Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
a. Pembakaran sempurna complete combustion terjadi bila semua unsur
C, H dan S yang terkandung dalam bahan bakar bereaksi membentuk CO
2
, H
2
O dan SO
2
. b.
Pembakaran parsial incomplete parsial terjadi bila proses pembakaran bahan bakar menghasilkan intermediate combustion
product seperti CO, H
2
, aldehid, disamping CO
2
dan H
2
O. c.
Pembakaran spontan spontaneous combustion terjadi jika zat atau bahan mengalami oksidasi perlahan-lahan, kalor yang dihasilkan tidak
dilepas, sehingga suhu bahan naik secara perlahan juga sampai suhu mencapai titik bakarnya ignition point, maka bahan terbakar dan
menyala. Beberapa cara meningkatkan pembakaran :
1. Membuat aliran udara yang baik dalam api.
2. Insulasi yang dibuat disekitar ruang bakar adalah untuk membantu
mencegah panas terbuang keluar. 3.
Menghindarkan penggunaan bahan-bahan yang berat, material yang dingin atau yang bersifat basah.
2.2 Proses Pembakaran Combustion Process
Dalam ilmu kimia yang dimaksud dengan pembakaran adalah Oksidasi yang berlangsung pada temperatur tertentu, dengan kecepatan reaksi yang tinggi dan
menghasilkan panas
Dalam proses pembakaran ini unsur–unsur yang mempengaruhinya adalah
Oksigen O
2
, Hidrogen H
2
O, dan Sulfur S dengan reaksi sebagai berikut :
Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
Karbon + Oksigen = Karbon dioksida + panas
Hidrogen + Oksigen = Uap air + panas Sulfur + Oksigen
= Sulfur dioksida + panas
Karbon merupakan salah satu unsur yang dapat terbakar yang paling
penting dan menjadi bagian utama dari setiap senyawa hidrokarbon. Oksidasi karbon agak lambat dan lebih sulit bila dibandingkan dengan unsur hidrogen dan
sulfur. Walaupun karbon mempunyai suhu pembakaran yang lebih rendah 407
o
C dari zat cair, karbon adalah zat padat dengan temperatur tinggi dan
pembakarannya relatif lambat. Akibatnya, dalam setiap proses pembakaran teoritis, akan dianggap bahwa sulfur dan hidrogen keduanya terbakar sempurna
sebelum karbon terbakar. Selanjutnya ini akan diasumsikan bahwa semua karbon akan teroksidasi menjadi karbon monoksida sebelum semua bagian karbon itu
diubah menjadi karbon dioksida. Reaksi kimianya adalah .
380 .
110 2
2 2
2
C mol
kg kJ
Q Q
CO O
C
CO C
CO C
= +
→ +
− −
pada reaksi ini, 2 mol karbon 24 kg bereaksi dengan 1 mol oksigen 32 kg menghasilkan 2 mol karbon monoksida 56 kg. apabila terdapat oksigen yang
cukup memadai, karbon monoksida itu akan teroksidasi menjadi karbon dioksida dengan melepaskan energi tambahan :
. 180
. 283
2 2
2
2 2
2 2
CO mol
kg kJ
Q Q
CO O
CO
CO C
CO C
= +
→ +
− −
jadi, 2 mol karbon monoksida 56 kg bereaksi dengna 1 mol oksigen 32 kg
menghasilkan 2 mol karbon dioksida 88 kg. dengan demikian, 6424 atau 2.66
kg oksigen dibutuhkan untuk membakar sempurna 1 kg karbon.
Hidrogen mempunyai temperatur penyalaan yang paling tinggi di antara
ketiga unsur dapat terbakar tersebut 582
o
C atau 1080
o
F, tetapi karena ia berupa
Daniel Romatua : Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air Terhadap Nilai Kalor Pada Bahan Bakar Padat, 2007.
USU Repository © 2009
gas, kinetika perubahan hirogen berlangsung sangat cepat. Akibatnya, bila terdapat udara yang cukup, hidrogen akan terbakar sempurna menjadi air.
Persamaan reaksinya adalah : .
470 .
286 2
2 2
2 2
2 2
H mol
kg kJ
Q Q
O H
O H
H H
= +
→ +
2 mol hidrogen 4 kg bereaksi dengan 1 mol oksigen 32 kg menghasilkan 2 mol
air 36 kg. jadi massa oksigen yang dibutuhkan untuk membakar sempurna satu
satuan massa hidrogen adalah 324 atau 8 kg. Sulfur memiliki temperatur penyalaan 243
o
C atau 470
o
F, yang merupakan temperatur penyalaan terendah di antara ketiga unsur dapat terbakar tersebut.
Sementara oksidasi sulfur melepaskan energi kimia dalam reaksi berikut. Persamaan reaksi adalah :
. 774
. 296
2 2
2 2
S mol
kg kJ
Q Q
SO O
S
S S
= +
→ +
1 mol sulfur 32 kg ditambah 1 mol oksigen 32 kg menghasilkan 1 mol sulfur
dioksida 64 kg. Jadi, 3232 atau 1 kg oksigen yang dibutuhkan unutk membakar
1 kg sulfur. Dibawah ini adalah tabel komposisi bahan bakar padat yang mempunyai
unsur-unsur kimia yang terdapat pada bahan bakar padat :
Tabel 2.1 Komposisi Bahan Bakar Padat
Fuel Ultimate Analisis
HHV kkalkg Karbon
Hidrogen Oksigen Nitrogen
Sulfur Abu
Wood Peat
Lignite
Bituminous
Coal Anthracite
48,5 58,0
66,0
81,0 91,0
6,0 6,3
5,0
5,0 3,0
43,5 30,5
20,0
8,0 2,5
0,5 0,9
1,0
1,5 0,5
- -
3,5 1,0
0,6 1,5
4,0 3,5
3,5 2,5
2500 3500
500 7500
8500
Sumber : Syamsir A. Muin” Pesawat-Pesawat Konversi Energi I Ketel Uap” hal : 154
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
