Received 14 January 2023; Received in revised form 20 March 2024; Accepted 20 March 2024 Available online 22 March 2024
Contents list available at Sinta

## A R M A T U R
: Artikel Teknik Mesin & Manufaktur
Journal homepage: https://scholar.ummetro.ac.id/index.php/armatur
Desain Rancang Bangun Inovasi Teknologi Rocket Stove Hemat Energi Dan Turbin Ventilator Sebagai Upaya Optimalisasi Peningkatan Kapasitas Produksi Keripik Ikan Kunir
Nely Ana Mufarida 1* , Orisanto Darma Setiawan 2 , Setiyo Ferdi Yanuar 3
1,2 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Jember, Jl Karimata No 49 Jember, Jawa Timur, Indonesia
3 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Jember, Jl Karimata No 49 Jember, Jawa Timur, Indonesia
A R T I C L E I N F O

## A B S T R A C T
Keywords:
Rocket Stove,
Turbine Ventilator, Kunir Fish Chips, Fuel-efficient Energy-efficient UD.  Farah  is  a  well-known  trading  business  in Situbondo that specializes in producing highly sought- after  fresh  seafood  chips  called  "Ikan  Kunir". However, the production capacity is still low due to the use of traditional equipment in the kitchen. To address this,  the  development  of  technology  using  a  Rocket Stove is necessary. The Rocket Stove design allows for high-temperature  wood  combustion,  resulting  in complete  combustion,  increased  heat  energy,  and smoke-free  operation.  It  is  also  more  fuel-efficient compared  to  open  fire,  saving  up  to  50%  fuel.
Furthermore,  the  current  kitchen  conditions  lack attention  to  health  and  safety  aspects,  leading  to smoke-filled, messy, dirty, and dark environments. To improve  air  circulation  and  increase  production efficiency, a Turbine Ventilator will be installed in the combustion  area.  This  applied  research  focuses  on designing  and  innovating  energy-efficient  Rocket Stove technology and utilizing a Turbine Ventilator to enhance the production efficiency of Ikan Kunir chips in terms of time, cost, and energy. The breakthrough aims  to  improve  user  health  by  achieving  complete combustion and reducing smoke  emissions. The  goal of  this  activity  is  to  address  the  business  partner's challenges,  particularly  in  increasing  product capacity  and  improving  occupational  health  and safety management.

## Pendahuluan
Adalah  Ibu  Ummi  Kulsum  (45), warga Kampung Bukkolan RT.004 RW.001 Desa Paowan/Kecamatan Panarukan Kabupaten Situbondo Provinsi Jawa Timur, mendirikan  UD.  Farah  pada  tahun  1999 yang  merupakan  usaha  dagang  yang bergerak  dalam  bidang  pembuatan  keripik ikan  laut  segar  “Ikan  Kunir”  yang  kini menjadi ikon Situbondo atau oleh-oleh khas dari  Kota  Santri  ini  dan  sangat  diminati, terutama para pelancong dari luar kota yang kebetulan  singgah  di  Situbondo.  Untuk Anda  yang juga ingin  menjadikannya buah tangan,  keripik  ikan  kunir  bisa  diperoleh dengan  datang  langsung  ke  rumah  Ibu Ummi  Kulsum.per  bungkus  dengan  berat 250-gram dijual seharga Rp. 18.000. Untuk menjalankan  usaha  ini  Ibu  Ummi  Kulsum dibantu oleh 3 orang pekerja.

## Gambar 1. Lokasi dan produk mitra
Untuk  kapasitas  produksi,  relatif masih  tergolong  rendah  walaupun  sudah cukup untuk memenuhi permintaan kebutuhan pasar. Hal ini dikarenakan mitra masih menggunakan peralatan penggorengan  yang  masih  tradisional, sehingga  sangat  diperlukan  pengembangan teknologi  untuk  meningkatkan  kualitas produksi  olahan.  Untuk  meningkatkan jumlah produksi tersebut, maka dibutuhkan peralatan  penggorengan  yang  modern sehingga  produksi  keripik  ikan  kunir  dapat berjalan  lancar  sesuai  permintaan  pembeli dan  menghasilkan  keuntungan  semaksimal
mungkin. Hal ini yang menjadi dasar proses penggalian data permasalahan mitra.
