24
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Polusi Udara di Indonesia Salah satu masalah yang menjadi pemikiran para sarjana teknik, khususnya sarjana teknik mesin adalah bagaimana cara mengurangi polusi udara di Indonesia yang semakin lama semakin bertambah, tetapi hal ini sudah terjawab dengan adanya pemasangan Catalytic Converter pada saluran gas buang kendaraan bermotor. Polusi udara primer yaitu polutan yang mencakup 90% dari jumlah polutan udara seluruhnya dapat dibedakan menjadi lima kelompok sebagai berikut : 1. Karbon monoksida ( CO ) 2. Nitrogen oksida ( NOx ) 3. Hidrokarbon ( HC ) 4. Sulfur oksida ( SOx ) 5. Partikulat Molekul kondisi udara Indonesia kian memprihantinkan. Menurut data dari Badan Kesehatan Dunia (WHO), pencemaran udara di Indonesia, khususnya di kota- kota besar di Indonesia telah mengalami tingkat yang mengkhawatirkan dibandingkan dengan standar WHO. Berdasarkan data yang ada, total estimasi pollutant CO yang diestimasikan dari seluruh aktivitas adalah sekitar 686,864 ton per-tahun atau 48,6 persen dari jumlah emisi lima pollutant. Penyebab dari pencemaran udara itu sekitar 80 persen berasal dari sektor transportasi, dan 20 Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m

BAB€II LANDASAN€TEORI 2.1€ Polusi€Udara€di€Indonesiadigilib.unimus.ac.id/./files/disk1/129/jhptunimus-gdl-sultonular-6444-3-bab2.pdf4.€Sulfur€oksida€€ €€€€€€€€€€€€(€SOx€)

  • Upload
    vohuong

  • View
    225

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1  Polusi Udara di Indonesia

     Salah  satu  masalah  yang  menjadi  pemikiran  para  sarjana  teknik,

khususnya sarjana teknik mesin adalah bagaimana cara mengurangi polusi udara

di Indonesia yang semakin lama semakin bertambah, tetapi hal ini sudah terjawab

dengan  adanya  pemasangan  Catalytic  Converter  pada  saluran  gas  buang

kendaraan bermotor.

     Polusi  udara  primer  yaitu  polutan  yang  mencakup  90%  dari  jumlah

polutan  udara  seluruhnya  dapat  dibedakan  menjadi  lima  kelompok  sebagai

berikut :

1. Karbon monoksida  ( CO )

2. Nitrogen oksida ( NOx )

3. Hidrokarbon              ( HC )

4. Sulfur oksida               ( SOx )

5. Partikulat Molekul

       kondisi udara Indonesia kian memprihantinkan. Menurut data dari Badan

Kesehatan  Dunia  (WHO),  pencemaran  udara  di  Indonesia,  khususnya  di  kota­

kota  besar  di  Indonesia  telah  mengalami  tingkat  yang  mengkhawatirkan

dibandingkan  dengan  standar  WHO.  Berdasarkan  data  yang  ada,  total  estimasi

pollutant CO yang diestimasikan dari seluruh aktivitas adalah sekitar 686,864 ton

per­tahun  atau  48,6  persen  dari  jumlah  emisi  lima  pollutant.  Penyebab  dari

pencemaran  udara  itu  sekitar  80  persen  berasal dari  sektor  transportasi,  dan  20

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

persen industri serta limbah domestik. Sedangkan emisi karbon akibat deforestasi

dan degradasi hutan sebesar 20 persen.

Gambar 2.1  Polusi Udara Perkotaan

     Sektor  transportasi  telah  dikenal  sebagai  salah  satu  sektor  yang  sangat

berperan  dalam  pembangunan  ekonomi  yang  menyeluruh,  namun  demikian

sektor  ini  dikenal  pula  sebagai  salah  satu  sektor  yang  memberikan  dampak

terhadap  lingkungan  udara,  proses  pembakaran  bahan  bakar  minyak  seperti

diketahui akan mengeluarkan unsur­unsur dan senyawa­senyawa pencemar udara

seperti debu, karbon monoksida, hidrokarbon, sulfur oksida, timbal.

