PENYEMPURNAAN DESAIN DAN UJI KETAHANAN KONVERTER BIOGAS UNTUK MOTOR BAKAR BENSIN DHIKOTAMA ANDANU

PENYEMPURNAAN DESAIN DAN UJI KETAHANAN KONVERTER BIOGAS UNTUK MOTOR BAKAR BENSIN

DHIKOTAMA ANDANU

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penyempurnaan Desain dan Uji Ketahanan Konverter Biogas untuk Motor Bakar Bensin adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Maret 2015 Dhikotama Andanu NIM F14100036

ABSTRAK DHIKOTAMA ANDANU. Penyempurnaan Desain dan Uji Ketahanan Konverter Biogas untuk Motor Bakar Bensin. Dibimbing oleh DESRIAL dan SRI WAHYUNI. Beberapa penelitian telah dilakukan sebelumnya untuk dapat menjalankan motor bakar berbahan bakar biogas dengan memodifikasi karburator menjadi konverter biogas. Terdapat permasalahan pada penelitian sebelumnya mengenai desain prototipe yang kurang sesuai serta kekuatannya yang masih rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah menyempurnakan desain konverter biogas dan melakukan pengujian ketahanan. Penelitian dimulai dengan proses perancangan, pembuatan prototipe, hingga uji ketahanan selama 50 jam. Tahap pengujian ketahanan yang dilakukan adalah melihat kestabilan kecepatan motor bakar biogas, menentukan konsumsi bahan bakar, dan juga menganalisa pelumas untuk memprediksi umur pakai pelumas. Hasil uji ketahanan menunjukkan bahwa kecepatan putar motor cukup stabil, yang dinyatakan oleh nilai standar deviasi kecepatan poros motor sebesar 0,86 rpm. Berdasarkan analisis pelumas, umur pakai pelumas dapat diprediksi yaitu 71 jam penggunaan biogas pada motor bakar. Kata kunci: konverter biogas, uji ketahanan, analisis pelumas, prediksi umur pakai

ABSTRACT DHIKOTAMA ANDANU. Improving Design and Endurance Testing of Biogas Converter for Gasoline Combustion Engine. Supervised by DESRIAL and SRI WAHYUNI. Several studies have been conducted before to run the combustion engine with biogas as engine fuel by modifying the carburetor into biogas converter. There were some problems with the former research, specifically in inappropriate biogas converter design and the strength is still low. The objectives of this research are to improve the design of biogas converter and do the endurance test. This research is started from design, prototyping, and endurance test for 50 hours. The steps of endurance test are to observe the stability of engine speed, determine fuel consumption, and analyze the lubricant for predict it’s lifespan. The endurance test result on engine speed was stable, which is represented by standard deviation of engine speed at 0,86 rpm. Based on the lubricant analysis, the lifespan of lubricant could be predicted at 71 hours by using biogas as engine fuel in the combustion engine. Keywords: biogas converter, endurance test, lubricant analysis, lifespan prediction

PENYEMPURNAAN DESAIN DAN UJI KETAHANAN KONVERTER BIOGAS UNTUK MOTOR BAKAR BENSIN

DHIKOTAMA ANDANU

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga tugas akhir ini berhasil diselesaikan. Tema dari tugas akhir yang dilaksanakan ialah mengenai pengaplikasian energi terbarukan, dengan judul Penyempurnaan Desain dan Uji Ketahanan Konverter Biogas untuk Motor Bakar Bensin. Terima kasih penulis ucapkan kepada Sugar Group Companies yang telah memberikan beasiswa kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan pendidikan strata satu di Institut Pertanian Bogor. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada Dr Desrial dan ibu Sri Wahyuni yang telah membimbing dalam melakukan tugas akhir dan penyusunan skripsi, serta kepada Dr Dyah Wulandari sebagai penguji ujian akhir yang telah membantu perbaikan tulisan skripsi. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada teknisi laboratorium bagian Teknik Mesin dan Otomasi serta karyawan PT Swen Inovasi Transfer yang telah membantu penulis dalam proses pabrikasi dan pengambilan data tugas akhir. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, adik, Riendy, serta teman-teman satu angkatan TMB 47 ANTARES atas segala doa, dukungan dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah yang telah ditulis oleh penulis dapat bermanfaat bagi diri penulis sendiri dan orang yang membacanya.

Bogor, Maret 2015 Dhikotama Andanu

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vii

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

1

Tujuan Penelitian

2

METODELOGI

2

Tempat dan Waktu Penelitian

2

Alat dan Bahan

2

Prosedur Penelitian

2

PENDEKATAN RANCANGAN

6

Kriteria Rancangan

6

Rancangan Fungsional

7

Rancangan Struktural

7

HASIL DAN PEMBAHASAN

10

Hasil

10

Pembahasan

12

SIMPULAN DAN SARAN

27

Simpulan

27

Saran

27

DAFTAR PUSTAKA

27

LAMPIRAN

29

RIWAYAT HIDUP

53

DAFTAR TABEL 1 Rancangan fungsional konverter biogas 2 Standar deviasi kecepatan poros motor dan pompa pada setiap tekanan pompa yang diberikan 3 Massa jelaga dan kotoran lain yang ditemukan pada komponen 4 Indikator keausan komponen motor bakar bensin 5 Hasil analisis regresi sifat fisika-kimia pelumas

