PERHITUNGAN KOMPARASI ENERGI BAHAN BAKAR

Komparasi Energi Sekam Padi Dengan Minyak Tanah

PERHITUNGAN KOMPARASI ENERGI BAHAN BAKAR SEKAM PADI
DENGAN MINYAK TANAH
Purwo Subekti
Abstrak
Pemanfaatan sekam padi sebagai bahan bakar alternativ pengganti minyak tanah dengan
memanfaatkan kompor sekam padi merupakan teknologi yang berbasis kearifan lokal untuk mengantisipasi
ancaman krisis energi, sebagai salah satu pengganti bahan bakar minyak. Analisa komparasi kompor sekam
padi dengan kompor minyak tanah akan menghasilkan kesimpulan perbandingan cara kerja, kemampuan
dalam memasak dan efisiensi energ. Dari hasil analisa bahwa efisiensi kompor berbahan bakar minyak tanah
menunjukkan nilai lebih baik dibanding dengan kompor berbahan bakar sekam padi. Namun kemampuan
energi sekam padi sebagai bahan bakar alternatif dalam pengganti bahan bakar minyak sangat efektif
dikembangkan untuk skala rumah tangga dan industri kecil menengah, khususnya di daerah pedesaan, hal
tersebut didasarkan pada harga sekam padi jauh lebih murah dibanding dengan minyak tanah.
Kata Kunci : Sekam Padi, Kompor, Efisiensi, Minyak Tanah, Energi.
Abstract
Utilization of rice husk as a fuel substitute alternativ kerosene using rice husk stove is a technology
based on local wisdom to anticipate the threats of energy crisis, as one of the replacement of fuel oil.
Comparative analysis of rice husk stove with kerosene stove will produce a comparison of how the
conclusions, ability and energy efficiency in cooking. From the analysis of the efficiency of kerosene stove

showed a better value than a stove fueled by rice husks. However, the ability of rice husk energy as an
alternative fuel in a fuel oil substitute very effectively developed for household, small and medium industries,
especially in rural areas, it is based on the price of rice husk is much cheaper than kerosene.
Keywords: Rice Husk, Stove, Efficiency, Kerosene, Energy

1. PENDAHULUAN
Minyak
bumi
merupakan
sumber
energi yang tidak bisa diperbaharui. Sedangkan
konsumsi masyarakat akan bahan bakar fosil ini
semakin
meningkat
tiap
tahunnya.
Hal
tersebut menyebabkan cadangan minyak bumi
di Indonesia sebagai sumber energi utama akan
semakin menipis. Oleh karena itu dibutuhkan

pengembangan energi alternative yang dapat
mengganti bahan bakar fossil yang selama ini
menjadi sumber energi utama.
Pemanfaatan sekam terbesar adalah
sebagai pengisi dan pembakar bata merah yang
merupakan industri rakyat di pedesaan pada saat
musim paceklik atau kemarau panjang.
Pemanfaatan lainnya adalah sebagai bahan
campuran pakan ternak ataupun sebagai media
tanam.
Penggunaan bahan bakar minyak (BBM) yang
Purwo Subekti, Program Studi Teknik Mesin Universitas Pasir Pengaraian

harganya semakin meningkat mengakibatkan
biaya konsumsi energi rumah tangga menjadi
sangat mahal, terutama bagi rumah tangga di
pedesaan. Penggunaan bahan bakar alternatif
seperti kayu bakar dan turunannya secara perlahan
akan mengancam kelestarian hutan. Dilain pihak
sekam yang melimpah relatif tidak memiliki nilai

jual/ekonomi.
Kalaupun
dihargai
untuk
pembuatan bata merah adalah sekitar Rp. 400,untuk setiap 10 kg . Sehingga penggunaan sekam
sebagai sumber energi panas selain memberi nilai
ekonomis, juga membantu menekan gangguan
lingkungan terutama di sekitar penggilingan padi.
Ukuran
sekam
dipengaruhi
oleh
model/tipe
penggilingannya
dan
dengan
penggilingan tipe rol karet
sekam
yang
duhasilkan tidak hancur dan masih mempunyai

nilai kalor yang tinggi. Sebagai limbah dari proses
penggilingan padi, sekam memang dapat
menimbulkan persoalan tersendiri. Di samping
Page 41

merampas
ruang-ruang
terbuka,
proses
penghancurannya sangat lambat sehingga jika tidak
mendapat perlakuan segera, bisa menimbulkan
gangguan lingkungan. Padahal, sekam sangat
potensial bisa digunakan sebagai sumber energi
alternatif yang murah bagi masyarakat.

