Nugrah Rekto P 1, Eka Bagus Syahrudin 2 1,2

Transkripsi

1 Analisa Pengaruh Penggunaan Campuran Bahan Bakar Solar Dengan Minyak Goreng Bekas Terhadap Unjuk Kerja Motor Diesel Nugrah Rekto P 1, Eka Bagus Syahrudin 2 1,2 Teknik Mesin STT Wiworotomo Purwokerto, Jl. Semingkir No. 1 Purwokerto Jl.Sumingkir No.01 Telp.(0281) , Fax.(0281) Purwokerto rekto_prabowo@yahoo.com 1 Abstrak Banyaknya limbah minyak jelantah yang ada disekitar lingkungan kita belum banyak penanganan yang dilakukan pemanfaatannya sebagai bahan bakar motor diesel. Penelitian pencampuran bahan bakar solar dengan minyak jelantah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh terhadap unjuk kerja motor diesel 1 silinder dibandingkan dengan solar murni dengan menggunakan metode eksperimental dengan prosentase campuran minyak jelantah 50%, 60% dan 70% pada 1 liter solar. Hasil penelitian besarnya torsi yang dihasilkan dari pengujian biodiesel minyak jelantah maka diperoleh hasil bahwa torsi paling tinggi diperoleh pada kondisi standart sebesar 13,178 Nm pada beban 2400 Watt, campuran minyak jelantah 50% sebesar 12,840 Nm, campuran minyak jelantah 60% sebesar 12,630 Nm dan campuran minyak jelantah 70% sebesar 11,101. Selanjutnya besarnya daya yang dihasilkan dari penggunaan biodiesel minyak jelantah pada motor daya terbesar dihasilkan saat pengujian standar menunjukkan daya Watt pada beban Watt, campuran minyak jelantah 60% sebesar Watt pada beban Watt, campuran minyak jelantah 50% sebesar Watt pada beban Watt, campuran minyak jelantah 70% sebesar Watt pada beban 2200 Watt. Konsumsi bahan bakar untuk biodiesel minyak jelantah terendah pada campuran minyak jelantah 50% sebesar 0,452 kg/kwh, campuran 60% sebesar 0,455 kg/kwh, standar sebesar 0,471 kg/kwh dan campuran 70% sebesar 0,481 kg/kwh. Dalam penelitian viskositas campuran solar dengan minyak jelantah sangat berpengaruh, karena viskositas minyak jelantah yang kental hasil daya dan torsi menurun dari standart. Oleh karena itu sebaiknya dipasang pemanas yang dipasang pada pipa delivery baik sebelum pompa injeksi ataupun sesudah pompa injeksi agar viskositas dari campuran minyak jelantah tidak terlalu kental. Kata kunci : Minyak Jelantah, Biodiesel, Motor Diesel. 1. Pendahuluan Minyak jelantah seperti halnya minyak tumbuhan pada umumnya, memiliki kandungan kalor pembakaran tinggi [1]. Masalah utama penggunaan minyak tumbuhan secara umum termasuk minyak jelantah sebagai pengganti minyak mineral seperti solar adalah sifst-sifat fisik kimia terutama viskositas dan titik bakar yang lebih tinggi dari pada minyak solar [2].Viskositas minyak tumbuhan rata-rata sepuluh kali viskositas minyak solar, sementara titik bakarnya rata-rata empat kalinya [3]. Berbagai penelitian tentang pengujian langsung biodiesel sebagai bahan bakar motor disel sudah dilakukan menggunakan biodiesel yang berasal dari minyak jarak pagar. Minyak kelapa sebagai bahan baku biodisel juga sudah diujikan pada motor diesel [4]. Pemerintah melalui pertamina juga sudah mengkomersilkan biodiesel, tetapi belum bentuk biodiesel murni. Biodiesel yang dikomersilkan berupa campuran biodisel dengan solar yang dikenal dengan istilah biosolar. Kandungan biodiesel yang terdapat dalam biosolar masih 5% volum (B5) yang terdapat pada peraturan presiden nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi. Untuk memperoleh panas yang tinggi untuk menyalakan bahan bakar, motor diesel harus mempunyai perbandingan kompresi yang lebih tinggi dari pada perbandingan kompresi motor bensin. Motor diesel mempunyai perbandingan kompresi berkisar antara 12:1 sampai 18:1 [5]. Tekanan kompresi dapat mencapai psi (2.757, ,32 Kpa) dan suhu udara yang dimampatkan dapat mencapai 1000 F (537,8 C). Motor diesel dapat bekerja dengan siklus 2 atau 4 langkah. Tepat sebelum langkah kompresi berakhir dan pada saat udara mencapai suhu yang tinggi, bahan bakar mulai di injeksikan. 38