7 14 19 23 26

DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Diagram alir penelitian Diagram alir pengujian ketahanan konverter biogas Sketsa pengaturan pengujian ketahanan Bentuk penyempurnaan rancangan celah venturi Ilustrasi bentuk selongsong venturi Ilustrasi bentuk choke Ilustrasi bentuk throttle Ilustrasi bentuk flens atau dudukan Venturi (kiri) selongsong venturi (kanan) Secara berurutan foto dari kiri ke kanan katup choke, throttle, flens, tabung penampung gas Komponen-komponen konverter biogas sebelum dirakit Konverter biogas (kanan) dan dari arah berlawanan (kiri) Assembly tabung gas penampung Keran tunggal (kiri) dan keran bercabang (kanan) Keseluruhan setting konverter biogas Saringan udara Honda GX160 (kiri) tuas choke (kanan) Letak tabung yang dibelokan keluar (atas) dan instalasi keseluruhan konverter biogas (bawah) Pengaturan pengujian ketahanan Grafik rata-rata kecepatan poros motor dan pompa pada berbagai tekanan Grafik persentase penurunan kecepatan poros motor dan pompa pada setiap tekanan Grafik hubungan tekanan pompa dengan slip sabuk transmisi yang terjadi Grafik hubungan tekanan pompa terhadap waktu pakai bahan bakar biogas Pengamatan visual pada busi sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) dilakukan pengujian ketahanan Pengamatan visual pada cylinder head sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) dilakukan pengujian ketahanan Pengamatan visual pada piston sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) dilakukan pengujian ketahanan Sampel pelumas motor bakar (10W30) yang beroperasi 50 jam saat menggunakan bahan bakar biogas

3 5 5 8 8 9 9 9 10 10 11 11 11 11 12 12 13 14 15 15 16 17 18 18 18 19

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Perubahan nilai viskositas pelumas pada suhu 100°C Perubahan total base number pada pelumas Perubahan kandungan Na pada pelumas Perubahan kandungan Si pada pelumas Perubahan kandungan logam Fe pada pelumas Perubahan kandungan logam Cu pada pelumas Perubahan kandungan logam Al pada pelumas Perubahan kandungan logam Cr pada pelumas Perubahan kandungan soot yang terdapat pada pelumas Perubahan kandungan oxidation yang terdapat pada pelumas Perubahan kandungan nitration yang terdapat pada pelumas Perubahan kandungan sulfation yang terdapat pada pelumas Regresi linier data viskositas pelumas

20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 25 25 26

DAFTAR LAMPIRAN Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 0 kg/cm2 Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 5 kg/cm2 Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 10 kg/cm2 Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 15 kg/cm2 Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 20 kg/cm2 Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 25 kg/cm2 Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 30 kg/cm2 Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 35 kg/cm2 Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 40 kg/cm2 Data kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 45 kg/cm2 Rata-rata kecepatan poros motor dan pompa pada berbagai tekanan pompa serta persentase penurunannya 12 Hasil analisis pelumas 13 Hasil pengujian konsumsi bahan bakar spesifik 14 Gambar teknik 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 43

PENDAHULUAN Latar Belakang Bahan bakar cair yang dihasilkan oleh minyak bumi pada saat ini merupakan bahan bakar yang paling aplikatif dan paling sering digunakan, terutama untuk sumber bahan bakar kendaraan dan juga sumber bahan bakar dari tenaga penggerak pertanian. Namun pada kenyataan sekarang, jumlah bahan bakar cair dari pelapukan fosil sudah kian menipis. Salah satu sumber energi yang dapat menggantikan keberadaan bahan bakar fosil adalah biogas. Secara umum, biogas mengandung 60–65% gas metana. Salah satu bentuk penggunaan biogas sebagai sumber energi adalah menggunakannya sebagai bahan bakar pada motor pembakaran internal (internal combustion engine). Terdapat beberapa perbedaan antara bahan bakar bensin dan biogas diantaranya meliputi wujud, komposisi, dan nilai kalornya (Simamora et al 2006). Bensin merupakan bahan bakar hasil penyulingan minyak, sementara itu biogas ialah gas hasil fermentasi zat-zat organik pada digester sederhana. Akibatnya, masih banyak zat-zat yang tidak diharapkan ikut terkandung di dalam biogas, seperti karbon dioksida, uap air, dan gas-gas lainnya. Menurut Wahyuni (2011) bahwa kandungan energi pada biogas berkisar 6400–6600 kkal/m3 atau setara 26.8–27.6 MJ/m3 . Dari perbedaan bahan bakar bensin dan biogas mengakibatkan perlunya suatu rancangan dari sistem penyaluran biogas untuk dapat digunakan pada motor bakar bensin yang disebut konverter biogas. Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan konverter biogas yang diketuai oleh Desrial dan didanai oleh Dikrektorat Pendidikan Tingkat Tinggi (DIKTI) melalui skema penelitian Strategi Nasional (Stranas) tahun 2014, sehingga menghasilkan sebuah rancangan konverter biogas yang mampu digunakan pada motor bakar bensin 4-tak. Kemudian juga penelitian ini sudah dilakukan pengembangan oleh Pranayuda (2013) dan Asy’ari (2014) dengan beberapa modifikasi dan juga perbaikan desain. Pada penelitian ini difokuskan pada kegiatan penyempurnaan desain untuk peningkatan kinerja dari prototipe dan juga fokus dalam pengujian ketahanan atau endurance dari rancangan konverter biogas untuk pengaplikasian di lapangan.

