Performance Test of Tamanu Oil for Pressure Stove Modification

UJI KARAKTERISTIK MINYAK NYAMPLUNG
UNTUK MODIFIKASI KOMPOR BERTEKANAN

Oleh:

NUNIK LESTARI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011

PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Uji Karakteristik Minyak
Nyamplung untuk Modifikasi Kompor Bertekanan adalah karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Desember 2011

Nunik Lestari
NRP F151090041

ABSTRACT

NUNIK LESTARI. Performance Test of Tamanu Oil for Pressure Stove
Modification. Supervised by Y. ARIS PURWANTO and KUDRAT
SUNANDAR.
Tamanu (Calophyllum inophyllum L.) has potential as a biofuel producer
crop. Tamanu oil has a high viscosity compared with kerosene. Tamanu oil
viscosity must be lowered to the equivalent of kerosene to be applied as a
substitute for kerosene, especially in pressure stove. In pressure stove, preheating
can reduce the viscosity of fuel to achieve the desired viscosity to be sprayed and
burned well. Nowadays, pressure stoves generally are made for kerosene fuel. so
that, the pressure stove needs to be modified by considering the preheating stage.
Thus, the tamanu oil can be used in the modified pressure stove as a subtitute of
kerosene. The objective of the study were (1) to simulate the temperature and
viscosity change in relation to the length of heating oil pipeline, (2) to modify the

heating oil pipeline based on the simulation result, and (3) to test the performance
of modified heating oil pipeline. The simulation results show that the oil should be
heated to 161.81 °C to obtain the viscosity of tamanu oil close to the viscosity of
kerosene, which is using the heating pipe element along the 25 cm. The tamanu
oil spraying diameter is 65.67 mm, and the spraying angle is 12.49o. While
kerosene as a control has a spraying diameter of 66.75 mm, and the spraying angle
is 12.69o. The increasing of spray diameter to temperature follows the equation
d = 0.435T + 2.552, with determinant coefficient of 0.961. While the increasing of
spray angle to temperature follows the equation θ = 0.082T + 0.51, with
determinant coefficient of 0.961. The increase in diameter and angle of spray with
increasing oil temperature, due to the increasing temperatures will further lower
the viscosity value, surface tension, and density of tamanu oil. According to Ing et
al. (2010), viscosity, surface tension, and density are three fluid properties that are
influential in forming the droplet. This oil heating element can heat the tamanu oil
until 168.5 oC and 164.7 °C for two different data retrieval conditions.
Keywords: tamanu oil, kerosene, heating, heat transfer, temperature, viscosity,
spraying, droplet, pressure stove, modification

RINGKASAN

NUNIK LESTARI. Uji Karakteristik Minyak Nyamplung untuk Modifikasi
Kompor Bertekanan. Dibimbing oleh Y. ARIS PURWANTO dan KUDRAT
SUNANDAR.
Hasil Survei Sosial Ekonomi Nasional (SUSENAS) yang dilakukan oleh
BPS menunjukkan bahwa minyak tanah dikonsumsi oleh sekitar 65 ribu rumah
tangga Indonesia (Kementerian ESDM 2004). Melonjaknya harga BBM termasuk
minyak tanah serta dampak buruk penggunaan kayu bakar terhadap degradasi
lingkungan, menyebabkan timbulnya kebutuhan untuk mencari bahan bakar
alternatif yang lebih murah dan dapat tersedia dengan mudah (Yunita 2007).
Salah satu tanaman yang berpotensi sebagai penghasil bahan bakar alternatif
berupa bahan bakar nabati (BBN) adalah tanaman nyamplung (Calophyllum
inophyllum L.). Viskositas dan titik bakar yang tinggi membuat BBN minyak
nyamplung memerlukan jenis kompor tertentu. Minyak nabati memiliki sifat
fisika dan kimia yang berbeda dengan minyak tanah. Pada kompor bertekanan,
minyak nabati menyisakan kerak setelah pembakaran dan menyumbat nosel.
Selain itu, pada waktu penyalaan awal minyak sulit terbakar karena viskositas
yang tinggi (Reksowardojo 2008).
Kompor bertekanan yang ada di pasaran saat ini dibuat untuk bahan bakar
minyak tanah. Sehingga untuk mengaplikasikan minyak nyamplung sebagai
pengganti minyak tanah, maka viskositas minyak nyamplung harus diturunkan

hingga mendekati viskositas minyak tanah. Viskositas menjadi hal yang penting
dalam sistem kompor bertekanan. Jika viskositas tinggi, maka tahanan untuk
mengalir juga akan tinggi. Karakteristik ini sangat penting karena kualitas
penyemprotan bahan bakar bergantung pada viskositas. Viskositas dipengaruhi
oleh suhu. Pada kompor bertekanan, pemanasan awal dapat menurunkan
viskositas bahan bakar. Oleh karena itu, perlu dipertimbangkan tahap pemanasan
awal dalam modifikasi rancangan pada kompor bertekanan.
Tujuan penelitian ini adalah (1) menghitung pendugaan hubungan
perubahan suhu dan viskositas minyak terhadap panjang pipa pemanas minyak,
(2) melakukan modifikasi pipa koil pemanas minyak berdasarkan hasil pendugaan
pemanasan minyak nyamplung, dan (3) melakukan uji fungsional dari pipa koil
pemanas minyak hasil modifikasi.
Penelitian ini dilaksanakan dalam beberapa tahap. Identifikasi masalah
menjelaskan target teknis yang ingin dicapai dalam penelitian. Dalam penelitian
ini akan dilakukan modifikasi burner kompor bertekanan yang semula digunakan
untuk bahan bakar minyak tanah, menjadi elemen pemanas minyak nyamplung.
Elemen pipa pemanas ini dirancang berbentuk koil. Panjang pipa yang akan
dibentuk menjadi koil ini diperoleh dari hasil perhitungan pendugaan hubungan
perubahan suhu dan viskositas minyak terhadap panjang pipa pemanas minyak,
dan uji profil penyemprotan minyak nyamplung. Koil pipa pemanas minyak ini

dirancang untuk dapat memanaskan minyak nyamplung hingga mencapai suhu
tertentu dimana viskositas minyak pada suhu tersebut mendekati nilai viskositas
minyak tanah yaitu 5 cP (Couper et al. 2005). Sumber pemanas adalah api hasil
pembakaran
minyak
itu
sendiri,
sehingga
proses
pemanasannya

v

berkesinambungan. Minyak nyamplung yang digunakan adalah minyak yang telah
mengalami proses degumming. Penelitian pendahuluan dilakukan untuk
mendukung data-data yang digunakan pada perhitungan selain data sekunder,
seperti pengujian densitas, mengetahui laju aliran massa, dan menentukan suhu
awal minyak dalam tangki sebelum pembakaran. Selanjutnya menghitung
pendugaan hubungan perubahan suhu dan viskositas minyak terhadap panjang
pipa pemanas minyak. Kemudian menguji profil penyemprotan minyak