5
6
7
8
9

10

Abu
Karbohidrat kasar
Karbon (zat arang)
Hidrogen
Oksigen
Silika

17,71
33,71
1,33
1,54
33,64
16,98

Sumber: Suharno 1979

1.1. Sekam Padi
Sekam merupakan kulit terluar keras yang

meliputi kariopsis dan terdiri dari dua belahan
yaitu leema dan palea yang terhubung satu sama
lain, seperti terlihat pada gambar 1.2. Pada proses
penggilingan padi diperoleh sekam sekitar 20-30%,
dedak 8-12% dan beras giling antara 50-63,5% dari
berat awal gabah (Rahmat et al, 1991). Persentase
perolehan sekam yang tinggi dapat menimbulkan
masalah pada lingkungan. Oleh karena itu
penggunaan energy sekam selain menekan biaya
pengeluaran bahan bakar rumah tangga juga
menjaga keseimbangan lingkungan.

Panas pembakaran sekam dapat mencapai
3600 kcal (table 1.2). Sementara itu beberapa
penelitian mengenai biomassa sebagai bahan bakar
telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Riset
menunjukkan pada tahun 1987, di Indonesia
pemanfaatan sekam padi kurang dari 10%.
Sedangkan di India hingga tahun 1980
pemanfaatan sekam padi menjadi bahan bakar

mencapai 40%.
Sedangkan
dari
aspek
ekonomi
perbandingan harga tahun 2011 menunjukkan
bahwa harga minyak tanah setiap liter adalah Rp.
9.000,-, sedangkan sekam padi untuk 10 kg adalah
Rp. 3.000,-. Nilai ini sangat menguntungkan bagi
pengusaha industri kecil yang sebelumnya
menghabiskan minyak tanah sebanyak 6 s/d 10
liter/hari atau senilai Rp. 54.000,- s/d Rp.
90.000,-. Menggunakan bahan bakar sekam padi
terpakai hingga 10 s/d 20 kg senilai Rp. 4000 s/d
Rp.8.000,- pada produksi yang sama, sehingga
biaya produksi semakin efisien.
1.2.

Gambar 1.1 Sekam padi
Tabel 1.1. Peresentase kandungan komponen

No
1
2
3
4
Page 42

Komponen
Kadar air
Protein kasar
Lemak
Serat kasar

(%)
9,02
3,03
1,16
35,68

sekam padi

Bahan Bakar Minyak Sebagai Sumber
Energi
Pemerintah selama kurun waktu tahun
2005 – 2008 telah menaikkan harga Bahan Bakar
Minyak (BBM) bersubsidi sebanyak 3 kali, yaitu
pada bulan Maret 2005, Oktober 2005 dan Mei
2008. BBM yang disubsidi pemerintah adalah
minyak tanah, solar, dan premium. Sejak Agustus
2005 pemerintah menetapkan BBM bersubsidi
hanya untuk sektor transportasi termasuk untuk
usaha mikro, kecil dan menengah (UMKM).
Untuk industri pengolahan skala menengah
dan besar dikenakan harga BBM non-subsidi,
yaitu harga BBM yang mengikuti pergerakan harga
minyak mentah (crude oil) dunia. Kenaikan
harga BBM bersubsidi tersebut rata-rata sebesar
28% (Maret 2005), 26% (Oktober 2005), 28,9%
(Mei 2008). (Sri Susilo dan Soeroso 2008).

