Authentication
Volume1. Nomor2 Edisi Juli 2011 ISSN : 2088-088X Uji Eksperimental Konsumsi Bahan Bakar Mesin Berbahan Bakar Biodiesel Minyak Kelapa Hasil Metode Kering (Experimental Test On Engine Fuel Consumption Using Biodesel From Coconut Oil Produced By Dry Method) Yesung Allo Padang* * Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Mataram NTB, Jl. Majapahit No 62 Mataram Abstract Experimental testing using coconut oil produced by dry method on engine has been conducted in the Laboratory of Energy Conversion, Mechanical Engineering, Mataram University. The purpose was to evaluate the effect of using this coconut oil on the engine performance. The oil was mixed with diesel oil in order to obtain biodiesel. There were four combinations of ratio diesel oil to coconut oil; namely 100% : 0% (mkp0%), 90%:10% (mkp10%), 80%:20% (mkp20%) and 70%:30% (mkp30%.). Mitsubishi L300 diesel engine was used in this experiment by variating engine speed 1000 rpm, 1050 rpm and 1100 rpm with torgue load at 1 kg. At engine speed of 1200 rpm the loads were varied as 1 kg, 1.5 kg and 2 kg. The result shows that by increasing the number of coconut oil in the mixture will reduce engine fuel consumption. Fuel consumption of the mixture will be better compare to the fuel consumption of pure diesel oil. Specific fuel consumption efective (SFCe) of coconut oil-diesel mixture at mkp 10%, 20% and 30% are lower than of pure diesel oil. The reduced SFCe are 1.45 %, 1.71% and 3.57 % at effective power 0.838 PS, 1.98%, 4.31% and 4.31% at effective power 1.257 PS and 1.22%, 3.92% and 7.12% at effective power 1.676 PS. By varying the engine speed, the result also shows that SFCe of the mixture is also lower than SFCe of pure diesel oil. Keywords : Fuel consumption, dry method, mixed oil, biodiesel. 1. Pendahuluan pemerintah juga telah memberikan perhatian serius untuk pengembangan bahan bakar Bahan bakar adalah roh perekonomian nabati (biofuel) yang dapat diperbaharui sebuah negara. Sejauh ini sumber utama (renewable) ini dengan menerbitkan Instruksi bahan bakar adalah minyak bumi atau bahan Presiden No 1 tahun 2006 tanggal 25 Januari bakar fosil. Akan tetapi bahan bakarr ini pasti 2006 tentang penyediaan dan pemanfaatan akan habis dan tidak dapat diperbaharaui. bahan bakar nabati (biofuel) sebagai bahan Negara-negara yang kebutuhan energinya bakar lain. Oleh karena itu eksplorasi dan sepenuhnya bergantung pada bahan bakar eksploitasi terhadap sumber-sumber alternatif fosil harus sadar akan pentingnya konservasi saat ini menjadi sebuah kebutuhan. Saat ini dan pengembangan sumber-sumber energi melalui kementerian energi dan sumber daya baru, mengingat persediaan minyak bumi yang mineral, pemerintah sedang gencar semakin menipis. Karena itu perlu dilakukan memasyaratkan penggunaan biofuel untuk pengembangan bahan bakar alternatif sebagai penghematan energi dan penyelamatan pengganti dari minyak bumi. Kelangkaan bahan lingkungan. bakar minyak (BBM) telah memberikan dampak Sejalan itu, tantangan dari krisis bahan yang sangat luas di berbagai sektor kehidupan bakar yang terjadi belakangan ini, secara dan sektor yang paling cepat terkena langsung menyebabkan menurunnya dampaknya adalah sektor transportasi. produktivitas dan kompetitive produk Indonesia Fluktuasi suplai dan harga minyak bumi di pasar dalam maupun luar negeri. seharusnya membuat kita sadar bahwa jumlah Pengembangan bahan bakar alternatif sangat cadangan minyak yang ada di bumi semakin prospektif mengingat bahan baku minyak menipis. nabati yang