Pengaruh Penambahan Biodiesel dari Minyak Biji Nyamplung Pada Bahan Bakar solar Terhadap Hasil Uji Unjuk Kerja Mesin Diesel Generator Set Oleh: Nama Mahasiswa : Jornalis Bambang Prastyanto NRP : 2107100704 Jurusan : Teknik Mesin FTI-ITS Dosen Pembimbing : Dr. Bambang Sudarmanta, ST, MT
1. Kebutuhan bahan bakar minyak yang semakin meningkat. 2. Cadangan bahan bakar fosil (unrenewable energy) yang semakin menipis. 3. Kenaikan harga minyak mentah. 4. Mencuatnya isu kerusakan bumi yang dipicu karena polusi udara. 5. Perintah Alloh di dalam Al-Qur an: Al Waqi ah (71-74) [Berkenaan dengan bahan bakar].
Tujuan khusus : 1. Mengetahui proses Pembuatan. 2. Mengetahui karakterisasi C. inopphylum 3. Mengetahui pengaruh penambahan pd biosolar terhadap unjuk kerja engine 4. Mengetahui % campuran yang terbaik untuk engine. Tujuan umum : Memberi sumbangan terhadap pengembangan energi alternatif.
1. Proses Pembuatan minyak biji nyamplung C. Inopphylum 2. Per campuran Biosolar + (minyak biji Nyamplung) Biosolar murni pertamina, B10, B20, B30 dan C. Inopphylum. 3. Karakterisasi biosolar, percampuran biosolar dengan dan. 4. Diesel engine putaran 1500rpm, pembebanan 200 2000watt (interval 200watt). 5. Karakteristik unjuk kerja engine meliputi daya, torsi, bmep, sfc, effisiensi thermal dan temperatur gas buang, temperatur pendingin dan tempereatur oli pelumas.
karakteristik fisik/kimia satuan Biosolar campuran biosolar : (10:90) (20:80) (30:70) Densitas g/ml 0,8408 0,8506 0,8592 0,8649 0,9199 campuran : karakteristik satuan Biosolar biosolar fisik/kimia (10:90) (20:80) (30:70) kinematic viscosity cst 4,54 4,61 4,81 5,05 6,22
campuran biosolar : karakteristik satuan Biosolar fisik/kimia (10:90) (20:80) (30:70) Boiling Point C - 46 48 50 56 campuran biosolar : karakteristik satuan Biosolar fisik/kimia (10:90) (20:80) (30:70) Flash Point C min 72 min 68 min 68 min 73 min 74 campuran biosolar : karakteristik fisik/kimia satuan Biosolar (10:90) (20:80) (30:70) Nilai kalor cal/g 13506 10299 15025 9627 9462,5
campuran biosolar : karakteristik fisik/kimia satuan Biosolar (10:90) (20:80) (30:70) Cloud point C 1 12,5 12 13,5 13 campuran biosolar : karakteristik fisik/kimia satuan Biosolar (10:90) (20:80) (30:70) Pour Point C -2-1 2 3 4,5 campuran biosolar : karakteristik fisik/kimia satuan Biosolar (10:90) (20:80) (30:70) Kadar Ester Alkil % massa - - - - 96,5
P [Watt] I [Ampere] V [Volt] n [rpm] Waktu komsumsi Temperatur [ C] h [mm] bahan bakar 5ml [sec] Exhaust Gas Lube Oil Coolant 200 0,5 216 53,29 139 48 54 28 400 1,3 220 44,26 153 54 56 29 600 2,1 220 40,24 168 55 59 30 800 2,8 219 36,08 186 59 61 30 1000 3,6 224 31,73 206 60 63 30 1500 1200 4,7 224 28,03 236 61 65 29 1400 5,5 225 25,59 257 63 68 29 1600 6,7 225 22,71 284 65 70 28 1800 7,5 222 19,43 314 67 72 27 2000 8,3 220 15,94 336 69 79 27 I Waktu komsumsi bahan Temperatur [ C] P [Watt] V [Volt] n [rpm] [Ampere] bakar 5ml [sec] Exhaust Gas Lube Oil Coolant h [mm] 200 0,5 217 1500 57,15 132 41 48 28 400 1,4 218 1500 49,94 145 51 53 29 600 2,1 218 1500 44,93 158 53 54 30 800 2,9 218 1500 40,39 171 54 55 30 1000 4 225 1500 35,62 191 54 57 30 1200 4,8 226 1500 31,43 216 56 59 29 1400 5,4 226 1500 28,23 240 57 62 29 1600 6,3 224 1500 25,06 261 59 65 28 1800 7,2 224 1500 21,99 298 60 67 27 2000 6,3 170 1327 13,08 322 62 71 27
