Tesis S-2 Rekayasa Konversi Energi
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan data hasil penelitian dan analisis data yang dilakukan dapat disimpulkan beberapa hal penting yang menyangkut penggunaan catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) terhadap kadar polutan gas buang motor bensin empat langkah. Sebagai tambahan juga disimpulkan pengaruh penggunaan catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) terhadap unjuk kerja mesin, yaitu:
1. Ditinjau dari kadar polutan CO:
a. Dari delapan variasi komposisi catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) mampu menurunkan kadar polutan CO di setiap putaran mesin jika dibandingkan dengan kelompok kontrol 1 (standar).
b. Komposisi terbaik catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) dalam menurunkan kadar polutan CO adalah 110 gr Cu + 90 gr Mn. Katalis 110 gr Cu + 90 gr Mn efektif sebagai katalisator pada reaksi oksidasi CO (CO + ½ O2 CO2) pada A/F 15 atau range temperatur 273 – 340oC. Penurunan tertinggi kadar polutan CO sebesar 96,36% terjadi pada putaran mesin sekitar 9000 rpm. Sedangkan rata-rata penurunan kadar polutan CO pada komposisi ini adalah 91,03%.
2. Ditinjau dari kadar polutan HC:
a. Dari delapan variasi komposisi catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) mampu menurunkan kadar polutan HC di setiap putaran mesin jika dibandingkan dengan kelompok kontrol 1 (standar).
b. Komposisi terbaik catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) dalam menurunkan kadar polutan HC adalah 110 gr Cu + 90 gr Mn. Katalis 110 gr Cu + 90 gr Mn efektif sebagai katalisator pada reaksi oksidasi HC (2HC+ 1½ O2 H2O + 2CO2) pada A/F 14,7 atau range temperatur 240 – 306oC. Penurunan tertinggi kadar polutan HC sebesar 94,74% terjadi pada putaran mesin sekitar 6500 rpm. Sedangkan rata-rata penurunan kadar polutan HC pada komposisi ini adalah 74,61%.
3. Ditinjau dari torsi (T):
a. Dari delapan variasi komposisi catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) mampu menaikkan torsi yang dihasilkan mesin di setiap putaran jika dibandingkan dengan kelompok kontrol 1 (standar).
b. Komposisi terbaik catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) dalam menaikkan torsi yang dihasilkan mesin adalah 110 gr Cu + 90 gr Mn. Kenaikan tertinggi torsi sebesar 38,37% terjadi pada putaran mesin sekitar 9000 rpm. Sedangkan rata-rata kenaikan torsi pada komposisi katalis ini adalah 17,47%.
4. Ditinjau dari daya (P):
a. Dari delapan variasi komposisi catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) mampu menaikkan daya yang dihasilkan mesin di setiap putaran jika dibandingkan dengan kelompok kontrol 1 (standar).
S-2 Rekayasa Konversi Energi
b. Komposisi terbaik catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) dalam menaikkan daya yang dihasilkan mesin adalah 110 gr Cu + 90 gr Mn. Kenaikan tertinggi daya sebesar 37,43% terjadi pada putaran mesin sekitar 9000 rpm. Sedangkan rata-rata kenaikan daya pada komposisi katalis ini adalah 17,58%.
5. Ditinjau dari konsumsi bahan bakar spesifik (sfc):
a. Dari delapan variasi komposisi catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) mampu menurunkan sfc di setiap putaran mesin jika dibandingkan dengan kelompok kontrol 1 (standar).
b. Komposisi terbaik catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) dalam menurunkan sfc adalah 110 gr Cu + 90 gr Mn. Pada komposisi ini mampu menurunkan Sfc tertinggi sebesar 33,45% pada putaran mesin sekitar 9000 rpm. Sedangkan rata-rata penurunan Sfc pada komposisi ini adalah 20,55%.
6. Ditinjau dari tekanan efektif rata-rata (bmep):
a. Dari delapan variasi komposisi catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) mampu menaikkan tekanan efektif rata-rata (bmep) di setiap putaran mesin jika dibandingkan dengan kelompok kontrol 1 (standar).
b. Komposisi terbaik catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) dalam menaikkan tekanan efektif rata-rata (bmep) adalah 110 gr Cu + 90 gr Mn. Pada komposisi ini mampu menaikkan bmep tertinggi sebesar 38,37 % pada putaran mesin sekitar 9000 rpm. Sedangkan rata-rata kenaikan bmep pada komposisi ini adalah 17,47%.