Perencanaan pola transportasi yang tidak memadai, baik dalam hal sarana

maupun sistem lalu lintasnya akan menentukan intensitas pencemaran udara yang

terjadi.  Kepadatan  lalulintas  yang  disertai  dengan  kemacetan,  pola  berjalan­

berhenti  yang  sering,  kecepatan  aliran  lalulintas  dan  seterusnya  akan  secara

langsung  akan  mempengaruhi  besarnya  emisi  unsur­unsur  pencemar  yang

dikeluarkan  oleh  kendaraan  bermotor,  dilain  pihak  jenis  dan  karakteristik

perangkat  mesin,  sistem pembakaran,  jenis bahan bakar  merupakan  faktor yang

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

akan menentukan tingkat emisi pencemar yang keluar dari setiap jenis kendaraan,

faktor  penting  yang  menyebabkan  dominannya  pengaruh  sektor  transportasi

terhadap pencemaran udara perkotaan di Indonesia antara lain meliputi :

1. Perkembangan  jumlah  kendaraan  yang  cepat,  dan  tidak  diimbangi  dengan

prasarana jalan yang memadai.

2. Faktor perawatan kendaraan.

3. Jenis, umur, karakteristik, dan jenis bahan bakar kendaraan bermotor.

4. Pola  lalu  lintas  perkotaan  yang  memusat,  akibat  terpusatnya  kegiatan­

kegiatan perekonomian dan perkantoran di pusat kota.

    Pada  kendaraan  bermotor  bagian  yang  mengeluarkan  gas  polutan  adalah

crange  sistem (rumah mesin), sistem tangki bahan bakar dan sistem saluran gas

buang ( knalpot ). Perkembangan teknologi bahan bakar dan motor bakar saat ini

telah  memungkinkan  dicapainya  proses  pembakaran  yang  semakin  baik  dan

sempurna,  sehingga  faktor  emisi  pencemar  dapat  dikurangi  sekecil  mungkin,

modifikasi  motor  bakar  secara  berarti  terjadi  pada  tahun  1970­an  dengan

dikeluarkannya  National  Quality  Standard  di  Amerika  Serikat,  perubahan­

perubahan  yang  dilakukan  dalam  rencana  mesin  meliputi  pemasangan  (katup)

valve sistem karburasi, sirkulasi uap BBM untuk mengurangi emisi tangki BBM,

EGR  (Exhaust  Gas  Re­Circulation)  System  adalah  sebuah  sistem  efektif

mengurangi NOx pada gas buang dengan cara men­sirkulasi kembali gas buang

dan  mencampurnya  dengan  udara  di  intake  manifold,  untuk  menurunkan

temperatur  pembakaaran.  Sebuah  computer  secara  otomatis  mengontrol  jumlah

gas  buang  yang  di  sirkulasi  ulang  (EGR)  sesuai  dengan  kecepatan  putar  mesin

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

dan  beban  mesin,  sedangkan  teknologi  retrofit  disyaratkan dengan  pemasangan

alat Catalytic Converter untuk mereduksi gas CO , HC dan NOx.

 Menurut  PERATURAN  MENTERI  NEGARA  LINGKUNGAN  HIDUP

NOMOR   04   TAHUN  2009 yang menjelaskan bahwa : Untuk  motor 2 tak

keluaran  tahun  2010  kebawah  kandungan  CO2  di  emisi  gas  buangnya  hanya

sebanyak 4.5  persen  dengan  kandungan  hidro  carbon  (HC)  hanya  12.000  ppm.

Sementara  untuk  motor  4  tak  keluaran  tahun  2010  kebawah  harus  memenuhi

syarat  kandungan  CO2  dibawah  5.5  persen  dan  emisi  gas  buangnya  dengan

kandungan hidrocarbon hanya 2400 ppm

2.2  Karbon Monoksida (CO)

Karbon  monoksida  (CO)  adalah  suatu  komponen  tidak  berwarna,  tidak

berbau dan  tidak  mempunyai  rasa  yang  terdapat dalam  bentuk  gas pada  suhu

192 C. Komponen ini mempunyai berat sebesar 96,5% dari berat air dan tidak

larut didalam air.

