III. METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 III. METODE PENELITIAN A. Alat dan Bahan Pengujian Adapun alat-alat dan bahan yang digunakan dalam proses pengujian ini antara lain : 1. Motor Bensin 4-langkah 110 cc Pada penelitian ini, mesin uji yang digunakan adalah motor bensin 4- langkah dengan merk Honda Absolute Revo. Untuk spesikasi dari mesin uji yang digunakan adalah sebagai berikut : Tipe mesin : 4 langkah, SOHC Sistem pendinginan : Udara Diameter x langkah : x 55,6 mm Volume langkah : 109,1 cc Rasio Kompresi : 9,0 :1 Daya Maksimum Torsi Maksimum Kopling Sistem pengapian : 8,46 PS/7.0 rpm : 0,86 kgf.m/5.0 rpm : Tipe basah, ganda dan sentrifugal : DC-CDI, Battery Tahun pembuatan : 2009

2 30 Gambar 7. Sepeda motor Honda Absolute Revo 2. Alat yang digunakan Berikut ini adalah alat-alat yang digunakan selama penelitian : a. Mixer Mixer digunakan untuk mengaduk campuran zeolit dan larutan asam (H 2 SO 4 dan HCl) pada proses aktivasi kimia dan penetralan ph zeolit. Gambar 8. Mixer b. Timbangan Timbangan digunakan untuk menimbang zeolit-zeolit yang akan digunakan dalam pengujian. Gambar 9. Timbangan digital

3 31 c. Stopwatch Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu pengujian stasisioner dan waktu akselerasi. d. Gelas ukur dengan ukuran 0 ml Gelas ukur 0 ml digunakan untuk mengukur volume air mineral yang digunakan dalam proses pembuatan tablet. Gambar 10. Gelas ukur e. PH Meter Digunakan untuk mengukur kadar PH air dalam proses pencucian sampai PH 7. f. Ampia Digunakan untuk memperhalus permukaan dan memadatkan campuran zeolit dan tepung tapioka dengan menggunakan ukuran tebal 3 mm. Gambar 11. Ampia

4 32 g. Cetakan diameter 10 mm Cetakan digunakan membuat cetakan tablet zeolit dengan ukuran diameter 10 mm. Cetakan diameter 10 mm Gambar 12. Cetakan zeolit h. Oven Oven digunakan untuk mengeringkan zeolit yang telah diaktivasi kimia dan digunakan untuk aktivasi fisik. Gambar 13. Oven i. Gelas ukur ml Gelas ukur digunakan untuk mengukur bensin yang digunakan dalam tabung bensin dan sisa bensin yang digunakan dalam pengujian. Gambar 14. Gelas ukur ml

5 33 j. Tabung bensin Tabung bensin digunakan wadah tabung bahan bakar ketika proses pengambilan data sehingga tidak menggunakan tangki bahan bakar motor agar lebih mudah dalam proses pengukuran konsumsi bahan bakar. Tabung bensin pengujian k. Tachometer Gambar 15. Tabung bensin pengujian Tachometer digunakan untuk mengukur putaran mesin. Tachometer pengujian Gambar 16. Tachometer sepeda motor l. Kemasan zeolit Kemasan zeolit dengan menggunakan bahan kawat yang besarnya disesuaikan dengan ruang filter udara.

6 34 Gambar 17. Kemasan zeolit 3. Bahan utama a. Zeolit alami Zeolit alami yang digunakan untuk pengujian dalam penelitian ini adalah jenis klinoptilolit, dengan komposisi kimia 64,37 % SiO 2, 10,93 % Al 2 O 3, 1,29 % Fe 2 O 3, 0,16 % TiO 2, 18,61 % L.O.I, 1,31 % CaO, 0,68 % MgO, 1,54 % K 2 O, 0,75 % Na 2 O (sumber: CV. MINATAMA). Zeoli alam Gambar 18. Zeolit b. Larutan asam (H 2 SO 4 dan HCl) Larutan asam ini digunakan untuk mengaktivasi zeolit secara kimia pada persiapan bahan. Setiap 1 gram zeolit diaktivasi dengan 7 ml larutan asam (1 : 7).

