i
KAJIAN EKSPERIMENTAL TERHADAP PERFORMANSI MESIN
DIESEL MENGGUNAKAN CAMPURAN PERTAMINA - DEX DENGAN
BIODIESEL BIJI KARET
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
x
ABSTRAK
xi Biji Karet dengan pembebanan statis 3,5 kg pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 641,20 g/kWh. Hasil uji emisi terbaik didapat pada bahan bakar B10 Biji Karet pada pembebanan statis 3,5 kg dengan karakteristik Opacity 9,0333%, Kadar CO 0,04%, dan Kadar HC 14 ppm.
xii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan karunia-Nya sehingga penulis diberikan kemampuan dan kesempatan untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul ” Kajian Eksperimental Terhadap Performansi Mesin Diesel Menggunakan Campuran Pertamina -
DEX Dengan Biodiesel Biji Karet” yang penulis susun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai, yaitu D. Sianipar dan R. Manurung, atas seluruh perhatian dan dukungannya hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis mendapat dukungan, bimbingan, dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak T u l u s B u r h a n u d d i n , S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing tugas akhir atas segala arahan, motivasi, dan bimbingannya dalam penyelesaian tugas akhir ini.
xiii 3. Seluruh Dosen Departemen Teknik Mesin FT-USU yang telah
membekali penulis dengan berbagai disiplin ilmu selama masa pendidikan. 4. Seluruh Pegawai dan Karyawan Departemen Teknik Mesin FT-USU
atas segala bantuan dan dukungannya.
5. Teman-teman stambuk 2010: dan teman-teman 2010 lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
6. Semua abang-kakak senior dan adik-adik junior yang telah mau berbagi pengalaman dan motivasi kepada penulis.
7. Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis ucapkan terima kasih banyak.
Akhir kata penulis berharap semoga penulisan tugas akhir ini bermanfaat bagi siapapun yang membutuhkannya.
Medan, Maret 2016 Penulis
xiv
2.3.4 Transesterifikasi ... 12
xv
2.4.1 Prinsip Kerja Mesin Diesel ... 15
2.4.2 Performansi Mesin Diesel ... 16
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 24
3.1. Pembuatan Biodiesel Biji Karet ... 24
3.1.1 Waktu dan Tempat ... 24
3.1.2 Alat dan Bahan ... 24
3.1.3 Prosedur Pembuatan Biodiesel ... 36
3.2 Pengujian Performansi dan Emisi Mesin Diesel ... 46
3.2.1 Waktu dan Tempat ... 46
3.2.2 Alat dan Bahan ... 46
3.2.3 Metode Pengumpulan Data ... 50
3.2.4 Metode Pengolahan Data ... 50
3.2.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian ... 50
3.2.6 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ... 51
3.2.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin ... 53
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 68
4.1 Pembuatan Biodiesel ... 54
4.2 Hasil Pengujian Bom Kalorimeter ... 59
xvi
4.4 Emisi Gas Buang ... 107
BAB V KESIPULAN DAN SARAN ... 114
5.1 Kesimpulan ... 153
5.2 SARAN ... 153
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Biji Karet ... 9
Gambar 2.2 Alur Pembuatan Biodisel Biji Karet ... 10