Karbon monoksida yang terdapat dialam terbentuk dari salah satu proses

sebagai berikut :

1. Pembakaran  tidak  lengkap  terhadap  karbon  atau  komponen  yang

mengandung karbon.

2. Reaksi  antara  karbondioksida  dan  komponen  yang  mengandung  karbon

pada suhu tinggi.

3. Pada suhu tinggi, karbon dioksida terurai menjadi karbon monoksida.

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

2.2.1   Sumber Karbon Monoksida

1.  Di kota­kota besar, sumber utama penghasil karbon monoksida (CO) adalah

kendaraan  bermotor  seperti  mobil,  truk,  bus,  dan  sepeda  motor  karena

pembakaran BBM yang tidak sempurna.

2.  karbon monoksida dapat terbentuk secara alamiah maupun hasil sampingan

kegiatan manusia. Karbon monoksida (CO) diudara mengganggu kesehatan

manusia.  Masyarakat  dengan  aktivitas  tinggi  disekitar  lalulintas  padat

(polisi,  penjaga  pintu  tol,  dan  lain­lain)  dan  pekerja  pada  tempat  dengan

hasil sampingan CO (bengkel kendaraan bermotor, industri  logam,  industri

bahan  bakar,  industri  kimia)  merupakan  kelompok  yang  paling  dirugikan.

Dampak  dari  CO  bervariasi  tergantung  dari  status  kesehatan  seseorang,

antara  lain dapat  memperparah kelompok penderita gangguan  jantung dan

paru­paru,  kelahiran  prematur  dan  berat  bayi  dibawah  normal.  CO

menghalangi darah dalam mengangkut oksigen sehingga darah kekurangan

oksigen dan jantung bekerja lebih berat. Bila seseorang menghirup CO pada

kadar  tinggi  dan  waktu  tertentu  dapat  menimbulkan  pingsan  bahkan

kematian.

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

Tabel 2.1. Sumber Pencemaran Gas CO

Sumber Pencemaran % Bagian % Total

Transportasi

• Mobil bensin

• Mobil diesel

• Pesawat terbang

• Kereta api

• Kapal Laut

• Sepeda motor dll

Pembakaran stasioner

• Batu bara

• Minyak

• Gas alam

• Kayu

Proses industri

Pembuangan limbah padat

Lain­lain sumber

• Kebakaran hutan

• Pembakaran batubara sisa

• Pembakaran limbah pertanian

• Pembakaran lain­lainnya

59.0

0.2

2.4

0.1

0.3

1.8

0.8

0.1

0.0

1.0

7.2

1.2

8.3

0.2

63.8

1.9

9.6

7.8

16.9

100.0 100.0

(Sumber :Wardhana, 2008)

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

2.2.2 Pencegahan

1.  Melakukan pemeriksaan emisi dan perawatan mesin kendaraan bermotor

secara berkala.

2.  Meminta  pada  mekanik  bengkel  agar  kadar  CO  dalam  emisi  gas  buang

kendaraan selalu memenuhi persyaratan yang ditetapkan pemerintah.

3.  Memberikan sanksi yang kera kepada pengguna kendaraan bermotor yang

emisi gas buangnya melewati aturan yang sudah ditetapkan.

4.  Menggunakan alat  tambahan catalytic converter yang dapat menurunkan

kadar CO sampai sekitar 90%.

2.3  HydroCarbon (HC)

Dalam kimia organik , HidroCarbon adalah  senyawa organik yang terdiri

sepenuhnya dari atom hidrogen dan atom karbon . Hidrokarbon yang salah satu

atom  hidrogen  telah  terpisah  atau  dipisahkan  dari  fungsi  kelompoknya,

dinamakan hydrocarbyls disebut. Aromatik hidrokarbon (arena), alkana , alkena

,  sikloalkana  dan  alkuna  berbasis  senyawa  berbagai  jenis  dari  hidrokarbon.

Hidrokarbon sendiri merupakan pencemar udara yang dapat berupa gas, cairan

maupun  padatan.  Dinamakan  hidrokarbon  karena  penyusun  utamanya  adalah

atom karbon dan atom hidrogen yang dapat terikat (tersusun).

