Top Banner

of 27

Rotary Kiln Dan Pembakaran

Mar 02, 2016

Download

Documents

Ucal Wae

rotary kiln
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

Rotary Kiln

Rotary Kiln adalah sebuah perangkat pyroprocessing yang digunakan untuk menaikkan material sampai pada suhu tinggi (kalsinasi) dalam suatu proses berkelanjutan. Material yang biasanya diproduksi menggunakan rotary kiln meliputi: Semen, Kapur, Refraktori, Metakaolin, Titanium dioksida, Alumina, Vermiculite, Bijih besi .

Rotary Kiln (wikipedia)

Rotary Kiln pada Proyek Chemical Grade Alumina, Tayan

Prinsip Operasi

Kiln adalah bejana silinder, diletakkan pada posisi horizontal dan sedikit miring, yang diputar perlahan pada porosnya. Material yang akan diolah dimasukkan ke bagian atas silinder. Karena kiln berputar, maka material secara bertahap bergerak menuju ujung bawah, dan tentunya akan mengalami sejumlah pengadukan dan pencampuran. Gas panas melewati sepanjang kiln, kadang-kadang dalam arah yang searah dengan material yang diproses (co-current), tetapi biasanya dalam arah yang berlawanan (counter-current). Gas panas dapat dihasilkan dalam tungku eksternal, atau dapat dihasilkan oleh api di dalam tungku. Api yang dihasilkan dari burner-pipe (atau firing pipe) berperan seperti Bunsen-burner yang besar. Bahan bakar untuk pembakaran ini bisa berasal dari gas, minyak atau batu bara bubuk, yang paling banyak dipakai adalah batu bara bubuk.

Konstruksi

Komponen dasar dari rotary kiln adalah shell, lapisan tahan api (refractory lining), support tyres dan rollers, gigi drive (drive gear) dan penukar panas internal (internal heat exchanger).

Kiln shell Ini terbuat dari plat baja ringan yang di-rol, ketebalannya biasanya antara 15 dan 30 mm, dilas untuk membentuk sebuah silinder yang yang panjangnya bisa mencapai 230 m dengan diametre 6 m. Penempatannya biasanya terletak pada posisi poros arah timur / barat karena untuk mencegah Eddy current . Ukuran diameter dibatasi sampai pada diameter tertetu karena untuk mencegah kecenderungan shell yang akan berubah bentuk penampangnya menjadi oval yang disebabkan oleh berat kiln tersebut, hal ini ini merupakan konsekuensi kiln selama berputar. Untuk ukuran panjangnya tidak ditentukan berapa batasnya, tetapi akan menjadi sulit

untuk mengatasi perubahan panjang/pemuaian akibat dari pemanasan dan pendinginan jika kiln terlalu panjang (biasanya sekitar 0,1 sampai 0,5% dari panjang), karena kiln berbentuk silinder.

Refractory Lining

Tujuan dari lapisan refraktori adalah untuk melindungi shell baja dari suhu tinggi di dalam kiln, dan untuk melindunginya dari sifat korosif dari material proses. Refractory Lining dapat terdiri dari batu bata tahan api atau beton cor tahan api.

Refraktori dipilih berdasarkan suhu di dalam kiln dan sifat kimia dari bahan yang diproses. Dalam beberapa proses, misalnya semen, umur refraktori dapat bertahan lama dengan menjaga lapisan dari bahan yang diproses pada permukaan refraktori. Ketebalan lapisan umumnya dalam kisaran 80-300 mm. Tipikal refraktori akan mampu mempertahankan penurunan suhu 1000 C atau lebih antara permukaan panas dengan permukaan dingin. Suhu shell perlu dipertahankan sekitar di bawah 350 C untuk melindungi baja dari kerusakan, dan scanner inframerah digunakan untuk memberikan peringatan dini "hot-spot" apabila terjadi indikasi kegagalan pada refraktori.

Support Tyres dan Rollers

Ban, kadang-kadang disebut riding rings, biasanya terdiri dari baja cor tunggal annular (single annular steel casting), yang kemudian permukaannya dihaluskan. Perlu beberapa kecerdikan desain agar ban sesuai dan pas dengan shell, tetapi masih memungkinkan gerakan termal. Rol harus menopang kiln, dan memungkinkan untuk berotasi dengan meminimalisir gesekan sekecil mungkin. Sebuah kiln yang dirancang bagus, ketika listrik terputus maka akan berayun seperti pendulum berkali-kali sebelum datang untuk berhenti. Pada umumnya kiln dengan dimensi 6 x 60 m, memiliki massa sekitar 1100 ton termasuk refraktori dan segala isinya, dan akan ditopang tiga ban dan set rol sepanjang kiln.

Kiln yang panjang mungkin memiliki 8 set rol, sementara kiln yang pendek mungkin hanya memiliki dua. Kiln biasanya berotasi pada 0,5-2 rpm, tapi kadang-kadang juga sampai 5 rpm. Kiln pada pabrik semen modern biasanya berotasi pada 4 sampai 5 rpm. Bantalan (bearing) dari rol harus mampu menahan beban statis dan beban hidup yang terlibat, dan juga harus terlindungi dari panas kiln dan masuknya debu. Selain menahan rol, bearing juga harus mencegah kiln agar tidak tergelincir dari rol. Gesekan antara ban dan rol, menyebabkan kecekungan, cembung atau kerucut pada kedua permukaan ban dan rol.

Tyre & Roller (wikipedia)

Gear Drive

Kiln biasanya diputar dengan Single Girth Gear. Gigi tersebut dihubungkan melalui gear train menggunakan variable-speed electric motor. Gigi harus memiliki torsi awal yang tinggi untuk menggerakkan kiln dengan beban eksentrik yang besar. Sebuah kiln 6 x 60 m membutuhkan sekitar 800 kW untuk memutar pada 3 rpm. Kecepatan aliran material melalui kiln sebanding dengan kecepatan rotasi, sehingga diperlukan variable speed drive untuk mengontrol masalah ini.

