Analisis Unjuk Kerja Mesin Diesel Satu Silinder Mengunakan Supercarjer Berbahan Bakar Campuran Pertadex Dengan Biodiesel Dedak Padi

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

PERFORMANSI MESIN DIESEL TANPA SUPERCARJER

Beban Putaran

Daya (kW) Pertadex Biodiesel

5%

2200 1,727 1,565813 1,404627 1,531273 1,51976 1,404627 1,542787

2400 1,90912 1,73328 1,55744 1,7584 1,6956 1,58256 1,7584

2600 2,095427 1,932147 1,700833 1,945753 1,986573 1,741653 1,95936

2800 2,315227 2,198 1,84632 2,11008 2,198 1,904933 2,139387

4,5 1800 1,78038 1,63908 1,62024 1,884 1,7898 1,45068 1,62024

2000 2,156133 1,884 1,831667 2,114267 2,0096 1,716533 1,863067

2200 2,4178 2,118453 2,049373 2,34872 2,256613 2,00332 2,095427

2400 2,66272 2,3864 2,2608 2,56224 2,48688 2,33616 2,3864

2600 2,911827 2,639693 2,503627 2,802973 2,748547 2,61248 2,61248

2800 3,135813 2,872053 2,72552 3,047893 2,98928 2,90136 2,90136

Laju Aliran (kg/jam) Pertadex Biodiesel

5%

3,5 1800 0,186789 0,200346 0,180021 0,194085 0,216025 0,181335 0,191099

2000 0,197166 0,227916 0,195613 0,234367 0,241193 0,21792 0,21792

2200 0,248429 0,253499 0,256112 0,238874 0,292269 0,241193 0,264286

2400 0,276032 0,270031 0,270031 0,306702 0,295749 0,264286 0,331238

2600 0,276032 0,32688 0,3499 0,310536 0,370789 0,32688 0,354898

2800 0,306702 0,340313 0,376407 0,360042 0,394331 0,354898 0,354898

4,5 1800 0,185395 0,170157 0,178726 0,210533 0,212332 0,170157 0,182668

2000 0,19258 0,200346 0,21792 0,234367 0,225844 0,207024 0,214163

2200 0,232176 0,241193 0,238874 0,250938 0,28555 0,236599 0,227916

2400 0,248429 0,264286 0,272999 0,272999 0,314467 0,276032 0,306702

2600 0,28555 0,32688 0,322635 0,331238 0,331238 0,340313 0,310536

(12)

AFR Pertadex Biodiesel

5%

3,5 1800 50,97202 47,52279 52,88826 49,05578 48,97061 64,17279 60,89389

2000 53,65476 51,05719 54,08059 49,65194 52,63276 63,10822 63,10822

2200 51,09977 50,07777 49,56678 57,57241 50,67394 61,40489 60,04223

2400 53,65476 54,84709 58,76473 51,73852 53,65476 64,04504 51,09977

2600 59,40348 50,16294 49,88615 57,91307 48,5022 53,39926 49,18353

2800 58,63699 52,84568 50,58877 55,8265 48,28928 53,65476 50,67394

4,5 1800 57,06141 55,95425 59,19057 45,2233 54,8045 68,38852 63,70438

2000 63,17209 58,0834 53,39926 54,16576 56,20975 66,4297 61,74555

2200 54,67675 61,40489 57,57241 54,8045 51,86627 62,59722 60,34031

2400 55,35808 64,04504 62,00105 58,12599 53,82509 61,31972 48,28928

2600 55,571 55,01742 55,74133 54,29351 54,29351 52,84568 51,09977

2800 55,74133 58,25374 57,48724 56,63558 52,59018 56,63558 51,09977

Eff Volumetris Pertadex Biodiesel

5%

3,5 1800 64,88568 64,88568 64,88568 64,88568 72,0952 79,30472 79,30472

2000 64,88568 71,37425 64,88568 71,37425 47,86282 84,35139 84,35139

2200 70,78438 70,78438 70,78438 76,68308 52,58178 82,58178 88,48048

2400 75,69996 75,69996 81,1071 81,1071 51,1071 86,51424 86,51424

2600 77,3637 77,3637 82,35491 84,85051 54,85051 82,35491 82,35491

2800 78,78976 78,78976 83,42445 88,05914 53,42445 83,42445 78,78976

4,5 1800 72,0952 64,88568 72,0952 64,88568 49,30472 79,30472 79,30472

2000 74,61854 71,37425 71,37425 77,86282 47,86282 84,35139 81,1071

2200 70,78438 82,58178 76,68308 76,68308 52,58178 82,58178 76,68308

2400 70,29282 86,51424 86,51424 81,1071 56,51424 86,51424 75,69996

2600 74,8681 84,85051 84,85051 84,85051 54,85051 84,85051 74,8681

(13)

Daya Aktulal (KW) Pertadex Biodiesel

5%

2000 0,357467 0,320935 0,276632 0,279418 0,207572 0,358217 0,442865

2200 0,406347 0,367559 0,278898 0,36181 0,234765 0,39629 0,47048

2400 0,477946 0,452173 0,372635 0,393026 0,280696 0,480956 0,476802

2600 0,588436 0,474368 0,348245 0,497236 0,329833 0,448328 0,525981

2800 0,65844 0,600526 0,386425 0,523436 0,369798 0,500404 0,59993

4,5 1800 0,589401 0,55003 0,541619 0,525818 0,420254 0,575393 0,6729

2000 0,861315 0,678905 0,562022 0,713835 0,483548 0,704284 0,776118

2200 0,85219 0,82498 0,689587 0,810289 0,529783 0,821758 0,872218

2400 0,95926 1,000889 0,828451 0,937524 0,627948 1,003471 0,829891

2600 1,062971 0,971089 0,843137 0,967378 0,706768 0,998281 0,971508

2800 1,148247 1,130254 0,956901 1,107936 0,766913 1,225308 1,112652

Eff Thermal Actual Pertadex Biodiesel

5%

2000 11,55898 10,08013 9,644041 7,640852 6,482953 12,85758 15,9981

2200 10,42821 10,3795 7,426241 9,707234 6,050898 12,85164 14,01398

2400 11,03913 11,98714 9,410734 8,212741 7,149626 14,23448 11,33162

2600 13,59111 10,38847 6,787283 10,26204 6,700946 10,72798 11,66704

2800 13,6872 12,63216 7,001022 9,317391 7,064366 11,02877 13,30733

4,5 1800 20,26885 23,13992 20,66622 16,00658 14,9096 26,45002 28,99894

2000 28,51446 24,25792 17,58776 19,52024 16,12871 26,60953 28,52845

2200 23,40095 24,48518 19,68678 20,69456 13,97606 27,16699 30,12617

2400 24,61783 27,11045 20,69479 22,00924 15,04245 28,43517 21,30094

2600 23,73308 21,26647 17,82138 18,71711 16,07334 22,94479 24,628

(14)

Beban

Putaran

SFC (g/Kwh) Pertadex Biodiesel

5%

2000 130,8159 164,9655 153,1899 169,6343 177,2609 173,5032 156,5442

2200 143,8499 161,8959 182,3347 155,9969 192,3127 171,7132 171,3043

2400 144,586 155,7921 173,3815 174,4212 174,4212 166,999 188,3749

2600 131,7307 169,1797 205,7225 159,5968 186,6477 187,6837 181,1297

2800 132,4718 154,8287 203,8689 170,6294 179,4047 186,3048 165,8879

4,5 1800 104,1321 103,8123 110,3082 111,7478 118,6347 117,2944 112,7415

2000 89,31751 106,3407 118,9736 110,8502 112,3827 120,6059 114,9517

2200 96,02798 113,8534 116,5595 106,8404 126,5393 118,1034 108,7685

2400 93,29888 110,7467 120,7531 106,5469 126,4503 118,1563 128,5209

2600 98,06571 123,8326 128,867 118,1739 120,514 130,2645 118,8664

2800 102,8871 120,137 121,5322 116,4405 127,8563 122,3214 114,1666

Heat Loss (w) Pertadex Biodiesel

5%

2000 1217,693 1281,386 1002,028 1460,149 1461,751 1159,548 1369,105

2200 1591,999 1463,141 1269,175 1720,944 1857,632 1550,317 1822,984

2400 2157,364 1930,299 1985,017 2232,153 2149,821 2114,43 2295,24

2600 2467,648 2391,552 2635,147 2524,659 2624,748 2365,01 2457,787

2800 2798,492 3170,122 3359,381 3028,067 3362,482 2870,738 2622,476

4,5 1800 1162,542 804,3652 1054,245 905,0317 983,4752 979,9746 981,0131

2000 1396,487 1100,851 1280,306 1267,044 1266,209 1298,24 1249,712

2200 1590 1475,059 1581,03 1722,428 1932,286 1549,844 1370,085

2400 1792,124 2286,335 2029,506 1985,382 2293,009 2115,875 2161,75

2600 2310,003 2526,914 2251,728 2619,092 2802,246 2712,012 2313,576

(15)

% Heat Loss Pertadex Biodiesel

5%

Biodiesel 10%

Biodiesel 15%

Biodiesel 20%

Biodiesel 25%

Biodiesel 30%

3,5 1800 9,020037 9,938142 8,472747 7,396275 7,633166 10,33706 8,526689

2000 10,93753 11,17961 9,703613 11,09129 12,68165 11,56111 13,73826

2200 11,3489 11,47711 9,387356 12,82564 13,29976 13,96573 15,08346

2400 13,84129 14,21454 13,92522 12,9565 15,21061 17,3831 15,15233

2600 15,83202 14,54835 14,26636 14,47343 14,81248 15,72 15,14371

2800 16,1592 18,52334 16,90648 14,97247 17,84291 17,57509 16,15845

4,5 1800 11,10514 9,39997 11,17394 7,652874 9,692024 12,51335 11,74367

2000 12,84214 10,92624 11,12932 9,62446 11,73176 13,62517 12,76021

2200 12,12807 12,16093 12,53786 12,21955 14,15976 14,23256 13,14511

2400 12,77553 17,20236 14,08257 12,94685 15,25802 16,65476 15,41277

2600 14,32658 15,37179 13,22077 14,07638 17,70242 17,31492 16,29161

(16)

DAFTAR PUSTAKA

1. Adi, Wibishono. 2013. Industri Minyak Sawit dan Biodiesel Sebagai Upaya Mengurangi Penggunaan Bahan Bakar Fosil. Teknologi Industri Pertanian.