Hidrokarbon merupakan teknologi umum yang digunakan untuk beberapa

senyawa  organik  yang  diemisikan  bila  bahan  bakar  minyak  dibakar.  Sumber

langsung  dapat  berasal  dari  berbagai  aktivitas  perminyakan  yang  ada,  seperti

ladang minyak, gas bumi.

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

2.3.1   Aktivitas yang mempengaruhi HydroKarbon

  Hidrokarbon  adalah  salah  satu sumber  energi  yang  paling  penting  di

Bumi.. Penggunaan utama dari hidrokarbon adalah sebagai sumber pembakaran

dari bahan bakar. Dalam bentuk padat mereka, hidrokarbon dapt berupa aspal.

Industri pengolahan minyak dan petrokimia mengemisikan hidrokarbon dalam

jumlah  yang  besar.  Aktivitas  alam  sendiri  juga  mengemisikan  hidrokarbon,

yang membentuk konsentrasi alami hidrokarbon di atmosfer. Hidrokarbon juga

merupakan pencemar utama yang diemisikan oleh kendaraan bermotor dari lalu

lintas  diperkotaan.  Dibeberapa  kota  besar  sumber  ini  merupakan  sumber

hidrokarbon  yang  paling  dominan,  sebagai  pencemar  primer  dan  yang

memberikan kontribusi terbesar dalam pencemaran udara.

2.3.2   Pencegahan

Terdapat    strategi  dalam  mencegah  dampak  hidrokarbon  yang  ada  sekarang

ini:

1. Kontrol  emisi  sumber  stasioner  seperti  kilang  minyak,  petrokimia  (

dengan  pemasangan  filtering  system  untuk  memisahkan  HC  pada

cerobong gas buang pada ladang minyak dan industri­industri )

2. Kontrol lingkungan

3. Kontrol emisi kendaraan bermotor.

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

Tabel 2.2. Sumber Pencemaran Gas HC

Sumber Pencemaran % Bagian % Total

Transportasi

• Mobil bensin

• Mobil diesel

• Pesawat terbang

• Kereta api

• Kapal Laut

• Sepeda motor dll

Pembakaran stasioner

• Baru bara

• Minyak

• Gas alam

• Kayu

Proses industri

Pembuangan limbah padat

Lain­lain sumber

• Kebakaran hutan

• Pembakaran batubara sisa

• Pembakaran limbah pertanian

• Penguapan solver organik

• Pemasaran bahan bakar

• Lain­lain

47.5

1.3

0.9

0.9

0.3

1.0

0.6

0.3

0.0

1.3

6.9

0.6

5.3

9.7

3.7

0.3

51.9

2.2

14.4

5.0

26.5

100.0 100.0

( Sumber :Wardhana, 2008 )

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

2.4  Nitrogen Oksida (NOx)

    Nitrogen  oksida  sering  disebut  dengan  NOx, karena  oksida  nitrogen

mempunyai  2  macam  bentuk  yang  sifatnya  berbeda,  yaitu  gas NO2 dan  gas

NO.  Sifat  gas  NO2 adalah  berwarna  dan  berbau,  sedangkan  gas  NO  tidak

berwarna  dan  tidak  berbau.  Warna  gas  NO2 adalah  merah  kecoklatan  dan

berbau tajam menyengat hidung. Dari seluruh  jumlah NOx yang dibebaskan

ke  atmosfer,  jumlah  yang  terbanyak  adalah  dalam  bentuk  NO  yang

diproduksi oleh aktivitas bakteri. Akan tetapi poluasi NO dari sumber alami

ini  tidak  merupakan  masalah  karena  tersebar  secara  merata  sehingga

jumlahnya  menjadi  kecil.  Yang  menjadi  masalah  adalah  polusi  NO  yang

diproduksi  oleh  kegiatan  manusia  karena  jumlahnya  akan  meningkat  hanya

pada tempat­tempat tertentu.

