Rancang Bangun Peleburan Alumunium Kapasitas 5 kg Menggunakan Kombinasi Vaporizing dan Air Atomizing Burner Dengan Bahan Bakar Limbah Oli
Tachli Supriyadi, Dwi Yuliaji Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor

## Abstrak
Smelting  of  aluminum  using  a  combination  combustion  types  of  vaporizing  burner  and  atomizing burner  with  fuel  waste  oil.Preheat  using  gasoline  with  boiling  method.  The  maximum  flame  melting occurs when the pressure of oil tank at 1.5 bar and air volume mixing 5.2 m 3 /min.The test results are; aluminum  mass  of  0.5  kg,  the  furnace  temperature  of  625 o C,  smelting  time  12  minutes,  the  fuel consumption of 1.6 liters.
Kata kunci : atomizing burner, vaporizing burner, volume udara

## Pendahuluan
Perkembangan  bahan  bakar  pada  industri peleburan  alumunium  dengan  menggunakan burner saat ini banyak yang beralih menggunakan limbah oli. Limbah oli merupakan  salah  satu  limbah  B3  yang didefinisikan
karena sifat dan atau konsentrasinya dan atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung dapat
mencemarkan  dan  atau  merusak  lingkungan hidup, dan atau dapat membahayakan lingkungan hidup manusia serta makhluk hidup lainnya.
Sujono  dkk  (2002),  mengemukan  bahwa parameter  yang  mempengaruhi  karakteristik pembakaran  bahan  bakar  cair  adalah  kondisi aliran  udara  dan  kecepatan  injeksi  bahan  bakar ke  dalam  ruang  bakar.  Penelitian  yang  telah dilakukan menunjukan bahwa kenaikan kecepatan  udara  sekunder  pada  kondisi  AFR ( Air  Fuel  Ratio )  dengan  keepatan  udara  primer konstan  akan  menaikan  temperatur  maksimum hasil  pembakaran  dan  panjang  nyala  api cenderung berkurang.
Salah  satu  alat  yang  dapat  digunakan  untuk melakukan proses pembakaran bahan bakar cair adalah  alat  bakar  ( burner ). Burner berfungsi untuk  mengatomisasi  bahan  bakar  cair  agar mudah  terbakar.  Teknik  vaporasi  adalah  yang paling cocok untuk bahan bakar minyak ringan, sedangkan  untuk  ,minyak  yang  mempunyai viskositas  tinggi  seperti  limbah  oli  diperlukan pemanasan awal atau atomisasi dari minyak  ke dalam aliran udara bertekanan dengan menggunakan atomizing burner [1]. Vaporizing burner ,
Burner jenis ini menggunakan panas dari api untuk menguapkan bahan bakar secara terus menerus.
Gambar 1 Vaporizing burner
Air  atomizing  burner , Burner jenis  ini dibedakan  berdasarkan  tekanan  pengabutan yaitu burner dengan  atomisasi  tekanan  tinggi dan burner dengan atomisasi tekanan rendah.

## Gambar 2 Air atomizing burner
Pemanfaatan  limbah  oli  sebagai  bahan  bakar burner tidak  bisa  langsung  digunakan,  perlu dilakukan beberapa treatmen
untuk
mendapatkan hasil pembakaran yang baik, salah satunya adalah dengan Acid Clay Treatment [2] Berdasarkan  kajian  literatur  maka  dalam penelitian  ini  akan  merancang  bangun burner dengan penggabungan dua tipe tersebut sebagai tujuan  umum,  kemudian  tujuan  khusus  dalam penelitian  ini  adalah  aplikasi burner untuk peleburan logam alumunium .
Tidak Tidak Ya Ya

## Metode penelitian Tempat Rancang Bangun dan Penelitian
Penelitian  alat  peleburan  alumunium  kapasitas 5 kg dilakukan di Laboratorium Riset Material and  Manufacturing  Process (MaMP)  Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik,
Universitas  Ibn  Khaldun  Bogor  dimulai  dari bulan November-Februari 2015.

## Bahan Penelitian
Bahan penelitian meliputi : burner, bahan bakar limbah  oli,  bahan  bakar  bensin,  limbah alumunium, alat ukur temperatur, toolkit.

## Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Burner set
2. Air compressor
3. Tangki bahan bakar limbah oli
4. Tungku pencairan logam
5. Tangki bahan bakar bensin
6. Pompa udara
7. Thermokople tipe K
8. Alat pencatat waktu
9. Tool kit
10. Mistar ukur 1 meter
Prosedur Pengoperasian Alat Prosedur pengoperasian unit peleburan alumunium adalah sebagai berikut: 1) Persiapan  bahan  pengujian;  alat,  bahan bakar, tollkit
2) Menghidupkan kompresor
3) Buka katub udara ke tangki bensin dengan tekanan  4  bar,  nyalakan burner dengan bahan bakar bensin sebagai pemanas mula.
4) Buka katub udara pencampur ke daerah api sebesar 4 bar.
5) Pastikan suhu tabung reaktor pada 600 o C.
6) Buka katub tangki bahan bakar limbah oli.
7) Setelah  oli  nyala,  matikan  system  bahan bakar dari bensin.
8) Melakukan  pengukuran  temperatur  dalam tungku peleburan