nyamplung. Uji penyemprotan dilakukan untuk mengetahui profil penyemprotan
minyak nyamplung setelah dilakukan pemanasan pada beberapa tingkat suhu 30,
50, 70, 90, 110, 130, dan 150 oC. Parameter uji penyemprotan yang diamati
meliputi diameter dan sudut penyemprotan. Kontrol yang digunakan adalah
membandingkan dengan profil penyemprotan minyak tanah. Selanjutnya
membuat modifikasi desain pipa koil pemanas minyak berdasarkan hasil
perhitungan pendugaan dan karakteristik pemanasan. Kemudian melakukan uji
fungsional dari pipa koil pemanas minyak hasil modifikasi. Pada uji fungsional ini
dilakukan validasi suhu minyak yang telah dipanaskan melalui koil pipa pemanas,
yang kemudian keluar melalui nosel. Suhu minyak hasil validasi ini dibandingkan
dengan suhu minyak hasil pendugaan. Tahap pengujian terakhir adalah uji coba
pembakaran kompor bertekanan termodifikasi. Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui waktu dan jumlah bahan bakar terpakai yang dibutuhkan untuk
memanaskan air hingga mendidih dengan menggunakan kompor bertekanan
termodifikasi berbahan bakar minyak nyamplung. Hasilnya kemudian
dibandingkan dengan pengujian kompor bertekanan mengunakan bahan bakar
lainnya yang diperoleh dari data sekunder.
Hasil pendugaan menunjukan bahwa untuk menurunkan viskositas minyak
nyamplung dari 50.4 cP, agar mendekati viskositas minyak tanah sebesar 5 cP
(Couper et al. 2005), maka dibutuhkan pemanasan 990 oC di sepanjang pipa

dengan menggunakan pipa berdiameter 0.25 inci sepanjang 25 cm. Selanjutnya,
pipa ini dibentuk menjadi koil sebanyak 2 lilitan. Dalam penelitian ini tidak
dilakukan validasi nilai viskositas minyak nyamplung yang telah terpanaskan
melalui burner pipa koil pemanas minyak. Validasi hasil perhitungan pendugaan
yang dilakukan hanya pada suhu minyak yang keluar dari nosel, dan juga
dibandingkan dengan hasil pengujian karakteristik penyemprotan minyak
nyamplung dan minyak tanah.
Diameter penyemprotan minyak nyaplung adalah 65.67 mm, dengan sudut
penyemprotan 12.49o. Sedangkan diameter penyemprotan minyak tanah sebagai
kontrol adalah 66.75 mm, dengan sudut penyemprotan 12.69o. Diameter dan sudut
penyemprotan minyak nyampung sudah mendekati diameter dan sudut
penyemprotan minyak tanah pada suhu 150 oC. Besarnya peningkatan diameter
semprotan minyak nyamplung terhadap kenaikan suhu ini mengikuti persamaan
d = 0.435T + 2.552, dengan koefisien determinan sebesar 0.961. Sementara
besarnya peningkatan sudut semprotan terhadap kenaikan suhu ini mengikuti
persamaan θ = 0.082T + 0.51, dengan koefisien determinan sebesar 0.961.
Bertambahnya diameter dan sudut penyemprotan dengan meningkatnya suhu
minyak disebabkan karena semakin meningkatnya suhu maka akan semakin
menurunkan nilai viskositas, yang juga menyebabkan turunnya nilai tegangan
permukaan dan densitas minyak. Menurut Ing et al. (2010), viskositas, tegangan

vi

permukaan, dan densitas adalah tiga sifat fluida yang berpengaruh dalam
pembentukan droplet.
Hasil validasi menunjukkan bahwa pipa koil pemanas minyak termodifikasi
mampu memanaskan minyak nyamplung sampai suhu
168.5 oC untuk
pengukuran pada kondisi api kompor menyala, dan 164.7 oC untuk pengukuran
sesaat setelah api kompor dipadamkan. Sementara suhu minyak hasil pendugaan
adalah 161.81 oC. Secara keseluruhan, kompor bertekanan dengan elemen pipa
koil pemanas minyak hasil modifikasi ini telah dapat beroperasi dengan baik.
Tetapi karena karakter minyak nyamplung yang mengandung banyak getah dan
sulit untuk dihilangkan, maka terkadang masih terjadi penyumbatan gum pada
nosel. Gum yang terkandung pada minyak nyamplung tidak hanya mengganggu
stabilitas aliran minyak pada proses pembakaran, tetapi juga dapat menyebabkan
pengerakan pada dinding dalam pipa dan penyumbatan pada nosel. Setelah
pemakaian berulang-ulang, gum pada minyak nyamplung menyisakan kerak yang
menempel pada permukaan dalam pipa dan menyebabkan terjadinya penyempitan
diameter pipa. Untuk mengurangi pengerakan dan penyumbatan di dalam burner

ini maka sebaiknya pemadaman api dilakukan dengan cara membuang tekanan
pada tangki bahan bakar terlebih dahulu hingga tekanannya setara dengan tekanan
udara ambien. Sehingga minyak turun kembali menuju tangki bahan bakar dan
dapat menghindari terperangkapnya minyak pada pipa koil pemanas minyak yang
menyebabkan pengerakan ketika minyak dan burner telah dalam kondisi dingin.
Disarankan juga untuk membersihkan pipa koil pemanas minyak sebelum
menyalakan kompor.
Hasil uji coba pembakaran menunjukan bahwa untuk memanaskan 1 liter
air hingga mendidih menggunakan kompor bertekanan termodifikasi berbahan
bakar minyak nyamplung memerlukan waktu selama 16.516 menit pemanasan,
dengan konsumsi bahan bakar sebesar 0.327 liter/jam. Sedangkan menurut hasil
penelitian Reksowardojo et al. (2005), untuk memanaskan 0.6 liter air hingga
mendidih menggunakan kompor bertekanan berbahan bakar minyak tanah
memerlukan waktu selama 6 menit, minyak jarak pagar selama 7 menit, dan
minyak sawit selama 9 menit pemanasan, dengan konsumsi bahan bakar minyak
tanah sebesar 0.408 liter/jam, minyak jarak pagar sebesar 0.336 liter/jam, dan
minyak sawit sebesar 0.414 liter/jam.
Kata kunci:

minyak nyamplung, pemanasan, pindah panas, viskositas,

penyemprotan, atomisasi, droplet, kompor bertekanan, modifikasi

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya.
 Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah; dan
 Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