Pada dasarnya, keekonomian sumber daya energi
bukan
saja ditentukan oleh harga sumber
JURNAL APTEK Vol. 4 No. 1 Januari 2012

Komparasi Energi Sekam Padi Dengan Minyak Tanah

energi itu sendiri, tetapi ditentukan pula oleh
harga sumber energi sejenis yang akan
dipersaingkan. Jadi,
ketika sekam
padi
diperkenalkan untuk mengganti BBM, maka bisa
masuk
pasaran
sangat
tidaknya
sekam
bergantung pada harga minyak mentah. Karena
semakin meningkatnya harga minyak mentah

akan berakibat pada meningkatnya harga produk
kilang seperti minyak tanah. Sehingga dengan
kenaikan tersebut akan mengakibatkan semakin
kecilnya perbedaan antara harga sekam dengan
BBM yang menjadikan sekam padi menarik
secara ekonomi untuk dimanfaatkan sebagai
sumber energi alternatif.

Gambar 1.2. Kompor Minyak Tanah
1.3.

Nilai Kalor
Nilai kalor rendah (LHV, Lower
Heating Value) adalah jumlah energy yang
dilepaskan dalam proses pembakaran suatu
bahan bakar. Nilai kalor bahan bakar dapat di
ketahui dengan menggunakan calorimeter.

1.4.
Perhitungan Efisiensi Kompor Dengan
Menggunakan Metode WBT
Pada pengujian ini menggunakan metode
WBT (Water Boiling Test). Pada
dasarnya
pengujian WBT dibagi menjadi 3 bagian
penting
yaitu pengujian WBT start dingin,
pengujian WBT start panas, dan pengujian
WBT simmering. Prosedur dasar yang digunakan
dalam metode WBT :
1. Metode WBT start dingin: yaitu pengujian
dilakukan pada saat kompor dalam
keadaan dingin, kemudian yang berada di
dalam panci dipanaskan sampai airnya
mendidih, setelah airnya mendidih kompor
dimatikan dan catat waktu yang diperlukan
untuk mendidih-kan air, massa air yang
di uapkan, temperatur air setelah mendidih,
dan massa bahan bakar yang tersisa.
2. Metode WBT start panas: yaitu hampir
mirip dengan metode WBT start dingin
tetapi pengujian dilakukan pada saat kompor
dalam keadaan panas.
3. Metode simmering:
yaitu
pengujian
dilakukan dengan cara menjaga suhu air
yang telah mendidih supaya konstan selama
45 menit, dan suhu tidak boleh naik atau
o
turun lebih dari 3 C dari suhu air yang telah
mendidih tadi. Langkah selanjutnya mencatat waktu yang diperlukan untuk mendidihkan air, massa air yang diuapkan,
temperatur air setelah mendidih, dan massa
bahan bakar yang tersisa.

Tabel 1.2 Nilai kalor bahan bakar Sekam Padi dan Minyak Tanah

N
o

Bahan
Bakar

Nilai
Kalor
(Kcal/kg)

1

Sekam
Padi

3300 -3600

2

Minyak
Tanah

11.100

Sumber

Badan
Penelitian dan
Pengembangan
Pertanian,
Departemen
Pertanian
Pedoman
Efisiensi Energi
untuk Industri
di Asia –
www.energyeff
iciencyasia.org
Gambar 1.3. Kompor Sekam Padi

Purwo Subekti, Program Studi Teknik Mesin Universitas Pasir Pengaraian

Page 43

Dasar teori yang digunakan untuk perhitungan
efisiensi kompor adalah sebagai berikut :
a. Panas Sensibel (Sensible Heat)
Panas sensibel adalah jumlah energi
panas
yang
diperlukan
untuk menaikkan
temperatur air. Panas sensibel diukur sebelum
dan sesudah air mencapai temperatur pendidihan.
Panas sensibel dihitung menggunakan rumus :
……………… (2.1)

Dimana:
TE = efisiensi termal (%)
SH = panas sensibel (W)
LH = panas laten (W)
Qin = energi panas tersedia dalam bahan
bakar (W)
1.5. Perhitungan Efisiensi Kompor
Dalam penghitungan efisiensi tungku sekam
harus mengetahui jumlah energi yang dibutuhkan
untuk memasak dengan menggunakan rumus,
(Belonio,1985)

