## ANALISIS ALIRAN UDARA ALAT PENGHEMAT ENERGI VERTIKAL GENERASI KEDUA UNTUK MASYARAKAT TEBING GERINTING KECAMATAN INDRALAYA SELATAN KABUPATEN OGAN ILIR
Darmawi (1*) , Qomarul Hadi (1) , Ellyanie (1) dan Irwin Bizzy (1)
(1) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
(*) E-mail Corresponding Author :darmawi@unsri.ac.id

## Abstrak
Telah  dilakukan  pengembangan  terhadap  produk  inovasi  dengan  judul  Alat  Penghemat  Energi Vertikal    yang  merupakan  Hak  Paten  Universitas  Sriwijya  dengan  nomor  paten: IDP  000065109 dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi dan efektifitas sebagai penghemat energi dan sebagai eliminator panas dan gas buang yang berbahaya bagi  kesehatan. Hasil pengembangan ini disebut APEV-2.  Telah  dilakukan  beberapa  perbaikan  dan  penyempurnaan,  diantaranya:  flat  baja  pada dudukan dasar alat, pembuatan saluran bawah untuk memenuhi kebutuhan udara bagi pembakaran, pengurangan luas pintu depan guna memperbesar aliran udara dan  pengikat pintu agar tertutup rapat ketika alat digunakan.
Kata Kunci: Alat penghemat energi vertical, Aliran udara, Eliminator panas

## Abstract
Alat  Penghemat Energi  Vertikal  which  is  the  patent  rights  of  Sriwijaya  University    with  identity number  of  IDP  000065109  is  already  developed  in  order  to  raised  up  the  efficiency  and  the effectivity as energy saver and as heat and exhaust gas eliminator to prevent the users for health and  comfortable  matters.  This  product  is  now  called  Alat  Penghemat  Energi  Vertikal  Generasi Kedua (APEV-2). Among the improvements are the legs of APEV-2 is now made of steel, the base flat is also made of steel. The front air  window area is decreased and the  rack window binder and air hole at the bottom of the APEV-2.
Keywords: Alat penghemat energi vertical, Airflow, Heat remover

## 1 PENDAHULUAN
Kemplang  adalah  makanan  tradisional  masyarakat Sumatera  Selatan  dimana  setiap  hari  di  semua wilayah Provinsi Sumatera Selatan, terdapat warung- warung yang menjual kemplang dipinggir jalan. Oleh sebab  itu  kemplang  harus  dipandang  sebagai  salah satu  komoditas  yang  memiliki  potensi  ekonomi dalam kehidupan sehari-hari. Tulisan ini akan fokus pada  perbaikan  proses  pemanggangan  kemplang, dimana terdapat upaya untuk menyempurnakan cara pemanggangan agar lebih efektif dan lebih sehat bagi pelaku  usaha  pemanggangan  kemplang.  Usaha  ini perlu  dilakukan,  mengingat  pelaku  usaha  umumnya berasal  dari  masyarakat  golongan  ekonomi  lemah, sehingga  perlu  perhatian  dan  penangananan  lebih serius.
Usaha  yang  kami  lakukan  untuk  memperbaiki kualitas  pemanggangan  kemplang  di  masyarakat sudah  dimulai  sejak  tahun  2014,  melalui  kegiatan Pengabdian  Kepada  Masyarakat.    Kegiatan  ini kemudian  menghasilkan  sebuah  Hak  Kekayaan Intelektual  berupa  Hak  Desain  Industri    dengan nomor:  IDD0000045081  berjudul:  Alat  Penghemat
Energi Pemanggangan pada tanggal 8 Agustus 2014. Desain  yang  pertama  ini  dirasa  masih  bisa dikembangkan dan disempurnakan, ahirnya dibuatlah alat yang disebut Penghemat Energi Vetikal. Alat ini kemudian memperoleh pengakuan dari Depkumham RI, berupa Hak Paten nomor:  IDP 000065109 yang diberikan pada tanggal 10 Desember 2019.[1]
Dalam  perjalanannya,  alat  ini  mengalami  perbaikan dan penyempurnaan sebagai upaya untuk meningkatkan efisiensi dan efektifitas sehingga lebih berdayaguna  dan  lebih  berhasilguna  ketika  sampai ditangan masyarakat  dalam bentuk produksi massal. Hal ini tak lepas dari keinginan untuk bersaing secara bebas dipasar bebas. Perbaikan-perbaikan yang sudah dilakukan antara lain adalah sbb:
Tabel 1. Unsur-unsur perbaikan pada APEV-2

