21 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu penelitian dimulai dari bulan April – September 2020 , dan untuk tempatnya :
1. Pengujian Sifat Fisik (Viskositas, Densitas, Dan Kadar Air) dilakukan di Laboratorium Kimia Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Pengujian Sifat Mekanis (Tribometer Dan Mikroskop Optik) dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang. 3.2. Variabel Penelitian
1. Variabel Bebas : Variasi Campuran Minyak : 0%:100%, 20%:80%, 40%:60%, 60%:40%, 80%:20%, 100%:0%.
2. Variabel Tetap : Minyak jarak dan Carrier Oil (olive Oil)
3. Variabel Terikat : Uji Mekanis (Tribometer dan Mikroskop Optik) dan Uji Fisik (Viskositas, Densitas dan Kadar Air).
4. Variabel Kontrol : Suhu pengovenan, waktu, beban, dan volume pengujian tribometer, volume pengujian kadar air, volume dan suhu viskometer ostwald.
Uji Fisik
Data dan analisis Uji Mekanis
Blending Minyak Jarak dengan Carrier Oil(Olive Oil)
Selesai
3.4. Alat dan Bahan 3.3.1 Alat
1. Pengaduk Magnet (Magnetic Stirrer) dan Pelat Panas ( Hot plate) Penemuan ini berkaitan dengan pelat panas dan lebih khusus lagi pelat panas untuk digunakan pada pengaduk magnet sehingga memungkinkan pengadukan dan pemanasan isi bejana laboratorium.
Alat pengaduk magnet semacam itu memungkinkan pengadukan kecepatan yang bervariasi dapat dicapai baik di dalam bejana laboratorium tertutup atau terbuka, dan meniadakan perlunya penggandengan mekanis antara batang pengaduk dan penggerak utama (Theodore, 1962), dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Hot Plate dan Pengaduk Magnet (Hot Plate and Magnetic Stirrer) (Sumber : Deva Agung Wijayanto)
2. Termometer Air Raksa
Termometer Air Raksa adalah termometer cairan (liquid) yang menggunakan air raksa (merkuri) sebagai cairannya. Bentuknya mirip dengan termometer alkohol. Termometer ini digunakan karena dapat mengukur suhu yang sangat tinggi, mudah dilihat, perubahan suhu lebih cepat, dan tidak membasahi dinding termometer. Termometer dapat dilihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Termometer (Sumber : Deva Agung Wijayanto)
3. Gelas Ukur
Gelas ukur merupakan suatu alat yang di gunakan untuk mengukur volume larutan yang bentuknya seperti corong ataupun gelas yang mempunyai ukuran volume mililiter yang bervariasi. Gelas ukur terbuat dari polypropylene karena ketahanan kimia yang baik atau polymethylpentene untuk transparansi, hal itu membuat gelas menjadi lebih ringan namun lebih rapuh dari kaca, maka tidak boleh digunakan untuk mengukur larutan/pelarut dalam kondisi panas. Gelas Ukur dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Gelas Ukur (Sumber : Deva Agung Wijayanto)
4. Pipet Tetes
Pipet Tetes berfungsi memindahkan cairan dalam jumlah yang sangat kecil yaitu berupa tetesan. Hal ini dikarenakan bentuk dari pipet ini yang berupa pipa kecil yang ditutupi dengan karet di bagian atasnya dan biasanya untuk mengambil sampel yang sudah diukur untuk meneteskan pada suatu karutan maupun benda. Pipet Tetes dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4 Pipet Tetes (Sumber : Deva Agung Wijayanto)
5. Gelas Piala (Beaker)
Gelas yang sering disebut gelas piala dan gelas kimia ini adalah alat laboratorium yang berfungsi sebagai penampung biasanya gelas piala ini digunakan juga untuk proses pengadukan diatas hot plate. Terdapat beberapa ukuran untuk gelas ini, mulai dari 25 mL hingga 3 L. Gelas beaker terbuat dari bahan borosilikat atau plastik. Gelas Breaker dapat dilihat pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Gelas Piala (Beaker) (Sumber : Deva Agung Wijayanto)
6. Kertas Gosok (Amplas)
Amplas berfungsi untuk membuat permukaan benda yang kasar menjadi lebih halus dengan cara menggosokkan permukaan kasarnya ke permukaan suatu bahan atau benda. Amplas yang digunakan untuk dengan ukuran 360, 1500 dan 2000. Dapat dilihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.6 Kertas Gosok (Amplas) (Sumber : Deva Agung Wijayanto)
7. Piknometer
Alat ini yang digunakan untuk menentukan massa jenis dari suatu cairan (fluida), piknometer sendiri terbuat dari kaca dengan penyumbat pipa kapiler sehingga gelembung udara dapat lolos. Dalam pengujan piknometer menggunakan piknometer dengan ukuran volume 10 ml. Penggunaan piknometer ini adalah cairan fluida dimasukan sampai memenuhi ruang setelah itu ditutup dengan pipa kapiler dilihat smpai tidak ada gelembung udara. Piknometer dapat dilihat seperti gambar 3.7.
