## Peluang Efisiensi Tungku Pembakaran Bata Merah di Daerah Setiti Kabupaten Muaro Jambi

## Myson
Program Studi Teknik Listrik Fakultas Teknik Universitas Batanghari Jambi Email : myson_ade1@yahoo.com

## ABSTRAK
Tahapan pembakaran  bata merah  dimulai dari  penguapan (pengeringan) pada temperatur kira-kira 120°C. Selanjutnya  tahap  oksidasi  dimana  terjadi  pembakaran  sisa-sisa  karbon  yang  terdapat  didalam  tanah  liat. Proses  ini  berlangsung  pada  temperatur  650°C-800°C.  Kemudian  pembakaran  penuh.  Bata  merah  dibakar hingga matang dan terjadi proses sintering hingga menjadi bata padat. Temperatur matang bervariasi antara 920 °C – 1020 °C tergantung pada sifat tanah liat yang dipakai. Dari data diketahui daerah sekitar tungku, setelah semua bahan bakar terbakar. memiliki temperature diatas 300 o C, sehingga hal ini merupakan suatu peluang  untuk  memperpendek  waktu  proses  pengeringan.  Untuk  dapat  memanfaatkan  panas  tersebut  yang biasanya  terbuang  diperlukan  beberapa  perubahan  yaitu  perubahan  pada  sistim  dan  arah  penjemuran  bata merah mentah serta perubahan pada tungku pembakaran.
Kata kunci : Efisiensi, Tungku, Pembakaran, Bata merah

## PENDAHULUAN
Membangun  rumah  menggunakan  bata  merah  merah  merupakan  sesuatu  yang    biasa  dan  lumrah ditengah-tengah masyarakat kita. Material bata merah merah selain harganya yang terjangkau, juga memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan menggunakan material bangunan lainnya seperti batako, batu hebel atau bata ringan  serta material bangunan lainnya.  Salah satu kelebihannya adalah dari sisi keindahan dan harga yang  lebih  murah.  Menggunakan  bahan  bangunan  bata  merah  memang  memiliki  kekhasan  sendiri. Penggunaan bata merah banyak digunakan untuk dinding pada bangunan perumahan, gedung, pagar, saluran drainase ataupun pondasi. Pesatnya pembangunan di sektor perumahan dan property menjadikan kebutuhan akan bata merah semakin meningkat.
Hal lain yang menjadikan komoditas ini banyak dikerjakan, karena proses pembuatannya yang relatif mudah dengan biaya investasi yang  rendah dan bahan baku mudah didapat. Peralatan yang diperlukan pun sederhana mulai dari peralatan tradisional seperti cangkul, alat pencetak bata merah atau mesin press, mesin penggiling bata merah, mesin pembakar atau bisa juga menggunakan tungku pembakaran, kayu bakar, batu bara  atau  sekam  padi.  Sedangkan  bahan  bakunya  dari tanah  liat, air dan abu  sisa  pembakaran.  Proses pembuatan  bata  merah  juga  sangat  sederhana,  yaitu  tanah  liat  yang  sudah  diramu  dicetak  dalam  mesin pencetak, selanjutnya di jemur lalu dibakar.
Pembuatan bata merah merah melalui proses pembakaran berpotensi menimbulkan pencemaran udara. Disamping itu bahan bakar berupa kayu  bakar yang saat ini terus menipis jumlahnya sehingga harga bahan bakar kayu menjadi relatif lebih mahal sehingga biaya produksi pun menjadi mahal. Dari sisi lingkungan hal ini sangat ditentang.
Proses pembakaran dilakukan selama 5 hingga 7 hari tanpa henti (non stop), hal ini bergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan. Setiap kali pembakaran  umumnya terdapat 30.000 hingga 100.000  bata merah.  Namun  ada  juga  tungku  pembakaran  yang  kapasitasnya  lebih  besar  mencapai  200.000  bata  merah. Dengan demikian jumlah bahan bakar kayu juga akan semakin banyak dibutuhkan.
Bahan  bakar  yang  digunakan  bermacam-macam,  diantaranya  adalah  potongan  limbah  pohon  kayu, limbah  kayu  dari  bangsal  konsen  dan  ada  juga  yang  menggunakan  batu  bara.  Jika  kondisi  cuaca  cerah (musim  kemarau),  pembakaran  dapat  dilakukan  setiap  20  hari  sekali,  namun  apabila  kondisi cuaca  musim penghujan,  maka  pembakaran  hanya  dapat  dilakukan  1  kali  dalam  1  bulan atau  lebih.  Bata  merah  yang  di cetak  berukuran  sedang  yaitu  9  x  9  x  19  cm.  Namun  setelah  pembakaran  ukuran  akan  mengalami penyusutan  hingga  20%.  Untuk  menghindari  penyusutan  ada  beberapa  produsen  bata  merah  yang
menambahkan penyusutan tersebut pada saat pencetakan. Dengan demikian akan dibutuhkan jumlah bahan baku tanah liat yang lebih banyak yaitu lebih kurang 20%.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah:  1) Untuk  mengetahui  sejauh  mana  penggunaan  panas  pada  proses produksi bata merah merah yang terjadi pada masyarakat produsen di daerah Setiti kabupaten Muaro Jambi; 2)  Untuk  mengetahui  teknologi  yang  digunakan  masyarakat  produsen  bata  merah  merah  di  daerah  Setiti kabupaten  Muaro  Jambi;  3)  Memberikan  masukan  kepada  masyarakat  produsen  bata  merah  merah  terkait dengan  penggunaan  panas  yang  dihasilkan  dari  pembakaran  bahan  bakar  kayu  di  daerah  Setiti  kabupaten Muaro Jambi.

