45
2.8.6 Udara Sebagai Salah Satu Faktor Utama Pembakaran
Pembakaran yang baik diperlukan lima syarat yaitu [12]: a.
Pencampuran reaktan secara murni. b.
Suplai udara yang cukup. c.
Suhu yang cukup untuk memulai pembakaran. d.
Waktu yang cukup untuk kelangsungan pembakaran. e.
Kerapatan yang cukup untuk merambatkan nyala api. Hal ini tidak dapat dicapai pada pembakaran yang sebenarnya aktual
karena itu perlu dicapai pada pembakaran yang sebenarnya excess air.Pembakaran yang sempurna akan menghasilkan: CO2, air, dan SO2. Pada
pembakaran yang tidak sempurna disamping produk pembakaran diatas, pada gas asap akan terdapat sisa bahan bakar, gas CO, hidrosil OH, aldehid R-CHO
dannitrogen, serta senyawa-senyawa oksida nitrat dan oksida nitrogen. Semua produk pembakaran diatas bersifat polusi kecuali H2O dan N2.
Reaksi pembakaran bahan bakar merupakan reaksi kimia yang berdasarkan pada hukum kekekalan massa yaitu bahwa jumlah massa setiap
elemen adalah sama selama reaksi kimia. Jumlah total massa setiap elemen di ruas kanan produk dan ruas kiri reaktan pada reaksi kimia harus sama. Nilai
kuantitas pada analisa pembakaran untuk mengetahui jumlah udara dan bahan bakar dinyatakan dengan Air-Fuel Ratio AFR yaitu perbandingan antara massa
udara dengan massa bahan bakar [11]:
��� =
�
�
�
�
=
�.�
�
�.�
�
…………………………………………… 2.1 Dimana:
��� = Air-Fuel Ratio
�
�
=massa udara kg
�
�
= massa bahan bakar kg
�
�
=jumlah mol udara kmol
�
�
=jumlah mol bahan bakar kmol
�
�
=massa molar udara kgkmol
�
�
=massa molar bahan bakar kgkmol
Universitas Sumatera Utara
46
Gambar 2.23 Reaksi Kimia Pembakaran
Pembakaran stoichiometri adalah pembakaran dimana bahan bakar terbakar sempurna dengan jumlah udara teori, yaitu apabila [12]:
a. Tidak ada bahan bakar yang belum terbakar semua unsur karbon C
menjadi karbondioksida CO2, dan semua unsur hidrogen H menjadi air H2O.
a. Tidak ada oksigen di dalam produk.
Penyebab proses pembakaran menjadi tak sempurna, dimana ditandai dengan terbentuknya C, H2, CO, OH atau yang lain dalam produk pembakaran :
a. Kekurangan oksigen O2.
b. Kurangnya kualitas campuran.
c. Terjadi dissosiasi peruraian gas produk karena suhu tinggi.
Pembakaran menunjukan kekurangan udara lean mixtures atau pembakaran mengalami kelebihan udara rich mixtures pada gas buang dapat
ditunjukan dengan perbandingan antara AFR
act
dengan AFR
st
din otasikan λ
lambda, dirumuskan:
λ = AFR
act
AFR
st
dimana nilai λ = rich mixtures λ = lean mixtures
Universitas Sumatera Utara
47
Prosentase kelebihan udara excess air adalah perbandingan antara selisih antara perbandingan udara-bahan bakar actual AF
actual
, dengan perbandingan udara-bahan bakar teoritis AF
theory
, dengan perbandingan udara-bahan bakar teoritis AF
theory
.
������ − ��� = ��
���
− ��
�ℎ
��
�ℎ
Dimana nilai excess-air = 0,25-0,50 dan untuk nilai maksimal excess-air = 1,00.
Pembakaran yang optimum dapat terjadi ketika jumlah udara yang sesungguhnya harus lebih besar daripada yang dibutuhkan secara teoritis. Analisis
kimia gas-gas merupakan metode obyektif yang dapat membantu untuk mengontrol udara yang lebih baik dengan mengukur CO2, atau O2, dalam gas
buang menggunakan peralatan pencatat kontinyu atau peralatan Orsat. Pengukuran kandungan gas CO2, dalam gas buang dapat digunakan untuk
menghitung udara berlebih excess-air. Sejumlah tertentu excess-air diperlukan untuk pembakaran sempurna bahan bakar minyak, jika terlalu banyak excess-air
mengakibatkan pembakaran yang tidak sempurna. Penambahan excess-air dapat meningkatkan aliran udara turbulen
sehingga akan meningkatkan pencampuran udara dan bahan bakar di ruang bakar mengakibatkan pembakaran akan sempurna. Excess-air akan mempengaruhi
jumlah gas CO pada gas buang dan kehilangan panas heat losses pembakaran serta akan mempengaruhi efisiensi pembakaran.
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Tak bisa dipungkiri, sumber energi fosil kini semakin langka dan mahal. Meningkatnya populasi penduduk mengakibatkan terbatasnya sumber energi fosil
Non-renewable Energy. Hal ini didukung oleh pernyataan Badan Energi Dunia International Energy Agency-IEA, yang menyatakan bahwa hingga tahun 2030
permintaan energi dunia meningkat sebesar 45 atau rata-rata mengalami peningkatan sebesar 1,6 per tahun. Sebagaian besar atau sekitar 80 kebutuhan
energi dunia tersebut dipasok dari bahan bakar fosil. Hal ini tentu saja menjadi suatu permasalahan besar yang harus segera dicarikan solusinya.
Kebutuhan energi dari sektor rumah tangga sendiri menyumbang sekitar 13,08 persen. Kebutuhan energi rumah tangga biasanya digunakan untuk
memasak dan kebutuhan elektronik. Memasak merupakan kegiatan rutin yang dilakukan sehari-hari.
Penelitian-penelitian terhadap energi terbarukan renewable energy sudah banyak dilakukan, salah satunya adalah penelitian kompor bioetanol. Energi
terbarukan tersebut kini sedikit demi sedikit menjadi alternatif bagi masyarakat dalam menunjang aktifitas sehari-hari terutama dalam memasak.
Bioetanol sendiri adalah etanol hasil proses fermentasi biomassa dengan bantuan mikroorganisme. Bahan baku pembuatan bioetanol adalah bahan bergula,
berpati dan berserat. Sehingga pengembangan bioetanol sangat cocok dikembangkan di Indonesia, mengingat Indonesia adalah negara agraris yang kaya
akan hasil pertanian sebagai sumber bahan baku bioetanol. Disamping itu, bioetanol merupakan solusi alternatif yang menjanjikan karena ramah lingkungan.
Peran Pemerintah dalam upaya pengembangan bioetanol juga ditunjukkan dengan adanya instruksi presiden Inpres No I Tahun 2006 yang mengatur tugas berbagai
kementerian dan pemerintah daerah di dalam mendorong pemanfaatan bahan bakar cair nabati.
Universitas Sumatera Utara