8/5/2010. variasi volume campuran terhadap unjuk kerja dan emisi gas buang mesin diesel.

Transkripsi

1 Tugas Akhir (TM 09148) Konversi Energi PENGARUH PENAMBAHAN BIODIESEL MINYAK BIJI ALPUKAT (PERSEA GRATISSIMA) (10 30%) PADA SOLAR TERHADAP UNJUK KERJA DIESEL GENERATOR SET JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2009/2010 Fuguh Afrian Imami Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. H. D. Sungkono, M. Eng. Sc Biji alpukat (persea gratissima) merupakan limbah yang begitu banyak orang membuangnya setelah memanfaatkan daging buah tersebut. Dimana kandungan minyak biji alpukat (persea gratissima) berkisar antara 1 12%. Minyak biji alpukat (persea gratissima) dapat ditranseterifikasi menjadi biodiesel. Dalam penelitian ini, ingin diketahui karakteristik unjuk kerja serta emisi gas buang mesin diesel menggunakanbahanbakar campuranbiodieselminyakbiji alpukat (persea gratissima) dengan minyak solar. Penelitian ini menggunakan bahan bakar campuran biodiesel minyak biji alpukat (persea gratissima) dan minyak solar dengan komposisi volume biodiesel minyak biji alpukat (persea gratissima) : solar 10%:90% (B.10), 20%:80% (B.20), dan 30%:70% (B.30). Sebagai kelompok kontrol digunakan bahan bakar minyak solar murni (B.0) dan 100% biodiesel minyak biji alpukat (persea gratissima) (B.100). Pengujian dilakukan di Laboratorium Teknik Pembakaran dan Bahan Bakar Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS dengan menggunakan generator set diesel Shogun L40AE-S 199 cc dengan daya maksimum 3.1 kw/300 rpm. Dari hasil penelitian diperoleh nilai daya, torsi, dan BMEP B.10, B.20, B.30, dan B.100 mengalami penurunan prosentase yang sama, yaitu secara berturut-turut: 2,21%, 3,73%, 5,94%, dan 11,8%. Pada BSFC mengalami kenaikan prosentase sebesar 4,58%, 8,94%, 15,24%, dan 34,81%. Nilai efisiensi thermal mengalami penurunan prosentase sebesar 1,32%, 2,81%, 7,84%, dan 8,94%. Penurunan prosentase air fuel ratio (A/F) sebesar 2,18%, 5,08%, 8,18%, dan 21,00%. Serta untuk kandungan jelaga mengalami penurunan prosentasesebesar 5,11%, 9,09%, 15,35%, dan51,55%. Kata kunci: biodieselminyakbiji alpukat (Persea gratissima),unjukkerja, kandunganjelaga (soot). Oil Consumption (red) and Production (black). Figures are in millions of barrels per day ( Sumber : Buku Putih Indonesia , Kementrian RISTEK Bagaimana pengaruh penambahan biodiesel minyak biji alpukat pada solar dengan variasi volume campuran terhadap propertis bahan bakar tersebut. Bagaimana pengaruh penambahan biodiesel minyak biji alpukat pada solar dengan variasi volume campuran terhadap unjuk kerja dan emisi gas buang mesin diesel. 1

2 MANFAAT PENELITIAN Mengetahui pengaruh penambahan biodiesel minyak biji alpukat pada solar terhadap properties bahan bakar tersebut. Mengetahui perubahan unjuk kerja dari mesin diesel yang dihubungkan dengan pengaruh pencampuran antara biodiesel minyak biji alpukat dan solar Mendapatkan komposisi campuran yang mampu menghasilkan unjuk kerja terbaik pada mesin diesel Energi alternatif FRIENDLY ENVIRONMENT GREENER CLEANER Biodiesel merupakan turunan dari minyak/lemak tumbuhan atau hewan, yang direkomendasikan untuk pengganti minyak diesel karena sifat biodiesel yang renewable (dapat diperbarui), sumber daya hayati dengan emisi yang ramah lingkungan dan biodegradable (dapat teruraikan). 1. Cikal bakal biodiesel 2. Memiliki kandungan asam lemak yang tidak jenuh yg relatif besar 78% 3. Non drying oil, shg tidak mengental dan menjadi kering meskipun teroksidasi 4. Kandungan minyak 1% - 12% 5. Bila overproduction, solusi tepatnya dijadikan biodiesel (karena jarang dimanfaatkan) Proses transesterifikasi: Merupakan reaksi antara metanol (atau etanol) dgn minyak hewani atau nabati Membutuhkan katalis (such as NaOH, KOH, or NaOCH3) Sumber : Combustion and Emissions from Biodiesel Fuels 2