Pembuatan  keripik  ikan  kunir  ini tidak mudah karena sifatnya yang getas dan rapuh  sehingga  mudah  sekali  hancur  dan proses  pembuatan  keripik  ikan  kunir  ini masih menggunakan peralatan penggorengan yang tradisional dan sederhana  yaitu  dapur  “Tomang”  yang menggunakan bahan bakar kayu.
Kayu  merupakan  salah  satu  sumber energi yang diharapkan dapat menggantikan sumber  bahan  bakar  minyak.  Namun, memiliki sifat-sifat yang kurang menguntungkan  jika  langsung  dijadikan sebagai  bahan  bakar  antara  lain  kadar  air yang  tinggi,  mengeluarkan  asap,  banyak abu, dan nilai kalornya rendah [1]

## Gambar 2.Kondisi Dapur “Tomang” yang dipakai mitra
Dapur  “Tomang”  yang  digunakan mitra adalah adalah tungku tradisional yang terbuat  dari  tanah  liat  (semen),  dengan bentuk  sederhana  warisan  leluhur.  Tungku semacam  ini  biasanya  boros  bahan  bakar. Tungku  yang  menggunakan  kayu  bakar disamping  menghasilkan  efisiensi  thermal yang  rendah  juga  mempunyai  emisi  yang lebih  tinggi  dibandingkan  kompor  minyak tanah  atau  kompor  gas.  Emisi  yang dihasilkan  dari  pembakaran  kayu  bakar sebagian  ada  yang  bersifat  racun  karena terjadinya pembakaran yang tidak sempurna dan  menghasilkan  jelaga  hitam  sehingga mengotori ruangan dapur tempat memasak, namun  hal  ini  mungkin  tidak  dipedulikan atau kurang diperhatikan.
Dapur  tradisional  hanya  memiliki efisiensi  5  -  10%  dan  dengan  sedikit sentuhan  keteknikan  dapat  ditingkatkan
efisiensienya dua hingga tiga  kali lipat  [2]. Begitu  juga,  penggunaan  dapur  “Tomang” juga  mempuyai  kekurangan  yaitu  ruangan dapur  menjadi  kotor  karena  abu  hasil pembakaraan  yang  beterbangan  kemana- mana  sehingga  belum  efisien  baik  dilihat dari  segi  waktu,  biaya  maupun  energi. Sehingga unjuk kerja dapur “Tomang” dapat ditingkatkan  dengan  cara  memperbaiki proses  pembakaran  di  dalam  tungku sehingga  berlangsung  dengan  sempurna. Selain  itu  juga  dapat  memperbaiki  proses perpindahan panas ke media yang dipanaskan  dan  dengan  harapan  diperoleh efisiensi  yang  optimal,  dengan  demikian dapat mengurangi pengunaan kayu sebagaibahan bakar.
Peralatan penggorengan keripik ikan kunir  perlu  dukungan  teknologi  sehingga kapasitas produksi dapat ditingkatkan yaitu dengan  menggunakan  teknologi  “ Rocket Stove ”. Rocket  Stove yaitu  kompor  yang menggunakan  kayu  berukuran/berdiameter kecil sebagai bahan bakarnya. Pada “ Rocket Stove ”,  kayu  dibakar  dalam  ruang pembakaran sederhana. Ruang pembakaran ini  terhubung  dengan  cerobong  asap  dan lubang udara.
Dibandingkan dengan Dapur
“Tomang”, desain “ Rocket Stove ” memungkinkan  pembakaran  kayu  terjadi pada  temperatur  yang  tinggi.  Hal  ini menyebabkan pembakaran menjadi sempurna. Pembakaran sempurna menghasilkan  energi  panas  yang  lebih banyak dan juga bebas asap. Dibandingkan dengan  pembakaran  terbuka  (open  fire), “ Rocket  Stove ”  lebih  hemat  bahan  bakar sampai 50%.
