TUGAS AKHIR KINERJA MESIN DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK HASIL PIROLISIS SAMPAH PLASTIK

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR KINERJA MESIN DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK HASIL PIROLISIS SAMPAH PLASTIK Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun oleh: AGUS MURDIEONO D JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

2

3

4

5 v

6 MOTTO Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagi kamu. Dan boleh jadi kamu mencintai sesuatu, padahal ia amat buruk bagi kamu. Allah Maha mengetahui sedangkan kamu tidak mengetahui. (Al-Baqarah: 216) Demi masa. Sungguh, manusia berada dalam kerugian, Kecuali orangorang yang beriman dan mengerjakan kebajikan serta saling menasihati untuk kebenaran dan saling menasihati untuk kesabaran. (Q.S Al- Asr 1-3) Ya Tuhanku, berilah aku petunjuk agar aku dapat mensyukuri nikmat-mu yang telah Engkau limpahkan kepadaku dan kepada kedua orang tuaku, dan agar aku dapat berbuat kebajikan yang Engkau ridhai, dan berilah aku kebaikan yang akan mengalir sampai kepada anak cucuku. Sungguh, aku bertobat kepada Engkau, dan sungguh, aku termasuk orang muslim. (Q.S Al- Ahqaf 15) Jika kamu sudah berazzam/bertekad bulat, maka bertawakkallah pda Allah. (QS. 3: 159) Ya Allah, berikanlah shalawat yang sempurna dan salam yang sempurna kepada Baginda kami Muhammad yang dengannya terlepas dari ikatan (kesusahan) dan dibebaskan dari kesulitan. Dan dengannya pula ditunaikan hajat dan diperoleh segala keinginan dan kematian yang baik, dan memberi siraman (kebahagiaan) kepada orang yang sedih dengan wajahnya yang mulia, dan kepada keluarganya, para shahabatnya, dengan seluruh ilmu yang engkau miliki. (Sholawat Nariyah) vi

7 HALAMAN PERSEMBAHAN Dengan penuh mengharap ridho Allah SWT, teriring perasaan syukur dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi, setelah melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal lelah, Saya mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada : 1. Allah SWT yang selalu memberikan segala Karunia dan limpahan RahmatNya. 2. Bapak Suparsidi dan Ibu Murtini selaku Orang tua yang dengan segala do a, bimbingan, pengertian, perhatian, kasih sayang, kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya yang sangat besar kepada. 3. Kakak Ahmad Haji Saputro, Adik Endah Trie Wahyuni serta Adik Widi Nugroho selaku saudara saya yang senantiasa mendukung dan memberikan semangat nya kepada saya untuk selalu berusaha sebaik mungkin. 4. Nur Aklis, ST, M.Eng selaku Dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir yang telah bersedia menasehati, memberikan bimbingan, catatan serta meluangkan waktu, tenaga, pikiran dan segala perhatiannya kepada kami sehingga selalu bersemangat dan termotivasi untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. 5. Triani Adi Windiarti yang telah memberikan dukungan serta semangat dari awal pembuatan hingga akhir. vii

8 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb Sesungguhnya, segala puji hanyalah milik Allah, atas segala rahmat dan karunia- Nya yang telah terlimpahkan kepada penulis, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW. Juga kepada keluarga, para sahabat serta orang-orang yang setia mengikuti mereka hingga hari akhir. Tugas Akhir yang berjudul KINERJA MESIN DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK PIROLISIS SAMPAH PLASTIK ini disusun untuk memenuhi persyaratan Sidang Sarjana Sastra 1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini, penulis dengan penuh keikhlasan hati ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph, D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST, M.Sc, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik 4. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. viii

9

10 KINERJA MESIN DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK HASIL PIROLISIS SAMPAH PLASTIK Agus Murdieono, Nur Aklis Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. Ahmad Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura agus.murdieono@gmail.com Abstrak Pengolahan sampah plastik menggunakan metode pirolisis merupakan salah satu cara untuk mengurangi volume sampah plastic, dan hasil dari pirolisis sampah plastik dapat digunakan sebagai bahan bakar pada mesin motor. Pada penelitian ini plastik yang akan digunakan adalah plastik LDPE. Suhu proses pirolisis pada penelitian ini berkiras antara o C. Minyak hasil pirolisis sampah plastik di uji sifat kimia dalam hal nilai flash point terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel. Metode pengujian flash point menggunakan metode ASTM D 93. Nilai flash point pada solar yaitu 52 o C, sedangkan pada minyak hasil pirolisis yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah 27 o C. Pada proses pungjian minyak pirolisis pada mesin diesel bahan bakar minyak pirolisis sampah plastik digunakan sebagai campuran dan bahan bakar utama yaitu dexlite. Variasi prosentase campuran pada penelitian ini yaitu 100% dexlite, 10% minyak pirolisis : 90% dexlite, 12,5% minyak pirolisis : 87,5% dexlite. Pada pengujian kinerja mesin diesel menggunakan bahan bakar minyak hasil pirolisis sampah plastik data yang diambil yaitu Torsi, Daya, Konsumsi Bahan Bakar dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik. Kata kunci : Sampah Plastik LDPE, Minyak Pirolisis, Dexlite, Kinerja Mesin Diesel. x