Waktu komsumsi bahan Temperatur [ C] P [Watt]I [Ampere] V [Volt] n [rpm] bakar 5ml [sec] Exhaust Gas Lube Oil Coolant h [mm] 200 0,5 217 1500 53,7 130 40 41 30 400 1,3 218 1500 47,24 142 45 46 30 600 2 218 1500 42,19 155 47 48 31 800 2,7 217 1500 38,32 171 49 52 31 1000 3,5 222 1500 33,5 190 51 55 31 1200 4,3 226 1500 29,86 212 53 57 30 1400 5 225 1500 26,59 234 54 59 30 1600 5,8 224 1500 24,55 259 55 62 29 1800 6,5 226 1500 21,74 299 57 66 29 2000 5,7 171 1500 10,84 346 60 75 28 P [Watt] I [Ampere] V [Volt] n [rpm] Waktu komsumsi Temperatur [ C] h [mm] bahan bakar 5ml [sec] Exhaust Gas Lube Oil Coolant 200 0,5 217 52,32 127 42 43 32 400 1,3 219 43,82 138 45 47 32 600 2 218 39,16 153 47 50 32 800 2,8 217 36,25 172 48 53 33 1000 3,5 226 1500 31,15 192 51 55 32 1200 4,3 226 28,14 213 52 58 32 1400 5,1 225 25,43 234 53 61 31 1600 5,6 224 22,58 265 55 65 31 1800 5,8 223 19,87 296 57 68 30 2000 4,9 164 1379 18,63 330 69 82 31
Waktu komsumsi bahan Temperatur [ C] P [Watt] I [Ampere] V [Volt] n [rpm] bakar 5ml [sec] Exhaust Gas Lube Oil Coolant h [mm] 200 0,4 217 47,44 102 40 37 29 400 0,9 218 42,37 130 43 41 29 600 1,5 220 37,53 149 45 46 29 800 2,2 218 34,14 166 47 48 30 1000 2,8 221 1500 30,3 186 49 51 30 1200 3,4 226 27,1 213 51 55 29 1400 4 225 24,84 238 52 60 29 1600 4,6 224 21,92 264 55 63 28 1800 5,1 225 18,59 298 55 66 28 2000 4,2 171 1227 16,49 313 60 75 27
g/ml 0.93 0.92 0.91 0.9 0.89 0.88 0.87 0.86 0.85 0.84 0.83 6.5 densitas vs penambahan 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % penambahan viskositas vs penambahan densitas Linear (densitas) 6 viskositas (cst) 5.5 5 4.5 viskositas Linear (viskositas) 4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % penambahan
Specific gravity 0.93 0.92 0.91 0.9 0.89 0.88 0.87 0.86 0.85 0.84 SG Linear (SG) 0.83 0 20 40 60 80 100 API Gravity 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 0 20 40 60 80 100 API Gravity Linear (API Gravity)
boiling & flash point vs penambahan Temperatur C 80 75 70 65 60 55 50 45 40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 boiling point flash point Linear (boiling point) Linear (flash point) 15 % penambahan Cloud & pour point vs penambahan temperatur C 13 11 9 7 5 3 1 cloud point pour point Linear (cloud point) Linear (pour point) -1-3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % penambahan
caloric value vs penambahan 15000 14000 nilai kalor (cal/g) 13000 12000 11000 10000 caloric value Linear (caloric value) 9000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % penambahan
daya vs Pembebanan Daya (hp) 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 B 10% B 20% B 30% biosolar Linear ( B 10%) Linear ( B 20%) Linear (B 30%) Linear () Linear (biosolar) 0.000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 pembebanan (watt) Daya (Break Horse Power) Daya mesin merupakan daya yang diberikan untuk mengatasi beban yang diberikan.
