PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN AWAL TIPE STRAIGHT PADA MINYAK KELAPA TERHADAP SUDUT SEMPROT NOSEL.

(1)

(2)

Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)

1 Genset dengan bahan bakar co-gasifikasi downdraft kulit kopi dan batubara KE 01

2 Unjuk Kerja Pengering Surya Tipe Rak Pada Pengeringan Kerupuk Kulit Mentah KE 02

3 Analisis Unjuk Kerja Sistem Turbin Gas Mikro Bioenergi Proto X-3 Berbahan Bakar LPG KE 04

4 Optimasi periode data berdasarkan time constant pada pengujian unjuk kerja termal kolektor

surya pelat datar KE 06

5 Pengembangan Model Matematika Kinetika Reaksi Torefaksi Sampah KE 07

6 PENGGUNAAN GAS SEBAGAI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR BERMESIN INJEKSI KE 10

7 STUDI NUMERIK KARAKTERISTIK ALIRAN GAS-SOLID DAN PEMBAKARAN PADA TANGENTIALLY

FIRED PULVERIZED-COAL BURNER DENGAN VARIASI SUDUT TILTING KE 11

8 Pemanfaatan Panas Buang Kondenser pada Pengering Beku Vakum KE 12

9 Sistem Pendingin Adsorpsi dengan Single Bed Adsorber KE 13

10 Penerapan Evaporative Cooling Untuk Peningkatan Kinerja Mesin Pengkondisian Udara Tipe

Terpisah (AC Split) KE 14

11 Penggunaan Thermal Energy Storage sebagai Penyejuk Udara Ruangan dan Pemanas Air pada

Residential Air Conditioning Hibrida KE 15

12 Studi Eksperimental tentang Karakteristik Turbin Angin Sumbu Vertikal Jenis Darrieus-Savonius KE 17

13 PENGARUH KONSENTRASI GARAM TERHADAP KARAKTERISITIK ALIRAN DUA FASE GAS DAN AIR KE 22

14 Karakteristik Pembentukan Cincin Vorteks pada Jet Sintetik akibat Perubahan Frekwensi Eksitasi

pada Aktuator Ber-cavity Kerucut KE 23

15 KAJI TEORITIK KONSUMSI GAS LPG SEBAGAI SUMBER PANAS PADA PETERNAKAN AYAM BROILER

TIPE KANDANG TERTUTUP (CLOSED HOUSE) KE 24

16 STUDI AWAL GASIFIKASI SERBUK KAYU PADA OPEN TOP STRATIFIED DOWNDRAFT GASIFIER KE 25

17 Prototipe Sistem Pengering Cengkeh Dengan Energi Surya KE 26

18 Drag Reduction in Flow Separation Using Plasma Actuator in Cylinder Models KE 28

19 PENGARUH VARIASI NORMALITAS AKTIVATOR PADA AKTIVASI NaOH-FISIK ADSORBEN FLY ASH

(3)

Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV) Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

xxviii

20 PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN AWAL TIPE STRAIGHT PADA MINYAK KELAPA TERHADAP

SUDUT SEMPROT NOSEL KE 30

21 Analisis Beban Thermal Rancangan Mesin Es Puter Dengan Kompresor ½ PK Untuk Skala Industri

Rumah Tangga KE 32

22 Rancang Bangun Kondenser pada Pengering Beku Vakum KE 34

23 ANALISIS PERFORMANSI KOLEKTOR SURYA PEMANAS AIR DENGAN PELAT KOLEKTOR BENTUK-V KE 35

24 Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Bergelombang untuk Pengering Bunga Kamboja KE 37