UJI KARAKTERISTIK MINYAK NYAMPLUNG
UNTUK MODIFIKASI KOMPOR BERTEKANAN

NUNIK LESTARI

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains pada
Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si

Judul Tesis
Nama
NRP

: Uji Karakteristik Minyak Nyamplung untuk Modifikasi Kompor
Bertekanan
: Nunik Lestari
: F151090041

Disetujui:
Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, M.Sc
Ketua

Dr. Ir. Kudrat Sunandar, MT
Anggota

Diketahui:

Ketua Program Studi
Teknik Mesin Pertanian dan Pangan

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Setyo Pertiwi, M.Agr

Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr

Tanggal Ujian: 19 Desember 2011

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Segala puji hanya milik Allah SWT, yang telah memberikan kemudahan,
melimpahkan rahmat, nikmat, dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesis yang berjudul “Uji Karakteristik
Minyak Nyamplung untuk Modifikasi Kompor Bertekanan”.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, M.Sc dan
Dr. Ir. Kudrat Sunandar, MT selaku komisi pembimbing atas segala pengorbanan
waktu, kesabaran, pengetahuan, pemikiran dan jerih payahnya dalam memberikan
bimbingan selama melakukan penelitian dan penulisan tesis ini. Ucapan terima
kasih juga disampaikan kepada Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si atas kesediaannya
untuk menjadi penguji luar komisi. Kepada seluruh staf pengajar dan pegawai di
lingkup Sekolah Pascasarjana IPB atas segala ilmu pengetahuan dan bantuan yang
telah diberikan selama penulis menempuh pendidikan di IPB.
Ucapan terima kasih setulus hati juga penulis sampaikan atas segala bantuan
dan dukungan selama penyusunan tesis ini kepada:
1. Bapak M. Nur Barlian dan Ibu Syurni, serta Mimi Luvinta, Yan Eko Sasih,
dan Yustian Adhinata selaku orang tua dan saudara-saudara penulis yang
telah mendidik, memberikan kasih sayang, doa, dan dukungannya sehingga
membuat semuanya menjadi mungkin.
2. Acho Samsuar, terima kasih atas semua kasih sayang, perhatian, masukan,
dan bantuannya.
3. Mada Hunter Pardede dan Des Taubing, atas bantuan dan masukan yang telah
diberikan selama proses penelitian.
4. Teman-teman seperjuangan Teknik Mesin Pertanian dan Pangan (TMP) 2009,
Sulastri Panggabean, Adian Rindang, Furqon, Miftahuddin, Fikri Al-Haq
Fachryana, Agus Ghautsun Niam, M. Tahir Sapsal, Syafriandi, Husen
Asbanu, Dedy Eko Rahmanto, dan M. Atta Bary, atas kebersamaan,
kekeluargaan, dan dukungannya selama ini.
5. Teman-teman Teknik Sipil dan Lingkungan (SIL) 2009, Nazif Ichwan, Fadli
Irsyad, dan Adrionita, atas kebersamaan dan dukungannya selama ini.
6. Bulkis Leonhart dan Ellis Nurjuliasti Ningsih atas kebersamaan, keceriaan,
bantuan dan dukungannya selama “menderita” di Perwira 51.
7. Semua pihak yang telah membantu menyelesaikan penelitian dan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena
itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Sebagai penutup,
penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi kita semua, dan
bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan di masa yang akan datang.
Bogor, Desember 2011
Penulis

RIWAYAT HIDUP

Nunik Lestari dilahirkan di Kotabumi pada tanggal 12 Mei 1985, sebagai
putri keempat dari empat bersaudara, dari pasangan Bapak M. Nur Barlian dan
Ibu Syurni. Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-Kanak di TK Ashy
Shihab Kotabumi pada tahun 1990 dan TK Bhayangkara Kotabumi pada tahun
1991, pendidikan Sekolah Dasar di SDN 3 Kotabumi pada tahun 1997, Sekolah
Lanjutan Tingkat Pertama di SLTPN 4 Kotabumi pada tahun 2000, Sekolah
Menengah Umum di SMUN 2 Kotabumi pada tahun 2003, dan pendidikan Strata
1 di Jurusan Teknik Pertanian Universitas Lampung pada tahun 2007. Selanjutnya
sejak Agustus 2009 penulis terdaftar sebagai mahasiswa program magister pada
Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan, Sekolah Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor.
Selama menjalani pendidikan S2 pada Program Studi Teknik Mesin
Pertanian dan Pangan IPB, penulis pernah mendapatkan kesempatan mengikuti
program Winter Course dan International Symposium on Asian Consortium for
Sustainable Agriculture di Universitas Ibaraki, Jepang. Penulis juga pernah
mengemban tugas sebagai bendahara umum pada Forum Mahasiswa Pascasarjana
Keteknikan Pertanian (FORMATETA) IPB. Sebagian dari hasil penelitian pada
tesis ini juga pernah penulis sampaikan pada Seminar Nasional Perteta di
Universitas Jember pada tanggal 21-22 Juli 2011 dengan judul “Uji Karakteristik
Minyak Nyamplung sebagai Bahan Bakar Nabati secara Langsung”.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ........................................................................................................ xiii
DAFTAR TABEL ..................................................................................................xv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xviii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................................. 1
Perumusan Masalah ......................................................................................... 3
Tujuan Penelitian ............................................................................................. 4
Manfaat Penelitian ........................................................................................... 5
Ruang Lingkup Masalah .................................................................................. 5
TINJAUAN PUSTAKA
Nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) ....................................................... 7
Karakteristik Minyak Nyamplung ................................................................... 9
Kompor Bertekanan ....................................................................................... 11
Atomisasi (Pengabutan) Cairan ..................................................................... 13
Reaksi Pembakaran ........................................................................................ 14
Pembakaran Semprot ..................................................................................... 16
Pindah Panas .................................................................................................. 19
Konduksi ................................................................................................. 19
Konveksi ................................................................................................. 22
Radiasi..................................................................................................... 22
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................................ 25
Alat dan Bahan Penelitian .............................................................................. 25
Prosedur Penelitian ........................................................................................ 25
Identifikasi Masalah ................................................................................ 26
Penelitian Pendahuluan ........................................................................... 27
Menghitung Pendugaan Hubungan Perubahan Suhu dan Viskositas
Minyak terhadap Panjang Pipa Pemanas Minyak ................................... 29
Uji Profil Penyemprotan Minyak Nyamplung ........................................ 34
Modifikasi Desain Pipa Koil Pemanas Minyak ...................................... 36
Uji Fungsional Pipa Koil Pemanas Minyak Hasil Modifikasi ................ 39
Uji Coba Pembakaran Kompor Bertekanan Termodifikasi .................... 39
Analisis Data .................................................................................................. 40