2 Setelah injeksi bahan bakar ini, tetes bahan bakar yang sangat kecil akan menyala dan nyala akan melebar secara spontan dalam ruang silinder dan menyebabkan tekanannya naik menjadi psi (6.894,74 Kpa). Motor diesel adalah motor pembakar dalam (internal combustion engine) yang beroperasi dengan menggunakan minyak gas atau minyak berat sebabai bahan bakar sebagai suatu prinsip bahn bakar tersebut disemprotkan (diinjeksikan) ke dalam silinder yang di dalamnya sudah terdapat udara dengan bertekanan dan suhu yang tinggi sehingga bahan bakar tersebut secara spontan terbakar [6].Prinsip kerja motor diesel 4 langkah untuk menyelesaikan tiap siklus kerjanya dilakukan dalam empat kali langkah torak, atau tiap dua kali putaran poros engkol. Dimana empat langkah tersebut terdiri atas langkah hisap, langkah kompresi, langkah ekspansi, langkah buang. Pada motor diesel 4 langkah untuk langkah pengisapan fluida yang dihisap udara murni, demikian juga pada langkah kompresi dan pada ahir langkah kompresi bahan bakar solar di injeksikan oleh injektor. Pada motor diesel penyalaannya dengan cara menyemprotkan bahan bakar ke dalam ruang bakar yang berisi udara bertekanan dan bertemperatur tinggi sehingga terjadi pembakaran. Udara bertekanan dan temperatur tinggi dihasilkan dari kompresi udara berkisar antara bar. Adapun cara kerja motor diesel adalah langkah hisap, langkah kompresi, langkah ekspansi dan langkah buang [5]. Minyak yang berasal dari kelapa sawit mempunyai kadar lemak jenuh sebesar 51% dan asam lemak tak jenuh 49%. Minyak goreng yang baru dipakai memiliki kandungan asam lemak omega 6 serta energi metabolisme sebesar kcal/kg, sedangkan minyak jelantah metabolismenya sedikit menurun menjadi kcal/kg dengan masa jenis berkisar 0,9 g/cm³. Beberapa keuntungan yang didapat dari pemakaian energi biodiesel berasal dari minyak jelantah tentunya akan berdampak positif pada usaha pelestarian lingkungan dan peningkatan kesehatan masyarakat [7]. Diantara keuntungan menggunakan biodiesel minyak jelantah adalah dapat disimpan dan ditangani persis seperti solar biasa, memiliki titik nyala lebih tinggi (minimal 130 C) dan karena itu lebih aman dibandingkan solar biasa( minimal 52 C), biodegradable [8] (tidak mencemari lingkungan dan aman), menjaga sistem bahan bakar bersih bagi motor yang memakai, mampu meningkatkan pelumasan motor dan karbon monoksida lebih rendah (CO), Partikulat yang lebih rendah(pm), Rendah hidrokarbon dan mengurangi emisi polutan [9]. 2. Metodologi penelitian 2.2 Alat dan bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah : a. Motor diesel. b. Panel pembebenan lampu c. Buret d. Power analyser e. Stopwatch f. Anymeter g. Toolkit h. Thermometer Gambar 2.1 (a) Motor Diesel (b) Minyak Jelantah Bahan tambah : Minyak jelantah yang akan digunakan sebagai campuran bahan bakar solar pada pengujian. 39

3 Variabel bebas pada penelitian ini adalah sbb: 1. Pembebanan elektris. 2. Bahan tambahan campuran minyak solar adalah minyak goreng bekas (dymetil ester) dengan campuran 50%, 60% dan 70%. Variabel tetap pada penelitian ini adalah: a. Putaran motor pada rpm 1500 (± 50 Hz). b. Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian ini adalah solar dan minyak goreng bekas. 3. Analisa data dan pembahasan Tabel 3.1. Hubungan antara Beban dengan Daya 2.1 Parameter Unjuk Kerja Motor Bakar. 1. Torsi T = P (Nm) 2π.n Dimana : T = Torsi terukur (Nm) P = Daya (Kw) n = Putaran mesin (rpm) 40