Torsi adalah ukuran kemampuan engine menghasilkan kerja. Torsi vs pembebanan 100.00 torsi (Nm) 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 B10% B20% B30% biosolar Linear (B10%) Linear (B20%) Linear (B30%) Linear ( ) Linear (biosolar) 10.00 0.00 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 pembebanan (watt)
Tekanan Efektif Rata-rata (Break Mean Effective Preassure) Adalah tekanan tetap rata-rata teoritis yang bekerja sepanjang langkah piston sehingga menghasilkan daya yang besarnya sama dengan daya efektif. Bmep vs pembebanan 600000.00 bmep (kpa) 500000.00 400000.00 300000.00 200000.00 100000.00 B10% B20% B30% biosolar Linear ( B10%) Linear ( B20%) Linear ( B30%) Linear () Linear (biosolar) 0.00 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Pembebanan (watt)
Konsumsi bahan bakar (specific fuel comsumption) Adalah jumlah bahan bakar yang dikonsumsi mesin untuk menghasilkan daya efektif sebesar 1hp selama 1 jam. 2.500 sfc vs pembebanan sfc (kg/hp.jam) 2.000 1.500 1.000 b10 b20 b30 biosolar Poly. (b10) Poly. (b20) 0.500 Poly. (b30) 0.000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 pembebanan (watt) Poly. () Poly. (biosolar)
Efisiensi Thermis Adalah ukuran besarnya pemanfaatan energi panas dari bahan bakar untuk dibuat menjadi daya efektif oleh motor. 0.040 effisiensi thermal vs pembebanan effisiensi thermal 0.035 0.030 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 B10 B20 B30 Biodiesel biosolar Poly. (B10) Poly. (B20) Poly. (B30) Poly. (Biodiesel) 0.000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 pembebanan (watt) Poly. (biosolar)
350 Temperatur gas buang vs pembebanan temperatur C 300 250 200 150 B 30% B 20% B 10% biosolar Expon. (B 30%) Expon. (B 20%) Expon. (B 10%) Expon. (biosolar) Expon. ( ) 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 pembebanan (watt)
temperatur oli pelumas vs pembebanan 68 63 temperatur C 58 53 48 43 B 30% B 20% B 10% biosolar Expon. (B 30%) Expon. (B 20%) Expon. (B 10%) Expon. (biosolar) Expon. () 38 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 pembebanan (watt)
Temperatur Pendingin vs pembebanan 85 80 temperatur C 75 70 65 60 55 50 45 40 B 30% B 20% B 10% biosolar Expon. (B 30%) Expon. (B 20%) Expon. (B 10%) Expon. (biosolar) 35 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Pembebanan (watt) Expon. ()
Pada penelitian ini dengan semakin besar kadar minyak biji nyamplung yang ditambahkan pada biosolar, maka akan menyebabkan terjadinya penurunan daya, torsi, bmep, efisiensi thermis, temperatur exhauct gas, temperatur air pendingin dan temperatur oli. untuk daya, torsi dan bmep terjadi penurunan yang sama. Nilai penurunan rata-rata secara berturut-turut: 2,823% untuk penambahan 10%, 10.316% untuk penambahan 20%, 11,85% untuk penambahan 30% dan 30,23% untuk penggunaan 100% minyak biji nyamplung. untuk sfc terjadi kenaikan, nilai kenaikan rata-rata secara berturut-turut : 0,69% untuk penambahan 10%, 18,29% untuk penambahan 20%, 17,36% untuk penambahan 30% dan 54,6% untuk penggunaan 100%.
untuk efisiensi thermis terjadi kenaikan dan penurunan, nilai kenaikan rata-rata adalah 6,48% untuk penambahan 10% dan nilai penurunan secara berturut-turut: 6, 98% untuk penambahan 20%, 17,26% untuk penambahan 30% dan 33,51 untuk penggunaan 100%. untuk temperatur air pendingin, temperatur oli pelumas dan temperatur exhaust terjadi penurunan, seiring dengan penambahan pada biosolar sebagai bahan bakar. pada penelitian ini, komposisi percampuran minyak biji nyamplung dan biosolar yang mampu memberikan unjuk kerja pada mesin diesel yang terbaik adalah pada penggunaan penambahan % 10%.