Dimana :
SH
M
Cp
ΔT

= panas sensible (W)
= laju massa air (kg/s)
= panas jenis air (J/kgºC)
= beda temperature air (ºC)

b. Panas Laten (Laten Heat)
Panas laten adalah jumlah energi
panas yang digunakan dalam menguapkan
air.
Panas laten dihitung menggunakan rumus :
LH = We x Hfg …………..... (2.2)
Dimana :
LH = panas laten (W)
We = laju massa air yang diuapkan (kg/s)
Hfg = panas laten air (J/kg)
c. Input Energi Panas
Input energi panas adalah jumlah
energi panas yang tersedia dalam bahan bakar.
Input energi panas dihitung menggunakan rumus :
Qin = HV xWF ...…………..
(2.3)
Dimana :
Qin = energi panas tersedia dalam bahan
bakar (W)
WF = laju kebutuhan bahan bakar (kg/s)
LHV = nilai kalor rendah (low heating value)
bahan bakar (J/kg)
d. Efisiensi Termal
Efisiensi termal adalah rasio energi
yang digunakan dalam pendidihan dan dalam
penguapan air terhadap energi panas yang tersedia
dalam bahan bakar. Efisiensi termal dihitung
dengan rumus:
…. (2.4)
Page 44

………… (2.5)
Dimana:
Qn = energi yang dibutuhkan (kcal/jam)
Mf = massa kakanan yang dimasak (kg)
C = energy spesifik (kcal/kg)
T = waktu pemasakan (jam)
ΔT = perubahan suhu (ºC)
Pemasukan
energi mengacu
pada
jumlah energi yang diperlukan, dalam istilah
bahan bakar, energi yang harus dimasukan ke
dalam kompor. Hal ini dapat dihitung
menggunakan rumus berikut, (Belonio,1985)
………… (2.6)

Dimana:
FCR = Fuel Consumption Rate (FCR) laju
bahan bakar yang dibutuhkan
(kcal/jam)
Massa = massa bahan bakar (kg)
Waktu = waktu yang dibutuhkan dalam
memasak (jam)
…… .. .

(2.7)

Dimana:
η = efisiensi (%)
Qn = energi yang dibutuhkan (kcal)
FCR = Fuel Consumption Rate (FCR) laju
bahan bakar yang dibutuhkan
(kcal/jam)
Hvf = Heat Value Fuel (Hvf) nilai kalor
bahan bakar (kcal/kg)
JURNAL APTEK Vol. 4 No. 1 Januari 2012

Komparasi Energi Sekam Padi Dengan Minyak Tanah

Menjalankan alat uji dan pengambilan data sesuai
dengan parameter dan variabel yang telah
ditentukan sebelumnya.
d. Hasil
Meliputi pengolahan data hasil penelitian dalam
bentuk perhitungan, analisa data dan membuat
kesimpulan dari penelitian yang dilakukan.

2. METODE PENELITIAN
Penilitian ini dilakukan sesuai dengan
langkah-langkah sebagai berikut:
a. Persiapan
Mempersiapkan, memeriksa dan memasang
peralatan- peralatan yang akan digunakan
dalam penelitian, baik yang bersifat utama
maupun peralatan pendukung. Menentukan
parameter dan variabel data yang akan
diteliti dan dianalisa.
b. Perakitan
Merakit kompor sekam yang akan digunkan untuk
membakar sekam padi
c. Uji Komparasi

3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Uji Kerja Dengan Metode WBT (Water
Boilling Test)
Pada pengujian unjuk kerja kompor ini
menggunakan metode WBT (Water Boilling Test).
Hasil pengujian unjuk kerja kompor dapat dilihat
pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 Uji kerja kompor WBT start dingin

N0
1
2

Jenis
Kompor

mo
(kg)

m1
(kg)

Kompor
sekam
Kompor
minyak tanah

5,86
5
5,86
5

5,44
5
5,37
8

Bbo
(kg)

Bb1
(kg)

t
(jam)

We
(kg/s)

WF
(kg/s)

T0
(°C)

T1
(°C)

ΔT
(°C)