Gear yang berwarna putih (kamera hp)

Penukar Panas internal

Pada kiln terjadi pertukaran panas yang mungkin oleh konduksi, konveksi dan radiasi. Dalam proses suhu rendah, pada bagian kiln yang lebih dingin karena dimensi kiln yang panjang sehingga pemanasan awal belum merata, maka kiln sering dilengkapi dengan penukar panas internal untuk mendorong pertukaran panas antara gas dan feed. Alat ini terdiri dari scoop atau lifter yang memancarkan feed melalui aliran gas, atau mungkin menyisipkan logam yang panas di bagian atas kiln, dan memberikan panas ke feed saat feed dimasukkan ketika kiln berputar. Penukar panas yang paling umum digunakan terdiri dari rantai menggantung menyerupai tirai dengan aliran gas.

Efisiensi termal

Efisiensi termal dari rotary kiln sekitar 50-65%.SISTEM KILN PADA PABRIK

SEMENSemen merupakan perekat hidraulik yang memiliki unsur-unsur utama klinker (campuran antara C3S, C2S, C4AF, dan C3A) dan gypsum (CaSO4 . 2H2O). Klinker dibuat dengan bahan baku utama batu kapur (limestone sekitar 70% 90%), tanah liat (clay sekitar 10% 30 %), dan sisanya adalah bahan koreksi (0 10%). Bahan baku tersebut ditimbang dengan proporsi yang telah ditentukan sesuai dengan jenis semen yang akan kita buat kemudian digiling (terutama untuk proses kering) dan dibakar di sistem kiln.

Proses pembakaran bahan baku hingga berubah menjadi klinker serta proses pendinginan klinker hingga bertemperatur tertentu yang aman untuk digiling bersama gipsum sampai menjadi semen merupakan rangkaian proses pembuatan semen yang penting. Pada tulisan ini, pembahasan untuk sementara dibatasi pada proses pembakaran bahan baku menjadi klinker dan pendinginan klinker. Dalam pembahasan ini beberapa parameter proses yang penting akan dibahas pula mengingat parameter-parameter inilah yang akan dipergunakan sebagai parameter pengendalian mutu proses sehingga akhirnya akan diperoleh mutu klinker yang baik sesuai dengan spesifikasi yang sudah ditetapkan.

Untuk memproduksi klinker semen, bahan baku (raw meal) harus dipanaskan sampai 1450 C sehingga terjadi proses klinkerisasi. Proses pembakaran raw meal membutuhkan kondisi oksidasi untuk menghasilkan klinker yang berwarna abu-abu kehijauan. Jika kondisi ini tidak memadai akan dihasilkan klinker yang berwarna coklat sehingga semen yang dihasilkan kekuatannya rendah dan waktu setting-nya rendah. Proses kimia fisika penting yang terjadi selama pembakaran adalah dehidrasi mineral tanah liat, dekarbonisasi senyawa karbonat (kalsinasi), reaksi pada fasa padat, reaksi pada fasa cair dan kristalisasi.

Proses-proses yang terjadi di atas berlangsung sejak bahan baku diumpankan ke dalam peralatan proses (preheater) hingga saat keluar dari reaktor (kiln) dan kemudian diteruskan dengan pendinginan klinker di cooler. Berdasarkan hasil penelitian, proses pertama hingga proses kelima yaitu dekomposisi limestone didominasi oleh mekanisme perpindahan panas antara gas pembakaran dengan material bahan baku dalam wujud serbuk atau debu. Sedangkan dua proses berikutnya lebih didominasi oleh difusi material padat dan sebagian cair di dalam kiln. Oleh sebab itu untuk proses difusi ini faktor utama yang mempengaruhi jalannya proses adalah pertemuan antara oksida-oksida dan temperatur tinggi serta waktu reaksi.

Dalam proses pembakaran raw material semen maka proses sebelum menuju ke kiln maka terjadi proses kalsinasi di SP atau Suspension preheater. Pengetahuan tentang SP perlu untuk mengoptimalkan proses pembakaran raw meal yang lebih baik.

Suspension preheater

Suspension preheater merupakan salah satu peralatan produksi untuk memanaskan awal bahan baku sebelum masuk ke dalam rotary kiln. Suspension preheater terdiri dari siklon untuk memisahkan bahan baku dari gas pembawanya, riser duct yang lebih berfungsi sebagai tempat terjadinya pemanasan bahan baku (karena hampir 80% -90% pemanasan debu berlangsung di sini), dan kalsiner untuk sistem-sistem dengan proses prekalsinasi yang diawali di SP ini. Pada awalnya proses pemanasan bahan baku terjadi dengan mengalirkan gas hasil sisa proses pembakaran di kiln melalui suspension preheater ini. Namun dengan berkembangnya teknologi, di dalam suspension preheater proses pemanasan ini dapat dilanjutkan dengan proses kalsinasi sebagian dari bahan baku, asal peralatan suspension preheater ditambah dengan kalsiner yang memungkinkan ditambahkannya bahan bakar (dan udara) untuk memenuhi kebutuhan energi yang diperlukan untuk proses kalsinasi tersebut. Peralatan terakhir ini sudah banyak ditemui untuk pabrik baru dengan kapasitas produksi yang cukup besar, dan disebut dengan suspension preheater dengan kalsiner.

