CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA
BERBENTUK SARANG LABA-LABA
UNTUK MENGURANGI EMISI GAS BUANG
PADA SUPRA X 125
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun Oleh :
LUQMANUR HAFID AYATULLAH 201110120311125
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya lah Tugas Akhir yang berjudul “CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA BERBENTUK SARANG LABA-LABA UNTUK MENGURANGI EMISI GAS BUANG PADA SUPRA X 125” ini dapat terselesaikan.
Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, tidaklah lepas dari dukungan banyak pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini, yaitu:
1. Bapak dan Ibu saya tercinta yang senantiasa mendoakan, mendukung dan selalu memotivasi hingga saya dapat menjadi seperti sekarang.
2. Ir. Ali Mokhtar, MT. dan Drs.Moh.Jufri.,ST.,MT. yang telah dengan sabar membimbing penulis dalam menempuh perkuliahan serta penyusunan Tugas Akhir.
3. Seluruh dosen Teknik mesin yang telah membimbing selama kuliah. 4. Semua keluarga besar yang telah menjadi motivasi saya selama ini.
5. Saudara yang tak sedarah dan seperjuangan yang telah banyak menginspirasi dan yang berpengaruh besar terhadap hidup saya, namun tidak dapat disebutkan satu persatu, terimakasih banyak Para Penghuni Kontrakan njethak ngasri kecamatan Dau
6. Semua Teman - Teman Teknik Mesin Angkatan 2011, dan jurusan lain yang telah memberikan masukan dan bantuannya.
Dengan penuh kesadaran sebagai manusia, saya mohon maaf apabila ada kesalahan dalam penyusunan tugas akhir ini. Oleh karena itu, mohon saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan tugas akhir ini, dan penulis berharap Tugas Akhir ini berguna bagi semua pihak.
DAFTAR ISI
Lembar Judul ...i
Poster ...ii
Lembar Pengesahan ...iii
Lembar Konsultasi ...iv
Surat Pernyataan Tidak Plagiat ...v
Abstrak Indonesia dan English ...vi
Abstrak English ...vii
BAB I Pendahuluan ...1
1.1Latar Belakang ...1
1.2Rumusan Masalah ...3
1.3Tujuan Penelitian ...3
1.4Batasan Masalah ...4
1.5Manfaat Penelitian ...4
BAB II Tinjauan Pustaka ...5
2.1Polusi Sektor transportasi ...5
2.2Proses Terbentuknya Gas Buang ...6
2.2.1CO (Carbon Monoksida) ...6
2.2.2 HC (HidroCarbon) ...7
2.2.3Nox (Nitrogen) ...8
2.3Catalytic Converter ...9
2.3.2Jenis-jenis Catalytic Converter ...11
2.3.3Cara Kerja Catalytic Converter ...14
2.4Katalis ...15
2.4.1Pengertian Katalis ...15
2.4.2Energi Aktifasi dan katalis ...17
2.4.3Kecepatan Reaksi Katalis Heterogen ...18
2.5Substrac ...19
2.5.1Ceramic Pellet...19
2.5.2Ceramic HoneyComb ...20
2.5.3Metallic Honeycomb ...20
2.6Material Katalis ...21
2.7Tembaga ...22
2.8Desain katalis Model Jaring Laba-laba ...23
2.9Perbandingan Udara Bahan Bakar ( A/F ) atau AFR ...24
2.10Reaksi Pembakaran ...25
BAB III Metode Penelitian ...28
3.1Merencanakan dan Merancang Catalytic Converter ...28
3.1.1 Perhitungan Dimensi ...28
3.1.2Desain Chasing Catalytic Converter...28
3.1.3Desain Catalis Bentuk Sarang Laba-laba ...30
3.1.4Alat dan Bahan untuk Pembuatan Katalis ...30
3.1.5Pembuatan Katalis ...30