7 35 c. Air aquades Air ini dipakai untuk mencuci zeolit baik yang alami maupun yang telah diaktivasi. Air ini digunakan sebagai bahan campuran untuk perekat dengan persentasi 6 % dari campuran perekat. Gambar 19. Aquades dalam kemasan d. Air mineral Air ini dipakai untuk mencuci zeolit baik yang alami maupun yang telah diaktivasi.pada zeolit yang telah diaktivasi bertujuan untuk menetralkan kembali zeolit agar phnya menjadi seimbang (ph 7). Dan air yang digunakan adalah air mineral GRAND yang di produksi oleh PT. WATERINDEX TIRTA LESTARI, Lampung. Gambar 20. Galon isi ulang e. Tepung tapioka Tepung tapioka digunakan sebagai bahan perekat yang dicampur dengan air aquades dengan campuran 20 % dari campuran perekat.

8 36 B. Persiapan Alat dan Bahan 1. Penimbangan Bahan Setelah alat dan bahan dipersiapkan, maka terlebih dahulu massa zeolit ditimbang menggunakan timbangan digital sesuai dengan seberapa banyak zeolit yang akan diaktivasi. Selanjutnya membuat larutan aktivator sesuai konsentrasi yang telah ditentukan. Pada penelitian ini menggunakan larutan asam antara lain : H 2 SO 4 dan HCl yang memiliki konsentrasi 0,1N; 0,2N; 0,3N; 0,5 N. Setiap proses pembuatan konsentrasi 0,1N; 0,2N; 0,3N; 0,5 N membutuhkan 1 kg zeolit untuk aktivasi kimia kimia asam H 2 SO 4 dan HCl. Perbandingan antara zeolit dengan larutan asam adalah 1 : 7. Larutan asam merupakan campuran dari air mineral ditambah dengan larutan aktivator asam. Aktivasi zeolit 1 kg zeolit dibutuhkan 7 liter atau 7000 ml larutan asam activator. Dan valensi H + untuk HCl adalah 1 mol ekivalen dan H 2 SO 4 adalah 2 mol ekivalen. Dari persamaan 1 dan persamaan 2 massa aktivator yang dibutuhkan pada aktivasi dapat diketahui (untuk perhitungan campuran normalitas dapat dilihat dilampiran). Table 1. Perhitungan komposisi aktivasi konsentrasi larutan Aktivator Massa Relatif Volume Normalitas Massa aktivator Asam Aktivator (Mr) zeolit (ml) (N) (gram) 0,1 34,3 H 2 SO ml 0,2 68,6 0,3 102

9 37 0,5 171,5 0,1 25,55 HCl 36,5 0,2 51,1 0,3 76,5 0,5 127,75 2. Aktivasi Zeolit Berikut ini adalah langkah-langkah pengaktivasian zeolit dengan larutan asam-fisik (H 2 SO 4 dan HCl), yaitu : 1. Mempersiapkan zeolit, larutan asam, air mineral, timbangan digital, labu Erlenmeyer, motor pengaduk (mixer), saringan, dan furnace. 2. Menimbang zeolit sesuai dengan yang dibutuhkan. 3. Membuat larutan asam dengan konsentrasi (0,1 N; 0,2 N; 0,3 N). 4. Menambahkan larutan asam pada zeolit dengan perbandingan 1 : 7 (setiap 1 gram zeolit diaktivasi dengan 7 ml larutan H 2 SO 4 ). 5. Mengaduk campuran zeolit dan larutan asam dengan menggunakan mixer selama 45 menit. Gambar 21. Kontainer tempat pangadukan zeolit