2. Arifin, Zainal dan Suhartanta. 2008. Pemanfaatan Minyak Jarak Pagar

Sebagai Bahan Bakar Alternatif Mesin Diesel. Jurnal Penelitian Saintek. Vol.

13. No. 1. 19-46

3. Arismunandar, Wiranto. 2002. Penggerak Mula Motor Bakar Torak. Edisi

kelima. Bandung : ITB

4. Aziz, Isalmi. Uji Performance Mesin Diesel Menggunakan Biodiesel Dari

Minyak Goreng Bekas. Jurnal Sains dan Teknologi. 4-6

5. Darshono, Wulandari, dan oktaria, saptiana. 2010. Proses Pembuatan

Biodiesel dari Dedak Padi dan Methanol dengan esterifikasi in situ.

Semarang. Teknik Kimia UNDIP.

6. Hambali, Erliza dkk. 2007. Teknologi Bioenergi. Jakarta : Agromedia Pustaka

7. Heywod, Jhon B. 1988. Internal Combustion Engine Fundamentals. New

York : McGraw Hill Book Company

8. Kartika , I. A., M. Yani, dan D. Hermawan. 2011. Transesterifikasi in situ biji jarak pagar: Pengaruh jenis pereaksi, kecepatan pengadukan dan suhu reaksi terhadap rendemen dan kualitas biodiesel. Teknologi Industri Pertanian

21(1): 24-33

9. Mahadi. 2007. Efek Penggunaan Supercharger Terhadap Unjuk Kerja dan Konstruksi pada Sebuah Mesin Diesel. Medan. USU Repository

10. Mathur, ME.DR.AM, 1980, A Course in Internal Combustion Engine,

Dhampat Roi and Sons, 1682, Nai sarah, Delhi.

11.Pulkrabek, Willard W. Engineering Fundamentals Of The Internal

Combustion Engine. New Jersey : Prentice Hall

12. Setiawati, Edwar. 2007. Teknologi Pengolahan Biodiesel dari MInyak Goreng Bekas dengan Teknik Mikrofiltrasi dan Transesterifikasi Sebagai Alternatif Bahan Bakar Mesin Diesel. Banjarbaru. Balai Riset dan Standardisasi

(17)

13. Spring Peter, dkk. 2006. Modeling and Control of Pressure-Wave

Superchargered Engine Systems. Zurich. Latex2E

14. Soemargono, Edy Mulyadi. 2011. Proses Produksi Biodiesel Berbasis Biji

Karet. Jawa Timur. Teknik Kimia UPN.

15.TD 110-115 Test Bed And Instrumentation For Small Engines. TQ

Education And Training Ltd,2000

16. Y. A. Çengel and M. A. Boles, Thermodynamics: An Engineering Approach,

(18)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Persiapan bahan baku dilakukan di laboratorium PIK (Proses Industri Kimia ) Fakultas Teknik Universitas Sumatera utara selama lebih kurang 4 minggu. Pengujian dilakukan di laboratorium motor bakar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara selama lebih kurang 2 minggu.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari:

1. Mesin Diesel Small engine Test TD111-MKII

Gambar 3.1 Mesin Diesel Small engine Test TD111-MKII

Spesifikasi:

Model : TD115-MKII

Type : 1 Silinder, 4 Langkah, dan Horizontal

Max output : 4.2kW

Rated output : 2.5kW

(19)

2. Supercarjer

Fungsi supercarjer adalah untuk menambah daya akibat perubahan ketinggian tempat operasi (kepadatan udara rendah), ataupun untuk meningkatkan daya yang dapat diperoleh dari mesin tanpa supercarjer.

Gambar 3.2 Supercarjer

3. Tec Equipment TD-114

Tec equipment TD-114 digunakan untuk melihat data keluaran yang akan digunakan untuk perhitungan performansi mesin. Data keluaran yang diambil antara lain; Putaran (RPM), Torsi (Nm), Suhu Exhaust (oC), dan Tekanan Udara (mmH2O). Tec Equipment TD-114 ditunjukkan pada gambar 3.3 di bawah ini:

(20)

3.2.2. Bahan

3.2.2.1.Persiapan bahan baku

Pengolahan bahan baku dimulai dengan pengadaan minyakdedak padi. Minyak dedak padi diperoleh dari swalayan Berastagi, Medan. Minyak dedak padi ditunjukkan pada gambar 3.4 di bawah ini.

Gambar 3.4 Minyak Dedak Padi

Kemudian dilakukan proses uji FFA untuk melihat banyaknya

kandungan FFA (Free Fatty Acid).Indikator yang digunakan pada pengujian FFA yaitu Fenoptalin.Setalah di uji ternyata kandungan FFA

(21)

Gambar 3.5 Transesterifikasi

Selanjutnya minyak hasil proses transesterifikasi dipisahkan dari gliserol yang terbentuk selama reaksi dengan menggunakan corong pemisah. Pemisahan minyak hasil transesterifikasi dari gliserol ditunjukkan pada gambar 3.6 di bawah ini.

Gambar 3.6 Pemisahan Minyak Transesterifikasi dari Gliserol

Minyak hasil transesterifikasi yang sudah dipisahkan dari gliserol sudah

(22)

dan bahan pengotor habis dari biodiesel. Proses pencucian dapat dilihat pada gambar 3.7 dibawah ini.

Gambar 3.7 Proses Pencucian

Biodiesel

Setelah

proses pencucian selesai biodiesel

kemudian dipanaskan di

dalam oven untuk

menghilangkan kadar air, sehingga

didapatkan biodiesel dedak padi seperti pada gambar 3.8 di bawah ini.

Gambar 3.8 Biodiesel Dedak Padi

Proses transesterifikasi adalah sebagai berikut:

1. Kadar FFA minyak dedak padi (minyak mentah) dianalisis 2. Minyak mentah dengan berat tertentu dimasukkan ke dalam

labu leher tiga dan dipanaskan dengan hot plate hingga mencapai suhu 60oC

3. Sementara minyak dipanaskan, KOH sebanyak 0,6% dari berat minyak dilarutkan kedalam methanol dengan perbandingan sebagai berikut:

5097 . 870

(23)

dimana:

G = massa methanol yang diperlukan

M = massa bahan baku yang akan di transesterifikasi

4. Larutan dimasukkan kedalam labu yang telah berisi minyak dan dihomogenkan dengan magnetic stireer

5. Dibiarkan bereaksi selama 60 menit dan dijaga suhu 60oC 6. Diangkat dari peralatan rekasi, dimasukkan kedalam corong

pisah untuk memisahkan biodiesel dari gliserol

7. Dicuci dengan menggunakan air dengan suhu 40 – 50oC beberapa kali sampai air bekas cucian bening

(24)

Berikut ini adalah gambar diagram alir pembuatan biodiesel dedak padi :

Gambar 3.9 Diagram pembuatan biodiesel dedak padi

MULAI

PERSIAPAN BAHAN BAKU

• MINYAK DEDAK PADI DITIMBANG TERLEBIH DAHULU

• METANOL DITIMBANG SESUAI DENGAN PERBANDINGAN YANG DIINGINKAN

• KATALIS KOH DITIMBANG 0,6% DARI MASSA MINYAK DEDAK PADI

• HOT PLATE DIPANASKAN HINGGA 600C

BAHAN BAKAR DICAMPUR DENGAN METANOL PADA SUHU 600C DAN DILAKUKAN

PENGADUKAN SELAMA 1 JAM

BIODIESEL DIPISAH DARI GLISEROL DENGAN CORONG PEMISAH

BIODIESEL DICUCI DENGAN MENGGUNAKAN AIR PADA SUHU 500C

BIODIESEL DIPANASKAN PADA SUHU 1150C UNTUK MENGHILANGKAN KADAR AIR

BIODIESEL SIAP DIGUNAKAN

(25)

3.2.2.2 Bahan Baku

Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah bahan bakar Pertadex, Pertadex+ Biodiesel Dedak Padi5%, Pertadex + Biodiesel Dedak Padi 10%, Pertadex + Biodiesel Dedak Padi15%, dan Pertadex + Biodiesel Dedak Padi20%, Pertadex + Biodiesel Dedak Padi 25%, Pertadex + Biodiesel Dedak Padi 30%.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi :

1. Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi dan alat ukur pada masing – masing pengujian.

2. Data sekunder, merupakan data tentang karakteristik bahan bakar yang digunakan dalam pengujian

3.4 Metode Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah menggunakan rumus yang ada, kemudian hasil dari perhitungan disajikan dalam bentuk tabulasi dan grafik.

