PENGARUH PENCAMPURAN BIODIESEL-MINYAK DIESEL TERHADAP EMISI GAS BUANG

(1)

PENGARUH PENCAMPURAN BIODIESEL-MINYAK DIESEL TERHADAP EMISI GAS BUANG

Oleh:

I K.G. Wirawan A. Ghurri W.N. Septiadi

Disampaikan pada Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin 4 - 5 Oktober 2018

(2)

Kebutuhan minyak bumi yang semakin besar perlu

diantisipasi  mencari sumber energi alternatif.

Penggunaan minyak bumi untuk kendaraan bermotor 

meningkatkan risiko

kesehatan gas buang sisa pembakaran menghasilkan gas-gas yang berbahaya

PENDAHULUAN

(3)

Minyak goreng bekas Minyak bekas ini sering disebut minyak jelantahsalah satu bahan baku biodiesel.

Minyak jelantah ini diperoleh di dapur hotel maupun restauran dan ketersediaanya berlimpah. Minyak jelantah merupakan limbah sehingga berpotensi mencemari lingkungan perlu pengolahan lebih lanjut menjadi biodiesel

Sedikit sekali studi-studi minyak goreng bekas proses penggorengan makanan digunakan sebagai biodiesel

perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk

menyelidiki pengaruh pencampuran biodiesel-diesel

terhadap emisi gas buang.

(4)

Disampaikan pada Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin 4 - 5 Oktober 2018

Penelitian ini menggunakan 5 macam variasi bahan bakar yaitu minyak diesel (B0), biodiesel murni (B100), minyak diesel+biodiesel 12,5%v/v (B12.5), minyak diesel+biodiesel 15%v/v (B15), dan minyak diesel+biodiesel 17,5% (B17.5). Minyak diesel digunakan sebagai bahan bakar dan diperoleh di Stasiun Pengisian Bahan Bakar (SPBU). Biodiesel minyak jelantah diperoleh dari Yayasan Lengis Hijau yang beralamat di jalan Cargo Sari nomor 4x Ubung Kaja Denpasar

METODE PENELITIAN

Gas Analyzer digunakan untuk mengukur kandungan CO, CO

₂

, dan

HC, sedangkan Smoke Tester digunakan untuk mengukur opacity.

(5)

Pengujian emisi gas  menggunakan 5 macam variasi yaitu B0, B100, B12,5, B15, dan B17.5. Putaran mesin divariasikan pada 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 dan 4500 rpm. Parameter yang diukur adalah kandungan CO, CO

₂

, HC dan smoke opacity

Langkah pengujian ini: (i) memastikan peralatan uji sudah siap dan

posisi aman, (ii) melakukan pengujian awal menggunakan bahan

bakar biodiesel murni (B100) pada putaran 1000 rpm, (iii)

menghidupkan mesin uji selama 5 -10 menit, agar mesin dalam

keadaan steady.(iv) memasang alat gas analyzer dan smoke tester

pada exhaust mesin uji dan catat kandungan emisi gas buangnya. (v)

mengulangi langkah i-iv dengan memvariasikan putaran mesin 1500

sampai 4500 rpm. (vi) mengulangi langkah i-v untuk variasi bahan

bakar B0, B12.5, B15, B17.5

(6)

HASIL DAN PEMBAHASAN

(7)

Karbon monoksida CO terbentuk karena kurangnya oksigen di dalam reaksi dengan bahan bakar pada saat proses pembakaran. Emisi CO bahan bakar diesel (B0) dihasilkan lebih besar dari biodiesel murni (B100) maupun campuran B12.5, B15 dan B17.5. Setiap penambahan persentase campuran biodiesel-diesel (v/v) pada putaran mesin konstan, maka terjadi fluktuasi kandungan emisi CO. Fluktuasi emisi CO untuk B12.5, B15, dan B17.5 adalah karena adanya oksigen dalam struktur molekul campuran bahan bakar biodiesel yang sangat membantu untuk pembakaran yang lebih baik, sehingga mengurangi emisi CO

KANDUNGAN EMISI GAS CO

(8)

Bahan bakar diesel (B0) mempunyai kandungan emisi gas CO2 paling tinggi dibandingkan dengan B12.5, B15, dan B17.5.Besarnya pengurangan kandungan emisi CO2 masing-masing sebesar 1.78 - 3.97% v/v, 0.90 – 4.17% v/v dan 1.45 – 4.07% v/v.

