TUGAS AKHIR
UNJUK KERJA MESIN DIESEL BERBAHAN BAKAR CAMPURAN BIODIESEL JARAK DAN BIODIESEL MINYAK GORENG BEKAS
DENGAN KOMPOSISI 9:1
Ditujukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh:
IHSANUL HAKIM 20140130131
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2021
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, Bapak Drs.Abdul Rohim dan Ibu Yusnidar, terimakasih telah memberikan dukungan materiil maupun non materiil serta segala doa yang tak pernah berhenti untukku. Doa yang selalu memberikan kelancaran, kemudahan dan keberuntungan.
2. Kakak dan Adik tersayang, Intan Rahma Sari dan Erlina Febriyanti yang telah menjadi kakak dan adik terhebat, memberikan semangat dan selalu memberikan motivasi agar saya menjadi lebih baik.
3. Sahabat Proyek Biodiesel, Aksan, Cplex, Rois, Likin, Fikri, Ray, Mas Ambon, dan Alex yang telah berjuang membangun kekompakkan dalam menjalani proyek ini.
iii
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 9:1”
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 Berli Paripurna Kamiel, S.T., M.Eng Sc. Ph.D. sebagai kepala program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
2. Bapak Dr. Wahyudi, S. T., M. T. sebagai Dosen Pembimbing I.
3. Bapak Dr. Muhammad Nadjib, S. T., M.Eng sebagai Dosen Pembimbing II.
4. Bapak Tito Hadji Agung Santoso,S.T.,M.T. sebagai Dosen Penguji.
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 2014, khususnya kelas C 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.
v DAFTAR ISI
TUGAS AKHIR ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... i
HALAMAN PERNYATAAN... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ...v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ...x
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
INTISARI ... xii
ABSTRACK ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan Penelitian ... 3
1.5 Manfaat ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...5
2.1 Tinjauan Pustaka ... 5
2.2 Landasan Teori ... 9
2.2.1 Mesin Diesel... 9
2.2.2 Bahan Bakar Diesel ... 14
2.2.3 Biodiesel ... 14
2.2.4 Proses Pembuatan Biodiesel ... 22
2.2.5 Metanol ... 24
2.2.6 Katalis ... 25
2.2.7 Sifat Bahan Bakar Biodiesel ... 25
2.2.8 Unjuk Kerja Mesin Diesel ... 28
vi
BAB III METODE PENELITIAN ...31
3.1 Bahan Penelitian ... 31
3.1.1 Biodiesel Minyak Jarak dan Minyak Goreng Bekas ... 31
3.1.2 Minyak solar... 31
3.1.3 Biodiesel Variasi B5, B10, B15, B20 ... 32
3.2 Alat Penelitian ... 32
3.2.1 Alat Pembuatan Biodiesel ... 32
3.2.2 Alat Uji Karakteristik ... 35
3.2.3 Alat Uji Unjuk Kerja ... 38
3.3 Tempat Penelitian dan Pengujian ... 39
3.4 Diagram Alir Penelitian ... 40
3.4.1 Pengujian Unjuk Kerja Mesin Diesel ... 40
3.4.2 Pengujian Karakteristik Injeksi ... 42
3.5 Persiapan Pengujian... 43
3.6 Tahap Pengujian ... 43
3.6.1 Pengujian Unjuk Kerja Mesin Diesel ... 43
3.6.2 Pengujian Karakteristik Injeksi Mesin Diesel ... 44
3.7 Metode Pengujian ... 45
3.8 Metode Pengambilan Data ... 45
3.9 Metode Perhitungan Daya dan Konsumsi Bahan Bakar ... 45
3.10 Metode Perhitungan dan Besar Sudut Injeksi Bahan Bakar ... 46
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN...47
4.1 Data Hasil Uji Sifat Fisik Bahan Bakar ... 47
4.1.1 Pengujian Viskositas ... 49
4.1.2 Pengujian Densitas ... 50
4.1.3 Pengujian Flash Point ... 51
4.1.4 Pengujian Nilai Kalor ... 52
4.2 Hasil Pengujian Karakteristik Injeksi ... 53
4.3 Hasil Pengujian Unjuk Kerja Mesin Diesel... 54
4.3.1 Hasil Uji Jenis Bahan Bakar Terhadap Putaran Mesin Diesel ... 55
4.3.2 Hasil Pengujian Daya Listrik pada Mesin Diesel ... 57
4.3.3 Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Mesin diesel ... 59
vii
BAB V PENUTUP ...61
5.1 KESIMPULAN ... 61
5.2 Saran ... 62
DAFTAR PUSTAKA ...63
