5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 KOMPOR PEMBAKAR JENAZAH

Pada kompor pembakar jenazah menggunakan jenis kompor tekan dengan bahan bakar

minyak tanah. Prinsip kerja kompor pembakar jenazah adalah mengubah bahan bakar dari fase

cair menjadi fase gas dan membakarnya dengan nyala api sehingga menyala dan menghasilkan

energi panas.

Kompor pembakar jenazah memiliki beberapa bagian seperti:

- Tangki bahan bakar

Berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan bakar

- Selang bahan bakar

Berfungsi sebagai penyalur bahan bakar ke kompor

Gambar 2.1 Tangki Bahan Bakar Dan Selang Bahan Bakar Pada Kompor Pembakar

Jenazah

- Kompor ( Burner )

Berfungsi sebagai tempat terjadinya pembakaran bahan bakar. Pada kompor terdapat

bagian yang disebut dengan lilitan kompor dan nozzle. Lilitan kompor berfungsi

mengubah bahan bakar cair menjadi fase gas. Nozzle berfungsi sebagai tempat

penyemprotan dan keluarnya bahan bakar yang akan menghasilkan nyala api.

6

bahan bakar yang mengalir pada pipa. Nozzle berfungsi sebagai tempat keluarnya bahan

bakar yang akan menghasilkan nyala api.

Gambar 2.2 Kompor Pembakar Jenazah

- Kompresor

Berfungsi memampatkan tekanan angin pada tangki bahan bakar sehingga bahan bakar

dapat mengalir menuju kompor dan sebagai penyuplai udara bertekanan menuju pipa

udara.

Gambar 2.3 Kompressor

2.2 BURNER DENGAN BAHAN BAKAR CAIR

Didalam pembakaran dari bahan bakar cair, diperlukan suatu proses penguapan atau proses

atomisasi bahan bakar. Hal ini diperlukan untuk mendapatkan campuran yang baik dengan udara

pembakaran. Minyak bakar distilat bisa terbakar dengan api yang biru jika secara sempurna

bahan bakar ini diuapkan dan tercampur merata (homogenous) dengan udara sebelum terbakar.

Burner yang digunakan untuk membakar bahan bakar dalam bentuk uap atau bentuk atom-atom

7

(spray-droplet.) sebelum terbakar berbeda konstruksi dasarnya, yaitu vaporizing burner dan

atomizing burner.

2.2.1 Vaporizing Burner

Burner jenis ini menggunakan panas dari api untuk menguapkan bahan bakar

secara terus menerus. Prinsip penguapan ini dipakai pada kompor lidah api (blow torch)

terlihat pada gambar 2.4, kompor tipe pot, lampu minyak tanah dan Iain-lain.

Cara kerja kompor lidah api tersebut adalah dengan memanaskan minyak bakar

yang dialirkan ke koil pipa pemanas. Panas didapat dari radiasi lidah api yang

diselubungi oleh koil. Uap bahan bakar yang terbentuk kemudian disemprotkan oleh

nozzle dengan tekanan yang sama dengan tekanan minyak cair.

Setelah keluar dari nozzle, uap bahan bakar akan bercampur dengan udara dan

terbakar membentuk lidah api (torch).

Lidah api akan berwarna kuning, dan apabila suhu uap bahan bakar terlalu tinggi

maka akan terbentuk nyala api biru yang mempunyai sifat tidak stabil.

Gambar 2.4 Kompor Lidah Api ( Blow Torch )

(sumber : Tjokrowisastro dan Widodo, Teknik Pembakaran Dasar dan Bahan Bakar, 1990)

Vaporizing burner dibuat dengan kapasitas 30 - 40 l/jam dengan tekanan bahan

bakar 0,5 - 3,5 kg/cm2.

Bahan bakar yang digunakan adalah minyak tanah (kerosine).

8

2.2.2 Atomizing Oil Burner

Pada atomizing oil burner bahan bakar diatomisasikan dalam bentuk spray

droplet dengan tekanan 7-20 kg/cm2.

atau diatomisasi oleh udara/uap dengan tekanan 0,1

- 15 kg/cm2..