## Pembakaran Bata Merah
Selama proses pembakaran terjadi perubahan fisika dan kimia serta mineralogi dari tanah liat sebagai bahan  baku  bata  merah.  Proses  pembakaran  ini  harus  berjalan  seimbang  dengan  kenaikan  suhu.  Dalam proses pembakaran bata merah berlaku  Hukum Termodinamika II dan juga modulus-modulus perpindahan panas  seperti konduksi,  konveksi dan radiasi Serta  pengaruh  waktu  terhadap  laju  aliran  termal  seperti steady dan transient
a. Dalam  hukum  termodinamika II tentang  hukum  kesetimbangan  yaitu  kenaikan  entropi  panas tidak bisa mengalir dari material yang dingin kematerial yang panas secara spontan.
b. Konduksi - Perpindahan  kalor  secara  perambatan  atau  konduksi  adalah perpindahan  kalor  dari suatu bagian benda padat ke bagian lain dari benda padat yang sama, atau dari benda padat yang satu ke benda padat yang lain karena terjadi persinggungan fisik.
c. Konveksi -  Perpindahan  kalor  secara  aliran  atau  konveksi  adalah  perpindahankalor  yang  dilakukan  oleh molekul-molekul  suatu  fluida  (cair  atau  gas).  Molekul-molekul  fluida  tersebut  dalam  gerakannya melayang kesana-kemari membawa sejumlah kalor
d. Radiasi - Perpindahan kalor secara pancaran atau radiasi adalah perpindahan kalor suatu benda ke benda yang  lain  melalui  gelombang  elektromagnetik  tanpa  medium  perantara.  Bila  pancaran  kalor  menimpa suatu  bidang,  sebagian  dari  kalor pancaran yang  diterima benda  tersebut akan dipancarkan kembali (re- radiated), dipantulkan (reflected) dan sebagian dari kalor akan diserap e. Stedi – Perpindahan panas yang tidak berpengaruh terhadap fungsi waktu.
f. Transien - Perpindahan panas yang berpengaruh terhadap fungsi waktu.
Dalam proses pembakaran bata merah tahapan yang harus dilalui adalah sebagai berikut :
1. Tahap  pertama  adalah  penguapan  (pengeringan),  yaitu  pengeluaran  air  pembentuk  bata  merah  merah yang terjadi pada temperatur kira-kira 120°C.
2. Tahap oksidasi, terjadi pembakaran sisa-sisa tumbuhan (karbon) yang terdapat didalam tanah liat. Proses ini berlangsung pada temperatur 650°C-800°C.
3. Tahap pembakaran penuh. Bata merah merah dibakar hingga matang dan terjadi proses sintering hingga menjadi bata padat. Temperatur matang bervariasi antara 920 °C – 1020 °C tergantung pada  sifat tanah liat yang dipakai.
4. Tahap penahanan. Pada tahap ini terjadi penahanan temperatur selama 1-2 jam.
Pada  tahap  1,2  dan  3  kenaikan  temperature  harus  perlahan  agar  tidak  terjadi  pecah,  noda  hitam, penyusutan  dan  lain-lain.Temperature  dalam  tungku  dinaikan  dengan  cara  menambah  kayu  bakar  yang dimulai  dari  temperature  kamar  sampai  120 o C  (untuk  menghilangkan  sisa  air  yang  ada)  kemudian, dilanjutkan  dengan  800 o C  (dipertahankan  dengan  waktu  tertentu)  dengan  tujuan  menghilangkan karbon pada  abu serta  menghilangkan molekul-molokul.  Kemudian  dinaikan  ke  temperatur  950-1000 o C. Tidak jarang temperature dinaikan lagi hingga 1020 o untuk mendapatkan standar SNI. Hal ini terjadi karena semakin tinggi temperaturnya maka tanah akan mendekati sifat keramik dimana partikel-partikelnya hampir mengalami ikatan yang sempurna. Partikel-partikel mengalami perubahan bentuk yang saling mengisi pori- pori sehingga bata merah akan kuat dan keras.