Perumusan Masalah Permasalahan yang ditemukan dari penelitian Pranayuda (2013), konverter biogas masih terdapat kekurangan dari segi rancangan struktural sehingga kinerja konverter biogas belum stabil untuk mencampurkan biogas dengan udara. Pada penelitian Asy’ari (2014) bahan dari konverter biogas sudah digunakan bahan yang lebih tahan panas dibandingkan rancangan sebelumnya. Namun permasalahan lain adalah desain bagian dinding dalam venturi yang masih kasar sehingga aliran fluida campuran menjadi bergejolak. Serta desain selongsong venturi yang belum sesuai dengan desain motor yang digunakan sehingga saringan udara dan batang penghubung governor tidak dapat digunakan.

2 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah menyempurnakan desain konverter biogas dari rancangan-rancangan sebelumnya untuk mengoptimalkan kinerja motor bakar berbahan biogas dan merealisasikannya dalam bentuk prototipe, serta melakukan pengujian ketahanan atau endurance dari motor bakar dengan konverter biogas selama 50 jam kerja. Pengujian kerja dilakukan dengan menyalurkan daya dari motor bakar biogas untuk menggerakkan pompa air dan selanjutnya dilakukan analisis terhadap struktur dan visual konverter biogas beserta keadaan mesin dan juga dilakukan analisis sifat fisik dan kimia pelumas untuk memprediksi umur pakai pelumas dengan menggunakan analisis regresi linear matematika sederhana.

METODOLOGI Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di PT SWEN Inovasi Transfer, Ciomas, Bogor, Jawa Barat sebagai program kerja sama penelitian DIKTI antara Departemen Teknik Mesin dan Biosistem dengan PT SWEN Inovasi Transfer, serta dilaksanakan juga di Laboratorium Motor Bakar dan Laboratorium Lapangan Siswadi Soepardjo Departemen Teknik Mesin dan Biosistem. Penelitian ini dilaksanakan mulai dari bulan April hingga berakhir pada bulan Agustus 2014.

Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah: 1. Motor bakar bensin stationer 4 langkah Honda GX160 2. Pompa air Sanchin 3. Mesin bubut 4. Las karbid 5. Gerinda 6. Mesin bor 7. Gergaji logam 8. Jangka sorong

9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

Tachometer Stopwatch Timbangan digital Meteran dan penggaris Gelas ukur Kantung biogas Peralatan bengkel Komputer Software Solid Work

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah: 1. 2. 3. 4.

Pipa aluminium Plat alumunium Strip alumunium Niple

5. 6. 7. 8.

Baud O-ring seal Biogas Pelumas SAE 10W30

Prosedur Penelitian Diagram alir dari prosedur penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

2 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah menyempurnakan desain konverter biogas dari rancangan-rancangan sebelumnya untuk mengoptimalkan kinerja motor bakar berbahan biogas dan merealisasikannya dalam bentuk prototipe, serta melakukan pengujian ketahanan atau endurance dari motor bakar dengan konverter biogas selama 50 jam kerja. Pengujian kerja dilakukan dengan menyalurkan daya dari motor bakar biogas untuk menggerakkan pompa air dan selanjutnya dilakukan analisis terhadap struktur dan visual konverter biogas beserta keadaan mesin dan juga dilakukan analisis sifat fisik dan kimia pelumas untuk memprediksi umur pakai pelumas dengan menggunakan analisis regresi linear matematika sederhana.

METODOLOGI Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di PT SWEN Inovasi Transfer, Ciomas, Bogor, Jawa Barat sebagai program kerja sama penelitian DIKTI antara Departemen Teknik Mesin dan Biosistem dengan PT SWEN Inovasi Transfer, serta dilaksanakan juga di Laboratorium Motor Bakar dan Laboratorium Lapangan Siswadi Soepardjo Departemen Teknik Mesin dan Biosistem. Penelitian ini dilaksanakan mulai dari bulan April hingga berakhir pada bulan Agustus 2014.

Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah: 1. Motor bakar bensin stationer 4 langkah Honda GX160 2. Pompa air Sanchin 3. Mesin bubut 4. Las karbid 5. Gerinda 6. Mesin bor 7. Gergaji logam 8. Jangka sorong

9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

Tachometer Stopwatch Timbangan digital Meteran dan penggaris Gelas ukur Kantung biogas Peralatan bengkel Komputer Software Solid Work

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah: 1. 2. 3. 4.

Pipa aluminium Plat alumunium Strip alumunium Niple

5. 6. 7. 8.

Baud O-ring seal Biogas Pelumas SAE 10W30

Prosedur Penelitian Diagram alir dari prosedur penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

3 Mulai

Identifikasi masalah Merumuskan kriteria rancangan alat Menyempurnakan ide awal rancangan fungsional Menyempurnakan ide awal rancangan struktural Perihitungan analisis teknik untuk menentukan dimensi konverter biogas yang tepat

Perancangan konverter biogas: • Analisis teknik • Gambar teknik Pabrikasi prototipe konverter biogas Tidak Uji fungsional prototipe konverter biogas Ya Pengujian ketahanan (endurance) selama 50 jam

