PENGARUH VARIASI NORMALITAS NaOH DAN KOH PADA AKTIVASI BASA-FISIK ZEOLIT PELET PEREKAT TERHADAP PRESTASI SEPEDA MOTOR BENSIN 4-LANGKAH

PENGARUH VARIASI NORMALITAS NaOH DAN KOH PADA AKTIVASI BASA-FISIK ZEOLIT PELET PEREKAT TERHADAP

PRESTASI SEPEDA MOTOR BENSIN 4-LANGKAH

Oleh:

ARI ANDREW PANE

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

ABSTRAK

PENGARUH VARIASI NORMALITAS NaOH DAN KOH PADA AKTIVASI BASA-FISIK ZEOLIT PELET PEREKAT TERHADAP

PRESTASI SEPEDA MOTOR BENSIN 4-LANGKAH

Oleh

ARI ANDREW PANE

Zeolit alam merupakan salah satu alternatif bahan adsorben. Akan tetapi harus diaktivasi terlebih dahulu untuk mendapatkan zeolit dengan kemampuan adsorpsi yang tinggi. Pada Penelitian sebelumnya, penggunaan zeolit perekat teraktivasi basa-fisik NaOH dan KOH dengan variasi normalitas hanya dilakukan pada pengujian prestasi mesin diesel 4-langkah. Nilai konsentrasi aktivator sangat mempengaruhi kemampuan adsorpsi zeolit terhadap nitrogen dan uap air. Semakin besar normalitas aktivator yang digunakan, maka semakin bertambah luas spesifik pori-pori zeolit. Akan tetapi, aktivator yang melebihi normalitas optimalnya dapat pula menyebabkan struktur dasar zeolit berubah sehingga mengakibatkan pengurangan daya adsorpsi uap air.

Dalam penelitian ini ada 2 macam aktivasi, yaitu aktivasi kimia dengan variasi aktivator NaOH dan KOH pada normalitas 0,25N;0,5N;0,75N; dan 1,0N dan aktivasi fisik dengan variasi temperatur 220°C selama 2 jam. Semua dibuat dalam bentuk zeolit pelet perekat dengan diameter 10 mm dan tebal 3 mm. Pengujian dilakukan dengan membandingkan tanpa menggunakan zeolit pelet dan dengan menggunakan zeolit pelet yang telah teraktivasi pada pengujian berjalan, diam, dan pengujian terhadap emisi gas buang. Zeolit pelet perekat tersebut dikemas dalam suatu frame dan diletakkan di dalam saringan udara pada sepeda motor. Dari hasil pengujian dan analisa didapatkan bahwa dengan penggunaan zeolit yang diaktivasi kimia dapat meningkatkan prestasi motor bensin 4-langkah bila dibandingkan tanpa menggunakan zeolit. Pada umumnya, semakin tinggi normalitas dapat mengurangi pemakaian bahan bakar dan emisi gas buang, dan meningkatkan akslerasi. Pada penggunaan KOH, hasil terbaik didapat pada penggunaan normalitas 0,75 N yang dapat menurunkan konsumsi bahan bakar sebesar 24,02 %, gas buang CO sebesar 18,75 %, gas buang HC sebesar 23,33 %, dan meningkatkan akselerasi sebesar 17,77 %. Sedangkan pada aktivator NaOH dengan aktivator 0,75 N penurunan bahan bakar sebesar 23,15 %, penurunan kadar CO sebesar 0 %, penurunan kadar HC sebesar 6,58 % dan meningkatkan akselerasi sebesar 14,77 %.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR TABEL ... iii

DAFTAR GAMBAR ... iv

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 6

C. Batasan Masalah ... 6

D. Sistematika Penulisan ... 7

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Motor Bakar ... 9

B. Proses Pembakaran ... 12

C. Saringan Udara ... 14

D. Parameter Prestasi Motor Bensin 4-langkah ... 18

E. Zeolit ... 19

F. Kelebihan Zeolit ... 22

G. Proses Pengaktivasian Zeolit ... 26

I. Tepung Tapioca ... 34

III.METODOLOGI PENELITIAN A. Alat dan Bahan Pengujian ... 35

B. Persiapan Zeolit ... 40

C. Persiapan Alat dan Bahan ... 40

D. Prosedur Penelitian ... 41

E. Prosedur Pengujian ... 43

F. Lokasi Pengujian ... 49

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A.Hasil ... 50

B.Pembahasan ... 51

1. Pengujian Berjalan ... 51

2. Pengujian Emisi ... 66

V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 75

B. Saran ... 77

DAFTAR PUSTAKA ... 79 LAMPIRAN

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Menurut lembaga Kajian untuk Reformasi Pertambangan, Energi, dan Lingkungan Hidup (ReforMiner Institute) bahwa cadangan minyak bumi Indonesia akan habis 11 tahun lagi. Menurut data lembaga ini, cadangan minyak per tahun 2011 hanya tersisa sekitar 3,74 miliar barel sementara produksi minyak per tahunnya 358,890 juta barel. (www.solopos.com)

Seiring dengan menurunnya persediaan minyak maka membuat harga minyak dunia juga meningkat. Kenaikan harga minyak dunia membuat pemerintah harus mengurangi subsidi untuk menyelamatkan APBN dengan menaikkan harga BBM. Kebijakan itu mendapat penolakan dari berbagai elemen masyarakat di seluruh penjuru nusantara. Pemerintah menghimbau seluruh kalangan masyarakat untuk melakukan penghematan energi khususnya bagi instansi pemerintahan (Lampung Post).

penghematan energi agar teknologi yang sudah tersedia dapat terus dimanfaatkan. Banyak cara untuk mengatasi krisis energi, diantaranya adalah dengan menggantikan BBM fosil yang kemudian beralih kepada energi alternatif terbarukan dan pemanfaatan zeolit alam. Potensi cadangan bahan tambang zeolit di Provinsi Lampung yang tersebar di Kabupaten Tanggamus dan Kabupaten Way Kanan, mencapai 72 juta ton, dengan sumber daya sekitar 300 juta ton. Selain itu, konsumen zeolit sangat potensial, tapi pasar terkendala karena zeolit kurang dikenal luas. Gubernur Lampung Sjachroedin Z.P mengatakan bahwa zeolit merupakan mineral masa depan karena memiliki banyak kegunaan di berbagai bidang antara lain pertanian, perkebunan, perikanan, peternakan, kelestarian lingkungan, bahan bangunan, penjernihan air, dan berbagai industri. (Lampung Post).

Jumlah molekul gas nitrogen dalam udara memiliki jumlah terbesar (78%) dibanding jumlah oksigen (21%), sedang 1% lainnya adalah uap air dan kandungan gas-gas lain (Wikipedia Foundation, 2004). Hal ini jelas akan mengganggu proses pembakaran karena nitrogen dan uap air akan mengambil panas di ruang bakar. Sehingga menyebabkan pembakaran tidak sempurna. Penyaringan udara konvensional tidak dapat menyaring gas-gas pengganggu yang terkandung di dalam udara, namun hanya dapat menyaring partikel-partikel debu ataupun kotoran-kotoran yang tampak oleh mata. Oleh karena itu diperlukan filter udara yang dapat menyaring nitrogen, uap air dan gas-gas lain agar dapat menghasilkan udara pembakaran yang kaya oksigen.

Daya serap yang dihasilkan dari zeolit dapat dimanfaatkan untuk menyaring udara yang masuk ke ruang bakar dan diharapkan dapat mengurangi kadar nitrogen serta unsur-unsur lain yang masuk ke dalam ruang bakar sehingga konsentrasi panas yang ada pada ruang bakar dapat lebih maksimum untuk menguraikan oksigen dan bahan bakar. Keberadaan unsur selain oksigen menggangu proses pembakaran karena panas hasil kompresi juga diambil oleh unsur pengganggu (N2, H2O dll.). Akibatnya, oksigen dan bahan bakar menerima panas lebih kecil, dengan demikian gas yang dihasilkan (CO2 dan H2O) juga semakin kecil. (Wardono, 2004)

basa-fisik secara keseluruhan terjadi penghematan konsumsi bahan bakar di setiap variasi massa. Tapi pada penggunaan konsumsi bahan bakar zeolit pelet perekat aktivasi basa-fisik lebih baik dari zeolit granular. Pada pengujian berjalan (road test) penghematan bahan bakar terbaik sebesar 32,3% dan untuk keadaan diam (stationer) penurunan pemakaian bahan bakar terbaik sebesar 32,03% pada putaran mesin 3500 rpm dan 18,37% pada putaran mesin 5000 rpm.