10 38 6. Setelah proses pengadukan, memisahakan antara zeolit dengan larutan asam 7. Mencuci zeolit dengan air mineral beberapa kali hingga ph Mengeringkan zeolit di dalam oven pada temperatur 110ºC selama 1 jam. 9. Menumbuk zeolit dan menyaring hingga berukuran 100 mesh. Gambar 22. Tumpukan zeolit 10. Memanaskan air mineral dengan mencampurkan 6% tepung tapioka dari total keseluruhan yang akan dibuat menjadi pelet hingga mengental. (Perbandingan 74% zeolit, 6% tepung tapioka dan 20% air). 11. Mencampur serbuk zeolit dengan tepung tapioka yang telah mengental secara merata hingga membentuk campuran siap dicetak. 12. Menyeragamkan tebal campuran menggunakan ampia dengan ukuran ketebalan 3 mm. Gambar 23. Penyeragaman ketebalan campuran menggunakan ampia

11 Mencetak campuran menjadi pelet dengan ukuran diameter 10 mm. Gambar 24. Zeolit pellet yang sudah dicetak 14. Memanaskan zeolit pelet dengan oven dengan temperatur C selama 1 jam (aktivasi fisik). Prosedur pengaktivasian zeolit dapat diilustrasikan dalam diagram alir yang ditunjukkan pada gambar 25: Mulai Mempersiapkan Alat dan Bahan Menimbang zeolit Membuat Larutan Kimia H 2 SO 4 (0,1N; 0,2N; 0,3N) dan HCl (0,1N; 0,2N; 0,3N) Menambahkan Larutan Kimia pada zeolit Mengaduk campuran zeolit dan larutan Kimia Menyaring zeolit dari larutan Kimia A

12 A Mencuci zeolit hingga ph 7 Mengeringkan zeolit dengan oven Menumbuk dan mengayak zeolit Mencetak zeolit pelet Memanaskan zeolit pelet (aktivasi fisik) Selesai Gambar 25. Diagram alir proses pembuatan dan pengaktivasian zeolit Zeolit pelet yang telah selesai diaktivasi selanjutnya akan dibungkus dengan wadah yang terdiri dari kawat jaring dengan lapisan dalam berupa kain tipis. Kawat jaring (kawat parabola) dimaksudkan agar zeolit pelet dapat tertata rapih dan kokoh (tidak mudah goyah). Dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar 26. Zeolit dalam kemasan Zeolit pelet dikemas dengan beragam variasi berat, dari, dan gram.

13 41 C. Prosedur Pengujian Data yang diambil dalam pengujian ini adalah pengujian prestasi mesin pada pengujian berjalan ini untuk melihat perbandingan karakteristik kondisi tanpa zeolit dan menggunakan zeolit. Data yang diambil tiap pengujiannya pada cuaca dan lokasi pengujian yang sama (permukaan kering) dengan beban kendaraan dan cara berkendara yang juga sama. Adapun pengujian yang akan dilakukan yaitu : 1. Konsumsi bahan bakar pada kecepatan konstan ( km/jam) pada jarak 5 km Persiapan yang perlu dilakukan adalah tabung bensin berkapasitas 200 ml. Kemudian tabung bensin disambungkan dengan rapat bersama selang bensin dan diikat ke sisi samping sepeda motor, setelah itu botol tersebut diisi dengan bensin yang sudah disiapkan. Kemudian dilakukan pengujian dengan kondisi motor tanpa zeolit. Jarak tempuh dapat diukur pada odometer dengan jarak 5 km. Bensin yang tersisa diukur dengan gelas ukur, kemudian jumlah bensin awal dikurangkan dengan jumlah bensin yang tersisa, maka didapatkan jumlah bensin yang terpakai pada kondisi normal. Selanjutnya pengujian dengan kondisi motor dengan saringan udara menggunakan zeolit. Dengan teknis pengambilannya data dilakukan dengan cara berkendara yang sama (perpindahan gigi secara teratur dan berjalan secara konstan), kondisi jalan yang sama dan pada kondisi jalan yang kering. Pengujian dilakukan pada siang hari dengan beban kendaraan yang sama. Format pencatatan data mengenai konsumsi bahan bakar dapat dilihat di tabel 2.