LAMPIRAN ...63
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Siklus Mesin Diesel ... 10
Gambar 2. 2 Langkah Hisap Piston... 11
Gambar 2. 3 Langkah Kompresi Piston ... 12
Gambar 2. 4 Langkah Usaha Piston ... 13
Gambar 2. 5 Langkah Buang Piston ... 14
Gambar 2. 6 Skema Sistem Pembakaran Mesin Diesel ... 17
Gambar 2. 7 Injektor ... 17
Gambar 2. 8 Reaksi Esterifikasi ... 23
Gambar 2. 9 Reaksi Transesterifikasi ... 24
Gambar 3. 1 Variasi biodiesel B5, B10, B15, B20 ...32
Gambar 3. 2 Toples Plastik ... 33
Gambar 3. 3 Gelas Beker ... 33
Gambar 3. 4 (a) Gelas Ukur 50 ml dan (b) Gelas Ukur 10 ml ... 33
Gambar 3. 5 Alat Pembuat Biodiesel ... 34
Gambar 3. 6 Alat Pemanas Air ... 34
Gambar 3. 7 Alat Pencampur dan Pemanas ... 35
Gambar 3. 8 Termometer ... 35
Gambar 3. 9 Magnetic Stirrer... 35
Gambar 3. 10 Neraca Digital ... 36
Gambar 3. 11 (a) Viskometer dan (b) Tipe Rotor ... 36
Gambar 3. 12 Alat Uji Flash Point ... 37
Gambar 3. 13 Alat Uji Nilai Kalor (Calorimeter) ... 37
Gambar 3. 14 Alat Uji Injeksi atau Semprotan ... 38
Gambar 3. 15 Mesin Diesel dan Altenor ... 39
Gambar 3. 16 Diagram Alir Unjuk Kerja Mesin Diesel ... 41
Gambar 3. 17 Diagram Alir Pengujian Karateristik Injeksi ... 42
Gambar 4. 1 Grafik Hasil Pengujian Viskositas ...49
Gambar 4. 2 Grafik Pengujian Densitas ... 50
Gambar 4. 3 Grafik Pengujian Flashpoint... 51
ix
Gambar 4. 4 Grafik Pengujian Nilai Kalor ... 52 Gambar 4. 5 Hasil Pengujian Karakteristik Injeksi ... 53 Gambar 4. 6 Grafik Perbandingan Putaran Mesin dengan Bahan Bakar Solar dan
Biodiesel B5, B10, B15, dan B20 terhadap Beban Lampu Pada Bukaan Throttle 100% ... 56 Gambar 4. 7 Grafik Putaran Mesin terhadap Daya Listrik ... 58 Gambar 4. 8 Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Menggunakan Bahan
Bakar solar dan Biodiesel dengan Variasi B5, B10, B15, dan B20 terhadap Beban Lampu pada Putaran Mesin Maksimum ... 59
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Syarat Mutu Biodiesel Standar Nasional Indonesia (SNI)... 19
Tabel 2. 2 Syarat Mutu Minyak Goreng SNI 01-3742-2002 ... 22
Tabel 3. 1 Perbandingan Campuran Biodiesel jarak dan minyak goreng bekas....31
Tabel 3. 2 Sifat Fisik Minyak Solar Pertamina (SNI Pertamina) ... 32
Tabel 3. 3 Spesifikasi Altenor ... 38
Tabel 3. 4 Spesifikasi Mesin Diesel ... 39
Tabel 3. 5 Kondisi Pengujian Unjuk Kerja Mesin Diesel ... 40
Tabel 3. 6 Kondisi Pengujian Karakteristik Injeksi ... 40
Tabel 4. 1 Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Menggunakan Bahan Bakar Solar dan Biodiesel Variasi B5, B10, B15, dan B20...47
Tabel 4. 2 Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel Variasi B5, B10, B15, dan B20 ... 48
Tabel 4. 3 Hasil Pengujian Viskositas... 49
Tabel 4. 4 Hasil Pengujian Densitas ... 50
Tabel 4. 5 Hasil Pengujian Flashpoint ... 51
Tabel 4. 6 Hasil Pengujian Nilai Kalor ... 52
Tabel 4. 7 Hasil Pengujian Sudut Semprotan Injektor ... 54
Tabel 4. 8 Perbandingan Pembebanan Lampu Terhadap Putaran Mesin dengan Bahan Bakar Solar Murni dan Biodiesel Campuran B5, B10, B15, dan B20... 55
Tabel 4. 9 Hasil Pengujian Daya Listrik ... 57
Tabel 4. 10 Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Menggunakan Bahan Bakar Solar dan Biodiesel Variasi B5, B10, B15, dan B20 ... 59
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Motto ... 65
Lampiran 2. Persembahan ... 66
Lampiran 3. Hasil Pengujian Sudut Karakteristik Injeksi ... 67
Lampiran 4. Hasil Pengujian Densitas Bahan Bakar ... 68
Lampiran 5. Hasil Pengujian Viskositas Bahan Bakar ... 699
Lampiran 6. Hasil Pengujian Flash Point Bahan Bakar ... 70
Lampiran 7. Hasil Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ... 71
Lampiran 8. Hasil Pengujian Unjuk Kerja Mesin Diesel Bahan Bakar ... 72