3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian

Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah : 1. Daya motor

2. Laju aliran bahan bakar

3. Konsumsi bahan bakar spesifik ( sfc )

4. EfisiensiThermal Aktual

5. Effesiensi volumetrik

6. Heat Loss

(26)

Prosedur pengujian dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu : 1. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex

2. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakarPertadex + Biodiesel Dedak Padi5%

3. pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex + Biodiesel Dedak Padi10%

4. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex + Biodiesel Dedak Padi 15%

5. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex+ Biodiesel Dedak Padi20%

3.6 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar

Alat yang digunakan dalam pengukuran nilai kalor bahan bakar ini adalah alat uji “Bom Kalorimeter”.

Peralatan yang digunakan meliputi :

● Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom ● Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar yang diuji. ● Tabung gas oksigen.

●Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen yang dimasukkan ke dalam tabung bom.

● Termometer, dengan akurasi pembacaan skala 0.010C.

● Elektromotor yang dilengkapi pengaduk untuk mengaduk air pendingin. ● Spit, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar.

● Pengatur penyalaan (skalar), untuk menghubungkan arus listrik ke tangkai penyala pada tabung bom.

● Cawan, untuk tempat bahan bakar di dalam tabung bom.

(27)

Adapun tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Mengisi cawan bahan bakar dengan bahan bakar yang akan diuji.

2. Menggulung dan memasang kawat penyala pada tangkai penyala yang ada pada penutup bom.

3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangkai penyala, serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas permukaan bahan bakar yang berada didalam cawan dengan menggunakan pinset. 4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan

berisi bahan bakar pada tabungnya serta dikunci dengan ring “O” sampai rapat.

5. Mengisi bom dengan oksigen (30 bar).

6. Mengisi tabung kalorimeter dengan air pendingin sebanyak 1250 ml. 7. Menempatkan bom yang telah terpasang kedalam tabung kalorimeter. 8. Menghubungkan tangkai penyala penutup bom ke kabel sumber arus

listrik.

9. Menutup kalorimeter dengan penutupnya yang telah dilengkapi dengan pengaduk.

10. Menghubungkan dan mangatur posisi pengaduk pada elektromotor. 11. Menempatkan termometer melalui lubang pada tutup kalorimeter.

12. Menghidupkan elektromotor selama 5 (lima) menit kemudian membaca dan mencatat temperatur air pendingin pada termometer.

13. Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar.

14. Memastikan kawat penyala telah menyala dan putus dengan memperhatikan lampu indikator selama elektromotor terus bekerja.

15. Membaca dan mencatat kembali temperatur air pendingan setelah 5 (lima) menit dari penyalaan berlangsung.

16. Mematikan elektromotor pengaduk dan mempersiapkan peralatan untuk pengujian berikutnya.

(28)

Proses pengujian nilai kalor bahan bakar ditunjukkan pada gambar 3.10 berikut ini:

Gambar 3.10 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar

3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Diesel

Prosedur pengujian performansi motor dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Kalibrasi Instrumentasi mesin diesel sebelum digunakan

2. Mengoperasikan mesin dengan cara memutar poros engkol mesin, kemudian memanaskan mesin selama 10 menit

3. Mengatur putaran mesin pada 1800 RPM menggunakan tuas kecepatan dan melihat data analog pada instrument

4. Menentukan konsumsi bahan bakar yang akan diuji

5. Menimbang bahan bakar yang habis setelah 5 menit pengujian

6. Mengulang pengujian dengan menggunakan variasi putaran yang berbeda

(1800 RPM, 2000 RPM, 2200 RPM, 2400 RPM, 2600 RPM, 2800 RPM)

(29)

Gambar 3.11Diagram Alir Pengujian Performansi Mesin Kesimpulan

Selesai

• Bahan Bakar Ditimbang dahulu sebelum

digunakan.

• Putaran mesin: n rpm • Beban: 3.5 dan 4.5 kg

• Mencatat torsi, temperatur exhaust dan tekanan udara masuk

• Mencatat waktu yang habis terpakai untuk pemakaian 8 ml bahanbakar

Mengulang pengujian dengan beban dan putaran yang berbeda

Menganalisa data hasil pengujian Pemasangan supercarjer

Mulai

(30)

3.8. Set Up Alat

Pelaksanaan set-up alat akan ditampilkan pada gambar aliran pengerjaan pada gambar 3.12 di bawah ini:

Gambar 3.12 Set Up Alat

Keterangan Gambar:

1. Flow Meter Bahan Bakar 2. Tacho meter (RPM) 3. Torsi meter (Nm)

4. Exhaust Temperature (oC) 5. Tombol ON/OFF

6. Manometer (mmH2O) 7. Medin TD-111

(31)

Secara lebih real urutan pengujian akan diperlihatkan pada gambar 3.13 berikut ini.

Gambar 3.13 Set-up pengujian performansi mesin diesel

1 2 3 4

8 7

6 5

(32)

Keterangan:

1. Mengatur posisi gas 2. Memasukkan bahan bakar 3. Memasang supercharger

4. Menghidupkan mesin TD-111 dengan menarik tuas engkol 5. Menghidupkan Tec-equipment TD-115

6. Mengatur posisi jarum pengukur torsi pada posisi nol 7. Memberikan beban pada lengan beban

8. Mencatat hasil pembacaan RPM (putaran)

9. Mencatat waktu menghabiskan 8 ml bahan bakar. 10. Mencatat hasil pembacaan torsi (Nm)

11. Mencatat hasil pembacaan tekanan udara

(33)

BAB IV

HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN

4.1 Biodiesel Dedak Padi

Dedakmengandung17%-23%lemakyang dapatdimanfaatkan sebagaiminyakpangan.Didalamdedakjuga terdapatbeberapa mineral antara lain:kalsium(0.13%), phosphorus(2.39%),potassium(0.14%),sodium(0.24%), magnesium(0.14%)dansilika(4.07%).Selainitu

terdapatpulabesi(224p.p.m.),aluminium, tembaga, mangan, timahdan klorida (SBPBoardofConsultants and Engineers 1998).

Berikut hasil dan spesifikasi biodiesel dedak padi dibandingkan dengan SNI

Tabel 4.1 Karakteristik Biodiesel dedak padi

Parameter Satuan Hasil Uji Standar Metode Uji

Kadar Ester % 97.2 96.5 Gascromatography

Densitas Kg/m3 873.1 850 - 890 Uji Lab PIK USU

Viskositas cSt 4.2 2.3 - 6 Uji Lab PIK USU

Gliserol bebas % massa 0 0.02 Gascromatography

Internal % massa 1.8445 Gascromatography

(34)

Dari hasil pengujian didapati bahwa biodiesel sudah memenuhi standar nasional. Pengujian biodiesel ini dilakukan di PPKS Sumatera Utara.

4.2Hasil Pengujian Bom Kalori Meter

Pengujian bom kalorimeter dilakukan untuk mendapatkan nilai kalor daripada bahan bakar. Nilai kalor bahan bakar didapat dengan melihat perbedaan suhu air sebelum dan sesudah proses pengeboman bahan bakar berlangsung, atau dapat dituliskan dalam persamaan:

HHV= (t2- t1-tkp) x Cv

dimana:

HHV = High Heating Value (Nilai Kalor Atas)

t2 = Suhu air setelah penyalaan (oC)

t1 = Suhu air sebelum penyalaan (oC)

tkp = Kenaikan temperature akibat kawat penyala ( 0.05oC)

Cv = Panas jenis bom kalorimeter (73529.6 kJ/kg)

Hasil yang didapat ini masih merupakan nilai bruto kalori bahan bakar maka untuk nilai netto kalori bahan bakar kita gunakan nilai LHV (Low Heating value) dimana nilai hydrogen (H2) diasumsikan 15% dari kadar air sisa pembakaran dan nilai air yang terkandung di dalam bahan bakar (Moisture) nol pada saat pembakaran sempurna yaitu:

LHV = HHV – 2400 (M + 9 H2)

LHV = HHV – 2400 (0 + 9. 0.15)

(35)

Berikut ditampilkan tabel hasil pengujian bom kalorimeter, beserta nilai HHV dan LHV dari bahan bakar:

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Bom Kalorimeter

(36)

3 28,17 28,87 47794,24 44554,24 4 26,15 26,89 50735,424 47495,424 5 27,04 27,74 47794,24 44554,24

4.3 Hasil Pengujian Engine Tes Bed TD -115

Dari engine tes bed TD -115 di lakukan pengujian dan hasil uji diamati

pada instrumentasi pembaca Tec Equipment TD – 114. Pengujian dilakukan dengan variasi bahan bakar sebanyak 5 variasi, variasi putaran mesin sebanyak 6

variasi, dan variasi beban statis sebanyak 2 variasi yaitu 3.5 kg dan 4.5 kg.