berasal dari kelapa sawit, minyak Berdasarkan hal tersebut, pemerintah jarak maupun minyak kelapa sudah tersedia telah mengeluarkan Peraturan Presiden secara kualitas, kuantitas dan kontinuitas, dan Republik Indonesia nomor 5 tahun 2006 produksinya pun meningkat setiap tahunnya. tentang Kebijakan Energi Nasional untuk Kelapa memiliki potensi yang cukup baik mengembangkan sumber energi alternatif untuk diolah menjadi bahan bakar alternatif sebagai pengganti BBM. Walaupun kebijakan yang ramah lingkungan, jadi sudah selayaknya tersebut menekankan penggunaan batu bara kita memikirkan bagaimana cara dan gas sebagai pengganti BBM, tetapi juga memanfaatkan minyak kelapa tersebut agar menetapkan sumber daya yang dapat dapat digunakan sebagai bahan bakar diperbaharui seperti bahan bakar nabati alternatif. Tumbuhan kelapa merupakan sebagai alternatif pengganti BBM. Selain itu Volume1. Nomor2 Edisi Juli 2011 ISSN : 2088-088X alternatif pilihan untuk beberapa daerah yang menimbulkan api, serta bahan bakar cair yang masih banyak mengalami kesulitan dalam terdiri dari minyak mentah yang merupakan menerima pasokan bahan bakar solar dari bahan pokok dari bahan bakar cair. Minyak depo pertamina. Maka di daerah yang mentah terdiri dari sejumlah hydrocarbon cair berpotensi kelapa cukup banyak dapat menjadi dan beberapa bahan campuran seperti oksigen harapan dalam memenuhi kebutuhan bahan (O ), nitrogen (N ), dan senyawa-senyawa 2 2 bakar diesel secara mandiri dengan belerang, dan bahan bakar gas yang terdiri dari terlaksananya industri kelapa terpadu (Yuniasri, campuran senyawa karbon dan hydrogen yang 2007). dapat terbakar, jenisnya seperti LPG (liquiefied Teknik pengolahan minyak kelapa menjadi petroleum gas) yang terdiri dari senyawa biodiesel sangat bervariasi. Tetapi secara propane dan butane, LNG (liquiefied natural umum hanya dikelompokkan dalam dua yaitu gas) yang terdiri dari senyawa hidrokarbon secara kimiawi dan fisis. Bahan bakunya pun methane (CH ) (Tjokrowisasto, 1990). 4 dapat berubah minyak asli yang belum pernah Minyak bumi adalah salah satu bentuk dipakai (virgin oil) maupun minyak bekas bahan bakar cair, merupakan gabungan dari (jelantah). Yang paling umum adalah senyawa hidrokarbon yang diperoleh dari alam mengolahnya langsung dari minyak kelapa atau secara buatan. Secara teori minyak bumi yang telah ada kemudian dilakukan pemisahan berasal dari mikro organisme (plankton) yang gliseren dengan proses transesterifikasi. Akan mengalami perubahan komposisi dan struktur tetapi Harvey, dkk. (2003) tidak menggunakan karena proses biokimia dibawah pengaruh proses tranesterifikasi tetapi memakai sistem tekanan dan suhu tertentu dalam rentang yang mereka sebut “continous oscillatory flow waktu yang sangat panjang. Minyak bumi juga reactor” untuk memisahkan gliserin dengan mengandung unsur ikutan seperti belerang (S), biodiesel. Pada penelitian ini metode yang oksigen (O ), nitrogen (N ), pasir dan air (H O). 2 2 2 dilakukan termasuk dalam metode fisis karena Solar disebut juga minyak diesel, tidak melibatkan zat kimia. dihasilkan dari penyulingan minyak bumi, sama Salah satu cara untuk mengurangi dengan bensin. Perbedaannya, bahan bakar konsumsi minyak bumi yang semakin lama diesel mengandung senyawa hidrokarbon yang o o semakin menipis terutama solar adalah dengan mempunyai titik didih diantara 180 C– 360 C, mencampur solar dengan bahan bakar lain, selama dalam proses penyulingan minyak dan salah satunya yaitu mencampur solar untuk megalami proses hidrocarbon craking dengan minyak kelapa