25 Pengaruh Jarak Concentric dan Eccentric Reducer Pada Sisi Isap Pompa Sentrifugal Terhadap

Gejala Kavitasi KE 38

26 Karakterisasi Pembentukan Deposit pada Ruang Bakar Mesin Diesel Dengan Metode Tetesan Pada

Pelat Panas KE 40

27 Pengujian Performa Sistem Pendingin Absorpsi dengan Energi Panas Matahari di Universitas

Indonesia Depok KE 41

28 Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas Campuran Air dan Minyak Nabati untuk aplikasi

sebagai refigeran sekunder KE 42

29 PENGGUNAAN SOLAR COLLECTOR SEBAGAI PEMANAS AWAL DAN PIPA KONDENSAT SEBAGAI HEAT

RECORVERY PADA BASIN SOLAR STILL UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI KE 43

30 Analisis Performa Modul Solar Cell Dengan Penambahan Reflector Cermin Datar KE 44

31 Karakteristik Api Premiks Biogas pada Counterflow Burner KE 45

32 Theoretical Study of Forced Convective Heat Transfer in a Hexagonally Configured

Seven-Vertical-Rod Bundle in Zirconia-Water Nanofluid KE 47

33 KAJI EKSPERIMENTAL ALAT PENGOLAHAN AIR LAUT MENGGUNAKAN ENERGI SURYA UNTUK

MEmproduksi GARAM Dan AIR TAWAR KE 48

34

ANALISIS KARATERISTIK PEMBAKARAN BRIKET ARANG LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT dengan VARIASI BAHAN PEREKAT (BINDER) KANJI dan TAR MENGGUNAKAN METODE THERMOGRAVIMETRI ANALYSIS (TGA)

KE 50

35 PENINGKATAN HASIL EKSTRAKSI MINYAK NILAM DENGAN METODE HYDRO-STEAM MICROWAVE

DISTILLATION KE 51

36 PENGARUH VARIASI KEMIRINGAN SUDUT TURBULATOR TERHADAP LAJU PERPINDAHAN PANAS

PADA ALAT PENUKAR KALOR ALIRAN BERLAWANAN (COUNTER FLOW HEAT EXCHANGER) KE 52

37 Pengaruh Variasi Luas Heat Sink Terhadap Densitas Energi dan Tegangan Listrik Thermoelektrik KE 53

38 EFEKTIFITAS PERPINDAHAN PANAS PADA DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER DENGAN GROOVE KE 54

39 Penentuan Sub-sub Pola Aliran StratifiedAir-Udara pada Pipa Horisontal MenggunakanPengukuran

Tekanan KE 56

40 Distribusi Temperatur Pada Microwave menggunakan Metode CFD KE 57

(4)

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)

Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN AWAL TIPE STRAIGHT PADA

MINYAK KELAPA TERHADAP SUDUT SEMPROT NOSEL

I Ketut Gede Wirawan1,a,*, Made Sucipta2,b, I Putu Agus Arisudana3,c

1,2,3

Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362 - Indonesia

a

Indonesia merupakan salah satu negara yang tingkat penggunaan minyak kelapanya tinggi, khususnya untuk konsumsi rumah tangga. Lahan tanaman ini memiliki luas sekitar 3.82 juta hektar, dimana 97% dari total luas areal tersebut merupakan perkebunan rakyat. Hal inilah yang menjadikan ketersediaan minyak kelapa sangat berlimpah, sehingga dapat digunakan pada banyak bidang, salah satunya adalah pada bidang penelitian bahan bakar alternatif untuk kompor tekan (pressure stone). Apabila minyak ini dijadikan bahan bakar, maka salah satu parameter yang harus diperhatikan adalah sudut semprot. Pada minyak kelapa, sudut semprotnya sangat kecil karena viskositasnya yang tinggi. Untuk menurunkan viskositas tersebut maka dilakukan pemanasan awal berbentuk lurus (straight) seluas 78.57 mm2 pada pipe line sebelum keluar nosel. Temperatur pemanasan awal divariasikan dari 200 sampai 230 oC. Tekanan bahan bahan bakar minyak kelapa sebesar 4 bar dan diameter lubang nosel sebesar 500 μm dijaga konstan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi penurunan sudut semprot akibat endapan asam lemak bebas (free fatty acid) dan gliserol di ujung nosel ketika temperatur pemanasan awal dinaikan dari 200 sampai 220 o

C. Pada saat temperatur pemanas awal dinaikkan menjadi 230oC, sudut semprot meningkat karena bahan bakar sudah berbentuk fase uap dan jarak antar molekul partikel uap bertambah renggang sehingga mudah menyala ketika diberi energi aktivasi.

