SKRIPSI
UNJUK KERJA MESIN DIESEL BERBAHAN BAKAR CAMPURAN BIODIESEL MINYAK JARAK, DAN BIODIESEL MINYAK GORENG
BEKAS DENGAN KOMPOSISI 1:4
Ditujukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik.
Disusun Oleh :
SHOLIKIN EKA SAPUTRA 20160130034
PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2020
67
Lampiran 2. Persembahan
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT.
Sebuah karya yang tak lepas dari dukungan serta doa semua pihak, karya ini dipersembahkan untuk:
1. Bapak dan Ibu tercinta, Papa Bejo Santoso Imoec dan Mama Suratin yang selalu mendoakan, mencukupi semua kebutuhan, dan memberikan dukungan kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan.
Penulis tidak bisa membalas seluruh kebaikan kedua orangtua, akan tetapi penulis hanya bisa mendoakan semoga segala jerih payah dari kedua orangtua dibalas oleh Allah SWT dan semoga penulis kelak bisa membahagiakan, mengangkat derajat dan selalu berbakti kepada kedua orang tua..
2. Adik tersayang, Nurul Aeni Nandiroh yang telah menjadi adik terhebat, memberikan semangat dan selalu memberikan motivasi agar saya menjadi lebih baik.
3. Teruntuk, Winda Pratiwi yang telah memberikan support yang tiada henti setiap harinya selalu mengingatkan hal-hal baik dalam kehidupan.
4. Sahabat Proyek Biodiesel, Aksan, Cplex, Rois, Apri, Fikri, Mas Ambon, dan Alex yang telah berjuang membangun kekompakkan dalam menjalani proyek ini.
5. Teruntuk Anak Rantau, Dani, Dwi, Haris, Ersan, Arif, Ojan, Anggo, Patkai yang telah bersama-sama menjalani kehidupan selama diperantauan dalam senang maupun duka.
iv
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Alhamdulillahirobil ‘ alamin, saya panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia yang dilimpahkan-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dengan judul “UNJUK KERJA MESIN DIESEL BERBAHAN BAKAR CAMPURAN BIODIESEL MINYAK JARAK DAN MINYAK GORENG BEKAS DENGAN KOMPOSISI 1:4”
Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana pada program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Saya mengucapkan banyak terima kasih atas segala bantuan selama melakukan penelitian ini. Saya mengucapkan ucapan terima-kasih kepada:
1. Bapak Ir. Berli Paripurna Kamiel, S.T., M.Eng Sc. Ph.D sebagai kepala program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
2. Bapak Dr. Ir. Wahyudi, S. T., M. T. sebagai Dosen Pembimbing I.
3. Bapak Muhammad Nadjib, S. T., M.Eng sebagai Dosen Pembimbing II.
4. Bapak Dr. Ir. Sudarja, M. T sebagai Dosen Penguji Pendadaran
5. Seluruh Staf Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang telah memberikan bantuan dan kemudahan dalam penelitian tugas akhir.
6. Dosen Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan selama perkuliahan.
7. Teman-teman Mahasiswa Teknik Mesin UMY Angkatan 2016, khususnya kelas A yang telah memberikan dukungan serta semangat dari masa perkuliahan hingga terselesaikan pengerjaan tugas akhi.
8. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penyusun skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Semoga kebaikan atas bantuan yang telah diberikan dari semua pihak
v
mendapat pahala dari Allah SWT. Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih kurang sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar penulisan skripsi ini menjadi lebih baik. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat menjadi acuan bagi penelitian selanjutnya.
Wassalamu’alaikum. Wr.Wb.