7. Ditinjau dari effisiensi thermal (ηth):
a. Dari delapan variasi komposisi catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) mampu menaikkan effisiensi thermal di setiap putaran mesin jika dibandingkan dengan kelompok kontrol 1 (standar).
b. Komposisi terbaik catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) dalam menaikkan effisiensi thermal adalah 110 gr Cu + 90 gr Mn. Pada komposisi ini mampu menaikkan effisiensi thermal tertinggi sebesar 50,27% pada putaran mesin sekitar 9000 rpm. Sedangkan rata-rata kenaikan effisiensi thermal pada komposisi ini adalah 26,27%.
8. Ditinjau dari level kebisingan (Sound Pressure Level, SPL):
a. Dari delapan variasi komposisi catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) akan menaikkan SPL di setiap putaran mesin jika dibandingkan dengan kelompok kontrol 1 (standar).
b. Komposisi terbaik catalytic converter tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) terhadap SPL adalah 170 gr Cu + 30 gr Mn. Pada komposisi ini, terjadi kenaikan tertinggi SPL sebesar 3,7% pada putaran mesin sekitar 5500 rpm jika dibandingkan dengan kelompok kontrol 1 (standar). Rata-rata kenaikan SPL pada komposisi ini sebesar 1,63%.
S-2 Rekayasa Konversi Energi
5.2 Saran
Dari serangkaian pengujian, perhitungan, dan analisis data yang telah dilakukan, maka dapat diberikan beberapa saran sebagai berikut.
1. Penelitian ini menggunakan tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) sebagai katalis, sehingga diperlukan penelitian lanjutan untuk mengetahui umur katalis tersebut.
2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan delapan variasi komposisi katalis tembaga (Cu) berlapis mangan (Mn) berpengaruh terhadap penurunan kadar polutan CO dan HC. Oleh karena itu, perlu penelitian lanjutan untuk variasi komposisi katalis yang lain.
3. Penelitian lanjutan perlu pengukuran terhadap kadar polutan NOx sehingga diketahui keefektifan katalis tembaga berlapis mangan terhadap seluruh polutan yang dihasilkan oleh kendaraan bermotor.
4. Logam penyangga katalis dalam penelitian ini menggunakan logam tembaga sehingga pada penelitian lanjutan perlu menggunakan logam penyangga yang berpori, misalnya zeolit atau ceramik sehingga didapatkan katalis yang lebih berpori dan luas permukaan efektif katalis yang lebih optimal.
5. Hasil penelitian menunjukkan adanya kenaikan level kebisingan yang dihasilkan knalpot. Oleh karena itu, penelitian selanjutnya dapat memodifikasi desain knalpot agar didapatkan level kebisingan yang lebih rendah dengan tetap meningkatkan unjuk kerja mesinnya.
6. Pelapisan mangan (Mn) ke permukaan tembaga (Cu) dalam penelitian ini dilakukan dengan cara disemprot (spray) dengan campuran lem perekat khusus. Dan dari hasil penelitian juga ditunjukkan mangan mulai terbakar di
Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS 225
atas temperatur 340oC, sehingga perlu dicarikan alternatif pelapisannya agar lebih optimal kinerja katalisnya.
7. Penggunaan straight through pipa tembaga kurang efektif untuk penggunaan dalam jangka waktu yang panjang karena di beberapa pengujian dijumpai pipa yang melengkung, retak dan patah. Oleh karena itu, penggunaan straight through pipa baja menjadi alternatif.
Tesis S-2 Rekayasa Konversi Energi
DAFTAR PUSTAKA
3.000 CC Harus Beli Pertamax. Surya, 8 Juli 2005.
Ananta dan Purbianto. (1989) Kimia 3, Program Ilmu-ilmu Fisik dan Biologi. Intan Pariwara, Jakarta.
Aris, Muhammad. (2005) Penggunaan Cu Murni di Exhaust Mufller dalam Upaya
Pengurangan Emisi Gas Buang, Tugas Akhir yang Tidak Dipublikasikan,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Arikunto, Suharsimi. (1998) Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Proses. Rineka Cipta, Jakarta.
Arismunandar, Wiranto. (2002) Penggerak Mula: Motor Bakar Torak. Edisi Kelima. Institut Teknologi Bandung, Bandung.Astika, I Komang. (2000)
Studi Eksperimental tentang Pengaruh Penggunaan Tembaga sebagai Catalytic Muffler terhadap Emisi CO, HC, dan NOx pada Mesin Bensin 4 Langkah, Tugas Akhir yang Tidak Dipublikasikan, Institut Teknologi
Sepuluh Nopember, Surabaya.