2.4.1  Aktivitas yang mempengaruhi gas Nox

     Konsentrasi NOx di udara di daeraah perkotaan biasanya 10­100 kali

lebih  tinggi  daripada  di  udara  daerah  pedesaan.  Konsentrasi  NOx  di  udara

daerah  perkotaan  dapat  mencapai  0,5  ppm  (500  ppb).  Seperti  halnya  CO,

emisi  nitrogen  oksida  dipengaruhi oleh  kepadatan  penduduk  karena  sumber

utama  NOx  yang  diproduksi  manusia  adalah  dari  pembakaran,  dan

kebanyakan  pembakaran  disebabkan  oleh  kendaraan,  produksi  energi  dan

pembuangan sampah. Sebagian besar emisi NOx yang dibuat manusia berasal

dari pembakaran arang, minyak, gas alam dan bensin.

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

    Pencemaran gas Nox  terutama  berasal dari pembakaran  bahan  bakar

pada  mesin  yang  kurang  sempurna. Ada  dua  cara  untuk  menghindari

pembakaran  tidak  sempurna,  maka  dilakukan  2  proses  pembakaran  yaitu  :

  1.   Bahan  bakar  dibakar  pada  temperatur  tinggi  dengan  sejumlah udara

     sesuai dengan persamaan stoikiometri, misalnya dengan 90 ­95%

    udara. Pembakaran NO dibatasi tidak dengan adanya kelebihan udara.

  2.  Bahan bakar dibakar sempurna pada suhu relatif rendah dengan udara

    berlebih. Suhu rendah menghindarkan pembentukan NO.

Kedua proses ini menurunkan pembentukan NO sampai 90%.

2.4.2  Pencegahan

1. Membatasi jenis kendaraan ( Pembatasan terhadap

Kendaraan jenis tertentu yang kadar Nox pada gas buang

nya terlalu ekstrim ).

    2. Penanggulangan gas buang kendaraan bermotor

    3. Mengurangi asap buangan industri dengan menerapkan

pengontrolan limbah buangan

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

2.5  Uji Emisi

  Manfaat  uji  emisi  untuk  mengetahui  efektivitas  proses  pembakaran

bahan  bakar  pada  mesin  dengan  cara  menganalisis  kandungan  karbon

monoksida  (CO)  ,hidrokarbon  (HC)  dan  Nitrogen  Oxide  (  Nox  )  yang

terkandung didalam gas buang. Selain  itu uji emisi berguna untuk mengetahui

adanya kerusakan pada bagian­bagian mesin kendaraan. Uji emisi juga berguna

membantu saat melakukan setting campuran udara dan bahan bakar yang tepat.

Sedangkan  keuntungan  dari  uji  emisi  bisa  memperoleh  kepastian  mengenai

kinerja  mesin  kendaraaan  yang  digunakan  apakah  dalam  kondisi  prima  dan

dapat diandalkan. Selain itu uji emisi bisa mengirit bahan bakar, namun tenaga

tetap optimal serta bisa menciptakan lingkungan sehat dengan udara bersih.

  Kerusakan  kendaraan  bisa  terdeteksi  dari  hasil  uji  emisi,  yang  antara

lain  bisa  dilihat  dari  tingginya  kandungan  HC.  Hal  ini  terjadi  bisa  karena

berbagai  faktor, seperti kebocoran pada sistem vakum, sistem pengapian yang

tidak bekerja dengan baik, kerusakan pada oksigen sensor dan gangguan pada

sistem

pasokan udara. Kandungan HC tinggi juga bisa karena adanya kerusakan pada

catalytic  converter  dan  kerusakan  mekanis  pada  bagian  dalam  mesin  seperti

klep,  mesin,  ring  atau  silinder.  Kerusakan  kendaraan  juga  bisa  terdeteksi  dari

tingginya  kandungan  CO.  Hal  ini  juga  terjadi  karena  beberapa  faktor,  bisa

karena karburator tidak bekerja dengan baik, filter udara kotor, kerusakan pada

sistem choke karburator.