Di dalam membahas proses yang terjadi di dalam suspension preheater, terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain ukuran partikel bahan baku, proses pemisahan oleh siklon dan proses pemanasan bahan baku oleh gas panas.

a. Ukuran Partikel dan Separasi

Ukuran partikel bahan baku berkaitan erat dengan luas permukaan partikel bahan baku dan massa masing-masing partikel bahan baku. Luas permukaan partikel bahan baku merupakan salah satu faktor penting dalam proses perpindahan panas dari gas ke bahan baku. Sedangkan massa per partikel bahan baku sangat menentukan proses pemisahan partikel dari gas pemanasnya di dalam siklon. Raw mix yang permukaannya luas, dalam keadaan tersuspensi, laju proses perpindahan panas yang terjadi menjadi lebih tinggi dibanding yang permukaannya lebih kecil. Sedangkan partikel dengan ukuran yang lebih besar akan lebih mudah dipisahkan di dalam siklon selain masih tergantung pula pada densitas (specific gravity) dari partikel. Pada umumnya untuk partikel dengan ukuran yang sama akan lebih mudah dipisahkan di dalam siklon bila memiliki densitas yang lebih tinggi. Dalam sistem kering distribusi partikel rawmix umumnya dibuat sedemikian rupa agar residu di atas 90 mikron antara 12 15% dan di atas 200 mikron tidak lebih dari 2 3%.

b. Proses Separasi di dalam Siklon

Proses separasi bahan baku dari aliran tersuspensi di dalam gas panas terjadi sebagai akibat adanya gaya sentrifugal yang dialami oleh bahan baku sehingga partikel bahan baku akan cenderung terlempar ke dinding siklon.

Proses separasi sangat dipengaruhi oleh ukuran partikel, densitas partikel, kecepatan aliran dan bentuk serta demensi siklon.

c. Perpindahan Panas di Siklon Preheater

Perpindahan panas antara gas dengan partikel bahan baku terjadi pada masing-masing saluran gas (gas duct) dan siklon di suspension preheater (SP). Pada saat perpindahan panas ini terjadi di dalam duct, aliran gas dengan aliran bahan baku mempunyai arah yang sama berlangsung secara paralel karena partikel terbawa oleh aliran gas. Tetapi jika dilihat system secara keseluruhan maka pada sistem SP terjadi perpindahan panas secara berlawanan (counter-current) karena arah aliran gas ke atas sedang arah aliran bahan baku ke bawah. Perpindahan panas antara gas dan material terjadi pada kondisi material yang tersuspensi. Sebagian besar perpindahan panas terjadi di gas duct, menurut literatur yaitu sekitar 80 % sedang sisanya terjadi di siklon. Namun demikian proses ini masih tergantung pada ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, perpindahan panas akan terjadi dalam waktu yang lebih singkat, sehingga tidak menutup kemungkinan seluruh proses perpindahan panas partikel berukuran kecil terjadi di dalam duct.

Waktu tinggal partikel raw mix pada preheater 4-stage dengan ketinggian kurang lebih 50m, dari tempat feeding sampai dengan inlet kiln, kurang lebih antara 12 20 detik. Selama perioda ini raw mix dipanaskan dari 50 0C sampai dengan 800 0C atau lebih, sementara gas panas turun dari sekitar 1100 0C menjadi sekitar 330 0C. Laju gas dan material pada gas duct sekitar 20 22 m/detik. Waktu yang dibutuhkan untuk separasi di siklon harus diseimbangkan dan disesuaikan dengan waktu yang dibutuhkan untuk mengeluarkan material pada pipa raw mix sehingga penyumbatan material yang mengganggu kelancaran aliran bahan baku dapat dihindari. Proses perpindahan panas antara gas dengan debu yang bervariasi ukurannya akan dibahas tersendiri.

Dengan bervariasinya kualitas material baku dan bahan bakar di suatu tempat, konfigurasi suspension preheater yang telah dikembangkan di dunia ini banyak sekali. Sebagai contoh FLS telah mengembangkan berbagai konfigurasi seperti SP, ILC, ILC-E, SLC, SLC I, dan SLC-S. Diantara konfigurasi tersebut yang ada di Indonesia antara lain konfigurasi SP, SLC dan SLC S. Sedangkan KHD Jerman mengembangkan Pyroclone yang apabila dilihat fungsi atau prinsip kerjanya mirip dengan ILCnya FLS. Kawasaki mengembangkan RSP (Reinforced Suspension Preheater) calciner. Contoh lain Polysius juga mengembangkan Dopol Preheater Calciner.

Rotary Kiln

Kiln berputar (rotary kiln) merupakan peralatan utama di seluruh unit pabrik semen, karena di dalam kiln akan terjadi semua proses kimia pembentukan klinker dari bahan bakunya (raw mix). Secara garis besar, di dalam kiln terbagi menjadi 3 zone yaitu zone kalsinasi, zone transisi, dan zone sintering (klinkerisasi). Perkembangan teknologi mengakibatkan sebagian

zone kalsinasi dipindahkan ke suspension preheater dan kalsiner, sehingga proses yang terjadi di dalam kiln lebih efektif ditinjau dari segi konsumsi panasnya. Proses perpindahan panas di dalam kiln sebagian besar ditentukan oleh proses radiasi sehingga diperlukan isolator yang baik untuk mencegah panas terbuang keluar. Isolator tersebut adalah batu tahan api dan coating yang terbentuk selama proses. Karena fungsi batu tahan api di tiap bagian proses berbeda maka jenis batu tahan api disesuaikan dengan fungsinya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan coating antara lain :

1. komposisi kimia raw mix

2. konduktivitas termal dari batu tahan api dan coating

3. temperatur umpan ketika kontak dengan coating

4. temperatur permukaan coating ketika kontak dengan umpan

5. bentuk dan temperatur flame

Pada zone sintering fase cair sangat diperlukan, karena reaksi klinkerisasi lebih mudah berlangsung pada fase cair. Tetapi jumlah fase cair dibatasi 20-30 % untuk memudahkan terbentuknya coating yang berfungsi sebagai isolator kiln.

