38
Analisa Pengaruh Penggunaan Campuran Bahan Bakar
Solar Dengan Minyak Goreng Bekas Terhadap Unjuk
Kerja Motor Diesel
Nugrah Rekto P1, Eka Bagus Syahrudin2
1,2 Teknik Mesin STT Wiworotomo Purwokerto, Jl. Semingkir No. 1 Purwokerto
Jl.Sumingkir No.01 Telp.(0281) 632870, 626266 Fax.(0281) 632870 Purwokerto email : rekto_prabowo@yahoo.com1
Abstrak
Banyaknya limbah minyak jelantah yang ada disekitar lingkungan kita belum banyak penanganan yang dilakukan pemanfaatannya sebagai bahan bakar motor diesel. Penelitian pencampuran bahan bakar solar dengan minyak jelantah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh terhadap unjuk kerja motor diesel 1 silinder dibandingkan dengan solar murni dengan menggunakan metode eksperimental dengan prosentase campuran minyak jelantah 50%, 60% dan 70% pada 1 liter solar. Hasil penelitian besarnya torsi yang dihasilkan dari pengujian biodiesel minyak jelantah maka diperoleh hasil bahwa torsi paling tinggi diperoleh pada kondisi standart sebesar 13,178 Nm pada beban 2400 Watt, campuran minyak jelantah 50% sebesar 12,840 Nm, campuran minyak jelantah 60% sebesar 12,630 Nm dan campuran minyak jelantah 70% sebesar 11,101. Selanjutnya besarnya daya yang dihasilkan dari penggunaan biodiesel minyak jelantah pada motor daya terbesar dihasilkan saat pengujian standar menunjukkan daya 2.069 Watt pada beban 2.400 Watt, campuran minyak jelantah 60% sebesar 1.983 Watt pada beban 2.400 Watt, campuran minyak jelantah 50% sebesar 2.016 Watt pada beban 2.400 Watt, campuran minyak jelantah 70% sebesar 1.905 Watt pada beban 2200 Watt. Konsumsi bahan bakar untuk biodiesel minyak jelantah terendah pada campuran minyak jelantah 50% sebesar 0,452 kg/kWh, campuran 60% sebesar 0,455 kg/kWh, standar sebesar 0,471 kg/kWh dan campuran 70% sebesar 0,481 kg/kWh. Dalam penelitian viskositas campuran solar dengan minyak jelantah sangat berpengaruh, karena viskositas minyak jelantah yang kental hasil daya dan torsi menurun dari standart. Oleh karena itu sebaiknya dipasang pemanas yang dipasang pada pipa delivery baik sebelum pompa injeksi ataupun sesudah pompa injeksi agar viskositas dari campuran minyak jelantah tidak terlalu kental.
Kata kunci : Minyak Jelantah, Biodiesel, Motor Diesel.
