Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014
ISBN No. 978-602-96565-7-2
Pengaruh Multi Feedstock Biod...
Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014
ISBN No. 978-602-96565-7-2
karakteristik biodiesel akan ...
Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014
ISBN No. 978-602-96565-7-2
dan hasilnya sangat mengejutk...
Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014
ISBN No. 978-602-96565-7-2
Dari gambar diatas dapat dike...
Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014
ISBN No. 978-602-96565-7-2
3.4. Analisa Unjuk Kerja Moto...
Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014
ISBN No. 978-602-96565-7-2
Gambar 8. Grafik sfoc sebagai...
Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014
ISBN No. 978-602-96565-7-2
Hamid, T. dan Hertanto, Y., (...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Pengaruh Multi Feedstock Biodiesel terhadap Kerja Motor Diesel

406 views

Published on

Salah satu bahan bakar alternatif untuk motor diesel yang telah dikembangkan di Indonesia adalah biodiesel yang
merupakan bahan bakar pengganti solar (Diesel Oil) pada motor diesel. Biodiesel dapat dibuat dari minyak nabati
yang diperoleh dari tanaman seperti minyak sawit, jarak pagar, minyak kelapa, minyak kedelai, biji-bijian dll. pada
masa yang akan datang bahan baku biodiesel sangat bervariasi sehingga perlu untuk memodelkan karakteristik
biodiesel. Keberhasilan memproduksi CME (Castor Methyl Esther), PME (Palm Methyl Esther ) dan JME (Jelantah
Methyl Esther) memberikan kesempatan dalam upaya untuk mempertemukannya. Karakteristik dari biodiesel bahan
bakar multi dalam beberapa komposisi untuk viskositas, densitas, Nilai Kalor, titik kabut, dan angka setana
memenuhi syarat yang distandartkan SNI kecuali untuk viskositasnya masih terlalu tinggi. Multi feedstock biodiesel
dicampur solar dengan komposisi B10, B20, B50 dan B100. Bahan bakar campuran tersebut diuji cobakan pada
motor diesel untuk mengetahui karakteristik unjuk kerjanya. Uji coba dilakukan dengan variasi putaran motor dan
variasi pembebanan. Pada kondisi beban penuh (full load) unjuk kerja motor diesel yang meliputi daya motor, torsi,
efisiensi thermal dan SFOC sebagai fungsi putaran motor pada beban penuh menunjukkan bahwa pada putaran
rendah dan tinggi SFOC pada penggunaan bahan bakar B20 lebih rendah daripada SFOC pada penggunaan bahan
bakar solar, B10, B50 maupun B100.

Published in: Technology
  • Be the first to comment

Pengaruh Multi Feedstock Biodiesel terhadap Kerja Motor Diesel

  1. 1. Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014 ISBN No. 978-602-96565-7-2 Pengaruh Multi Feedstock Biodiesel terhadap Kerja Motor Diesel Agus Purwanto1* , Aguk Zuhdi M. Fathallah2 Akademi Perikanan Bitung, Bitung, Indonesia 1 * guspur83@gmail.com Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia 2 ABSTRAK Salah satu bahan bakar alternatif untuk motor diesel yang telah dikembangkan di Indonesia adalah biodiesel yang merupakan bahan bakar pengganti solar (Diesel Oil) pada motor diesel. Biodiesel dapat dibuat dari minyak nabati yang diperoleh dari tanaman seperti minyak sawit, jarak pagar, minyak kelapa, minyak kedelai, biji-bijian dll. pada masa yang akan datang bahan baku biodiesel sangat bervariasi sehingga perlu untuk memodelkan karakteristik biodiesel. Keberhasilan memproduksi CME (Castor Methyl Esther), PME (Palm Methyl Esther ) dan JME (Jelantah Methyl Esther) memberikan kesempatan dalam upaya untuk mempertemukannya. Karakteristik dari biodiesel bahan bakar multi dalam beberapa komposisi untuk viskositas, densitas, Nilai Kalor, titik kabut, dan angka setana memenuhi syarat yang distandartkan SNI kecuali untuk viskositasnya masih terlalu tinggi. Multi feedstock