Pada kiln tanpa udara tertier hampir seluruh gas hasil pembakaran maupun untuk pembakaran sebagian bahan bakar di calciner melalui kiln. Karena di dalam kiln diperlukan temperatur tinggi untuk melaksanakan proses klinkerisasi, maka kelebihan udara pembakaran bahan bakar di kiln dibatasi maksimum sekitar 20 30%, tergantung dari bagaimana sifat rawmeal mudah tidaknya dibakar (burnability of the rawmix). Dengan demikian maksimum bahan bakar yang dibakar di in-line calciner adalah sekitar 20 25%. Pada umumnya calciner jenis ini bekerja dengan pembakaran bahan bakar berkisar antara 10% hingga 20% dari seluruh kebutuhan bahan bakar, karena pembakaran di calciner juga akan menghasilkan temperatur gas keluar dari top cyclone yang lebih tinggi yang berarti pemborosan energy pula. Sisa bahan bakar yang berkisar antara 80% hingga 90% dibakar di kiln.

Untuk menaksir seberapa kelebihan udara pembakaran di kiln dalam rangka memperoleh operasi kiln yang baik akan dilakukan perhitungan tersendiri. Kiln tanpa udara tertier dapat beroperasi dengan cooler jenis planetary sehingga instalasi menjadi lebih sederhana dan konsumsi daya listrik lebih kecil dibanding dengan sistem kiln yang memakai cooler jenis grate.

Pada kiln dengan udara tertier, bahan bakar yang dibakar di kiln dapat dikurangi hingga sekitar 40% saja (bahkan dapat sampai sekitar 35%), sedangkan sisanya yang 60% dibakar di calciner. Dengan demikian beban panas yang diderita di kiln berkurang hingga tinggal sekitar 300 kkal/kg klinker. Karena dimensi kiln sangat bergantung pada jumlah bahan bakar yang dibakar, maka secara teoritis kapasitas produksi kiln dengan ukuran tertentu menjadi sekitar 2,5 kali untuk sistem kiln dengan udara tertier dibanding dengan kiln tanpa udara tertier. Sebagai contoh untuk kapasitas 4000 ton per hari (TPD), kiln tanpa udara tertier membutuhkan diameter sekitar 5,5 m. Sedangkan untuk kiln dengan ukuran yang sama pada system dengan udara tertier misalnya sistem SLC dapat beroperasi maksimum pada kapasites sekitar 10.000 TPD. Namun kiln dengan udara tertier harus bekerja dengan cooler jenis grate cooler sehingga diperlukan daya listrik tambahan sekitar 5 kWh/ton klinker dibanding kiln dengan planetary cooler.

Peralatan utama kiln, selain shell kiln itu sendiri adalah burner dan bata tahan api (refractory). Bentuk api yang dihasilkan oleh proses pembakaran sangat menentukan proses perpindahan panas yang terjadi dan pada akhirnya akan mementukan kualitas klinker. Sedangkan bata tahan api selain berfungsi untuk melindungi shell kiln dan mengurangi panas yang mengalir ke lingkungan juga berpengaruh terhadap pembentukan coating.

a. Burner

Di dalam rotary kiln selain jumlah panas yang dibutuhkan untuk pembakaran raw mix harus terpenuhi, perlu juga diperhatikan bentuk nyala saat pembakaran bahan bakar pada burner. Bentuk nyala ini mempengaruhi kualitas klinker yang dihasilkan. Kedua parameter ini dipengaruhi oleh proses pembakaran saat bahan bakar mulai keluar dari ujung burner hingga habis terbakar. Secara umum, pembakaran terjadi melalui 4 tahapan proses, yaitu :Pencampuran - Penyalaan - Reaksi Kimia - Penyebaran Panas / Produk PembakaranUntuk mendapatkan bentuk nyala yang diinginkan merupakan pekerjaan yang cukup kompleks sebab selain dengan mengatur aliran di burner tip, bentuk nyala juga dipengaruhi oleh kondisi di dalam kiln itu sendiri. Ada dua kemungkinan pengaturan bentuk nyala, yaitu :

1. Bentuk nyala cone flame, di mana bentuk ini dihasilkan dengan komponen kecepatan aliran aksial diletakkan di bagian dalam sedang komponen radial di bagian luar.

2. Bentuk nyala hollow cone flame, di mana bentuk ini diperoleh dengan meletakkan komponen aksial di bagian luar sedang komponen radialnya di bagian dalam.Dari bentuk nyala ada beberapa hal penting yang berpengaruh terhadap kualitas klinker yang dihasilkan, yaitu :

1. Laju Pembakaran (burning rate)

Laju pembakaran ini sangat berpengaruh terhadap ukuran komponen alite (C3S) yang terbentuk. Komponen alite yang berukuran kecil akan mengakibatkan klinker yang dihasilkan tidak dusty, sehingga mempunyai potensi kuat tekan yang tinggi dan proses penggilingannya mudah.

2. Temperatur tertinggi (maksimum temperature)

Pada temperatur tertinggi yang sesuai akan dihasilkan klinker dengan litre weight yang baik, sehingga mempunyai potensi kuat tekan yang tinggi dan akan mudah digiling. Tetapi pada temperatur tertinggi yang terlalu tinggi akan dihasilkan klinker yang sifatnya berlawanan dengan sifat sifat tersebut.

3. Waktu pembakaran (burning time)

Kondisi ini sangat berpengaruh pada ukuran belite (C2S), yaitu kenaikan waktu pembakaran akan memperbesar ukuran belite sehingga potensi kuat tekannya akan tinggi serta akan mudah digiling. Selain itu kenaikan waktu pembakaran akan menurunkan kandungan CaO bebas.

4. Laju pendinginan (cooling rate)

Kondisi ini sangat berpengaruh pada warna belite yang mengindikasikan struktur kristalnya. Pendinginan yang lambat akan menghasilkan klinker dengan kuat tekan yang rendah.

Proses pembakaran, perhitungan kebutuhan udara pembakaran, perhitungan kelebihan udara di setiap konfigurasi SP, dan perpindahan panas sntara gas dan material rawmeal secara lebih mendetail diberikan dalam modul tersendiri.

Hal lain yang erat sekali kaitannya dengan proses pembakaran di kiln ini adalah parameter yang disebut dengan beban panas kiln (thermal load).