Bachrun, R. K. (1993) Polusi Udara Perkotaan, Pemantauan dan Pengaturan. Lab Termodinamika PAU ITB, Bandung.
Baxa, Donald E. (1982) Noise Control in Internal Combustion Engine. John Wiley & Sons, Inc, New York.
Biro Pusat Statistik. (1996) Statistik Lingkungan Hidup Indonesia 1995. Jakarta. Cahyono, Arif. (2001) Pengaruh Katalis Oksida Tembaga dan Krom terhadap
Emisi Gas CO, HC dan Daya Mesin pada Kendaraan Bermotor, Tugas
Akhir yang Tidak Dipublikasikan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Carberry, James J. (1976) Chemical and Catalytic Reaction Engineering. McGraw-Hill, Inc., New York.
Charles G, Hill, Jr. (1977) An Introduction Chemical Engineering Kinetics Reactor
Design. John Wiley & Sons, New York.
Data Bappedal Pusat Jakarta, (1994).
Dowden, D.A. at. all. (1970) Catalytic Hand Book. Verlag New york, Inc.
Fitriyana, A. (2002) Uji Kemampuan Catalytic Converter Tembaga Nikel (CuNi)
untuk Mereduksi Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Berbahan Bakar Premium, Tugas Akhir yang Tidak Dipublikasikan, Institut Teknologi
Sepuluh Nopember, Surabaya.
Fogler Scotd H. (1992) Elements of Chemical Reaction Engineering. Second Edition, Prentice-Hall International, Inc.
Fox, R.W., and McDonald, A.T. (1998) Introduction to Fluid Mechanics. Fifth Edition. John Wiley & Sons, Inc, New York.
Hardjapamekas, Eddy D. (1985) Pengetahuan Bahan dalam Pengerjaan Logam. Penerbit Angkasa, Bandung.
Hardianto, Toto dkk. (1998) Pengembangan Metode dan Penyusunan Standar Uji
Dinamik Polusi Gas Buang Kendaraan Bermotor untuk Kondisi Indonesia. Laporan Tahun Pertama Penelitian Hibah Bersaing VI/I Tahun
1997/1998. ITB, Bandung.
Heisler, Heinz. (1995) Advanced Engine Technology. Edward Arnold, London. Herwijnen, T. V. (1973) On the Kinetics and Mechanism of the CO – Shift
Conversion on Copper / Zinc Catalyst, PhD Thesis, Techniche Hogeschool
Delf.
Heywood, John B. (1988) Internal Combustion Engine Fundamentals. International Edition. McGraw-Hill, Inc., New York.
Husselbee, W. L. (1985) Automotive Cooling, Exhaust, Fuel and Lubricating
System. Reston Publishing Co., Virginia.
Incropera, F. P., and DeWitt, D. P. (1996) Fundamentals of Heat and Mass
Transfer. Fourth Edition. John Wiley & Sons, New York.
Jenbacher. (1996) Combustion Engines I Vol. I . Jenbacher. (1996) Combustion Engines II Vol. II. Jenbacher. (1996) Spark Ignition Engine Design Vol 3.
Jingga, I Nyoman. (2000) Studi Eksperimen Penggunaan Magnesium sebagai
Pereduksi Polutan di Muffler Motor Bensin 4 Langkah, Tugas Akhir yang
Tidak Dipublikasikan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. Kiyaku, Yaswaki & DM. Murdhana. (1998) Teknik Praktis Merawat Sepeda Motor.
Pustaka Setia, Bandung.
S-2 Rekayasa Konversi Energi
Krisbayu, A. (2001) Pengaruh Injeksi Oksigen pada Catalytic Converter Oksida
Tembaga (CuO) terhadap Penurunan Karbon Monoksida (CO) dan Hidrokarbon (HC) pada Emisi Gas Buang Mesin Berbahan Bakar Bensin,
Tugas Akhir yang Tidak Dipublikasikan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Larderel, at all. (1995) The Human Face of the Urban Environment. Proceeding of
the Second Annual World Bank Conference on Environmentally Sustainable Development, Proceeding Series No. 6 The World Bank,
Washington, D. C., USA. pp 58-62.
Mathur, Sharma L. (1975) Internal Combustion Engine. MacGraw-Hill Book Company, Inc., New York.
Maleev, V.L. (1945) Internal-Combustion Engines. Second Edition. McGraw-Hill Book Company, Inc., Tokyo.
Mirmanto, H., dkk. (1999) Rancang Bangun Catalytic Converter Tembaga (Cu)
pada Knalpot Kendaraan Angkutan Kota untuk menunjang Program Langit Biru. Lembaga Penelitian ITS, Surabaya.