1. Pendahuluan
Minyak jelantah seperti halnya minyak tumbuhan pada umumnya, memiliki kandungan kalor pembakaran tinggi[1]. Masalah utama penggunaan minyak tumbuhan secara umum termasuk
minyak jelantah sebagai pengganti minyak mineral seperti solar adalah sifst-sifat fisik kimia terutama viskositas dan titik bakar yang lebih tinggi dari pada minyak solar[2].Viskositas minyak
tumbuhan rata-rata sepuluh kali viskositas minyak solar, sementara titik bakarnya rata-rata empat kalinya[3]. Berbagai penelitian tentang pengujian langsung biodiesel sebagai bahan bakar motor
disel sudah dilakukan menggunakan biodiesel yang berasal dari minyak jarak pagar. Minyak kelapa sebagai bahan baku biodisel juga sudah diujikan pada motor diesel[4]. Pemerintah melalui pertamina
39
Setelah injeksi bahan bakar ini, tetes bahan bakar yang sangat kecil akan menyala dan nyala akan melebar secara spontan dalam ruang silinder dan menyebabkan tekanannya naik menjadi 600-1000psi (6.894,74 Kpa). Motor diesel adalah motor pembakar dalam (internal combustion engine)
yang beroperasi dengan menggunakan minyak gas atau minyak berat sebabai bahan bakar sebagai suatu prinsip bahn bakar tersebut disemprotkan (diinjeksikan) ke dalam silinder yang di dalamnya sudah terdapat udara dengan bertekanan dan suhu yang tinggi sehingga bahan bakar tersebut secara spontan terbakar[6].Prinsip kerja motor diesel 4 langkah untuk menyelesaikan tiap siklus kerjanya
dilakukan dalam empat kali langkah torak, atau tiap dua kali putaran poros engkol. Dimana empat langkah tersebut terdiri atas langkah hisap, langkah kompresi, langkah ekspansi, langkah buang. Pada motor diesel 4 langkah untuk langkah pengisapan fluida yang dihisap udara murni, demikian juga pada langkah kompresi dan pada ahir langkah kompresi bahan bakar solar di injeksikan oleh injektor. Pada motor diesel penyalaannya dengan cara menyemprotkan bahan bakar ke dalam ruang bakar yang berisi udara bertekanan dan bertemperatur tinggi sehingga terjadi pembakaran. Udara bertekanan dan temperatur tinggi dihasilkan dari kompresi udara berkisar antara 12-15 bar. Adapun cara kerja motor diesel adalah langkah hisap, langkah kompresi, langkah ekspansi dan langkah buang[5].
Minyak yang berasal dari kelapa sawit mempunyai kadar lemak jenuh sebesar 51% dan asam lemak tak jenuh 49%. Minyak goreng yang baru dipakai memiliki kandungan asam lemak omega 6 serta energi metabolisme sebesar 8.300 kcal/kg, sedangkan minyak jelantah metabolismenya sedikit menurun menjadi 7.430 kcal/kg dengan masa jenis berkisar 0,9 g/cm³. Beberapa keuntungan yang didapat dari pemakaian energi biodiesel berasal dari minyak jelantah tentunya akan berdampak positif pada usaha pelestarian lingkungan dan peningkatan kesehatan masyarakat[7]. Diantara keuntungan menggunakan biodiesel minyak jelantah adalah dapat disimpan
dan ditangani persis seperti solar biasa, memiliki titik nyala lebih tinggi (minimal 130°C) dan karena itu lebih aman dibandingkan solar biasa( minimal 52°C), biodegradable [8](tidak mencemari
lingkungan dan aman), menjaga sistem bahan bakar bersih bagi motor yang memakai, mampu meningkatkan pelumasan motor dan karbon monoksida lebih rendah (CO), Partikulat yang lebih rendah(PM), Rendah hidrokarbon dan mengurangi emisi polutan[9].
2. Metodologi penelitian
2.2 Alat dan bahan
40
Variabel bebas pada penelitian ini adalah sbb: 1. Pembebanan elektris.
2. Bahan tambahan campuran minyak solar adalah minyak goreng bekas (dymetil ester)
dengan campuran 50%, 60% dan 70%. Variabel tetap pada penelitian ini adalah:
a. Putaran motor pada rpm 1500 (± 50 Hz).
b. Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian ini adalah solar dan minyak goreng bekas.
3. Analisa data dan pembahasan
Tabel 3.1. Hubungan antara Beban dengan Daya
2.1 Parameter Unjuk Kerja Motor Bakar.
1.Torsi
T =𝑃.600002𝜋.𝑛 (Nm) Dimana :
T = Torsi terukur (Nm) P = Daya (Kw)
41
2.DayaP =2𝜋.𝑛.𝑇60000 (Kw) Dimana : P = Daya (Kw)
T = Torsi terukur (Nm) n = Putaran mesin (rpm)
3.Konsumsi bahan bakar spesifik (sfc).