hasil metode kering yaitu pemecahan molekul karbon rantai yang kemudian melakukan penelitian tentang panjang manjadi beberapa molekul rantai unjuk kerja (performance) motor diesel L300 pendek. jika menggunakan bahan bakar campuran Mesin diesel yang digunakan untuk solar dengan minyak kelapa hasil metode kendaraan komersial maupun pribadi kering. dikategorikan sebagai mesin diesel kecil Pada penelitian ini diharapkan dengan putaran tinggi. Oleh karena itu digunakan mencampur solar dengan bahan bakar minyak bahan bakar mesin diesel yang mempunyai kelapa hasil metode kering dapat mengurangi gravitasi spesifik antara 0,820 – 0,870. konsumsi minyak khususnya solar. Dari Nilai kalori hasil pembakaran bahan bakar gambaran di atas, dirumuskan permasalahan solar yang dapat dimanfaatkan menjadi tenaga yaitu bagaimana pengaruh penggunaan mesin diesel adalah antara 19.300 BTU/lb dan biodiesel dari minyak kelapa hasil metode 19.600 BTU/lb atau 10.615 dan 11.000 kcal/kg, kering terhadap konsumsi bahan bakar spesifik merupakan nilai kalori gross (kotor). efektif (SFCe) mesin diesel dengan pengujian Sebenarnya ada panas laten kondensasi uap variasi putaran dan variasi beban. (H O) selama pembakaran di ruang bakar yang 2 tidak memproduksi tenaga, tetapi digunakan 2. Tinjauan Pustaka untuk mengeluarkan uap sebagai gas buang. Besarnya tenaga yang terbuang antara 1100 – Bahan bakar adalah suatu bahan yang 1300 BTU/lb atau 612 – 625 kcal/kg. Dengan mudah terbakar atau bahan yang secara teknis demikian nilai kalori gross dikurangi kalori yang dapat menghasilkan energi panas pada terbuang menjadi nilai kalori net (bersih) yang instalasi tenaga. Bahan bakar tersusun dari besarnya sekitar 18.300 BTU/lb atau 10.065 komponen-komponen sebagai berikut yaitu kcal/kg. karbon (C), hydrogen (H), belerang (S), Yang lebih penting dari solar dalam nitrogen (N ), oksigen (O ), abu dan air (H O). 2 2 2 pembakarannya di dalam ruang bakar adalah bahan bakar (fuel) dapat diklasifikasikan bilangan cetane (cetane number). Bilangan kondisi fisiknya, antara lain bahan bakar padat cetane menentukan kualitas pembakaran yang terdiri dari kayu, batu bara, lignite yang berhubungan dengan detonasi (knocking), terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang telah penyalaan lambat (ignition leg), menghidupkan mengalami karbonisasi dilapisan dalam bumi, mesin pada lingkungan bersuhu rendah dan bituminous coal yang terbentuk dalam masa percobaan (running in) yang halus. carboniferous, antrasit yang terbakar tanpa Volume1. Nomor2 Edisi Juli 2011 ISSN : 2088-088X Semakin tinggi bilangan cetane berarti semakin baik kualitas pembakaran solar yang terjadi T.n ……….............. (2.4) Ne pada mesin diesel putaran tinggi. Torsi 716,2 dipengaruhi oleh panjang lengan dan beban Dimana: atau gaya pengereman. Besarnya torsi mesin Ne: Daya efektif (PS) ditentukan dengan persamaan : n : Putaran (rpm) T = L.F ............................. (2.1) Dimana ; Pirolisis adalah pemanasan pada suhu T : torsi (kg.m) tinggi tanpa kehadiran udara atau oksigen. L : Panjang lengan dinamometer (m) Sedangkan menurut Tarwiyah Kemal (2001) F : Beban pengereman (kg) pirolisis adalah pembakaran tidak sempurna Setiap negara mempunyai standar pada tempurung kelapa menyebabkan maksimal tersendiri sehubungan dengan senyawa karbon kompleks tidak teroksidasi karakteristik kimia dan fisika solar. Jerman menjadi karbon dioksida. Pada proses ini misalnya, mempunyai DIN 51601. Pada DIN semua senyawa cairan penyusun kelapa akan 51601 diisyaratkan bilangan cetane