Analisis engine dan konverter biogas setelah pengujian endurance

Selesai Gambar 1 Diagram alir penelitian

4 1. Identifikasi masalah Permasalahan pada rancang bangun sebelumnya menurut Pranayuda (2013) dan Asy’ari (2014) antara lain: a. Bentuk permukaan dinding dalam venturi tidak halus sehingga pencampuran menjadi tidak optimal. b. Material batang choke dan throttle terbuat dari besi yang mudah berkarat. c. Dudukan mengalami deformasi setelah beberapa kali dibongkar dan dipasang pada motor. d. Tabung penampung untuk mepertahankan aliran ke konverter belum stabil. e. Penyambungan keseluruhan konverter biogas yang dirancang belum permanen dan kokoh. 2. Perhitungan analisis teknik konverter biogas Perhitungan analisis teknik dilakukan untuk menghitung dimensi dari venturi agar menghasilkan campuran antara biogas dan udara yang tepat untuk digunakan sebagai pembakaran yang sempurna. 3. Gambar teknik konverter biogas Gambar teknik dari komponen-komponen konverter biogas dilakukan setelah melakukan perhitungan teknis. Proses gambar teknik dilakukan dengan menggunakan bantuan Computer Aided Design (CAD) oleh piranti lunak Solid Work 2013. 4. Pabrikasi prototipe konverter biogas Pabrikasi dari prototipe konverter biogas dilakukan secara manual tanpa adanya pencetakan komponen secara tepat dan presisi. 5. Pengujian fungsional konverter biogas Uji Fungsional dilakukan dengan cara menghidupkan motor bakar berbahan bakar biogas hingga motor dapat hidup dalam keadaan stabil. Apabila motor bakar hidup dalam keadaan tidak stabil maka perlunya pengulangan pada proses perumusan konsep modifikasi hingga motor yang diuji hidup dalam keadaan stabil. 6. Uji ketahanan (endurance) selama 50 jam Uji ketahanan atau endurance testing method dilakukan dengan menjalankan motor bakar dengan konverter biogas selama 50 untuk menggerakkan pompa air. Pada Gambar 2 dijelaskan secara sistematis pada diagram alur mengenai proses dan metode pengujian ketahanan selama 50 jam tersebut. Sebelum dilakukan pengujian daya tahan, terlebih dahulu dilakukan pengamatan visual (tampilan) dan untuk memperlihatkan perbedaan setelah uji ketahanan.

5

Mulai Uji ketahanan selama 50 jam dan dilakukan pengambilan sampel pelumas setiap 10 jam pengujian Analisis visual komponen motor bakar dan analisis sifat fisik kimia sampel pelumas

Analisis residu sisa hasil pembakaran dan pendugaan umur pakai pelumas Selesai Gambar 2 Diagram alir pengujian ketahanan konverter biogas Pompa yang digerakkan oleh motor akan memompa air dari dari tangki air dan disemprotkan kembali dalam tangki sehingga membuat suatu siklus, secara lengkap dijelaskan pada Gambar 3 mengenai sketsa pengaturan saat pengujian ketahanan.

Gambar 3 Sketsa pengaturan pengujian ketahanan Selama pengujian, dilakukan pengukuran kecepatan poros motor dan pompa untuk mengetahui tingkat kestabilan kerja serta dilakukan pengukuran konsumsi bahan bakar untuk mengetahui nilai

6 konsumsi bahan bakar spesifik. Pada pengujian motor penggerak akan diberi beban dari 0, 10, 15 hinnga 45 kg/cm2 tekanan pompa. Kemudian dibiarkan menyala setiap 5 jam dari beban yang diberikan serta diukur kecepatan poros pada setiap 15 menit. Pada penelitian ini, pengukuran konsumsi bahan bakar spesifik dilakukan dengan mengukur jumlah bahan bakar yang dihabiskan untuk mengoperasikan motor bakar biogas dengan beban pompa air yang beragam dalam waktu 50 jam. Secara jelas perhitungan dapat diselesaikan melalui Persamaan 1 dibawah ini (O’Brien 2001).

Dimana: SFC fc p t

𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =

𝑓𝑓𝑓𝑓

𝑝𝑝 . 𝑡𝑡

(1)

= konsumsi bahan bakar spesifik (l/HP/jam) = konsumsi bahan bakar (l) = daya (HP) = waktu (jam)

7. Analisis engine, konverter biogas, dan pelumas Pelumas akan mengalami perubahan karakteristik dan kandungan zat yang ada di dalamnya setelah motor bakar biogas beroperasi selama jangka waktu tertentu. Oleh karena itu perlu dilakukan analisa terhadap perubahan karakteristik khususnya viskositas, Total Base Number (TBN), kadar kontaminan (Ca dan Ni), kandungan logam (Fe, Cu, Al, dan Cr), kandungan jelaga (soot), serta bilangan oksidasi, nitrasi, dan sulfas, sehingga dapat diketahui jangka waktu untuk melakukan penggantian pelumas. Data yang diperoleh dari pengukuran sifat fisika-kimia selanjutnya dianalisis untuk melihat korelasi antara parameter fisikakimia pelumas dengan jangka waktu pengoperasian motor bakar (Miftahuddin 2012). Analisis yang dilakukan berupa analisis regresi linier sederhana pada setiap parameter fisika-kimia pelumas. Tujuan utama regresi adalah untuk membuat perkiraan nilai suatu variabel jika nilai variabel yang lain yang berhubungan dengannya sudah ditentukan (Majuni 2006).