biodiesel dicampur solar dengan komposisi B10, B20, B50 dan B100. Bahan bakar campuran tersebut diuji cobakan pada motor diesel untuk mengetahui karakteristik unjuk kerjanya. Uji coba dilakukan dengan variasi putaran motor dan variasi pembebanan. Pada kondisi beban penuh (full load) unjuk kerja motor diesel yang meliputi daya motor, torsi, efisiensi thermal dan SFOC sebagai fungsi putaran motor pada beban penuh menunjukkan bahwa pada putaran rendah dan tinggi SFOC pada penggunaan bahan bakar B20 lebih rendah daripada SFOC pada penggunaan bahan bakar solar, B10, B50 maupun B100. . Kata kunci: Multi feedstock Biodiesel, propertis, unjuk kerja, motor diesel. 1. PENDAHULUAN Motor diesel banyak diaplikasikan pada berbagai area karena efisiensinya yang tinggi serta memiliki ketahanan (durability), kepercayaan (reliability) yang lebih baik bila dibandingkan dengan beberapa penggerak mula yang lain (Zuhdi dkk, 1996). Namun disisi lain, dengan berbagai keunggulannya, diesel engine yang memakai bahan bakar konvensional, juga dikenal sebagai penghasil polusi udara yang tinggi pula. Persediaan bahan bakar fosil sangat terbatas, dan lambat laun akan habis; Indonesia misalnya, cadangan minyak buminya akan diperkirakan habis hanya dalam beberapa dekade kedepan. Untuk itulah, mulai sekarang sudah seharusnya dimulai pemikiran untuk mencari bahan bakar alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak bumi. Banyak upaya yang telah dilakukan untuk menghadapi krisis energi ini, diantaranya adalah dengan memanfaatkan sumber energi dari matahari, batubara dan nuklir. Cara lainnya adalah dengan melakukan berbagai penelitian untuk menemukan teknologi baru penghasil energi berbahan bakar alternatif yang terbaharui (renewable energy) dan ramah lingkungan. Salah satu bentuk energi ini adalah biodiesel yang merupakan bahan bakar pengganti solar (Diesel Oil) pada mesin diesel. Biodiesel dapat dibuat dari minyak nabati yang diperoleh dari tanaman seperti minyak sawit, jarak pagar, minyak kelapa, minyak kedelai, biji-bijian dll. Havendri (2008) Produksi minyak sawit (Palm methyl Ester) tidak terlalu rumit seperti minyak jarak (Castor Methyl Ester). Minyak jarak mempunyai karakteristik bahan baku yang sedikit berbeda dibandingkan dengan sawit. Vikositasnya sangat tinggi sehingga apabila dibuat biodiesel yang direaksikan dengan methanol diperlukan volume yang leih besar. Zuhdi dkk. (2002) Keberhasilan memproduksi PME (Palm Methyl Esther ), CME (Castor Methyl Esther) dan JME (Jelantah Methyl Esther) dan bahan baku yang lainnya memberikan kesempatan dalam upaya untuk mempertemukannya. Umumnya biodiesel dapat larut dengan minyak solar perkecualian dengan Castor Methyl Ester. Idea dari Clements, 1996 yang memberikan informasi bahwa pada masa yang akan datang bahan baku biodiesel sangat bervariasi sehingga perlu untuk memodelkan karakteristik biodiesel. Idea ini mendorong untuk mencoba secara eksperimen mencampur ketiga jenis biodiesel yaitu PME, CME dan JME dalam sebuah komposisi serta melakukan pengujian secara eksperimen pengaruh multi feedstock biodiesel terhadap unjuk kerja motor diesel . 2. Eksperimen Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimental dengan melakukan uji karakteristik biodiesel dan pengujian unjuk kerja terhadap motor diesel. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui karakteristik campuran biodiesel dari multi feedstock, Permodelan matematik propertis campuran biodiesel dari multi feedstock serta unjuk kerja terhadap motor diesel. 2.1 Bahan Bakar Bahan bakar yang digunakan dalam eksperimen ini adalah minyak solar produk pertamina. Sedangkan Biodiesel yang digunakan sebagai campuran yaitu CME (Castor Mathyl Ester), PME (Palm Methyl Ester) dan JME (Jelantah Methyl Ester). Dari ketiga jenis biodiesel akan diblending dengan beberapa komposisi. Bahan bakar yang berasal dari minyak bumi (solar) digunakan sebagai bahan pembanding dalam pengujian eksperimen motor diesel. Dalam uji