𝑚𝑓 = 𝑏𝑡𝑥36001000𝑥𝜌𝑏𝑏 ; 𝑆𝑓𝑐 = 𝑚𝑓
𝑃 (kg/kw.h)
Dimana :
mf = Laju konsumsi bahan bakar (kg/h) P = Daya mesin (kW)
ρbb = Massa jenis bahan bakar (gr/cm3) b = Volume buret dalam pengujian (cm) t = Waktu untuk mengosongkan buret (s) Sfc = Bahan bakar yang di pakai (kg/kw.h)
Untuk memudahkan penulis dalam menganalisa serta membahas data hasil pengujian maka dibuatlah grafik hubungan seperti pada gambar berikut:
Gambar 3.1. Hubungan Beban dengan Daya.
Dari gambar 3.1 menunjukan bahwa daya tertinggi dihasilkan pada saat pengujian stage 1 (standar) menunjukkan daya 2.069 Watt pada beban 2.400 Watt. Untuk stage 2 ( campuran minyak jelantah 50% ) menunjukan daya sebesar 2.016 Watt pada beban 2.400 Watt, stage 3 (campuran minyak jelantah 60% ) menujukan daya sebesar 1.983 Watt pada beban 2.400 Watt, stage 4 ( campuran minyak jelantah 70% ) menujukan daya sebesar 1.905 Watt pada beban 2200 Watt. Hasil pengujian daya terendah stage 3 (campuran minyak jelantah 60%) sebesar 132 Watt, pada stage 4 (campuran minyak jelantah 70% ) sebesar 142 Watt, stage 1 ( standar ) sebesar 152 Watt, stage 2 (campuran minyak jelantah 50% ) sebesar 154 Watt.
42
bahan bakar yang diinjeksikan oleh injection pump sehingga memberikan beban motor yang lebih besar sehingga menyebabkan daya motor menurun.
Tabel 3.2. Hubungan antara Beban dan Torsi
Gambar 3.3. Hubungan Beban dengan Torsi.
43
campuran minyak jelantah 70% ). Telihat pada pembahasan pada daya dengan beban, bahwa torsi pun berpengaruh terhadap performance engine. Karena torsi juga dipengaruhi oleh daya, semakin dayanya naik torsi pun juga ikut naik, akan tetapi pada penambahan campuran minyak jelantah dengan 50%, 60% dan 70% pengalami penurunan sebesar 5%,hal ini disebabkan oleh viskositas dari minyak jelantah yang cukup kental sehingga bahan bakar yang diinjeksikan ke injection pump
semakin berat dan mengakibatkan torsi yang dihasilkan motor turun.
Tabel 3.3. Hubungan antara beban dengan Sfc
44
Seperti yang diketahui pada gambar 21 menunjukan bahwa Sfc terendah dihasilkan pada saat pengujian stage 2 (campuran minyak jelantah 50%) sebesar 0,452 kg/kW.h, stage 3 (campuran minyak jelantah 60%) sebesar 0,455 kg/kW.h, stage 1 ( standar ) sebesar 0,471 kg/kW.h, dan stage 4 (campuran minyak jelantah 70% ) sebesar 0,481 kg/kW.h. Terlihat jelas pada grafik bahwa perlakuan stage 2 cenderung mengalami penurunan konsumsi bahan bakar sebesar 20%, hasil ini sama dengan tren riset[9][10]. Hal ini disebabkan pengaruh dari viskositas campuran minyak jelantah
dengan solar yang naik sehingga menghasilkan konsumsi bahan bakar yang menurun.akibatnya bahan bakar yang diinjeksikan ke injection pump lebih berat,sehingga konsumsi bahna bakar yang digunakan semakin irit.tetapi daya dan torsi yang dihasilkan dari campuran minyak jelantah dengan solar menurun dari standar karena campuran yang terlalu kental[11].