Gambar 3.7 Piknometer (Sumber : Deva Agung Wijayanto) 8. Viskometer Ostwald
Viskometer Ostwald adalah alat untuk mengetahui nilai kekentalan sebuah fluida dengan cara mengetahui waktu yang ditempuh dari batas strip atas sampai batas strip bawah. Fluida bergerak lambat bisa dikatakan kental begitu sebaliknya fluida yang bergerak cepat makan fluida tidak terlalu kental atau nilai kekentalannya rendah. Viskometer Ostwald dapat dilihat pada gambar 3.8.
Gambar 3.8 Viskometer Oswald (Sumber : Deva Agung Wijayanto) 9. Neraca Analitik
Neraca Analitik adalah jenis neraca yang dirancang untuk mengukur massa kecil dengan ketelitian yang bagus, neraca ini dilindungi dengan kotak kaca transparan sehingga tidak berdebu dan angin di dalam ruangan tidak mempengaruhi operasional penimbangan. Neraca Analitik dapat dilihat pada gambar 3.9.
Gambar 3.9 Neraca Analitik (Sumber : Deva Agung Wijayanto)
10. Tribometer Type Pin-On-Disk
Pin on disc merupakan salah satu dari Tribotester yang nantinya digunakan sebagai alat uji suatu material untuk mengetahui prediksi keausan dan gesekan. Prinsip kerja dari mesin ini adalah adanya gerak relatif antara material yang bergesekan, yaitu berupa pin dalam keadaan diam dan disc keadaan berputar. Disc akan berputar dengan kecepatan tertentu dan pin diberikan beban agar permukaan pin menekan pada permukaan disc sehingga menimbulkan gesekan. Sebelum proses pengujian dilakukan, permukaan disc terlebih dahulu dilumasi dengan pelumas. Tribometer yang digunakan pada penelitian ini merupakan hasil rancang bangun dari mahasiswa Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.
Gambar 3.10 Tribometer Type Pin On Disk (Sumber : Deva Agung Wijayanto)
11. Mikroskop Optic ( Compound Light Microscope )
Mikroskop cahaya majemuk memberikan gambar spesimen dua dimensi yang diperbesar yang memungkinkan untuk menyelesaikan dan mengukur detail halus dari struktur spesimen. Spesimen dapat diposisikan (berorientasi) dan difokuskan dengan tepat, dan kontras serta kecerahan gambar dapat disesuaikan untuk menonjolkan fitur yang diinginkan dari struktur spesimen (Inoué, 1986). Mikroskop Optik yang nantinya akan melihat lebar goresan dari spesimen yang telah di uji dengan tribometer pin on disk.
Gambar 3.11 Mikroskop Optik (Sumber : Deva Agung Wijayanto) 3.3.2 Bahan
1. Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas Linn)
Gambar 3.12 Minyak Jarak (Sumber : Deva Agung Wijayanto) 2. Minyak zaitun (Olive Oil)
Gambar 3.13 Minyak Zaitun (Olive Oil) (Sumber : Deva Agung Wijayanto)
3. Spesimen Baja St 41
Gambar 3.14 Spesimen Baja ST 41 (Sumber : Deva Agung Wijayanto) 3.5. Prosedur Percobaan
3.5.1 Uji Kadar Air
1) Siapkan glass breaker ukuran 100ml, gelas ukur ukuran 50ml, oven, desikator dan neraca analitik.