## Tungku Pembakaran
Proses  pembakaran  merupakan  langkah  yang  sangat  penting  dalam  memproduksi bata merah  merah. Dalam  proses  pembakaran  dibutuhkan  tungku  pembakaran  yang  sesuai  dengan  jumlah  bata merah mentah yang akan dibakar. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal perlu diperhatikan distribusi panas pada tungku yang  merata.  Hal  ini  akan  berdampak  pada  kualitas  bata  merah  dan  mengurangi  jumlah  bata  merah  yang gagal  dalam  proses  pembakaran.  Semakin  tidak  merata  semakin  besar  persentase  tingkat  kegagalan produksi.

## Gambar 1. Tungku pembakaran bata merah

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  akan  melakukan  eksperimen  langsung  pada  masyarakat  produsen  bata  merah.  Adapun data  yang  dibutuhkan  adalah  temperature  mulai  dari  lorong  sumber  api  hingga  ujung  tungku.  Kemudian mendapatkan  temperatur  dinding  dan  atap  (penutup)  tungku.  Data  ini  di  butuhkan  guna  mengetahui distribusi panas yang terjadi pada proses pembakaran bata merah.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses pemanasan berguna untuk menurunkan kadar air yang ada pada bata merah mentah. Proses ini dilakukan dengan pembakaran yang bertemperatur rendah sekitar 300 o C.  Hal ini berfungsi untuk menjaga kenaikan temperature yang sangat tinggi yang akan berakibat pada gagalnya pembuatan bata merah tersebut. Proses ini dilakukan dengan melakukan pembakaran kedua ujung mulut lorong api pada tungku tersebut.
Gambar 2. Pemanasan pada ujung lorong api bagian utara
Gambar 3. Pemanasan pada ujung lorong api bagian selatan
Kayu  bakar  sebagai  bahan  bakar  diletakan  diluar  masing  masing  ujung  lorong  api.  Dengan  cara  ini temperature  tidak  akan  naik  jauh  diatas  yang  diharapkan  yaitu  sekitar  300 o C  hingga  400 o C.  Ini  dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

## Gambar 4. Suhu mulut lorong api
Dari gambar diatas terlihat bahwa temperature berada pada 375 o C. Pada proses pemanasan atau yang biasa  disebut  oleh  para  pembuat  bata  merah  tradisional  dengan  pengasapan  terkadang  api  kayu  bakar  juga mengalami padam. Namun hal ini tidaklah berdampak langsung pada proses pembuatan bata merah tersebut. Proses  pemansan  ini  dilakukan  dari  dua  sisi  pada  masing-masing  lorong  api  yang  ada.  Proses  ini membutuhkan  waktu  sekitar  dua  hingga  tiga  jam  tergantung  kadar  air  yang  terkandung  pada  mata  merah mentah.  Makin  kering  bata  merah  mentah  tersebut,  maka  makin  pendek  waktu  yang  dibutuhkan  untuk proses pemanasan atau pengasapan.
Setelah  mengalami  pemanasan  maka  sekitar  daerah  tersebut  akan  menjadi  sangat  kering  dan  bata merah telah mengalami penyusutan secara perlahan. Daerah tersebut dapat diberi api dengan tempertur yang lebih tinggi. Temperatur tersebut meningkat dari 300 o C atau 400 o C meningkat secara cepat menjadi 800 o C hingga 900 o C hanya dalam 3 hingga 4 jam. Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