Dari cara atomisasinya maka atomizing oil burner dapat dibedakan menjadi 4

jenis.

a. Steam air atomizing burner

b. Mechanical/oil pressure atomizing burner

c. Centrifuging /rotary cup atomizing burner

d. High-intensitas burner.

2.3 PEMBAKARAN

Pembakaran adalah serangkaian reaksi-reaksi kimia eksotermal antara bahan bakar dan

oksidan berupa udara yang disertai dengan produksi energi berupa panas dan konversi senyawa

kimia. Pelepasan panas dapat mengakibatkan timbulnya cahaya dalam bentuk api. Bahan bakar

yang umum digunakan dalam pembakaran adalah senyawa organik, khususnya hidrokarbon

dalam fasa gas, cair atau padat.

Pembakaran yang sempurna dapat terjadi jika ada oksigen dalam prosesnya. Oksigen (O2)

merupakan salah satu elemen bumi paling umum yang jumlahnya mencapai 20.9% dari udara.

Bahan bakar padat atau cair harus diubah ke bentuk gas sebelum dibakar. Biasanya diperlukan

panas untuk mengubah cairan atau padatan menjadi gas. Bahan bakar gas akan terbakar pada

keadaan normal jika terdapat udara yang cukup.

Hampir 79% udara (tanpa adanya oksigen) merupakan nitrogen, dan sisanya merupakan

elemen lainnya. Nitrogen dianggap sebagai pengencer yang menurunkan suhu yang harus ada

untuk mencapai oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran. Nitrogen mengurangi efisiensi

pembakaran dengan cara menyerap panas dari pembakaran bahan bakar dan mengencerkan gas

buang. Nitrogen juga mengurangi transfer panas pada permukaan alat penukar panas, juga

meningkatkan volume hasil samping pembakaran, yang juga harus dialirkan melalui alat penukar

panas sampai ke cerobong.

Nitrogen ini juga dapat bergabung dengan oksigen (terutama pada suhu nyala yang tinggi)

untuk menghasilkan oksida nitrogen (NOx), yang merupakan pencemar beracun. Karbon,

9

hidrogen dan sulfur dalam bahan bakar bercampur dengan oksigen di udara membentuk karbon

dioksida, uap air dan sulfur dioksida, melepaskan panas masing-masing 8.084 kkal, 28.922 kkal

dan 2.224 kkal. Pada kondisi tertentu, karbon juga dapat bergabung dengan oksigen membentuk

karbon monoksida, dengan melepaskan sejumlah kecil panas (2.430 kkal/kg karbon). Karbon

terbakar yang membentuk CO2 akan menghasilkan lebih banyak panas per satuan bahan bakar

daripada bila menghasilkan CO atau asap.

Terdapat bermacam-macam jenis pembakaran yang dapat dijelaskan pada poin-poin

berikut ini :

2.3.1 Complete combustion (Pembakaran Sempurna)

Pada pembakaran sempurna, reaktan akan terbakar dengan oksigen, menghasilkan

sejumlah produk yang terbatas. Ketika hidrokarbon yang terbakar dengan oksigen, maka

hanya akan dihasilkan gas karbon dioksida dan uap air. Namun kadang kala akan

dihasilkan senyawa nitrogen dioksida yang merupakan hasil teroksidasinya senyawa

nitrogen di dalam udara. Pembakaran sempurna hampir tidak mungkin tercapai pada

kehidupan nyata.

2.3.2 Incomplete combustion (PembakaranTidak Sempurna)

Pembakaran tidak sempurna umumnya terjadi ketika tidak tersedianya oksigen

dalam jumlah yang cukup untuk membakar bahan bakar sehingga dihasilkannya karbon

dioksida dan air. Pembakaran yang tidak sempurna menghasilkan zat-zat seperti karbon

dioksida, karbon monoksida, uap air dan karbon. Pembakaran yang tidak sempurna

sangat sering terjadi, walaupun tidak diinginkan, karena karbon monoksida merupakan

zat yang sangat berbahaya bagi manusia. Kualitas pembakaran dapat ditingkatkan dengan

perancangan media pembakaran yang lebih baik dan optimisasi proses.

