22
BAB I VH A S I L DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Sampel Pelumas Bekas
Sampel pelumas bekas diambil dari beberapa bengkel resmi di berbagai tempat di Pekanbaru dan sekitamya. Penentuan jenis pelumas dapat dilihat dari jenis bengkel, seperti untuk bengkel resmi AHAAS pemakaian rata-rata pada bengkel adalah pelumas mineral dengan merek federal oil (dimana o l i federal adalah oli rekomendasi dari pabrikan HONDA). Untuk oli jenis sintetik diambil dari bengkel resmi Y A M A H A dengan rekomendasi o l i dari pabrikan adalah o l i YAMALUBE (oli sintetik). Sedangkan vmtuk oli campuran diambil dari bengkel-bengkel kecil diseiuruh wilayah Pekanbaru dan sekitamya. Dari sampel -sampel tersebut, maka di dapatkan spesifikasi sebagai berikut:
> Sampel la untuk pelumas dengan type mineral merek top-one yang diambil dari bengkel KsimHONDA.
> Sampel I I untuk pelumas dengan type sintetik merek YAMALUBE yang diambil dari bengkel resmi YAMAHA.
> Sampel I I I imtuk pelimias campuran.
4.2. Hasil viskositas pelumas bekas
Pengujian viskositas dilakukan dengan menggunakan alat viscometer . Dengan spesifikasi sebagai berikut: Diketahui: Massabola = 15,5 gr Diameter bola =1,52 cm ; r = 0,76 cm Volume bola = 4/3. Tt.r^ = 4/3.3,14.(0,76)^ (cm X cm X cm) = 4/3.3,14.0,439 (cm^) = 5,5134/3 (cm^) = 1,838 (cm^)
Volume cairan = 50 ml (disamakan imtuk semua sampel) Suhu = 27,3 °C (disamakan untuk semua sampel)
Pboia ' = mboia/ Vboia = 15,5 / 1,838 (gi/cm^) ' 1 • = 8,433 (gr/cm^)
-^Il9.r\[p,.p,)glv (gr/cm.s) (4.1) dimana:
\i = viskositas cairan (gr/cm.s) p = berat jenis cairan (gr/cm^) g = gravitasi bmni (9,8 m/s) r = jari-jari bola (cm)
Jarak masing-masing sampel di variasi 5 cm dan 10 cm. Tabel 4.1 Tabel waktu jatuh bola pada sampel
No Sampel X ( c m ) t(s) 1 I 5 21,40 10 43,23 6
n
5 11,23 10 22,46 5 111 5 18,12 10 36,22Tabel 4.1 hasil pengamatan viskositas berbagai merek pelumas • Untuk sampel I : V i = X i / t i = 5 / 2 1 , 4 0 ( c m / s ) = 0,234 (cm/s) V2 = X 2 / t 2 = 10/43,23 (cm/s) = 0,231 (cm/s) pboia = mboia/Vboia= 15,5/ 1,838 (gr/cm^) = 8,433 (gr/cm^) massa cairan = 42,32 gr
Pcairan = nicairan/ Vcairan = 42,32 / 50 (gr/cm^)
maka = 0,8464 (gr/cm^) = 2/9. r^ .(pb - Pc). g /v (gr/cm.s) = 2/9. (0,76)1 (8,433 - 0,8464). 980 / (0,234) crn^ .gr I crn^ .cml cml s = 0,22.0,5776.7,5866.980 / 0,234 cm^ .gr / cm^ .cm / cm/s
= 944,764/0,234 = 4037,45
(gr/cm.s)
H2 = 2/9. (0,76)1 (8,433 - 0,8464). 980 / (0,231) cm^ .gr / cm^ .cm / cm/s 24 = 0,22.0,5776.7,5866.980 / 0,231 cm^.gr/cm^.cm/s^ cm/s = 944,764/0,231 = 4089,88(gr/cm.s)
a Untuk sampel I I : V i = X , / t , = 5 / 1 1 , 2 3(cm/s)
= 0,445 (cm/s) \ i = X 2 / t 2 = 10/22,46(cm/s)
= 0,445 (cm/s) ,.pboia = mboia/ Vboia = 15,5 / 1,838
(gr/cm^)
= 8,433(gr/cm^)
massa cairan = 43,12 gr
Pcairan = nicairan/Vcairan = 43,12 / 50(gr/cm^)
maka = 0,8642 (gr/cmO= 2/9. r^ .(Pb - Pc). g /v (gr/cm.s)
= 2/9. (0,76)^ (8,433 - 0,8642). 980 / (0,445) cm^ .gr / crn^ .cm / s^ = 0,22.0,5776.7,5688.980 / 0,445 cm/s cm^ .gr / cm^£m / s^ cm/s = 942,547/0,445 = 2118,08(gr/cm.s)