  2. 2. Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014 ISBN No. 978-602-96565-7-2 karakteristik biodiesel akan diamati sifat-sifat fisik dari biodiesel dan campurannya. Pengujian unjuk kerja motor diesel dengan menggunakan bahan bakar biodiesel campuran B10, B20, B50 dan B100. Pengujian pada motor diesel dilakukan dengan variasi beberapa kondisi putaran motor dan pembebanan. Putaran motor yang digunakan adalah 3000, 3100, 3200 dan 3300 rpm. Putaran motor dan pembebanan yang bervariasi bertujuan untuk mengetahui perubahann unjuk kerja motor diesel yang menggunakan berberapa bahan bakar tersebut pada beberapa kondisi putaran dan beban. Motor diesel yang digunakan dalam eksperimen adalah motor diesel putaran tinggi (high speed diesel). 2.2 Motor Diesel Motor diesel yang digunakan dalam penelitian ini adalah motor diesel 4 langkah silinder tunggal dengan spesifikasi sesuai tabel 1. Untuk pembebanan, dinamometer yang digunakan adalah tipe elektrik atau dengan menggunakan generator. Sebelum penelitian dimulai dilakukan engine set up terlebih dahulu untuk mengetahui karakteristik/unjuk kerja dari motor diesel dengan menggunakan bahan bakar konvensional. Dengan demikian, dapat dianggap bahwa unjuk kerja motor pada saat engine set-up merupakan unjuk kerja awal mesin. Tabel 1. Spesifikasi motor diesel dan generatornya Model Mesin Tipe Bore Stroke Daya Speed Model generator Tipe Tegangan/Arus KM 178 F, Wuxi Kipor Power Co., Ltd In-line, Silinder tunggal, 4 langkah 78 mm 64 mm 3.68 kW 3600 rpm Mindong, ST-3 1 Fase, Frekuensi 50Hz,1500rpm 230 V/13A Proses engine set up sama seperti halnya pengujian performa mesin pada umumnya, dalam hal ini menggunakan standard pengujian SNI 7553:2010. Dari hasil evaluasi yang mengacu pada engine set up ditentukan beban maksimum mesin adalah 3000 watt, putaran maksimum 3600 rpm pada kondisi tanpa beban, torsi maksimum dicapai pada putaran 3200 rpm, serta daya maksimum dicapai pada putaran 3300 rpm. Prestasi mesin inilah yang digunakan untuk membandingkan kinerja mesin dalam berbagai variasi bahan bakar. 3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Karakteristik Bahan Bakar Tiga karakteristik yang berbeda dilaporkan dalam penelitian ini yaitu karakteristik dari biodiesel dari minyak jarak, karakteristik biodiesel dari minyak sawit dan karakteristik dari minyak jelantah. Minyak sawit karakteristiknya mirip-mirip yang dilakukan oleh Masjuki dkk, 1996 dan Sapuani dkk, 1996. Phisical properties dari biodiesel yang diproduksi dari kelapa sawit ternyata tidak jauh berbeda dengan minyak solar produksi pertamina. Hanya saja sawit methyl ester mempunyai spesifik gravitasi lebih rendah dan juga viskositasnya sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan minyak solar. Hasil yang sama juga diperoleh oleh Masjuki dkk (1996).Graboski dan McCormick , 1998 juga memberikan laporan yang sama untuk palm oil methyl ester. Reaksi sintesis biodiesel minyak jelantah ini dilakukan menggunakan substrat yang berasal dari minyak nabati yaitu minyak jelantah sebagai sumber trigliserida. Reaksi ini dilakukan melalui proses gabungan antara enterifikasi dan transesterifikasi dengan menggunakan KOH pada suhu 600C dan berlangsung selama 60 menit. Tabel 2. Karakteristik Biodiesel dan Campurannya Biodiesel Densit as g/m3 Viskosit as cSt Nilai Kalor cal/g Titik Kabut C Angka Setana CME 100 0,93 21,14 8587 -8 69,7 PME 100 0,88 7,88 9242 1 41,7 JME 100 0,88 6,46 9180 4 46,8 CME40, PME30, JME30 0,90 10,82 8901 -2 65,3 CME30, PME40, JME30 0.89 