HASIL DAN PEMBAHASAN
Pendugaan Hubungan Perubahan Suhu dan Viskositas Minyak terhadap
Panjang Pipa Pemanas Minyak ...................................................................... 41
Uji Profil Penyemprotan Minyak Nyamplung ............................................... 43
Modifikasi Desain Pipa Koil Pemanas Minyak ............................................. 50
Uji Fungsional Pipa Koil Pemanas Minyak Hasil Modifikasi ....................... 54
Uji Coba Pembakaran Kompor Bertekanan Termodifikasi ........................... 63
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan .................................................................................................... 65
Saran .............................................................................................................. 65
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................67
LAMPIRAN ...........................................................................................................73

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Sifat fisika dan kimia minyak nyamplung ......... Error! Bookmark not defined.
2 Perbandingan komposisi asam lemak minyak nyamplung dengan minyak
jarak pagar dan sawit ......................................... Error! Bookmark not defined.
3 Nilai konduktivitas panas beberapa bahan pada suhu ruang .. Error! Bookmark
not defined.
4 Ikhtisar persamaan-persamaan yang digunakan dalam perpindahan panas
konveksi paksa di dalam pipa ............................ Error! Bookmark not defined.
5 Data sekunder penurunan nilai viskositas terhadap peningkatan suhu
(Wahyudi 2010) dan hasil pengukuran nilai densitas terhadap peningkatan
suhu pada penelitian pendahuluan .................................................................... 43

xvi

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Peta sebaran indikatif tegakan alam nyamplung di Indonesia ......................... 7

2

Gambar pohon, kayu, bunga, daun, buah dan biji nyamplung ........................ 8

3

Penampang melintang buah nyamplung .......................................................... 9

4

Minyak nyamplung dan biodiesel nyamplung ............................................... 10

5

Kompor bertekanan ........................................................................................ 12

6

Hubungan antara viskositas dan ukuran droplet ............................................ 13

7

Sistem pembakaran semprot .......................................................................... 17

8

Tipe-tipe sistem injektor ................................................................................ 18

9

Proses pembakaran semprot ........................................................................... 19

10 Mekanisme perpindahan panas konduksi dalam fase yang berbeda
dari suatu zat .................................................................................................. 20
11 Kisaran konduktivitas termal dari berbagai bahan pada suhu ruang ............. 21
12 Diagram alir prosedur penelitian.................................................................... 26
13 Alur pendugaan hubungan sebaran suhu, viskositas, dan panjang pipa
untuk modifikasi kompor bertekanan ............................................................ 29
14 Perpindahan panas yang terjadi dari pipa ke minyak ..................................... 30
15 Uji karakteristik penyemprotan bahan bakar ................................................. 35
16 Modifikasi pipa koil pemanas minyak ........................................................... 37
17 Diagram alir proses perancangan ................................................................... 38
18 Skema pengujian efisiensi pembakaran ......................................................... 40
19 Grafik pendugaan penurunan nilai viskositas terhadap suhu ......................... 41
20 Grafik pendugaan penurunan viskositas terhadap panjang pipa pemanas ..... 41
21 Viskositas dinamik beberapa jenis asam lemak ............................................. 42
22 Perbandingan profil penyemprotan (a) minyak nyamplung pada
suhu 150 oC, dan (b) minyak tanah pada suhu ruang ..................................... 44
23 Grafik hubungan diameter semprotan minyak nyamplung ............................ 45
24 Grafik hubungan sudut semprotan minyak nyamplung ................................. 45
25 Grafik hubungan diameter droplet dengan perubahan viskositas .................. 46
26 Grafik hubungan diameter droplet dengan perubahan densitas ..................... 47
27 Grafik hubungan diameter droplet dengan perubahan tegangan
permukaan ...................................................................................................... 47

28 Grafik penurunan nilai (a) viskositas, dan (b) densitas minyak kelapa ......... 48
29 Grafik penurunan nilai viskositas terhadap suhu pada biodiesel ................... 48
30 Grafik penurunan tegangan permukaan beberapa jenis minyak terhadap
peningkatan suhu ............................................................................................ 49
31 Hasil penyemprotan minyak nabati canola murni dan perbesaran gambar
droplet pada tekanan injeksi yang berbeda (Ti = 700 K, t = 0.5 ms) ............. 50
32 Burner kompor bertekanan sebelum modifikasi ............................................ 51
33 Hasil rancangan elemen pipa koil pemanas minyak ...................................... 52
34 Elemen pipa koil pemanas minyak (a) setelah dipasang pada kompor
bertekanan, (b) kompor lengkap dengan dudukan alat masak ....................... 53
35 Validasi pengukuran suhu minyak pada nosel saat api menyala ................... 55
36 Validasi pengukuran suhu minyak pada nosel sesaat setelah api padam ....... 55
37 Validasi pengukuran suhu minyak pada nosel ............................................... 56
38 Waktu tunda penyalaan untuk droplet metanol dalam udara panas
(hubungan temperatur gas dan ukuran diameter droplet) .............................. 57
39 Penyumbatan oleh gum pada nosel ................................................................ 58
40 Pembakaran campuran LPG dan udara dengan penambahan 20% CO2 ........ 62
41 Perbandingan kecepatan pembakaran antara campuran LPG dan udara
tanpa CO2 dan dengan CO2 ............................................................................ 62
42 Grafik peningkatan suhu tiap titik pengukuran pada uji coba pembakaran
kompor bertekanan termodifikasi .................................................................. 63

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

Hasil pengukuran nilai densitas terhadap peningkatan suhu
(penelitian pendahuluan) ................................. Error! Bookmark not defined.

2

Hasil pengukuran suhu awal minyak dalam tangki sebelum proses
pembakaran (penelitian pendahuluan) ............ Error! Bookmark not defined.

3

Perhitungan pendugaan hubungan perubahan suhu dan viskositas ........ Error!

Bookmark not defined.
4

Data pengujian profil penyemprotan minyak nyamplung ... Error! Bookmark

not defined.
5

Data pengujian profil penyemprotan minyak tanah ...... Error! Bookmark not

defined.
6

Data rata-rata pengujian profil penyemprotan minyak nyamplung ........ Error!

Bookmark not defined.
7

Data rata-rata pengujian profil penyemprotan minyak tanah.................. Error!

Bookmark not defined.
8

Validasi suhu minyak pada nosel dengan kondisi api menyala .............. Error!

Bookmark not defined.
9

Validasi suhu minyak pada nosel dengan kondisi api padam ................. Error!