Kata kunci: minyak kelapa, pemanasan awal tipe straight, sudut semprot

Pendahuluan

Kelapa merupakan salah satu komoditi penting karena peranannya yang sangat besar, baik sebagai sumber pendapatan maupun sumber bahan baku industri. Indonesia memiliki lahan tanaman kelapa terluas di dunia dengan total luas areal sekitar 3.82 juta hektar, dimana 97% nya merupakan perkebunan rakyat dengan jumlah produksi 15.9 milyar butir atau setara dengan 3.2 juta ton kopra/daging buah kelapa kering [1]. Banyak manfaat yang dapat diperoleh dari tanaman ini, sebagian besar telah digunakan oleh masyarakat adalah daging buah kelapa. Daging buah kelapa dapat diolah menjadi berbagai macam produk olahan. Salah satu produk olahan dari daging buah kelapa adalah minyak kelapa.

Minyak kelapa digunakan oleh masyarakat untuk memasak makanan. Selain itu, dapat juga digunakan sebagai bahan dalam pembuatan kosmetik, mentega, sabun, dan sebagai bahan bakar alternatif biodiesel. Salah satu keunggulan dari biodiesel adalah emisi gas buangnya lebih rendah dari bahan bakar diesel [2] . Disamping itu, minyak kelapa dapat juga digunakan sebagai bahan

(5)

semprot (spray angle) yang dibentuk nosel, jadi semakin besar sudut semprot maka semakin luas penyebaran tetesan. Besarnya sudut semprot tergantung dari jenis bahan bakar pada tekanan dan diameter lubang nosel yang sama [4]. Perbedaan sudut ini juga akibat dari viskositas minyak yang tinggi sehingga mengurangi atomisasi.

Metodologi

Metodologi yang digunakan adalah studi eksperimenal dengan minyak kelapa sebagai bahan penelitian. Tahap penelitian dibagi menjadi 2 (dua) kegiatan, yaitu : (i) setting alat dan (ii) tahap pengujian.

Setting alat

Gambar 1. menunjukkan set up alat penelitian. Minyak kelapa murni dimasukkan ke dalam tabung (a). Dengan menggunakan kompresor, udara bertekanan diinjeksikan ke dalam tabung dan besarannya dijaga konstan sebesar 4 bar yang dapat dilihat pada manometer (b). Katup (c) dibuka pelan-pelan sehingga minyak bertekanan mengalir melalui pipe line (d). Minyak bertekanan sebelum keluar nosel (e) dipanasi dengan heater (f) sebagai pemanas awal. Uap minyak yang keluar dari nosel akan membentuk sudut semprot.

Tahap pengujian

Bahan penelitian ini menggunakan minyak kelapa murni yang dibuat secara tradisional seperti pada Gambar 2. Agar penelitian ini berjalan dengan baik, maka dilakukan persiapan awal yaitu pemasangan manometer pada tabung bahan bakar dan termokopel di preheater.

Gambar 1. Set up alat penelitian

a a b

c

d

(6)

Pengujian sudut semprot dimulai dengan pemanasan awal. Luas bidang pemanasan sebesar 78.57 mm2 dengan dimensi seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Volume bahan bakar minyak kelapa yang dimasukkan ke dalam tabung 600 cc. Udara kompresor diinjeksi ke dalam tabung dengan tekanan konstan 4 bar kompresor dan temperatur divariasikan pada 200oC, 210oC, 220oC dan 230oC. Setiap perubahan variabel temperatur, gambar sudut semprot yang terbentuk di ujung nosel di-capture menggunakan kamera.