9,42 9007 -3 62,6 CME30, PME30, JME40 0,89 9,23 8951 0 63,8 CME33,3, PME33,3, JME33,3 0,89 9,81 8928 0 64,8 Solar 0,87 5,16 8725 2 45,6 Hasil pengujian yang disajikan pada tabel 2. diatas menunjukkan karakteristik biodiesel antara lain; densitas, viskositas, nilai kalor, titik kabut dan angka setana. Dapat diketahui bahwa viskositas tertinggi pada CME 100 (castor methyl ester) sebesar 21,14 cSt. Nilai viskositas tersebut masih terlalu tinggi dan belum memenuhi syarat viskositas bahan bakar biodiesel, yang menurut standard SNI harus bernilai 1,9 – 6,0 cSt. 3.2. Blending Biodiesel Blending dari biodiesel ini menjadi penting dibicarakan karena sudah banyak bahan baku biodiesel yang tidak sejenis. Sedangkan setiap bahan baku yang berbeda mempunyai karakteristik yang berbeda sehingga apabila kita ingin menyampur dua atau lebih jenis biodiesel belum tentu cocok atau bahkan tidak dapat tercampur dengan baik. Cara yang baik untuk memepelajari karakteristik dari biodiesel adalah dengan eksperimen namun Clements, 1996 telah mengembangkan suatu spesifikasi biodiesel yang akan menjamin performance nya tanpa melihat dari mana sumber trigliserolnya. Selama ini properties dari suatu biodiesel selalu ditentukan berdasarkan percobaan kimiawi. Namun demikian dimungkinkan mendapatkan properties dari campuran biodiesel secara aljabar. Berkaitan dengan usaha Clements, 1996 dalam penelitian ini dilakukan percobaan dengan melarutkan antara CME (castor methyl ester), PME (palm methyl ester) dan JME (jelantah methyl ester)
  3. 3. Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014 ISBN No. 978-602-96565-7-2 dan hasilnya sangat mengejutkan, bahwa kedua biodiesel tersebut dapat larut dengan baik. Dengan mencoba mencampur dari berbagai komposisi biodiesel maka hasilnya tidak terjadi separasi. Hasil perpaduan dari ketiga biodiesel tersebut kemudian di campur dengan minyak solar. Hasilnya adalah tidak terjadi separation, berarti penyebab utamanya adalah karena perbedaan viskositas yang terlalu tinggi. Dengan mencampur CME (castor methyl ester), PME (palm methyl ester) dan JME (jelantah methyl ester) diperoleh campuran yang dapat larut dengan baik, tentu saja hasil perpaduan ini akan membentuk larutan dengan viskositas baru yang lebih rendah dengan CME (castor methyl ester), PME (palm methyl ester) dan JME (jelantah methyl ester) murni. 3.3. Blending Rules For Furmulating Biodiesel Clement (1996) berusaha menggunakan data properties dari berbagai biodiesel murni untuk mendapatkan formula optimasi dari campuran biodiesel-biodiesel tersebut. Hal ini sangat menguntungkan karena tidak perlu lagi harus mengadakan experiment kimiawi dengan prosedur yang rumit. Disini dikemukakan hasil perhitungan estimasi sifat- sifat kimia biodiesel antara lain. 1. Densitas Densitas hydrokarbon sebagai fungsi temperatur paling baik diestimasi dengan persamaan empiris yang didasari pada teori keadaan yang bersangkutan. Metode ini disebut dengan modifikasi Rackett. Persamaan ini dapat ditulis sebagai: ρ I = a i t + b i t adalah temperatur dalam Celcius, sedangkan a, dan b adalah konstanta yang tergantung pada jenis biodiesel. Sedangkan i mengacu pada masing masing bahan campuran. Tabel 3. Perbandingan Densitas hasil uji dan estimasi biodiesel Fuel DensityHasil Uji (g/cm3 ) Density Estimasi (g/cm3 ) Precent Error % Solar 0.87 0.84 -3.6 PME 100 0.88 0.92 4.3 JME 100 0.88 0.98 10.2 CME40, PME30, JME30 0.89 0.97 8.2 CME30, PME40, JME30 0.89 0.98 9.2 CME30, PME30, JME40 0.89 0.98 9.2 CME33.3, PME33.3,JME33.3 0.9 0.98 8.2 CME 100 0.93 0.98 5.1 Gambar 1. Perbandingan densitas hasil uji dan estimasi biodiesel 2. Viskositas Persamaan untuk memperoleh viskositas dari campuran berbagai biodiesel adalah lnη mix = Σx i 3 √lnη I lnη adalah