## Diagram Alir Penelitian
Tahapan  penelitian  ini  meliputi  beberapa langkah sebagai berikut:
Gambar 3. Diagram alir penelitian
Hasil dan Pembahasan
Unit Burner Unit burner hasil  rancang  bangun  terdiri  dari Burner, kompresor, tangki bahan bakar, blower keong
Gambar 4. Foto burner
Mulai Konsep dan disain alat peleburan alumunium Rancang bangun alat Burner Tungku peleburan Pengujian burner Pengujian unit peleburan Massa Alumunium sampel Temperatur ruang tungku Konsumsi bahan bakar Waktu peleburan Selesai Temperatur api Konsumsi bahan bakar Panjang api
Gambar 5. Foto pengujian burner
Gambar 6. Unit kompresor
Gambar 7. Tangki oli dan bensin
Gambar 8. Presure gauge
Debit Udara dan Bilangan Reynolds
Data  debit  udara  ditunjukkan  pada  tabel dibawah  ini,  dimana  semakin  bertambahnya variasi  tekanan  udara,  maka  debit  udara  yang
dialirkan ke dalam pipa akan meningkat karena debit  udara  berbanding  lurus  dengan  tekanan udara.
Tekanan udara laju aliran udara luas penampang pipa Debit udara Re (bar) (m/s) (m 2 )(10 -3 ) (m 3 /s) 1,5 2,59 2,04 5,2 8216,6 Perhitungan Actual Air-Fuel Ratio ( AFR ) act Perbandingan  antara  udara  dan  bahan  bakar pada  pembakaran  aktual  untuk  tekanan  udara 1,5 bar adalah 7,2 : 1. Jumlah udara sebesar 7,2 kg  ini  merupakan  udara  yang  mengalir  dari kompresor  di  dalam  pipa  (tidak  termasuk dengan udara lingkungan).

## Hasil Pengujian Alat
Pengujian  unit  peleburan  alumunium  adalah sebagai berikut: Massa alumunium 0,5 kg Temperatur tungku 625 o C Waktu peleburan 12 menit Tekanan tangki oli 1,5 bar Konsumsi bahan bakar 1,6 liter
Gambar 9. Foto pengujian
Gambar 10 Alumunium hasil peleburan

## Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat dikemukan dari hasil penelitian adalah sebagai berikut:
1. Nyala  api  sempurna  untuk  pemanas  awal dari bahan bakar bensin pada tekanan tangki bensin  2  bar  dan  tekanan  udara  pencampur 1,5 bar.
2. Sampel bahan uji alumunium dengan  massa 0,5 kg, melebur dalam waktu 12 menit pada temperatur  tungku  625 o C  menghabiskan bahan bakar 1,6 liter.

## Saran
Saran  yang  dapat  diterapkan  pada  penelitian lanjut  untuk  alat  peleburan  alumunium  ini adalah  tekanan  dan  volume  udara  pencampur dapat  ditingkatkan/dinaikan  untuk  mendapat nyala  api  maksimal,  karena  seiring  kenaikan tekanan  dan  volume  udara  dapat  menaikan temperature  api  sehingga  proses  pencairan alumunium akan lebih cepat.

## Daftar Pustaka
[1] Muin, S. 1988. Pesawat-pesawat
Konversi Energi I . Jakarta:CV.Rajawali
[2] Yuzana Pratiwi, JURNAL TEKNIK SIPIL UNTAN / VOLUME 13 NOMOR 1 –
JUNI 2013
[3] Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 8 Tahun 1999 tentang
Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya
dan Beracun .
[4] Borman,  G.L.  And  Ragland,K.W.,1998. Combution  Engineering .  New  York, USA: McGraw-Hill
[5] Chengel,  Yunus  and  Michael  Boles, 1998. Thermodynamics:  An  Engineering Approach . Highstown: McGraw-Hill.
[6] Istanto  T  dan  Juwana  W.  2007. Bahan
Perkuliahan Generator Uap edisi pertama.
[7] Fox  R.W.  and  McDonald  A.  T.  1998. Introductions  to  Fluid  Mechanics. New York, USA: Jhon Willey and Sons, inc.
[8] Surdia,  T.  2000. Teknologi  Pengecoran logam, Jakarta:Praditya Paramitha.
[9] Bala, K.C., 2005. Desaign Analysis of an
Electric  Induction  Furnace  for  Melting Alumunium Scrap .Mechanical Engineering Department, Federal University  of  Technology  Minna,  Niger State, Nigeria.
[10]  Curtis, A. 2001. Assesment Of The Effect Of  Combustion  Waste  Oil,  And  Health Effect Associated With The Use Of Waste Oil  As  a  Dust  Supresant. USA  : Woodward-Clyde.Ltd