Pada penelitian Novian (2012), penelitiannya dilakukan dengan memakai aktivator basa yaitu NaOH dan KOH dan zeolit yang telah berbentuk tablet yang dibuatnya tidak menggunakan tepung tapioka sebagai perekat. Penurunan konsumsi bahan bakar terbaik untuk variasi normalitas terjadi pada aktivator NaOH pada normalitas 0,75 N sebesar 0,0195 kg/kWh (10,049%) dan daya engkol yang dihasilkan adalah sebesar 0,0326 kW (4,8089%). Sedangkan pada penelitian Chandra (2012) penggunaan zeolit pelet teraktivasi HCl 0,5 N merupakan aktivator terbaik yang dapat meningkatkan daya engkol sebesar 0,661 kW (2,769 %) dan menurunkan konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0,189 kg/kWh (8,161 %).

pembuatan pelet zeolitnya cukup menyulitkan. Seperti kita ketahui bahwa proses pemanasan dapat menghilangkan kadar air dalam zeolit, menyebabkan proses pemanasan yang lama dan dengan temperatur tinggi membuat zeolit mempunyai daya serap yang lebih tinggi. Sehingga kemampuan zeolit sebagai absorben menjadi kurang efektif ini juga yang menjadi salah satu kelemahan dari penelitian Novian (2006).

Sedangkan pada penelitian Chandra (2012) pelet yang dibuat sudah menggunakan tepung tapioka sebagai perekat sehingga proses pembuatan pelet zeolitnya akan lebih mudah dan menjadikan zeolit menjadi media absorben yang efektif bisa diwujudkan. Tetapi pada penelitian Chandra (2012) zat kimia yang digunakan sebagai aktivator adalah asam sedangkan pada Novian (2012) basa. Hasil penelitian dari Novian (2012) dengan menggunakan basa sebagai aktivator ternyata menunjukkan persentase penghematan konsumsi bahan bakar dan daya engkol yang lebih besar.

B.Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Melihat pengaruh variasi normalitas zeolit pelet yang teraktivasi basa-fisik dilihat dari prestasi mesin dan emisi gas buang sepeda motor bensin 4-langkah.

2. Mengetahui pengaruh konsentrasi campuran zeolit, NaOH dan KOH, air mineral dan tapioka pada zeolit pelet perekat terhadap emisi gas buang pada sepeda motor bensin 4-langkah 110 cc.

3. Membandingkan pemanfaatan aktifator NaOH dan KOH pada aktivator basa-fisik zeolit pelet perekat terhadap prestasi mesin dan emisi gas buang sepeda motor bensin 4-langkah 110 cc.

C. Batasan Masalah

Batasan masalah diberikan, agar pembahasan dari hasil yang didapatkan lebih terarah. Adapun batasan masalah yang diberikan pada penelitian ini, yaitu :

1. Mesin yang digunakan dalam penelitian ini adalah sepeda motor matic bensin 4 langkah (110cc), kondisi standar pabrik dan telah dilakukan tune-up / servis rutin sebelum pengujian dilakukan.

3. Zeolit pelet yang diaktifasi basa-fisik

4. Alat yang digunakan untuk membuat zeolit pelet adalah alat yang masih sederhana yang menggunakan cetakan. Oleh sebab itu, besar tekanan pada saat pembuatan diabaikan.

D. Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan dari penelitian ini adalah:

BAB I : PENDAHULUAN

Terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah dan sistematika penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Berisikan tentang motor bensin langkah, motor diesel 4-langkah, sistem karburator, teori pembakaran, parameter prestasi motor bakar, pengertian zeolit, sifat zeolit, kegunaan zeolit, dan aktivasi basaNaOH dan KOH.

BAB III : METODE PENELITIAN

Berisi Alat dan bahan pengujian, beberapa tahapan persiapan sebelum pengujian, prosedur pengujian dan diagram alir pengujian.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan pembahasan dari data-data yang diperoleh pada pengujian motor diesel 4-langkah.

Berisikan hal-hal yang dapat disimpulkan dan saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian ini.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Motor Bakar

Motor bakar adalah salah satu bagian dari mesin kalor yang berfungsi untuk mengkonversi energi termal hasil pembakaran bahan bakar menjadi energi mekanis. Motor bakar pada umumnya dibedakan menjadi dua yaitu motor bensin dan motor diesel.

1. Motor bensin

Motor bakar bensin 4-langkah adalah salah satu jenis mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) yang beroperasi menggunakan udara bercampur dengan bensin dan untuk menyelesaikan satu siklusnya diperlukan empat langkah piston dan yang menjadi ciri utama dari motor bensin adalah proses pembakaran bahan bakar yang terjadi di dalam ruang silinder pada volume tetap.

2. Motor Diesel

masuk kedalam silinder oleh injector terbakar bersama dengan udara oleh suhu kompresi yang tinggi. Motor bakar diesel dikenal juga sebagai motor penyalaan kompresi (compression Ignition Engines). Berbeda halnya dengan motor bakar bensin yang menggunakan busi untuk dapat melangsungkan proses pembakaran bahan bakar di dalam silinder, pada motor bakar diesel ini proses penyalaan dapat terjadi dengan sendiri (tanpa butuh tambahan energi dari busi). Proses pembakaran dapat terjadi di dalam silinder motor bakar diesel ini karena bahan bakar solar yang dikontakkan dengan udara terkompresi bertemperatur dan bertekanan sangat tinggi di dalam silinder, dimasukkan dengan cara disemprotkan pada tekanan tinggi, sehingga dihasilkan butir-butir bahan bakar yang sangat halus. Akibatnya, panas yang terkandung/diberikan oleh udara terkompresi tadi dapat membakar butir-butir halus bahan bakar ini. Oleh karena itu, pada motor bakar diesel ini tidak dipergunakan busi untuk memantik bahan bakar agar terbakar, seperti halnya pada motor bensin.

Motor Bensin 4-Langkah

Gambar 1. Siklus motor bakar bensin 4-langkah (wordpress.com, 2013).

Untuk lebih jelasnya proses-proses yang terjadi pada motor bakar bensin 4-langkah dapat dijelaskan melalui siklus ideal dari siklus udara volume konstan seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Diagram P-Vdari siklus ideal motor bakar bensin 4-langkah (Wardono, 2004)

a. Proses 01 : Langkah hisap (Intake)

Pada langkah hisap campuran udara-bahan bakar dari karburator terhisap masuk ke dalam silinder dengan bergeraknya piston ke bawah, dari TMA menuju TMB. Katup hisap pada posisi terbuka, sedang katup buang pada posisi tertutup. Di akhir langkah hisap, katup hisap tertutup secara otomatis. Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik konstan. Proses dianggap berlangsung pada tekanan konstan.

b. 1) Proses 12 : Langkah kompresi (Compression)

Pada langkah kompresi katup hisap dan katup buang dalam keadaan tertutup. Selanjutnya piston bergerak ke atas, dari TMB menuju TMA. Akibatnya campuran udara-bahan bakar terkompresi. Proses kompresi ini menyebabkan terjadinya kenaikan temperatur dan tekanan campuran tersebut, karena volumenya semakin kecil. Campuran udara-bahan bakar terkompresi ini menjadi campuran yang sangat mudah terbakar. Proses kompresi ini dianggap berlangsung secara isentropik.

2) Proses 23 : Langkah pembakaran volume konstan

c. Proses 34 : Langkah kerja/ekspansi (Expansion)

Kedua katup masih pada posisi tertutup. Gas pembakaran yang terjadi selanjutnya mampu mendorong piston untuk bergerak kembali dari TMA menuju TMB. Dengan bergeraknya piston menuju TMB, maka volume gas pembakaran di dalam silinder semakin bertambah, akibatnya temperatur dan tekanannya turun. Proses ekspansi ini dianggap berlangsung secara isentropik.

d. 1) Proses 41 : Langkah buang volume konstan (Exhaust)

Saat piston telah mencapai TMB, katup buang telah terbuka secara otomatis sedangkan katup hisap masih pada posisi tertutup. Langkah ini dianggap sebagai langkah pelepasan kalor gas pembakaran yang terjadi pada volume konstan.

2) Proses 10 : Langkah buang tekanan konstan

Selanjutnya piston bergerak kembali dari TMB menuju TMA. Gas pembakaran didesak keluar melalui katup buang (saluran buang) dikarenakan bergeraknya piston menuju TMA. Langkah ini dianggap sebagai langkah pembuangan gas pembakaran pada tekanan konstan.