viskositas masing-masing biodiesel. Untuk biodiesel campuran dengan viskositas hasil percobaan formula ini menghasilkan perbedaan yang cukup besar yaitu rata-rata diatas 10%. sedangkan perhitungan biodiesel murni menghasilkan viskositas yang sama dengan hasil pengujian. Tabel 4. Perbandingan viscositas hasil uji dan estimasi biodiesel Gambar 2. Perbandinganviscositas hasil uji dan estimasi biodiesel 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 Densitas(g/cm3) Biodiesel Perbandingan Densitas Hasil Uji & Estimasi Densitas Hasil Uji Densitas Estimasi 0 5 10 15 20 25 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 Viscositas(cSt) Biodiesel Perbandingan Viscositas Hasil Uji & Estimasi Viscositas Hasil Uji Viscosity Estimasi Fuel Viscosity Hasil Uji (cSt) Viscosity Estimasi (cSt) Precent Error % Solar 5.16 5.16 0.0 JME 100 6.46 6.46 0.0 PME 100 7.88 7.88 0.0 CME30, PME30, JME40 9.23 11.70 21.1 CME30, PME40, JME30 9.42 11.43 17.6 CME33.3, PME33.3,JME33.3 9.81 12.75 23.1 CME40, PME30, JME30 10.82 11.29 4.2 CME 100 21.14 21.14 0.0
  4. 4. Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014 ISBN No. 978-602-96565-7-2 Dari gambar diatas dapat diketahui formula penghitungan viskositas biodiesel campuran dari berbagai komposisi dengan trendline exponensial yang ada dalam gambar 2 dan menghasilkan rumus y =0.3277x2 – 1.2873 + 7.4254. 3. Angka Setana Persamaan untuk memperoleh angka setana dari campuran berbagai biodiesel adalah P mix = Σx i P i Tabel 5. Perbandinganangkasetana hasil uji dan estimasi biodiesel Fuel Angka Setana Hasil Uji Angka Setana Estimasi Precent Error % PME 100 41.7 41.7 0.0 Solar 45.6 45.6 0.0 JME 100 46.8 46.8 0.0 CME30, PME40, JME30 62.6 51.63 -21.2 CME30, PME30, JME40 63.8 52.14 -22.4 CME33.3, PME33.3,JME33.3 64.8 52.21 -24.1 CME40, PME30, JME30 65.3 54.43 -20.0 CME 100 69.7 69.7 -1.5 Gambar 3. Perbandingan angka setana hasil uji dan estimasi biodiesel 4. Nilai Kalor Rumus untuk mendapatkan nilai kalor dari campuran biodiesel hampir sama dengan formula untuk memprediksi angka setana. Keduanya tergantung dari jumlah komposisi masing masing substansi dalam campuran serta nilai propertiesnya masing-masing. Tabel 6. Perbandingan nilai kalor hasil uji dan estimasi biodiesel Fuel Nilai Kalor Hasil Uji cal/g Nilai Kalor Estimasi cal/g Precent Error % CME 100 8587 8587 0.0 Solar 8725 8725 0.0 CME40, PME30, JME30 8901 8961 0.7 CME33.3,PME33.3, 8928 8913 -0.2 JME33.3 CME30, PME30, JME40 8951 9021 0.8 CME30, PME40, JME30 9007 9027 0.2 JME 100 9180 9180 0.0 PME 100 9242 9242 0.0 Gambar 4. Perbandingannilai kalor hasil uji dan estimasi biodiesel 5. Titik Kabut Persamaan untuk memperoleh titik kabut dari campuran berbagai biodiesel adalah Ln(t + 10) = 2.2 – 1.57 ln (Σx unsat ) Tabel 7. Perbandingan titik kabut hasil uji dan estimasi biodiesel Fuel Titik Kabut Hasil Uji ( C ) Titik Kabut Estimasi Precent Error % CME 100 -8 -8 0 CME30, PME40, JME30 -3 -0.8 -2.2 CME40, PME30, JME30 -2 -1.7 -0.3 CME30, PME30, JME40 0 -0.5 0.5 CME33.3, PME33.3,JME33.3 0 -1.16 1.16 PME 100 1 1 0 Solar 2 2 0 JME 100 4 4 0 Gambar 5. Perbandingantitikkabut hasil uji dan estimasi biodiesel 10 20 30 40 50 60 70 80 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 AngkaSetana Biodiesel Perbandingan AngkaSetanaHasil Uji & Estimasi Angka Setana HasilUji Angka Setana Estimasi 8300 8500 8700 8900 9100 9300 9500 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 NilaiKalor(cal/g) Biodiesel Perbandingan Nilai Kalor Hasil Uji &Estimasi Nilai Kalor Hasil Uji Nilai Kalor Estimasi -25 -15 -5 5 15 25 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 TitikKabut(C) Biodiesel Perbandingan Titik Kabut Hasil Uji & Estimasi Titik Kabut Hasil Uji Titik Kabut Estimasi