2.3.3 Smouldering combustion

Smouldering merupakan bentuk pembakaran yang lambat, bertemperatur rendah,

dan tidak berapi, yang dipertahankan oleh panas ketika oksigen menyerang permukaan

10

dari bahan bakar pada fase yang terkondensasi. Pembakaran ini dapat dikategorikan

sebagai pembakaran yang tidak sempurna. Contoh pembakaran ini adalah inisiasi

kebakaran yang dikarenakan rokok, dan sisa kebakaran hutan yang masih menghasilkan

hawa panas.

2.3.4 Rapid combustion

Rapid combustion merupakan pembakaran yang melibatkan energi dalam jumlah

yang banyak dan menghasilkan pula energi cahaya dalam jumlah yang besar. Jika

dihasilkan volume gas yang besar dalam pembakaran ini dapat mengakibatkan

peningkatan tekanan yang signifikan, sehingga terjadi ledakan.

2.3.5 Turbulent combustion

Pembakaran yang menghasilkan api yang turbulen sangat banyak digunakan

untuk aplikasi industri, misalnya mesin berbahan bakar bensin, turbin gas, dll, karena

turbulensi membantu proses pencampuran antara bahan bakar dan pengoksida.

2.4 AIR FUEL RATIO (AFR)

Air Fuel Ratio (AFR) merupakan perbandingan massa udara yang ada selama proses

pembakaran. Ketika semua bahan bakar bergabung dengan udara bebas, campuran tersebut

berdasarkan reaksi kimia setimbang dan perbandingan AFR ini disebut dengan campuran

stoikiometri. Dalam proses pembakaran hal yang sering diperhatikan adalah jumlah udara dan

bahan bakar. Ratio massa udara dengan massa bahan bakar tersebut biasa disebut dengan Air

Fuel Ratio (AFR).

A/F ratio =

……………………………………(2.1)

Dimana : ma = massa udara

mf = massa bahan bakar

11

Relative Air/Fuel Ratio ini memberikan parameter informasi yang lebih guna menetapkan

komposisi campuran udara-bahan bakar yang baik.

Jika

λ > 1 : maka campuran itu miskin

λ < 1 : maka campuran itu kaya

Lambda (λ) dapat digunakan sebagai suatu alternatif untuk mewakili AFR. Lambda (λ)

merupakan ukuran untuk mengetahui seberapa besar stoikiometri tersebut berperan dalam

campuran. Suatu campuran dikatakan campuran kaya bahan bakar apabila lamda (λ) < 1.

Sedangkan campuran dikatakan kurus bahan bakar apabila λ > 1. Sementara itu, campuran

dikatakan ideal atau sesuai dengan stoikiometri bila λ≈1. Jika jumlah lamda sama dengan 1 maka

dikatakan setimbang, jika kurang dari 1 disebut campuran kaya dan jika lebih besar dari 1

disebut campuran miskin.

Hubungan langsung antara lambda (λ) dan stoikiometri dapat dihitung melalui harga

lambda (λ) yang telah diketahui, perkalian lambda (λ) hasil pengukuran terhadap AFR

stoikiometri untuk bahan bakar yang dimaksud. Untuk memperoleh harga lamda (λ) dari nilai

(F/A), dapat dihitung melalui pembagian F/A terhadap AFR stoikiometri. Biasanya lamda untuk

bahan bakar biomassa sekitar 1,4 – 1,6. Persamaan reaksi ini dapat ditulis dengan:

….………..…(2.2)

Jika oksigen yang dibutuhkan tercukupi, bahan bakar hidrokarbon dapat dioksidasi secara

sempurna. Karbon didalam bahan bakar kemudian berubah menjadi karbon dioksida CO2 dan

hydrogen berubah menjadi uap air H2O.

