8/5/2010

1

Tugas Akhir (TM 091486)

Konversi Energi

PENGARUH PENAMBAHAN

BIODIESEL MINYAK BIJI ALPUKAT

(PERSEA GRATISSIMA) (10 – 30%)

PADA SOLAR TERHADAP UNJUK KERJA

DIESEL GENERATOR SET

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2009/2010

Fuguh Afrian Imami

2106 100 135

Dosen Pembimbing

Prof. Dr. Ir. H. D. Sungkono, M. Eng. Sc

Biji alpukat (persea gratissima) merupakan limbah yang begitu banyak orang membuangnya

setelah memanfaatkan daging buah tersebut. Dimana kandungan minyak biji alpukat (persea gratissima)

berkisar antara 1—12%. Minyak biji alpukat (persea gratissima) dapat ditranseterifikasi menjadi biodiesel.

Dalam penelitian ini, ingin diketahui karakteristik unjuk kerja serta emisi gas buang mesin diesel

menggunakan bahan bakar campuran biodiesel minyak biji alpukat (persea gratissima) dengan minyak solar.

Penelitian ini menggunakan bahan bakar campuran biodiesel minyak biji alpukat (persea

gratissima) dan minyak solar dengan komposisi volume biodiesel minyak biji alpukat (persea gratissima) :

solar 10%:90% (B.10), 20%:80% (B.20), dan 30%:70% (B.30). Sebagai kelompok kontrol digunakan bahan

bakar minyak solar murni (B.0) dan 100% biodiesel minyak biji alpukat (persea gratissima) (B.100).

Pengujian dilakukan di Laboratorium Teknik Pembakaran dan Bahan Bakar Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS

dengan menggunakan generator set diesel Shogun L40AE-S 199 cc dengan daya maksimum 3.1 kW/3600

rpm.

Dari hasil penelitian diperoleh nilai daya, torsi, dan BMEP B.10, B.20, B.30, dan B.100

mengalami penurunan prosentase yang sama, yaitu secara berturut-turut: 2,21%, 3,73%, 5,94%, dan 11,86%.

Pada BSFC mengalami kenaikan prosentase sebesar 4,58%, 8,94%, 15,24%, dan 34,81%. Nilai efisiensi

thermal mengalami penurunan prosentase sebesar 1,32%, 2,81%, 7,84%, dan 8,94%. Penurunan prosentase

air fuel ratio (A/F) sebesar 2,18%, 5,08%, 8,18%, dan 21,00%. Serta untuk kandungan jelaga mengalami

penurunan prosentase sebesar 5,11%, 9,09%, 15,35%, dan 51,55%.

Kata kunci: biodiesel minyak biji alpukat (Persea gratissima), unjuk kerja, kandungan jelaga (soot).

Oil Consumption (red) and Production (black).

Figures are in millions of barrels per day

(www.durangobill.com/Rollover.html)

Sumber : Buku Putih Indonesia 2005-2025,

Kementrian RISTEK

• Bagaimana pengaruh penambahan biodiesel

minyak biji alpukat pada solar dengan

variasi volume campuran terhadap propertis

bahan bakar tersebut.

• Bagaimana pengaruh penambahan biodiesel

minyak biji alpukat pada solar dengan

variasi volume campuran terhadap unjuk

kerja dan emisi gas buang mesin diesel.

8/5/2010

2

• Mengetahui pengaruh penambahan biodiesel

minyak biji alpukat pada solar terhadap properties

bahan bakar tersebut.

• Mengetahui perubahan unjuk kerja dari mesin

diesel yang dihubungkan dengan pengaruh

pencampuran antara biodiesel minyak biji alpukat

dan solar

• Mendapatkan komposisi campuran yang mampu

menghasilkan unjuk kerja terbaik pada mesin diesel

• Energi alternatif

CLEANER

GREENER

FRIENDLY

ENVIRONMENT

MANFAAT PENELITIAN

Biodiesel merupakan turunan dari minyak/lemak

tumbuhan atau hewan, yang direkomendasikan

untuk pengganti minyak diesel karena sifat

biodiesel yang renewable (dapat diperbarui),

sumber daya hayati dengan emisi yang ramah

lingkungan dan biodegradable (dapat teruraikan).