H2 = 2/9. (0,76)1 (8,433 - 0,8642). 980 / (0,445) = 0,22.0,5776.7,5688.980 / 0,445 ^ cm^.gr/cm^ .cm / s cm/s cm^ .gr / cm^ .cm/ s^ cm/s 2 \ = 942,547/0,445 = 2118,08(gr/cm.s)
nii^iksj: p d i ^ j a H H a Untuk sampel I I I : V j = X i / t i = 5 / 1 8 , 1 2(cm/s)
. = 0^76 (cm/s) V t = X 2 / t 2 = 10/36,22 (cm/s) = 0,276 (cm/s) PMB = mboia/ Vboia = 15,5 / 1,838 (gr/cm^) = 8,433 (gr/cm^) massa cairan - 42,50 gr > pcairan = nicainm/Vcairan = 42,50 / 50 (gr/cm^) = 0,85
(grW)
maka 1* = 2/9. .(pb - Pc). g /v (gr/cm.s) = 2/9. (0,76)^ (8,433 - 0,85). 980 / (0,276) cm^ .gr I cm^ £m I s cml s 2 \ = 0,22.0,5776.7,583.980 / 0,276 cm^ .gr / cm^ .cm / cm/s = 944,315/0,276 = 3421,43 (gr/cm.s) = 2/9. (0,76)^ (8,433 - 0,85). 980 / (0,276) cm^ .gr / cm^ .cm / s cm/s 2> = 0,22.0,5776.7,583.980 / 0,276 cm^ .gr / cm^ .cm / s^ cm/s = 944,315/0,276 = 3421,43 (gr/cm.s) Tabel 4.2 Tabel viskositas sampel pelimias bekasNo Nama Sampel Jenis pelumas/ merek Viskositas (gr/cm.s)
1 Sampel 1 Sintetik 4089,88
2 Sampel 11 Mineral 2118,08
3 Sampel 111 campuran 3421,43
4.3. Penyaringan Pelumas Bekas
Penyaringan pelumas bekas dimaksudkan untuk memisahkan pelimias bekas dengan kontaminan yang masih terkandung didalamnya.
Untuk itu perlu dilakukan penyaringan serta penyerapan, antara lain dilakukan proses : a) Dewatering
26 Dewatering merupakan pemisahan unsur air yang terkandung dalam pelumas bekas dengan cara memanaskan sampel sampai suhu 110 °C, diharapkan air yang masih tersisa akan menguap pada suhu tersebut.
b) Adsorpsi
Merupakan penyerapan kotoran yang terkandung dalam pelimias bekas dengan cara mengontakkan pelumas bekas dengan arang yang telah diaktifkan. Pengaktifan lempung tersebut dilakukan dengan pencampuran 1 (satu) kg lempung dengan 1 m l HCL 12 M , kemudian dipanaskan pada suhu 350 selama 2 (dua) jam. Pengontakan dilakukan dalam bejana tanah yang terus diaduk dengan menggunakan pengaduk kaca. ,
4.4. Proses Distilasi
Distilasi yang dilakukan pada sampel adalah distilasi satu tabung, yaitu dengan menggunakan tabung kedua sebagai pemanas uap. Pada proses ini semua sampel dengan volume 1 (satu) liter di bakar pada suhu sampai 350 "C selama 120 menit. Dengan alat yang sama serta lingkungan dan perlakuan yang sama pada setiap sampel.
Metode ini dilakukan dengan cara mengisi salah satu tabung distilasi dengan pelumas.
Hasil dari distilasi ini berupa tetesan minyak yang keluar dari outlet tabung distilasi dalam waktu 2 (dua) jam. Berikut Tabel 4.3. merupakan sampel-sampel hasil distilasi.
Gambar 4.2. Alat destilasi dengan satu tabung isi.
Tabel 4.3 Hasil distilasi
No Sampel Volmne sampel yang terdestilasi (ml)
1 I Hanya beberapa tetes
2 11 30
3 111 10
4.4.1. Perhitungan viskositas dari hasU destilasi
Setelah proses distilasi dilakukan, maka penting untuk mengetahui berapa besar viskositasnya. Dari hasil ini maka di dapatkan apakah sampel tersebut layak untuk digunakan sebagai bahan bakar diesel.