Dua parameter yang mewakili thermal load ini antara lain:

1. Beban panas volumetrik (volumetric thermal load) didefinisikan sebagai produksi klinker (TPD) dibagi dengan volume bersih kiln (m3 ), sehingga satuan dari beban panas volumetrik adalah TPD/m3 .

2. Beban panas zona pembakaran (burning zone thermal load) adalah beban panas hasil pembakaran bahan bakar di kiln (kkal/jam atau sering ditulis kkal/h) dibagi dengan luas penampang kiln (m2 ). Dengan demikian satuan parameter beban panas zona pembakaran adalah kkal/h/m2.b. Refractory Lining

Refraktori (bata tahan api) adalah material non metal yang dapat dipakai untuk konstruksi atau melapisi tungku yang beroperasi pada temperature tinggi dan juga mampu untuk mempertahankan bentuk dan komposisi kimianya pada temperatur tinggi. Fungsi refraktori pada industri semen adalah untuk melindungi bagian metal agar tidak langsung kontak dengan nyala api atau gas/padatan yang sangat panas. Sebagai contoh shell kiln akan sangat turun kekuatannya pada temperatur di atas 400 0C sementara itu temperatur klinker berkisar 1350 1550 0C, serta nyala api di kiln bias mencapai 1900 0C. Selain itu refraktori juga berfungsi untuk mencegah kehilangan panas sehingga berada pada kondisi yang masih bisa ditoleransi (12 22 % dari panas pembakaran). Hal ini penting untuk mempertahankan temperatur nyala sehingga proses yang terjadi di dalam kiln akan terjamin kualitasnya. Konsumsi refraktori berkisar 0,05 0,15 kg/ton klinker. Jadi secara ringkas fungsi refraktori adalah sebagai proteksi (pengaman operasi) kiln shell terhadap temperatur tinggi, sebagai bahan untuk memperpanjang umur teknis shell kiln, dan sebagai isolator panas. Perpindahan panas dan kerusakan bata tahan api akan dibahas tersendiri.Bahan Bakar

Bahan bakar adalah bahan yang apabila dibakar dapat meneruskan proses pembakaran dengan sendirinya, disertai pengeluaran kalor. Bahan bakar dapat terbakar dengan sendirinya karena: kalor dari sumber kalor < kalor yang dihasilkan dari proses pembakaran (wulan,2010)

Bahan bakar adalah material dengan suatu jenis energi yang bisa diubah menjadi energi berguna lainnya. Contoh yang umum adalah energi potensial yang dirubah menjadi energi kinetis. (wikipedia,2010)

Bahan bakar adalah setiap bahan yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi untuk menghasilkan kerja mekanik secara terkendali. Dengan kata lain, ini adalah zat yang menghasilkan energi, terutama panas yang dapat digunakan.

Ditinjau dari sudut teknis dan ekonomis, bahan bakar diartikan sebagai bahan yang apabila dibakar dapat meneruskan proses pembakaran tersebut dengan

sendirinya, disertai dengan pengeluaran kalor.

Bahan bakar terdiri dari beberapa jenis,yaitu :

1.Berdasarkan bentuknya :

a.Bahan bakar padat

Bahan bakar padat adalah bahan bakar yang sifat keras, atau strukturnya sangat rapat. Contoh bahan bakar padat adalah batubara, arang, kayu. Bahan bakar

padat yang biasa dipakai dalam industri dan transportasi adalah batubara. Batubara termasuk bahan bakar fosil karena terbentuk dari sisa tumbuh-tumbuhan yang mengalami proses geologis dalam jangka waktu jutaan tahun.

Berdasarkan perbedaan umur geologis, berturut-turut dari yang paling tua,

batubara dibagi sebagai:

- antrasit,

- semi -bitumen,

- bitumen,

- sub-bitumen,

- lignit.

Makin muda umur batubara, makin besar kandungan unsur hidrogennya, makin rendah nisbah KT terhadap BTG. Karena berasal dari tumbuh-tumbuhan maka batubara tersusun terutama oleh bahan organik. Untuk menyatakan komposisi batubara, digunakan analisis pendekatan dan analisis tuntas. Nilai kalor

Berkisar antara 9 000-10000 kkal/kg, yang dipengaruhi oleh kadar C, H dan S. Dibawah ini adalah gambar dari bahan bakar padat.

b.Bahan bakar cair

Bahan bakar cair adalah bahan bakar yang strukturnya tidak rapat, jika

dibandingkan dengan bahan bakar padat molekulnya dapat bergerak bebas. Bensin/gasolin/premium, minyak solar, minyak tanah adalah contoh bahan bakar cair. Bahan bakar cair yang biasa dipakai dalam industri, transportasi maupun rumah tangga adalah fraksi minyak bumi. Minyak bumi adalah campuran berbagai hidrokarbon yang termasuk dalam kelompok senyawa: parafin, naphtena, olefin, dan aromatik. Kelompok senyawa ini berbeda dari yang lain dalam kandungan hidrogennya. Minyak mentah, jika disuling akan menghasilkan beberapa macam fraksi, seperti: bensin atau premium, kerosene atau minyak tanah, minyak solar, minyak bakar, dan lain-lain. Setiap minyak petroleum mentah mengandung keempat kelompok senyawa tersebut, tetapi perbandingannya berbeda. Perbedaan minyak mentah yang utama ialah:

- minyak aspaltik, yang terdiri sebagian besar naphtena dan aromatik,

- minyak prafin, sebagian besar berupa parafin (lilin).

Dibawah ini diantaranya adalah bahan bakar cair :

Bensin atau Gasolin atau Premium

Gasolin dibuat menurut kebutuhan mesin, seperti avgas (aviation gasoline), premium dan gasolin biasa, terdiri dari C 4 sampai C12. Sifat yang terpenting pada gasolin adalah angka oktana. Angka oktana adalah angka yang menyatakan besarnya kadar isooktana dalam campurannya dengan normal heptana. Isooktana mempunyai angka oktana = 100, sedang normal heptana mempunyai angka oktana = 0. Makin tinggi angka oktana gasolin semakin baik unjuk kerjanya.