maksimum teruapkan dan sisanya berupa arang daging sebesar 45. Tetapi sebenarnya kinerja mesin kelapa. Cara ini sangat sederhana dan mudah diesel modern memiliki cetane yang lebih tinggi ditiru karena hanya terdiri dari proses (sekitar 55 ke atas) agar mesin dapat berjalan pemanasan suhu tinggi dan kondensasi. Hanya lurus dan rendah polusi. Karakteristik solar juga masalahnya apakah proses pemanasan dapat ditunjukkan dengan indeks cetane, tetapi dengan suhu tinggi ini tidak akan merusak sifat- indeks ini tak menunjukkan kualitas proses sifat fisis dari minyak. Jika nanti ternyata tidak pembakaran (Amin Nugroho, 2005). merusak sifat-sifat fisisnya maka berarti proses Pada motor bakar torak, daya yang ini sangat perlu dikembangkan dan tujuan dari berguna ialah daya poros, karena poros itulah penelitian tercapai. Sedangkan tujuan khusus yang menggerakkan beban. Daya poros biasa dari peneltian ini sebenarnya adalah dikenal dengan istilah daya efektif, yaitu daya memperbaiki proses pembuatan minyak kelapa aktual yang dihasilkan poros engkol yang yang selama ini dilakukan dengan cara basah, mampu untuk menggerakkan beban luar, pengepresan dan ekstraksi pelarut yang mana misalnya generator listrik, pompa, dan rendemenya sangat rendah serta cara basah sebagainya. lava proses akan terpengaruh dengan zat-zat Pemakaian bahan bakar (FC) adalah kimia (Tarwiyah K, 2001; Baswardojo D, 2005). jumlah bahan bakar yang dikonsumsi per Metode kering pada prinsipnya sama saja satuan waktu, dengan persamaan : dengan metode pirolisis. Pada metode pirolisis v ……..................... (2.2) FC sebenarnya udara luar masih mungkin untuk t berkontak dengan benda yang mengalami Dimana ; proses, misalnya proses pembuatan arang FC : konsumsi bahan bakar (ml/s) kelapa. Namun pada metode kering, spesimen v : Volume bahan bakar (ml) benar-benar terisolasi dari udara sekitarnya. t : Waktu (s) 3. Metode Penelitian Sementara itu konsumsi bahan bakar spesifik dihitung dengan persamaan: Penelitian dilakukan secara experimental Fc di Laboratorium Konversi Energi Universitas …..................… (2.3) SFCe Mataram. Ne Dimana ; Alat dan Bahan SFCe: Spesific Fuel Consumption effective - Mesin Mitsubishi – L300 (kg/PS.jam) - Tachometer Fc : Penggunaan bahan bakar pada - Tabung ukur kondisi tertentu (kg/jam) - Stopwatch Ne : Daya efektif (PS) - Solar - Minyak kelapa hasil pirolisis SFCe sebagai parameter yang biasa - Kain kasa/saringan dipakai sebagai ukuran ekonomis pemakaian - Wadah penampungan bahan bakar yang dipakai perjam untuk setiap daya yang dihasilkan. Variabel Penelitian Ukuran daya dari suatu mesin biasanya - Variabel terikat : Konsumsi bahan bakar diukur dalam satuan PS(US horsepower) atau spesifik efektif (efective specific fuel PS(metric horsepower) atau kW (kiloWatt). consumption, SFCe). 1 PS = 0,986 PS = 0,736 kW = 75 kg.m/s - Variabel bebas terdiri atas dua bagian (Kariyanto,1996). yaitu putaran mesin dan perbandingan Untuk menghitung daya efektif yang solar : minyak kelapa hasil pirolisis. Variasi dihasilkan mesin diesel digunakan persamaan: Volume1. Nomor2 Edisi Juli 2011 ISSN : 2088-088X putaran terdiri atas putaran 1000 rpm, 4. Hasil Dan Pembahasan 1050 rpm dan 1100 rpm, sementara rasio Data yang diperoleh selanjutnya diolah solar : minyak kelapa meliputi 100% solar : yang selanjutnya dibuatkan grafik, Hasilnya 0% minyak kelapa (mkp0), 90% solar : 10% ditunjukkan oleh grafik gambar 4.1 sampai minyak kelapa (mkp10), 80% solar : 20% dengan gambar 4.3. minyak kelapa (mkp20) dan 70% solar : Gambar 4.1 