11 Abstract Processing of plastic waste using pyrolysis method is one way to reduce the volume of plastic waste, and results from the pyrolysis of plastic waste can be used as fuel in the engine. In this study, the plastic to be used is LDPE plastic. Temperature pyrolysis process in this study of between C. Pyrolysis oil waste plastic in chemical properties of the test in terms of the value of the flash point before being used as fuel for diesel engines. Flash point test method using ASTM D 93 method. Value in diesel fuel flash point is 52 C, while the results of pyrolysis oil to be used in this study is 27 o C. In the process pungjian pyrolysis oil to diesel fuel pyrolysis oil is used as a mixture of plastic waste and main fuel is dexlite. Variations percentage of the mixture in this research is 100% dexlite, pyrolysis oil 10%: 90% dexlite, pyrolysis oil 12.5%: 87.5% dexlite. In performance testing of diesel engines using fuel oil plastic waste pyrolysis captured data is Torque, Power, Fuel Consumption and Specific Fuel Consumption Keywords : plastic waste LDPE, fuel pyrolysis, dexlite, performance diesel engine xi

12 DAFTAR ISI Halaman Judul... i Pernyataan Keaslian Skripsi... ii Halaman Persetujuan... iii Halaman Pengesahan... iv Lembar Soal Tugas Akhir... v Halaman Motto... vi Halaman Persembahan... vii Kata Pengantar... viii Abstrak... x Daftar Isi... xii Daftar Gambar... xv Daftar Tabel... xvi Daftar Grafik... xvii Daftar Simbol... xviii BAB I PENDAHULUN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI PenelitianTerdahulu Dasar Teori Sampah Plastik Pirolisis Motor Diesel BAB III METODOLOGI PENELITIAN xii

13 3.1 Diagram Alir Penelitian Persiapan Alat Alat dan Bahan Untuk Pembuatan Minyak Pirolisis Alat dan Bahan Untuk Pengujian Minyak Pirolisis Skema Alat Tahapan Pembuatan Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik Tahapan Pengujian Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik Pada Hasil Flash Point Tahapan Pengujian Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik Pada Mesin Diesel Tahapan Awal Pengujian Tahapan Pengoprasian Mesin Tahapan Pengambilan Data BAB IV DATA DAN HASIL ANALISIS Data Hasil Pirolisis Sampah Plastik Data Flash Point Pada Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik Data Kinerja Mesin Diesel Menggunakan Minyak Pirolisis Hasil Kinerja Mesin Diesel Menggunakan Minyak Pirolisis Menghitung Torsi Menghitung Daya Mesin Menghitung Konsumsi Bahan Bakar Menghitung Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) Perbandingan Kinerja Mesin Diesel Data Experimen Terhadap Penelitian Sebelumnya Perbandingan Performance Engine pada Grafik Hasil Torsi dan Rpm Perbandingan Performance Engine pada Grafik Hasil Daya dan Rpm xiii

14 4.4.3 Perbandingan Performance Engine pada Grafik Hasil Konsumsi Bahan Bakar Spesifik dan Rpm BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Hasil Torsi Menggunakan Biosolar dan Blend WPO Gambar 2.2. Life-cycle botol plastik Gambar 2.3. Komposisi Sampah di TPA Putri Cempo Gambar 2.4. Rumus Kimia Plastik LDPE Gambar 2.5. Siklus ideal mesin diesel dan mesin bensin Gambar 3.1. Diagram alir penelitian Gambar 3.1 Skema alat reaktor pirolisis xv

16 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Karakteristik Plastik Tabel 2.2. Karakteristik Minyak Plastik dan Biosolar Tabel 3.1. Tabel Prosentase Campuran Minyak Pirolisis Tabel 4.1. Hasil Pengujian Flash Point Minyak Pirolisis Tabel 4.2. Variasi Prosentase Campuran Minyak Pirolisis Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Mesin Diesel Tabel 4.4. Hasil Torsi Mesin Diesel Tabel 4.5. Hasil Daya Mesin Diesel Tabel 4.6. Hasil Konsumsi Bahan Bakar Tabel 4.7. Hasil Konsumsi Bahan Bakar Spesiffik xvi

17 DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1. Volume Minyak Pirolisis Grafik 4.2. Perbandingan Torsi Mesin Diesel Grafik 4.3. Perbandingan Daya Mesin Diesel Grafik 4.4. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Grafik 4.5. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Grafik 4.6. Perbandingan Hasil Torsi Grafik 4.7. Perbandingan Hasil Daya Grafik 4.8. Perbandingan Hasil Konsumsi Bahan Bakar Spesifik xvii

18 DAFTAR SIMBOL Simbol Satuan T = Torsi [Nm] m = Massa [kg] L = Panjang lengan dynamometer [m] P = Daya [KW] N = Putaran mesin [rpm] mf = Konsumsi bahan bakar [kg/jam] b = Volume buret [cc] t = Waktu pendgosongan buret [s] SFC = Konsumsi BB spesifik [kg/kw-jam] xviii