14 42 Tabel 2. Data pengujian konsumsi bahan bakar pada kecepatan konstan No 1 Normalitas (N) Massa (Gram) Konsumsi vahan bakar (ml) Rata- rata (ml) 2 0, , , , Akselerasi dari keadaan diam 0 70 km/jam Pada pengujian akselerasi, pengambilan data dilakukan dengan menggunakan stopwatch, sehingga didapat waktu (detik) jarak tempuh. Data yang diperoleh dalam bentuk waktu (sekon) dikarenakan percepatan dari kendaraan yang diuji belum diketahui, sementara kecepatannya sudah diketahui dari speedometer kendaraan bermotor. Pengujian akselerasi menggunakan kondisi filter tanpa zeolit dan menggunakan zeolit cetak. Setelah semua persiapan dilakukan, mobil yang telah dinyalakan harus

15 43 dalam keadaan berhenti (0 km/jam). Ketika gas mulai ditekan, stopwatch mulai diaktifkan. Setelah sampai pada kecepatan yang diinginkan (70 km/jam), stopwatch dinon-aktifkan kemudian dicatat waktu tempuhnya. Untuk mencapai kecepatan yang diinginkan (70 km/jm), pengendara melakukan perpindahan gigi yang teratur dan sesuai setiap pengujian. Tabel 3 menampilkan format data akselerasi pada pengujian. No 1 Tabel 3. Data pengujian akselerasi 0-70 km/jam (sekon) Normalitas (N) 2 0,1 3 Massa (Gram) Waktu (detik) Rata rata (sekon) 4 5 0, , , Akselerasi dari keadaan berjalan 70 km/jam Parameter zeolit yang digunakan dan langkah-langkahnya sama seperti pada pengambilan data pengujian akselerasi dari keadaan diam, hanya saja stopwatch mulai diaktifkan ketika kecepatan awal yaitu km/jam hingga

16 44 kecepatan akhir yang diinginkan (70 km/jam) melakukan perpindahan perseneling dari gigi 1 sampai gigi 4. Pada Tabel 4 menampilkan data akselerasi pengujian kecepatan hingga 70 km/jam. Tabel 4. Data pengujian akselerasi -70 km/jam (detik) No Normalitas (N) Massa (Gram) Waktu (detik) Rata rata (sekon) 1 2 0, , , , Pengujian stasioner Pengujian ini dilakukan untuk melihat konsumsi bahan bakar yang digunakan pada kondisi diam (putaran stasioner) dan membandingkan karakteristik kendaraan bermotor tanpa zeolit, dengan zeolit aktivasi (basafisik) dan massa yang telah ditentukan. Persiapan pertama yang dilakukan adalah memanaskan mesin agar kondisi mesin di saat pengujian sudah

17 45 optimal. Kemudian putar setelan gas di bagian karburator untuk menentukan putaran mesin yang dipakai dalam pengujian. Putaran mesin yang dipakai pada pengujian ini yaitu 10, 20 dan 00 rpm. Pengujian dimulai dengan mengisi bahan bakar pada tangki buatan yang mana bahan bakar tersebut telah diukur terlebih dahulu melalui gelas ukur. Selanjutnya zeolit diletakkan pada saringan udara, setelah itu mesin dihidupkan dengan menghitung waktu pengujian menggunakan stopwatch (5 menit). Setelah waktu pengujian selesai, mesin dimatikan serta stopwatch dinon-aktifkan. Kemudian bahan bakar yang terisi dalam tangki buatan tersebut sisanya dituangkan kembali ke dalam gelas ukur untuk menghitung jumlah yang terpakai dalam menit/ml. Tabel 5 merupakan tabel pengujian data stasioner. Tabel 5. Data pengujian konsumsi bahan bakar stasioner No Normalitas Putaran mesin (rpm) Massa Zeolit (gram) Konsumsi Bahan Bakar (ml) Rata-rata (ml) ,1 N