Jika jumlah udara yang diberikan kurang dari yang dibutuhkan secara stoikiometri maka

akan terjadi campuran kaya akan bahan bakar. Produk dari campuran kaya akan bahan bakar

adalah CO, CO2, H2O, dan HC (Hidrokarbon tidak terbakar). Jika jumlah udara yang diberikan

lebih besar dari kebutuhan maka akan terjadi campuran miskin bahan bakar.

12

2.5 API

Api sering disebut sebagai zat keempat, karena tidak dapat dikategorikan ke dalam

kelompok zat padat, zat cair maupun zat gas. Api disebut memiliki bentuk plasma. Plasma

adalah bentuk gas yang mana sebagian dari partikel diionisasi. Seperti halnya gas, plasma tidak

memiliki bentuk yang tetap maupun volume yang tetap, kecuali jika dikurung dalam suatu wadah

yang tetap.

Gambar 2.5 Api

Segitiga api mengilustrasikan hubungan antara tiga elemen dasar yang diperlukan untuk

membangkitkan api. Tiga eleman dasar yang dibutuhkan untuk membangkitkan api adalah

senyawa oksigen, bahan bakar yang dapat terbakar dan mengandung energi, serta sumber api

atau sumber panas. Jika salah satu dari ketiga eleman dasar tersebut telah habis, maka api akan

padam, atau reaksi pembakaran tidak dapat dilanjutkan dengan baik. Ketiga elemen dasar yang

dapat mebangkitkan api tersebut digambarkan di dalam sebuah segitiga, yang sangat umum

dikenal sebagai segitiga api. Gambar segitiga api dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Segitiga Api

13

Pada gambar 2.6 di atas heat yang dimaksud merupakan panas dalam jumlah yang cukup

untuk penyalaan. Panas tersebut bersumber dari api atau sumber panas, yang pada awalnya

disediakan atau didapatkan dari sumber di luar sistem pembakaran, misalnya dari korek api, kilat

ketika hujan, percikan listrik, dan sumber-sumber api lainnya. Panas yang didapatkan dari luar

sistem tersebut akan mulai memutuskan ikatan kimia di dalam bahan bakar, yang pada umumnya

merupakan senyawa organik. Pemutusan awal ikatan kimia di dalam bahan bakar merupakan

reaksi yang eksoterm atau menghasilkan energi panas. Energi panas yang dihasilkan dari

pemutusan awal tersebut akan digunakan sebagai energi untuk pemanasan ikatan kimia

berikunya di dalam bahan bakar. Api menyala ketika panas yang dihasilkan dari pemutusan

ikatan kimia di dalam bahan bakar dapat digunakan seterusnya untuk memutuskan ikatan-ikatan

kimia lain di dalam bahan bakar. Oleh karena itu, sumber panas hanya merupakan inisiator

terbenuknya api. Setelah proses penyalaan api, sumber panas tidak lagi dibutuhkan, melainkan

api dari reaksi pembakaran akan menghasilkan panas yang dapat digunakan oleh manusia untuk

menunjang proses-proses yang akan dilakukan.

Bahan bakar pada umumnya berupa senyawa organik. Senyawa organic merupakan

senyawa yang mengandung unsur-unsur berupa karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O).

Reaksi oksidasi terhadap senyawa organik pada umumnya merupakan reaksi pemutusan rantai

ikatan pada senyawa organik. Pemutusan ikatan pada rantai senyawa organik pada umumnya

menghasilkan panas. Pada proses pembakaran, oksigen yang berperan sebagai oksidator akan

bergabung, mengikat unsur-unsur C dan H yang putus akibat energi panas dari proses

pembakaran. Api akan padam jika salah satu dari ketiga elemen dasar tidak lagi tersedia. Prinsip

segitiga api ini banyak digunakan sebagai prinsip dasar untuk menyalakan atau memadamkan

api.