B. Proses Pembakaran

Elemen mampu bakar atau Combustible yang utama adalah hidrogen dan oksigen. Sementara itu, Nitrogen adalah gas lembam dan tidak berpartisipasi dalam proses pembakaran. Selama proses pembakaran, butiran minyak bahan bakar menjadi elemen komponennya, yaitu hidrogen dan karbon, akan bergabung dengan oksigen untuk membentuk air, dan karbon bergabung dengan oksigen menjadi karbon dioksida. Kalau tidak cukup tersedia oksigen, maka sebagian dari karbon, akan bergabung dengan oksigen menjadi karbon monoksida. Akibat terbentuknya karbon monoksida, maka jumlah panas yang dihasilkan hanya 30 persen dari panas yang ditimbulkan oleh pembentukan karbon monoksida sebagaimana ditunjukkan oleh reaksi kimia berikut (Wardono, 2004 dalam Sonic 2011).

reaksi cukup oksigen: CO₂ CO₂393,5kJ,

reaksi kurang oksigen: C ₂1O₂CO110,5 kJ_.

Keadaan yang penting untuk pembakaran yang efisien adalah gerakan yang cukup antara bahan bakar dan udara, artinya distribusi bahan bakar dan bercampurnya dengan udara harus bergantung pada gerakan udara yang disebut pusaran. Energi panas yang dilepaskan sebagai hasil proses pembakaran digunakan untuk menghasilkan daya motor bakar tersebut. Reaksi pembakaran dapat diliat di bawah ini :

CxHy + (O2 + 3,773N2) CO2 + H2O +N2 + CO + NOx + HC Secara lebih detail dapat dijelaskan bahwa proses pembakaran adalah proses oksidasi (penggabungan) antara molekul-molekul oksigen (‘O’) dengan molekul-molekul (partikel-partikel) bahan bakar yaitu karbon (‘C’) dan

pada kondisi pembakaran sempurna. Disini proses pembentukan CO2 dan H2O hanya bisa terjadi apabila panas kompresi atau panas dari pemantik telah mampu memisah/memutuskan ikatan antar partikel oksigen (O-O) menjadi

partikel ‘O’ dan ‘O’, dan juga mampu memutuskan ikatan antar partikel

bahan bakar (C-H dan/atau C-C) menjadi partikel ‘C’ dan ‘H’ yang berdiri

sendiri. Baru selanjutnya partikel ‘O’ dapat beroksidasi dengan partikel ‘C’

dan ‘H’ untuk membentuk CO2 dan H2O. Jadi dapat disimpulkan bahwa

proses oksidasi atau proses pembakaran antara udara dan bahan bakar tidak pernah akan terjadi apabila ikatan antar partikel oksigen dan ikatan antar partikel bahan bakar tidak diputus terlebih dahulu (Wardono, 2004 dalam Sonic 2011).

C. Saringan Udara (Air Filter)

homogenitas pencampuran udara dan bahan bakar di dalam ruang bakar yang akan mempengaruhi kinerja pembakaran. (Alfianto, 2006 dalam Hartono, 2008). Dengan demikian saringan udara (filter) hanya berguna untuk menangkap partikel-partikel kasar seperti debu dan kotoran. Akan tetapi gas-gas yang terkandung di dalam udara seperti nitrogen, oksigen, uap air, dan

gas-gas lainnya yang berukuran nanometer(109m)masih dapat lolos dari

filter tersebut.

Adapun jenis-jenis dari filter (saringan udara) ini ialah:

1. Filter Kertas (kering)

Disebut tipe kertas karena element saringannya terbuat dari kertas, untuk

beberapa saringan tipe kertas perawatannya bisa dilakukan dengan

mencucinya dengan air.

Gambar 3. Saringan udara tipe kertas (www.oto-kita.blogspot.com)

Belakangan ini untuk tipe tertentu saringan udara menggunakan tipe axial

flow seperti diperlihatkan gambar dibawah. Tipe ini memungkinkan

Gambar 4. Saringan udara tipe kertas axial flow (www.oto-kita.blogspot.com)

2. Pre-air cleaner

Pre-Air cleaner adalah sejenis saringan udara pusaran, ini memanfaatkan

gaya sentrifugal dari kotoran untuk dipisahkan dengan udara dan

ditampung dalam dust trap. Tipe ini cenderung sedikit memerlukan

penggantian elemen, akan tetapi untuk kualitas penyaringan terhadap

kotoran halus cenderung kurang.

3. Tipe oil bath

Tipe ini selain menggunakan saringan yang terbuat dari baja wol, juga

memanfaatkan oli untuk menambah proses penyaringan. Oli digunakan

untuk merendam partikel kotoran yang lebih kasar semisal pasir,

sedangkan partikel kotoran yang lebih halus selanjutnya disaring oleh

elemen baja wol.

Gambar 6. Saringan udara tipe oil bath (www.oto-kita.blogspot.com)

4. Saringan udara tipe siklon

Untuk tipe siklon elemen saringannya terbuat dari kertas dan didesain

dengan sirip-sirip agar udara yang masuk bisa membentuk pusaran

sehingga pertikel-partikel besar bisa dipisahkan dengan gaya sentrifugal

dari pusaran tersebut, selanjutnya partikel kasar tersebut ditampung dalam

kotak saringan. Selanjutnya partikel yang lebih kecil disaring oleh elemen

Gambar 7. Saringan udara tipe cyclone (www.oto-kita.blogspot.com)

D.Parameter Prestasi Motor Bensin 4-Langkah

Prestasi mesin biasanya dinyatakan dengan efisiensi thermal, th. Karena

pada motor bakar 4 langkah selalu berhubungan dengan pemanfaatan energi kalor, maka efisiensi yang dikaji adalah efisiensi thermal. Efisiensi thermal adalah perbandingan energi daya yang berguna dengan energi yang diberikan. Prestasi mesin dapat juga dinyatakan dengan daya output dan pemakaian bahan bakar spesifik engkol yang dihasilkan mesin. Daya output engkol menunjukan daya output yang berguna untuk menggerakan sesuatu atau beban. Sedangkan pemakaian bahan bakar spesifik engkol menunjukan seberapa efisien suatu mesin menggunakan bahan bakar yang disuplai untuk menghasilkan kerja. Prestasi mesin sangat erat hubungannya dengan parameter operasi, besar kecilnya harga parameter operasi akan menentukan tinggi rendahnya prestasi mesin yang dihasilkan [Wardono, 2004].

1. Konsumsi bahan bakar, semakin sedikit konsumsi bahan bakar kendaraan bermotor bensin 4-langkah, maka semakin tinggi prestasinya.

2. Akselerasi, semakin tinggi tingkat akselerasi kendaraan bermotor bensin 4-langkah maka prestasinya semakin meningkat.

3. Waktu tempuh, semakin singkat waktu tempuh yang diperlukan pada kendaraan bermotor bensin 4-langkah untuk mencapai jarak tertentu, maka semakin tinggi prestasinya.

4. Putaran mesin, putaran mesin pada kondisi idle dapat menggambarkan normal atau tidaknya kondisi mesin. Perbedaan putaran mesin juga menggambarkan besarnya torsi yang dihasilkan.

5. Emisi gas bung, motor dalam kondisi statis bisa dilihat emisi gas buangnya pada rpm rendah dan tinggi.

E. Zeolit

Zeolit ditemukan pertama kali oleh Cronstedt pada tahun 1756 di Swedia. Zeolit (Zeinlithos) atau berarti juga batuan mendidih. Zeolit merupakan mineral hasil tambang yang bersifat lunak dan mudah kering. Warna dari zeolit adalah putih keabu-abuan, putih kehijau-hijauan, atau putih kekuning-kuningan. Zeolit terbentuk dari abu vulkanik yang telah mengendap jutaan tahun silam. Sifat-sifat mineral zeolit sangat bervariasi tergantung dari jenis dan kadar mineral zeolit.

150 tipe zeolit sintetik. Zeolit memiliki kemampuan sebagai absorben,katalis dan penukar kation (Wikipedia Indonesia,2008). Zeolit terbentuk dari unit-unit tetrahedra AlO4 dan SiO4 yang merupakan kerangka dasar struktur zeolit dengan atom silikon dan aluminium sebagai pusatnya. Masing-masing tetrahedra ini dihubungkan oleh ion-ion oksigen membentuk jaringan tetrahedra tiga dimensi.

