HVBVNGAN HASIL PENYVLlNGAN GAS BVANG MOTOR DIESEL TERHADAP KANDUNGAN POLVTAN
Oleh: R.IRWAN GVSTAMAN FOl498105
2003 JURVSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTlTVT PERTANIAN BOGOR
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
HUBUNGAN HASIL PENYULINGAN GAS BUANG MOTOR DIESEL TERHADAP KANDUNGAN POLUTAN
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: R.Irwan Gustaman FOl498105
Dilahirkan di Bogor pada tanggal II J uni 1980 Tanggal Lulus : 20 Januari 2003
',"����J�a�n
M
uari 2003
II
R. Irwan Gustaman. F0149810S. Hubungan Hasil Penyulingan Gas Buang
Motor Diesel Terhadap Kandungan Polutan. Di bawah bimbingan: Kusen Morgan dan Imam Hidayat.2003. RINGKASAN
Motor diesel, selain digunakan pada alat transportasi darat dan laut, juga banyak digunakan pada industri dan pertanian. Hal tersebut terjadi karena pada motor diesel memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan motor bensin seperti lebih ekonomis dari segi bahan bakar, lebih aman, pemeliharaan lebih sederhana dan lebih tahan lama. Juga dari segi efisiensi termat, motor diesel sekitar 25-30 % dibandingkan dengan motor bensin yang hanya 15-20 %. 8anyalmya penggunaan motor diesel pada bidang transportasi darat dan laut, industri dan pertanian membuat kita harus mewaspadai polutan yang dikeluarkan dari motor bakar tersebut (dalam hal ini motor diesel). Belum lagi ditambah dengan hasil dari pembakaran yaitu CO" H,O dan juga hasil dari pembakaran yang tidak sempurna seperti CO, NO, NO" SO" Pb dan He yang dapat membahayakan bagi manusia dan lingkungan. Hal tersebut akan mengakibatkan terjadinya pencemaran udara, hujan asam dan efek rumah kaca atau green house effect yang dapat menimbulkan pemanasan global. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui claya ikat air hasil kondensasi gas buang
motor
diesel
terhadap
polutan
dari
gas
buang
motor
diesel
dan
kemungkinan penerapan pengurangan polutan ke atmosfir dari hasil pembakaran motor diesel melalui kondensasi gas buang. Dari penelitian didapat bahwa air hasil kondensasi dapat mengikat polutan dari gas buang, dan hasil penganalisaan air hasil kondensasi gas buang diesel untuk kedua perlakuan (perlakuan I dengan putaran mesin (rpm) sekitar 800, perlakuan II dengan rpm sekitar 900) adalah untuk � H 3,56 dan 4,00; untuk NH3 adalah 4,0022
x
3
10.
dan 4,4326
x
3 10. ; untuk S04 . adalah 1,9115 dan 2,4354;
untuk N03 adalah 6,5815 dan 5,9979; dan untuk padatan tersuspensi adalah 292 dan 323 ppm. Pada perlakuan I, volume air yang dapat terkondensasi adalah 159 mL atau 22,8 % dan pada perlakuan II adalah 157 mL atau 14,98 %. Sedangkan nilai
keefektifan pindah panas pada perlakuan I adalah 0 ,949 dan pada perlakuan II adalah 0,952. Pindah panas per meter panjang pipa pada perlakuan I adalah 48,281 W/m, atau dengan panjang pipa yang digunakan sepanjang 6 meter maka pindah panas yang terjadi sebesar 289,686 W. Dan pindah panas per meter untuk perlakuan II adalah panjang pipa adalah 47,7038 W/m, atau dengan panjang pipa yang digunakan sepanjang 6 meter maka pindah panas yang terjadi sebesar 286,223 W.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul "Hubungan Hasil Penyulingan Gas Buang Motor Diesel Terhadap Kandungan Polutan". Pacta kesempatan ini Penulis ingin rnenyampaikan rasa terima kasih kepada: 1.
Bapak Ir. H. Kusen Morgan, MS sebagai dosen pembirnbing I alas bimbingan, kesabaran, pencerahan dan pengarahannya selama penelitian dan penulisan skripsi.
2.
Bapak Ir. Imam Hidayat, M.Eng. sebagai dosen pembimbing II atas saran, kritik dan bimbingannya dalarn penelitian dan penulisan skripsi.
3.
Ibu Lenny Saulia, S.TP, MSi sebagai dosen penguji yang banyak memberikan kritik, saran dan bimbingannya selama penulisan skripsi.
4.
Bapak Ir. Leopold Oscar Nelwan, M.Sc atas konsultasi yang telab diberikan selama penelitian dan penulisan skripsi.
5.
Bapak Dr. Jr. Sam Herodian, MS yang telab membantu Penulis dalam menyelesaikan persiapan ujian skripsi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan
sehingga kritik, saran dan perbaikan yang membangun sangat diharapkan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.