2.6 TIPE NYALA API

Gambar 2.7 menunjukkan tipe nyala api yang berbeda dari sebuah combustor atau burner.

Perbedaan tersebut disebabkan oleh semprotan bahan bakar dan suplai oksigen atau udara yang

berbeda. Pada gambar 2.7.(a) kondisi campuran kaya bahan bakar tanpa proses pencampuran

awal udara-bahan bakar yang memadai, menghasilkan yellow sooty diffusion flame. Secara

bertahap ke arah kanan proses penyemprotan bahan bakar dan pencampuran udara-bahan bakar

lebih baik, menghasilkan campuran miskin bahan bakar yang sudah tercampur sempurna dengan

14

udara (fully pre-mixed) menghasilkan pembakaran dan nyala api yang jauh lebih baik dan tanpa

soot (jelaga, karbon halus sisa pembakaran tidak sempurna).

Gambar 2.7 Nyala Api Dari Burner

(sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Flame)

Diffusion flame adalah nyala api yang dihasilkan oleh diffusion combustion, yaitu reaksi

bahan bakar dan oksigen yang tanpa pencampuran awal yang baik. Pada spray combustion, ini

bisa disebabkan oleh butiran-butiran droplet bahan bakar hasil semburan/semprotan/injeksi yang

terlalu besar, menghasilkan pembakaran yang terjadi pada sisi luar butiran bahan bakar menuju

ke dalam yang berlangsung secara lambat. Pre-mixed flame adalah nyala api yang dihasilkan

oleh reaksi bahan bakar dan oksigen yang telah mengalami pencampuran awal yang baik.

Sebuah nyala api umumnya merupakan campuran antara diffusion dan pre-mixed flame karena

ada bagian tertentu nyala api dimana udara dan bahan bakar tercampur dengan baik dan pada

bagian lain tercampur secara tidak memadai.

Studi baik berupa analisis teoritis maupun eksperimental mengenai kompor pembakaran

jenazah untuk Ngaben belum ditemukan, sehingga penelitian ini dimulai dari prinsip-prinsip

dasar dalam pembakaran, yang nantinya akan diaplikasikan dalam konteks kompor pembakaran

jenazah.

a

c b

b

c d

15

Studi awal dengan pengamatan pada kompor pembakaran jenazah seperti dalam Gambar

2.7.(a) mengindikasikan bahwa nyala apinya didominasi oleh diffusion flame. Dan fakta bahwa

kompor pembakaran jenazah umumnya menggunakan bahan bakar solar, hal ini semakin

memperkuat indikasi tersebut karena bahan bakar solar membutuhkan tekanan injeksi

(penyemprotan) yang tinggi untuk menghasilkan karakteristik semprotan bahan bakar yang

menghasilkan ukuran droplet yang halus agar menghasilkan pembakaran yang efisien.

Gambar 2.8 Karakteristik semprotan

(Sumber : Arthur H. Lefebvre, 1989 Atomization and Sprays)

Karakteristik geometri semprotan (spray) bahan bakar ditunjukkan dalam Gambar 2.8.

Karakteristik ini penting untuk dipahami agar sesuai dengan tujuan penggunaan sistem

pembakaran. semakin tinggi tekanan injeksi maka butiran droplet yang dihasilkan semakin halus

dan dalam konteks pembakaran akan menghasilkan pembakaran yang lebih baik karena droplet

bahan bakar bisa bercampur dengan baik dengan udara sebelum terbakar.

2.6.1 Klasifikasi Nyala api.

Dalam bidang teknik pembakaran terdapat berbagai macam jenis katagori nyala.

Jika di tinjau dari metode pencampuran reaktan nyala api digolongkan menjadi dua jenis,

yaitu nyala api premix dan nyala api difusi.

Nyala api premix (Premixed Flame) adalah nyala api dimana bahan bakar dan

udara bercampur di dalam burner sebelum di alirkan ke nozzle dan mulai dibakar,

sedangkan nyala api difusi adalah nyala api dimana bahan bakar dan udara pada awalnya

16

terpisah. Aliran bahan bakar yang keluar dari ujung nozzle akan bercampur dengan udara

lingkungan secara difusi.