Bookmark not defined.
10 Hasil pengukuran suhu pada uji coba pembakaran kompor
bertekanan termodifikasi ................................. Error! Bookmark not defined.
11 Gambar teknik burner kompor bertekanan sebelum modifikasi ............ Error!
Bookmark not defined.
12 Gambar teknik burner kompor bertekanan setelah modifikasi ............... Error!
Bookmark not defined.

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Bahan bakar minyak dari bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang
dikonsumsi paling besar dibandingkan sumber energi lain. Minyak tanah
merupakan salah satu sumber energi yang banyak digunakan oleh masyarakat
perkotaan, sedangkan di pedesaan sebagian besar bahan bakar yang digunakan
untuk keperluan rumah tangga adalah minyak tanah dan biomassa terutama kayu
bakar. Mengingat pentingnya peranan minyak tanah, maka minyak tanah
dimasukan ke dalam kelompok sembilan bahan kebutuhan pokok. Hasil Survei
Sosial Ekonomi Nasional (SUSENAS) yang dilakukan oleh BPS menunjukkan
bahwa minyak tanah dikonsumsi oleh sekitar 65 ribu rumah tangga Indonesia
(Kementerian ESDM 2004).
Minyak tanah umumnya dikonsumsi oleh rumah tangga untuk memasak dan
penerangan, terutama di daerah yang belum tersedia listrik (Nuryanti 2007).
Minyak tanah juga banyak digunakan sebagai bahan bakar pada industri dan
pedagang-pedagang makanan. Kelangkaan minyak tanah sering terjadi beberapa
tahun terakhir ini yang menyebabkan melonjaknya harga minyak tanah. Kondisi
ini tentu saja mengganggu kelangsungan usaha bagi para pedagang dan industri
kecil. Sedangkan bagi masyarakat pedesaan yang jauh dari sumber energi harus
mempertimbangkan energi alternatif jika minyak tanah tidak lagi dapat mencapai
daerah tempat mereka tinggal.
Melonjaknya harga BBM termasuk minyak tanah serta dampak buruk
penggunaan kayu bakar terhadap degradasi lingkungan, menyebabkan timbulnya
kebutuhan untuk mencari bahan bakar alternatif yang lebih murah dan dapat
tersedia dengan mudah. Salah satu bahan bakar alternatif untuk dapat digunakan
adalah minyak nabati yang bahan bakunya tersedia secara lokal, mudah didapat
dan terbarukan (Yunita 2007).
Indonesia sendiri mempunyai sumber energi terbarukan yang melimpah,
tetapi belum dimanfaatkan secara optimal dibandingkan dengan penggunaan
bahan bakar fosil. Kontribusi energi terbarukan terhadap total penggunaan energi
masih dibawah 10 % (Sumiarso 2011). Kebijakan-kebijakan Pemerintah dalam

2

bentuk Instruksi Presiden No. 10 tahun 2005 mengenai penghematan penggunaan
energi, Instruksi Presiden No. 1 tahun 2006 mengenai penyediaan dan
pemanfaatan bahan bakar nabati (biofuel), serta Peraturan Presiden No. 5 tahun
2006 mengenai kebijakan energi nasional, menyatakan tahun 2025 ditargetkan
untuk mengoptimalkan bahan bakar nabati menjadi lebih dari 5%. Sejalan dengan
kondisi itu pemerintah menargetkan ada 2000 desa mandiri energi sampai tahun
2010. Mandiri energi berarti 60 persen kebutuhan energinya dipenuhi dari sumber
setempat terutama dari energi terbarukan (Dirjen PMD 2008).
Bahan bakar nabati merupakan bahan bakar yang berasal dari tanaman.
Penelitian mengenai bahan bakar nabati ini sudah mulai berkembang. Banyak
tanaman yang dinilai memiliki potensi sebagai penghasil bahan bakar nabati
setelah melalui serangkaian proses, salah satunya adalah tanaman nyamplung
(Calophyllum inophyllum L.). Kelebihan nyamplung sebagai bahan baku bahan
bakar nabati adalah bijinya mempunyai rendemen yang tinggi, yaitu mencapai
74%. Dalam pemanfaatannya, tanaman nyamplung tidak berkompetisi dengan
kepentingan pangan karena biji yang bersifat toksik, bagian kulit biji mengandung
LC50 (Median Lethal Concentration) sebesar 39.31 ppm, dan daging biji sebesar
154.8 ppm (Santi 2009). Beberapa keunggulan ditinjau dari prospek
pengembangan dan pemanfaatan lain, antara lain adalah tanaman tumbuh dan
tersebar merata secara alami di Indonesia, regenerasi mudah dan berbuah
sepanjang tahun menunjukkan daya survival yang tinggi terhadap lingkungan,
tanaman relatif mudah dibudidayakan baik tanaman sejenis (monoculture) atau
hutan campuran (mixed-forest), cocok di daerah beriklim kering, dan produktivitas
biji lebih tinggi dibandingkan jenis tanaman penghasil bahan bakar nabati lainnya
(jarak pagar 5 ton/ha, sawit 17 ton/ha, dan nyamplung 20 ton/ha) (Bustomi 2008).
Pada saat ini penelitian tentang pemakaian bahan bakar nabati sebagai
pengganti minyak tanah sudah mulai dikembangkan, bahkan sudah mulai
dikomersialisasikan. Namun demikian, oleh karena viskositas dan titik bakarnya
yang tinggi maka penggunaan bahan bakar nabati memerlukan jenis kompor
tertentu (Puslitbun 2007). Minyak nabati memiliki sifat fisika dan kimia yang
berbeda dengan minyak tanah. Pada kompor sumbu akan mengakibatkan
mengerasnya sumbu kompor yang akan menghambat kapilaritas minyak