Dari hasil distilasi, temyata tidak semua sampel dapat terdistilasi dengan sempuma. Perhitungan dilanjutkan kepada viskositas sampel yang dapat terdistilasi pada suhu kamar dan tekanan 1 atm, yaitu:
- Pada destilasi: • Untuk sampel 11: V i = X i / t i = 5/1,01 ( c m / s ) = 4,95 (cm/s) V2 = X2/t2=10/2,02 (cm/s) = 4,95 (cm/s) . . r Pboia = niboia/ Vboia = 15,5 / 1,838 (gr/cm^)
= 8,433 (gr/cm^) ; massa cairan = 22,75 gr
pcairan = nicairan/ Vcairan = 22,75 / 30 (gr/cm^)
= 0,76 (gr/cnr*) _ . . ; ^ ' H = 2/9. ? .(pb - pc). g /v (gr/cm.s) m = 2/9. (0,76)^ (8,433 - 0,76). 980 / (4,95) maka crri^ .gr I cm^ .cm I = 0,22.0,5776.7,673.980 / 4,95 cml s cm^ .gr I cm^ .cm I s cml s = 955,523/4,95 = 192,035 (gr/cm.s)
H2 = 2/9. (0,76)1 (8,433 - 0,76). 980 / (4,95) cm .gr I cm .cm I s 2 \ = 0,22.0,5776.7,673.980 / 4,95 cml s cm^ .gr I crn^ .cm I s cml s = 955,523/4,95 = 192,035 (gr/cm.s) • Untuk sampel I I I : V i = X i / t i = 5/1,25 (cm/s) ;; . . y = 4 (cm/s) = X 2 / t 2 = 10/2,51 (cm/s) = 3,98 (cm/s) r V i A 1 . = mboia/Vboia = 15,5 / 1,838 (gr/cm^) = 8,433 (gr/cm^) massa cairan = 7,6gr
pcairan = nicairan/ Vcairan = 7,6/10 (gr/cm^) = 0,76 (gr/cm^) maka n = 2/9. ? .(pb - Pc). g /v (gr/cm.s) = 2/9. (0,76)^ (8,433 - 0,76). 980 / (4) Pboia cm^ .gr I cm^ .cm I s cml s 2 \ = 0,22.0,5116.1,613.I 4 ^ cm^ .gr I cm^ jcm I ^ cml s = 955,523/4 = 238,88 (gr/cm.s) V-2 2/9. (0,76)^ (8,433 - 0,76). 980 / (3,98) r ^^2 cm .gricm x:ml s = 0,22.0,5776.7,673.980 / 3,98 = 955,523 / 3,98 = 240 (gr/cm.s) cml s cm^ .gr I cm'' jcm I s cml s
Tabel viskositas hasil distilasi
No Nama Sampel Jenis pelumas/ merek Viskositas (gr/cm.s)
1 Sampel 1 Sintetik
-2 Sampel 11 Mineral 192,035
3 Sampel 111 campuran 240
4.5. Pemberian aditif
Aditif yang digunakan yaitu cetane number improver dengan kapasitas 0,4 % massa. Pemberian aditif perlu dilakukan untuk menambah daya bakar, sekaligus memperpendek periode pengapian.
4.6 Perhitungan kalor jenis pembakaran
Untuk mengetahui secara fisika bahwa sampel tersebut layak atau tidak sebagai bahan bakar, perlu diteliti berapa kalor jenis pembakaraimya. Pembakaran dilakukan dengan cara membakar sampel dalam sebuah tabung alimiunium dengan diameter 25 cm, dan volume sampel yang di bakar disamakan.data fisis yang di can adalah perbedaan lama pembakaran, dan suhu akhir pembakaran.