3.2Pelaksanaan Pengujian ...32
3.2.2Prosedur Pengujian ...34
3.2.3Variabel pengujian ...37
3.2.4Prosedur Pengambilan Data...37
3.2.5Analisa Data ...38
3.2.6Waktu dan Tempat Penelitian...38
3.3Skema Penelitian ...39
BAB IV Hasil dan Pembahasan ...40
4.1Data Hasil Pengujian...40
4.1.1Data Hasil Pengujian Gas Buang Tanpa Catalytic Converter ...40
4.1.2Data Hasil Pengujian Gas Buang Dengan Catalytic Converter ....41
4.2Pembahasan dan Perhitungan Data Hasil Pengujian ...41
4.2.1Analisa Emisi Gas Buang Hidrokarbon (HC) ...41
4.2.2 Analisa Emisi Gas Buang Karbon Monoksida (CO) ...42
4.2.3 Analisa Emisi Gas Buang Karbon Dioksida (CO2)...44
4.2.4 Analisa Gas Oksigen (O2) ...45
4.2.5Analisa prosentase penurunan emisi gas buang pada katalis ... 46
BAB V Penutup ...48
5.1 Kesimpulan ...48
5.2 Saran ...49
DAFTAR PUSTAKA ...50
Daftar Tabel
Tabel 2.1 sumber-sumber polusi udara ...6
Tabel 2.2 Pengaruh A/F pada daya, bahan bakar dan emisi ...26
Tabel 2.3 Standart Emisi Gas Buang ...27
Tabel 4.1 Data hasil pengujian tanpa Catalytic Converter ...40
Tabel 4.2 Data Data hasil pengujian dengan Catalytic Converter ...41
Tabel 4.3 Emisi Gas buang tanpa Catalytic Converter ...46
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Tempat catalytic converter pada kendaraan bermotor ...11
Gambar 2.2 Single Bed Oksidasi ...11
Gambar 2.3 Dual Bed oksidation ...12
Gambar 2.4 Single Bed Three way ...14
Gambar 2.5 Catalytic Converter Ceramic pellet ...19
Gambar 2.6 Catalytic Converter Ceramic honeycomb ...20
Gambar 2.7 Catalytic Converter metallic honeycomb ...21
Gambar 3.1 Desain CC 3 dimensi ...29
Gambar 3.2Casing catalytic converter ...29
Gambar 3.3 Dimensi katalis bentuk sarang laba - laba ...30
Gambar 3.4Bahan dan alat sebagai pembuatan katalis ...31
Gambar 3.5 proses pembentukan sarang laba - laba ...31
Gambar 3.6 Model sarang laba-laba sebagai katalis ...32
Gambar 3.7 katalis yang sudah jadi dan siap untuk diuji ...32
Gambar 3.8 Gas Analyzer Tecnotest MOD 488 ...33
Gambar 3.9 Engine Stand yang dipergunakan untuk penelitian ...34
Gambar 3.10 Pengunjian tanpa menggunakan Catalyst ...36
Daftar Grafik
Grafik 2.1 Hubungan AFR dan Emisi Gas Buang ... 26
Grafik 4.1 grafik hubungan antara Emisi HC dengan Variabel putaran ... 42
Grafik 4.2 Grafik Hubungan antara Emisi CO dengan Variabel Putaran ... 43
Grafik 4.3 Grafik Hubungan antara Emisi CO2 dengan Variabel Putaran ... 44
DAFTAR PUSTAKA
1) Aryanto A, Razif M, 2000, study penggunaan tembaga (Cu) sebagai Catalytic Converter pada knalpot sepeda motor dua tak terhadap emisi gas CO (jurnal), Teknik Lingkungan, ITS.
2) Badan Pengendalian Dampak lingkungan (2002), Sumber Dan Standart Emisi Gas Buang.
3) Chusnul. M 2005, Study Penggunaan Katalis CuO/yAL203 sebagai Catalytic Converter Untuk Mereduksi Emisi CO, ITS, Surabaya.
4) Dowden D.A., atall, 1970, Catalytic Hand Book, Verlag New York, Inc
5) Heisler H., 1995, Advanced Engine Tecnology Hodder Headline Group, London.
6) Intisari, 1999, upaya mengurangi emisi gas buang kendaraan bermotor (jurnal).
