol. X No. 1.
Kreith Frank., 1997, Head Transfer And
Aplication . Mandar Maju. Yogyakarta.
Nugroho, P dan Antoni, 2007., Pengaruh Penambahan Fly Ash Terhadap Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi .
Posted by Mahfuz Idafi., Pemanfaatan Fly Ash (Abu Terbang ) Dari Pembakaran Batubara Pada PLTU Suralaya Sebagai Bahan Baku Pembuatan Refraktori Cor .
Peter Scott,. 2015. Proses Pembakaran ,
terjemahan, Andi, Jogjakarta.
Yunianto dkk., 2014. Pengembangan Tungku Bahan Bakar Kayu Rendah
Polusi Dengan Menggunakan Dinding
Beton Semen ., Vol. l. No. 16.
Universitas Diponegoro. Semarang.