RANCANG BANGUN ELEMEN PEMANAS BAHAN BAKAR MINYAK KELAPA UNTUK MOTOR BAKAR DIESEL DENGAN MEMANFAATKAN PANAS GAS BUANG. Oleh: MIFTAHUDDIN F

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN ELEMEN PEMANAS BAHAN BAKAR MINYAK KELAPA UNTUK MOTOR BAKAR DIESEL DENGAN MEMANFAATKAN PANAS GAS BUANG Oleh: MIFTAHUDDIN F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2 RANCANG BANGUN ELEMEN PEMANAS BAHAN BAKAR MINYAK KELAPA UNTUK MOTOR BAKAR DIESEL DENGAN MEMANFAATKAN PANAS GAS BUANG SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : MIFTAHUDDIN F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

3 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR RANCANG BANGUN ELEMEN PEMANAS BAHAN BAKAR MINYAK KELAPA UNTUK MOTOR BAKAR DIESEL DENGAN MEMANFAATKAN PANAS GAS BUANG SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : MIFTAHUDDIN F Dilahirkan pada tanggal 31 Oktober 1986 di Jakarta Tanggal lulus:... Bogor, Januari 2009 Menyetujui, Pembimbing Akademik Dr. Ir. Desrial, M.Eng NIP Mengetahui, Ketua Departemen Teknik Pertanian Dr. Ir. Desrial, M.Eng NIP

4 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 31 Oktober 1986 dari ayah bernama Mugni Hadi dan ibu bernama Eti Nurwati. Penulis merupakan anak kedua dari dua bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SD Negeri 01 Cipayung, Jakarta pada tahun Tahun 2001, penulis lulus dari SMP Negeri 9 Jakarta. Kemudian penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Negeri 105 Jakarta pada tahun Pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Penulis diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, kemudian pada tahun 2007 penulis memilih Bagian Teknik Mesin Budidaya Pertanian. Penulis melaksanakan Praktek Lapangan pada tahun 2007 di PT Perkebunan Nusantara V, Riau. Topik yang dipelajari adalah Alat dan Mesin Pada Proses Budidaya dan Pengolahan Kelapa Sawit. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, penulis melakukan penelitian dengan judul Rancang Bangun Elemen Pemanas Bahan Bakar Minyak Kelapa Untuk Motor Bakar Diesel Dengan Memanfaatkan Panas Gas Buang di bawah bimbingan Dr. Ir. Desrial, M.Eng.

5 Miftahuddin. F Rancang Bangun Elemen Pemanas Bahan Bakar Minyak Kelapa Untuk Motor Bakar Diesel Dengan Memanfaatkan Panas Gas Buang. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Desrial, M.Eng RINGKASAN Motor bakar Diesel adalah sumber tenaga penggerak yang banyak digunakan di bidang pertanian. Penggunaan motor bakar ini mencakup kegiatan mulai dari pra panen hingga pasca panen. Dalam pengoperasiannya, panas yang dihasilkan oleh proses pembakaran bahan bakar tidak seluruhnya dapat digunakan untuk kerja efektif. Hanya sekitar sepertiga dari hasil pembakaran yang dimanfaatkan untuk melakukan kerja, sedangkan sisanya terbuang dalam sistem pendinginan dan terbawa oleh gas buang. Pemanfaatan energi panas yang terbuang, dapat dilakukan dengan menampung energi panas yang dikeluarkan melalui saluran pendingin ataupun melalui gas buang. Minyak kelapa merupakan salah satu komoditas pertanian yang dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar solar karena beberapa sifatnya memenuhi standar bahan bakar motor Diesel. Namun nilai viskositas minyak kelapa lebih tinggi dari solar, sehingga perlu dilakukan pemanasan terhadap minyak kelapa agar viskositasnya dapat mendekati viskositas solar. Penelitian ini bertujuan untuk merancang elemen pemanas yang dapat memanaskan bahan bakar minyak kelapa untuk menurunkan nilai viskositasnya agar dapat mendekati nilai viskositas solar dan untuk mengetahui karakteristik hasil penyemprotan dari bahan bakar minyak kelapa yang telah dipanaskan. Untuk mencapai tujuan tersebut, telah dirancang dan dibuat dua buah elemen pemanas yang memanfaatkan energi panas dari gas buang sebagai sumber panasnya. Dari hasil pengukuran viskositas, diketahui bahwa nilai viskositas minyak kelapa pada suhu 70 C sebesar 5.30 Cst. Nilai viskositas ini masih berbeda jauh dari nilai viskositas solar pada suhu ruangan, yaitu sebesar 3.30 Cst. Berdasarkan hasil ekstrapolasi dari data viskositas minyak kelapa, maka ditetapkan suhu pemanasan optimum untuk memanaskan minyak kelapa agar viskositasnya dapat mendekati nilai viskositas solar adalah 90 C. Pada elemen pemanas I, dengan kecepatan putaran mesin 1600, 1800, dan 2000 rpm suhu keluaran minyak kelapa adalah 61.4 C, 73.8 C, dan 76.8 C, sedangkan untuk minyak sawit adalah 59.4 C, 67.7 C, dan 84.4 C. Pada elemen pemanas II, dengan kecepatan putaran mesin 1600, 1800, dan 2000 rpm suhu keluaran minyak kelapa adalah 79.9 C, 89.3 C, dan 98.3 C, sedangkan untuk minyak sawit adalah 75.7 C, 83.1 C, dan 92.4 C. Pada uji karakteristik penyemprotan bahan bakar, diameter dan sudut penyemprotan solar pada jarak 30 cm adalah 100 mm dan Diameter dan sudut penyemprotan minyak kelapa tanpa pemanasan sebesar 57.5 mm dan Untuk minyak kelapa dengan pemanasan 90 C sebesar 79.2 mm dan Sedangkan diameter dan sudut penyemprotan minyak sawit tanpa pemanasan sebesar 54.3 mm dan Untuk minyak sawit dengan pemanasan 90 C sebesar 78.8 mm dan 15.0.