Pada  kompor  “Tomang”  memiliki desain  yang  belum  mampu  memenuhi kaidah  dan  syarat  pembakaran  yang  baik, Pembakaran kayu bakar tidak sempurna dan menghasilkan  asap  yang  beracun,  banyak panas  yang  terbuang  sehingga  boros  bahan bakar,  serta  tungku  yang  tidak  berumur lama, hanya sekitar 3-6 bulan.
Disamping  tungku  tradisional  yang berdampak  pada  kesehatan,  kondisi  dapur juga  menjadi  bagian  penting  dari  rumah
yang dapat mempengaruhi kesehatan penggunanya. Saat ini kondisi dapur masih kurang  diperhatikan,  misalnya  soal  desain, tata  letak,  perlengkapan,  dsb.  Maka,  pada umumnya dapur jadi penuh asap, berjelaga, kotor, dan gelap.
Dapat disimpulkan bahwa Manajemen  keselamatan  dan  kesehatan kerja  (K3)  belum  dikelola  secara  baik sehingga  kesehatan  para  pekerja  menjadi terganggu  baik  secara  langsung  maupun tidak  langsung.  Hal  ini  terlihat  dari sirkusilasi  udara  tempat  pembuatan  keripik ikan  kunir  yang  belum  sesuai  standar  K3 atau  paling  tidak  untuk  standar  industri makanan.  Para  pekerja  banyak  yang mengeluhkan  sakit  mata  dan  sesak  nafas dikarenakan  asap  pembakaran  yang  tidak bisa  keluar  dari  ruangan  tempat  mengolah keripik  ikan  kunir,  mengingat  bahan  bakar yang  digunakan  masih  kayu  bakar.  Jika pekerja ada yang sakit dan tidak bisa bekerja untuk  mengolah  keripik  ikan  kunir,  maka proses  produksi  keripik  ikan  kunir  akan terganggu karena ada beberapa proses yang hanya  bisa  dikerjakan  oleh  orang  –  orang tertentu  yang  sudah  berpengalaman  dalam membuat keripik ikan kunir. Jika penanganan  usaha  ini  lebih  dioptimalkan lagi,  mulai  dari  pengadaan  bahan  baku, proses  produksi,  proses  pemasaran,  dan manajemen K3 maka sangat dimungkinkan jika  usaha  home  industry  ini  akan  menjadi besar.  Dengan  kondisi  dapur  di  mitra  yang seperti  ini,  maka  Tim  akan  memasang Turbin  Ventilator  pada  ruang  pembakaran sehingga  akan  membuat  sirkulasi  udara menjadi  lancar  dan  produksi  keripik  ikan kunir akan semakin meningkat
Berdasarkan hal tersebut diatas maka penelitian  terapan  ini  membahas  desain rancang  bangun  inovasi  teknologi  tungku pembakaran  model  “ Rocket  Stove ”  dan Turbin Ventilator sehingga efisiensi produksi  dapat  ditingkatkan  baik  secara waktu,  biaya  maupun  energi.  Selain  itu, terobosan  untuk  membuat  tungku  dengan desain  yang  lebih  baik  untuk  kesehatan penggunanya. Desain ini merupakan intervensi yang memungkinkan tungku bisa
membakar  biomassa  (kayu)  dengan  lebih sempurna.  Dengan  pembakaran  sempurna tersebut,  asap  yang  timbul  menjadi  lebih kecil ataubahkan tidak ada sama sekali.
Pengembangan sumber energi alternatif menjadi kebutuhan mendesak saat ini.  Dengan  makin  menipisnya  cadangan bahan bakar fosil seperti minyak, maka akan membahayakan  pasokan  energi  di  masa depan.  Kayu  merupakan  salah  satu  bahan bakar alternatif yang saat ini keberadaannya mudah dijumpai di sekitar kita. Penggunaan kayu sebagai bahan bakar sebenarnya sudah dimulai  sejak  dahulu.  Tungku  kayu  bakar adalah suatu alat pembakaran yang digunakan  untuk  memasak  dengan  bahan bakar kayu. Permasalahan yang terjadi pada penggunaan  tungku  kayu  bakar  tradisional adalah  masalah  polusi  yang  dihasilkan  dan kinerja  tungku  kayu  bakar  yang  pada umumnya relatif kecil [3].