## Gambar 5. Temperatur dalam mulut lorong api
Temperatur ini  ditahan lebih  kurang  dua  jam  sehingga  daerah  ujung  yang  belum  terkena  pemanasan atau pengasapan akan mengalami pengeringan, sehingga seluruh tungku dapat mengalami proses pemanasan dan temperature dapat dinaikan menjadi 800 o C hingga 900 o C hingga seluruh tungku mencapai temperature tersebut. Temperatur ini ditahan hingga seluruh bahan bakar yang telah disusun dalam tungku bata marah, baik yang ada di lapis kedua, lapis ketiga maupun lapis ke empat menjadi terbakar juga. Jika sudah demikian maka temperature dalam tungku akan meningkat menjadi diatas diatas 900 o C hingga diatas 1350 o C.
Gambar 6. Temperatur dalam tungku yang sudah sangat panas
Namun karena keterbatasan alat yang hanya mampu membaca sampai 950 o C saja, maka datanya tidak dapat ditampilkan.
Temperatur ini akan bertahan hingga seluruh bahan bakar kayu yang ada dalam tungku terbakar habis. Waktu  yang  dibutuhkan  untuk  menghabiskan  bahan  bakar  kayu  yang  ada  didalam  tungku  ditentukan  oleh banyaknya  bahan  bakar  kayu  yang  dimasukan  kedalam  tungku,  namun  biasanya  untuk  menghemat  bahan bakar, biasanya cukup dengan waktu satu hari penuh atau sekitar 12 jam.

## Gambar 7. Warna api yang sangat panas didalam tungku
Dalam  proses  pembakaran  suhu  yang  dihasilkan  pada  bagian  dalam  tungku  berada  sekitar  1050 o C hingga 1350 o C. Ini dapat dilihat dari pembacaan alat ukur yang tidak mampu membaca temperature diatas 960 o C.
Gambar 8. Keterbatasan alat yang tak mampu membaca suhu diatas 950 o C
Dari  panas  yang  dihasilkan ini  sebagian akan  terpancarkan  keluar akibat  dari  disain  tungku  tersebut. Tungku disini didesain dengan sistim  yang dapat dibongkar atau tidak permanen. Tujuan dari penggunaan tungku seperti ini adalah untuk memudahkan proses pascapembakaran.
Panas  yang  terjadi  saat  proses  pembakaran  dengan  temperature  yang  berada  diatas  1050 o C  tersebut dapat dilihat dari celah-celah dinding tungku seperti gambar dibawah ini.
Panas  yang  terpancarkan  keluar  dari  celah-celah  dinding  tungku  tersebut  berkisar  pada  suhu  284 o C hingga 323 o C. Ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 10. Temperatur dinding tungku pembakaran bata merah
Panas  ini  terbuang  sia-sia  kelingkungan  dan  bahkan  mencemari  lingkungan  dengan  menaiknya  suhu lingkungan sekitar tungku. Suhu yang tinggi tersebut seharusnya dapat dimanfaatkan untuk  mempersingkat proses  pengeringan  yang  selama  ini  hanya  mengandalkan  panas  dari  matahari  yang  suhunya  paling  tinggi didaerah tersebut berkisar 40 o C hingga 45 o C.
Gambar 11. Panas yang keluar tungku melalui celah bata merah saat pembakaran
Pada proses pendinginan, setelah dibakar pada suhu atau temperature hingga mencapai diatas 1050 o C  membutuhkan  waktu  yang  juga  cukup  lama.  Ini  terjadi  karena  proses  pendinginan  dilakukan  secara perlahan  dengan  memanfaatkan  udara  dingin  sekitar  tungku  yang  berhembus.  Proses  pendinginan  secara perlahan  ini  bermanfaat  untuk  mencegah  rusaknya  bata  merah  yang  dihasilkan.  Dilapangan  proses pendinginan  secara  perlahan  ini  membutuhkan  waktu  hingga  tujuh  hari.  Pada  hari  pertama  hingga  hari ketiga  tungku  masih  memiliki  temperature  yang  cukup  tinggi,  sehingga  temperature  dinding  tungku  dan sekitar tungku juga mengalami temperature tinggi.