## N
0. Nama Bagian Yang Disempur nakan Lama Baru Alasan Teknis Perbaik an 1 Kaki (dudukan bawah) alat Matrial dari kayu dengan sambung an paku Materi al flat baja dengan sambu ngan las Lebih kuat dan lebih handal dari kayu. 2 Flat bawah tempat tungku bara api Flat alcan 0,48 mm. Flat baja 0,6 mm Lebih tahan api dan lebih kuat dari kayu 3.   Kaca depan (30 x 10) cm (30x28 ) cm Diperkec il untuk meningk atkan kecepata n udara masuk 4 Pengikat pintu agar tertutup rapat Belum ada pengikat sehingga selalu terbuka Pengik at sistem jepit Untuk memasti kan pintu tertutup rapat waktu operasi 5 Aliran udara untuk pembakara n Mengand alkan aliran udara dari pintu depan Kombi nasi aliran udara dari bawah tungku dan dari pintu depan. Kombin as kedua aliran udara ini diharapk an lebih efektif untuk pembaka ran pada tungku

## 2 METODOLOGI
Dari  tungku  bara  api  itu  akan  dihasilkan  panas  dan gas  buang  pembakaran  bersama  abu  dan  partikel padatan  lainnya.  Gas  buang  dan  padatan-padatan serta panas radiasi   ini  tidak sehat  jika terhirup oleh pemanggang kemplang.
(a) (b)
Gambar 1 (a) Seorang ibu memanggang kemplang dengan stick yang panjang dan badan yang ditutupi pakaian agar terlindung dari panas.  (b)
Pemanggangan kemplang dengan sebuah fan menghembus udara ke tungku bara api. Foto diambil pada tahun 2014 di Jalan Pipa Reja, Kenten
Palembang.
Selain  tidak  ramah  terhadap  lingkungan.    Diantara gas-gas  yang  dihasilkan  itu  adalah:  Gas  Carbon dioksida, gas carbon monoksida, gas SOx, gas NOx, Gas methane dan Uap air. [2][4] Untuk mengeliminasi gas buang dan panas dari tungku bara api  ini,  maka  dibuatlah  alat  yang  diberi  nama  Alat Penghemat Energi Vertikal yang sudah memperoleh Hak  Paten  dari  Depkumham  RI    pada  bulan Desember  2019  dengan  nomor  paten    IDP 000065109.[3]
Alat  ini  sudah  diperkenalkan  kepada  masyarakat melalui  program  Pengabdian  Kepada  Masyarakat, dimana  pada  tahun  2020  diserahkan  sebanyak  Dua Unit  kepada  masyarakat  desa  Tanjung  Gelam Kabupaten  Ogan  Ilir  dan  Satu  Unit  kepada  Badan Usaha Milik  Desa (BUMDES) desa Tanjung Gelam Kabupaen  Ogan  Ilir.    Pada  tahun  2021,  alat  ini mengalami perubahan-perubaan yang sifatnya bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas.  Melalui  perubahan-perubahan  itu,  maka alat  ini  disebut  sebagai  Alat  Penghemat  Energi Vertikal  Generasi  Kedua  (APEV-2).  APEV-2  ini
telah  diserahkan  Dua  Unit  kepada  pemerintah  desa Tebing Gerinting  Kabupaten Ogan Ilir.
Gambar 2 Penyerahan dua unit Alat Penghemat Energi Vertikal kepada Kepala Desa Tanjung Gelam, Kecamatan Indralaya, Kabupaten Ogan Ilir [3] [5]
Gambar 3 Penyerahan Dua Unit  Alat Penghemat Enerfi Vertikal Generasi Kedua (APEV-2) kepada Kepala Desa Tebing Gerinting, Kecamatan Indralaya Utara, Kabupten Ogan Ilir.