  5. 5. Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014 ISBN No. 978-602-96565-7-2 3.4. Analisa Unjuk Kerja Motor Diesel Analisa unjuk kerja (performance) motor diesel yang dibahas dalam penelitian ini yaitu karakteristik daya motor, torsi, konsumsi bahan bakar dan efisiensi thermal. Pengujian unjuk kerja motor diesel dilakukan dengan menggunakan bahan bakar campuran CME (castor methyl ester), PME (palm methyl ester) dan JME (jelantah methyl ester) dengan beberapa komposisi yaitu B10, B20, B50 dan B100 serta untuk pembanding diuji cobakan juga bahan bakar dari solar murni. Penggunaan tiga campuran yang berbeda dimaksudkan untuk mengetahui bagaimana perbedaan karakteristik unjuk kerja motor diesel jika jumlah CME (castor methyl ester), PME (palm methyl ester) dan JME (jelantah methyl ester) yang ditambahkan pada solar dalam jumlah yang berbeda. 3.4.1. Daya Motor Diesel Daya motor diesel yang dihasilkan dari penggunaan bahan bakar B10, B20, B50, B100 dan solar sebagai pembanding, adalah sebagaimana digambarkan pada grafik berikut : Gambar 6. Grafik daya sebagai fungsi daya pada beban penuh Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa kenaikan putaran motor akan meningkatkan daya yang dihasilkan. Trend grafik daya sebagai fungsi RPM menunjukkan bahwa daya yang dihasilkan oleh bahan bakar biodiesel campuran B50 menunjukkan daya yang paling rendah, sementara daya yang tertinggi diperoleh dari penggunaan bahan bakar B100. Dimana selisih antar keduanya tidak terlalu jauh. Grafik daya sebagai fungsi RPM pada penggunaan bahan bakar solar, B10, B20, B50 dan B100 menunjukkan trend yang hampir sama, yang artinya daya yang dihasilkan juga hampir sama. Dimana daya yang dihasilkan oleh penggunaan bahan bakar B100 menunjukkan nilai yang tertinggi dari putaran motor 3200 dan 3300. Sementara itu grafik daya yang dihasilkan oleh bahan bakar B20 menunjukkan pada putaran rendah daya yang dihasilkan memiliki nilai yang lebih tinggi daripada daya yang dihasilkan oleh B10, B50, B100 dan solar, akan tetapi pada putaran yang lebih tingi daya bahan bakar B20 mulai menurun hingga memiliki nilai yang hampir sama daya yang dihasilkan oleh B50 pada putaran tersebut. 3.4.2. Torsi Motor Diesel Karakteristik yang dianalisa selanjutnya adalah torsi motor diesel. Dari eksperimen yang dilakukan, maka didapat data torsi yang dihasilkan oleh masing- masing penggunaan bahan bakar digambarkan pada grafik sebagai berikut: Gambar 7. Grafik torsi sebagai fungsi daya pada beban penuh Sebagaimana hasil yang ditunjukkan oleh bentuk kurva daya motor yang dihasilkan, maka torsi yang dihasilkan oleh motor diesel menunjukkan bentuk kurva dengan trendline yang kurang lebih sama dengan kurva daya motor. Sebagaimana yang terjadi pada daya motor, kenaikan putaran motor juga akan meningkatkan torsi yang dihasilkan. Trend grafik torsi sebagai fungsi RPM menunjukkan bahwa daya yang dihasilkan oleh bahan bakar solar menunjukkan torsi yang paling tinggi. Sedangkan torsi yang dihasilkan oleh penggunaan bahan bakar B100 menunjukkan kurva yang hampir sama dengan solar disemua variasi putaran motor. Sementara itu grafik torsi yang dihasilkan oleh bahan bakar B10, B20 dan B50 menunjukkan trenline yang hampir sama pada putaran tinggi. Sedangkan pada putaran rendah torsi yang dihasilkan oleh bahan bakar B20 memiliki nilai tertinggi, tetapi B20 mulai turun hingga memiliki nilai lebih rendah daripada torsi yang dihasilkan oleh bahan bakar solar, B10 dan B100 pada putaran 3100. 3.4.3. Specific Fuel Oil Consumption (SFOC) Specific fuel oil consumption (SFOC) atau konsumsi bahan bakar spesifik adalah laju aliran berat bahan bakar yang digunakan untuk memproduksi satu unit daya dalam satu satuan waktu. Grafik konsumsi bahan bakar spesifik (SFOC) sebagai fungsi putaran motor (RPM) yang dihasilkan adalah sebagai berikut: 2.2 2.4 2.6 2.8 3000 3100 3200 3300 Daya(kW) Putaran (rpm) Daya vs rpm Solar B10 B20 B50 B100 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 3000 3100 3200 3300 Torsi(Nm) Putaran (rpm) Torsi vs rpm Solar B10 B20 B50 B100