PENDEKATAN RANCANGAN Kriteria Perancangan Konverter yang dibuat merupakan desain yang berbeda dengan karburator pada motor Honda GX160. Untuk itu diperlukan beberapa kriteria yang harus dipenuhi dalam perancangan konverter biogas ini. Kriteria-kriteria tersebut meliputi:

6 konsumsi bahan bakar spesifik. Pada pengujian motor penggerak akan diberi beban dari 0, 10, 15 hinnga 45 kg/cm2 tekanan pompa. Kemudian dibiarkan menyala setiap 5 jam dari beban yang diberikan serta diukur kecepatan poros pada setiap 15 menit. Pada penelitian ini, pengukuran konsumsi bahan bakar spesifik dilakukan dengan mengukur jumlah bahan bakar yang dihabiskan untuk mengoperasikan motor bakar biogas dengan beban pompa air yang beragam dalam waktu 50 jam. Secara jelas perhitungan dapat diselesaikan melalui Persamaan 1 dibawah ini (O’Brien 2001).

Dimana: SFC fc p t

𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =

𝑓𝑓𝑓𝑓

𝑝𝑝 . 𝑡𝑡

(1)

= konsumsi bahan bakar spesifik (l/HP/jam) = konsumsi bahan bakar (l) = daya (HP) = waktu (jam)

7. Analisis engine, konverter biogas, dan pelumas Pelumas akan mengalami perubahan karakteristik dan kandungan zat yang ada di dalamnya setelah motor bakar biogas beroperasi selama jangka waktu tertentu. Oleh karena itu perlu dilakukan analisa terhadap perubahan karakteristik khususnya viskositas, Total Base Number (TBN), kadar kontaminan (Ca dan Ni), kandungan logam (Fe, Cu, Al, dan Cr), kandungan jelaga (soot), serta bilangan oksidasi, nitrasi, dan sulfas, sehingga dapat diketahui jangka waktu untuk melakukan penggantian pelumas. Data yang diperoleh dari pengukuran sifat fisika-kimia selanjutnya dianalisis untuk melihat korelasi antara parameter fisikakimia pelumas dengan jangka waktu pengoperasian motor bakar (Miftahuddin 2012). Analisis yang dilakukan berupa analisis regresi linier sederhana pada setiap parameter fisika-kimia pelumas. Tujuan utama regresi adalah untuk membuat perkiraan nilai suatu variabel jika nilai variabel yang lain yang berhubungan dengannya sudah ditentukan (Majuni 2006).

PENDEKATAN RANCANGAN Kriteria Perancangan Konverter yang dibuat merupakan desain yang berbeda dengan karburator pada motor Honda GX160. Untuk itu diperlukan beberapa kriteria yang harus dipenuhi dalam perancangan konverter biogas ini. Kriteria-kriteria tersebut meliputi:

7 1. Mampu mengalirkan biogas dengan stabil. 2. Ukuran konverter disesuaikan dengan ruang yang tersedia pada motor. 3. Mekanisme throttle yang disambungkan dengan governor dapat bekerja dengan baik serta tahan panas. 4. Mudah dilepas dari motor. 5. Dapat dengan mudah dibongkar dan dirakit kembali.

Rancangan Fungsional Berdasarkan kriteria rancangan di atas, konverter dibuat dengan bagianbagian yang terdiri dari venturi, selongsong venturi, choke, throttle, packing, dan flens, pada Tabel 1 dijelaskan rancangan fungsional setiap komponen. Tabel 1 Rancangan fungsional konverter biogas Rancangan Fungsional Venturi ini harus mampu menyalurkan campuran biogas dan udara ke dalam silinder serta mampu menjaga tekanan saat proses intake (Septiansyah 2013). Selongsong Selongsong venturi berfungsi untuk melindungi venturi dan venturi menciptakan ruang kedap udara di antara venturi dan selongsongnya serta sebagai penghubung suplai biogas dari sumbernya. Seal Seal berfungsi untuk mencegah kebocoran udara pada ruangan di antara venturi dan selongsongnya. Choke Choke merupakan sebuah katup yang terdapat pada mulut inlet konverter yang berfungsi untuk mengatur banyak udara yang disuplai ke ruang bakar. Choke harus dibuat sedemikian rupa agar tidak mudah terputar dengan sendiri. Throttle Fungsi utama dari throttle ialah mengatur suplai campuran bahan bakar dan udara ke dalam silinder. Throttle harus terhubung dengan tuas throttle pada motor dan governor. Flens Flens atau dudukan merupakan bagian yang menghubungkan konverter dengan motor dan saringan udara serta menjaga agar konverter tetap diam pada tempatnya. Komponen Komponen pengencang berfungsi untuk menyatukan piringan choke pengencang dan throttle pada batang dan tuasnya sehingga menjadi satu kesatuan yang dapat berfungsi. Komponen Venturi

Rancangan Struktural Seluruh komponen dari konverter biogas dirancang menggunakan bahan alumunium karena mudah untuk dibentuk, kekuatannya cukup baik, tahan karat, dan juga tahan panas. Rancangan struktural konverter biogas pada penelitian ini meliputi:

8 1. Venturi Menurut Mitzlaff (1988), kecepatan aliran udara pada leher venturi untuk konverter biogas tidak boleh melebihi 150 m/s pada kecepatan motor maksimum. Pada penelitian ini, dinding venturi disempurnakan agar lebih membentuk dinding yang berkurva, terlihat pada Gambar 4. Hal ini merujuk pada penelitian yang terdahulu, karena mesin motor bakar yang bekerja mengalami kerja yang tidak stabil, diakibatkan pergerakkan udara dan juga campuran udara dan biogas tidak berjalan dengan laminer.

