UNVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat, kasih, kekuatan dan kesehatan yang diberikan selama pengerjaan skripsi ini, sehingga skripsi ini dapat saya selesaikan.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu “Kajian Performansi Mesin Diesel Stasioner Satu Silinder Dengan Menggunakan Bahan Bakar Campuran Pertamina Dex dan Biodiesel Biji Bunga matahari”
Dalam penulisan skripsi ini tidak sedikit hambatan yang dihadapi oleh penulis. Untuk itu penulis secara khusus menyampaikan terima kasih kepada dosen pembimbing Bapak Ir Zamanhuri, MT yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan saran dan membimbing serta sumbangan pikiran bagi penulisan skripsi ini.
Selama penulisan skripsi ini, penulis juga mendapat banyak bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik USU.
2. Kedua Orang Tua Saya P Lubis dan L Pangaribuan yang mendoakan dan mendukung penulis dalam pengerjaan Skripsi ini
3. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin USU. 4. Partner TA yang setia Riki Hendra Purba
5. Saudaraku , kakak M Lubis Dan S sitorus, kakak A Lubis dan R Nababan, Kakak M Lubis dan F Tobing, kakak Togina S Lubis, kakak Rotua R Lubis, Kakak Siti Ulparia Lubis Beserta ponakan Yosia Sitorus, Yohana Sitorus, Yusuf Sitorus, Angel Nababan, anggita Nababan, Hoddy Tobing, ernest Tobing, Felix Tobing yang selalu medoakan dan mendukung penulis dalam pengerjaan skripsi ini
6. Seluruh teman-teman penulis, baik teman satu angkatan 2011 juga teman- teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah menemani dan memberikan masukan serta semangat kepada penulis.
7. Teman-teman di Departemen Teknik Kimia ; Bang Ruben Simangunsong, Rio Nazif, dan Nora untuk sambutan hangat dan tangan yang ringan membantu dalam pembuatan biodiesel ini.
8. Teman-Teman Kelompok Kecil Saya JEFLO yang mendorong, memotivasi dan mendoakan penulis dalam penyelesaian Skripsi ini.
9. Teman-Teman satu pelayanan yang selalu mendokan dan mendukung penulis dalam pengerjaan skripsi ini
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan dimasa mendatang.
Akhirnya penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Terima kasih. Medan, 2016 Penulis Alberto Lubis NIM. 110401071
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR NOTASI ... xvi
BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1 1.2Tujuan Pengujian ... 2 1.3Batasan Masalah ... 2 1.4Manfaat Pengujian ... 3 1.5Metodologi Penulisan ... 3 1.6Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Biodiesel ... 5
2.1.1 Sejarah biodiesel ... 5
2.1.2 Definisi Biodiesel ... 7
2.1.3 Pembuatan Biodiesel ... 9
2.1.3.2 Transesterifikasi ... 11
2.2 Biodiesel dari bahan-bahan lainnya... 12
2.2.1 Biodiesel dari Minyak Jelantah Kelapa Sawit ... 12
2.2.2 Biodiesel dari Bahan baku Kemiri Sunan ... 15
2.2.3Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ... 16
2.2.4 Biodiesel dari Biji Karet ... 18
2.3 Komposisi Bahan Baku ... 18
2.4 Mesin Diesel ... 22
2.4.1 Prinsip Kerja Mesin Diesel ... 24
2.4.2 Performansi Mesin Diesel ... 26
2.4.3 polutan Mesin Diesel………...34
2.4.4 Dampak Pencemaran Udara Terhadap kesehatan…………35
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu Dan Tempat... 38
3.2 Alat Dan Bahan ... 38
3.2.1 Alat ... 38
3.2.2 Bahan ... 40
3.3 Metode Pengumpulan Data ... 44
3.4 Metode Pengolahan Data ... 45
3.5 Pengamatan Dan Tahap Pengujian ... 45
3.6 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ... 45
3.8 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ... 49
3.9 Set Up alat ... 50
BAB IV HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN 4.1 Biodiesel Biji Bunga Matahari ... 54
4.2 Hasil Pengujian Bom Kalorimeter... 55
4.3 Hasil pengujian Engine Test Bed ... 56
4.3.1 Pada Bahan Bakar Pertamina dex ... 57
4.3.2 Pada Pertamina dex + Biodiesel biji kemiri sunan 5% ... 57
4.3.3 Pada Pertamina dex + Biodiesel biji kemiri sunan 10% ... 58
4.3.4 Pada Pertamina dex + Biodiesel niji kemiri sunan 15% ... 58
4.3.5 Pada Pertamina dex + Biodiesel niji kemiri sunan 20% ... 59
4.4 Pengujian Performansi Motor Bakar Diesel ... 60
4.4.1 Daya ... 60