Rumus kimia zeolit secara empiris ditunjukkan sebagai berikut (Bekkum, 1991 dalam Gunaryo 2010) :

Mx/n.[(AlO2)x.(SiO2)y].wH2O,

dimana notasi M adalah kation logam alkali atau alkali tanah, x, y, dan w adalah bilangan-bilangan tertentu sedangkan n adalah muatan dari ion logam. Dari rumus zeolit diatas dapat dilihat adanya tiga komponen yang merupakan bagian dari zeolit, yaitu:

 kerangka aluminosilikat . [(AlO2)x.(SiO2)y]

 Logam Alkali (Mx/n) (Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra)  Air (wH2O)

menunjukkan bahwa jenis zeolit sidomulyo (Lampung) adalah klinoptilolit dengan komposisi kimia adalah 76,95 % SiO2, 8,9 % Al2O3, 0,12% Fe2O3, 1,5 % CaO, 1,21 % MgO, 1,88 % K2O, 2,02 % Na2O (Hendri, J. 2000). Molekul-molekul air yang terdapat dalam zeolit merupakan molekul yang mudah lepas. Akibat dari pemakaian oksigen secara bersama-sama oleh ion Al dan ion Si, maka struktur kimia yang terbentuk dari ikatan AlO2 dan SiO2 menjadi saling terikat satu sama lain.

Bentuk zeolit secara umum dapat dilihat pada gambar 8

Gambar 8. Struktur Bangun Ruang Zeolit Klinoptilolit (ZeoponiX, Inc. and Boulder Innovative Technologies, Inc. 2000)

Gambar 9. Zeolit (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tekonologi Mineral dan Batubara. 2005

F. Kelebihan Zeolit

Zeolit banyak digunakan sebagai pengering, katalis, melunakkan air dan adsorben (Ribeiro, 1984). Zeolit juga banyak digunakan sebagai bahan baku water treatment, pembersih limbah cair dan rumah tangga, untuk industri pertanian, peternakan, perikanan, industri kosmetik dll (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tekonologi Mineral dan Batubara. 2005).

Zeolit dengan bentuknya yang menyerupai sarang lebah yang berongga mempunyai kemampuan dalam mengadsorbsi, dimana zeolit dapat digunakan untuk menyerap bermacam material. Dalam hal ini zeolit digunakan untuk menyerap N2 dan H2O. Zeolit dalam mengadsorbsi molekul yang diserapnya didasarkan 2 hal, yaitu : ukuran molekul dan selektifitas permukaan (Sifat dari molekul yang diadsorbsi).

a) Ukuran molekul.

bisa melewati pori zeolit. Zeolit jenis klinoptilolit memiliki ukuran diameter pori 4 A0 sedangkan dalam udara N2 yang berbentuk elips memiliki panjang sumbu mayor 4,1 A0 dan sumbu minor 3 A0. O2 yang juga berbentuk elips memiliki panjang sumbu mayor 3,9 A0 dan minor 2,8 A0 sehingga N2 yang berdiameter mayor akan terikat dan tidak dapat melewati pori zeolit sedangkan N2 yang berdiameter minor dan O2 dengan mudah melewati pori zeolit (Bekkum, dalam Gunaryo 2010).

b) Selektifitas permukaan

Selektifitas permukaan artinya sifat dari molekul gas seperti gas N2 yang mempunyai 4 kutub (quadropole) lebih mudah ditangkap oleh zeolit dibandingkan gas O2 yang mempunyai 2 kutub. Kristal zeolit yang telah didehidrasi merupakan adsorben yang selektif dan mempunyai efektifitas adsorbsi yang tinggi, yaitu dapat memisahkan molekul-molekul berdasarkan ukuran dan konfigurasi molekul, dan merupakan adsorben yang selektif terhadap molekul yang polar (Bekkum, 1991 dalam Gunaryo 2010).

Penyaringan molekul dapat dilustrasikan seperti terlihat pada Gambar 10.

(a). Berdasarkan perbedaan ukuran (b). Sifat zeolit yang selektif terhadap molekul polar molekul

Disamping zeolit mempunyai kelebihan pada sifatnya, zeolit ini dapat dimodifikasi dan dapat digunakan berkali-kali. Dalam hal modifikasi, zeolit dapat juga dibuat sesuai kebutuhan baik dari segi ukuran maupun kegunaannya. Dari ukurannya zeolit dapat dibuat bentuk serbuk sampai bentuk padat lainnya sesuai keinginan dan kebutuhan.

Zeolit mempunyai sifat-sifat kimia, diantaranya:

1. Dehidrasi

Sifat dehidrasi zeolit berpengaruh terhadap sifat jerapannya. Keunikan zeolit terletak pada struktur porinya yang spesifik. Pada zeolit alam didalam pori-porinya terdapat kation-kation atau molekul air. Bila kation-kation atau molekul air tersebut dikeluarkan dari dalam pori dengan suatu perlakuan tertentu maka zeolit akan meninggalkan pori yang kosong (Barrer, 1982).

2. Penyerapan

Dalam keadaan normal ruang hampa dalam kristal zeolit terisi oleh molekul air yang berada disekitar kation. Bila zeolit dipanaskan maka air tersebut akan keluar. Zeolit yang telah dipanaskan dapat berfungsi sebagai penjerap gas atau cairan (Khairinal, 2000).

3. Penukar Ion

ukuran dan muatan maupun jenis zeolitnya. Sifat sebagai penukar ion dari zeolit antara lain tergantung dari sifat kation, suhu, dan jenis anion (Bambang, 1995).

4. Katalis

Zeolit sebagai katalis hanya mempengaruhi laju reaksi tanpa mempengaruhi kesetimbangan reaksi karena mampu menaikkan perbedaan lintasan molekular dari reaksi. Katalis berpori dengan pori-pori sangat kecil akan memuat molekul-molekul kecil tetapi mencegah molekul besar masuk. Selektivitas molekuler seperti ini disebut molecular sieve yang terdapat dalam substansi zeolit alam (Bambang, 1995).

5. Penyaring / pemisah

Zeolit sebagai penyaring molekul maupun pemisah didasarkan atas perbedaan bentuk, ukuran, dan polaritas molekul yang disaring. Sifat ini disebabkan zeolit mempunyai ruang hampa yang cukup besar. Molekul yang berukuran lebih kecil dari ruang hampa dapat melintas sedangkan yang berukuran lebih besar dari ruang hampa akan ditahan (Bambang, 1995).

G. Proses Pengaktifasian Zeolit

Proses aktivasi zeolit alam dapat dikelompokkan dalam 3 cara, yaitu:

1. Aktivasi fisik

Aktivasi fisik yaitu melakukan proses pemanasan zeolit alam dilakukan secara kontak langsung (dengan udara panas) maupun secara tidak kontak langsung (sistem vakum atau exhauster). Pemanasan ini bertujuan untuk menguapkan air yang terperangkap dalam pori-pori kristal zeolit sehingga jumlah pori-pori dan luas permukaannya spesifiknya bertambah. Pengaktivasian zeolit alam secara fisik dilakukan dengan pemanasan. Proses pemanasan zeolit alam dilakukan pada suhu 200-400 0C dan waktu pemanasan dalam sistem vakum 2-3 jam,sedangkan jika diruang terbuka sekitar 5-6 jam. (Suyartono dan Husaini,1992 dalam Satwika 2010). Pada penelitiaan Mahdi (2010), kemampuan zeolit aktivasi fisik dalam meningkatkan kinerja motor diesel telah dibuktikan melalui penelitian ini. Hasil pengujian menunjukkan bahwa peningkatan temperatur aktivasi memberikan peningkatan kinerja motor diesel ini, Peningkatan daya engkol terbaik diperoleh sebesar 0,215 kW (12,088 %)

2. Aktivasi kimia

Aktivasi kimia adalah pengaktifasian dengan menggunakan bahan-bahan kimia, baik berupa asam ataupun basa. Fungsi asam atau basa adalah untuk mencuci kation-kation yang mengotori permukaan zeolit. Bahan kimia yang dapat digunakan untuk proses aktivasi zeolit alam adalah larutan asam(H2SO4, HCl dan HNO3) dan larutan basa (NaOH dan KOH) (Humam, 1996 dan Husaini, 1992 dalam Satwika 2010). Tujuan aktivasi secara kimia adalah membersihkan permukaan pori, melarutkan oksida-oksida pengotor termasuk silika dan aluminium bebas serta mengatur kembali letak atom serta melarutkan beberapa logam alkali dan alkali tanahsehingga dapat terbentuk zeolit-H+ atau zeolit-Na+ (Satwika 2010 dalam Sonic 2011).