Muhaji. (2001) Pengaruh Zeolit Alam dan Mangan (Mn) sebagai Katalis Silincer
Sepeda Motor 4 Langkah terhadap Kadar Emisi Gas Buang, Unjuk Kerja, dan Sound Pressure Level, Tesis Master yang Tidak Dipublikasikan, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Mulyono, (2002) Studi Eksperimen Pengaruh Penggunaan Ni-on-Cu sebagai
Catalytic Converter terhadap Emisi CO, HC, Daya Efektif dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Pada Motor Bensin 4 Langkah, Skripsi yang Tidak
Dipublikasikan, Universitas Negeri Surabaya, Surabaya. Nazir, Moh. (1999) Metode Penelitian. Ghalia Indonesia, Jakarta.
Nugroho, Joko. (2004) Uji Kemampuan Catalytic Converter Zeolit untuk
Mereduksi Polutan Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Berbahan Bakar Bensin, Tugas Akhir yang Tidak Dipublikasikan, Institut Teknologi
Sepuluh Nopember, Surabaya.
Obert, Edward F. (1973) Internal Combustion Engine dan Air Pollution. Third. Edition. Harper & Row, Publisher, Inc., New York.
Pasar Motor Tumbuh 15%. Surabaya News, 26 Juli 2004.
Penjualan Mobil Capai 300.000. Produk Baru Gairahkan Pasar Otomotif.
Kompas, 9 Juli 2005.
Peavy, H.S., D. R. Rowe., and G. Tchobanoglous. (1985) Environmental
Engineering. McGraw-Hill, Inc, Singapore.
Robert Bosch Gmbh. (1988) Automotive Electric/Electronic System. Stuttgart, Jerman.
Rosyidah, Afifah. (1998) Pengaruh Komposisi Katalis Campuran CuO, NiO dan
Cr2O3 terhadap Optimasi Oksidasi Karbon Monoksida, Tesis Master yang
Tidak Dipublikasikan, Institut Teknologi Bandung, Bandung.
Samorjai, Gabor A. (1994) Introduction to Surface Chemistry and Catalysis. John Willey & Sons, Inc., Canada.
Setahun, Tambah 100 Ribu Unit Jumlah Sepeda Motor di Surabaya. Jawa Pos, 12
September 2005.
Setiawan, Eko Deddy. (2001) Studi Eksperimental terhadap Pengurangan Polutan
Gas Buang Motor Bensin 4 Langkah dengan Penggunaan Zeolit, Tugas
Akhir yang Tidak Dipublikasikan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Sitorus, Ronald H, dkk. (2000) Reparasi dan Perawatan Mobil. Pionir Jaya, Bandung.
Solaiman. (1993) Batas Polusi Udara yang Dapat Diterima oleh Lingkungan. Kursus Singkat Aspek Polutan Gas Buang dari Proses Pembakaran terhadap Lingkungan, Lab. Termodinamika PAU ITB, Bandung.
Sucahyo, Bagyo. (1999) Ilmu Logam. PT. Tiga Serangkai Pustaka Mandiri, Solo. Sutantra, I Nyoman. (2001) Teknologi Otomotif Teori dan Aplikasinya. Guna
Widya, Surabaya.
Surdia, Tata & Shinroku Saito. (1992) Pengetahuan Bahan Teknik. PT Pradnya Paramita, Jakarta.
Suyanto, Wardan. (1989) Teori Motor Bensin. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Jakarta.
Swisscontact. (2000) Analisa Kinerja Mesin Diesel Berdasarkan Hasil Uji Emisi. Jakarta.
Toyota-Astra Motor Service Division. (1988) Dasar-dasar Automobil. Jakarta. Wardhana, Wisnu Arya. (2001) Dampak Pencemaran Lingkungan. Penerbit Andi,
Yogyakarta.
S-2 Rekayasa Konversi Energi
Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS 230
Warju. (2003) Eksperimen tentang Pengaruh Penggunaan Catalytic Converter
Kuningan (Cu+Zn) Berlapis Krom (Cr) terhadap Emisi Gas Buang (CO dan HC), Daya dan Sfc Pada Mesin Toyota Kijang Tipe 4K, Skripsi yang
Tidak Dipublikasikan, Universitas Negeri Surabaya, Surabaya.
Yayasan Toyota – Astra. (1985) Materi Pelajaran Engine Group. PT. Toyota Astra Motor, Jakarta.
Yayasan Toyota – Astra. (1995) Toyota Step 2. PT. Toyota Astra Motor, Jakarta. Yayasan Toyota – Astra. (1995) Dasar – Dasar Automobil. PT. Toyota Astra Motor,
