Filetype PDF | Diposting 30 Jun 2022 | 4 thn lalu
Authentication
digital resources
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.