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

          Pada  prinsipnya  setiap  pembakaran  akan  menghasilkan  CO2  (sebagai

sampah)  dan  O2  terpakai  (sebagai  pembakar).  Dalam  pembakaran  sempurna

CO2 harus tinggi dan O2 rendah. CO2 merupakan indikasi dari tingkat efisiensi

pembakaran  mesin  bensin.  Pada  mesin  mobil  generasi  lama,  pencampuran

bahan  bakar  dengan  udara  diproses  oleh  karburator.  Kelemahan  mesin

karburator  akurasi  campuran  bahan  bakar  dan  udara  umumnya  rendah  karena

kondisi permukaan bahan bakar dalam float chamber carburator mempengaruhi

rasio  campurannya.  Sementara  pada  mesin  kendaraan  modern  sudah

menggunakan  sistem  injeksi,  yaitu  menggunakan  EFI  (Electronic  Fuel

Injection) yang mampu bekerja secara computrized dalam mengatur campuran

bahan  bakar dengan udara atas  informasi dari  beberapa  sensor, mengatur  saat

pembakaran  dan  tepat  di  setiap  RPM.  Untuk  mengurangi  emisi  gas  buang

disyaratkan dengan pemasangan alat Catalytic Converter untuk mereduksi gas

CO , HC dan NOx.

2.6   Pengertian Catalytic Converter

 Catalytic  Converter  adalah  alat  yang  digunakan  untuk  mengurangi

toksisitas  emisi  dari  sebuah  mesin  pembakaran  internal.  Pertama  kali

diperkenalkan secara luas pada seri­produksi mobil di pasaran AS untuk model

tahun  1975  Catalytic  untuk  mematuhi  pengetatan  peraturan  knalpot  mobil.

Catalytic  converter  juga  digunakan  pada  generator  set,  forklift,  peralatan

pertambangan,  truk,  bus,  kereta  api,  dan  lainnya  dilengkapi  mesin­mesin.

Sebuah Catalytic Converter menyediakan suatu  lingkungan untuk suatu  reaksi

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

kimia  beracun  di  mana  pembakaran  oleh  produk­dikonversi  menjadi­zat  yang

tidak berbahaya.

Catalytic  converter  yang  diciptakan  oleh Eugene  Houdry,  seorang

insinyur  mesin Perancis yang  tinggal di  Amerika Serikat. Sekitar  tahun 1950.

Tapi  sampai  lead  (  bahan  logam  timah  untuk  meningkatkan  nilai  oktan  pada

bensin  )  bisa  dihilangkan  dari  bensin,  (lead  diperkenalkan  pada  tahun  1920

untuk meningkatkan oktann level)  itu meracuni katalis apapun.    The catalytic

converter  ini  kemudian  dikembangkan  lebih  lanjut  oleh John  J.  Mooney  dan

Carl  D.  Keith  di Engelhard  Corporation,    menciptakan  produksi  pertama

catalytic  converter  pada  tahun  1973..  Sebetulnya  Catalytic  Converter  bersifat

seperti  ruang  bakar  kedua,  karenanya  aliran  emisi  buangan  akan  mengalami

oksidasi, sehingga karbon monoksida (CO) dan hidrokarbon (HC) bisa diubah

menjadi karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O) yang relatif lebih aman.

  Saat ini Catalytic Converter telah digunakan di banyak mesin­mesin

mobil  dan  motor,  bahkan  beberapa  motor  bebek  yang  nobatene  motor  murah

sudah memasang teknologi ini.

      Ada dua tipe dari Catalytic Converter, yaitu 3­way Catalist dan 2­

way Catalyst. 3­way  Catalist  digunakan  pada  mesin  mobil  dan  motor  yang

menggunakan  bahan  bakar  bensin  (Premium,  dsb.).  Ada  tiga  tahap  dalam

proses ini yaitu :

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

1. Reduksi Nitrogen Oksida menjadi nitrogen dan Oksigen :

 2NOx  xO2+N2

2. Oksidasi Carbon Monoksida menjadi Karbon Dioksida :

2CO + O2  2CO2

3. Oksidasi senyawa Hidrokarbon yang tak terbakar (HC) menjadi Karbon

Dioksida dan air : 2CxHy + (2x+y/2)O2  2xCO2 + yH2O

  Reaksi­reaksi  di  atas  akan  berjalan  efisien  bila  mesin  bekerja  dengan

perbandingan  14,7  bagian  udara  dengan  1  bagian  bahan  bakar.  Bentuk

Catalytic  Converter  seperti  tabung  bentuknya  mirip  sarang  tawon,  Catalytic

Converter  ditempatkan  dibelakang  exhaust  manifold  pada  pipa  buang.