3 Mengurangi emisi gas buang Meningkatkan daya pelumasan Mengurangi efek rumah kaca Tidak beracun Mengurangi import minyak bumi Renewable Digunakan tanpa modifikasi mesin Mudah terurai Menurut ASTM D751 adalah: Kurang cocok untuk beroperasi di musim dingin atau pada daerah beriklim lebih dingin. Pada 100% biodiesel direkomendasikan untuk merubah saringan (filter) standar bahan bakar. 1. Penelitian Roberto G. Pereira dkk, 200 Penelitian unjuk kerja engine berupa emisi gas buang dilakukan menggunakan variasi campuran soybean Biodiesel (B0, B20, B50, B75, B100) pada Diesel Stationery Engine (GenSet). Kandungan CO 2 mengalami peningkatan dengan bertambahnya campuran bahan bakar yang mengindikasikan pembakaran yang terjadi semakin mendekati sempurna. Sedangkan kandungan CO, SO 2, C x H y, NO, dan NO x cenderung mengalami penurunan seiring dengan bertambahnnya campuran biodiesel. 2. Penelitian B.K. Barnwal, M.P. Sharma, 2004 Penelitian ini menitik beratkan pada properties berbagai macam trigliserid biodiesel (vegetable oil biodiesel). Dari hasil pengujian properties, terlihat bahwa sebagai biodiesel, kacang tanah memiliki Nilai Kalor Bawah (Lower Heating Value) yang besar dibanding dengan biodiesel lain. 3

4 3. Penelitian Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian (BBP Mektan) Serpong, 2003 Perbandingan campuran solar dan minyak sawit 90% : 10%, 80% : 20%, 70% : 30% dan seterusnya. Mesin diesel yang digunakan adalah Yanmar TF 5,5 L. Pengujian lab. 70% : 30% (efisiensi daya paling tinggi 97,4% )dan sfc rendah 293,53 g/kw-jam dibandingkan yang lain. Torsi maksimum pada campuran 30% dan 20%. Dari hasil yang didapat terbaik adalah 30%. Pengujian lapangan. dilakukan uji pada lahan sawah dengan traktor tangan yang menggunakan tipe mesin sama dengan pengujian lab. Hasilnya, pada lahan sawah efisiensi kerja lapang solar murni 84,05%, sedangkan biodiesel 30% adalah 83,95%. Untuk lahan kering, efisiensi kerja lapang solar murni 83,77% dan biodiesel 30% adalah 83,38%. Keterangan : 1. Tabung bahan bakar. 2. Filter bahan bakar. 3. Kran. 4. Engine. 5. Generator.. Voltmeter. 7. Amperemeter. 8. Saklar. 9. Lampu. 10. Multipoint pyrometer. 11. Termometer. 12. Exhaust gas analyzer. 13. Manometer. 14. Orifice 15. Gelas ukur. Generator set Shogun LA40AE-S Amperemeter Voltmeter Tabung ukur konsumsi bb (pipet volum) Bola lampu pijar Thermometer Set Stop Watch Exhaust Gas Analyzer Orifice Studi literatur: - text book - internet - tugas akhir start Pengaruh Penambahan Biodiesel Minyak Biji Alpukat Data Spesifikasi standart: biodiesel (Persea Gratissima) 10-30% Pada Solar Terhadap Unjuk dan solar Kerja Diesel generator Set Persiapan peralatan dan bahan baku Pelaksanaan penelitian Pembuatan bahan bakar Pengujian properties bahan bakar No Sesuai SNI? Yes Kelompok kontrol 2 Kelompok Kontrol1 Kelompok Uji: (100% Biodiesel) -10% Biodiesel:90%Solar -20% Biodiesel:80%Solar -30%Biodiesel:70%Solar Data Properties Data Properties Pengujian Performace Pengujian Performace Pengujian Performace Data Uji Performance Data Uji Performance Kelompok Kontrol Kelompok Uji Perhitungan data Perhitungan data Komparasi dan analisa data Kesimpulan end Properties Bahan Bakar Campuran Solar dan Biodiesel Minyak Biji Alpukat ASTM Test No Properties Satuan Methods B.0 B.10 B.20 B.30 B.100 HASIL DAN ANALISA 1 Specific gravity at 15/15 o C D Density at 15 o C kg/l D ApI gravity 15/15 o C D Calculated Cetane Index kinematic Viscosity at 40 o C cst D Pour point C D Flash point C D Sulpur contents % WT D Destilation D-8 Initial Boiling Point C % Recovery C Lower Heating Value (LHV) cal/g D-240/D

5 Densitas dansg Masih terdapat glyserol dan fatty accid yang membuat densitas dan SG naik. Viscositas kinematik Nilai viskositas yang cenderung lebih tinggi dari solar disebabkan berat molekul dan panjang rangkaian struktur kimia triglicerid. Cetane Index Semakin panjang rantai karbon fatty acid serta semakin jenuh (saturated) molekul penyusun, maka cetane number semakin tinggi. Nilai Kalor Nilai kalor biodiesel yang lebih rendah disebabkan komposisinya mengandung unsur oksigen sebesar 10-13% sehingga jumlah kandungan karbon menjadi lebih sedikit. Flash Point Tinggi, bagus dlm penyimpanan & pengangkutan, volatiliti rendah. Pour Point naik, rentan terhadap suhurendah Kandungan sulfur turun, nabati tidak mengandung sulfur (jika ada sangat kecil) 1. Grafik daya fungsi beban 2. Grafik torsi fungsi beban 3. Grafik BMEP fungsi beban 4. Grafik BSFC fungsi beban 5. Grafik efisiensi thermal fungsi beban. Grafik A/F fungsi beban 7. Grafik Temp. Ex fungsi beban 8. Grafik soot fungsi beban 5