4. Kesimpulan dan saran
4.1 Kesimpulan.
Berdasarkan analisa dan perhitungan dari data - data yang telah diperoleh dari hasil penelitian yang telah dilakukan dalam campuran minyak jelantah maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
a. Pengujian menggunakan campuran minyak jelantah daya menurun yaitu sebesar 5%, dalam hal ini viskositas bahan bakar yang diinjeksikan nozle lebih berat dari kondisi standar. Secara teoritis dapat dijelaskan bahwa penurunan ini disebabkan oleh pengaruh viskositas bahan bakar yang diinjeksikan oleh injection pump sehingga memberikan beban motor yang lebih besar sehingga menyebabkan daya motor menurun.
b. Torsi dipengaruhi oleh daya, semakin dayanya naik torsi pun juga ikut naik, akan tetapi pada penambahan campuran minyak jelantah dengan 50%, 60% dan 70% pengalami penurunan sebesar 5%,hal ini disebabkan oleh viskositas dari minyak jelantah yang cukup kental sehingga bahan bakar yang diinjeksikan ke injection pump semakin berat dan mengakibatkan torsi yang dihasilkan motor turun.
c. Pengaruh dari viskositas campuran minyak jelantah dengan solar yang naik sehingga menghasilkan konsumsi bahan bakar yang menurun.akibatnya bahan bakar yang diinjeksikan
ke injection pump lebih berat,sehingga konsumsi bahna bakar yang digunakan semakin
irit.tetapi daya dan torsi yang dihasilkan dari campuran minyak jelantah dengan solar menurun dari standar karena campuran yang terlalu kental.
4.2 Saran
Berdasarkan kesimpulan diatas maka peneliti dapat mengajukan saran :
a. Melakukan pencampuran minyak jelantah terhadap solar harus memperhitungkan kemampuan dan penggunaan motor diesel tersebut.
b. Viskositas minyak jelantah yang kental menyebabkan menurunnya daya motor,dan untuk menurunkan viskositas dari minyak jelantah dengan memasang pemanas pada pipa delivery yang dapat dipasang sebelum pompa injeksi atau sesudah pompa injeksi.
c. Penelitian lebih lanjut dapat dikembangkan bagaimana pengaruh dengan efisiensi thermal ataupun dengan hasil emisi gas buang.
5.Daftar Pustaka
[5] Aris Munandar, 1990, Motor Bakar Torak, PT. gramedia indonesia, Jakarta.
[8] Andarwulan. N. 2006. Antioksidan untuk minyak goreng. Food Review Indonesia Vol.1 No 2. Bogor
[1] Bambang Susilo, 2006 Uji biodiesel dari minyak goreng bekas untuk bahan bakar motor diesel
Staf pengajar jurusan teknik pertanian fakultas teknologi pertanian Universitas Brawijaya.
45
[4] Isalmi Aziz. 2008, Uji performance motor diesel menggunakan biodiesel dari minyak goreng
bekas UIN Syarif Hidayatullah, Jakarta.
[7] Moch. Setyadji, Endang Susiantini. 2007, Pengaruh penambahan biodiesel dari minyak
jelantah pada solar terhadap opasitas dan emisi gas buang, Pustek akselerator dan
proses bahan, Yogyakarta.
[6] Nasiri, J. 2006, Upaya mengurangi ketergantungan minyak bumi. Tersedia dihttp://www./Sentra%20Teknologi%20Polimer%20%20Biodiesel.htm
[3] Prihandana, Rama, dkk. 2006, Menghasilkan biodiesel Murah : Mengatasi Polusi dan
Kelangkaan BBM, Agromedia Pustaka, Jakarta.
[9] R. asep kadarohman M.Si., dkk. 2008 Kajian-Potensi-Eugenol-dan-Alfa-Pinen-serta-Senyawa- turunnya-sebagai-Bioaiditif-Bahan-Bakar-Solar-dan-Uji-Kinerjanya-pada-Motor-Diesel-Satu-Silinder.doc
[11] Tulus Burhanudin Sitorus. 2004, Kaji eksperimental performansi motor diesel dengan bahan
bakar biodiesel dari minyak goreng bekas, Fakultas Teknik USU