2) Cuci breaker glass agar tidak ada kotoran yg menempel lalu masukkan dalam oven pada suhu 100⁰C dalam waktu 15-30 menit. 3) Setelah itu ambil dingingkan dalam desikator agar cepat dingin,
dan timbang glass breaker dalam keadaan kosong lalu catat dikasih label.
4) Lalu isi glass breaker dengan minyak yang sudah di ukur dalam gelas ukur sebanyak 40 ml, selanjutnya timbang lagi dan catat hasilnya.
5) Lakukan langkah nomor 4 sampai sempel bahan seleai dan catat hasilnya
6) Setelah itu masukkan oven lagi selama 24 jam dengan suhu 100⁰C agar dapat diperoleh bobot konstan.
7) Selanjutnya ambil dan masukkan desikator untuk didinginkan, lalu ditimbang dan catat hasilnya.
dan catat massa piknometer kosong.
4) Masukkan sampel ke dalam piknometer sampai di atas leher, pasang tutupnya hingga sampel dapat mengisi pipa kapiler sampai penuh dan pastikan tidak ada gelembung udara di dalam piknometer.
5) Keringkan bagian luar piknometer dengan tisu.
6) Taruh di Neraca analitik dan timbang piknometer berisi sampel dan catat hasilnya, lakukan sebanyak 3x.
7) Ulangi langkah-langkah nomor 4-6 pada variasi berikutnya.
8) Setelah selesai piknometer dibersihkan dan dikeringkan dalam oven.
3.5.3 Uji Viskositas
1) Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan seperti, pipet ukur 10 ml, statif, stopwatch, karet hisap, hot plate, glass breaker ukuran 1L dan termometer.
2) Cuci viskometer Ostwald untuk memastikan alat yang akan digunkan tidak kotor dan berair, lalu masukkan oven dengan suhu 100⁰C smpai dengan waktu 1-2 jam.
3) Selanjutnya menata susunan glass breaker ditaruh di atas hot plate, pasang viskometer ostwald dan termometer nya pada statif, lalu isi air di glass breakernya smpai menutup setengah pada lingkaran di viskometer.
4) Lalu nyalakan hot plate sampai airnya bersuhu panas 40⁰C, setelah suhu mencapai 40⁰C matikan hot platenya.
5) Ambil cairan menggunakan pipet ukur sebanyak 5 ml dan masukkan cairan tersebut melalui lubang yang besar pada viskometer Ostwald sampai volume setengah pada lingkaran. 6) Pasang karet hisap dilubang kecil keluarkan udara pada karet hisap
dengan menekan tombol A, tekan tombol S untuk menarik cairan ke atas melewati batas atas.
7) Siapkan stopwatch setelah karet hisap ditekan tombol E untuk menurunkan minyak, setalah melewati batas atas tekan stopwatch dan berhenti jika sudah melewati batas bawah.
8) Kemudian catat waktu yang diperoleh, ulangi sebanyak 3x.
9) Untuk selanjutnya yang dilakukan ke variasi minya selanjutnya sama seperti langkah–langkah nomor 5 sampai 8.
10) Setelah selesai percobaan cuci alat-alat yang digunakan sampai bersih lalu di masukkan oven kecuali karet penghisap.
3.5.4 Uji Tribometer ( Keausan )
1) Siapkan dan periksa alat dan bahan yang akan digunakan seperti, pipet tetes, cas aki, tribometer pin on disk stopwatch, water pas dan baja St 41 yang sudah diamplas.
2) Lalu taruh spesimen pada piringan tumpuan dan setting menggunakan water pas agar center.
3) Selanjutnya pasang kabel motor (+) dan (-) ke cas aki.
4) Ambil sampel minyak dengan pipet tetes sebanyak 1 ml, lalu teteskan ke permukaan spesimen sebanyak 0,5 ml diwaktu 5 menit awal dan 0,5 di 5 menit selanjutnya.
5) Pasang beban seberat 0,5 kg diatas pin, selanjutnya colokkan kabel pada stopkontak dan saat sudah mulai memutar lepaskan lengan beban pelan-pelan sambil stopwatch diaktifkan.
6) Setelah 10 menit tribometer di matikan dan dilepas spesimen, ganti spesimen selanjutnya.
7) Ulangi langkah-langkah nomor 4 dan 5.
akan diamati berada pada lapangan pandang.