4.3.1 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Pertadex

Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Pertadex adalah seperti pada tabel 4.3 di bawah sebagai berikut:

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Pertadex

Pertadex RPM TORSI WAKTU mmH2O T(Exhaust)

4.3.2. Hasil Pengujian dengan Bahan Bakar Pertadex + Biodiesel Dedak Padi

5%

(37)

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Pertadex+ Biodiesel Dedak

4.3.3 Hasil Pengujian dengan Bahan Bakar Pertadex + Biodiesel Dedak

Padi10%

Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Pertadex + Biodiesel Dedak Padi10%, seperti pada tabel 4.5 di bawah adalah sebagai berikut

(38)

Padi15%

Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Pertadex + Biodiesel Dedak Padi15%, seperti pada tabel 4.6 di bawah adalah sebagai berikut:

Padi15%

Padi20%

(39)

2200 9,5 100 15 150 2400 9,7 88 16 150

2600 10 69 18 180

2800 10,1 67 20 200

Padi25%

Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Pertadex + Biodiesel Dedak

Padi25%, seperti pada tabel 4.8 di bawah adalah sebagai berikut:

Padi25%

Padi30%

Bio 20% RPM TORSI WAKTU mmH2O T(Exhaust)

(40)

2000 6,3 97 12 130

4.4 Pengujian Performansi Motor Bakar Diesel

Data yang diperoleh dari pembacaan langsung alat uji mesin diesel 4 langakah 1 silinder TD – 115 melalui alat pembaca TD – 114 selanjutnya akan diproses dan dikalkulasi untuk mendapatkan besar performansi dari mesin diesel tersebut.

4.4.1 Daya

Besarnya daya dari masing-masing pengujian dan tiap variasi beban dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

�� =

Untuk pengujian dengan bahan bakar Pertadex:

Beban : 3.5 Kg

Putaran mesin : 1800 rpm

�� =

2 �� 1800

(41)

= 1394.16W

= 1.3941 kW

Dengan perhitungan yang sama dapat diketahui besarnya daya yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik dalam semua variasi persentase biodiesel, dan kondisi pembebanan dan putaran mesin seperti ditunjukkan dalam tabel 4.10 dibawah ini:

Tabel 4.10 Data Perhitungan Untuk Daya

1800 1,3941 1,2811 1,2999 1,3188 1,2811 1,2057 1,1492 2000 1,5700 1,4653 1,4653 1,5281 1,5700 1,3816 1,3188 2200 1,7500 1,6579 1,6579 1,7270 1,7500 1,5427 1,4967 2400 1,9342 1,8337 1,8337 1,9593 1,9342 1,7332 1,7081 2600 2,1498 2,0410 2,0682 2,1498 2,1090 1,9049 1,9049 2800 2,3445 2,2566 2,3152 2,4031 2,2859 2,1100 2,1540

4,5

1800 1,9405 1,6579 1,7144 1,8274 1,6956 1,6390 1,5825 2000 2,1561 1,8630 1,9258 2,0933 1,9258 1,8421 1,8212 2200 2,4178 2,0954 2,1645 2,3487 2,1875 2,0724 2,0724 2400 2,6627 2,3361 2,4115 2,5873 2,4366 2,3110 2,3361 2600 2,9118 2,5852 2,6669 2,8574 2,7213 2,6124 2,5852 2800 3,1944 2,9013 2,9306 3,1651 2,9599 2,8720 2,8427

• Pada pembebanan 3.5 kg daya terendah terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar biodiesel 30%, putaran mesin 1800 rpm sebesar 1.1492kW sedangkan daya tertinggi terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar Pertadex pada putaran mesin 2800 rpm

sebesar 2.3445kW.

• Pada pembebanan 4.5 kg daya terendah terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar biodiesel 30% pada putaran mesin 1800 rpm

sebesar 1.5825 kW sedangkan daya tertinggi terjadi pada pengujian

(42)

• Daya terbesar terjadi pada penggunaan Pertadex karena nilai kalor yang paling besar yang terdapat pada Pertadex yaitu sebesar 56466.04kJ/kg

Perbandingan besarnya daya untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.1 dan 4.2 berikut ini:

Gambar 4.1 Grafik Daya vs Putaran mesin untuk beban 3.5 kg

Gambar 4.2 Grafik Daya vs Putaran untuk beban 4.5 kg

• Dari grafik dapat dilihat bahwa daya tertinggi terjadi pada penggunaan Pertadex sedangkan daya terendah terjadi pada penggunaan Biodiesel

0

1800 2000 2200 2400 2600 2800

Da

Daya pada Pembebanan 3,5 Kg

PertaDex

1800 2000 2200 2400 2600 2800

Da

Daya pada Pembebanan 4,5 Kg

(43)

30%. Hal ini dikarenakan pertadex mempunyai nilai kalor yang lebih tinggi.

4.4.2. Laju Aliran Bahan Bakar (mf)

Laju aliran bahan bakar didapat adalah banyaknya bahan bakar yang habis terpakai selama satu jam pemakaian

�� = ��

10−3

�� 3600

dimana:

sgf = spesifik gravitasi biodiesel = 0.8624

Vf = Volume bahan bakar yang diuji (8 ml)

tf = waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan bahan bakar (detik)

Dengan menggunakan harga sgf, dan tf yang didapat dari percobaan, maka didapatlah laju aliran bahan bakar menggunakan Pertadex:

Beban : 3.5 kg

Putaran mesin : 1800 rpm

�� =

0.8624 � 8 � 10−3

125 � 3600

= 0.1986 kg/jam

Dengan cara yang sama untuk setiap pengujian pada putaran mesin dan beban yang bervariasi dan pada setiap variasi persentase biodiesel maka hasil

perhitungan mf untuk kondisi tersebut dapat dilihat pada tabel 4.11 berikut ini:

Tabel 4.11 Laju Aliran Bahan Bakar

Mf (Kg / Jam)

(44)

5% 10% 15% 20% 25 % 30 % 3,5 1800 0,1986 0,2159 0,2087 0,2122 0,2459 0,2483 0,2388

2000 0,2087 0,2435 0,2257 0,2483 0,2790 0,2670 0,2560 2200 0,2534 0,2699 0,2614 0,2699 0,3143 0,2854 0,2759 2400 0,2560 0,3143 0,3268 0,3028 0,3652 0,3184 0,3184 2600 0,2854 0,3184 0,3548 0,3548 0,3942 0,3402 0,3548 2800 0,3143 0,4071 0,4139 0,4209 0,4139 0,4071 0,3942

4,5

1800 0,2104 0,1910 0,1940 0,1826 0,2019 0,1881 0,1940 2000 0,2159 0,2299 0,2178 0,2178 0,2299 0,2299 0,2197 2200 0,2483 0,2508 0,2508 0,2411 0,2483 0,2822 0,2642 2400 0,2614 0,2699 0,2759 0,2922 0,2822 0,2888 0,2956 2600 0,2888 0,3449 0,3356 0,3402 0,3599 0,3652 0,3548 2800 0,3311 0,3707 0,3942 0,4139 0,3707 0,3763 0,3652

• Pada pembebanan 3.5 kg, mf terendah terjadi pada saat menggunakan biodiesel 15% pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.2122Kg/jam sedangkan mf tertinggi pada saat menggunakan Biodiesel 15% pada

putaran mesin 2800 yaitu sebesar 0.4209 kg/jam.

• Pada pembebanan 4.5 kg, mf terendah terjadi pada saat menggunakan biodiesel 15 % pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.1826 kg/

jam. sedangkan mf tertinggi pada saat menggunakan Biodiesel 15% pada

putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 0.4139 kg/jam.

Perbandingan masing-masing nilai mf pada setiap pembebanan dengan

(45)

Gambar 4.3 Grafik mf vs putaran mesin untuk beban 3.5 kg

Gambar 4.4 Grafik mf vs putaran mesin untuk beban 4.5 kg

• Dari grafik pembebanan 3.5 kg dan 4.5 kg, terlihat bahwa nilai mf dipengaruhi putaran dan nilai kalor. Semakin tinggi putaran dan nilai kalor semakin rendah, maka mf semakin tinggi karena waktu pembakaran semakin kecil.

4.4.3 Rasio udara bahan bakar (AFR)

Rasio udara bahan bakar (AFR) dari masing-masing jenis pengujian dihitung berdasarkan rumus berikut:

0

1800 2000 2200 2400 2600 2800

mf

Laju Aliran Bahan Bakar pada Pembebanan 3,5 Kg

PertaDex

1800 2000 2200 2400 2600 2800

mf

Laju Aliran Bahan Bakar pada Pembebanan 4,5 Kg

(46)

mf ma AFR=

dimana:AFR = air fuel ratio

ma = laju aliran massa udara.

Pada pengujian ini dianggap tekanan udara sebesar 100 kPa dan temperatur udara 27oC. Kurva kalibrasi dikondisikan untuk pengujian pada tekanan 101.3 kPa dan temperatur 20oC. maka besarnya laju aliran udara yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor pengali berikut:

�� = 3654��

(��+ 144)

��2.5

��= 3654�1�(27 + 273 + 114) (27 + 273)2.5

Cf = 0.946531125

Untuk pengujian dengan menggunakan Pertadex, beban 3.5 kg dan putaran mesin 1800 rpm tekanan udara masuk didapati 12 mmH2O, dengan melakukan interpolasi pada kurva viscous flow meter didapat besar ma 13.4117 kg/jam, dan kemudian dikalikan dengan factor koreksi sehingga didapat massa udara yang sebenarnya:

ma = 13.4117 kg/jam x 0.946531125

= 12.6946 kg/jam

Dengan cara yang sama maka didapat nilai ma untuk masing-masing pengujian, maka dapat dihitung besarnya AFR.