4.4.2 Laju aliran bahan bakar ... 63
4.4.3 Rasio Udara Bahan bakar ... 66
4.4.4 Effesiensi Volumetris ... 70
4.4.5Daya Aktual ... 73
4.4.6 Effesiensi Termal Brake Aktual ... 76
4.4.7 Specific Fuel Consumption ... 79
4.4.8 Heat Loss ... 81
4.4.10 Emisi Gas Buang. ... 86
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 90
5.2 Saran ... 91
DAFTAR PUSTAKA... xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rudolf Christian Karl Diesel ... 5
Gambar 2.2 Teknologi Konversi Biodiesel ... 10
Gambar 2.3 Biji Bunga matahari ... 20
Gambar 2.4 Diagram Pv………23
Gambar 2.5 Diagram T-S ... 24
Gambar 2.6 Prinsip Kerja Mesin Diesel ... 25
Gambar 3.1 Mesin Diesel Test Engine ... 38
Gambar 3.2 Engine Smoke Meter dan Gas Analyzer ... 39
Gambar 3.3 Tec Equipment TD-114 ... 39
Gambar 3.4 Minyak goreng biji bunga matahari ... 40
Gambar 3.5 Pengukuran Kadar FFA ... 41
Gambar 3.6 Transesterifikasi ... 41
Gambar 3.7 Pemisahan minyak dari gliserol... 42
Gambar 3.8 Pencucian Biodiesel dengan air ... 42
Gambar 3.9 Biodiesel Biji bunga matahari ... 43
Gambar 3.10 Transesterifikasi ... 40
Gambar 3.11 Pengujian nilai kalor bahan bakar ... 47
Gambar 3.12 Diagram Alir Pengujian performansi mesin ... 49
Gambar 3.13 Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ... 50
Gambar 3.14 Set up alat……….. 51
GAmabr 3.15 Set-up pengujian performansi mesin………53
Gambar 4.1 Grafik Daya vs Putaran untuk beban 3.5 kg ... 62
Gambar 4.2 Grafik Daya vs Putaran untuk beban 4.5 kg ... 62
Gambar 4.3 Grafik mf vs Putaran untuk beban 3.5 kg ... 65
Gambar 4.4 Grafik mf vs Putaran untuk beban 4.5 kg ... 65
Gambar 4.6 Grafik AFR vs Putaran untuk beban 3.5 kg ... 65 Gambar 4.7 Grafik AFR vs Putaran untuk beban 4.5 kg ... 69 Gambar 4.8 Grafik Effesiensi Volumetris vs Putaran untuk beban 3.5 kg .. 72 Gambar 4.9 Grafik effesiensi Volumetris vs Putaran untuk beban 4.5 kg ... 72 Gambar 4.10 Grafik Daya Aktual vs Putaran untuk beban 3.5 kg ... 75 Gambar 4.11 Grafik Daya Aktual vs Putaran untuk beban 4.5 kg ... 75 Gambar 4.12 Grafik effesiensi Termal Brake Akltual vs Putaran untuk beban
3.5 kg ... 78 Gambar 4.13 Grafik Effesiensi Termal Brake Aktual vs Putaran untuk beban
4.5 kg ... 78 Gambar 4.14 Grafik Specific Fuel Consumption vs Putaran untuk beban ..
3.5 kg ... 80 Gambar 4.15 Grafik Specific Fuel Consumption vs Putaran untuk beban ..
4.5 kg ... 80 Gambar 4.16 Grafik Heat Loss vs Putaran untuk beban 3.5 kg ... 82 Gambar 4.17 Grafik Heat Loss vs Putaran untuk beban 4.5 kg ... 82 Gambar 4.18 Grafik Persentase Heat Loss vs Putaran untuk beban 3.5 kg ... 85 Gambar 4.19 Grafik Persentase Heat Loss vs Putaran untuk beban 4.5 kg ... 85 Gambar 4.20 Kondisi injector………88
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standar biodiesel ... 9
Tabel 2.2 Hasil Metil Ester Biodiesel Jelantah Sawit ... 14
Tabel 2.3 Spesifikasi Metil Ester Minyak Jarak ... 17
Tabel 2.4 Kandungan giji bunga matahari………21
Tabel 2.5 Standard Emisi Gas Buang ... 31
Tabel 4.1 Karateristik Biodiesel Biji Bunga Matahari ... 54
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Bom Kalorimeter... 56
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Pertamina dex ... 57
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Pertamina dex + Biodiesel BIji bunga matahari 5%...57
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Pertamina dex + Biodiesel BIji bunga matahari 10%...58
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Pertamina dex + Biodiesel BIji bunga matahari 15%...59
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Pertamina dex + Biodiesel BIji bunga matahari 20%...55
Tabel 4.8 Data Perhitungan Untuk Daya ... 61
Tabel 4.9 Data Perhitungan Untuk Laju aliran Bahan Bakar ... 64
Tabel 4.10 Data Perhitungan Untuk AFR ... 68
Tabel 4.12 Data Perhitungan Untuk Daya Aktual ... 74
Tabel 4.13 Data Perhitungan Untuk Effesiensi termal brake aktual ... 77
Tabel 4.14 Data Perhitungan Untuk Specific Fuel Consumption ... 79
Tabel 4.15 Data Perhitungan Untuk Heat Losses ... 82
Tabel 4.16 Data Perhitungan Untuk Persentase Heat Loss ... 84
Tabel 4.17 Opacity……….86
Tabel 4.18 HC………86