3) Lalu setting lensa sambil melihat dari samping, turunkan meja objek secara perlahan dengan menggunakan pemutar kasar hingga jarak lensa objektif dan preparat yang diamati kira-kira 5 mm. 4) Perhatikan bayangan melalui komputer, Gunakan pemutar kasar
untuk menaikkan atau menurunkan lensa objektif sampai preparat terlihat jelas. Apabila bayangan belum terlihat, ulangi langkah (3). 5) Setelah preparat terlihat, dengan menggunakan pemutar halus, naik
turunkan meja objek agar tepat pada fokus lensa (preparat tampak lebih jelas).
6) Untuk memperoleh perbesaran kuat, kita dapat mengganti/mengubah lensa objektif dengan cara memutar revolver, usahakan agar posisi preparat tidak bergeser.
7) Selanjutnya kalau sudah tampak jelas lebar goresan maka ukur lebarnya, lakukan hal yang sama dengan preparat lainnya.
8) Setelah itu simpan hasilnya dalam folder di komputer 3.6. Pengujian
1. Uji Tribometer (Keausan) 2. Uji Mikroskop Optik 3. Uji Densitas
4. Uji Viskositas 5. Uji Kadar Air
3.7. Tabulasi Data
3.7.1 Data Hasil Uji Kadar Air
3.7.2 Data Hasil Uji Densitas
Perbandingan Variasi Minyak Jarak Dengan Minyak Zaitun Massa Piknometer Kosong 10 ml (gr)
Massa Piknometer Isi (gr) Rata-rata Massa Piknometer Isi (gr) (MJ) 0% : 100% (MZ) 24,770 24,769 24,770 24,770 (MJ) 20% : 80% (MZ) 24,768 24,767 24,767 24,767 (MJ) 40% : 60% (MZ) 15,579 24,766 24,765 24,763 24,765 (MJ) 60% : 40% (MZ) 24,764 24,763 24,762 24,763 (MJ) 80% : 20% (MZ) 24,762 24,761 24,760 24,761 (MJ) 100% : 0% (MZ) 24,759 24,758 24,758 24,758 Perbandingan Variasi Minyak Jarak Dengan Minyak Zaitun Berat Kosong Glass Breaker 100ml (gr) Berat Isi Volume Minyak Sebelum Di Oven (gr) Berat Isi Volume Minyak Setelah Di Oven (gr) (MJ) 0% : 100% (MZ) 63,353 97,422 97,400 (MJ) 20% : 80% (MZ) 64,499 98,436 98,399 (MJ) 40% : 60% (MZ) 62,487 96,026 95,970 (MJ) 60% : 40% (MZ) 64,365 97,958 97,879 (MJ) 80% : 20% (MZ) 63,397 96,814 96,715 (MJ) 100% : 0% (MZ) 64,421 98,626 98,506
(MZ) (MJ) 20% : 80% (MZ) 3,23 3,22 3,23 3,2266 (MJ) 40% : 60% (MZ) 40 3,15 3,19 3,15 3,1633 (MJ) 60% : 40% (MZ) 3,09 3,10 3,08 3,0900 (MJ) 80% : 20% (MZ) 3,08 3,06 3,04 3,0600 (MJ) 100% : 0% (MZ) 2,77 2,82 2,71 2,7666
3.7.4 Data Hasil Uji Tribometer (Keasuan)
Perbandingan Variasi Minyak Jarak Dengan Minyak Zaitun Lebar (μm) Rata-rata Lebar (μm) (MJ) 0% : 100% (MZ) 268,51 266,73 293,49 273,87 272,08 274,936 (MJ) 20% : 80% (MZ) 243,54 272,97 279,22 252,46 252,46 260,13 (MJ) 40% : 60% (MZ) 253,35 241,75 246,21 264,05 247,10 250,492 (MJ) 60% : 40% (MZ) 232,83 234,61 246,21 251,58 253,35 243,716 (MJ) 80% : 20% (MZ) 268,51 240,86 225,69 223,02 258,70 243,356 (MJ) 100% : 0% (MZ) 239,07 244,43 239,23 221,23 265,84 241,96 *Keterangan pada tabel Perbandingan Variasi Minyak Jarak Dengan Minyak Zaitun : MJ = Minyak Jarak