2.6.2 Stabilitas Nyala Api

Kestabilan nyala api dapat dinyatakan dari berbagai macam parameter antara lain

:

a. Batas Mampu Nyala ( Limits of Flammability)

Dalam kenyataan terjadinya nyala api dapat tercapai jika tercapai

campuran oksidator dan bahan bakar yang mendukung. Ada kisaran campuran

bahan dan oksidator yang menyebabkan nyala api. Kisaran itu yaitu kisaran batas

bawah mampu nyala dan batas atas mampu nyala atau lebih dikenal dengan

istilah lower dan upper flammability limits.

b. Flashback

Flashback terjadi ketika kecepatan pembakaran lebih cepat daripada

kecepatan campuran udara-bahan bakar sehingga nyala api merambat kembali ke

dalam tabung pembakar. Fenomena ini kadang disebut juga back fire atau light

back. Flashback tidak hanya mengganggu, tetapi juga dari sisi keamanan bisa

menjadi berbahaya.

Fenomena flashback berhubungan dengan kecepatan nyala laminar lokal dan

kecepatan aliran lokal. Flashback secara umum merupakan kejadian sesaat jika

aliran bahan bakar dikurangi atau ditutup. Ketika kecepatan nyala lokal melebihi

kecepatan aliran lokal, perambatan nyala menjauh melalui tabung. Saat aliran bahan

bakar dihentikan, nyala akan membalik atau flashback.

c. Lift-off

Lift-off adalah kondisi di mana nyala api tidak menyentuh permukaan mulut

tabung pembakar, tetapi agak stabil pada jarak tertentu dari tabung pembakar. Sama

seperti halnya flashback, fenomena lift-off juga berhubungan dengan kecepatan nyala

api laminar lokal dan kecepatan aliran lokal yang sebanding. Fenomena nyala api

terangkat (lift-off) sangat tergantung pada nyala api lokal dan sifat aliran dekat ujung

(mulut) tabung pembakar.

17

Apabila kecepatan aliran cukup rendah, ujung bawah nyala api berada sangat

dekat dengan ujung tabung pembakar. Jika kecepatan dinaikkan, maka sudut kerucut

nyala turun sesuai dengan kondisi dan ujung nyala bergeser sedikit ke bawah.

Dengan meningkatkan kecepatan aliran hingga tercapai kecepatan kritis, ujung nyala

akan meloncat ke posisi jauh dari ujung (mulut) pembakar dan nyala dikatakan

terangkat. Kondisi nyala terangkat inilah yang dinamakan sebagai lift-off, dan jika

kecepatan aliran terus dinaikkan, maka nyala akan padam dan kondisi ini tidak

diinginkan.

d. Blow-off

Blow-off merupakan suatu keadaan di mana nyala api padam akibat dari batas

kecepatan aliran lebih besar dari laju nyala atau kecepatan pembakaran. Kondisi

seperti ini juga sangat dihindari.

e. Lift-up

Lift-up adalah kondisi saat pangkal nyala api terlihat berpindah dari

sebelumnya pada ujung burner menuju benda penghalang. Pada pembakaran premix

kondisi lift-up terjadi pada pembakaran yang miskin bahan bakar. Jenis material

benda penghalang mempengaruhi temperatur dan besarnya AFR untuk terjadinya

lift-up. Hal ini berhubungan dengan laju kehilangan kalor benda penghalang seperti

pada kondisi flame stabilized by a large bluff body.