Bogor, lanuari 2003
Penulis
UCAPAN TERIMA KASIH Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW beserta utusan-Nyo. Keluorgaku, Mama, Papa, Mbak Irma dan Deni fersayang atas semua kesabaron, waktu nasihat dan pengertian yang telch diberikan. Juga untuk Ua Sri dan Aim. Ua Utan atas bimbingan spirituolnyo. Keluarga Ahmad Benzali
(My second home), Om, Tonte otos segola (Thank for the computernyo; Dn).
bimbingan yang telch diberikan dan Andri
Keluarga Dodi Panduwinota
(My third home),
Om, Tonte atas segola
nasihat dan konsultasinyo, juga buat Ghana dan Ghea
(My sweet sisfe�.
Pak Abas, Pak Tris,Pak Wane dan Mas Zoel otas semua bantuan yang telch diberikan selama penelitian di Leuwikopo.
Mr.
Kusen
Junior:
FitrianoY
'Al!!!!!9/ (My best friend in Campus)
otas
semua kesabaran, pengertian, tenaga dan keriasamanya selama ini iuga
0110 'makasih buat curhatnya dan nasihatnya. Buat penghuni Leuwikopo Primo, Wisye, Danong, Teddy, Cepi, Arman, Made, Novo don Kolyubi. Joya, Lito, Mira, Linda, Soni, Yani, Andi, Anton, Cecep, Mega, Vickie, Nunu, Corno, Ika, Deris, Gusdur, Lill, Itang Herman, pokonya semua TEP '35 deh
(sari kola belum kesebu�, iuga buat Cici ama you for your kindness), TEP '34:36'37. Gursa ...gursa ...gursa ... coosssss ......
All my best fnends:
Winie
(thank
'
Rendi 'Benz', Gendi, Jolly, Asep, Botaq, Piggy, Ery,
anak-anak band: Qobut, Rendi 'Yuke', Wawan, Kiki, Ratna, Putri, ate, anak-anak 25
:
Juiu, Paket, Eva, Fitri, Willy, Rika, Merlyn, Mutia, Santi
Desi, Naldi, Devi, Ifan, Felix, Diati, dll. Juga buat IJ9.\'O 'Jya'
e/thing),
(thanks 4
Septi, Febri, Wulan dan Leni.
Anak-anak PS Foteta : Citra, Intan, Indri, Meri, Yoan, Iduy, Kheri, Arion, semuanyo deh ...(Ayo .
dong latihan terus... semangat!!l
For my special thanks to Mirza 'Zazd
Rizqi Z. buat semua
care,
senyum,
kesabaran, kritikan, nasihat dan dorongonnya yang telah diberikan selama ini
(Zo, makasih banget yah).
11
DAFfAR lSI
Halaman KATA PENGANTAR
..................................................................................
UCAPAN TERIMAKASIH DAFT AR lSI
.
. . . . . ..................
DAFTAR GAMBAR
PENDAHULUAN
.
..
.
...
.
..........
.
. . . . . . . ............ . . . ............
.
. . . . ...........
A. LATAR BELAKANG
.
.....
B. TUJUAN PENELlTlAN TlNJAUAN PUSTAKA A. MOTOR DIESEL
C. PlNDAH PANAS
.
. . . . . . ............
.
iii
. . . . . ............................
............. . . ............. . . . . . .
. . . . . .. . . . . .......
.
....... . . . ..........
.
vii
........... . . . . . .......
............ ................
................................. . . . . ................................
............................ ........... ................... . . . . . . ..................
. . . . . .................... . . . . . ....................................
.
.................
.
. . . . . ..................... . . . . . . .......................
.
................... . . . . . . ...... . . . .......
2. KEEFEKTIFAN PENUKAR PANAS 3. BEDA SUHU RATA-RATA 4. ANALlSIS PlNDAH PANAS
D. PENCEMARAN UDARA
.
.
....
.......................
.
.............................
..................... . . . . . . . . . . . .
.
........................ . . . . . . . .
.................................... . . . . . ................
METODOLOGl PENELlTIAN
......
. . . ................ ....... .......
...... . . . ..............
E. POLUTAN GAS BU ANG DIESEL
.
........
............. . . . . . . .............................................
. . . . .......................................
....................................... .................... ...............
C. METODE PENELlTlAN
.
......
HASIL DAN PEMBAHASAN
. . . . . . . . . . . . .............. . . . . . . .............................
......................... . . . . . . . .................................
A. HASIL PENGUKURAN PROSES KONDENSASI B. PROSES PlNDAH PANAS
.
. . ...................
.....................
.
1 1 3 4 4
15 18 18 19 19 20
.22
............... . . . . . . ..............................
A. TEMPAT DANWAKTU PENELlTlAN B. ALAT DAN BAHAN
....
v
vi
..............................................................................
I . PENUKAR PANAS
IV.
.
. . ...
ii
............................................ ...........................
B. BAHAN BAKAR SOLAR
Ill.
.
........