Gambar 4 Bentuk penyempurnaan rancangan celah venturi 2. Selongsong venturi Selongsong venturi dibuat sedikit lebih besar dari diameter luar venturi untuk memudahkan proses perakitan. Bagian dalam selongsong venturi harus memiliki permukaan yang sangat halus karena bisa merusak o-ring seal. Pada penelitian ini tidak ada perubahan bentuk dari selongsong venturi, karena rancangan penelitian sebelumnya sudah dianggap sempurna, seperti terlihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Ilustrasi bentuk selongsong venturi 3. Seal Seal sangat mudah ditemukan di pasaran dengan berbagai spesifikasi dan ukuran. Seal digunakan untuk mencegah kebocoran dari biogas yang akan masuk kedalam leher venturi. Apabila terjadi kebocoran pada ruang di selongsong venturi, maka akan mengurangi tekanan biogas yang masuk kedalam leher venturi. 4. Choke Choke merupakan bagian yang memiliki beberapa komponen, terdiri dari piringan choke, batang choke, tuas choke, dan baud pengencang. Piringan choke dibuat dari plat aluminium 1 mm dan tuas choke dibuat dari alumunium 5 mm. Pada penelitian ini tetap menggunakan rancangan choke penelitian sebelumnya, namun piringan dibuat lebih halus sehingga lebih lancar dalam pengoperasiannya, ilustrasinya dapat dilihat pada Gambar 6.

9

Gambar 6 Ilustrasi bentuk choke 5. Throttle Secara umum, throttle sangat mirip dengan choke dalam hal fungsional maupun struktural. Piringan throttle dibuat sesuai dengan diameter lubang belakang konverter, namun berbentuk elips. Tujuan dari bentuk elips ini ialah agar throttle tidak mudah berputar saat beroperasi, karena kalau throttle tertutup sempurna maka motor bakar akan mati. Sama halnya dengan choke, throttle yang dibuat menggunakan rancangan dari penelitian yang sebelumnya, dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Ilustrasi bentuk throttle 6. Dudukan Dudukan dibuat dari strip aluminium dengan ketebalan 5 mm. Dudukan memiliki lubang besar di tengah untuk disambungkan langsung dengan leher venturi dan dua lubang lainnya berada di sisi luar dudukan untuk dipasangkan pada baud pengencang konverter yang ada pada motor. Pada penelitian ini rancangan dudukan atau flens tetap menggunakan rancangan pada peneiltian yang sebelumnya, ilustrasinya dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Ilustrasi bentuk flens atau dudukan

10

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penyempurnaan Desain Penyempurnaan desain ditekankan pada penghalusan komponen venturi, selain itu juga dilakukan penyambungan dan pengencangan secara permanen agar menghindari adanya kebocoran atau kehilangan tekanan hisap. Namun dalam pengerjaannya terdapat beberapa penyesuaian baik letak, posisi dan juga fungsi dikarenakan pembuatan yang secara manual. Komponen-komponen yang dimaksud adalah sebagai berikut: a. Venturi dan selongsong venturi

Gambar 9 Venturi (kiri) selongsong venturi (kanan) b. Katup choke, throttle, flens, dan tabung penampung

Gambar 10 Secara berurutan foto dari kiri ke kanan katup choke, throttle, flens, tabung penampung gas Konverter yang telah dipabrikasi kemudian dirakit (assembly) dengan komponen yang lainnya. Terdapat dua jenis assembly yaitu konverter biogas dan juga bagian tabung penampung gasnya. Gambar 11 menjelaskan bagian bagian konverter ketika dilakukan perakitan, serta Gambar 12 memperlihatkan konverter biogas ketika dalam keadaan telah dirakit.

11

Gambar 11 Komponen-komponen konverter biogas sebelum dirakit

Gambar 12 Konverter biogas (kanan) dan dari arah berlawanan (kiri) Jenis assembly yang kedua adalah assembly tabung penampung gas. Gambar 13 menjelaskan langkah perakitan dari tabung gas penampung.

Gambar 13 Assembly tabung gas penampung Namun untuk keran gas penyalur bisa diganti menggunakan jenis keran bercabang atau pun keran tunggal, seperti pada Gambar 14.

Gambar 14 Keran tunggal (kiri) dan keran bercabang (kanan) Sehingga secara keseluruhan alat konverter biogas yang dipasangkan dengan tabung penampung gas dapat dilihat pada Gambar 15.

12

Gambar 15 Keseluruhan setting konverter biogas Uji Ketahanan Uji ketahanan yang dilakukan adalah dengan mengukur kestabilan putaran motor dan juga putaran pompa dengan variasi tekanan pompa. Selain itu pada pengujian ketahanan dilakukan pengukuran slip sabuk transmisi yang terjadi pada saat penyaluran daya dari motor ke pompa. Secara lengkap pada Lampiran 1 sampai 10 ditampilkan data kestabilan kecepatan poros motor dan pompa terhadap perubahan tekanan pompa mulai dari 0-45 kg/cm2. Pada Lampiran 11 ditampilkan rata-rata kecepatan poros motor dan juga pompa dari seluruh variasi tekanan pompa serta presentase penurunannya. Uji Laboratorium Terhadap Pelumas Setelah motor bakar biogas telah diuji ketahanannya selama 50 jam maka dilakukan analisis terhadap pelumas setiap 10 jam penyalaan motor bakar. Terdapat enam sampel pelumas mulai dari pelumas baru, pelumas jam ke-10, hingga pelumas jam ke-50. Pengujian yang dilakukan di PT Petrolab Service ini menghasilkan hasil uji sebagaimana terlampir pada Lampiran 12.