3

2,05
5

0,58

0,0002

0.00045

26

95

29

0,7

0,52

0,54

0,0002
5

0,000032

26

95

29

Keterangan :
mo = massa air awal (kg)
m1 = massa air akhir (kg)
Bbo = massa bahan bakar awal (kg)
Bb1 = massa bahan bakar akhir (kg)
t
= waktu (jam)
We = laju penguapan air (kg/s)
WF = laju kebutuhan bahan bakar (kg/s)
To = suhu awal (ºC)
Ti
= titik didih (°C)
ΔT = kenaikan temperatur air (°C)

- Laju massa air
yang diupkan (We) = 0,0002 kg/s
- Laju kenaikan
temperatur air (T) = 0,034 C/s
- Laju kebutuhan
bahan bakar (WF) = 0,00045 kg/s
- Panas laten air (Hfg) = 2.268.000 J/kg
- Panas jenis air (Cp) = 4180 J/kgC
- Nilai kalor bahan bakar / LHV
(low heating value) = 10.046.400 J/kg

3.2. Penghitungan Efisiensi Dengan Metode
WBT (Water Boilling Test)

a. Panas Sensibel
SH = m x Cp x T
SH = 5,865 kg x 4180 J/kgC x 0,034 C/s
SH = 833,54 W

3.2.1. Kompor Sekam Padi
Data kompor sekam padi:
- Massa awal air = 5,865 kg
- Massa akhir adalah = 5,445 kg
- Waktu pemasakan (t) = 2100 detik
= 35 menit = 0,58 Jam
- Titik didih (T) = 95C

b. Panas Laten
LH = We x Hfg
LH = 0,0002 kg/s x 2.268.000 J/kg
LH = 453,60 W

Purwo Subekti, Program Studi Teknik Mesin Universitas Pasir Pengaraian

Page 45

c. Input Energi Panas
Qin = LHV x WF
Qin = 10.046.400 J/kg x 0,00045 kg/s
Qin = 4520,88 W
d.

d. Efisiensi Termal

Efisiensi Termal

Tabel 3.2 Hasil penghitungan efisiensi kompor dengan metode WBT
(Water Boiling Test) start dingin.

3.2.2. Kompor Minyak Tanah
Data kompor minyak tanah:
- Massa awal air = 5,865 kg
- Massa akhir adalah = 5,378 kg
- Massa minyak tanah = 700 gram = 0,7 kg
- Massa minyak tanah akhir = 520 gram
= 0,52 kg
- Waktu pemasakan (t)
= 1944 detik
= 33 menit = 0,54 Jam
- Titik didih (T) = 95C
- Laju massa air yang diupkan (We)
= 0,00025 kg/s
- Laju kenaikan temperatur air (T)
= 0,036C/s
- Laju kebutuhan bahan bakar (WF)
= 0,000092 kg/s
- Panas laten air (Hfg) = 2.268.000 J/kg
- Panas jenis air (Cp)
= 4180 J/kgC
- Nilai kalor bahan bakar / LHV (low heating
value) = 43.864.884,70 J/kg
a. Panas Sensibel
SH = m x Cp x T
SH = 5,865 kg x 4180 J/kgC x 0,036C
SH = 882,56 W
b. Panas Laten
LH = We x Hfg
LH = 0,00025 kg/s x 2.268.000 J/kg
LH = 567 W
c. Input Energi Panas
Qin = LHV x WF
Qin = 43.864.884,7 J/kg x 0,000092 kg/s
Qin = 4035,57 W

Page 46

Jenis
No Kompo
r
Komp
1 or
sekam
Komp
or
2 minya
k
tanah

SH
(W)

LH
(W)

Qin
(W)

Efisiens
i (%)

833,5 453,6
4
0

4520,8
8

28,70

882,5
6

4035,5
7

35,91

567

3.3. Penghitungan Efisiensi Dengan Rumus
(Belonio, 1985)
3.3.1. Kompor Sekam Padi
Data kompor sekam padi:
- Waktu pemasakan (t) = 35 menit = 0,58 Jam
- Massa sekam terpakai (m) = 945 gram
= 0,945 kg
- Energi spesifik air (c) = 4180 J/kg
= 0,999 Kcal/kg
- Perubahan suhu (ΔT) = 69°C
- Heat Value Fuel (HVF) / nilai kalor bahan
bakar sekam = 3000,00 Kcal/kg
a. Laju bahan bakar yang digunakan (Fuel
Consumption Rate) FCR

b. Energi yang dibutuhkan (Qn)