7) Irawan B. , 2003, Rancang Bangun Catalytric Converter dengan Material Substrat Tembaga (Cu) untuk Mereduksi Emisi Gas CO, Tesis MIL UNDIP 8) Obert. Erdward F. , 1973, Internal Combustion Engine and Air Pollution,
Third Edition. Harper & Row, Publisher, Inc, New York
9) Springer – Verlag New York Inc, 1970, catalyst hand book. Walfe Scintific Book, London – England
10) Warju, 2006, Pengaruh Penggunaan Catalytic Concerter Tembaga berlapis Mangan Terhadap Kadar Polutan Motor Bensin Empat Langkah. Institut Teknologi Surabaya
11) Hariripriyanto.blogspot.co.id (modul pembelajaran system gas buang sepeda motor)
12) http://id.m.wikipedia.org/wiki/katalis
1
BAB I
PEDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Makin meningkatnya tingkat pemakaian kendaraan berbahan bakar bensin seperti pada mobil, sepeda motor, kendaraan umum, berakibat pada meningkatnya tingkat polusi udara yang disebabkan oleh emisi dari kendaraan berbahan bakar bensin.
Sebuah kendaraan bermotor, dari proses bekerjanya dapat menghasilkan polutan berupa gas Carbon Monoksida (CO), Hidrokarbon (HC), Nitrogen Oksida (NOx), Sulfur Oksida (SO), dan Timbal (Pb). Salah satu polutan udara yang berbahaya dan sangat dominan jumlahnya adalah gas Carbon Monoksida (CO) yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar dan udara motor bensin yang tidak sempurna (Wardhana A.W 1995).
Mengingat bahaya emisi gas buang khususnya carbon monoksida tersebut yang biasa menyebabkan kematian bagi manusia yang menghirupnya, maka perlu usaha - usaha untuk mengendalikan dan mengurangi udara agar dampak negative bagi manusia dapat dikurangi dan
2
dilakukan dengan memodifikasi kendaraan bermotor salah satunya memodifikasi pada saluran gas buang (catalytic converter).
Catalytic converter merupakan sebuah converter (pengubah) menggunakan media yang bersifat katalis, dimana media tersebut diharapkan dapat membantu atau mempercepat terjadinya proses perubahan suatu zat (reaksi kimia) sehingga gas seperti CO dapat teroksidasi menjadi CO2 (Dwoden, D.A. New York Inc, 1970)
3
Berdasarkan penelitian tersebut Catalytic Converter adalah salah satu teknologi yang dapat digunakan untuk mengurangi polutan pada kendaraan bermotor yang bertujuan mampu menurunkan kadar gas buang. Hal ini menjadikan tembaga sebagai salah satu alternatif pengganti logam mulia dalam katalis. Oleh karena itu dari hasil penelaahan tersebut penulis dapat membuat dan melakukan penelitian suatu “CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA BERBENTUK SARANG
LABA-LABA PADA KNALPOT SUPRA X 125 UNTUK
MENGURANGI EMISI GAS BUANG” yang mempunyai kelebihan material mudah didapatkan, harganya relative murah dan proses pembuatannya yang mudah.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut :
1. Berapa besar perubahan kadar emisi yang dihasilkan dengan menggunakan catalytic converter dan tanpa menggunakan catalytic converter
2. Mampukah catalytic converter berbahan tembaga berbentuk sarang laba-laba menetralisir gas hidrokarbon dan carbon monoksida
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan sebagai berikut :
1. Mengetahui perubahan kadar emisi gas buang dengan menggunakan catalytic converter dan tanpa menggunakan catalytic converter
4
1.4 Batasan Masalah
Dari beberapa permasalahan diatas, agar dalam penyusunan ini tidak terjadi kesalah pahaman dan pelebaran masalah, maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut :
1. Material katalis menggunakan tembaga yang di dapat dari toko logam / toko material.
2. Gas buang yang diukur HC dan CO.
3. Bahan bakar yang digunakan adalah premium yang dibeli dari SPBU pertamina.
4. Pengukuran emisi gas buang dilakukan pada jenis motor bensin 4 langkah, 1 silinder, dengan system karburator, engine standart dengan type Honda Supra X 125 cc tahun 2008.
5. Spesifikasi motor bakar yang diuji dalam keadaan standart
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian yang dapat diambil adalah :
1. Memberikan informasi dan pengetahuan mengenai catalytic converter 2. Memberikan informasi sejauh mana pengaruh catalytic converter
menggunakan bahan tembaga
3. Sebagai informasi bahan alternatif untuk membuat Catalytic Converter yang lebih murah dan mudah didapat.