Yogyakarta,
Penulis
Sholikin Eka Saputra 20160130034
vi DAFTAR ISI
COVER ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERNYATAAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ...x
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
INTISARI ... xii
ABSTRAK ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Rumusan Masalah ...3
1.3 Batasan Masalah...3
1.4 Tujuan Masalah ...3
1.5 Manfaat Penelitian ...4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ...5
2.1 Tinjauan Pustaka ...5
2.2 Dasar Teori ...9
2.2.1 Mesin Diesel ...9
2.2.2 Sistem Bahan Bakar ...11
2.2.3 Biodiesel ...12
2.2.4 Minyak Jarak ...13
2.2.5 Minyak Goreng Bekas ...14
2.2.6 Proses Pembuatan ...15
2.2.6.1 Degumming ...16
2.2.6.2 Esterifikasi ...16
2.2.6.3 Transesterifikasi ...17
2.2.7 Metanol ...17
vii
2.2.8 Katalis ...18
2.2.8.1 Katalis Asam ...18
2.2.8.2 Katalis Basa ...18
2.2.9 Sifat Fisik Bahan Bakar Biodiesel ...18
2.2.9.1 Densitas ...19
2.2.9.2 Viskositas ...19
2.2.9.3 Flash Point ...20
2.2.9.4 Nilai Kalor ...20
2.2.10 Unjuk Kerja Mesin Diesel...20
2.2.10.1 Daya Listrik ...21
2.2.10.2 Torsi ...21
2.2.10.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ...21
2.2.10.4 Injeksi Bahan Bakar ...22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...24
3.1 Bahan dan Alat Penelitian ...24
3.1.1 Bahan Penelitian ...24
3.1.1.1 Biodiesel Jarak dan Minyak Goreng Bekas ...24
3.1.1.2 Minyak Solar Industri ...24
3.1.1.3 Biodiesel Variasi B5, B10, B15, dan B20 ...25
3.2 Alat Penelitian ...26
3.2.1 Mesin Diesel dan Alternator ...26
3.2.2 Alat Uji Injeksi ...27
3.2.3 Alat Instrument ...28
3.2.3.1 Tachometer Digital ...28
3.2.3.2 Voltmeter Digital ...29
3.2.3.3 Ampere Meter Digital ...29
3.2.3.4 Tangki Bahan Bakar dan Burret ...30
3.2.3.5 Selang Bahan Bakar ...31
3.2.3.6 Lampu ...31
3.2.3.7 Motor Listrik ...32
3.2.3.8 Pompa Injektor ...33
viii
3.2.3.9 Selang Injektor ...33
3.2.3.10 Injektor ...34
3.2.3.11 Nozzle ...34
3.2.3.12 Kamera ...35
3.3 Tempat Pengujian...35
3.4 Diagram Alir Penelitian ...36
3.4.1 Diagram Alir Pengujian Unjuk Kerja Mesin Diesel ...36
3.4.2 Diagram Alir Pengujian Karakteristik Injeksi ...39
3.5 Persiapan Pengujian ...41
3.6 Tahapan Pengujian ...41
3.6.1 Pengujian Unjuk Kerja Mesin Diesel...41
3.6.2 Pengujian Karakteristik Injeksi ...43
3.7 Metode Pengujian...45
3.8 Metode Pengambilan Data ...45
3.9 Perhitungan Data Daya dan Konsumsi Bahan Bakar ...45
3.10 Perhitungan Sudut dan Panjang Injeksi Bahan Bakar ...46
BAB IV PEMBAHASAN ...47
4.1 Data Hasil Pengujian Sifat Fisik Bahan Bakar ...47
4.1.1 Pengujian Viskositas Kinematik ...48
4.1.2 Pengujian Densitas...50
4.1.3 Pengujian Flash Poin ...51
4.1.4 Pengujian Nilai Kalor ...52
4.2 Data Hasil Pengujian Injeksi Bahan Bakar ...53
4.3 Pengujian Kinerja Mesin Diesel ...54
4.4 Pengujian Daya Listrik Mesin Diesel ...56
4.5 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Mesin Diesel ...58
BAB V PENUTUP ...60
5.1 Kesimpulan ...60
5.2 Saran ...61
DAFTAR PUSTAKA ...62
LAMPIRAN ...65
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Syarat Mutu Biodiesel Standar Nasional Indonesia (SNI) ... 13
Tabel 2.2 Syarat Mutu Minyak Goreng SNI 01-3742-2002 (Suroso, 2013) ... 15
Tabel 3.1 Perbandingan Campuran Biodiesel ... 24