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Bahan  bakar  yang  digunakan  terutama  bahan  bakar padat  berupa  arang  kayu.  Komponen-komponen bahan bakar padat meliputi: Carbon (C), H2, Oxigen, Sulfur,  Abu,  Moisture.  Kebutuhan  udara  teoritis untuk bahan bakar padat adalah [6]:
( 𝐴 𝐹 ) 𝑡 = 32 𝑔 + 3,76 (28)𝑔 12𝑎 + 2𝑏 + 32𝑐 + 28𝑑 + 32𝑒 + 18𝑓 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟 𝑘𝑔 𝑓𝑢𝑒𝑙
Kebutuhan udara actual adalah [6]:
( 𝐴 𝐹 ) 𝑎 = (1 + 𝑥)[32𝑔 + 3,76(28)]𝑔 12𝑎 + 2𝑏 + 32𝑐 + 28𝑑 + 32𝑒 + 18𝑓 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟 𝑘𝑔 𝑓𝑢𝑒𝑙
Dimana: x = faktor kelebihan udara
a, b, c, d, e, f,  adalah jumlah mole komponen padatan unsur  Carbon  (C),  Hidrogen  (H2),  Oksigen  (O2), Nitrogen (N), Sulfur (S), dan Moisture (H 2 O).  Nilai kalor pembakaran, terdiri dari  dua nilai, yaitu LHV (Lower  Heating  Value)  dan  HHV  ( Higher  Heating Value ), dimana untuk bahan bakar padatan:
𝐻𝐻𝑉 = 33,820𝐶 + 144,21 (𝐻 2 𝑂 2 8 ) + 9304𝑆 𝐾𝐽 𝑘𝑔
dimana besarnya komponen C,H,O dan S didapat dari analisa ultimate bahan bakar padat tersebut.[6]
Aliran  udara  pada  Alat  Penghemat  Energi  Vertikal Generasi kedua (APEV-2) dimanfaatkan sepenuhnya untuk memenuhi kebutuhan pembakaran bahan bakar pada  tungku.    Untuk  itu  maka  pada  APEV-2  udara tersebut  dialirkan  melalui  pintu  depan  APEF-2  dan melalui lobang pada bagian bawah APEV-2.
Dari hasil pengukuran, ukuran lobang dan kecepatan aliran udara pada APEV-2 adalah sbb:
Lobang Udara Masuk Luas penampa ng lintang Kecepata n aliran rata2 (m/detik) Volume udara masuk perdetik (m 3 /detik) Lobang dibawa h tungku Diameter rata2 8,5 cm Luas : 56,716 cm 2 =
0,00567 m 2 0,8 0,004536
Lobang pintu depan Luas: 30 x 10 = 300 cm 2 = 0,03 m 2
0,9 0,027
Lobang Udara Keluar (Exhau st Fan) Luas penampa ng lintang saluran Kecepata n aliran rata2 (m/detik) Volume udara keluar (exhaust) (m3/perdeti k) Diameter: 0,097 m Luas: 0,007386 m 2 5,8 0,04284
Total  udara  masuk  APEV-2    adalah  0,031536 m3/detik. Total udara keluar APEV-2  adalah 0,04284 m3/detik.    Berarti  terdapat  udara  masuk  yang
berlangsung  secara  liar  kedalam  APEV-2  sebesar 0,022304    m 3 /detik.  Udara  masuk  secara  liar  ini berasal dari pintu yang kurang rapat, sambungan pada tulangan  baja  yang  kurang  rapat  dan  dari  lobang- lobang  yang  terdapat  pada  exhaust  fan  itu  sendiri. Berat jenis udara pada permukaan adalah 1,2 kg/m3 [7]  Berarti berat udara yang masuk APEV-2 adalah 0,0378432  Kg/detik.    Udara  ini  tidak  semuanya melewati  tungku  bara  api,  sehingga  tidak  semuanya bereaksi pada pembakaran arang kayu. Jika 20%  saja dari  udara  ini  yang  berkontribusi  bagi  pembakaran, maka  berarti  0,0063072  m 3 /detik  atau  sama  dengan 0,00756864  kg  udara/detik  yang  terlibat  dalam pembakaran  arang  katu  dalam  tungku.    Jika diasumsikan  arang  kayu  setara  dengan  batubara tingkat rendah ( low rank coal ) dengan 40% Carbon, maka kebutuhan udara untuk  pembakaran sempurna adalah 6,42 lb udara/lb bahan bakar atau sama dengan 14,124  kg  udara/kg  arang  kayu  [8].  Sehingga  laju pembakaran  bahan  bakar  dalam  APEV-2  adalah 0,00053587  kg arang kayu/ detik atau sama dengan 1,9291 kg arang  kayu/jam.  Inilah analisis awal  laju pembakaran bahan bakar arang kayu dalam APEV-2 dengan  asumsi  kadar  karbon  arang  kayu  40%  dan hanya  20%  dari  udara  masuk  yang  berkontribusi dalam pembakaran.