3

selanjutnya, sedangkan pada kompor bertekanan, minyak nabati menyisakan
kerak setelah pembakaran dan menyumbat lubang nosel (Reksowardojo 2008).
Selain itu, pada waktu penyalaan awal minyak sulit terbakar karena viskositas
yang tinggi sehingga sulit untuk terjadi pengabutan. Oleh karena itu, perlu
dilakukan penelitian tentang kompor yang mampu mengadaptasi sifat-sifat
minyak tersebut terutama pada viskositasnya, sehingga perlu dipertimbangkan
tahap pemanasan awal dalam modifikasi rancangan pada kompor bertekanan.
Selama ini kompor bertekanan yang ada di pasaran dibuat dan digunakan
untuk bahan bakar minyak tanah. Sehingga untuk mengaplikasikan minyak
nyamplung sebagai pengganti minyak tanah, maka viskositas minyak nyamplung
harus diturunkan hingga setara dengan minyak tanah. Viskositas menjadi hal yang
penting dalam sistem kompor bertekanan. Jika viskositas semakin tinggi, maka
tahanan untuk mengalir akan semakin tinggi. Karakteristik ini sangat penting
karena kualitas penyemprotan bahan bakar sangat bergantung pada viskositas.
Viskositas juga dipengaruhi oleh suhu. Pada kompor bertekanan, pemanasan awal
dapat menurunkan viskositas bahan bakar hingga tercapai viskositas yang
diinginkan agar minyak dapat terkabutkan dan terbakar dengan baik.
Terdapat dua kemungkinan penggunaan minyak nabati sebagai bahan bakar
alternatif terutama untuk kompor. Pertama, menggunakan secara langsung minyak
nabati yang memiliki karakter hampir sama dengan minyak tanah, atau melakukan
karakterisasi minyak sehingga sesuai dengan kebutuhan kompor, dan kedua,
melakukan modifikasi kompor untuk disesuaikan dengan karakteristik minyak
nabati tersebut (Puslitbun 2007). Sehubungan dengan hal tersebut di atas, maka
dalam penelitian ini dititikberatkan untuk melihat kemampuan minyak nyamplung
sebagai bahan bakar pada kompor bertekanan melalui pengujian hubungan antara
viskositas, temperatur dan desain pemanas terhadap kualitas penyemprotan
minyak. Dengan demikian maka dapat dilakukan modifikasi pada kompor
bertekanan yang sesuai dengan hasil uji karakteristik bahan bakar nabati tersebut.
Perumusan Masalah
Minyak tanah digunakan oleh sekitar 65 ribu rumah tangga Indonesia,
pedagang-pedagang makanan, dan industri. Kelangkaan minyak tanah yang terjadi
beberapa tahun terakhir ini menyebabkan harga minyak tanah melonjak tinggi

4

namun sulit untuk diperoleh. Bagi pedagang-pedagang makanan dan industri kecil
hal ini tentu saja mengganggu kelangsungan usaha mereka. Sedangkan bagi
masyarakat pedesaan yang daerahnya sulit terjangkau, bahan bakar minyak tanah
sudah menjadi sejarah bagi mereka.
Untuk mengantisipasi permasalahan-permasalahan di atas, maka bahan
bakar nabati sebagai pengganti BBM menjadi salah satu solusi yang tidak dapat
ditunda lagi. Hal ini didukung dengan potensi Indonesia sebagai negara agraris,
dimana potensi sumber daya alamnya sangat berlimpah dan beraneka ragam.
Nyamplung merupakan salah satu jenis tanaman yang memiliki potensi sebagai
sumber bahan bakar nabati. Minyak nyamplung berpotensi sebagai bahan bakar
pengganti

minyak

tanah

pada

kompor

bertekanan,

namun

dalam

pengaplikasiannya masih harus diteliti mengenai kemungkinan tidak sempurnanya
proses penyemprotan minyak sebagai akibat tingginya angka kekentalan minyak
tersebut. Untuk mengatasi hal tersebut, maka dalam penelitian ini dilaksanakan
dalam beberapa tahap yang saling terkait meliputi identifikasi masalah untuk
menjelaskan secara garis besar target teknis yang ingin dicapai dalam penelitian
ini, penelitian pendahuluan untuk mendukung data-data yang akan digunakan
pada perhitungan pendugaan selain data sekunder, menghitung pendugaan
hubungan perubahan suhu dan viskositas minyak terhadap panjang pipa pemanas
minyak, menguji profil penyemprotan minyak nyamplung, membuat modifikasi
desain koil pemanas minyak berdasarkan hasil perhitungan pendugaan dan
karakteristik pemanasan minyak nyamplung, melakukan uji fungsional dari koil
pemanas minyak hasil modifikasi, dan melakukan uji coba pembakaran kompor
bertekanan termodifikasi.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menghitung pendugaan hubungan perubahan suhu dan viskositas minyak
terhadap panjang pipa pemanas minyak.
2. Membuat modifikasi burner pipa koil pemanas minyak berdasarkan hasil
perhitungan pendugaan dan karakteristik pemanasan minyak nyamplung.
3. Melakukan uji fungsional dari burner pipa koil pemanas minyak hasil
modifikasi.

5

Manfaat Penelitian
Secara khusus, hasil akhir dari penelitian ini adalah desain kompor
bertekanan termodifikasi yang dapat digunakan dengan bahan bakar 100% minyak
nyamplung. Secara umum, pemanfaatan minyak nyamplung sebagai pengganti
minyak tanah diharapkan dapat menyokong industri kecil, pedagang, dan rumah
tangga pedesaan yang jauh dari sumber energi fosil dengan memanfaatkan potensi
alam untuk menghasilkan minyak nyamplung sebagai sumber bahan bakar
alternatif. Pemanfaatan minyak nyamplung juga diharapkan dapat mengurangi
penggunaan kayu bakar untuk keperluan rumah tangga pedesaan yang dapat
berdampak buruk terhadap kelestarian hutan dan lingkungan.
Ruang Lingkup Masalah
Pada penelitian ini akan dikaji potensi minyak nyamplung sebagai bahan
bakar alternatif pengganti minyak tanah pada kompor bertekanan. Pengujian yang
akan dilakukan meliputi penelitian pendahuluan, menghitung pendugaan
perubahan suhu dan viskositas minyak terhadap panjang pipa pemanas minyak,
menguji profil penyemprotan minyak nyamplung, membuat modifikasi desain
pipa koil pemanas minyak berdasarkan hasil simulasi dan karakteristik pemanasan
minyak nyamplung, melakukan uji fungsional dari koil pemanas minyak hasil
modifikasi, dan melakukan uji efisiensi pembakaran kompor bertekanan
termodifikasi.
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mendukung data-data yang akan
digunakan pada simulasi selain data sekunder. Analisis teknik pendugaan
hubungan sebaran suhu, viskositas bahan, dan panjang pipa pemanas minyak
dilakukan untuk mendapatkan panjang pipa optimal yang akan dibuat sebagai
kumparan pemanas minyak untuk menurunkan viskositas minyak nyamplung
hingga setara dengan minyak tanah, dalam kondisi minyak mengalir sambil
dipanaskan. Kemudian melakukan uji penyemprotan awal untuk mengetahui
profil penyemprotan minyak nyamplung setelah dilakukan pemanasan. Parameter
uji penyemprotan yang diamati meliputi diameter dan sudut penyemprotan.
Kontrol

yang

digunakan

adalah

membandingkan

dengan

karakteristik

penyemprotan minyak tanah. Selanjutnya adalah pembuatan modifikasi kompor

6

bertekanan, yaitu modifikasi kumparan pipa pemanas minyak. Uji fungsional dari
koil pemanas minyak hasil modifikasi dilakukan untuk melakukan validasi suhu
hasil pemanasan dan mengetahui sifat mampu bakar minyak nyamplung. Pada
pengujian ini akan diukur suhu minyak nyamplung yang baru saja keluar dari
nosel. Sedangkan uji coba pembakaran kompor bertekanan termodifikasi
dilakukan untuk mengetahui waktu dan jumlah bahan bakar terpakai yang
dibutuhkan untuk mendidihkan air sebanyak volume tertentu.