Untuk pengujian dengan menggunakan pertadex pada putaran 1800 rpm dan beban 3.5 kg maka didapatkan besar AFR:

�� =12.69465

(47)

AFR = 63.8895

Hasil perhitunganAFR untuk masing-masing pengujian pada tiap variasi beban, putaran mesin dan persentase biodiesel dapat dilihat pada tabel 4.12berikut ini:

Tabel 4.12 Air Fuel Ratio

Beban Putaran 3,5 1800 63,8895 58,7784 60,8228 59,8006 51,6227 51,1116 48,7264

2000 65,8913 56,4783 60,9080 59,6302 49,2801 51,4950 49,5782 2200 62,6117 58,7784 60,6950 58,7784 50,4727 53,7311 53,6671 2400 70,2358 57,2024 55,0302 59,3747 52,1338 56,4783 53,1560 2600 70,4062 63,1228 53,6672 55,1579 50,9838 59,0765 53,6671 2800 70,6618 51,9635 51,1116 51,5162 52,3894 51,9635 50,9838

4,5

1800 60,3117 66,4451 65,4229 69,5118 62,8672 61,8451 65,4228 2000 68,5747 64,4006 63,1228 67,9784 59,8005 59,8006 62,5691 2200 63,8895 63,2506 63,2506 67,9997 63,8895 56,2228 60,0561 2400 64,7413 62,6969 61,3339 61,5469 59,9709 58,6080 57,2450 2600 65,9339 55,2005 56,7339 59,0765 52,9005 52,1338 53,6671 2800 68,6812 58,5015 55,0089 52,3894 57,0746 56,2228 56,4783

• Pada pembebanan 3.5 kg AFR terendah terjadi pada saat menggunakan Biodiesel 30% pada putaran mesin 2800 rpm yaitu 50.9838 sedangkan AFR tertinggi terjadi pada penggunaan pertadex putaran mesin 2800 rpm yaitu 70.6618.

• Pada pembebanan 4.5 kg AFR terendah terjadi pada saat menggunakan biodiesel 25% pada putaran mesin 1800 rpm yaitu 52.1338, sedangkan AFR tertinggi terjadi pada penggunaan Pertadex putaran mesin 2800 rpm yaitu 68.6812.

(48)

Gambar 4.6 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg

Gambar 4.7 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg

• Dari grafik terlihat bahwa pertadex mendominasi memiliki AFR tertinggi pada beban 3.5 Kg

4.4.4 Effisiensi Volumetris

Effisiensi volumetric untuk motor bakar 4 langkah dihitung dengan persamaan berikut:

1800 2000 2200 2400 2600 2800

A

F

R

Putaran (Rpm)

AFR pada Pembebanan 3,5 Kg

PertaDex

1800 2000 2200 2400 2600 2800

A

F

R

Putaran (Rpm)

AFR pada Pembebanan 4,5 Kg

(49)

�� = 2₆₀��_� _�1 �� dimana:

ma = laju aliran udara (kg/jam)

ρa = Kerapatan udara (kg/m3)

Vs = volume langkah torak (m3) = 0.00023 (berdasarkan spesifikasi mesin)

Diasumsikan udara sebagai gas ideal sehingga massa jenis udara dapat diperoleh dengan persamaaan berikut:

ρa = ��

Dimana: R = Konstanta gas (untuk udara = 287 J/kg K)

Dengan memasukkan harga tekanan dan temperature udara yaitu sebesar100 kPa dan suhu 27oC, maka diperoleh massa jenis udara sebesar:

ρa = 100000

287�(27+273)

= 1.161440186 kg/m3

Dengan diperolehnya massa jenis udara, maka dapat dihitung besarnya effisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dengan variasi persentase biodiesel, putaran mesin dan beban.

Untuk pengujian menggunakan pertadex beban 3.5 kg pada putaran mesin 1800 rpm maka didapatkan nilai effesiensi volumetrik:

�� =

2(12.69465) 60(1800)

1

(1.161440186)(0.00023)�100%

(50)

Harga efisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dapat dihitung dengan melakukan perhitungan yang sama dengan perhitungan di atas dengan variasi beban, putaran mesin, dan biodiesel dengan beberapa variasi seperti ditunjukkan pada tabel 4.13 di bawah ini.

Tabel 4.13 Efisiensi Volumetris

1800 88,0267 88,0267 88,0267 88,0267 88,0267 88,0267 80,6911 2000 85,8260 85,8261 85,8261 92,4281 85,8260 85,8261 79,2240 2200 90,0273 90,0274 90,0274 90,0274 90,0273 87,0264 84,0255 2400 93,5284 93,5284 93,5284 93,5284 99,0300 93,5284 88,0267 2600 96,4908 96,4909 91,4124 93,9516 96,4908 96,4909 91,4123 2800 99,0300 94,3144 94,3144 96,6722 96,6722 94,3144 89,5986

4,5

1800 88,0267 88,0267 88,0267 88,0267 88,0267 80,6912 88,0267 2000 92,4280 92,4281 85,8261 92,4281 85,8260 85,8261 85,8260 2200 90,0273 90,0274 90,0274 93,0283 90,0273 90,0274 90,0273 2400 88,0267 88,0267 88,0267 93,5284 88,0267 88,0267 88,0267 2600 91,4123 91,4124 91,4124 96,4909 91,4123 91,4124 91,4123 2800 101,3879 96,6722 96,6722 96,6722 94,3143 94,3144 91,9565

• Pada Pembebanan 3.5 kg, Efisiensi volumetrik terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 30%dengan putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 79.2240 % sedangkan efisiensi volumetrik tertinggi terjadi pada penggunaaan pertadex dengan putaran 2800 rpm yaitu sebesar 99.0300 %. • Pada Pembebanan 4.5 kg, Efisiensi volumetrik terendah terjadi pada

penggunaan biodiesel 25%dengan putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 80.6911 % sedangkan efisiensi volumetrik tertinggi terjadi pada penggunaaan pertadex dengan putaran 2800 rpm yaitu sebesar 101.3879 %.

(51)

Gambar 4.8 Grafik efisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 3.5 kg

Gambar 4.9 Grafik efisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 4.5 kg

4.4.5 Daya Aktual

Daya aktual didapat dengan mengalikan Daya hasil pembacaan dengan effiesiensi mekanikal dan effesiensi volumetrik, sehingga didapat:

Pa =Pb x

η

b x

η

v x

η

m

1800 2000 2200 2400 2600 2800

n

v

(

%)

Putaran (Rpm)

Efisiensi Volumetris pada Pembebanan 3,5 Kg

PertaDex

1800 2000 2200 2400 2600 2800

n

v

(

%)

Putaran (Rpm)

Efisiensi Volumetris pada Pembebanan 4,5 Kg

(52)

dimana: besar ηm adalah 0.70 – 0.80 untuk mesin diesel dan yang diambil untuk perhitungan ini adalah 0.75

Untuk beban 3.5 kg putaran mesin 1800 dengan bahan bakar Pertadex maka didapat daya aktual:

Pa =1.39416 x 0.447338 x 0.880267 x 0.75

= 0.4117 kW

Dengan menggunakan cara yang sama untuk setiap variasi putaran mesin, beban dan bahan bakar maka didapat hasil seperti pada tabel 4.14 dibawah ini:

Tabel 4.14 Grafik Daya Aktual

1800 0,4117 0,3591 0,3645 0,3466 0,3319 0,3022 0,2634 2000 0,4846 0,4063 0,4174 0,4177 0,4282 0,3598 0,3177 2200 0,5201 0,4921 0,4841 0,4780 0,4954 0,4256 0,4027 2400 0,6534 0,5370 0,4922 0,5698 0,5730 0,5176 0,4762 2600 0,7469 0,6777 0,5636 0,5882 0,6150 0,6037 0,5519 2800 0,8279 0,6333 0,6246 0,6374 0,6894 0,6050 0,6225

4,5

1800 0,7530 0,6799 0,6820 0,7737 0,7081 0,6758 0,6708 2000 0,9513 0,7489 0,7472 0,8935 0,7820 0,7429 0,7646 2200 1,0131 0,8459 0,8598 1,0229 0,9799 0,8036 0,8639 2400 1,1414 0,9554 0,9487 1,0299 1,0461 0,9549 0,9592 2600 1,2832 0,9509 0,9907 1,1130 1,0625 1,0020 1,0166 2800 1,4938 1,1785 1,0771 1,1245 1,2593 1,2127 1,2012

• Pada pembebanan 3.5 kg daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan Pertadex putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 0.8279 kW sedangkan daya terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar biodiesel 10% pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.2634 kW.

(53)

sedangkan daya aktual terkecil terjadi pada penggunaan biodiesel 20% putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.6708 kW.

.

Melalui grafik hubungan antara daya aktual dan putaran mesin pada gambar 4.10 dan 4.11 di bawah ini.

Gambar 4.10 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg

Gambar 4.11 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg

0

1800 2000 2200 2400 2600 2800

Da

Daya Aktual pada Pembebanan 3,5 Kg

PertaDex

1800 2000 2200 2400 2600 2800

Da

Daya Aktual pada Pembebanan 4,5 Kg

(54)

• Dari grafik dapat dilihat bahwa pertadex memiliki nilai daya aktual yang terbesar dari hampir semuavariasi bahan bakar yang ada, ini desebabkan nilai kalor pertadex yang paling tinggi dari semua variasi yang ada dan meningkat saat putaran mesin dinaikkan.