2.7 ATOMISASI (PENGABUTAN) CAIRAN

Proses pembuatan butiran cairan di dalam fase gas disebut dengan atomisasi. Tujuan

atomisasi adalah meningkatkan luas permukaan cairan dengan cara memecahkan butiran cairan

menjadi banyak butiran kecil. Proses atomisasi disini terjadi karena efek venturi, efek

venturi adalah penurunan tekanan fluida yang terjadi ketika fluida tersebut bergerak melalui pipa

menyempit. Kecepatan fluida dipaksa meningkat untuk mempertahankan debit fluida yang

sedang bergerak tersebut, sementara tekanan pada bagian sempit ini harus turun akibat

pemindahan energi potensial tekanan menjadi energi kinetik sehingga udara dan bahan bakar

tercampur sebelum akhirnya bahan bakar yang telah tercampur ini dialirkan menuju ke nozzle.

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

18

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 tergantung pada

jenis nosel dan sangat bervariasi untuk setiap jenisnya. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi

besar butir adalah sifat-sifat fisik cairan, dan kondisi operasi.

Ada berbagai faktor yang mempengaruhi ukuran dari butiran (droplet). Diantara faktor-

faktor tersebut adalah sifat-sifat cairan, seperti tegangan permukaan, viskositas, dan kerapatan.

2.7.1 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 ukuran rata-rata tetesan yang lebih besar pada atomisasi.

2.7.2 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 2.9 menunjukkan hubungan antara viskositas dan ukuran droplet ketika atomisasi

terjadi.

19

Gambar 2.9. Hubungan antara viskositas dan ukuran droplet (Graco 1995)

(sumber : Mada Hunter Pardede, http://fateta.ipb.ac.id/index.php/View-document/66-MADA-HUNTER-

PARDEDE-F14060138.pdf)

2.7.3 Densitas

Densitas menyebabkan cairan mempertahankan akselerasi. Densitas serupa dengan

sifat-sifat baik tegangan permukaan dan viskositas, lebih tinggi cenderung menghasilkan

ukuran tetesan yang rata-rata lebih besar.

Pada proses pembuatan butiran cairan di dalam fase gas, dalam hal ini densitas gas

jauh lebih kecil dari densitas cairan. Sehingga mekanisme formasi butiran jauh berbeda untuk

perbedaan densitas yang rendah, terutama pada kecepatan tinggi. Pengabutan banyak

digunakan untuk keperluan-keperluan pengabutan bahan bakar, pembuatan produk berbentuk

granular (bongkahan), operasi perpindahan massa, dan pelapisan permukaan (pengecatan,

dan lain-lain).

Mekanisme atomisasi dilihat dari fluida kerja dapat dibagi atas atomisasi hidrolik dan

pneumatik.

a. Atomisasi hidrolik

Pada atomisasi hidrolik, atomisasi terjadi karena tekanan cairan atau gaya gravitasi

pada cairan yang keluar pada mulut nosel dan pecah pada waktu jet berbentuk lembaran.

b. Atomisasi pneumatik

Pada atomisasi pneumatik, atomisasi terjadi sebagai akibat saling aksi antara cairan

dengan udara yang berkecepatan tinggi. Gaya gesek antara cairan dengan udara

menyebabkan terdisintegrasinya cairan menjadi butiran. Jika ditinjau proses

pencampuran dengan udara dengan cairan, nosel pneumatik dapat dibagi menjadi dua

jenis, yaitu jenis pencampuran dalam dan pencampuran luar.

2.8 DEFINISI BAHAN BAKAR

Bahan bakar ( fuel ) merupakan suatu bahan ( material ) yang di konsumsi untuk

menghasilkan energi. Bahan bakar didefinisikan sebagai senyawa kimia, terutama tersusun atas

karbon dan atau hydrogen, yang bila direaksikan dengan oksigen pada tekanan dan suhu tertentu

20

akan menghasilkan produk berupa gas dan sejumlah energi panas. Bahan bakar diklasifikasikan

menurut kondisi fisiknya yaitu bahan bakar padat, cair, dan gas.

2.9 MINYAK SOLAR

Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340°C, dan merupakan bahan

bakar mesin diesel. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi

lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali. Umumnya, solar mengandung belerang

dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan

setana. Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar

di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah

lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra). Angka setana

DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran

adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300

ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya

mencapai 5000 ppm.