Tabel 3.2 Spesifikasi Mesin Diesel ... 26
Tabel 3.3 Spesifikasi Alternator ... 27
Tabel 3.4 Kondisi Pengujian Unjuk Kerja Mesin Diesel ... 356
Tabel 3.5 Kondisi Pengujian Karakteristik Injeksi... 366
Tabel 4.1 Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel Minyak Jarak-Minyak Goreng Bekas dan Solar. ... 47
Tabel 4.2 Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel Variasi B5, B10, B15, dan B20 ... 48
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Viskositas Biodiesel Minyak Jarak-Minyak Goreng Bekas. ... 49
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Densitas Biodiesel Minyak Jarak-Minyak Goreng Bekas. ... 50
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Flashpoint Biodiesel Jarak-Minyak Goreng Bekas dengan Solar. ... 51
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Nilai Kalor ... 52
Tabel 4.7 Hasil pengujian Karakteristik Injeksi ... 54
Tabel 4.8 Hasil pengujian putaran mesin dari berbagai bahan bakar ... 55
Tabel 4.9 Hasil pengujian daya listrik dari berbagai bahan bakar ... 57
Tabel 4.10 Hasil pengujian konsumsi bahan bakar spesifik dari berbagai bahan bakar ... 59
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Siklus Mesin Diesel (Ideal) ... 10
Gambar 2.2 Skema aliran bahan bakar motor diesel ... 11
Gambar 2.3 Injektor ... 12
Gambar 2.5 Reaksi Transesterifikasi (Budiman dkk, 2017) ... 17
Gambar 3.1 Solar Industri ... 25
Gambar 3.2 Biodiesel B5, B10, B15, dan B20 ... 25
Gambar 3.3 Mesin Diesel dan Alternator ... 27
Gambar 3.4 Alat Uji Injeksi ... 28
Gambar 3.5 Tachometer Digital ... 29
Gambar 3.6 Voltmeter Digital ... 29
Gambar 3.7 Ampere Meter Digital ... 30
Gambar 3.8 Tangki Bahan Bakar Mini dan Burret ... 30
Gambar 3.9 Selang Bahan Bakar ... 31
Gambar 3.10 Lampu ... 31
Gambar 3.11 Motor Listrik ... 32
Gambar 3.12 Pompa Injektor... 33
Gambar 3.13 Selang Injektor ... 33
Gambar 3.14 Injektor ... 34
Gambar 3. 15 Nozzle ... 34
Gambar 3.16 Camera DSLR Cannon ... 35
Gambar 3.17 Diagram Alir Unjuk Kerja Mesin Diesel ... 38
Gambar 3.18 Diagram Alir Pengujian Karateristik Injeksi ... 40
xi
Gambar 3.19 Pengujian unjuk kerja mesin diesel ... 42
Gambar 3.20 Skema pengujian unjuk kerja mesin diesel ... 42
Gambar 3.21 Pengujian karakteristik injeksi ... 44
Gambar 3.22 Skema pengujian karakteristik injeksi ... 44
Gambar 4. 1 Hasil Pengujian Viskositas Kinematik ... 49
Gambar 4.2 Hasil Pengujian Densitas ... 50
Gambar 4. 3 Hasil Pengujian Flash Point ... 51
Gambar 4. 4 Hasil Pengujian Nilai Kalor ... 52
Gambar 4.5 Hasil Pengujian Karakteristik Injeksi ... 53
Gambar 4.6 Putaran Mesin dari Berbagai Bahan Bakar terhadap Beban Lampu pada Throttle 100% ... 55
Gambar 4.7 Daya yang dihasilkan dengan putaran mesin dari berbagai bahan bakar ... 57
Gambar 4.8 Konsumsi bahan bakar spesifik dari berbagai bahan bakar ... 59
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Motto ...66
Lampiran 2 Ucapan Terima Kasih ...67
Lampiran 3 Pengujian Viskositas Bahan Bakar ...68
Lampiran 4 Pengujian Densitas Bahan Bakar ...69
Lampiran 5 Pengujian Flashpoint Bahan Bakar...70
Lampiran 6 Pengujian Nilai Kalor ...72
Lampiran 7 Pengujian Injeksi Bahan Bakar...73
Lampiran 8 Pengujian Mesin Diesel ...74