4 2. Daya P = 2π.n.T (Kw) Dimana : P = Daya (Kw) T = Torsi terukur (Nm) n = Putaran mesin (rpm) 3. Konsumsi bahan bakar spesifik (sfc). mf = b 3600 mf x xρbb ; Sfc = (kg/kw.h) t 1000 P Dimana : mf = Laju konsumsi bahan bakar (kg/h) P = Daya mesin (kw) ρbb = Massa jenis bahan bakar (gr/cm3) b = Volume buret dalam pengujian (cm) t = Waktu untuk mengosongkan buret (s) Sfc = Bahan bakar yang di pakai (kg/kw.h) Untuk memudahkan penulis dalam menganalisa serta membahas data hasil pengujian maka dibuatlah grafik hubungan seperti pada gambar berikut: Gambar 3.1. Hubungan Beban dengan Daya. Dari gambar 3.1 menunjukan bahwa daya tertinggi dihasilkan pada saat pengujian stage 1 (standar) menunjukkan daya Watt pada beban Watt. Untuk stage 2 ( campuran minyak jelantah 50% ) menunjukan daya sebesar Watt pada beban Watt, stage 3 (campuran minyak jelantah 60% ) menujukan daya sebesar Watt pada beban Watt, stage 4 ( campuran minyak jelantah 70% ) menujukan daya sebesar Watt pada beban 2200 Watt. Hasil pengujian daya terendah stage 3 (campuran minyak jelantah 60%) sebesar 132 Watt, pada stage 4 (campuran minyak jelantah 70% ) sebesar 142 Watt, stage 1 ( standar ) sebesar 152 Watt, stage 2 (campuran minyak jelantah 50% ) sebesar 154 Watt. Dilihat dari hasil pengujian terhadap daya lebih menurun di bandingkan dengan kondisi standart, dengan demikian pengujian menggunakan campuran minyak jelantah daya menurun yaitu sebesar 5%, dalam hal ini viskositas bahan bakar yang diinjeksikan nozle lebih berat dari kondisi standar. Secara teoritis dapat dijelaskan bahwa penurunan ini disebabkan oleh pengaruh viskositas 41

5 bahan bakar yang diinjeksikan oleh injection pump sehingga memberikan beban motor yang lebih besar sehingga menyebabkan daya motor menurun. Tabel 3.2. Hubungan antara Beban dan Torsi Gambar 3.3. Hubungan Beban dengan Torsi. Dari gambar 3.3. ditunjukkan bahwa torsi tertinggi dihasilkan pada saat pengujian stage 1 (standar) Sebesar 13,178 Nm di beban 2400 Watt, stage 2 ( campuran minyak jelantah 50% ) sebesar 12,840 Nm, stage 3 ( campuran minyak jelantah 20% ) sebesar 12,630 Nm, dan pada stage 4 (campuran minyak jelantah 70%) sebesar 11,101 Nm. Untuk hasil torsi terendah pada pengujian stage 4 ( 42

6 campuran minyak jelantah 70% ). Telihat pada pembahasan pada daya dengan beban, bahwa torsi pun berpengaruh terhadap performance engine. Karena torsi juga dipengaruhi oleh daya, semakin dayanya naik torsi pun juga ikut naik, akan tetapi pada penambahan campuran minyak jelantah dengan 50%, 60% dan 70% pengalami penurunan sebesar 5%,hal ini disebabkan oleh viskositas dari minyak jelantah yang cukup kental sehingga bahan bakar yang diinjeksikan ke injection pump semakin berat dan mengakibatkan torsi yang dihasilkan motor turun. Tabel 3.3. Hubungan antara beban dengan Sfc Gambar 3.4 Hubungan Beban dengan SFC 43