JURNAL APTEK Vol. 4 No. 1 Januari 2012

Komparasi Energi Sekam Padi Dengan Minyak Tanah
Tabel 3.3 Hasil penghitungan efisiensi kompor
dengan rumus Rumus (Belonio, 1985)

No
c. Efisiensi kompor (%)

1
2

4.
3.3.2. Kompor Minyak Tanah
Data kompor minyak tanah:
- Waktu pemasakan (t) = 33 menit = 0,54 Jam
- Massa minyak tanah terpakai (m) = 180 gram
= 0,18 kg
- Energi spesifik air (c)
= 4180 J/kg
= 0,999 Kcal/kg
- Perubahan suhu (ΔT)
= 69°C
- Heat Value Fuel (HVF) / nilai kalor bahan
bakar minyak tanah = 10478,95 Kcal/kg
a. Laju bahan bakar yang digunakan /FCR
(Fuel Consumption Rate)

b. Energi yang dibutuhkan (Qn)

FCR
Qn
Jenis
(kg/ja (Kcal/ja
Kompor
m)
m)
Kompor
1,63 697,04
sekam
Kompor
minyak
0,33 748,67
tanah

Efisiensi
(%)
14,16
21,43

KESIMPULAN & SARAN

4.1. Kesimpulan
Dari hasil analisa, maka dapat disimpulkan
bahwa efisiensi kompor berbahan bakar minyak
tanah menunjukkan nilai lebih baik dibanding
dengan kompor berbahan bakar sekam padi.
Namun kemampuan energi sekam padi sebagai
bahan bakar alternatif dalam pengganti bahan
bakar minyak sangat efektif dikembangkan untuk
skala rumah tangga dan industri kecil menengah,
khususnya di daerah pedesaan, hal tersebut
didasarkan pada harga sekam padi jauh lebih
murah dibanding dengan minyak tanah. Berikut
ini adalah nilai efisiensi dari analisa:
1. Metode WBT
 Kompor minyak tanah
= 35,91
%
 Kompor sekam padi
= 28,70
%
2. Rumus (Belonia, 1985)
 Kompor minyak tanah
= 21,43
%
 Kompor sekam padi
= 14,16
%
4.2. Saran

c. Efisiensi kompor (%)

Purwo Subekti, Program Studi Teknik Mesin Universitas Pasir Pengaraian

Dari analisa yang di lakukan maka ada
beberapa saran yang bisa penulis berikan
diantaranya kepada:
a. Jumlah bahan bakar yang digunakan dan
air yang dimasak diamati secermat
mungkin agar perhitungan mencari
efisiensi energinya menjadi lebih teliti.
b. Perlu adanya perencanaan yang lebih
bagus dalam pembuatan kompor
sekam untuk menunjang cara kerja dan
pembakaran
bahan bakar
yang
Page 47

otomatis akan meningkatkan efisiensi
kerjanya.
c. Perlu adanya penelitian kembali
dengan menggunakan peralatan yang
memadai sehingga hasil penelitian
yang didapat dapat lebih akurat.
d. Untuk peneliti selanjutnya, pengukuran
temperature api dari masing-masing
kompor perlu diadakan, mengingat pada
penelitian ini pekerjaan tersebut tidak
penulis lakukan karena keterbatasan
peralatan.

DAFTAR PUSTAKA
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian,
Departemen Pertanian
Bureau of Energy Efficiency. Energy Efficiency in
Thermal Utilities. Chapter 1. 2004.
Muhammad Nur, Efisiensi biaya pembakaran
batu bata menggunakan bahan bakar
kayu dengan bahan bakar sekam,
Universitas Negeri Malang, 2004
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia –
www.energyefficiencyasia.org
Petroleum Conservation Research Association.
www.pcra.org
Shaha, A.K. Combustion Engineering and Fuel
Technology. Oxford & IBH Publishing
Company Thermax India Ltd. Technical
Memento.

Page 48

JURNAL APTEK Vol. 4 No. 1 Januari 2012