Pembahasan Penyempurnaan Desain Penyempurnaan desain konverter biogas yang dilakukan adalah pada penguatan pengkokohan bentuk dan sambungan bagian-bagian yang ada pada konverter biogas. Selain itu dengan mengubah desain tuas penggerak choke dan throttle agar dapat digerakkan dengan mudah oleh tuas gas dan juga governor, serta agar saringan udara seperti pada Gambar 16 (kiri) dapat ditempatkan kembali sesuai tempat dan fungsinya. Penambahan desain juga dilakukan untuk menempatkan tuas penggerak choke seperti pada Gambar 16 (kanan), sehingga dapat menggerakkan dari sisi luar saringan udara.

Gambar 16 Saringan udara Honda GX160 (kiri) tuas choke (kanan)

13 Penyambungan pada bagian selongsong venturi disambung dengan menggunakan las karbid aluminium agar lebih kuat dan kokoh, seperti pada sambungan dengan double nipple, sambungan untuk dudukan penggerak choke, serta skrup pengatur bukaan throttle. Tabung penampung biogas dipasang dengan dibelokan keluar agar lebih mendapatkan area yang lebih luas. Pada Gambar 17 dijelaskan letak dan posisi konverter biogas pada motor Honda GX160.

Gambar 17 Letak tabung yang dibelokan keluar (atas) dan instalasi keseluruhan konverter biogas (bawah) Setelah dilakukan instalasi pada motor bakar Honda GX160, seluruh fungsi bagian yang ada pada konverter biogas tersebut dapat bekerja dengan baik dan kokoh sehingga tahan dari getaran motor yang tinggi. Pada pengujian fungsional didapatkan bahwa, dalam proses penyalaan motor bakar mudah dihidupkan. Penyalaan dilakukan dengan membuka penuh keran kantung biogas dan membuka seperempat keran konverter biogas dengan menutup katup choke. Kestabilan Kecepatan Poros Motor dan Pompa Motor bakar biogas dapat berjalan baik tanpa berhenti secara tiba-tiba selama 50 jam, namun dari pembacaan kecepatan poros motor dan pompa terlihat data kecepatan poros yang fluktuatif. Hal itu disebabkan karena, penyalaan motor bakar dilakukan dengan mengalirkan biogas dari kantung biogas yang berbedabeda tekanannya seperti terlihat pada Gambar 18. Suplai biogas tidak diberikan langsung dari reaktor biogas karena tekanan biogasnya yang tinggi sehingga akan mengakibatkan campuran bahan bakar dan udara menjadi sangat kaya. Apabila campurannya sangat kaya, motor bakar susah untuk dihidupkan, karena kekurangan suplai oksigen.

14

Reaktor Biogas Motor

Kantung Biogas

Pompa Selang air dari dan menuju tangki Gambar 18 Pengaturan pengujian ketahanan Hal kedua yang mendasari ketidakstabilan kecepatan poros motor dan pompa adalah karena kandungan biogas yang digunakan masih terdapat banyak gas asing selain gas metana (CH4) sehingga dapat menurunkan suhu kompresi dan juga berpengaruh pada energi yang dihasilkan. Gas lain itu adalah karbon dioksida (CO2), nitrogen (N2), hidrogen sulfida (H2S), dan uap air. Pada Tabel 2 memperlihatkan standar deviasi atau simpangan baku dari kecepatan poros motor dan pompa yang terukur pada setiap tekanan pompa yang diberikan untuk menunjukkan kestabilan kecepatan poros motor dan pompa. Tabel 2 Standar deviasi kecepatan poros motor dan pompa pada setiap tekanan pompa yang diberikan Standar Deviasi Tekanan Kecepatan Kecepatan (kg/cm2) Poros Motor Poros Pompa (rpm) (rpm) 0 0,83 1,21 5 0,92 0,85 10 0,83 0,89 15 0,91 0,67 20 0,75 0,75 25 0,92 1,10 30 0,80 0,83 35 0,83 0,83 40 0,77 0,77 45 0,74 0,86 Rata-Rata 0,84 0,88 Dari tabel tersebut didapatkan rata-rata standar deviasi kecepatan poros pompa dan pompa yang terukur pada beban tekanan mulai dari 0-45 kg/cm2 sangat kecil yaitu 0,84 dan 0,88 rpm. Meskipun pada tekanan 0 dan 25 kg/cm2 standar deviasi kecepatan poros pompa memiliki nilai sebesar 1,21 dan 1,1 rpm namun

15 tidak berpengaruh secara signifikan terhadap rata-rata standar diviasi yang ada. Hal ini menyatakan bahwa simpangan baku dari kecepatan poros motor dan pompa yang terukur hanya terpaut berbeda >1 rpm yaitu hanya 0,84 dan 0,88 rpm. Dari standar deviasi ini membuktikan bahwa kerja dari motor bakar yang berbahan bakar biogas sangat stabil kecepatan porosnya.