7 Seperti yang diketahui pada gambar 21 menunjukan bahwa Sfc terendah dihasilkan pada saat pengujian stage 2 (campuran minyak jelantah 50%) sebesar 0,452 kg/kw.h, stage 3 (campuran minyak jelantah 60%) sebesar 0,455 kg/kw.h, stage 1 ( standar ) sebesar 0,471 kg/kw.h, dan stage 4 (campuran minyak jelantah 70% ) sebesar 0,481 kg/kw.h. Terlihat jelas pada grafik bahwa perlakuan stage 2 cenderung mengalami penurunan konsumsi bahan bakar sebesar 20%, hasil ini sama dengan tren riset [9][10]. Hal ini disebabkan pengaruh dari viskositas campuran minyak jelantah dengan solar yang naik sehingga menghasilkan konsumsi bahan bakar yang menurun.akibatnya bahan bakar yang diinjeksikan ke injection pump lebih berat,sehingga konsumsi bahna bakar yang digunakan semakin irit.tetapi daya dan torsi yang dihasilkan dari campuran minyak jelantah dengan solar menurun dari standar karena campuran yang terlalu kental [11]. 4. Kesimpulan dan saran 4.1 Kesimpulan. Berdasarkan analisa dan perhitungan dari data - data yang telah diperoleh dari hasil penelitian yang telah dilakukan dalam campuran minyak jelantah maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : a. Pengujian menggunakan campuran minyak jelantah daya menurun yaitu sebesar 5%, dalam hal ini viskositas bahan bakar yang diinjeksikan nozle lebih berat dari kondisi standar. Secara teoritis dapat dijelaskan bahwa penurunan ini disebabkan oleh pengaruh viskositas bahan bakar yang diinjeksikan oleh injection pump sehingga memberikan beban motor yang lebih besar sehingga menyebabkan daya motor menurun. b. Torsi dipengaruhi oleh daya, semakin dayanya naik torsi pun juga ikut naik, akan tetapi pada penambahan campuran minyak jelantah dengan 50%, 60% dan 70% pengalami penurunan sebesar 5%,hal ini disebabkan oleh viskositas dari minyak jelantah yang cukup kental sehingga bahan bakar yang diinjeksikan ke injection pump semakin berat dan mengakibatkan torsi yang dihasilkan motor turun. c. Pengaruh dari viskositas campuran minyak jelantah dengan solar yang naik sehingga menghasilkan konsumsi bahan bakar yang menurun.akibatnya bahan bakar yang diinjeksikan ke injection pump lebih berat,sehingga konsumsi bahna bakar yang digunakan semakin irit.tetapi daya dan torsi yang dihasilkan dari campuran minyak jelantah dengan solar menurun dari standar karena campuran yang terlalu kental. 4.2 Saran Berdasarkan kesimpulan diatas maka peneliti dapat mengajukan saran : a. Melakukan pencampuran minyak jelantah terhadap solar harus memperhitungkan kemampuan dan penggunaan motor diesel tersebut. b. Viskositas minyak jelantah yang kental menyebabkan menurunnya daya motor,dan untuk menurunkan viskositas dari minyak jelantah dengan memasang pemanas pada pipa delivery yang dapat dipasang sebelum pompa injeksi atau sesudah pompa injeksi. c. Penelitian lebih lanjut dapat dikembangkan bagaimana pengaruh dengan efisiensi thermal ataupun dengan hasil emisi gas buang. 5.Daftar Pustaka [5] Aris Munandar, 1990, Motor Bakar Torak, PT. gramedia indonesia, Jakarta. [8] Andarwulan. N Antioksidan untuk minyak goreng. Food Review Indonesia Vol.1 No 2. Bogor [1] Bambang Susilo, 2006 Uji biodiesel dari minyak goreng bekas untuk bahan bakar motor diesel Staf pengajar jurusan teknik pertanian fakultas teknologi pertanian Universitas Brawijaya. [2] Endang Dwi Siswani, dkk, Sintesis dan Karakteristasi Biodiesel Dari Minyak Jelantah Pada Berbagai Waktu Dan Suhu, Fakultas MIPA Universitas Negri Indonesia. 44

8 [4] Isalmi Aziz. 2008, Uji performance motor diesel menggunakan biodiesel dari minyak goreng bekas UIN Syarif Hidayatullah, Jakarta. [7] Moch. Setyadji, Endang Susiantini. 2007, Pengaruh penambahan biodiesel dari minyak jelantah pada solar terhadap opasitas dan emisi gas buang, Pustek akselerator dan proses bahan, Yogyakarta. [6] Nasiri, J. 2006, Upaya mengurangi ketergantungan minyak bumi. Tersedia dihttp:// [3] Prihandana, Rama, dkk. 2006, Menghasilkan biodiesel Murah : Mengatasi Polusi dan Kelangkaan BBM, Agromedia Pustaka, Jakarta. [9] R. asep kadarohman M.Si., dkk Kajian-Potensi-Eugenol-dan-Alfa-Pinen-serta-Senyawa- turunnya-sebagai-bioaiditif-bahan-bakar-solar-dan-uji-kinerjanya-pada-motor- Diesel-Satu-Silinder.doc [11] Tulus Burhanudin Sitorus. 2004, Kaji eksperimental performansi motor diesel dengan bahan bakar biodiesel dari minyak goreng bekas, Fakultas Teknik USU [10] Yuda Setiawan. 2009, pengaruh pemanasan bahan bakar, skripsi, Sekolah Tinggi Teknik Wiwoworotomo, Purwokerto 45