## 4 KESIMPULAN
Dari  analisis  tentang  udara  masuk  dan  udara  keluar APEV-2 diatas, dapat ditarik kesimpulan bahwa:
1. Kuantitas udara yang masuk kedalam APEV-2 mencukupi untuk kebutuhan pembakaran arang kayu, dimana pada keadaan 20% saja dari udara masuk  yang  termanfaatkan    laju  pembakaran bahan  bakar  adalah  kurang  lebih  2  kg  arang kayu per-jam.
2. Masih  diperlukan  penyempurnaan  desain tungku  bara  api  untuk  memudahkan  udara masuk agar berkontribusi bagi pembakaran pada tungku.
3. Masih  diperlukan  penelitian  tentang  distribusi temperatur dalam APEV-2 menyangkut keamanan dan usia pakai exhaust fan .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima    kasih  kepada  Universitas  Sriwijaya  yang telah mendanai program  ini dan kepada semua dosen dan  mahasiswa  yang  ikut  serta  sehingga  APEV-2 dapat  dipersembahkan  pada  masyarakat  dan  dapat diketahui  hal-hal  yang  masih  harus  disempurnakan pada  alat  ini  sebelum  dapat  ditawarkan  untuk produksi massal.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Darmawi,  Sertifikat  Hak  Paten  Nomor  IDP 000065109,  Sentra  HKI  Unsri,  10  Desember
2019. 2019.
[2]  Micko  Ananta,  Mengelola  atau  Management Produksi Pada UKM dengan 5 Aspek Penting. https://www.usahanow.com/manajemen- produksi-ukm/, 2020.
[3]  Darmawi,      Evaluasi  kualitatif  alat  penghemat energi  vertikal  bagi  usaha  kecil  mikro  di  desa Tanjung Gelam Kabupaten Ogan  Ilir, Seminar Nasional  AVOeR  12  Tahun  2020,  Fakultas Teknik  Universitas  Sriwijaya,  Palembang, 2020.
[4]  Aulia Widya Purnamasari, Identifikasi   Potensi Bahaya  Keselamatan  dan      Kesehatan  Kerja Pada Proses Produksi,     Higea journal of public health research and   development, Halaman 89- 100.https://journal.unnes.ac.id/sju/index.php/hi geia/article/view/35016/17019, 2020.
[5]  Darmawi,  Riman  Sipahutar,  Dewi  Puspitasari, Qomarul Hadi, Ellyanie, Alat Penghemat Energi
Vertikal  Untuk  Pemanggang  Kemplang  Desa Tanjung Gelam Kecamatan Indralaya,
Kabupaten  Ogan  Ilir,  Laporan  Pengabdian Kepada Masyarakat Universitas Sriwijaya tahun 2020, 2020.
[6]  Engr.  Yuri  G  Melliza,  Fuels  and  Combustion, https://www.slideshare.net/yurremm/fuels-and- combustion-2014
[7]  John  Twidell,  Tony  Weir, Renewable  Energy Resources ,  Published  by  E  &  F.N  Spon,  1986 Halaman 208, 1986.
[8]  Daud  Pafabang,  Analisis  Kebutuhan  Udara Pembakaran  Untuk  Membakar  Berbagai  Jenis batubara,  Jurnal  SMARTek  Volume  7  No.4 Nopember 2009, Halaman 279-282, 2009.