Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
Tabel 2.2 Komposisi Sekam Padi Apparent density kgm
³
1,006 Bulk density kgm
³
620 Higher heating value dry basis MJkg
16,04 Lower heating value dry basis MJkg
14,63 Lower heating value wet basis MJkg
13,76 Proximate analysis
Moisture content 5,93
Volatile matter 61,02
Fixed carbon 16,59
Ash, 16,46
Sumber : http:www.undp.orgseedenergypolicych_5 .htm
Tabel 2.3. Komposisi Kimia Serabut dan Cangkang
Komposisi Bahan bakar
Cangkang Serabut
Karbon Hidrogen
Nitrogen Oksigen
Sulfur Abu
50,70 6,15
1,71 34,70
0,19 6,50
53,30 6,39
0,77 35,60
0,08 3,81
Sumber : Pusat Penelitian Kelapa Sawit PPKS, Medan
2.3 Nilai Kalor Heating Value
Kalor pembakaran adalah kalor yang dihasilkan dari pembakaran sempurna 1 satuan berat bahan bakar padat atau bahan bakar cair atau 1 satuan volume
bahan bakar gas pada kondisi baku kondisi baku : tekanan 1 atm, suhu 25
o
C atau
Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
60
o
F atau 0
o
C atau nilai banyaknya energi panas yang diperoleh dilepaskan pada waktu terjadinya oksidasi unsur-unsur kimia yang terdapat dalam bahan
bakar pada proses pembakaran 1 satu kilogram. Nilai kalor bahan bakar terbagi atas dua bagian yaitu :
a. Nilai Kalor Atas High Heating Value Kalor yang dihasilkan oleh pembakaran sempurna satu satuan berat bahan
bakar padat atau cair, atau satu satuan volume bahan bakar gas, pada tekanan tetap, suhu 25
o
C apabila semua air yang mula-mula berwujud cair setelah
pembakaran mengembun menjadi cair kembali.
b. Nilai Kalor Bawah Low Heating Value Merupakan nilai kalor bahan bakar tanpa panas laten yang berasal dari
pengembunan uap atau air yang besarnya sama dengan nilai kalor atas dikurangai kalor yang diperlukan oleh air yang terkandung dalam bahan bakar
dan air yang terbentuk dari pembakaran. Umumnya kandungan hidrogen dalam bahan bakar berkisar 15 , yang berarti bahwa setiap satu satuan bahan
bakar 0,15 bagian merupakan hidrogen. Nilai kalor Heating Value atau Calorific Value dari unsur-unsur
karbon, hidrogen, dan sulfur seperti disebutkan dalam persamaan kimia di atas adalah sebagai berikut :
• Nilai Panas Karbon
Q
C-CO
= 1103810 kJkg.mol C = 9190,67 kJkg C
Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
= 2194,73 kkalkg
Q
CO-CO2
= 283180 kJkg.mol CO = 10109,96 kJkg CO
= 2414,259 kkalkg CO Dalam hal ini nilai panas karbon tidak ada nilai tertinggi dan terendah, karena
tidak ada kehilangan energi panas selama terjadinya reaksi kimia. •
Nilai Panas Hidrogen Q
H
= 286470 kJkg.mol H
2
= 142098,21 kJkg H
2
= 33933 kkalkg H
2
Nilai panas H
2
sebelum dikurangi panas pembentuk uap disebut N. Nilai kalor kotor tertinggi atau Gross Heating Value adalah
HHV = 143235 kJkg H
2
LHV = 120067 kJkg H
2
• Nilai Kalor Sulfur
Q
S
= 296774 kJkg.mol S = 9256,83 kJkg S
= 2210,53 kkalkg S Maka, dari pembakaran 1 kg bahan bakar yang terdiri dari senyawa kimia tersebut
di atas akan dilepaskan energi panas sebesar : Q = 32769 C + 142097 H
2
+ 9257 S kJkg 2.1
2.3.1 Menentukan Nilai Kalor Dengan Rumus Dulong dan Petit
Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
Sebenarnya ada dua macam nilai pembakaran, yakni nilai pembakaran tinggi atau bruto dan nilai pembakaran rendah atau netto. Perbedaan antara kedua
nilai pembakaran ini pada dasarnya sama dengan panas laten penguapan dari uap air yang terdapat dalam hasil gas buang ketika bahan bakar dibakar dengan udara