## Gambar 12. Temperatur dinding saat proses pendinginan

## Peluang Pemanfaatan Panas Sekitar Tungku
Dari  pengambilan  data  diketahui  bahwa  panas  yang  ada  disekeliling  tungku  pembakaran  bata  merah pada  saat  proses  pembakaran  dan  proses  pendinginan  adalah  antara  284 o C  hingga  323 o C.  Dengan  suhu yang ada di sekeliling tungku yang bertahan hingga 5 hari dari proses pembakaran dan proses pendinginan, maka merupakan potensi yang sebenarnya dapat dimanfaatkan.
Adapun  peluang  pemanfaatan  panas  dinding  sekeliling  tungku  dapat  dimanfaatkan  untuk  membantu mempersingkat  proses  pengeringan  bata  merah  mentah  yang  yang  secara  tradisional  dilakukan  dengan proses  penjemuran  agar  nantinya  dapat  dibakar.  Pada  proses  pengeringan  dengan  sinar  matahari membutuhkan waktu yang sangat lama hingga 30 hari. Proses pengeringan ini menghambat siklus produksi bata  merah  karena  hanya  dapat  melakukan  satu  kali  produksi  dalam  waktu  satu  bulan.  Dengan  demikian dalam satu tahun hanya dapat berproduksi sebanyak 12 kali dan dalam satu tahun terdapat 4 hingga 5 bulan berada pada musin penghujan. Hal ini menjadi problem tersendiri pada proses produksi bata merah dan akan memperlambat proses pengeringan yang berdampak pada jumlah produksi dalam satu tahun.
Panas  pembakaran  yang  terpancar  pada  dinding  tungku  dapat  dimanfaatkan  dapat  mempersingkat proses  pengeringan  sedikitnya  50  %  dari  waktu  proses  produksi.  Dengan  terlaksananya  pemanfaatan  sisa panas ini maka proses produksi dapat meningkat menjadi 2 kali nya atau 24 kali produksi dalam satu tahun. Dengan demikian maka bata merah yang dapat dijual juga akan meningkat 2 kali lipat.

## SIMPULAN
Dari data primer yang didapatkan pada penelitian ini diketahui bahwa daerah sekitar tungku memiliki temperature yang sangat panas dan dari data pengukuran diketahui bahwa temperature setelah semua bahan bakar  terbakar  berada  diatas  300 o C,  sehingga  hal  ini  merupakan  suatu  peluang  untuk  mengurangi  waktu proses  produksi  bata  merah  pada  bagian  pengeringan.  Dengan  termanfaatkannya  panas  sisa  ini  dengan mengasumsikan  pemanfaatan  hanya  pada  50%,  dapat  dihasilkan  produksi  bata  merah  hingga  200%  per tahun. Pemanfaatan ini memang membutuhkan investasi tambahan yang cukup besar untuk ukuran pabrikan bata merah tradisional, namun dengan bantuan pemerintah hal ini dapat dimanfaatkan.
Untuk  dapat  memanfaatkan  panas  sisa  yang  biasanya  terbuang  dari  sekitar  tungku  pembakaran  bata merah diperlukan beberapa perubahan. :
1. Perubahan pada sistim dan arah penjemuran bata merah mentah
2. Perubahan pada sistim tungku pembakaran bata merah
Dengan  melakukan  perubahan  pada  kedua  poin  diatas,  maka  penulis  menyakini  akan  terjadi peningkatan jumlah produksi dan kualitas bata merah yang dihasilkan.

## DAFTAR PUSTAKA
Van Vlack,  Lawrence. H. 2004. Elemen  – Elemen Ilmu Dan Rekayasa Material. Jakarta: Erlangga  Adrian Bejan, 1988, ' Advanced Engineering Thermodynamics' , Jhon Wiley&son.Inc
Hasan Basri, Dr.Ir, 2007, Teknik Kogenerasi (bahan kuliah), PPs Unsri, Palembang. Roger Kinsky M.Eng,Sc.,B.E.,B.Sc, ' Applied Heat', An Introduction to thermodynamics, Second edition. Suasmoro, Dr. 2000. Fisika Keramik. Surabaya. Jurusan Fisika FMIPA ITS.
Aji,  Setyo.B  dan  Anjar.  2009.  The  Role  Of  a  Coal  Gasification  Fly  Ash  as  Clay  Addive  in  Building Ceramic. Journal of the European Ceramic Sosiety 26 (2006) 3783-3787.
Nelly, Komang Sundari 2010. Pengaruh Perlakuan Suhu Bakar Pada Massa Bodi Keramik Stone Kode BL 1 Terhadap Parameter Penyusutan dan Peresapan Air. Bali: Skripsi.
P.U. 1991. SNI 15 –2094 –1991 tentang Bata Merah Pejal. Jakarta: Pekerjaan Umum.
Subiyanto,  Hari Subowo. 2003.  Pengaruh Temperatur Sintering terhadap Sifat Mekanik Keramik Insulator Listrik. Surabaya: ITS.
Surdia, Tata dan Kenji Chijiwa. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: Pradya Paramita, 2006. Prayitno, Dody. Teknologi Rekayasa Material. Jakarta: 2010
Rahmat  Muhammad  Rais,  “Perancangan  Dan  Pembuatan  Tungku  Heat  Treatment”  Jurnal    Imiah  Teknik Mesin, Vol. 3, No.2 Agustus 2015 Universitas Islam 45 Bekasi, http://ejournal.unismabekasi.ac.id