Proses pertukaran kation pada aktivasi kimia dapat ditunjukkan sebagai berikut :

Zeolit-Mn + H2SO4 Zeolit-H+ + MnSO4

Zeolit-Mn + NaOH  Zeolit-Na+

+ MnOH

penyerap karena adanya kation-kation di sekitar rongga zeolit, sehingga zeolit dapat menyerap molekul yang berbeda muatan. (Yang, 2003 dalam Marlene 2011).

Ukuran rongga atau pori dalam zeolit dapat diatur sesuai kebutuhan.Besarnya pori bergantung pada jenis ion yang terdapat di dalam zeolit. Ion kalium (K+) memiliki jari-jari ion yang paling besar jika dibandingkan dengan ion Na+,Mg2+, dan Ca2+. (Achmad, 2001). Besarnya jari-jari ion kalium menyebabkan pori zeolit semakin kecil, sehingga proses penyaringan menjadi lebih selektif. Pembuatan pengaktivasian zeolit didasarkan pada prinsip pertukaran ion. Zeolit diaktivasi dahulu dengan cara direndam didalam larutan basa, misalnya KOH. (Husaini, Marlene, 2011).

Selama proses perendaman terjadi proses pertukaran ion didalam zeolit. Ion K+ yang berasal dari larutan KOH akan mendorong ion-ion lain yang terdapat didalam zeolit. Hal ini disebabkan karena perbedaan selektifitas ion dalam zeolit yang disajikan dalam tabel 1.

Tabel 1. Urutan selektifitas pertukaran kation pada berbagai zeolit (Pramono, 2004)

Jenis Zeolit Urutan Selektifitas Peneliti Analsim K<Li<Na<Ag Barrer (1950)

Khabasit Li<Na<K<Cs Sherry (1969)

Heulandit Ca<Ba<Sr<Li<Na<Rb<K Filizova (1974)

Mordenit Li<Na<Rb<K<Cs Ames (1961)

Tabel 2. Properti larutan basa NaOH dan KOH (Sumber: wikipedia Indonesia, 2012)

NaOH KOH

Massa molar 56.1056 g/mol Massa molar 56.1056 g/mol Penampilan zat padat putih Penampilan zat padat putih

Densitas 2.044 g/cm3 Densitas 2.044 g/cm3

Titik lebur 406 °C, (679 K) Titik lebur 406 °C, (679 K)

Bilangan oksidasi +1, -1 (oksida basa kuat)

ke-2: 4562

Jari-jari atom 186pm Jari-jari atom 227pm

Jari-jari kovalen 166±9 pm Jari-jari kovalen 203±12 pm Jari-jari van der

bahan bakar spesifik terbaik terjadi pada putaran 3000 rpm, yakni 11,194%.

Zeolit memiliki stabilitas termal yang tinggi, untuk zeolit alam lampung yaitu sampai 400 ºC, kerangka zeolit tidak berubah walaupun penggunaan zeolit tidak dilakukan pada lingkungan yang bersifat asam dan bersuhu tinggi. (Hendri, J. 2000 dalam Gunaryo Octo 2010). Selain itu zeolit memiliki afinitas terhadap molekul-molekul baik polar maupun non polar. Zeolit dapat digunakan berulang-ulang dengan cara pemanasan untuk memindahkan material yang dijerapnya atau diletakkan pada aliran udara bertekanan untuk memindahkan material yang ditangkapnya.

Kondisi optimum pengaktifan zeolit dengan larutan asam adalah dengan menggunakan larutan H2SO4 0,2 N dengan lama pengadukan 45 menit yang dapat meningkatkan luas permukaan zeolit dari 38,11 m2/g menjadi 53,23m2/g serta juga meningkatkan daya adsorbsi zeolit dari 82,07 ppm menjadi 90,22 ppm (Humam, 1996). Bila larutan H2SO4 makin pekat dan perendaman makin lama, maka dapat menyebabkan dealuminasi yaitu terlepasnya sejumlah Al dalam kerangka zeolit (Al framework) menjadi aluminium di luar kerangka (Al non framework) zeolit. Hal itu disebabkan larutan asam H2SO4 dapat bereaksi dengan aluminium sehingga Aluminium dalam zeolit dapat terekstrak oleh adanya perendaman dalam H2SO4.

Dari beberapa hal tersebut, kualitas pembakaran di dalam ruang bakar dapat lebih diperbaiki dengan memanfaatkan zeolit yang telah diaktivasi. Salah satu penerapan secara langsung adalah dengan meletakkan zeolit yang telah diaktivasi tersebut di dalam sistem penyaringan udara pada suatu kendaraaan bermotor. (Budi, 2008)

H.Normalitas

I. Tepung Tapioka

Salah satu jenis tanaman pangan yang sudah lama dikenal dan banyak dibudidayakan oleh petani di Indonesia adalah ubi kayu (Manihot Esculenta Crantz). Potensi nilai ekonomis dan sosial ubi kayu merupakan bahan pangan yang berdaya guna,bahan baku berbagai industri, dan pakan ternak.(Setyadi, 1987 dalam Gunaryo 2010) dan mendefinisikan tepung tapioka sebagai hasil ekstraksi ubi kayu yang telah mengalami pencucian secara sempurna serta dilanjutkan dengan pengeringan dan penggilingan. Komponen utama tepung tapioka adalah pati, merupakan senyawa yang tidak mempunyai rasa dan bau. (Malau, 2001)

Bila pati dimasukkan dalam air panas maka molekul-molekul rantai panjang akan terurai dan campuran pati atau air akan menjadi kental (Gaman dan Sherringtom, 1994 dalam Gunaryo 2010). Bila energi kinetik molekul-molekul air menjadi lebih kuat dari daya tarik menarik antar molekul-molekul pati dalam granula, air dapat masuk dalam butir-butir pati. Hal ini akan menyebabkan pembengkakan granula yang dikenal dengan istilah gelatinisasi (Winarno, 1997).

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Alat dan Bahan Pengujian

1. Spesifikasi sepeda motor bensin 4-langkah 110 cc

Dalam penelitian ini, mesin uji yang digunakan adalah sepeda motor bensin 4-langkah 110 cc, dengan merk Honda Spacy STD. Adapun spesifikasi mesin uji yang digunakan adalah sebagai berikut.

Merk dan tipe : Honda Spacy STD

Tipe mesin : 4 langkah, SOHC

Sistem pendingin : Pendingin udara dengan kipas

Jumlah silinder : 1 (satu)

Diameter silinder : 50,0 mm

Langkah piston : 55,0 mm

Kapasitas silinder : 108 cc Perbandingan kompresi : 9,2 : 1

Daya maksimum : 8,54 PS / 8000 rpm Torsi maksimum : 0,82 Kgf.m / 6000 rpm

Gigi transmisi : Otomatis, V-matic

Aki : 12 V - 3 A.h

Kapasitas tangki bahan bakar : 5,0 liter

Gambar 11. Honda Spacy

2. Alat yang digunakan

Berikut adalah alat-alat yang digunakan selama penelitian beserta keterangannya:

a. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu pada saat pengujian.

b. Gelas ukur 100 ml

Gelas ukur 100 ml digunakan untuk mengukur volume bahan bakar. Dan untuk mengukur jumlah air yang digunakan dalam menentukan normalitas.

c. Tachometer

Tachometer yang dipakai dalam penelitian ini digunakan untuk mengetahui putaran mesin (rpm).

Gambar 13. Tachometer d. Mixer

Mixer digunakan untuk mengaduk campuran zeolit, aquades pada proses pembuatan zeolit cetak.

e. Cetakan

Sebagai alat untuk mencetak hasil campuran zeolit, aquades yang sebelumnya diaduk dalam mixer.

f. Perangkat analog

Dalam penelitian ini, Speedometer, odometer, sudah berada dalam satu unit panel analog motor pada dashboard. Speedometer dengan ketelitian 10 km / jam, odometer dengan ketelitian 100 m.

Gambar 14. Perangkat analog

g. Tangki bahan bakar buatan 200 ml

Digunakan sebagai wadah bahan bakar ketika proses pengambilan data. Sehingga tidak menggunakan tangki bahan bakar motor agar lebih mudah dalam proses pengukuran konsumsi bahan bakar.