TINJAUAN PUSTAKA

Nyamplung (Calophyllum inophyllum L.)
Tanaman nyamplung dapat ditemukan di Madagaskar, Afrika Timur, Asia
Selatan dan Tenggara, Kepulauan Pasifik, Hindia Barat, dan Amerika Selatan.
Tumbuhan ini mempunyai nama yang berbeda di setiap daerah, seperti bintangor
di Malaysia, hitaullo di Maluku, nyamplung di Jawa, bintangur di Sumatera, poon
di India dan di Inggris dikenal dengan nama alexandrian laurel, tamanu, pannay
tree, serta sweet scented calophyllum (Dweek et al. 2002). Sebaran indikatif
tegakan alam nyamplung di Indonesia disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1 Peta sebaran indikatif tegakan alam nyamplung di Indonesia
(Kementerian Kehutanan Republik Indonesia 2009)
Taksonomi tanaman nyamplung (Gambar 2) menurut Heyne (1987) adalah
sebagai berikut:
Divisi

: Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae
Kelas

: Dicotyledone

Bangsa

: Guttiferales

Suku

: Guttiferae

Marga

: Calophyllum

Jenis

: Calophyllum inophyllum L.

8

Gambar 2 Gambar pohon, kayu, bunga, daun, buah dan biji nyamplung
(Kementerian Kehutanan Republik Indonesia 2009)
Tanaman nyamplung biasa tumbuh liar di sepanjang tepian pantai, tetapi
tanaman ini dapat juga tumbuh pada tempat dengan ketinggian 100 sampai 350
mdpl. Di Jawa tanaman nyamplung tumbuh liar di hutan yang menjorok ke pantai,
tinggi tanaman dapat mencapai 20 m dan mempunyai diameter batang 1.50 m
dengan batang yang sangat pendek, bercabang rendah dekat permukaan tanah, dan
tumbuh berkelompok (Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan 2009).
Kayunya agak ringan hingga sedang dan lembut, tetapi agak halus, berurat kusut,
hingga tidak dapat dibelah. Kayu nyamplung mempunyai dua warna, yakni kelabu
atau semu kuning, dan merah bata mempunyai urat yang lebih halus dan seratnya
juga lebih lurus (Heyne 1987).
Bentuk daun majemuk menyirip ganjil dengan bentuk helai daun lanset
(lanceolatus), bentuk pangkal daun meruncing dengan panjang 10-12 cm, lebar
2.5-3 cm dan tepi daun rata. Tanaman ini mempunyai bunga majemuk tidak
terbatas (inflorescentia centripetala) dengan bunga mekar dari bawah ke atas
sehingga berbentuk tandan dengan tangkai bunga tumbuh dari ujung batang (Pusat
Penelitian dan Pengembangan Perkebunan 2009).

9

Buah nyamplung (Gambar 3) berwarna hijau, berbentuk bulat, kulit buah
tipis dan akan mengelupas ketika mulai mengering. Inti biji yang mengandung
minyak, berbentuk bulat mancung berwarna kuning, dilindungi tempurung keras
mirip tempurung kelapa (Heyne 1987) dan memiliki garis tengah antara 2 sampai
4 cm termasuk lapisan pulp yang tipis (3 sampai 5 mm), cangkang, dan sebuah
biji. Buah yang telah dewasa berwarna kuning atau merah kecoklatan dan berkerut
(Little et al. 1989). Kulit biji yang sudah tua mudah dikupas, daging buah yang
tua/kering dapat dikempa dan akan mengandung air 3.3% dan minyak nabati
71.4% yang saat ini dapat digunakan sebagai biodiesel dengan rendemen 50% (1
liter: 2 kg biji kering), berat 1 kg buah kering setara dengan 2,400 biji (Pusat
Penelitian dan Pengembangan Perkebunan 2009). Biji-biji dapat dikumpulkan dari
pohonnya dengan cara memetik buah atau memotong cabang dengan alat
pemotong, tetapi umumnya lebih praktis dengan cara mengumpulkannya setelah
buah jatuh ke kepermukaan tanah (Little et al. 1989).

Skin

Kernel

Pulp

Gambar 3 Penampang melintang buah nyamplung
(http://en.wikipedia.org 2010)
Karakteristik Minyak Nyamplung
Minyak nyamplung (Gambar 4) tersusun atas minyak dengan asam lemak
jenuh dan asam lemak tak jenuh yang berantai karbon panjang, dengan kandungan
utama berupa asam oleat 37.57%, asam linoleat 26.33%, dan asam stearat 19.96%,
selebihnya berupa asam miristat, asam palmitat, asam linolenat, asam arachidat,
dan asam erukat (Balitbang Kehutanan 2008).

10

Gambar 4 Minyak nyamplung dan biodiesel nyamplung
(Kementrian Kehutanan Republik Indonesia 2009)
Minyak nyamplung diperoleh melalui tahapan proses: (1) pengupasan biji
dari kulit yang keras, (2) perajangan hingga menjadi irisan tipis, (3) pengeringan
dengan panas matahari selama dua hari, (4) penumpukan, (5) pengukusan, (6)
pengepresan atau ekstraksi dengan pelarut organik, (7) degumming, pemisahan
getah dengan asam fosfat 1%. Karakteristik minyak nyamplung sebelum dan
sesudah degumming dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Sifat fisika dan kimia minyak nyamplung
Karakteristik
Kadar air
Densitas pada suhu 20oC
Viskositas pada suhu 40oC
Bilangan asam
Kadar asam lemak bebas
Bilangan penyabunan
Bilangan iod
Indeks refraksi
Penampakan/warna

Sebelum degumming
(crude oil)
0.25%
0.944 g/ml
56.7 cP
59.94 mg KOH/g
29.53%
198.1 mg KOH/g
86.42 mg/g
1.447
Hijau gelap dan
kental dengan bau
menyengat

Sesudah degumming
(refined oil)
0.41%
0.940 g/ml
53.4 cP
54.18 mg KOH/g
27.21%
194.7 mg KOH/g
85.04 mg/g
1.478
Kuning kemerahan
dan kental