memperlihatkan hubungan 30% minyak kelapa (mkp30). antara torsi dengan bahan bakar yang Pencampuran Bahan Bakar dikonsumsi. Seiring dengan bertambahnya torsi yang dihasilkan mesin diesel maka akan Minyak kelapa yang diperoleh dengan meningkatkan konsumsi bahan bakar mesin metode kering, disaring dengan menggunakan diesel. Torsi berbanding lurus dengan beban kertas saring. Tujuannya untuk memisahkan yang bekerja dan konsumsi bahan bakar antara kotoran dengan minyak. Dalam proses berbanding terbalik dengan waktu yang ini tidak ada proses transesterifikasi karena diperlukan untuk menghabiskan bahan bakar, bahan bakar yang dihasilkan telah diproses sehingga semakin besar beban yang bekerja pada temperatur tinggi sehingga gliserin di maka waktu yang diperlukan untuk dalam minyak kelapa telah terurai. menghabiskan bahan bakar tersebut semakin Minyak kelapa hasil saringan ini lalu cepat. Hal inilah yang menyebabkan konsumsi dicampur dengan solar untuk mendapatkan bahan bakarnya semakin besar. biodiesel. Ada empat variasi pencampuran Torsi menyatakan jumlah momen yang seperti yang telah disebutkan sebelumnya. bekerja pada mesin dan merupakan bentuk lain Pengujian Pada Mesin dari kerja. Karena itu makin besar torsi makin besar pula energi yang dibutuhkan dimana Sebelum start tabung bahan bakar harus energi tersebut berasal dari bahan bakar. terisi cukup. Putar kunci kontak ke kiri selama Artinya suplai bahan bakar harus diperbesar 20 sampai 30 detik (pemanasan). Putar kunci apabila torsi mesin ditingkatkan kontak searah jarum jam (ke kanan) sampai maksimal. Atur handle gas dimana putaran mesin pada kondisi ‘idle’ selama 2-3 menit, supaya pelumas mesin rata. a. Variasi beban 1. Untuk tahap awal dipakai bahan bakar solar murni (mkp0). Kondisikan beban awal 1 kg dengan memutar handle rem. 2. Mengatur putaran mesin pada kisaran 1200 rpm. 3. Mencatat waktu yang dibutuhkan untuk pemakaian solar sebanyak 20 cc. 4. Matikan mesin selama kurang lebih 10 menit. 5. Tambahkan beban sebesar 0,5 kg sampai 3 Gambar 4.1 Grafik hubungan antara torsi kali percobaan. (kg.m) dengan konsumsi bahan bakar 6. Lakukan langkah 2 sampai 4. (kg/jam ) pada percobaan dengan 7. Mengulangi langkah 1-6 dengan variasi variasi beban. bahan bakar mkp10, mkp20 dan mkp30. Dengan semakin besarnya jumlah bahan b. Variasi putaran bakar yang terbakar, maka peningkatan tekanan yang terjadi di dalam ruang bakar 1. Sama dengan pada variasi beban, untuk akibat pembakaran makin tinggi, yang pada tahap awal dipakai bahan bakar solar akhirnya akan meningkatkan daya yang murni (mkp0). Kondisikan beban awal 1 kg dihasilkan oleh mesin diesel. Di samping itu, dengan memutar handle rem. dengan densitas dan specific gravity yang lebih 2. Setting putaran mesin pada kisaran 1000 rendah, bahan bakar akan lebih mudah rpm. mengalir melalui saluran bahan bakar, mudah 3. Catat waktu yang dibutuhkan untuk dipompa oleh pompa injeksi dan lebih mudah pemakaian solar sebanyak 20 cc. diinjeksikan oleh injektor. 4. Mengulangi prosedur 1 sampai 3 dengan Peningkatan persentase kandungan mkp variasi putaran 1050 rpm dan 1100 rpm pada bahan bakar campuran solar mkp 10%, 5. Mengulangi prosedur 1 sampai 4 dengan 20% dan 30% akan memiliki nilai konsumsi variasi bahan bakar mkp10, mkp20 dan bahan bakar yang lebih rendah dari pada mkp30. bahan bakar campuran solar mkp 0%, hal ini 6. Mengembalikan handle gas seperti posisi disebabkan kandungan mkp yang semakin semula, lalu matikan mesin. meningkat pada bahan bakar campuran solar
no reviews yet
Please Login to review.