4.4.6 Efisiensi Termal Aktual

Efisiensi termal aktual adalah perbandingan antara daya aktual dengan laju panas rata-rata yang dihasilkan bahan bakar, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut:

��= ��

�� 3600

dimana:

ηa = effisiensi termal aktual

LHV = nilai kalor pembakaran (kJ/kg)

Dengan nilai LHV untuk masing-masing sesuai dengan variasi persentase biodiesel yang didapat melalui percobaan bom kalori meter.

Maka dengan memasukkan nilai-nilai ke persamaan untuk beban 3.5 kg putaran mesin 1800 rpm menggunakan Pertadex didapatkan nilai efisiensi termal:

� = 0.411741

0.198697 � 56466.04�3600

= 13.2114 %

(55)

Tabel 4.15 Efisiensi termal aktual

Efisiensi Thermal Aktual (%) PertaDex Biodiesel

1800 13,2114 11,9041 11,9107 10,4657 10,1679 9,5195 8,6848 2000 14,8047 11,9454 12,6080 10,7783 11,5610 10,5397 9,7680 2200 13,0859 13,0493 12,6275 11,3491 11,8717 11,6622 11,4877 2400 16,2703 12,2290 10,2713 12,0566 11,8196 12,7160 11,7735 2600 16,6813 15,2360 10,8333 10,6254 11,7525 13,8794 12,2464 2800 16,7889 11,1342 10,2905 9,7049 12,5465 11,6229 12,4319

4,5

1800 22,8088 25,4763 23,9688 27,1533 26,4161 28,0966 27,2146 2000 28,0827 23,3140 23,3910 26,2855 25,6163 25,2690 27,3866 2200 26,0078 24,1378 23,3739 27,1880 29,7222 22,2724 25,7409 2400 27,8356 25,3340 23,4449 22,5902 27,9229 25,8646 25,5403 2600 28,3284 19,7328 20,1304 20,9652 22,2364 21,4589 22,5558 2800 28,7596 22,7595 18,6330 17,4104 25,5918 25,2075 25,8895

• Pada pembebanan 3.5 kg efisiensi termal aktual tertinggi terjadi pada penggunaan pertadex putaran mesin 2800 rpm sebesar 16.7889% sedangkan effisiensi termal aktualterendah terjadi pada penggunaan biodiesel 15% putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 9.7049%.

• Pada pembebanan 4.5 kg efisiensi termal aktualtertinggi terjadi pada penggunaan pertadex putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 28.7596% sedangkan effisiensi termal aktual terendah mesin terjadi pada penggunaan biodiesel 15% putaran 2800 rpm yaitu sebesar 17.4104 %.

(56)

Gambar 4.12 Efisiensi termal aktual vs putaran mesin padapembebanan 3.5kg

Gambar 4.13 Efisiensi Termal Aktual Brakevs Putaran mesinpembebanan4.5 kg

• Dari grafik pada pembebanan 3.5 kg dapat di lihat, effisiensi tertinggi didominasi oleh penggunaan bahan bakar pertadex

4.4.7 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)

Konsumsi bahan bakar spesifik dari masing-masing pengujian pada tiap-tiap variasi beban, putaran dan bahan bakar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

1800 2000 2200 2400 2600 2800

n

a

(

%)

Putaran (Rpm)

Efisiensi Termal Aktual pada Pembebanan 3,5 Kg

PertaDex

1800 2000 2200 2400 2600 2800

n

a

(

%)

Putaran (Rpm)

Efisiensi Termal Aktual pada Pembebanan 4,5 Kg

(57)

��= ��10

3

��

Dengan diperolehnya besar laju aliran bahan bakar pada subbab 4.4.2 maka untuk pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertadex dengan beban 3.5 kg pada putaran mesin 1800 rpm didapat nilai SFC:

��=0.198697 �10

3

1.39416

Sfc = 142.5209 gr/kWh

Dengan menggunakan cara yang sama untuk variasi beban, bahan bakar, dan putaran mesin maka didapatkan hasil perhitungan SFC seperti pada tabel 4.16 di bawah ini:

Tabel 4.16 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (gr / kWh) PertaDex Biodiesel

1800 142,5209 168,5829 160,5552 160,9668 191,9509 205,9873 207,8056 2000 132,9397 166,1746 154,0892 162,5324 177,7508 193,3018 194,1559 2200 144,8207 162,8358 157,6936 156,3223 179,6509 185,0445 184,3802 2400 132,3790 171,4477 178,2154 154,5871 188,8348 183,7122 186,4138 2600 132,7924 156,0140 171,5568 165,0420 186,9292 178,6070 186,2616 2800 134,0966 180,4323 178,7955 175,1737 181,0877 192,9623 183,0235

4,5

1800 108,4679 115,2376 113,1798 99,9332 119,0893 114,7961 122,6115 2000 100,1677 123,4381 113,1280 104,0778 119,4129 124,8408 120,6883 2200 102,7261 119,7274 115,9063 102,6674 113,5394 136,1899 127,4970 2400 98,1865 115,5609 114,4374 112,9342 115,8316 124,9670 126,5667 2600 99,1830 133,4330 125,8525 119,0714 132,2728 139,8104 137,2454 2800 103,6686 127,7688 134,5223 130,7856 125,2387 131,0282 128,4855

(58)

terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar pertadex putaran mesin 2400 rpm yaitu sebesar 132.3790 gr/kWh.

• Pada pembebanan 4.5 kg SFC tertinggi terjadi pada penggunaan biodiesel 25% putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 139.8104 gr/kWh dan SFC terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar pertadex pada putaran mesin 2400 yaitu sebesar 98.1865 gr/kWh.

Perbandingan harga SFC untuk masing-masing pengujian bahan bakar dapat dilihat pada gambar 4.14 dan 4.15 di bawah ini.

Gambar 4.14 SFC vs Putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg

Gambar 4.15 SFC vs Putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg

0

1800 2000 2200 2400 2600 2800

sfc

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada

Pembebanan 3,5 Kg

1800 2000 2200 2400 2600 2800

sfc

(59)

• Dari grafik diatas dapat disimpulkan SFC terendahdidominasibahan bakar pertadex. Hal ini dipengaruhi oleh nilai kalor bahan bakar yang paling tinggi dibanding semua bahan bakar yang tersedia. Nilai kalor yang tinggi mengakibatkan konsumsi bahan bakar yang terjadi setiap jamnya semakin rendah persatuan daya yang dibangkitkannya.

4.4.8 Heat Loss

Heat loss dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini

Heat Loss = Cp x (ma + mf) x (Te –Ta)

Dimana:

Te = Suhu exhaust (oC)

Ta = Suhu ambient/ suhu udara luar (asumsi 27oC)

Cp = panas jenis pada tekanan konstan (1.005 KJ/Kg K)

Untuk beban 3.5 kg, putaran 1800 rpm bahan bakar pertadex maka heat loss dapat dihitung:

Heat Loss = 1.005 x (12.69465+ 0.918697) x (120 –27)

= 1205.077

Selanjutnya dengan perhitungan yang sama untuk pembebanan, variasi nilai LHV sesuai dengan persentase biodiesel, dan putaran yang bervariasi maka didapat heat losses seperti pada tabel 4.17 di berikut ini.

Tabel 4.17 Heat Losses

(60)

3,5 2400 2713,039 2445,867 2631,550 2628,114 2399,025 2446,406 2305,003 2600 3339,426 2934,414 3372,424 3063,881 3151,276 3040,261 3177,486 2800 4143,612 3749,384 3967,360 3843,749 3620,418 3749,385 3769,174

4,5

1800 1206,179 1074,861 1204,642 1203,575 1270,184 1105,217 1269,407 2000 1706,473 1556,907 1446,147 1480,147 1587,924 1728,448 1586,769 2200 2154,237 1830,576 1992,574 2056,755 1992,264 2158,764 2156,356 2400 2470,123 2125,704 2558,651 2442,901 2127,222 2301,044 2388,503 2600 3263,809 2786,193 2979,599 3142,972 2983,339 2886,632 3177,486 2800 4359,932 3835,010 3839,102 3842,530 3743,045 3527,604 3650,133

• Pada pembebanan 3.5 kg Heat Loss tertinggi terjadi pada penggunaan pertadex putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 4143.612, sedangkan Heat Losses terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 20% putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 949.384.

• Pada pembebanan 4.5 kg Heat Loss tertinggi terjadi pada penggunaan pertadex pada putaran mesin 2800 yaitu sebesar 4359.932 sedangkan Heat

loss terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 5% pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 1074.861 W

Nilai dari heat loss dapat dilihat pada gambar grafik 4.16 dan 4.17 di berikut ini.

Gambar 4.16 Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg

0

1800 2000 2200 2400 2600 2800

H

Heat Loss pada Pembebanan 3,5 Kg

(61)

Gambar 4.17 Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg

• Dari grafik diatas diperoleh Heat Loss yang tinggi pada pertadex diakibatkan suhu exhaust yang dikeluarkan pada penggunaan pertadex relatif lebih tinggi, hal ini terjadi karena nilai kalor bahan bakar pertadex yang paling tinggi dari semua bahan bakar yang tersedia, selain itu heat loss tertinggi juga terjadi pada putaran yang tinggi karena adanya kecenderungan peningkatan suhu exhaust pada putaran yang lebih tinggi.