Alasannya Catalytic Converter agar cepat panas karena alat  ini baru bekerja

efektif ketika kondisinya panas.

Catalytic  Converter sangat  peka  terhadap  logam­logam  lain  yang

biasanya  terkandung  dalam  bensin  ataupun  solar  misalnya  timbal  pada

premium,  belerang  pada  solar,  lalu  seng,  mangan,  fosfor,  silikon,  dsb.

Logam­logam  tersebut  bisa  merusak  komponen  dari Catalytic  Converter.

Oleh  karena  itu  teknologi  ini  tidak  bisa  digunakan  di  semua  daerah

terutama daerah yang  premiumnya  belum  diganti  oleh  Premium  TT  (Tanpa

Timbal).

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

Gambaran Umum Catalytic Converter

http://geowana.wordpress.com/2007/10/16/catalytic­converter­dan­pencemaran­udara/ [ 15 ]

Gambar 2.2  Catalytic Converter General

Catalytic  converter  mengoksidasi  PM  dan  HC  yang  dihasilkan  oleh

gas  buang  mesin  dan  diubah  secara  kimia  menjadi  unsur  yang  aman  seperti

CO2  dan  air.  Gas  buang  dialirkan  melewati  sebuah  ”high­purification­ratio

catalysator”    yang  berisi  logam  mulia  seperti  emas  putih,  dimana  logam

tersebut  dipasang    di  bagian  tengah  pada  system  gas  buang,  sehingga  PM  (

Particulat Molekul ), dan HC ( Hydro Carbon ) dapat dikurangi.

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

Sedangkan 2­way Catalist digunakan pada mesin diesel. Karena pada

daur  Mesin  Diesel tidak dihasilkan Nitrogen Oksida (NOx), maka daur

yang terjadi hanyalah daur nomor 2 dan 3 saja.

http://geowana.wordpress.com/2007/10/16/catalytic­converter­dan­pencemaran­udara/  [  15  ]

Gambar.2.3  Catalic Converter 2 way

Untuk  reaksi  pada  mobil  diesel  karena  mesin  diesel  tidak

menghasilkan Nitrogen Oksida adalah :

1. Oksidasi Carbon Monoksida menjadi Karbon Dioksida  :

2CO + O2  2CO2

2. Oksidasi  senyawa  Hidrokarbon  yang  tak  terbakar  (HC)  menjadi

Karbon Dioksida dan air : 2CxHy + (2x+y/2)O2  2xCO2 + yH2O

Reaksi­reaksi  di  atas  akan  berjalan  efisien  bila  mesin  bekerja

dengan   perbandingan  14,7  bagian  udara  dengan  1  bagian  bahan  bakar.

Adapun penggunaan katalis kuningan (CuZn) sebagai pengganti bahan katalis

berdasarkan beberapa faktor yaitu:

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

Ø Material ini mudah didapatkan di pasaran,

Ø Harga relatif murah, memiliki sifat mampu bentuk,

Ø Tahan  terhadap  Temperatur  tinggi  dan  mempunyai  tahanan

korositas.

2.7   Prinsip Kerja

Catalytic  Converter  di  tempatkan  di  belakang  exhaust  manifold  atau  antara

muffler dengan  header, alasannya Catalytic Converter cepat panas ketika  mesin

dinyalakan.  Prinsip  kerja  dari  Catalytic  Converter  pada  kendaraan  bermotor

ditunjukkan seperti gambar berikut :

Pemasangan Catalytic Converter

Exhaust Manifold

                   Catalytic Converter

 Gambar 2.4. Prinsip Kerja Catalytic Converter

Muffler

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

Bagian dalam dari katalis apabila terbelah seperti pada gambar di bawah ini,

dimana bagian­bagian dari katalis dapat dengan jelas terlihat beserta arah aliran gas

buang  exhaust  dan  juga  reaksi  kimia  yang  terjadi  pada  inlet  dan  outlet  katalis

tersebut.