Gambar 2.3 Diagram P-V dan T-S Pada Siklus Diesel ... 15
Gambar 2.4 skema operasi dynamometer ... 17
xviii
Gambar 3.23 diagram alur pembuatan biodiesel ... 37
Gambar 3.24 Proses penggilingan ... 38
Gambar 3.25 Proses ekstraksi Maserasi. ... 39
Gambar 3.26 Proses Penyulingan ... 39
Gambar 3.27 Proses Rotary ... 40
Gambar 3.28 Proses Degumming dan Pengendapan... 42
Gambar 3.29 Tecquipment TD111 Four-Stroke Diesel Engine ... 46
Gambar 3.30 I.C Engine Instrumentation TD 114 ... 48
Gambar 3.31 Tecquipment Small Test Engine Bed TD115 MKII ... 48
Gambar 3.32 HESHBON Opacity Smokemeter HD-410 ... 49
xix
Gambar 4.1 Proses Esterifikasi dan Proses Transesterifikasi... 57
Gambar 4.2 Proses Pemisahan Methanol Pada Proses Esterifikasi... 58
Gambar 4.3 Proses Pemisahan Gliserol Pada Proses Transesterifikasi... 58
Gambar 4.4 Proses Pencucian Minyak Kasar ... 59
Gambar 4.5 Grafik Torsi Mesin Vs Putaran Mesin untuk beban 3,5 kg ... 70
Gambar 4.6 Grafik Torsi Mesin Vs Putaran Mesin untuk beban 4,5 kg ... 70
Gambar 4.7 Grafik daya ideal versus putaran mesin pada 3.5 kg ... 75
Gambar 4.8 Grafik daya ideal versus putaran mesin pada 4.5 kg ... 75
Gambar 4.9 Kurva Viscous Flow Meter Calibration ... 77
Gambar 4.10 Grafik AFR Versus Putaran Mesin Pada Pembebanan 3,5 kg ... 82
Gambar 4.11 Grafik AFR Versus Putaran Mesin Pada Pembebanan 4,5 kg ... 82
Gambar 4.12 Efisiensi Volumetris Vs Putaran Mesin Pada 3,5 kg ... 88
Gambar 4.13 Efisiensi Volumetris Vs Putaran Mesin Pada 3,5 kg ... 88
Gambar 4.14 Daya Aktual Vs Putaran Mesin Pada Pembebanan 3,5 kg ... 93
Gambar 4.15 Daya Aktual Vs Putaran Mesin Pada Pembebanan 4,5 kg ... 93
Gambar 4.16 Efisiensi Thermal Aktual Vs Putaran mesin Pada 3,5 kg ... 98
Gambar 4.17 Efisiensi Thermal Aktual Vs Putaran mesin Pada 4,5 kg ... 98
Gambar 4.18 SFC Aktual Vs Putaran Mesin Pada Pembebanan 3,5 kg ... 103
xxi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Target Penggunaan Biofuel Dari Berbagai Negara ... 5
Tabel 2.2 Daftar spesifikasi Mutu Biodisel Dalam Berbagai Standar ... 8
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Bom Kalorimeter ... 62
Tabel 4.2 Data hasil pengujian performansi mesin diesel ... 64
Tabel 4.3 Torsi mesin hasil pengujian terhadap sampel ... 72
Tabel 4.4 Daya Ideal Hasil Pengujian ... 76
Tabel 4.5 Nilai AFR Hasil Dari Pengujian... 79
Tabel 4.6 Efisiensi Volumetris Hasil Pengujian ... 84
Tabel 4.7 Daya Aktual Hasil Pengujian ... 90
Tabel 4.8 Efisiensi Thermal Aktual Hasil Pengujian ... 95
xxiii
Sfc Konsumsi Bahan Bakar Spesifik g/kW.h
mf Laju Aliran Bahan Bakar kg/jam
sgf Spesifik Gravity
Vf Volume Bahan Bakar Yang Diuji ml
tf Waktu Untuk Menghabiskan Bahan Bakar detik
ma Laju Aliran Massa Udara kg/jam
a Kerapatan Udara kg/m3
Vs Volume Langkah Torak m3
Cf Faktor Koreksi
AFR Air Fuel Ratio
ηv Efisiensi Volumetrik
ηb Efisiensi Termal Brake
xxiv
LHV Nilai Kalor Bawah Bahan Bakar kJ/kg
CV Nilai Kalor Bahan Bakar kJ/kg
Cv Panas Jenis Bom Kalorimeter J/gr.°C
M Persentase Kandungan Air Bahan Bakar