Kerosen

Termasuk kerosen adalah:

- Bahan bakar turbin gas pada pesawat terbang.

- Minyak bakar, biasa dipakai untuk dapur rumah tangga, bahan bakar kapal laut, dan penerangan lampu kereta api di masa lalu.

Mutu kerosen tergantung pada sifatnya dalam uji lampu (lamp test) dan uji bakar, seperti timbulnya asap dan kabut putih. Asap disebabkan oleh hidrokarbon aromatik sedang kabut putih oleh disulfida.

Bahan Bakar Diesel

Bahan bakar diesel atau minyak diesel dipakai untuk mengoperasikan mesin diesel atau compression ignition engine. Mutunya ditentukan oleh angka

cetana. Makin tinggi angka cetana, makin tinggi unjuk kerja yang diberikan oleh bahan bakar diesel. Angka cetana adalah besarnya kadar volume cetana dalam campurannya dengan metilnaphtalen. Cetan murni mempunyai angka cetana = 100, sedang aromatik mempunyai angka cetana = 0. Unjuk kerja adalah persentase rata-rata daya yang dapat diperoleh dari mesin dengan bahan bakar tertentu dibandingkan dengan daya yang diperoleh dari bahan bakar yang mempunyai angka cetana = 100.Minyak Residu

Minyak residu biasa digunakan pada ketel uap, baik yang stasioner maupun yang bergerak. Dalam hal instalasinya, pemakaian minyak residu dalam ketel uap akan lebih murah dibanding batubara. Disamping itu, pemakaian minyak

residu tidak menimbulkan masalah abu. Akan tetapi pada ketel uap tekanan tinggi dan suhu tinggi dapat menimbulkan korosi dan kerusakan pada superheater tube. Pemakaian minyak residu kecuali dalam ketel uap antara lain:

Tanur dalam industri baja, tanur tinggi dalam industri semen dan industri lain yang mempunyai kaitan dengan semen, serta berbagai dapur dalam industry petroleum dan industri kimia.

Mesin diesel, kecuali pada mesin diesel kecepatan tinggi seperti pada truk dan lokomotif, pada mesin diesel kapal serta mesin diesel berkecepatan rendah untuk pembangkit tenaga listrik.Turbin gas.

c.Bahan bakar gas

Bahan bakar gas adalah bahan bakar yang strukturnya molekulnya dapat bergerak bebas. Berikut ini adalah yang termasuk bahan bakar gas :Asetilin

Gas asetilin digunakan dalam pengelasan dan pemotongan logam, yang memerlukan suhu nyala yang tinggi, dapat juga dipakai untuk lampu karbida. Gas asetilin dapat membentuk asetilida yang eksplosif jika dicampur dengan tembaga (Cu), terlebih-lebih dengan udara.

Blast Furnace Gas

Gas ini merupakan hasil samping peleburan bijih besi dengan kokas dan udara panas di dalam blast furnace.

Gas Air Biru (Blue Water Gas)

Dibuat dari reaksi antara kukus (steam) dengan karbon padat yang dipanasi

pada suhu tinggi, merupakan campuran antara gas H2 dan gas CO.

Gas Batubara

Gas batubara disebut juga gas kota, dibuat dari distilasi destruktif batubara dalam retort tertutup dengan pemanasan tinggi.

Gas Alam

Gas alam tersusun dari paran hidrokarbon, khususnya gas metana bercampur dengan nitrogen, N2, dan karbon dioksida, CO2, diperoleh dari tambang dengan pengeboran tanah melalui batuan kapur atau batuan pasir. Kandungan metananya diatas 90%.

Gas Petroleum

Gas petroleum diperoleh dari fraksionasi minyak bumi mentah, dan dapat jug dari gas alam, mengandung propana dan butana sebagai komponen terbesar.

2.Berdasarkan proses terbentuknya :

a.Bahan bakar alamiah

Bahan bakar alamiah ialah bahan bakar yang berasal dari alam. Contoh bahan bakar padat alamiah antara lain : antrasit, batubara bitumen, lignit, kayu api, sisa tumbuhan. Sedangkan bahan bakar gas alamiah misalnya: gas alam dan gas petroleum.

b.Bahan bakar non-alamiah

Bahan bakar non-alamiah ialah bahan bakar yang tidak berasal dari alam atau buatan manusia. Contoh dari bahan bakar padat non-alamiah antara lain: kokas, semi-kokas, arang, briket, bris, serta bahan bakar nuklir. Sedangkan bahan bakar cair non-alamiah antara lain: bensin atau gasolin, kerosin atau minyak tanah, minyak solar, minyak residu, dan juga bahan bakar padat yang diproses menjadi bahan bakar cair seperti minyak resin dan bahan bakar sintetis. Untuk bahan bakar gas non-alamiah misalnya gas rengkah (atau cracking gas) dan producer gas.

Sumber bahan bakar : Hayati

Contohnya:

Biodiesel

Biodiesel dari Minyak nabati, seperti minyak kelapa sawit dan jarak pagar. Digunakan untuk pengganti solar. Biodiesel merupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono-alkyl ester dari rantai panjang asam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin diesel dan terbuat dari sumber terbaharui seperti minyak sayur atau lemak hewan. Sebuah proses dari transesterifikasi lipid digunakan untuk mengubah minyak dasar menjadi ester yang diinginkan dan membuang asam lemak bebas. Setelah melewati proses ini, tidak seperti minyak sayur langsung, biodiesel memiliki sifat pembakaran yang mirip dengan diesel (solar) dari minyak bumi, dan dapat menggantikannya dalam banyak kasus. Namun, dia lebih sering digunakan sebagai penambah untuk diesel petroleum, meningkatkan bahan bakar diesel petrol murni ultra rendah belerang yang rendah pelumas.