Gambar 2.5 Bagian dalam Catalytic Converter

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

2.8  Komponen Utama

Catalytic Converter memiliki komponen seperti pada gambar berikut :

Gambar 2.6 Rancangan Komponen Catalytic

A. Chasing

Chasing  adalah  bagian  luar  dari  Catalytic  Converter  yang  dipilih

sesuai  bentuk  umum  yang  sering  digunakan  terbuat  dari  plat  baja  stainless

stell.Chasing  ini  dipasang  abses  yang  berguna  melindungi  bagian  dalam

dengan konstruksi  luar, peredam getaran,  insualator panas dan  menghindari

kebocoran  dari  gas  buang.  Pada  ujung  chasing  dipasang  flange  (penopang)

dan diberi packing knalpot, sehingga pada saat pemasangan kondisi Catalytic

Converter benar­benar rapat dan kencang serta tidak terjadi kebocoran emisi

gas  buang  saat  pengujian  berlangsung.  Konstruksi  chasing  diperlihatkan

gambar berikut

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

Gambar 2.7. Rancangan Chasing Catalytic

B. Material Substrat

Material substrat untuk konstruksi bagian dalam terbuat dari kuningan

(CuZn) dengan komposisi Cu 85%, Zn 15%, yang berbentuk plat berukuran

30  x  120  cm  dan  ketebalan  0,6mm,  berbentuk  oval  disesuaikan  dengan

bentuk chasingnya.

2.9  Pemilihan Material Substrat Kuningan

Material Substrat kunignan ini kita pilih dengan alasan :

1.    Dari  segi  ekonomi  kunigan  lebih  murah  dan  mudah  didapatkan

dipasarang  apabila  dibandingkan  dengan  bahan  lain  untuk  katalis  seperti

Palladium, Rodium, Platinum.

2. Kuningan  mempunyai  ketahanan  temperature  yang  tinggi  dan

ketahanan terhadap korosi yang baik,dan mudah bentuk.

Logam kuningan  yang umum di  pasaran  mengandung  seng 15 – 20%  .Dan

yang kami gunakan dalam penelitian  ini adalah Kuningan dengan kadar Cu

85%, Zn 15%. Dalam proses pembakaran pada umumnya yang terjadi pada

motor bakar,  khususnya  motor bensin, perbandingan kompresinya antara 7­

12  serta  temperature  pada  proses  pembakaran  mesin  bensin  antara  300º­

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

600ºC . Sedangkan titik cair dari logam kuningan ini mencapai  antara 1000º

­  1020ºC,  jadi  penggunaan  katalis  ini  dapat  dengan  aman  digunakan  pada

mobil uji tanpa harus khawatir  logam tersebut akan mencair.   Disamping itu

kuningan  juga  memiliki  tahan  korosi.  Korosi  Selektif  adalah  suatu  bentuk

korosi  yang  terjadi  karena  pelarutan  komponen  tertentu  dari  paduan  logam

(alloynya).  Dezincfikasi  merupakan  bentuk  korosi  selektif  yang  menyerang

paduan  logam  yang  terdiri Cu dan Zn (kuningan). Korosi dapat  disebabkan

karena air laut,air payau atau oksigen terlarut.

Gambar 2.8  Diagram Fasa Kuningan ( CuZn )

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

Dari  diagram  fasa  diatas  kita  dapat  menyimpulkan  bahwa  untuk

kuningan dengan komposisi Cu 85 % dan Zn 15 %, memiliki titik cair pada

1000 ºC – 1020 ºC. Jadi dalam penggunaan Kuningan ini sebagai katalis kita

sudah dapat memastikan bahwa katalis dari kuningan ini tidak akan mencair

pada temperatur pembakaran.

Tabel  2.3  Korosi Selektif kuningan

Bentuk Korosi Selektif Paduan Logam Yng Terlarut

Dezincfikasi Cu – Zn ZnDealuminasi Cu – Al AlDemanganisasi Cu – Mn MnDenikelisasi Cu – Ni NiDesilikonisasi Cu – Si SiDecuprifikasi Cu ­ Ag Cu

Sumber : http://www.angelfire.com/ak5/process_control/selective_corr.html  [ 12  ]

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com

Konstruksi material substrat diperlihatkan pada berikut ini:

Gambar 2.9  Konstruksi Material Substrat

18 cm

10cm

Click t

o buy NOW!

PDF­XCHANGE

www.docu­track.com Clic

k to buy N

OW!PDF­XCHANGE

www.docu­track.com