Sedangkan kenaikan putaran sampai pada 2500 rpm, bahan bakar campuran biodiesel-diesel memiliki kecenderungan naik, namun kemudian cenderung turun sampai pada putaran 4500 rpm. Penurunan ini disebabkan karena udara yang masuk ke dalam ruang bakar tidak sempat bereaksi secara sempuma dengan bahan bakar. Proses reaksi pembakaran ini disebabkan juga oleh CO₂ terdisosiasi menjadi CO dan oksigen akibat suhu yang tinggi.

KANDUNGAN EMISI GAS CO₂

(9)

Hidrokarbon (HC) dapat terbentuk karena adanya molekul hidrogen dan karbon dalam bahan bakar yang tidak terbakar sempurna (unburned). Emisi HC sangat sedikit terproduksi, emisi HC dengan berat molekul yang kecil juga terproduksi di sekitar api karena adanya proses dekomposisi termal.

Akan tetapi karena radikal H yang terkandung dalam hidrokarbon berubah menjadi H₂O, atom C yang terkandung dalam hidrokarbon berubah menjadi CO dan selanjutnya teroksidasi dengan CO₂, maka produksi HC dan jelaga sangat sedikit. Sebaliknya pada kondisi kekurangan udara, HC tidak banyak berubah menjadi CO dan H₂O, sehingga HC dikeluarkan dalam bentuk awalnya atau dalam bentuk serbuk karbon.

KANDUNGAN HYDROCARBON (HC)

(10)

terjadi kecenderungan fluktuatif pembentukan emisi HC pada masing-masing persentase campuran pada putaran konstan.

Pada bahan bakar B12.5, B15 dan B17.5, kenaikan putaran diikuti oleh peningkatan kandungan HC. Selain yang disebutkan di atas, emisi HC juga dapat terbentuk karena temperatur yang rendah pada daerah dinding silinder, sehingga pada temperatur tersebut tidak mampu melakukan proses pembakaran.

Produksi CO yang tinggi pada B12.5, B15 dan B17.5 adalah karena pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna dan semakin diperparah oleh kehadiran CO dalam bahan bakar. Selain itu, pembakaran tidak sempurna adalah faktor yang menyebabkan hidrokarbon tidak terbakar memiliki waktu tinggal yang pendek untuk bereaksi membentuk CO.

(11)

Opasitas asap menunjukkan derajat kegelapan dan tembus pandang tidaknya suatu emisi gas buang. Semakin tinggi opasitasnya, artinya semakin tinggi

persentase tidak tampaknya suatu benda akibat emisi gas buang ini. Partikulat ini terutama terdiri dari jelaga, yang proses terjadinya secara ringkas adalah pada kondisi dimana HC kurang oksigen dalam kondisi temperatur tinggi akan

mengalami dekomposisi termal dan kemudian terjadi

SMOKE OPACITY

(12)

B12.5, B15 dan B17.5 memiliki nilai kalor yang lebih rendah dari B0. Campuran bahan bakar ini memperpanjang penundaan pengapian dan waktu untuk membentuk campurannya menjadi baik, sehingga mengurangi kegelapan asap (smoke opacity) [20]. Dari Tabel 4 terlihat bahwa opasitas asap dari semua jenis bahan bakar cenderung naik dengan bertambahnya putaran mesin, seperti pada Gambar 8.

Pada bahan bakar B12.5, B15 dan B17.5, opasitas asap memiliki kecenderungan fluktuatif karena tidak terjadi perbedaan yang signifikan pada putaran pada putaran konstan. Pada putaran 1000 dan 1500 rpm, opasitas asap belum muncul. Setelah putaran mesin dinaikkan hingga 4500 rpm, opasitas asap mengalami peningkatan secara linier seperti grafik pada Gambar 9.

(13)

Peningkatan campuran biodiesel-diesel B12.5, B15, dan B17.5 menghasilkan penurunan gas CO, CO₂ dan HC pada putaran rendah. Opasitas asap tidak dihasilkan pada putaran 1000 dan 1500 rpm. Putaran menengah 2500 rpm menghasilkan penurunan gas CO, HC dan opasitas asap, tetapi CO₂ yang dihasilkan mengalami peningkatan. Putaran tinggi 4500 rpm menghasilkan CO berfluktuasi, CO₂ relatif konstan, HC fluktuatif dan opasitas asap meningkat.