4.4.9 Persentase Heat Loss

Panas yang masuk ke mesin diberikan oleh persamaan di bawah ini

Q = Cp x mf x LHV

Maka besarnya persentase panas yang terbuang dari mesin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini:

% ��ℎ�� =Cp x (ma + mf) x (Te – Ta)

�� 100%

Dengan memasukkan nilai Te dan LHV untuk pertadex pada putaran 1800 rpm, pembebanan 3.5 kg maka didapat % Heat Loss sebagai berikut:

0

1800 2000 2200 2400 2600 2800

H

Heat Loss pada Pembebanan 4,5 Kg

(62)

% ��ℎ�� = 1.005(12.69465 + 0.19869) x (120 – 27)

0.19869 � 56466.04 �100%

= 10.7407 %

Dengan menggunakan perhitungan yang sama pada variasi nilai LHV untuk setiap persetase biodiesel, dan putaran maka didapat nilai persentase heat loss seperti ditunjukkan pada tabel 4.18 di bawah ini.

Tabel 4.18 Persentase Heat Loss

Persentase Heat Loss (%) PertaDex Biodiesel

1800 10,7407 11,1100 10,9459 10,1167 8,07847 9,44466 9,07033 2000 12,8579 11,8312 13,3181 12,2579 10,3622 10,6604 11,4487 2200 13,9258 15,8885 14,4469 13,1552 12,2317 12,3096 14,7771 2400 18,7646 15,4697 15,2537 15,4468 13,7438 16,6928 15,8291 2600 20,7158 18,3247 18,0049 15,3727 16,7260 19,4151 19,5827 2800 23,3409 18,3109 18,1553 16,2549 18,3010 20,0077 20,9063

4,5

1800 10,1485 11,1871 11,7603 11,7325 13,1624 12,7623 14,3054 2000 13,9929 13,4619 12,5738 12,0945 14,4483 16,3300 15,7863 2200 15,3604 14,5092 15,0453 15,1845 16,7846 16,6186 17,8459 2400 16,7322 15,6571 17,5632 14,8835 15,7710 17,3113 17,6642 2600 20,0140 16,0607 16,8167 16,4453 17,3427 17,1714 19,5827 2800 23,3159 20,5713 18,4468 16,5252 21,1283 20,3672 21,8528

• Pada pembebanan 3.5 kg persentase heat loss tertinggi terjadi pada penggunaan pertadex putaran mesin 2800 yaitu sebesar 23.3409% sedangkan persentase Heat Loss terendah terjadi pada pemakaian Biodiesel 20% putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 8.0784%

(63)

Hasil dari persentase heat loss untuk masing-masing bahan bakar, pembebanan dapat dilihat pada gambar grafik 4.18 dan 4.19 di bawah ini.

Gambar 4.18 Persentase Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg

Gambar 4.19 Persentase Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg

0

1800 2000 2200 2400 2600 2800

H

% Heat Loss pada Pembebanan 3,5 Kg

PertaDex

1800 2000 2200 2400 2600 2800

H

% Heat Loss pada Pembebanan 4,5 Kg

(64)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

1. Pencampuran biodiesel dedak padi dengan pertadex murni sebagai bahan bakar alternatif sudah layak digunakan dimana perbandingan antara performansi pertadex dengan campuran pertadex biodiesel dedak padi tidak terlalu signifikan.

2. Dari hasil pengujian berdasarkan jumlah bahan biodiesel yang digunakan (Pertadex, Pertadex + 5% Biodiesel, Pertadex + 10% Biodiesel, pertadex + 15 % Biodiesel, pertadex + 20% Biodiesel,pertadex + 25% Biodiesel,pertadex + 30% Biodiesel) diperoleh bahwa :

• Daya menurun

• Konsumsi bahan bakar spesifik (Spesific Fuel Consumption)

meningkat

• Efisiensi termal aktual menurun

• Laju aliran massa bahan bakar meningkat

• Efisiensi volumetris menurun

• Heat loss serta persentase heat loss menurun

• Air Fuel Rasio menurun

Hal ini dipengaruhi oleh nilai kalor yang menurun pada saat pemakaian biodiesel meningkat.

3. Dibandingkan tanpa menggunakan supercarjer dengan bahan dan variasi bahan bakar yang sama diperoleh bahwa :

• Daya meningkat

• Konsumsi bahan bakar (Spesific Fuel Consumption) meningkat

(65)

• Laju aliran massa bahan bakar meningkat

• Efisiensi volumetris meningkat

• Heat loss dan persentase heat loss meningkat

• Air Fuel Rasio meningkat

Hal tersebut dikarenakan tekanan udara segar yang akan digunakan pada saat pembakaran naik sehingga banyak bahan bakar yang terbakar pun semakin banyak.

5.2 Saran

1. Membaca alat ukur dengan baik, terutama mmH2O dan laju alir air pendingin dikarenakan kondisinya tidak selalu stabil.

2. Mulai mencatat hasil penelitian ketika mesin sudah dalam kondisi baik, minimal sediakan waktu 10 menit untuk menstabilkan mesin disetiap variasi yang akan diuji baik variasi putaran maupun bahan bakar yang digunakan.

(66)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Biodiesel

2.1.1 Sejarah Penggunaan Bahan Bakar Alternatif Biodiesel

Sejarah biodiesel dimulai dipertengahan 1800-an, Transesterifikasi minyak sayur dilakukan pada awal 1853 oleh ilmuwan E. Duffy and J. Patrick, pada tahun sebelumnya mesin diesel ditemukan. Adalah mesin milik Rudolf Diesel's yang dijadikan model utama, sebuah mesin berukuran 10 ft (3 m) silinder besi dengan roda gaya pada bagian dasar, melaju pada saat pengoperasian pertamadi Augsburg, Germany, 10 Agustus 1893. Untuk mengenang hal ini, 10Agustus dideklarasikan sebagai Hari Biodiesel Internasional

Rudolf Diesel mendemonstrasikan sebuah mesin diesel yang berjalan dengan bahan bakar minyak kacang tanah (atas permintaan pemerintah Perancis) dibangun oleh French OttoCompany pada saat pameran dunia di Paris, Perancis pada tahun 1900. Mesin ini mendapatkan harga tertinggi. Mesin ini dijadikan prototipe Diesel's vision karena menggunakan tenaga minyak kacang tanah. Sebuah bahan bakar yang bukan termasuk biodiesel, karena tidak diproses secara transesterifikasi. Dia percaya bahwa penggunaan bahan bakar dengan biomassa merupakanmesin masa depan. Pada tahun 1912 pidato Diesel mengatakan, "penggunaan minyak nabati untuk bahan bakar mesin terlihat tidak menarik pada saat ini, akan tetapi menjadi hal yang sangat penting setara dengan petroleum dan

produk batubara di masa depan".

Minyak yang didapatkan langsung dari pemerahan atau pengempaan biji sumber minyak (oilseed), yang kemudian disaring dan dikeringkan (untuk mengurangi kadar air), disebut sebagai minyak lemak mentah. Minyak lemak mentah yang diproses lanjut guna menghilangkan kadar fosfor (degumming) dan asam-asam lemak bebas (dengan netralisasi dan steam refining) disebut dengan

refined fatty oil atau straight vegetable oil (SVO). SVO didominasi oleh

(67)

dengan solar (bisa mencapai 100 kali lipat, misalkan pada Castor Oil). Oleh karena itu, penggunaan SVO secara langsung di dalam mesin diesel umumnya memerlukan modifikasi/tambahan peralatan khusus pada mesin, misalnya penambahan pemanas bahan bakar sebelum sistem pompa dan injektor bahan bakar untuk menurunkan harga viskositas. Viskositas (atau kekentalan) bahan bakar yang sangat tinggi akan menyulitkan pompa bahan bakar dalam mengalirkan bahan bakar ke ruang bakar. Aliran bahan bakar yang rendah akan menyulitkan terjadinya atomisasi bahan bakar yang baik. Buruknya atomisasi berkorelasi langsung dengan kualitas pembakaran, daya mesin, dan emisi gas buang.

Pada tahun 1920an, perusahaan mesin diesel mengutamakan pembuatan

mesin dengan petrodiesel sebagai bahan bakar utama dimanamemiliki nilai viskositas rendah (berbahan bakar fosil), dibandingkan mesin untuk bahan bakar nabati. Industri petroleum dapat menentukan harga di pasar bahan bakar karena bahan bakar fosil lebih murah dari bahan bakar alternatif. Pada akhirnya, persaingan ini hampir menyebabkan infrastruktur produksi bahan bakar nabati hancur. Namun akhir akhir ini, karena terkait dampak lingkungan serta menurunnya harga bahan bakar nabati, bahan bakar nabati semakin diminati.

Disamping itu, ketertarikan penggunaan minyak nabati sebagai bahan bakar

dalampembakaraninternalmesindilaporkanolehbeberapaNegarapadatahun1920an d an 1930an serta pada akhir perang dunia ke-II. Belgia, Perancis, Itali, Inggris, Portugal, Jerman, Brazil, Argentina, Jepang dan Cina telah melaporkan pengujian

serta penggunaan minyaknabatisebagai

(68)

2.1.2 Definisi Biodiesel

Biodieseladalahbahanbakarmesindieselyangberupa ester mono alkil asam-asam lemak rantai panjang,yang diturunkan dari minyak tumbuh-tumbuhan atau lemak hewan.Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif ramah lingkungan,tidakmempunyaiefekterhadapkesehatandandapat dipakaisebagaibahanbakarkendaraanbermotorserta dapatlebih menurunkan emisi bila dibandingkan dengan minyak diesel. Biodiesel mempunyai sifat pembakaran yang serupa dengan minyaksolar,sehinggadapatdipergunakanlangsungpadamesin berbahan bakarminyaksolartanpamengubah mesin. Karakteristik dan standar biodiesel ditunjukkan pada tabel 2.1 di bawah ini.