Gambar 15. Tangki bahan bakar buatan 200 ml h. Oven

Digunakan untuk mengeringkan zeolit yang telah diaktivasi kimia dan digunakan untuk aktivasi fisik.

i. Kompor

Digunakan pada saat pemasakan tapioka dengan aqudes. j. Timbangan Digital

Timbangan digital digunakan untuk mengukur berat zeolit sebelum dilakukan pencampuran dalam pembuatan zeolit pelet.

k. Kemasan zeolit

3. Bahan utama

 Zeolit alami

Zeolit alami yang digunakan untuk pengujian dalam penelitian ini adalah jenis klinoptilolit, dengan komposisi kimia 64,37 % SiO2, 10,93 % Al2O3, 1,29 % Fe2O3, 0,16 % TiO2, 18,61 % L.O.I, 1,31 % CaO, 0,68 % MgO, 1,54 % K2O, 0,75 % Na2O. (sumber: CV. MINATAMA).

 Air mineral

Air ini dipakai untuk mencampur zeolit pada proses pengaktifasian. Dan pada zeolit yang telah diaktivasi bertujuan untuk menetralkan kembali zeolit agar pHnya menjadi seimbang (pH 7).

 Air Aquades

Air ini dipakai pada proses pencampuran zeolit yang telah ditumbuk dan tepung tapioka untuk pembuatan tablet zeolit.

 Larutan basa (NaOH dan KOH)

Larutan NaOH dan KOH ini digunakan untuk mengaktivasi zeolit secara kimia pada persiapan bahan. Setiap 1 gram zeolit diaktivasi dengan 1 ml larutan NaOH (1 : 1)

 Tepung Tapioka

B. Persiapan Zeolit

Pada penelitian ini menggunakan 2 variabel larutan basa (NaOH dan KOH) dengan konsentrasi untuk masing-masing larutan 0,25, 0,5, 0,75N dan 1N. Dan menggunakan 3 variasi berat zeolit yang diletakkan pada saringan udara yaitu (35 gram, 40 gram, 45 gram).

C. Persiapan Alat dan Bahan

Berikut ini adalah langkah-langkah pengaktivasian Kimia-Fisik :

1. Mempersiapkan zeolit, larutan NaOH, aquades, timbangan digital, gelas ukur, mixer, kain saringan.

2. Apabila pengaktivasian menggunakan zeolit dengan berat 500 gr maka siapkan larutan NaOH sebanyak 500 mL.

3. Mencampur larutan NaOH, aquades, dan zeolit dengan menghitung terlebih dahulu berat NaOH yang akan digunakan.dengan menggunakan rumus:

Berat NaOH (gr) = � � ( �)

ℎ � (Munandar,

2013)

Setelah mendapatkan berat NaOH yang akan dicampur maka masukkan NaOH tersebut ke dalam gelas ukur yang telah terisi air sebanyak 400 mL, kemudian aduk dan tambahkan air secara perlahan hingga mencapai 500 mL.

D. Prosedur Penelitian

Setelah selesai diaktivasi maka dilakukan pencucian zeolit yang bertujuan untuk menetralkan nilai pH dan menghilangkan kotoran yang menempel dengan menggunakan air mineral. Setelah pH didapatkan, maka zeolit tersebut dikeringkan menggunakan panas matahari selam 3 jam. Dan kemudian dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 1000C selama 1 jam. Setelah kering maka zeolit tersebut ditumbuk menjadi serbuk dan disaring untuk mendapatkan ukuran 100 mesh yang bertujuan untuk mempermudah proses pembuatan tablet. Serbuk zeolit tersebut kemudian dicampur dengan air mineral dan tepung tapioka dengan perbandingan 74gr zeolit : 20gr aquades : 6gr tapioka dimana air mineral dan tepung tapioka dimasak terlebih dahulu. Setelah tingkat kekenyalan yang diinginkan didapatkan, maka campuran tersebut digiling menggunakan ampia untuk mendapatkan tebal tablet 3mm, kemudian dicetak dengan menggunakan cetakan dengan ukuran diameter cetakan 10 mm.

Gambar 16. Diagram Alir Penelitian. Mulai

Persiapan Alat dan Bahan

Data Zeolit dan Kendaraan bermotor

Pembuatan Alat

Aktivasi Basa-Fisik pada Zeolit

Pembuatan Tablet Zeolit

Pemasangan Zeolit pada Saringan

Pengujian Normal Tanpa Zeolit

Pengujian Zeolit Aktivasi

Basa NaOH Pengujian Zeolit Aktivasi Basa KOH

Penulisan Laporan

E. Prosedur Pengujian

1. Pengujian prestasi mesin dengan kondisi motor tanpa menggunakan zeolit.

2. Pengujian konsumsi bahan bakar (road test) dengan kondisi motor menggunakan zeolit pelet teraktivasi basa (NaOH dan KOH) – fisik dengan kosentrasi larutan 0,25N; 0,5N; 0,75N; dan 1N dengan tebal 3 mm dan diameter 10 mm.

Pengujian pada penelitian ini dikelompokkan menjadi dua yaitu pengujian emisi dan pengujian konsumsi bahan bakar. Adapun prosedur pengujiannya sebagai berikut.

1. Prestasi Mesin

a. Konsumsi bahan bakar pada kecepatan konstan (60 km/jam) Persiapan yang perlu dilakukan adalah botol berkapasitas 200 ml. Kemudian botol tampung disambungkan dengan rapat bersama selang bensin dan diikat ke sisi samping sepeda motor, setelah itu botol tersebut diisi dengan bensin yang sudah disiapkan. Kemudian dilakukan pengujian dengan kondisi motor tanpa zeolit. Jarak tempuh dapat diukur pada odometer, sedangkan waktu tempuh diukur dengan stopwatch. Kemudian waktu tempuh pada stopwatch dicatat, dimana hal ini dilakukan agar dapat ditentukan kecepatan rata – rata selama perjalanan. Bensin yang tersisa diukur dengan gelas ukur, kemudian jumlah bensin awal dikurangkan dengan jumlah bensin yang tersisa, maka didapatkan jumlah bensin yang terpakai pada kondisi normal. Selanjutnya pengujian dengan kondisi motor dengan saringan udara menggunakan zeolit. Dengan teknis pengambilannya data dilakukan dengan cara berkendara yang sama (berjalan secara konstan), kondisi jalan yang sama dan pada kondisi jalan yang kering. Pengujian dilakukan pada siang hari dengan beban kendaraan yang sama. Format pencatatan data mengenai konsumsi bahan bakar dapat dilihat di tabel 4.

b. Akselerasi dari keadaan diam 0 – 80 km/jam (detik)

km/jam). Ketika gas mulai ditekan, stopwatch mulai diaktifkan. Setelah sampai pada kecepatan yang diinginkan (80 km/jam), stopwatch dinon-aktifkan kemudian dicatat waktu tempuhnya. Untuk mencapai kecepatan yang diinginkan (80 km/jm), pengendara melakukan penarikan gas yang teratur dan sesuai setiap pengujian. Tabel 5 menampilkan format data akselerasi pada pengujian.

c. Pengujian stasioner

Pengujian ini dilakukan untuk melihat konsumsi bahan bakar yang digunakan pada kondisi diam (putaran stasioner) dan membandingkan karakteristik kendaraan bermotor tanpa zeolit, dengan zeolit aktivasi (basa-fisik) dan massa yang telah ditentukan. Persiapan pertama yang dilakukan adalah memanaskan mesin agar kondisi mesin di saat pengujian sudah optimal. Kemudian putar gas secara perlahan untuk menentukan putaran mesin yang dipakai dalam pengujian. Putaran mesin yang dipakai pada pengujian ini yaitu 3000 dan 5000 rpm.

sisanya dituangkan kembali ke dalam gelas ukur untuk menghitung jumlah yang terpakai dalam jarak / menit.

Tabel 4. Format data variasi massa zeolit pelet terhadap konsumsi bahan bakar No Massa

Fuel Gas Analyzer

Knalpot

Tabel 6. Format data variasi massa zeolit pelet terhadap konsumsi bahan bakar kondisi stasioner.

Pengujian emisi dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan zeolit terhadap emisi gas buang. Berikut ini skema pengujian emisi gas buang pada sepeda motor :

Pengujian emisi dilakukan pada kondisi stasioner dengan mengikuti prosedur sebagai berikut:

1. Pemanasan Mesin

Tujuan dilakukannya pemanasan mesin adalah untuk mempersiapkan mesin pada kondisi kerja.