Sebagian masyarakat pedesaan pada umumnya  masih  menggunakan  kayu  bakar sebagai bahan bakar untuk memasak sehari- hari.  Penggunaan  bahan  bakar  kayu  ini karena murah, mudah didapatkan, dan aman akan  bahaya  ledakan.  Pada  saat  ini  kayu bakar  masih  mudah  didapatkan  dari  kebun atau  halaman  sekitar  rumah  atau  bisa  juga dibeli  dengan  harga  yang  masih  murah. Pemerintah  beberapa  tahun  yang  lalu  telah melakukan  konversi  minyak  tanah  ke  gas LPG,  tetapi  sebagian  masyarakat  yang sebelumnya  menggunakan  kompor  minyak justru  beralih  menggunakan  kayu  bakar, dengan  berbagai  alasan  karena  gas  LPG lebih mahal.  Kayu bakar  merupakan bahan bakar  yang  paling  murah  dan  banyak tersedia  di  alam,  sedangkan  bahan  bakar minyak  dibeberapa  daerah  sudah  tidak disubsidi lagi oleh pemerintah dan gas elpiji distribusinya belum merata [4].
Menurut World  Bank ,  polusi  dalam rumah menyebabkan sekitar 165.000 kematian dini setiap tahunnya di Indonesia. Salah satu penyumbang terbesar polusi jenis ini  adalah  penggunaan  tungku  tradisional untuk  memasak.  Meski  berbahaya,  masih banyak keluarga di Indonesia yang bergantung  pada  tungku  tradisional.  Meski
sudah  adanya  alternatif  seperti  kompor  gas atau  listrik,  tungku  tradisional  masih menjadi pilihan utama masyarakat. Alasannya, ketersediaan  gas  LPG terbilang terbatas, sementara ketersediaan kayu bakar cukup melimpah di daerah mereka. Terlebih lagi, industy rumahan gula aren cukup besar di  kabupaten  ini.  Mengingat  proses pembuatan  gula  yang  lama,  penggunaan tungku  kayu  bakar  dinilai  lebih  ekonomis dibanding menggunakan gas  LPG. Namun, ketersediaan  kayu  bakar  yang  melimpah menghadirkan  tantangan  tersendiri.  Kayu bakar  memang  dapat  menjadi  bahan  bakar yang  lebih  mudah  dan  murah;  namun, ketersediaannya  yang  melimpah  membuat masyarakat  lalai  untuk  menggunakannya dengan  hemat  dan  efisien.  Kurangnya pengetahuan tentang masalah energi membuat  masyarakat  mengabaikan  risiko kesehatan  dari  memasak  dengan  tungku tradisional [5].
Tujuan umum adalah dengan menggunakan  konstruksi  tungku  model Rocket  Stove hemat  energi  ini  diharapkan mampu  mengurangi  kerugian  kalor  keluar sehingga efisiensinya lebih baik. Pengujian ini bertujuan untuk memaksimalkan kinerja dari  tungku.  Selain  itu,  supaya  terwujud manajemen K3 melalui pemasangan Turbin Ventilator .  Alat  ini  tidak  membutuhkan tenaga  listrik,  bebas  perawatan  dan  dapat bekerja  selama  24  jam.  Tujuan  khusus adalah  peningkatan derajat  kesehatan masyarakat.  Karena  tungku  modifikasi  ini mengurangi  volume  asap  yang  keluar  dari pembakaran  kayu,  sehingga  asap  yang menyebar  di  dalam  dapur  akan  sangat berkurang.  Dapur  menjadi  lebih  bersih, lebih  tertata  rapi  dan  sehat  untuk  semua pekerja.
Penelitian  ini  sangat  mendukung program pengurangan ketergantungan terhadap sumber energi berbahan fosil yang terbatas dengan mengembangkan konsumsi energi terbarukan.
“ Rocket  Stove ”  identik  dengan optimalisasi sumber daya lokal yang masih berlimpah di pedesaan. Karena sumber daya energi  yang berasal dari sumber daya lokal
ini,  “ Rocket Stove ”  menjadi  sarana pemenuhan  kebutuhan  rumah  tangga  yang lebih murah dan sehat. Dan yang terpenting, keberadaan  “ Rocket  Stove ”  menjadikan masyarakat  lebih  mempunyai  kemandirian dalam bidang energi (tidak bergantung pada pemerintah)  serta  tidak  merubah  perilaku konsumen  terhadap  penggunaan  tungku tersebut.