18 46 2 0,2 N , ,5 N Pengujian Emisi Gas Buang Pengujian Emisi gas buang dilakukan di bengkel PT. Tunas Dihatsu Jl. Raya Natar No. 209 Hajimena Natar Lampung Selatan. Pengujian emisi dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan zeolit kelapa pada filter udara terhadap emisi gas buang dengan tidak menggunakan zeolit. Pengujian emisi ini dilakukan pada putaran 10, 20 dan 00 rpm. Pengujian emisi hanya dilakukan sekali pengujian saja karena ijin yang

19 47 diberikan. Pada kondisi stasioner dengan mengikuti prosedur sebagai berikut : a. Pemanasan mesin Pemanasan mesin dilakukan untuk mempersiapkan mesin pada kondisi kerja. b. Kalibrasi gas analyzer Setelah mesin berada pada kondisi kerja kemudian dilakukan kalibrasi gas analyzer. Kalibrasi analyzer ini ditempatkan di dalam saluran pembuagan sepeda motor (Knalpot). Kalibrasi ini dilakukan secara otomatis setelah tombol ON pada gas analyzer ditekan. Setelah beberapa menit nilai-nilai kadar gas buang mulai terbaca pada display gas analyzer. Gambar 27. Alat Uji Emisi c. Pengujian tanpa menggunakan filter zeolit Data yang didapatkan dari hasil pengukuran ini digunakan sebagai pembanding dengan data pada pengukuran menggunakan Filter zeolit. Langkah-langkah pengukuran sebagai berikut:

20 48 Sepeda motor dihidupkan dan dijaga pada putaran 10 rpm dan probe sensor sudah dimasukkan dalam knalpot. Selanjutnya Nilai pada fuel gas analizer muncul lalu diprint datanya setelah 5 menit motor dihidupkan. Kemudian dengan langkah yang sama pula, pengukuran dilakukan kembali untuk putaran mesin yang berbeda yaitu 20, 00 rpm. d. Pengujian menggunakan Filter zeolit Setelah pengukuran pada kondisi normal selesai maka pengukuran kedua dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: Setelah sepeda motor dimatikan, filter zeolit dipasang di Filter udara. Sepeda motor dihidupkan kembali lalu pengukuran diulang kembali sesuai urutan pengukuran pertama. Pengukuran dilakukan dengan pergantian variasi normalitas dan massa Filter zeolit. Gambar 28. Proses pengujian emisi gas buang di bengkel Daihatsu

21 49 Tabel 6. Data uji emisi N Normalitas Putaran mesin Massa Zeolit (gram) Kadar CO, % Kadar HC, % Kadar CO 2, % o (rpm) 1 0,1 N , , ,

22 00 D. Lokasi Pengujian Adapun lokasi pengujian emisi gas buang dilakukan di bengkel PT. Tunas Dihatsu Jl. Raya Natar No. 209 Hajimena Natar Lampung Selatan, pengujian konsumsi bahan bakar dan akselerasi dilakukan di Jl. Ryacudu, KORPRI Bandar Lampung, pengujian stasioner dilakukan di daerah Kampung Baru Kedaton. E. Diagram Alir Penelitian Adapun diagram alir dalam pengujian zeolit dengan aktivasi kimia (H 2 SO 4 dan HCl) Fisik ditunjukkan pada gambar 29 : Mulai Persiapan alat uji, bahan uji, alat ukur dan pengolahan data Aktivasi kimia (H 2 SO 4 dan HCl) zeolit dengan normalitas 0,1 N, 0,2 N, 03 N dan 0,5 N Pengecekan sepeda motor Aktivasi Fsisik zeolit pada suhu C Pemasangan tachometer dan tabung bensin Pembuatan Kerangka Zeolit A

23 51 A Zeolit dengan variasi massa, dan gram Uji stasioner dengan variasi putaran 10, 20, 00 rpm Uji berjalan jarak 5 km dengan kecepatan konstan - km/jam Uji akeslerasi dengan kecepatan 0 70 km/jam Uji akeslerasi dengan kecepatan 70 km/jam Uji emisi dengan variasi putaran 10, 20, 00 rpm Analisa Data Kesimpulan Selesai Gambar 29. Diagram alir prosedur pengujian