1. Cikal bakal biodiesel

2. Memiliki kandungan asam lemak yang tidak

jenuh yg relatif besar 78%

3. Non drying oil, shg tidak mengental dan

menjadi kering meskipun teroksidasi

4. Kandungan minyak 1% - 12%

5. Bila overproduction, solusi tepatnya dijadikan

biodiesel (karena jarang dimanfaatkan)

Proses transesterifikasi:

• Merupakan reaksi antara metanol (atau etanol) dgn minyak hewaniatau nabati

• Membutuhkan katalis (such as NaOH, KOH, or NaOCH3)

Sumber : Combustion and Emissions from Biodiesel Fuels

8/5/2010

3

• Mengurangi emisi gas buang

Meningkatkan daya pelumasan

Mengurangi efek rumah kaca

Tidak beracun

Mengurangi import minyak bumi

Renewable

Digunakan tanpa modifikasi

mesin

Mudah terurai

Menurut ASTM D6751 adalah:

• Kurang cocok untuk beroperasi di musim dingin atau pada daerah beriklim lebih dingin.

• Pada 100% biodiesel direkomendasikan untuk merubahsaringan (filter) standar bahan bakar.

1. Penelitian Roberto G. Pereira dkk, 2006

Penelitian unjuk kerja engine berupa emisi gas buang dilakukan menggunakanvariasi campuran soybean Biodiesel (B0, B20, B50, B75, B100) pada Diesel StationeryEngine (GenSet). Kandungan CO2 mengalami peningkatan dengan bertambahnyacampuran bahan bakar yang mengindikasikan pembakaran yang terjadi semakinmendekati sempurna. Sedangkan kandungan CO, SO2, CxHy, NO, dan NOx cenderungmengalami penurunan seiring dengan bertambahnnya campuran biodiesel.

2. Penelitian B.K. Barnwal, M.P. Sharma, 2004

Penelitian ini menitik beratkan pada properties berbagai macam trigliseridbiodiesel (vegetable oil biodiesel). Dari hasil pengujian properties, terlihatbahwa sebagai biodiesel, kacang tanah memiliki Nilai Kalor Bawah (Lower Heating Value) yang besar dibanding dengan biodiesel lain.

8/5/2010

4

3. Penelitian Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian (BBP Mektan)

Serpong, 2003

Perbandingan campuran solar dan minyak sawit 90% : 10%, 80% : 20%, 70% : 30%

dan seterusnya. Mesin diesel yang digunakan adalah Yanmar TF 5,5 L.

◦ Pengujian lab.

70% : 30% (efisiensi daya paling tinggi 97,64% )dan sfc rendah 293,53 g/kW-jam

dibandingkan yang lain. Torsi maksimum pada campuran 30% dan 20%. Dari hasil

yang didapat terbaik adalah 30%.

◦ Pengujian lapangan.

dilakukan uji pada lahan sawah dengan traktor tangan yang menggunakan tipe mesin

sama dengan pengujian lab. Hasilnya, pada lahan sawah efisiensi kerja lapang solar

murni 84,05%, sedangkan biodiesel 30% adalah 83,95%. Untuk lahan kering, efisiensi

kerja lapang solar murni 83,77% dan biodiesel 30% adalah 83,38%.