Dari hasil penelitian didapat:
4.6.1 Untuk sampel I dari hasil destilasi Suhu mula pembakaran (To) = 27,3 °C 225 °C T i - T o = 225 - 27.3 (°C) 197,7 197.7 "C + 273 470.7 K (470.7). (470.7). (470.7). (470.7) 49,088,164,491.0801 K 20 gr = 0,02 kg 920 detik 25 cm 0.25 m 0.125 m = (0.125).( 0.125) ( m x m ) Suhu akhir pembakaran (Ti)
Suhu(T) ? Suhu(T (kelfin)) Massa (m) Waktu (t) Diameter tabung jari-jari (r^)
luas permukaan tabung (A) = ns^ = (3,14).( 0.015625) m^ = 0.015625 m^
30 0.0490625 m l
Emitivitas (e) imtuk benda Hitam
Konstanta Stefan-boltzman 0.00000005672 Dari persamaan (3.2) radiasi benda hitam
R = eST* (4.2)
Maka R = 1x0.00000005672x49,088,164,491.0801 2784.28069 watt/m^
untuk menjadi daya maka :
R = e.5.r*.A = R.A
= 2784.28069 x 0.0490625 (watt/m^Um^) = 136.6037713 watt
-untuk meryadi joule:
R = R.A.At ' ' = 136.6037713 X 920 (watt).(s)
= 125675.4696 watt.s
watt.s= joule atauR = Q - . , ; jika, Q = mxcxAt maka,
C = Q / m x A t
= 125675.4696 / 0,02x645.7 (joule) / (kg).(K) = 69185.51137 joule/Kg.K
4.6.2 Untuk sampel H dari hasil destilasi Suhu mula pembakaran (To) = 27.3 °C Suhu akhir pembakaran (Ti) = 400 °C
Suhu(T) . . T i - T o = 400 - 27.3 ("C) V - 372.7 °C Suhu(T (kelfm)) . = 372.7 °C + 273 645.7 K (645.7). (645.7). (645.7). (645.7) 173,829,365,773.6800 K 20 gr = 0,02 kg Massa (m)
Waktu (t) . Diameter tabung 25 cm 1847 detik 0.25 m jari-jari (r^) 0.125m = (0.125).(0.125) ( m x m ) = 0.015625 m^
luas permukaan tabung (A) = 7i.r^ = (3,14).( 0.015625) m^ ^ 0.0490625 m l
Emitivitas (c) untuk benda
-Konstanta Stefan-boltzman = 0.00000005672 dari persamaan (3.2) radiasi benda hitam
maka R = 1x0.00000005672x173.829.365.773,6800 = 9859,601627 watt/m^
untuk meiyadi daya maka: ; : ? R = e.5.T*.A = R.A
= 9859,601627 x 0.0490625 (watt/m^).(m^) ' = 483,7367048 watt
untuk menjadi joule: R = R.A.At ^
= 483,7367048 X 1847 (watt).(s)
= 893461.6938 watt.s ' • watt.s= joule atauR = Q
jika, Q = mxcxAt maka, C = Q / m x A t
= 893461.6938 / 0,02x645.7 Ooule) / (kg).(K) = 69185.51137 joule/Kg.K
untuk kalor jenis pembakaran,
c = 69185.51137 X 645.7 (joule/Kg.K). (K) = 44673084.6891 j o u l e / K g
= 4,47 X 10^ k j / K g Hitam
4.6.3 Untuk sampel I I I dari hasil distilasi 27.3 °C 400 °C T i - T o = 400 - 27.3 (°C) 372.7 °C 372.7 °C + 273 645.7 K (645.7). (645.7). (645.7). (645.7) 173,829,365,773.6800 K 20gr = 0,02 kg 1786 detik 25 cm 0.25 m 0.125m = (0.125).(0.125) ( m x m ) 0.015625 m^ 7i.r^ = (3,14).( 0.015625) m^ 0.0490625 m l
Emitivitas (e) untuk benda hitam = 1 n Konstanta Stefan-boltzman = 0.00000005672
dari persamaan (3.2) radiasi benda hitam , i = R = sS T*
Maka R = 1x0.00000005672x173.829.365.773,6800 9859,601627 watt/m^
untxik menjadi daya maka :
R = e.5.'r*.A = R.A
= 9859,601627 x 0.0490625 (watt/m^).(m^) = 483,7367048 watt
untuk menjadi joule : I :^ R - R.A.At
= 483,7367048 x 1786 (watt).(s) = 863953,7548 watt.s
watt.s = joule atauR = Q Suhu mula pembakaran (To) = Suhu akhir pembakaran (Ti) = Suhu(T) Suhu(T (kelfm))
r*K
, = Massa (m) = Wakm(t) Diameter tabung = jari-jari (r^) =jika, Q = mxcxAt maka, C = Q / m x A t
= 863953,7548 / 0,02 x 645.7 (joule) / (kg).(K) , = 66900.55403 joule/Kg.K
untuk kalor jenis pembakaran,
c = 66900.55403 x 645.7 Ooule/Kg.K). (K) = 43197687.7395 joule/Kg
= 4,3 X 10'* k j / K g
Gambar 4.3. Perhitungan kalor jenis pembakaran 4.7. Pemakaian bahan bakar
Setelah mengalami beberapa proses dan perhitungan kalor jenis pembakaran, maka penelitian dilanjutkan dengan pemakaian sampel sebagai bahan bakar. Bahan bakar ini digunakan pada mesin diesel berkekuatan 6,5 PK.
No
Jenis Sampel
Mesin dapat hidup/ tidak
keterangan
-1 I Tidak
2 11 Hidup Normal
34
Gambar 4.4. Pemakaian sampel
t
' ' Gambar 4.5. Sampel yang telah jadi 4.8. Pendekatan sampel dengan standart bahan bakar
Tabel pendekatan: • .. i Pendekatan No Jenis Pengujian Standart Sampel Standart 1 11 I I I 1 Viskositas (gr/cms) 190,251
-
192,035 240 2Kalor Jenis Pembakaran ( k j / k g )
4,5 X lO'*