kering. Selain berasal dari pembakaran hidrogen, uap air yang terbentuk pada proses pembakaran dapat berasal dari kandungan air yang memang sudah ada
dalam bahan bakar moisture. Panas laten pengkondensasian uap air pada tekanan parsial 20 kNm
2
tekanan yang umum timbul pada gas buang motor bakar adalah 2400 kJkg. HHV dan LHV merupakan panas laten dari sejumlah uap air yang
terjadi dari hasil pembakaran bahan bakar bersangkutan, bila pembakaran memakai udara kering. Perbedaan anatra nilai pembakaran tinggi dan rendah
dihitung dengan cara pendekatan berdasarkan rumus berikut ini yang dapat dipakai untuk sebarang bahan bakar dalam basis massa
1, hal : 46
Nilai HHV dapat ditentukan sebagai berikut : HHV = 33950 C + 144200 H
2
-
8
2
O
+ 9400 S kJkg 2.2
di mana : HHV : Nilai kalor atas
C : Persentase karbon dalam bahan bakar
H
2
: Persentase hidrogen dalam bahan bakar O
2
: Persentase oksigen dalam bahan bakar S
: Persentase sulfur dalam bahan bakar Nilai H
2
-
8
2
O
diperoleh dengan cara sebagai berikut :
Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
Bila dalam bahan bakar terdapat H
2
bagian berat Hidrogen dan O
2
bagian berat Oksigen yang terdapat dalam bahan bakar habis bersenyawa dengan hidrogen,
maka jumlah hidrogen yang diikat oleh oksigen sama dengan seperdelapan jumlah oksigen dari bahan bakar, jadi jumlah hidrogen yang tidak ikut bereaksi adalah :
H
2
-
8
2
O
. Jadi ini berati bahwa bahan bakar telah berkurang seberat
8
2
O
kg, oleh sebab itulah HHV dihitung berdasarkan berat bahan bakar sebelum bereaksi
dengan oksigen dari luar. Dan besar nilai kalor bawah LHV dapat ditentukan sebagai berikut, yaitu
selisih antara HHV dengan panas laten yang terbentuk dari proses pembakaran. HHV – LHV = 2400 M + 9H
2
kJkg 2.3
LHV = HHV – 2400 M + 9H
2
kJkg 2.4
atau :LHV = 33950 C + 122600 H
2
- 8
2
O + 9400 S – 2400 M + 9H
2
kJkg
2.5
atau : LHV = 8100 C + 29900 H
2
- 8
2
O + 2500 S – 600 M + 9H
2
kkalkg
2.6 di mana :
LHV : nilai kalor bawah kJkg M
: kandungan air dalam bahan bakar moisture H
2
: fraksi massa hidrogen bahan bakar
2.3.2 Menentukan Nilai Kalor Dengan Rumus Pendekatan Mendeleyev
Selain rumus Dulong dan Petit untuk menentukan nilai kalori pada bahan bakar padat yaitu batubara, persamaan Mendeleyev berlaku juga untuk semua
jenis bahan bakar padat termasuk batubara
11, hal : 78
.
Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
Q
L
= 81C + 246H + 26 O-SV – 6W 2.7
di mana : Q
L
: NHV net heating value = LHV low heating value = nilai kalor bawah C
: kandungan karbon H
: kandungan hidrogen SV : kandungan sulfur
O : kandungan oksigen
W : kandungan air
2.3.3 Menentukan Nilai Kalor Dengan Bomb Kalorimeter Pengujian menggunakan bomb kalorimeter dapat menentukan nilai kalor
suatu bahan yang akan diuji. Data temperatur air pendingin sebelum dan sesudah penyalaan T
1
dan T
2
yang telah diperoleh pada pengujian “Bomb Kalorimeter” selanjutnya digunakan untuk menghitung nilai kalor atas bahan bakar HHV
dengan persamaan berikut
10, hal :12
:
HHV = T
2
– T
1
– T
kp
× C
v
× 1000 2.8
dimana : HHV : Nilai kalor atas High Heating Value
T
1
: Temperatur air pendingin sebelum penyalaan T
2
: Temperatur air pendingin sesudah penyalaan C
v
: Panas jenis bomb kalorimeter 73529,6 Jg.
o
C T
kp
: Kenaikan temperatur akibat kawat penyala 0,04
o
C
Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
Selanjutnya untuk memperoleh harga nilai kalor rata–rata bahan bakar digunakan persamaan berikut ini :
HHV
rata - rata
=
5
5 1
i i
HHV
=
Σ
kJkg 2.9
2.4 Pembakaran Bahan Bakar Padat