Tabel 2.1 Karateristik dan standar biodiesel

Parameter Satuan

(69)

Kadar Ester Alkil %wt 96,56

Uji halpen Negatif

Sumber : Badan Standarisasi Nasional (2006) European Co,,ision (2007)

Thajana dan Pranowo Kartika et.al (2011)

2.1.3. Pembuatan Biodiesel

Biodiesel dapatdibuatdari berbagai minyakhayati(minyaknabati ataulemakhewani)melalui prosesesterifikasigliseridaataudikenal dengan prosesalkoholisis.Reaksiyang terjadidapat dituliskan sebagai berikut(Ma,F.,1999;Hariyadi, dkk,2005).

Hampirseluruhminyaknabatidapatdiolahmenjadibiodiesel. Minyak

nabatiyangdapatdiolahmenjadi biodiesel dapat dihasilkanolehberbagai macamjenistumbuhansepertikedelai,kanola,intisawit,kelapa, jarak pagar,bunga

matahari,bijikapuk,jagung, dedak padidanratusan tanaman penghasil minyaklainnya.Namunbahanutamapembuatan biodieselyangsering digunakan adalah minyakjarakpagarkarena minyakinibukanmerupakan minyak untuk pangan karena minyak jarak ini memiliki sifat sangat beracun.

Padaskalakecildapatdilakukandenganbahanminyakgoreng1 literyang baruatau bekas.Metanolsebanyak200 mlatau0.2liter.Soda apiatauNaOH

3,5gramuntuk minyakgoreng bersih,jikaminyakbekas

diperlukan4,5gramataumungkinlebih.Kelebihanini diperlukan untuk menetralkanasamlemak bebasatauFFAyang banyakpada minyak goreng bekas. Dapat pula mempergunakan KOH namun mempunyai hargalebih mahaldan diperlukan1,4kalilebihbanyakdari soda. Proses pembuatan;Sodaapi dilarutkandala

(70)

biodiesel pada bagian atas dengan warna jernih kekuningan dansedikitbagian bawahcampuranantarasabun dariFFA, sisametanolyangtidakbereaksidangliserinsekitar79ml.

Biodieselmerupakan cairan kekuningan pada bagian atas dipisahkan dengan mudahdengan menuang dan menyingkirkanbagianbawahdari cairan. Untukskalabesar produk bagianbawahdapat dimurnikanuntuk memperolehgliserinyangberhargamahal,jugasabundansisa metanol yangtidak bereaksi.

Gambar 2.1 Diagram Alir Biodiesel

Pembuatan biodiesel dapat dilakukan dengan cara berikut ini:

1. Proses reaksi kimia

Reaksi kimia dalam pembuatanbiodiesel bisadilakukan dengan2cara,yaitu:

1.a.Reaksi Trans-esterifikasi

Transesterifikasi(biasadisebutdenganalkoholisis) adalah tahapkonversi daritrigliserida(minyak nabati) menjadi alkyl ester, melalui reaksi dengan alkohol, danmenghasilkanproduk samping

yaitugliserol.Diantaraalkohol-alkoholmonohidrikyang menjadi

(71)

biodiesel praktisidentik denganester metil asam-asam lemak(FattyAcids

MetilEster,FAME).

Berikut ini dapat dilihat rumus kimia proses transesterifikasi :

Hal-hal yang mempengaruhireaksi transesterifikasi

Tahapanreaksitransesterifikasipembuatan biodieselselalu menginginkan agar didapatkan produk biodiesel dengan jumlah yang maksimum.Beberapakondisireaksi yang mempengaruhi konversiserta perolehan biodiesel melaluitransesterifikasiadalah sebagai berikut(Freedman,1984):

a.Pengaruhairdan asamlemak bebas

Minyaknabatiyangakanditransesterifikasiharusmemilikiangka

asamyanglebihkecildari1.Banyakpenelitiyangmenyarankan agar kandungan asam lemak bebas lebih kecil dari 0.5% (<0.5%).Selainitu,semuabahanyang akandigunakanharus bebas dari air. Karena air akan bereaksi dengan katalis, sehinggajumlahkatalismenjadi berkurang.Katalisharus terhindar dari kontakdenganudaraagartidak mengalamireaksi denganuap air dankarbon dioksida.

b.Pengaruhperbandinganmolar alkohol dengan bahan mentah Secarastoikiometri,jumlahalkoholyangdibutuhkanuntukreaksi

adalah3moluntuksetiap1moltrigliseridauntukmemperoleh3

(72)

(BradshawandMeuly,1944).Secaraumumditunjukkanbahwa semakinbanyakjumlahalkoholyangdigunakan,makakonversi yangdiperolehjugaakansemakinbertambah.Padarasiomolar

6:1,setelah1jamkonversiyang dihasilkanadalah 98-99%, sedangkanpada 3:1adalah74-89%.Nilai perbandinganyang terbaik adalah6:1karenadapat memberikankonversiyang maksimum.

c.Pengaruhjenis alkohol.

Pada rasio 6:1, metanol akan memberikanperolehanesteryang tertinggidibandingkandengaan menggunakanetanolatau butanol.

d.Pengaruhjenis katalis

Alkalikatalis(katalisbasa) akan mempercepatreaksi transesterifikasi biladibandingkandengankatalisasam.Katalis basayangpalingpopuleruntukreaksi

transesterifikasi adalah natriumhidroksida(NaOH), kaliumhidroksida(KOH), natrium metoksida(NaOCH3), dankaliummetoksida(KOCH3).Katalis sejati bagi

reaksi sebenarnya adalah ion metilat (metoksida) Reaksi transesterifikasi akanmenghasilkankonversi yang maksimum denganjumlahkatalis 0,5-1,5%-bminyaknabati. Jumlahkatalisyang efektifuntukreaksi adalah0,5%-b minyak nabati untuk natrium metoksidadan1%-bminyak nabati untuk natriumhidroksida.

e.Metanolisis Crude danRefinedMinyak Nabati

Perolehanmetilester akanlebihtinggijikamenggunakan minyak nabati refined.Namun apabila produk metil ester akan digunakan sebagai bahanbakar mesin diesel,cukupdigunakanbahanbaku berupaminyak yangtelah dihilangkangetahnya dan disaring.

f.Pengaruhtemperatur

(73)

1.b.Reaksi Esterifikasi

Esterifikasi adalahtahapkonversi dari asamlemakbebas menjadiester.Esterifikasi mereaksikan minyaklemakdengan alkohol.Katalis-katalis yang cocok adalah zat berkarakter asam kuat, dankarenaini, asamsulfat, asamsulfonat organikatauresin penukarkationasamkuatmerupakan katalis-katalis yang biasa terpilih dalampraktekindustrial (Soerawidjaja,2006).

Untuk mendorong agarreaksibisa berlangsungkekonversiyang sempurna padatemperaturrendah(misalnyapaling tinggi 120°C), reaktan metanolharus ditambahkandalamjumlahyang sangat berlebih(biasanyalebihbesardari10kalinisbahstoikhiometrik)

danairprodukikutanreaksiharusdisingkirkandarifasareaksi, yaitu fasa minyak. Melalui kombinasi-kombinasi yang tepat dari kondisi-kondisireaksi danmetodepenyingkiranair,konversi sempurnaasam-asamlemakkeester

metilnyadapat dituntaskan dalamwaktu1sampai

beberapajam.Reaksiesterifikasidari asam lemakmenjadimetil ester adalah :

Hal-halyangMempengaruhi ReaksiEsterifiksi

a.WaktuReaksi

Semakinlamawaktureaksimakakemungkinankontak antarzat semakin besar sehingga akan menghasilkan konversi yang besar.Jikakesetimbanganreaksisudahtercapai maka dengan bertambahnyawaktureaksitidak akan menguntungkankarena tidakmemperbesarhasil.

b.Pengadukan

(74)

c.Katalisator

Katalisatorberfungsi untukmengurangitenagaaktivasipada suatureaksisehinggapada suhutertentuhargakonstanta kecepatan reaksisemakin besar.Pada reaksi esterifikasiyang sudahdilakukanbiasanyamenggunakan konsentrasikatalis antara 1-4%beratsampai 10% beratcampuranpereaksi(Mc Ketta,1978).

d.SuhuReaksi

Semakin tinggisuhu yang dioperasikan makasemakin banyak konversiyangdihasilkan,halinisesuai dengan persamaan Archenius. Bilasuhunaikmaka hargak makinbesarsehingga reaksi berjalancepat danhasilkonversimakin besar.

2. ProsesLanjutan(Pencucian)

Banyakcara “washing”biodiesel,yang paling banyakdigunakan

adalah“The BubblewashMethode”,caranyaadalah ditambahkan air

seperempatsampaisetengahvolumeoil(campurH3PO410%10ml pergalon) padasuhu tetap.Masukkan pompaakuarium, nyalakan 24 jam.Lakukanlagi sekitar 3- 4kalihingga pHairnetral.

2.2 Pertadex

PertaDex (singkatan dari “Diesel Environment Extra”) adalah salah satu jenis bermotor denga dengan bahan bakar untuk mesin diesel lainnya, diantaranya :

• Memilik angka performa tinggi dengan Cetane Number Minimal 53 (paling

tinggi dikelasnya).

• Memiliki Kandungan Sulfur Paling Rendah di Indonesia (max. 300 ppm)