Dari  kegiatan  ini  diharapakan  dapat mengatasi  permasalahan  mitra  khususnya peningkatan kapasitas produk dan terwujudnya  manajemen  keselamatan  dan kesehatan kerja sehingga terjadi peningkatan keuntungan home industry dan kesejahteraan  masyarakat.  Hal  ini  karena efiensi produksi keripik ikan kunir semakin meningkat  baik  secara  waktu,  biaya  dan energi.

## Metode Penelitian
Metode  penelitian  yang  dilakukan adalah  metode  rekayasa  yang  merupakan suatu kegiatan rancang bangun, sehingga di dalamnya  terdapat  kontribusi  baru,  baik dalam  bentuk  proses  maupun  produk  atau prototipe, perancangan alat, pembuatan alat dan pengujian alat.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium  Teknik  Mesin  Universitas Muhammadiyah  Jember.  Penelitian  ini dilakukan  pada  bulan  Januari  2023.
Gambar 3.Flowmap tahapan kegiatan penelitian

## Hasil dan Pembahasan
Dalam rangka menyelesaikan permasalahan,  langkah-langkah  yang  akan dilakukan adalah sebagai berikut:
a. Observasi dan Wawancara
Observasi  dan  wawancara  ke  mitra sasaran,  dengan  tujuan  untuk  menggali informasi  secara  detail  mengenai  proses pembuatan  keripik  ikan  kunir.  Dari  proses pembuatan  keripik  ikan  kunir  maka  akan diketahui  bagaimana  peralatan  produksi yang  digunakan  dan  kualitas  produk  yang dihasilkan. Hal ini dilakukan dalam rangka menentukan  desain  tungku  dan  Turbin Ventilator  yang  tepat.  Terutama  mengenai efisiensi  tungku  berbahan  bakar  kayu  dan manfaat  penggunaan  Turbin  Ventilator. Hasil  yang didapat  akan menjadi  informasi penting untuk memperbaiki kualitas produk mereka.
b. Desain dan Rancang Bangun
Setelah  diketahui  hasil  observasi, langkah  berikutnya  dilakukan  pengkajian untuk  menentukan  desain  tungku  model “ Rocket Stove ” yang tepat. Dari hasil kajian maka  akan  digunakan  untuk  menentukan desain  dan  rancang  bangun  alat  dan  mesin tersebut  sehingga  dapat  menjadi  solusi untuk  meningkatkan  kapasitas  produksi keripik ikan kunir. Berdasarkan hasil kajian maka didapatkan kesimpulan, yaitu menciptakan  tungku  model  “ Rocket  Stove ” yang  dapat  menghemat  penggunaaan  kayu bakar  dan  memasangkan  Turbin Ventilator yang akan menghisap asap hasil pembakaran.
c. Rocket Stove
Kompor  kayu  bakar  teknologi Rocket  Stove adalah  kompor  yang  didesain dalam  memenuhi  kebutuhan  dapur  dengan tidak  meninggalkan  tradisi  dapur/pawon nenek  moyang  kita,  aroma  masakan  tetap terjaga/wangi,  kompor  yang  kuat,  tangguh, dan  tahan  banting  sehingga  awet  karena menggunakan  Las  Argon,  apinya  dahsyat, dapur  tetap  bersih,  hemat,  ekonomis  dan bisa  dipindah  atau  dibawa  kemanapun, sangat  cocok  bagi  masyarakat  yang  masih menggunakan bahan-bakar kayu.