Sumber: Balitbang Kehutanan (2008)
Minyak nyamplung hasil degumming dengan proses sederhana berupa
netralisasi dengan NaOH dapat menjadi biokerosen, sebagai alternatif pengganti
minyak tanah yang sangat bermanfaat untuk masyarakat pedesaan (ESDM 2009).
Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan (2009) menyatakan bahwa
minyak nyamplung memiliki daya bakar dua kali lebih lama dibandingkan dengan

11

minyak tanah, yang mana 1 ml minyak nyamplung memiliki pembakaran 11.8
menit, sedangkan 1 ml minyak tanah memiliki pembakaran 5.6 menit. Minyak
nyamplung memiliki kemiripan komposisi asam lemak dengan minyak jarak
pagar maupun sawit yang sudah dicoba dan digunakan sebagai bahan baku
pembuatan biodiesel. Tabel 2 berikut menunjukkan bahwa minyak nyamplung
memiliki kemiripan komposisi asam lemak dengan minyak jarak pagar maupun
sawit yang sudah dicoba dan digunakan sebagai bahan baku biodiesel.
Tabel 2 Perbandingan komposisi asam lemak minyak nyamplung dengan minyak
jarak pagar dan sawit
Komponen
Asam miristat (C14)
Asam palmitat (C16)
Asam stearat (C18)
Asam oleat (C18 : 1)
Asam linoleat (C18 : 2)
Asam Linolenat (C18 : 3)
Asam arachidat (C20)
Asam erukat (C20 : 1)

Minyak
nyamplung
0.09 %
14.60 %
19.96 %
37.57 %
26.33 %
0.27 %
0.94 %
0.72 %

Minyak jarak
pagar
11.90 %
5.20 %
29.90 %
46.10 %
4.70 %
-

Minyak
sawit
0.70 %
39.20 %
4.60 %
41.40 %
10.50 %
0.30 %
-

Sumber: Balitbang Kehutanan (2008)
Kompor Bertekanan
Kompor bertekanan atau pressure stove berbahan bakar minyak tanah telah
dikenal dan dipergunakan secara luas sebagai alat untuk memasak dikalangan
masyarakat di Indonesia, terutama pada pedagang keliling dengan nama kompor
semawar

atau

kompor

brander.

Disain

kompor

minyak

tanah

yang

mempergunakan pembakaran dengan prinsip tekanan ditampilkan pada Gambar 5.
Secara umum, kompor bertekanan menghasilkan power output dan efisiensi
pembakaran yang lebih tinggi, sehingga bahan bakar yang digunakan lebih kecil
untuk tiap satuan berat bahan yang dimasak (Wichert et al. 1987). Prinsip kerja
kompor bertekanan adalah mengubah bahan bakar dari fase cair menjadi fase gas
atau uap dan membakarnya dengan oksigen sehingga menyala dan menghasilkan
energi panas (Sudradjat 2006). Kompor bertekanan memiliki beberapa bagian
(Sudradjat 2006), yaitu:

12

a. Nosel
Berfungsi sebagai lubang pengeluaran bahan bakar sehingga terjadi proses
pembakaran bahan bakar oleh udara (oksigen).
b. Saluran penyalur bahan bakar dari tangki menuju nosel
Berfungsi sebagai penyalur bahan bakar dari tangki menuju nosel, dimana
selama proses penyaluran bahan bakar ikut terpanaskan oleh proses pemanasan
awal.
c. Mangkuk
Berfungsi sebagai tempat terjadinya proses pemanasan awal sehingga dapat
memanasi bahan bakar agar viskositasnya menurun maka proses pembakaran
akan menjadi lebih mudah.
d. Penyangga kompor
Berfungsi untuk menjaga posisi kompor bertekanan agar stabil.

Gambar 5 Kompor bertekanan
Bahan bakar yang digunakan pada kompor bertekanan adalah bahan bakar
berfasa cair, yaitu minyak tanah. Pada pembakaran dengan bahan bakar berfasa
cair, diperlukan suatu usaha untuk memperbesar luas permukaan kontak antara
udara dengan bahan bakar. Hal ini sesuai dengan Hukum Ficks yang menyatakan
bahwa laju perpindahan massa oksigen ke dalam molekul bahan bakar
dipengaruhi oleh luas bidang kontak dan gradien konsentrasinya.
Efisiensi pembakaran langsung dipengaruhi oleh proses pencampuran antara
udara dan bahan bakar. Proses ini dapat berlangsung pada ruang pembakaran atau
terpisah dari ruang pembakaran, sebelum dilakukan pembakaran. Pada umumnya

13

sistem yang digunakan untuk memperbesar luas permukaan kontak bahan bakar
adalah dengan sistim pembakaran semprot atau spray combustion, seperti pada
sistem pembakaran mesin diesel, tungku pembakaran industri dan salah satunya
adalah kompor bertekanan.
Atomisasi (Pengabutan) Cairan
Proses pembuatan butiran cairan didalam fase gas disebut dengan atomisasi.
Proses atomisasi dimulai dengan mendorong cairan melalui sebuah nosel. Energi
potensial cairan (diukur sebagai tekanan cairan untuk nosel hidrolik atau tekanan
udara dan cairan untuk nosel pneumatik) dengan bantuan geometri nosel
menyebabkan cairan diubah menjadi bongkahan-bongkahan kecil. Bongkahan ini
selanjutnya pecah menjadi pecahan yang sangat kecil yang biasanya disebut
dengan butir (drop), butiran (droplet), atau partikel cairan.
Setiap semburan (spray) menghasilkan suatu rentang besar butir, rentang ini
dinyatakan sebagai distribusi besar butir (drop size distribution). Distribusi besar
butiran ini tergantungan pada jenis nosel dan sangat bervariasi untuk setiap
jenisnya. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi besar butir adalah sifat-sifat fisik
cairan, dan kondisi operasi.
Menurut Graco (1995), ada berbagai faktor yang mempengaruhi ukuran dari
droplet. Diantara faktor-faktor tersebut adalah sifat-sifat cairan, seperti viskositas,
tegangan permukaan, dan kerapatan seperti digambarkan pada Gambar 6.

Gambar 6 Hubungan antara viskositas dan ukuran droplet (Graco 1995)

14

a. Viskositas
Viskositas fluida memiliki pengaruh yang sama pada ukuran butiran droplet
seperti pada tegangan permukaan. Viskositas menyebabkan fluida melawan
agitasi, cenderung untuk mencegah pemecahan cairan

dan mengarah ke

ukuran droplet yang rata-rata lebih besar. Gambar 6 menunjukkan hubungan
antara viskositas dan ukuran droplet ketika atomisasi terjadi.
b. Tegangan permukaan
Tegangan permukaan cenderung untuk menstabilkan cairan, mencegah cairan
menjadi butiran-butiran yang lebih kecil. Cairan dengan ketegangan
permukaan yang lebih tinggi cenderung memiliki