Bioetanol

Bioetanol dari tanaman yang mengandung pati / gula, seperti sagu, singkong, tebu dan sogum. Digunakan untuk pengganti bensin. Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme

Biooil

Biooil dari minyak nabati (straight vagetable oil) dan Biomass melalui proses pirolisa. Digunakan untuk pengganti minyak tanah.

Biogas

Biogas dari limbah cair dan limbah kotoran ternak. Digunakan untuk pengganti minyak tanah. Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik.

Sifta fisik dan kimia bahan bakar:

1.Batubara

Formula :C137H97O9NS (jenis bituminus)

Unsur utama : Carbon, Hidrogen, dan Oksigen

Warna : Black / Hitam berkilauan metalik

Kandungan : 86% 98% unsur Carbon

2.Arang

Pengertian : Residu hitam berisi karbon tidak murni

Unsur utama : Carbon, Hidrogen, dan Oksigen

Warna : Hitam ringan mudah hancur

Kandungan : 86% 98% unsur Carbon

3.Kayu

Pengertian : Bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan

Terbentuk dari : Akumulasi selulosa dan lignin pada dinding sel

Warna : rata-rata Coklat

Tekstur : Penampilan sifat struktur pada bidang lintang

4.Bensin (gasolin)

Pengertian : Campuran cairan yang berasal dari minyak bumi

Penyusunnya : Hidrokarbon

Warna : Kuning bening (cairan)

Berat jenis : 0,71 0,77 (719,7 kg/m3)

5.Kerosin (minyak tanah)

Pengertian : Keros Yunani: lilin, di Swiss sebagai minyak tanah

Jarak lebur : -61 oC (-26 oC)

Suhu pengapian : 220 oC

Suhu pembakaran : 600 oC

6.Diesel

Pengertian : Produk akhir yang digunakan sebagai bahan bakar

Nama lain : Solar

Diciptakan oleh : Rudolf Diesel

Digunakan untuk : mesin diesel

7.Asetilin

Pengertian : Proses pengelasan secara manualdengan pemanasan permukaan logam yang akan dilas atau disambung sampai mencair oleh nyala gas asetilin melalui pembakaran C2H2 dengan gas O2 dengan atau tanpa logam pengisi.

Terbentuk dari : Campuran karbida ditambah air

Rumus : CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca (OH)2 + kalor

8.Blast Furnace Gas

LEL & ULL : 27% dan 75%

Terbentuk dari : Produk samping tanur tiup

Suhu pembakaran : diatas 100 oC

Nilai panas : 93 BTU

9.Gas Alam

Pengertian : Bahan bakar fosil berbentuk gas

Terbentuk dari : metana (CH4)

Kandungan : terdiri dari etana,propana,butana

Warna : Biru muda atau kuning kemerah-merahan

10.Gas Petroleum

Disebut juga : LPG, GPL

Terbentuk dari : Campuran hidrokarbon gas propana dan butana

Nilai kalor : 26,1 kWh/m311. Lignit (batubara muda)

Pengertian : Bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan

komposisi : kandungan C 25-35%, kadar air 66%, abu 6%

Jenis : xyloid lignit dan kompak lignit

Warna : Coklat kehitaman

SISTEM PEMBAKARAN DENGAN BAHAN BAKAR CAIR

A. Bensin

1. Sistem Bahan Bakar Sepeda Motor Sistem bahan bakar sepeda motor pada umumnya terdiri dari beberapa komponen antara lain yaitu : Tangki bensin , Saringan bensin, selang bensin dan karburator. Pada tangki bensin dilengkapi dengan pengukur tinggi bensin, untuk tipe ini pada karburator dilengkapi kran bensin . Apabila keran bensin dibuka maka secara alamiah bensin akanmengalir menuju ke karburator. Agar bensin yang masuk ke karburator bersih dari kotoran terlebih dahulu disaring oleh saringan bensin. Komponenkomponen sistem bahan bakar dapat dilihat seperti gambar dibawah ini.

Gambar Komponen Sistem Bahan Bakar Sepeda Motor

2. Karburator

a. Prinsip kerja karburator

Karburator memproses bahan bakar cair menjadi partikel kecil dan dicampur dengan udara sehingga memudahkan penguapan. Prosesnya serupa dengan penyemburan ( spray). Pada gambar dibawah ini diterangkan prinsip dari penyemburan. Sebagai akibat dari derasnya tiupan angin di (a), suatu kondisi vacum (tekanan dibawah atmosfir) terjadi di (b).Perbedaan tekanan antara vacum dan atmosfir udara di (c) mengakibatkan semburan terjadi pada gasoline

b. Aturan Kerja Karburator.

Bahan bakar dan udara dibutuhkan motor bensin untuk berjalan. Bahan bakar berupa bensin dicampur dengan udara oleh karburator supaya mudah terbakar dan di alirkan keruang bakar. Dengan kata lain, karburator bekerja sesuai

aturan sebagai Berikut :

Volume campuran udara dan bahan bakar sesuai kebutuhan mesin.

Menciptakan campuran udara dan bahan bakar sedemikian rupa tepat sesuai kecepatan mesin.

Merubah bensin menjadi partikel-partikel bercampur dengan udara sehingga mudah disemburkan atau dikabutkan.

3. Campuran Bahan Bakar dan Udara

Saat langkah isap pada mesin, tekanan didalam silinder lebih rendah dari atmosfir, maka aliran udara tercipta yang mengalir melalui karburator kedalam saluran pemasukan kesilinder. Pada bagian dari aliran ini, ada bagian yang menyempit yang disebut dengan Venturi. Dengan adanya venturi tersebut maka aliran menjadi lebih deras dan menciptakan Kevacuman pada bagian venture tersebut.