KESIMPULAN

(14)

(15)

~ -

Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (STTMN) XVII

Diberikan kepada

I Ketut Gede Wirawan

Atas partisipasinya sebagai

Pemakalah

"Pengaruh Pencampuran Biodiesel-Minyak Diesel terh_adap Emisi Gas Buang"

Diselenggarakan oleh Program Studi Teknik Mesin S-1 Fakultas Sains dan Teknik Universitas Nusa Cendana

Kepala Program Studi FST-UNDANA

Dr. Jefri S. llitrn, S.T., M.Eng.

NIP. 19790421 200501 1 002

Kupang, 4-5 Oktober 2018

Ketua Pelaksana SNTTM-XVII

(16)

~

-

Sesi Pararel I

Ruang Tabalolong 2

NO WAKTU JUDUL MAKALAH

l 13.00-13.10 Tensile Strength Test Of Material Com12osite Of Coconut Coir Fiber By Using Polyester Resin BQTN 157 (ASTM D l 03 7-99) 2 13.10-13.20 Effect Of Temperature And Casting ComEosition Of Al-Bottom Ash Composite To The Grain Deformation In The Footstep Casting 3 13.20-13.30 Effect of Zeolite Addition on The Tensile Strength of Polypropylene as Injection Molding Product

IC.V ^13.30-13^.40 Enhancement of qsteoconductivitJ: ofTNTZ bJ: Hydrothermal Treatment 5 13.40-13.50 Finite Element Modeling of Pit Growth on Stainless Steel Materials

6 13 .50-14.00 Improving; The Fiscal And Mechanical Pro12crties Of Al-Si Hypoeutectic AllOJ:S With Carbide Particle Addition (SiC/f2) 7 14 00-14.10 _Increased Surface Hardness Of Aluminur!~'.l.!E0_ Co1~ositcThrougli The Ceramic Coating Process

--·----

8 14.10-14.20 _- - -_~Lo~CJ:cle Fati~An'!_~js of~n Ann~-~~-~-!2.!~.!__=1_122_~eel_

9 14.20-1430 Modification of Coconut Shell Polypropylene Composite as Pipe Material

uo) 14.30-14.40 Peat Firing Foaming Agent Selection from Fatty Acid Palm Oil Saponification Results with Simple Additive Weighting Method 11 14.40-14.50 Synthesis and Characterization ofMechanical Properties of Sand Mold Metal Casting Based on Recycle Sand with Addition ofResin 12 14.50-15.00 Effect of Bamboo Fiber Volume Fraction on The Density, Bending and Compressive Strength of Sandwich Composite With Opened

Cell Bamboo-Polyurethane Foam Core

~ ^,.,,., .. , ... 1,-$,JI.(····· ^fl ^•^~^{.. ..w} ^...^,,. ^~,.. ,,"·· ·«·'""' ·.'G~'ffeerf3f'r""''"''''· ·''' """ '"·' .... ...

_, ~·· ,·'< .• -{, _,['.:;';"~~""''- "'" ...

'" "' '""' ' ^"C '~.---·F''""-~' -';;:·:·:,.',·.:-"": ,. __ ;;._,_-:, ... ,:o.

13 15.30-15.40 The Effect of Pour Temperat~re and Cooling Media on PorositJ: and Hardness of AJ-12.6%Si AllOJ: Using Wet Sand Mold Casting 14 15.40-16.50 The Effect of Welding Trip on Weld Strengtl'.._ of Friction Stir Welded of Butt Joint AA5052-AA5052 and Lap Joint AA 1100-Acrylic 15 15.50-16.00 The Effectiveness Of Sound Absor12tion Levels Of Coir Sheet Without Adhesive Elements Added

16 16.10-16.20 Variasi Jenis Serat Batang Pisang Untuk Bahan Komposit Terhadap Kekuatan Tarik

17 16.20-16.30 Pengembangan Desain Model Prototipe !\~~~leaner Sto~c~ Waler ,,,

18 16.30-1640 Pengaruh Pencampuran Biodicsel-MinJ:ak Dil!scltcl'iiadap Emisi Gas l3uang__ \ /

-· 19 16.40-16.50 Study Of Solar Energy Utilization ln Kotabaru Dislricts 1\s Rc11ewable Allernalive Energy Sources Based On Photovoltaics Cells

For Simple House At Remote Areas

20 16.50-17.00 Numerical Study of Fluid Flow Through Obstacle and Fins in Duct With Variation of Fins Dimensions and Fins Distance Variations on Obstacle Against the Performance of Solar Collector