Keterangan :

1. Tabung bahan bakar.

2. Filter bahan bakar.

3. Kran.

4. Engine.

5. Generator.

6. Voltmeter.

7. Amperemeter.

8. Saklar.

9. Lampu.

10. Multipoint pyrometer.

11. Termometer.

12. Exhaust gas analyzer.

13. Manometer.

14. Orifice

15. Gelas ukur.

Generator set Shogun LA40AE-S

Amperemeter

Voltmeter

Bola lampu pijar

Tabung ukur konsumsi bb (pipet volum)

Stop Watch

Exhaust Gas Analyzer

Thermometer Set

Orifice

start

Pengaruh Penambahan Biodiesel Minyak Biji Alpukat

(Persea Gratissima) 10-30% Pada Solar Terhadap Unjuk

Kerja Diesel generator Set

Persiapan peralatan dan bahan baku

Pelaksanaan penelitian

Pembuatan bahan bakar

Pengujian properties

bahan bakar

Sesuai SNI?

Kelompok Uji:

-10% Biodiesel:90%Solar

-20% Biodiesel:80%Solar

-30%Biodiesel:70%SolarData Properties

Pengujian Performace

Data Uji Performance

Kelompok Kontrol

Studi literatur:

- text book

- internet

- tugas akhir

Data Spesifikasi standart: biodiesel

dan solar

Perhitungan data

Komparasi dan analisa data

Kesimpulan

end

Kelompok kontrol 2

(100% Biodiesel)

Kelompok Kontrol1

Pengujian PerformaceData Properties

Pengujian Performace

Data Uji Performance

Kelompok Uji

Perhitungan data

No

Yes

HASIL DAN ANALISA

Properties Bahan Bakar Campuran Solar dan Biodiesel Minyak Biji Alpukat

No Properties Satuan

ASTM Test

Methods B.0 B.10 B.20 B.30 B.100

1 Specific gravity at 15/15 oC D-1288 0.8460 0.8470 0.8473 0.8489 0.8631

2 Density at 15 oC kg/L D-1298 0.84560 0.84660 0.84686 0.84854 0.86256

3 ApI gravity 15/15 oC D-1300 35.7500 35.5560 35.5066 35.1720 32.4636

4 Calculated Cetane Index

50.5381

3

51.5347

6

53.0018

2

53.6931

6

53.7336

6

5 kinematic Viscosity at 40 oC cSt D-445 3.389 3.397 3.431 3.450 3.594

6 Pour point C D-97 -8 -7 -6 -5 5

7 Flash point C D-93 58 126 132 140 204

8 Sulpur contents % WT D-4294 0.36897 0.34629 0.30641 0.27107 0.15175

9 Destilation D-86

Initial Boiling Point C 165 104 105 107 300

50% Recovery C 276 283 292 300 340

10 Lower Heating Value (LHV) cal/g D-240/D-241

10387.7

0

10066.2

2 9812.55 9793.33 8488.87

8/5/2010

5

• Densitas dan SGMasih terdapat glyserol dan fatty accid yang membuat densitas dan SG naik.

• Viscositas kinematikNilai viskositas yang cenderung lebih tinggi dari solar disebabkan beratmolekul dan panjang rangkaian struktur kimia triglicerid .

• Cetane IndexSemakin panjang rantai karbon fatty acid serta semakin jenuh (saturated) molekul penyusun, maka cetane number semakin tinggi.

• Nilai KalorNilai kalor biodiesel yang lebih rendah disebabkan komposisinya mengandung unsur oksigen sebesar 10-13% sehingga jumlah kandungan karbon menjadi lebih sedikit .

• Flash PointTinggi, bagus dlm penyimpanan & pengangkutan, volatiliti rendah.

• Pour Pointnaik, rentan terhadap suhu rendah

• Kandungan sulfurturun, nabati tidak mengandung sulfur (jika ada sangat kecil)

1. Grafik daya fungsi beban

2. Grafik torsi fungsi beban

3. Grafik BMEP fungsi beban

4. Grafik BSFC fungsi beban

5. Grafik efisiensi thermal fungsi beban

6. Grafik A/F fungsi beban

7. Grafik Temp. Ex fungsi beban

8. Grafik soot fungsi beban