............ . . . . .................... . . . . . . . . . . .
DAFTAR LAMPIRAN
ll.
.................................
........................................... . . . . . . . . . ..........................................
DAFTAR TABEL
I.
.
...... ............. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .
i
.....
..........................................
26 32 32 32 33 35 35 42
iii
C. ANALISA AIR HASIL KONDENSASI ............................................. 46 D. PRODUKSI DARI PEMBAKARAN BAHAN BAKAR MINYAK .. 48 V.
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 51 KESIMPULAN ......................................................................................... 51 SARAN
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
DAFTA R P USTAKA ................................................................................ 53 LAMPlRAN .............................................................................................. 55
iv
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Spesifikasi bahan bakar diesel ..................................................... 16 TabeI2.2. Dampak SO, pacta manusia ......................................................... 29 TabeI2.3. Siklus sulfur di lingkungan .......................................................... 30 Tabe! 2.4. Sumber dan penghilangan NOx dan NH3 di beberapa daerah tropis
...............................................................................
31
TabeI2.5. Perkiraan deposisi senyawa sulfur dan nitrogen di daerah tropis ................................. ,.................. , ........................ ".31 Tabel 4.1. Rataan pengukuran pada perlakuan I
.
.
...
. . .... .. . .. .. . ... . .. .. .
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
...
35
TabeI4.2. Rataan pengukuran pada perlakuan II ..................... ......... ......... 36 .
.
Tabel 4.3. Perhitungan prosentase air yang terkondensasi ........................... 44 Tabe1 4.4. Analisa air hasil kondensasi pada perlakuan I . . . ...................... 46 .
.
..
TabeI 4.5. An alisa air hasil kondensasi pada perlakuan II ........................... 47
v
DAFTAR GAMBAR Halaman
Gambar 2.1. Pompa injeksi motor diesel ................................., ................... 12 Gambar2.2. Injektor motor diesel................................................................ 14 Gambar 2.3. Contoh sistem governor dengan bandul .................................. 16 Gambar2.4. Jenis penukar panas ................................................................. 19 Gambar 4.1. Grafik hubungan putaran mesin perlakuanI terhadapwaktu.. 36 Gambar 4.2. Grafik hubungan putaran mesin perlakuanII terhadapwaktu 37 Gambar 4.3. Grafik hubungan konsumsi bahan bakar pada perlakuanI terhadapwaktu
......................... . . . .............................................
38
Gambar4.4. GrafIk hubungan konsumsi bahan bakar pada perJakuanII terhadapwaktu ......................................", ............ , ...., ......., ...... 39 Gambar 4.5. Grafik hubungan suhu gas buang pada perJakuanI terhadap waktu......................................................................... 39 Gambar4.6. Grafik hubungan suhu gas buang pada perlakuanII terhadapwaktu ......................................................................... 40 Gambar4.7. Grafik hubungan suhu gas buang, air hasil kondensasi dan air pendingin pada perlakuanI terhadapwaktu ................ 41 Gambar 4.8. Grafik hubungan suhu gas buang, air hasil kondensasi dan air pendingin pada perJakuanII terhadapwaktu
...............
42
DAFfAR LAMPlRAN Halaman Lampiran 1.
Penjualan kendaraan di Indonesia (1 987-2000)
Lampiran 2. Konsumsi bahan bakar minyak di Indonesia
.....................
55
...... . . . . . . .. . . ...........
Lampiran 3. Keadaan pelusi udara di beberapa kota besar di Asia
"
56
........... 57
Lampiran 4. Konsumsi, produksi dan ketersediaan bahan bakar minyak dunia
............................ . . . . . . . ........................................
Lampiran 5. Tabel hasil pengukuran pada perlakuan pertama Lampiran 6. Tabel hasil pengukuran pada perlakuan kedua
..
58
"" .............. 60
........................
61
Lampiran 7. Grafik hubungan antara kecepatan air pendingin terhadap waktu
.........................................................................
62
Lampiran 8. Grafik hubungan suhu air hasit kondensasi terhadap waktu
.......................................................................................
Lampiran 9. Grafik hubungan suhu air pendingin terhadap waktu
..............
63 64
Lampiran 10. Grafik hubungan suhu gas buang, air pendingin dan air hasil kondensasi pada perlakuan I dan II terhadap waktu
.......
Lampiran 1 1 . Peraturan Menteri Kesehatan RI tentang kualitas air bersih
...
Lampiran 12. Peraturan Menteri Kesehatan RI tentang kualitas air minum Lampiran 13. Perhitungan proses pindah panas pada perlakuan pertama Lampiran 14. Perhitungan proses pindah panas pada perlakuan kedua Lampiran 15. Gambar proses pengukuran
..
.
..
.....
........
..................................................
Lampiran 16. Gambar konstruksi motor diesel
..... ................. .......................
Lampiran 17. Skema penyulingan minyak bumi
. . . . . ......................................
65 66 68 70 72 74 75 76
vii