Pada titik tersebut dipasang saluran dimana bahan bakar disemprotkan. Bahan bakar masuk, terpancar membentuk partikelpartikel kecil dan disemburkan. Pada dasarnya karburator digunakan untuk membedakan langkah ini dalam beberapa tingkatan dalam mekanisme yang komplek. Partikel bahan bakar yang terbentuk pada proses ini mengalir melalui pipa pemasukan (intake pipe) dan sebelum sampai ke silinder telah berubah menjadi uap dan secara sempurna membentuk campuran bahan bakar dan udara. Biasanya, saat proses peralihan dari cairan bahan bakar menjadi partikel ( disemburkan ) katup gas terbuka secara penuh dan putaran mesin pada putaran tinggi, dengan aliran udara mencapai kecepatan maksimum, maka pada saat ini merupakan titik optimum kerja proses penyemburan.

Ketika katup gas tertutup berarti kecepatan mesin perlahan, aliran angin juga turun maka tidak seluruh bahan bakar berubah menjadi partikel dan partikelpartikel bahan bakar yang besar tertinggal, tidak tersemburkan, dengan demikian pada putaran rendah konsentrasi perbandingan udara dan bahan bakar menjadi jenuh.

4. Menentukan Jumlah Campuran Udara dan Bahan Bakar

Diantara periode waktu tertentu, beberapa kali pembakaran terjadi saat mesin berputar pada kecepatan rendah adalah sedikit dan bila putaran mesin tinggi

maka akan banyak. Bila ditentukan sejumlah campuran udara dan bahan bakar dibutuhkan untuk terjadinya pembakaran suatu saat, ternyata bahwa pembakaran terjadi banyak sekali, berindikasi bahwa volume campuran udara dan bahan bakar juga tinggi. Konsekuensinya, dengan meningkatkan atau menurunkan jumlah campuran bahan bakar yang disalurkan oleh karburator ke mesin, kecepatan mesin akan naik dan turun dan kemampuan akan naik atau turun. Dalam kenyataannya, bila tuas gas diputar dan kabel ditarik sejauh gerakan kabel tersebut.

Kebanyakan udara pada karburator memungkinkan lebih banyak campuran

bahan bakar dan udara mengalir masuk dan meningkatkan cepat putaran mesin. Sebaiknya dengan menutup tuas gas, tertutup juga katup gas dan menurunkan laju putaran mesin

B. Solar (diesel)

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).

Mesin ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada 23 Februari 1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan minyak kacang (lihat biodiesel). Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering. Bagaimana mesin diesel bekerja

Ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat.

Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat) TMA untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (indirect injection). Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Untuk meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan komponen :

* Turbocharger atau supercharger untuk memperbanyak volume udara yang masuk ruang bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin pada turbo/supercharger.

* Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar. Udara yang panas volumenya akan mengembang begitu juga sebaliknya, maka dengan didinginkan bertujuan supaya udara yang menempati ruang bakar bisa lebih banyak.

Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin. Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebut busi menyala (spark/glow plug) di dalam silinder untuk memanaskan ruang bakar sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas resistive grid dalam intake manifold untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan efektif memanaskan mesin.

Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar diesel mengental dan meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau gel. Ini dapat mempengaruhi sistem bahan bakar dari tanki sampai nozzle, membuat penyalaan mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit. Cara umum yang dipakaiadalah untuk memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar secara elektronik.

Untuk aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel adalah governor, yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu para putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas

listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat berkerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi maka bisa mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik.

Mesin diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih mencapai tujuan ini melalui elektronik kontrol modul (ECM) atau elektronik kontrol unit (ECU) yang merupakan komputer dalam mesin. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari table kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui aktuator elektronik atau hidrolik untuk mengatur kecepatan mesin.

Ada dua kelas mesin diesel: dua-stroke dan empat-stroke. banyak mesin diesel besar bertipe mesin dua tak. Mesin yang lebih kecil biasanya menggunakan tipe mesin empat tak. Biasanya jumlah silinder dalam kelipatan dua, meskipun berapapun jumlah silinder dapat digunakan selama poros engkol dapat diseimbangkan untuk mencegah getaran yang berlebihan. Inline-6 paling banyak diproduksi dalam mesin tugas-medium ke tugas-berat, meskipun V8 dan straight-4 juga banyak diproduksi.

Mesin disel bekerja dengan kompresi udara yang cukup tinggi, sehingga pada mesin disel besar perlu ditambahkan sejumlah udara yang lebih banyak. Maka dugunakan Supercharger atau turbocharger pada intake manifold, dengan tujuan memenuhi kebutuhan udara kompresi. Keunggulan dan kelemahan dibanding dengan mesin busi-nyala.Untuk keluaran tenaga yang sama, ukuran mesin diesel lebih besar daripada mesin bensin karena konstruksi besar diperlukan supaya dapat bertahan dalam tekanan tinggi untuk pembakaran atau penyalaan. Dengan konstruksi yang

besar tersebut penggemar modikasi relatif mudah dan murah untuk meningkatkan tenaga dengan penambahan turbocharger tanpa terlalu memikirkan ketahanan komponen terhadap takanan yang tinggi. Mesin bensin perlu perhitungan yang lebih cermat untuk modifikasi peningkatan tenaga karena pada umumnya komponen di dalamnya tidak mampu menahan tekanan tinggi, dan menjadikan mesin diesel kandidat untuk modifikasi mesin dengan biaya murah.

Penambahan turbocharger atau supercharger ke mesin bertujuan meningkatkan jumlah udara yang masuk dalam ruang bakar dengan demikian pada saat kompresi akan menghasilkan tekanan yang tinggi dan pada saat penyalaan atau pembakaran akan menghasilkan tenaga yang besar. Penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin diesel tidak berpengaruh besar terhadap pemakaian bahan bakar karena bahan bakar disuntikan secara langsung ke ruang bakar pada saat ruang bakar dalam keadaan kompresi tertinggi untuk memicu penyalaan agar terjadi proses pembakaran. Sedangkan penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin bensin sangat mempengaruhi pemakaian bahan bakar karena udara dan bahan bakar dicampur dengan komposisi yang tepat sebelum masuk ruang bakar, baik untuk mesin bensin dengan sistem karburator maupun sistem injeksi.