6 Hasil pengujian motor bakar dan pengukuran suhu elemen pemanas menunjukkan bahwa minyak kelapa pada suhu 90 C dapat digunakan sebagai bahan bakar motor bakar Diesel. Suhu keluaran minyak kelapa pada kedua elemen pemanas memenuhi target pencapaian suhu untuk kecepatan putaran mesin 2000 rpm yaitu 90 C. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai potensi penggunaan minyak kelapa sebagai bahan bakar motor bakar Diesel, perlu dilakukan penelitian yang berkaitan dengan pengaruh penggunaan bahan bakar minyak kelapa yang telah dipanaskan terhadap kinerja motor bakar Diesel.

7 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul Rancang Bangun Elemen Pemanas Bahan Bakar Minyak Kelapa Untuk Motor Bakar Diesel Dengan Memanfaatkan Panas Gas Buang. Ucapan terima kasih penulis sampaikan atas segala bantuan dan dukungan selama penyusunan skripsi ini kepada: 1. Mugni Hadi dan Eti Nurwati serta Mahfud Azhary selaku orang tua dan saudara penulis yang telah mendidik dan membuat semuanya menjadi mungkin. 2. Dr. Ir. Desrial, M.Eng selaku dosen pembimbing akademik atas bimbingan dan arahan yang telah diberikan kepada penulis. 3. Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS dan Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, M.Agr atas saran dan masukan serta kesediaannya menjadi dosen penguji. 4. Pak Abbas dan Pak Parma atas bantuan dan masukan yang telah diberikan selama proses penelitian. 5. Bapak Sony dan Yoga dari Departemen Teknik Pertanian Universitas Negeri Jember atas minyak kelapa dan bantuannya selama di Jember. 6. Agus, Fikri, Aris, dan Wakid atas pengalaman dan pengetahuannya yang telah memberikan pencerahan dan motivasi bagi penulis. 7. Ronal, Raja, Arip, dan Bain atas segala bantuan dan masukannya selama penelitian dan penyusunan skripsi. 8. Anami dan Kusnanto, teman satu bimbingan yang telah banyak membantu penulis. 9. Ubay, Ludy, Poji, Indra, almarhum Ega, Egi, Bodonk, Ari, Ambi, Iwan, Sukris, Malik, Ismi, Rizka, Nera, Ema, Elvi, Eni, Ida, dan Aay atas kebersamaannya selama ini. 10. Nurul flat-nosed Muthmainnah yang sudah mau sama penulis (^_^). Terima kasih atas semua perhatian, dukungan, masukan, dan bantuannya. 11. Seluruh staf Departemen Teknik Pertanian. i

8 12. Kepada semua pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan penelitian dan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik, saran, dan masukan yang membangun sangat diharapkan oleh penulis, agar ke depannya dapat menjadi lebih baik lagi. Sebagai penutup, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Bogor, Januari 2009 Penulis ii

9 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA... 3 A. Motor Bakar Diesel... 3 B. Minyak Kelapa C. Pindah Panas (Heat Transfer) D. Alat Penukar Panas (Heat Exchanger) III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat B. Alat dan Bahan C. Prosedur Penelitian IV. PENDEKATAN RANCANGAN A. Kriteria Perancangan B. Rancangan Fungsional C. Rancangan Struktural V. ANALISIS PINDAH PANAS PADA ELEMEN PEMANAS VI. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengukuran Viskositas B. Hasil Rancang Bangun Elemen Pemanas C. Uji Fungsional Elemen Pemanas iii

10 Halaman VII. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN iv