1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semakin meningkatnya populasi manusia dan penggunaan teknologi dewasa ini, mengakibatkan kebutuhan akan energi semakin tinggi pula. Bahan bakar fosil merupakan energi utama dan terbesar yang paling banyak dipakai dewasa ini. Tingginya kebutuhan terhadap bahan bakar fosil mengakibatkan ketersediaan bahan bakar tersebut semakin sedikit, sehingga mengakibatkan kelangkaan dari bahan bakar fosil tersebut. Ketersediaan yang semakin sedikit dan permintaan yang banyak, mengakibatkan harga bahan bakar fosil juga melambung tinggi (pernah mencapai hingga 70 US$/barrel). Akibatnya, banyak negara serta perusahaan berebut, bahkan hingga mengganggu stabilitas keamanan untuk dapat memiliki ladang-ladang minyak.
Dalam situasi seperti ini, mengurangi ketergantungan terhadap penggunaan BBM (Bahan Bakar Minyak) adalah sesuatu yang wajib untuk dilakukan. Salah satu cara untuk mengurangi ketergantungan tersebut adalah dengan meneliti dan mengembangkan energi alternatif yang ramah lingkungan, murah dan mudah didapat, serta dapat diperbaharui. Salah satunya adalah energi gas bio yang secara teknis, sosial dan ekonomis sangat memungkinkan untuk digunakan sebagai energi alternatif pengganti BBM.
Biogas merupakan gas yang dihasilkan dan dapat diproduksi dari bahan organik seperti biomassa, limbah pertanian dan juga kotoran hewan melalui proses fermentasi anaerobik. Gas yang dihasilkan dari proses fermentasi tersebut mengandung nilai kalor yang tinggi sehingga dapat digunakan untuk memasak dan penerangan bagi rumah tangga dipedesaan. Sisa dari fermentasi ini juga dapat digunakan sebagai pupuk yang sangat bermanfaat bagi tanaman. Disamping itu juga pengelolaannya dapat meningkatkan kebersihan lingkungan, karena limbah pertanian dan kotoran hewan yang selama ini dibuang pada tempat terbuka.
Kandungan biogas didominasi oleh gas metana (CH4) yang merupakan hasil sampingan proses dekomposisi mikroba pada suatu biomassa. Mikroba tersebut merupakan bakteri pembentuk metan yang banyak terdapat dalam tubuh
2
hewan ruminansisa, oleh karenanya kotoran hewan ruminansia mempunyai potensi yang sangat besar, tidak hanya sebagai sumber pupuk organik, tetapi juga terkandung energi yang sangat besar, yakni dalam proses penguraian yang bersifat anaerob akan menghasilkan gas bio.
Secara prinsip, pembuatan gas bio sangat sederhana. Dengan memasukkan subtract (kotoran hewan atau manusia) ke dalam unit pencerna (digester), ditutup rapat dan selama beberapa waktu gas bio akan terbentuk yang selanjutnya dapat digunakan sebagai sumber energi.
Salah satu badan penelitian milik pemerintah yang gencar untuk melakukan penelitian tentang gas bio adalah PPKS (Pusat Penelitian Kelapa Sawit). Salah satu program yang sedang dikerjakan oleh PPKS adalah untuk menjalin elaborasi antara pabrik kelapa sawit dan juga peternak sapi. Dengan memanfaakan kotoran sapi dari peternak, pabrik kelapa sawit diharapkan mampu untuk memproduksi biogas yang berguna selain untuk sebagai bahan bakar alternatif bagi mesin – mesin mereka, juga dialirkan ke masyarakat sebagai bahan bakar pengganti kompor gas LPG.
1.2 Tujuan Pengujian
1. Untuk mengetahui performansi ( daya, torsi, SFC, efisiensi termal, rasio udara – bahan bakar ) pada mesin diesel satu silinder menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar biogas yang berasal dari kotoran sapi.
2. Untuk mengetahui hasil pembakaran yang terjadi pada mesin secara visual pada nozzle.
3. Untuk mengetahui tinjauan nilai ekonomis dari mesin yang menggunakan bahan bakar solar murni dan bahan bakar solar murni + biogas (dual fuel) pada setiap laju aliran
4. Untuk memperoleh nilai opacity gas buang dengan bahan bakar solar murni dan bahan bakar solar murni + biogas (dual fuel) pada setiap laju aliran
3
1.3 Manfaat Pengujian
1. Sebagai pertimbangan terhadap pemerintah untuk mengembangkan dan memanfaatkan biogas sebagai energy alternatif dan dapat mengurangi pengeluaran pemerintah terhadap subsidi bahan bakar migas.
2. Untuk memberikan dukungan terhadap program Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) dalam mengembangkan produk biogas.
3. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari masing-masing bahan bakar yang diuji yaitu solar dan biogas.
1.4 Batasan Masalah
1. Bahan bakar yang digunakan dalam percobaan adalah solar dari PERTAMINA, dan biogas produk dari PPKS.
2. Mesin yang diuji adalah mesin genset diesel satu silinder.
3. Alat uji emisi yang digunakan adalah Heshbon Automative Opacity Smokemeter.
4. Alat uji yang digunakan untuk menghitung nilai kalor bahan bakar solar adalah “ Bom Kalorimeter”
5. Laju aliran biogas yang diuji adalah sebesar 2,5 l/min, 5 l/min dan 7,5 l/min.
6. Performansi mesin yang diteliti berupa: Daya, Torsi, SFC, Efisiensi Termal, Rasio Udara – Bahan Bakar (AFR).
7. Pembebanan dilakukan kepada beban linear berupa lampu pijar sebesar 400 Watt dan 800 Watt.
1.5 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut :
a. Studi literatur, yakni studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan tulisan-tulisan yang terkait.
b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan.
4
c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil pengujian yang dilakukan di Kebun Penelitan dan Percobaan PPKS, Bukit Sentang.
d. Analisis data, yaitu penghitungan pada tiap parameter dan pengambilan keimpulan.
e. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk oleh Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah membaca, mengerti dan memahami skripsi ini, penulis akhirnya membagi skripsi ini menjadi 5 bab yang tersusun secara sistematis. BAB I PENDAHULUAN, berisi latar belakang , tujuan, manfaat, batasan masalah, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA, berisi landasan teori yang diperoleh dari literatur untuk mendukung pengujian. BAB III METODOLOGI PENELITIAN, berisi metode yang akan digunakan untuk menyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan di bahas mengenai langkah-langkah pengujian, pengolahan dan analisa data yang akan digunakan untuk menyelesaikan teori dari topik yang akan diangkat. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN, pada bab ini akan dianalisa dan dibahas mengenai data-data yang diperoleh dari hasil pengujian yang telah dilakukan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN, berisi kesimpulan dari hasil pengujian dan saran-saran. DAFTAR PUSTAKA dan LAMPIRAN