  6. 6. Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014 ISBN No. 978-602-96565-7-2 Gambar 8. Grafik sfoc sebagai fungsi daya pada beban penuh Konsumsi bahan bakar motor diesel yang ditampilkan disini adalah konsumsi bahan bakar pada kondisi beban maksimum (full load). Trendline grafik SFOC sebagai fungsi putaran motor pada beban penuh menunjukkan bahwa pada putaran rendah SFOC pada penggunaan bahan bakar B20 lebih rendah daripada SFOC pada penggunaan bahan bakar campuran solar, B10, B50 dan B100. Pada beban ini penggunaan bahan bakar B10 pada putaran rendah menunjukkan nilai yang tertinggi daripada SFOC pada penggunaan bahan bakar solar, B20, B50 dan B100. 3.4.4. Efisiensi Thermal Karakteristik unjuk kerja dari efisiensi thermal menunjukkan perbandingan antara daya efektif yang dihasilkan motor diesel dengan daya/energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar. Grafik efisiensi thermal dari penggunaan bahan bakar solar, B10, B20, B50 dan B100 adalah sebagai berikut: Gambar 9. Grafik eff thermal sebagai fungsi daya pada beban penuh Pada penggunaan bahan bakar solar efisiensi thermal antara 18-22%, B10 antara 18-20%, B20 antara 20- 22%, B50 antara 18-20% dan B100 antara 18-22%. Pada penggunan bahan bakar solar, B10, B20, B50 dan B100, efisiensi thermal yang lebih baik ditunjukkan oleh penggunaan bahan bakar B100. Pada beban maksimum efisiensi thermal dari penggunaan bahan bakar B100 mulai dari putaran rendah hingga putaran terus mengalami kenaikan. 4. Kesimpulan Seteleh dilakukan eksperimen dalam pengujian terhadap karakteristik dan ujuk kerja motor diesel, untuk bahan bakar biodiesel dengan beberapa komposisi campuran maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Karakteristik dari bahan bakar multi feedstock biodiesel antara CME (castor methyl ester), PME (palm methyl ester) dan JME (jelantah methyl ester) dalam beberapa komposisi untuk viskositas rata-rata 9-11 cSt, densitas 0,87-0,89 g/cm3, nilai kalor 8901-8951 cal/g, titik kabut -3 - 0 C, dan angka setana 62,6-65,3. 2. Dari perbandingan karakteristik hasil pengujian dan hasil perhitungan (estimasi) biodiesel tidak terjadi perbedaan yang signifikan, bahkan mendekati nilai yang sama, perbandingan rata- rata masih kurang dari 5%. 3. Pada unjuk kerja motor diesel pada kondisi beban penuh (full load) menunjukkan bahwa daya yang dihasilkan oleh bahan bakar biodiesel campuran B50 menunjukkan daya yang paling rendah, sementara daya yang tertinggi diperoleh dari penggunaan bahan bakar B100, torsi yang dihasilkan oleh penggunaan bahan bakar B100 hampir sama dengan solar pada di semua variasi putaran motor untuk bahan bakar B10, B20 dan B50 menunjukkan trendline yang hampir sama pada putaran tinggi. SFOC pada putaran rendah dan tinggi pada penggunaan bahan bakar B20 lebih rendah daripada SFOC pada penggunaan bahan bakar solar, B10, B50 maupun B100. Sedangkan efisiensi thermal yang lebih baik ditunjukkan oleh penggunaan bahan bakar B50. Pada beban maksimum efisiensi thermal B50 pada putaran tinggi mengalami penurunan. 