2. Kalibrasi Gas Analyzer

Setelah mesin berada pada kondisi kerja kemudian dilakukan kalibrasi gas analizer. Kalibrasi ini dilakukan secara otomatis setelah tombol ON pada gas analyzer ditekan. Dengan posisi sensor sudah berada pada saluran buang dan nilai-nilai kadar gas buang mulai terbaca pada display gas analyzer.

Gambar 18. Kalibrasi gas analyzer 3. Pengujian tanpa menggunakan zeolit.

Data yang didapatkan dari hasil pengukuran ini digunakan sebagai pembanding dengan data pada pengukuran menggunakan zeolit. Langkah-langkah pengukuran sebagai berikut:

 Mesin dalam keadaan menyala dalam kondisi idle 1500 rpm dan

probe sensor sudah dimasukkan dalam knalpot.

 Nilai pada fuel gas analyzer diprint datanya setelah 5 menit motor

 Kemudian dengan langkah yang sama pula, pengukuran dilakukan

kembali untuk putaran mesin yang berbeda yaitu 3000 rpm.

4. Pengujian menggunakan zeolit

Setelah pengukuran pertama selesai maka pengukuran kedua dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

 Setelah mesin dimatikan kemudian zeolit 0,25 N dipasang di Filter

udara

 Setelah zeolit terpasang, mesin dihidupkan kembali lalu

pengukuran diulang kembali sesuai urutan pengukuran pertama.  Pengukuran dilakukan dengan pergantian variasi normalitas zeolit.

F. Lokasi Pengujian

Adapun lokasi pengujian emisi gas buang di lakukan di dealer Jl. Raya Hajimena No. 999, Rajabasa, Lampung Selatan, sedangkan

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan serta diperolehnya data-data dari hasil pengujian yang kemudian dibahas dalam pembahasan. Kesimpulan yang didapat dari pengujian penggunaan zeolit pelet perekat teraktivasi basa-fisik dengan penggunaan larutan NaOH maupun KOH sebagai aktivator pada saringan udara terhadap prestasi dan emisi gas buang sepeda motor 4 langkah 110cc. Kesimpulannya adalah sebagai berikut:

1. Pemakaian zeolit yang diaktivasi menggunakan larutan kimia NaOH dan KOH yang kemudian dipanaskan dengan temperatur 2200C terbukti mampu menurunkan konsumsi bahan bakar baik itu pada pengujian road test (berjalan), stasioner (diam) dan pengujian emisi gas buang.

3. Pada pengujian ini dapat disimpulkan bahwa zeolit teraktivasi basa-fisk dengan penggunaan larutan KOH lebih baik dalam menurunkan konsumsi bahan bakar dan dalam penurunan kadar gas buang pada motor bensin 4-langkah.

4. Pengaruh normalitas terbaik pada penelitian ini didapat pada aktivator KOH dengan ukuran normalitas 0,75 N. Hal ini dikarenakan bahwa larutan ini mampu membersihkan pori zeolit yang lebih baik. Sehingga meningkatkan kemampuan menyerap nitrogen dan uap air dari udara pembakaran, yang menyebabkan proses pembakaran lebih sempurna.

5. Pada penggunaan aktivator KOH, penurunan konsumsi bahan bakar tertinggi terjadi pada normalitas 0,75 N sebesar 24,02 %, disusul normalitas 1 N sebesar 21,62 %, 0,5 N sebesar 19,52 % dan yang terendah pada KOH 0,25 N sebesar 17,42 %.

6. Pada penggunaan aktivator NaOH, penurunan konsumsi bahan bakar tertinggi didapat pada normalitas 0,75 N sebesar 23,15%, dan disusul pada normalitas 1 N sebesar 20,77%, 0,5N sebesar 18,4 % dan penurunan konsumsi bahan bakar terendah terjadi pada normalitas 0,25 N sebesar 17,21 %.

B. SARAN

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terkait cara pengemasan zeolit pelet perekat selain dengan kawat strimin agar tidak terjadi terkikisnya pelet dengan kawat yang mengakibatkan debu zeolit masuk ke ruang bakar.

2. Untuk memaksimalkan kemampuan adsorben dari zeolit perlu diadakan pengujian untuk variasi bentuk zeolit yang sesuai dengan bentuk saringan udara pada sepeda motor.

DAFTAR PUSTAKA

Bambang Poerwadi, dkk. 1995. Pemanfaatan Zeolit Alam Indonesia Sebagai Adsorben Limbah Cair dan Media Fluiditas dalam Kolom Fluidisasi. Jurnal MIPA. Malang; Universitas Brawijaya.

Barrer, R M. 1982. Hydrotermal Chemistry of Zeolite. Academic Press, London.

Bekkum H.V., Flanigen E.M., Jansen J.C. 1991. Introduction to Zeolite Science and Practice.

Elsevier. Amsterdam.

Hartono, Budi. 2006. Pengaruh Pemanfaatan Zeolit Alam Lampung Teraktivasi Basa-Fisik Tethadap Prestasi Mobil Kijang Karburator 1500 cc

(Skripsi) Jurusan Teknik Mesin – Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Khairinal, Trisunaryanti, W. 2000. Dealuminasi Zeolit Alam Wonosari dengan Perlakuan asam dan Proses Hidrotermal. Prosiding Seminar Nasional Kimia VIII. Yogyakarta.

KLH, 2006, Standar Baku Mutu Emisi dari Sumber Bergerak, Kementrian Lingkungan Hidup, Jakarta.

Niwatama, Sonic. 2011. Skripsi Sarjana: Aplikasi Zeolit Perekat Yang Diaktivasi Basa-Fisik Untuk Mengamati Prestasi Mesin Sepeda Motor 4-Langkah dan Emisi gas Buangnya. Jurusan Teknik Mesin – Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Notonegoro, Komaidi . 2013. Cadangan Minyak Mentah Hanya Cukup Untuk 23 Tahun Mendatang.

29 Mei 2013.http://www.solopos.com diakses pada tanggal 30 Juni 2013.

Okto G., Rudy. 2009. Skripsi Sarjana :Pengaruh Variasi Geometri dan Jumlah Fraksi Campuran Tepung Tapioka, Aquades dan Zeolit Dalam Zeolit Pelet Yang Diaktivasi Fisik Terhadap Nilai Kekerasan Dan Prestasi Motor Diesel 4-Langkah. Jurusan Teknik Mesin – Universitas

Lampung. Bandar Lampung.

Wardono, H. 2004. Modul Pembelajaran Motor Bakar 4-Langkah. Jurusan Teknik Mesin – Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Wikipedia Foundation. 2010. Mesin. 16 juli 2010 http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin diakses pada tanggal 28 Mei 2013.

Wikipedia Foundation. 2004.Zeolit. 2 juli 2004. http://id.wikipedia.org/wiki/Zeolit diakses

pada tanggal 28 Mei 2013.

_____ , 2009. Emisi Gas Buang Mobil Yang Berbahan Bakar bensin. November 2009

http://www.google.co.id/gunadarma.ac.id diakses pada tanggal 23 Maret 2012.

_____ , 2012. Wordpress.com. 2012. Motor Bakar. 11 April 2012.

DATA PENGAMATAN PENGUJIAN BERJALAN ZEOLIT PELET PEREKAT AKTIVATOR NaOH; 1N

Tabel A.1 Data Pengujian Berjalan

Pengujian dilaksanakan pada tanggal 03 November 2013 pada pukul 10.00 – 13.45 di Jl. H. Endro Suratmin, Sukarame, Bandar Lampung dengan kondisi cuaca panas dan jalan sepi lancar.

Tabel A.2 Data Rata-Rata Pemakaian Bahan Bakar Pengujian berjalan NaOH 1N

Massa Zeolit (gr) Rata - rata Pemakaian Bahan Bakar (mL)

Gambar A.1. Grafik Penurunan Konsumsi Bahan Bakar

Tabel A.3 Persentase Penurunan Bahan Bakar

Massa (gr) % Penurunan

35 23,49%

40 24,82%

45 26,64%

Gambar A.2 Grafik Persentase Penurunan Bahan Bakar

Tabel A.4 Tabel Data Pengamatan Pengujian Berjalan Aktivator NaOH

Pengambilan data diambil pada tanggal 05 November 2013 pada pukul 09.15 – 15.35 di Jl. H. Endro Suratmin, kondisi cuaca panas dan jalan sepi lancar.