Hasil

Hasil penelitian mengenai pengaruh temperatur pemanasan awal tipe straight ini ditunjukkan pada Gambar 4. Sudut semprotnya berada pada tekanan konstan 4 bar. Gambar 4(a),

100

210

35

5

Gambar 3. Detil ukuran pipe line

(7)

(b), (c) dan (d) masing-masing menunjukkan bahwa pada temperatur pemanasan awal 200oC, 210oC, 220oC dan 230oC, dihasilkan sudut semprot sebesar 17,58o ; 12,77o ; 12,25o dan 22,11o.

Perbedaan sudut semprot tersebut terjadi akibat dari kandungan asam lemak minyak kelapa multi komponen yang terdiri dari asam caproic, caprylic, capric, lauric, myristic, palmitic, stearic, arachidic, behenic, palmitolic, oleic, linoleic, linolenic, dan eicosatrienoic [5]. Kandungan asam lemak multi komponen ini menyebabkan boiling point temperature menjadi bervariasi [6]. Kenaikan temperatur pemanas awal dari 200 sampai 220oC menyebabkan sudut semprot menurun akibat dari terbentuknya endapan dari asam lemak bebas (free fatty acid) dan giserol di ujung nosel [7]. Pada temperatur pemanas awal 230oC, minyak kelapa sudah berbentuk uap sehingga besar sudut semprot meningkat.

Kesimpulan

Penelitian secara eksperimen mengenai pengaruh temperatur pemanasan awal tipe straight pada minyak kelapa terhadap sudut semprot nosel dapat disimpulkan :

a. Terjadi penurunan sudut semprot akibat pengendapan asam lemak bebas dan gliserol di ujung nosel pada kenaikan temperatur pemanasan awal 2000 sampai dengan 220oC.

b. Pada tempeatur pemanasan awal 230oC, minyak kelapa sudah berbentuk uap sehingga sudut semprot meningkat.

Referensi

[1] Departemen Perindustrian, Rodmap Industri Pengolahan Kelapa, Jakarta, 2009.

[2] Singh, P.J., Khurma, J. and Singh A, Coconut Oil Based Hybrid Fuels as Alternative Fuel for Diesel Engines, American Journal of Environmental Sciences 6 (1), (2010) 71-77.

(a) (b) (c) (d)

Gambar 4. Sudut sebaran nosel dengan variasi temperatur, (a) 200oC, (b) 210oC, (c)

(8)

[3] Kratzeisen M.and Müller J., Inﬂuence of calcium and magnesium content of coconut oil on deposit and performance of plant oil pressure stoves, Fuel 89, (2010) 59–66.

[4] Vinikumar, K.,Experimental Evaluation on Different Viscous Fluids Spray Characteristics in Injector Using Constant Volume Chamber, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. Technology Journal, 2012.

[5] Wirawan I.K.G., Wardana I.N.G., Soenoko R. and Wahyudi S., Premixed Combustion of Coconut Oil on Perforated Burner, Internationl Journal of Renewable Energy Development 2 (3), 2013, 133-139.

[6] Yuan W., Hansen A.C. and Zhang Q., Vapor pressure and normal boiling point predictions for pure methyl esters and biodiesel fuels, Fuel 84, (2005) 943-950

(9)

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)

ISBN : 978-602-73732-0-4

Diterbitkan oleh : Program Studi Teknik Mesin Universitas Lambung Mangkurat

Alamat : Gedung Fakultas Teknik Unlam Banjarbaru

Jl. A. Yani Km.36 km. 36 Banjarbaru

Telepon/fax : 0511-4772646

Email :teknikmesin.ft@unlam.ac.id/ fpaper.unlam@gmail.com

Contact Person : Akhmad Syarief ()

(10)