5. PUSTAKA Anonim. (2005). “Development Jatropha Curcus Plantation As A Source of Row material for Biodiesel” Directorate General Of Estate Crops, Jakarta. Aziz, I., Nurbayti S,. Ulum, B. (2011) “ Pembuatan produk biodiesel dari Minyak Goreng Bekas dengan Cara Esterifikasi dan Transesterifikasi” Valensi Vol. 2 No. 3, (443- 448) Bakhtir, A. (2003). “Pembuatan Biodiesel dari Minyak Jarak dengan Basa Kuat” Prosiding Seminar Rekayasa dan Proses 2003, Semarang. Clement D.L, (1996) “Blending Rules Formulating Biodiesel Fuel”., American Society of Agricultural Engineer Publication Fahruri, S (2003), “Studi Eksperimen Unjuk Kerja Motor Diesel Menggunakan Bahan Bakar Jelantah Ethyl Esther”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sistem Perkapalan – Fakultas Teknologi Kelautan ITS. 350 400 450 500 3000 3100 3200 3300 sfoc(gr/kWh) Putaran (rpm) sfoc vs rpm Solar B10 B20 B50 B100 16 18 20 22 3000 3100 3200 3300 EffThermal(%) Putaran (rpm) Eff Thermal vs rpm Solar B10 B20 B50 B100
  7. 7. Seminar Nasional Pascasarjana XIV – ITS, Surabaya, 7 Agustus 2014 ISBN No. 978-602-96565-7-2 Hamid, T. dan Hertanto, Y., (2003). “Preparasi Biodiesel dari Minyak Kelapa ”BARCO” dengan Variasi Jumlah NaOH” Prosiding Seminar Nasional Teknologi Proses Kimia V Hanif (2004), “Uji Prestasin Motor diesel Berbahan Bakar Biodiesel Sebagai Bahan Bakar Alternatif” Jurnal R & B Volume 4, Nomor 1 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin, UNY. Havendri, A (2008) “ Kaji Eksperimen Perbandingan Prestasi dan Emisi Gas Buang Motor Diesel Menggunakan Bahan Bakar Campuran Solar dengan Biodiesel CPO, Minyak Jarak dan Minyak Kelapa” Jurnal No.29 Vol.1 Tahun XV Jurusan Teknik Mesin Universitas Andalas. Ingle, S,. Nandedkar, V., Nagarhalli, M. (2002) “Prediction of Performance and Emission of Palm oil Biodiesel in Diesel Engine IOSR” Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE) Kopargaon 423603, India PP: 16-20 I Wayan. Suirta, (2009) “Preparasi biodiesel dari minyak jelantah kelapa sawit”, Jurnal Kimia 3 (1), Jurusan kimia FMIPA Universitas Udayana, Bukit Jimbaran. Knothe, G.H. (2006), “Analyzing biodiesel; Standards and other methods” Journal of the American Oil Chemists' Society. 83(10):823- 833. Pramesti, L, Zuhdi M. F, Ariana, I M. (2013) “Analisa Pengaruh Angka Iodin Pada Biodiesel Dari Waste Cooking Oil Terhadap Laju Keausan Dan Terbentuknya Carbon Deposit Pada Komponen Small Marine Diesel Engine” Prosiding Pascasarjana, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya Purwono, S., Yulianto, N. dan Pasaribu, R., (2003). “Biodiesel dari Minyak Kelapa” Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia, Yogyakarta. Soerawidjaja,. (2006). “Biodiesel adalah bahan bakar mesin/motor diesel yang terdiri atas ester alkil dari asam-asam lemak” S.S. Wirawan, A.H. Tambunan, M. Djamin, and H. Nabetani. (2008). “The Effect of Palm Biodiesel Fuel on the performance and Emission of the Automotive Diesel Engine”. Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal. Manuscript EE 07 005. Vol.X. Tilani Hamid S. dan Yusuf, R. (2002) “Preparasi Karakteristik Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit” MAKARA, Teknologi, Vol. 6, NO. 2, Universitas Indonesia, Depok, Utomo, J., (2004). “Studi pembuatan biodiesel sawit dengan katalis asam-basa” Prosiding STNPK VI. Zahriyah, Syifauz, (2006). “Esterifikasi asam lemak bebas dalam minyak jelantah dengan katalis TiO2/montmorillonit dan pengaruhnya terhadap biodiesel yang dihasilkan”. Zuhdi A. (2002), “Aplikasi Penggunaan Waste Methyl Ester”. Zuhdi M.F.A, Gerianto, I., dan Budiono, T., (2002) “Produksi dan Karakeristik Bio-diesel Serta Teknik Pencampurannya dengan Minyak Solar (Gas Oil)” Seminar Nasional Teori Aplikasi Teknologi Kelautan 2002 FTK ITS. Zuhdi M.F.A, Gerianto I , Hashimoto M, Tomohisha D. (2002), “The Characteristics of Castor Oil as a Bio-diesel Fuel and its Effects on the Diesel Engine’s Performance” Kobe University of Mercantile Marine (KUMM) – Japan. Zuhdi M.F.A. (2003). “Biodiesel Sebagai Alternatif Pengganti Bahan Bakar Fosil Pada Motot Diesel”. Riset Unggulan Terpadu VIII Bidang Teknologi Energi, Surabaya.

×