Observasi & Wawancara Desain & Rancang Bangun Laporan Akhir Publikasi
Spesifikasi dari  tungku model “ Rocket Stove ” adalah sebagai berikut:
1. Shell 2. Arang Box
3. Penutup 4. Holder 5. Pan Support 6. Rocket Support 1 7. Rocket Support 2
8. Roda Gambar 4. Spesifikasi Rocket Stove
Gambar 5. Rocket Support
Gambar 6. Main Box
Angle 35x35x5
Gambar 7. Pan Support

## d. Turbin Ventilator
Spesifikasi  dari  Turbin  Ventilator adalah sebagai berikut:
1. Cocok  untuk  diaplikasikan  ke  berbagai jenis atap.
2. Double Fan : 3 pcs
3. Fan Conventional : 25 pcs 4. Kapasitas hisap maks 2543 m3/jam Turbin  Ventilator  ini  digerakkan tenaga angin dan putarannya konstan 1. Air Cycle Box 2. Ring Blade 3. Blade 4. Pin 5. Top Plate 6. Propeller 7. Framework 8. Shaft
Gambar 8. Ventilator Turbin
Gambar 9. Holder dan Penutup
Gambar 10. Arang Box
e. Manfaat yang diperoleh ( Outcome )
1.  Fungsi dan Manfaat Produk Teknologi Penggunaan Rocket  Stove berfungsi untuk mengoptimalkan proses pembakaran  kayu  dan  mengisolasi panas  yang terdisipasi  ke atmosfer.  Ini memberikan  manfaat  berupa  reduksi jumlah  kayu  bakar  yang  digunakan untuk proses penggorengan keripik ikan kunir.
2.  Dampak Ekonomi dan Sosial Penggunaan Rocket  Stove berdampak signifikan terhadap peningkatan ekonomi  dari  home  industry  keripik ikan kunir.
Ini
dikarenakan berkurangnya jumlah kayu bakar untuk memasak. Dengan meningkatnya efektifitas  kerja  maka  meningkatnya jumlah produksi  dan kebutuhan tenaga semakin bertambah.
3.  Kontribusi Terhadap Sektor Lain Penggunaan Rocket Stove juga menunjang  program  pemerintah  yaitu menggunakan  peralatan  higienis  dan mengurangi  dampak  asap  karbon  yang berlebih  dari  proses  pembakaran  kayu bakar Rocket  Stove didesain  untuk memaksimalkan pembakaran kayu.

## Kesimpulan
Kesimpulan  diantaranya  sebagai berikut:
Tungku pembakaran berbahan bakar kayu model Rocket Stove mampu meningkatkan kapasitas dan efisiensi
produk  dari  segi  waktu,  biaya  maupun energi. Turbin Ventilator mampu mempercepat proses sirkulasi asap
pembakaran  sehingga  udara  di  dalam ruangan akan terus bersikulasi dan mengurangi efek panas di dalam ruangan.

## Referensi
[1]  Maulana, L. F., Ghozali, H. I., Fikri, M. H.,  Agustina,  E.  I.,  &  Ali,  M.  (2020). Pemanfaatan  Limbah  Serbuk  Kayu Didesa Ranjok Kecamatan Gunung Sari Kabupaten  Lombok  Barat  Menjadi Biomass Pellet Sebagai Sumber Energi Terbarukan.  Jurnal  PEPADU,  1(1), 133–138.
[2]  Wibowo,  N.  I.  (2020).  Kompor, Pemanfaatan  Teknologi  Tepat  Guna Pelet,  Roket  Dengan  Formulasi  Bahan Bakar  Sengon,  Kayu  Dan  Kayu. Agroscience, 10(2), 136–137.
[3]  Hastowo,  R.  (2012).  Pembuatan  dan Pengujian  Tungku  Hemat  Energi Bermaterial  Cor  Beton  dengan  Variasi Selongsong. Universitas Diponegoro.
[4]  Suandi, M., Usman, I., Abbas, S. H., & Hardi,  W.  (2018).  Pengaruh  Bentuk Tungku Berbahan Bakar Kayu Terhadap  Laju  Perpindahan  Panas. Dinamika Jurnal Teknik Mesin Unkhair, 3(11–15).
[5]  Noviandari, L. (2019). Dorong
Penggunaan TSHE: Menjaga Kesehatan dan Lingkungan Bisa Dimulai dari Dapur.
[6]  Rencana  Induk  Penelitian  2020-2024. Oktober 2020. Lembaga Penelitian Dan Pengabdian Kepada Masyarakat.
Universitas Muhammadiyah Jember.