Tabel A.5 Data Rata-rata Pemakaian Bahan Bakar Bakar Pengujian Berjalan NaOH

Normalitas (N) Bahan Bakar Terpakai (ml) Tanpa 56,16667

0,25 46,5

0,5 45,83333

0,75 43,16667

Gambar A.3. Grafik Penurunan Konsumsi Bahan Bakar Pengujian Berjalan NaOH

Tabel A.6 Persentase Penurunan Bahan Bakar Pengujian NaOH

Normalitas (N) % Penurunan

0,25 20,79%

0,5 22,55%

0,75 30,12%

1 26,22%

Tabel A.7 Data Pengamatan Pengujian Berjalan Aktivator KOH

Pengujian dilakukan pada tanggal 10 November 2013 pada pukul 09.00 – 15.45 di Jl. H. Endro Suratmin dengan kondisi cuaca mendung panas, dan kondisi jalan sepi lancar.

Tabel A.8 Data Rata-rata Pemakaian Bahan Bakar Pengujian Berjalan KOH

Normalitas(N) Bahan Bakar Terpakai (ml)

Tanpa 55,5

0,25 45,833333 0,5 44,666667 0,75 42,166667

Gambar A.5 Grafik Penurunan Konsumsi Bahan Bakar Pengujian Berjalan KOH

Tabel A.9 Data Persentase Penurunan Bahan Bakar

Normalitas (N) % Penurunan 0,25 21,09%

0,5 24,25% 0,75 31,62%

1 27,59%

Gambar A.6 Grafik Persentase Penurunan Bahan Bakar Pengujian Berjalan KOH

Diam (Stationer)

DATA PENGAMATAN PENGUJIAN DIAM ZEOLIT PELET PEREKAT AKTIVATOR NaOH

Tabel B.1 Data pengamatan pengujian konsumsi bahan bakar pada pengujian diam

Normalitas Pengujian 3000 rpm 5000 rpm

Normalitas Rata - Rata Pemakaian Bahan Bakar (mL)

Gambar B.1 Grafik penurunan konsumsi bahan bakar pada pengujian diam aktivator NaOH

Tabel B.4 Data pengamatan penurunan konsumsi bahan bakar pada pengujian diam aktivator

KOH

Normalitas Pengujian 3000 rpm 5000 rpm

(N) ke -

Tabel B.6 Data rata-rata pemakaian konsumsi bahan bakar Normalitas Rata - Rata Pemakaian Bahan Bakar (mL)

Gambar B.3 Grafik penurunan pemakaian bahan bakar

Tabel B.7 Persentase penurunan konsumsi bahan bakar

Normalitas Persentase

Gambar B.4 Grafik persentase penurunan bahan bakar.

DATA PENGAMATAN PENGUJIAN AKSELERASI ZEOLIT PELET PEREKAT AKTIVATOR NaOH

Tabel C.1 Data Pengamatan Pengujian Akselerasi

Normalitas Pengujian Waktu Tempuh

(N) Ke - (d)

Tabel C.2 Data Rata-rata pengujian akselerasi Normalitas Rata-Rata Waktu Tempuh (d)

0 12,89

0,25 12,04

0,5 11,64

0,75 10,98

Gambar C.1 Grafik Penurunan Waktu Akselerasi

Tabel C.3 Persentase penurunan waktu tempuh Normalitas Persentase Penurunan Waktu Tempuh

0,25 7,09%

0,5 10,71%

0,75 17,36%

1 13,20%

Gambar C.2 Grafik Persentase Penurunan Waktu Tempuh

Tabel C.4 Data pengamatan pengujian akselerasi pada aktivator KOH

Normalitas Pengujian Waktu Tempuh

(N) Ke - (d)

Tabel C.5 Data rata-rata waktu tempuh pengujian akselerasi aktivator KOH

Normalitas Rata-Rata Waktu Tempuh

0 12,89

0,25 11,82

0,5 11,63

0,75 10,60

Gambar C.3 Grafik rata-rata penurunan waktu tempuh pengujian akselerasi

Tabel C.6 Data Persentase Penurunan Waktu tempuh Pengujian Akselerasi Normalitas Persentase Penurunan Waktu Tempuh

0,25 9,02%

0,5 10,80%

0,75 21,64%

1 13,70%

Gambar C.4 Grafik persentase penurunan waktu tempuh pengujian akselerasi

DATA PENGAMATAN PENGUJIAN EMISI ZEOLIT PELET PEREKAT AKTIVATOR NaOH

Tabel D.1 Data pengamatan pengujian emisi aktivator NaOH putaran 1500 rpm DATA UJI EMISI AKTIVASI NaOH PADA PUTARAN MESIN 1500

RPM

Pengujian dilaksanakan pada tanggal 07 NOVEMBER 2013 di PT. TUNAS DAIHATSU HAJIMENA pada pukul 14.00 - 17.15

Mengetahui,

Mahasiswa Teknik Mesin Tunas Daihatsu

Unila Hajimena

Tabel D.2 Data rata-rata hasil uji emisi aktivator NaOH

0,5 0,046667 192,3333 2,266667 19,16333

0,75 0,05 208,3333 2,3 18,85667

1 0,046667 222,6667 2,266667 17,70667

Gambar D.1 Grafik penurunan kadar gas buang CO (%)

Gambar D.2 Grafik penurunan kadar gas buang HC (ppm)

Gambar D.3 Grafik kenaikan kadar emisi gas buang CO2 (%)

Tabel D.3 Data pengamatan pengujian emisi aktivator NaOH putaran 3000 rpm DATA UJI EMISI AKTIVASI NaOH PADA PUTARAN MESIN 3000 RPM

Normalitas Pengujian

0615021046

Tabel D.4 Data rata-rata hasil pengujian emisi gas buang putaran 3000 rpm

Normalitas CO(%)

Gambar D.4 Penurunan kadar emisi gas buang CO (%)

Gambar D.5 Grafik penurunan kadar gas buang HC (ppm)

Gambar D.6 grafik kenaikan kadar emisi gas buang CO2 (%)

3 3.05 3.1 3.15 3.2 3.25 3.3 3.35 3.4 3.45 3.5

Tanpa 0,25 0,5 0,75 1

K

ad

ar

CO2

(%

)

DATA PENGAMATAN PENGUJIAN EMISI ZEOLIT PELET PEREKAT AKTIVATOR KOH

Tabel D.5 Data Pengujian Emisi gas buang putaran 1500 rpm DATA UJI EMISI AKTIVASI KOH PADA PUTARAN MESIN 1500 RPM

Normalitas Pengujian

Pengujian dilaksanakan pada tanggal 12 NOVEMBER 2013 di PT. TUNAS DAIHATSU HAJIMENA pada pukul 14.00 - 17.15

Ari Andrew Pane M. Yasir

0615021046

Tabel D.6 Data rata-rata hasil pengujian emisi gas buang putaran 1500 rpm

Normalitas CO(%)

HC

(ppm) CO2 (%) O2 (%)

Tanpa 0,053333 230 2,2 18,85333

0,25 0,046667 223,6667 2,266667 17,13333

0,5 0,053333 208 2,333333 17,95333

0,75 0,043333 176,3333 2,2 16,69

1 0,046667 174,3333 2,266667 18,77

Gambar D.7 Grafik penurunan gas buang CO (%) putaran 1500 rpm

Gambar D.8 Grafik penurunan kadar gas buang HC (ppm) putaran 1500 rpm

Gambar D.9 Grafik kenaikan kadar emisi gas buang CO2 (%) putaran 1500 rpm

Tabel D.7 Data Pengujian Emisi gas buang putaran 3000 rpm DATA UJI EMISI AKTIVASI KOH PADA PUTARAN MESIN 3000 RPM

Pengujian dilaksanakan pada tanggal 12 NOVEMBER 2013 di PT. TUNAS DAIHATSU HAJIMENA

Tabel D.8 Data rata-rata hasil pengujian emisi gas buang putaran 3000 rpm

Normalitas CO(%)

HC

(ppm) CO2 (%) O2 (%)

Tanpa 0,086667 36,66667 3,233333 19,26667

0,25 0,08 26,66667 3,2 18,85667

0,5 0,08 24,66667 3,266667 18,77333

0,75 0,08 25,33333 3,466667 18,92667

1 0,073333 26,33333 3,4 19,01667

Gambar D.10 Grafik penurunan kadar emisi gas buang CO (%) putaran 3000 rpm

Gambar D.11 Grafik penurunan kadar emisi gas buang HC (ppm) putaran 3000 rpm

Gambar D.12 Grafik kenaikan kadar emisi gas bbuang CO2 (%) putaran 3000 rpm