Kecepatan Poros (rpm)

Analisis Penurunan Kecepatan Poros dan Slip Sabuk Transmisi Pada Lampiran 11 dijelaskan besarnya rata-rata penurunan kecepatan poros motor dan juga pompa berdasarkan beban tekanan yang cenderung fluktuatif, secara lengkap terlihat pada Gambar 19. Dari data tersebut didapatkan bahwa setiap beban tekanan yang diberikan akan membuat kecepatan motor pompa akan semakin menurun. Hal ini terjadi karena adanya beban tekanan plunyer yang semakin besar sehingga mengakibatkan daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan pompa semakin besar maka harus diimbangi dengan daya motor penggerak yang besar pula. 40003425 3370 3258 3162 3074 3500 2978 3000

y = -19,77x + 3455 R² = 0,997

2500

2859 2766

2663 2547

2000 1343 1317 1265 1226 1186 1148 1099 1061 1020 1500 967 1000 y = -8,363x + 1351, 500 R² = 0,998 0 0

5

10

15

20 25 30 35 Tekanan (kg/cm2)

40

45

Motor Pompa

50

Gambar 19 Rata-rata kecepatan poros motor dan pompa pada berbagai tekanan

Persentase (%)

6,00

5,15

5,00

3,90

4,00 3,00

1,94 3,33

2,00 1,00

4,26 3,13 3,28 3,17 2,94 2,76 3,13

3,52 3,99 3,28

3,84 3,71

4,34 Motor Pompa

1,61

0,00 0

5

10

15 20 25 30 Tekanan (kg/cm2)

35

40

45

Gambar 20 Persentase penurunan kecepatan poros motor dan pompa pada setiap tekanan Dari Gambar 20, maka didapatkan bahwa kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 0 kg/cm2 menurun 1,61% dan 1,94% pada saat diberi tekanan sampai 5 kg/cm2 dan begitu pula seterusnya. Apabila dilakukan pengukuran penurunan kecepatan poros motor dan pompa total dari 0 kg/cm2 hingga 45 kg/cm2 maka didapat angka penurunan sampai 25,63% dan 27,96%. Hal ini

16

Slip Sabuk Transmisi (%)

disebabkan oleh biogas yang mengandung senyawa metana (CH4) yang memiliki nilai kalor kecil yaitu 18 MJ/kg menurut Mitzlaff (1988), dibandingkan dengan senyawa hidrokarbon lainnya. Nilai kalor metana yang kecil inilah yang berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar yang terjadi di ruang pembakaran, sehingga daya yang dihasilkan juga akan lebih kecil. Pembebanan pada pompa akan berdampak pada terbentuknya nilai slip antara sabuk dengan puli. Besar puli yang digunakan pada motor bakar adalah berdiameter 3 inci dan diameter puli pompa sebesar 7,5 inci. Dari data Lampiran 1 sampai 10 dapat dilakukan perhitungan perbandingan kecepatan poros pompa aktual dan teoritis yang seharusnya terjadi. Sehingga akan terlihat besar slip sabuk transmisi yang terjadi pada setiap pengukuran. Gambar 21 menjelaskan grafik rata-rata slip sabuk transmisi yang terjadi pada setiap tekanan pompa. 6,00

5,07

5,00 4,00 3,00

1,99

2,31

2,88 3,07

4,25 3,89 4,13 3,59 3,63

y = 0,060x + 2,116 R² = 0,965

2,00 1,00 0,00 0

5

10

15 20 25 30 Tekanan (kg/cm2)

35

40

45

Gambar 21 Grafik hubungan tekanan pompa dengan slip sabuk transmisi yang terjadi Dari Gambar 21 terjadi kenaikan besar slip sabuk transmisi yang terjadi pada puli dan sabuk yang terjadi ketika ada penambahan tekanan pompa yang semakin besar. Sehingga dapat disimpulkan semakin besar tekanan pompa yang diberikan, maka semakin besar pula slip sabuk transmisi yang terjadi. Slip sabuk transmisi yang terjadi bisa diakibatkan karena beban pompa yang lebih besar dari pada daya motor untuk memutar puli motor. Selain itu slip sabuk transmisi bisa terjadi karena sabuk yang terpasang tidak cukup tegang. Analisis Kebutuhan Konsumsi Biogas Pengukuran konsumsi bahan bakar dilakukan dengan cara mengukur volume biogas dan lama waktu sampai volume biogas itu habis terpakai. Untuk mencari volume biogas yang dilakukan adalah dengan menimbang berat kosong kantung lalu dicari selisih berat dengan berat kantung yang terisi penuh. Maka selanjutnya adalah dengan membagi berat isi dengan densitas normal dari biogas. Menurut Mitzlaff K (1988) besarnya densitas normal dari biogas adalah 1,16 kg/m3. Pengambilan data dilakukan sebanyak empat kali pengulangan dari setiap tekanan yang diberikan dari 0-45 kg/cm2. Pada Lampiran 13 dijelaskan secara lengkap data pengambilan kebutuhan konsumsi biogas. Dari pengolahan data tersebut didapatkan bahwa berat isi biogas rata-rata sebesar 1,07 kg. Dengan membagi rata-rata berat isi dengan densitas normal biogas, maka akan didapatkan volume isi biogas tersebut yang sebesar 0,92 m3.

17 Dari data tersebut juga didapatkan rata-rata waktu pakai biogas yaitu sebesar 1653 detik. Apabila dilakukan perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc) pada Persamaan 1, dengan menggunakan besar daya motor bakar biogas untuk mengerakan pompa sebesar 1,6 kW, maka besar nilai konsumsi bahan bakar biogas spesifik adalah sebesar 1,25 m3/kW/jam. Apabila dilakukan konversi menggunakan bahan bakar bensin dengan perbandingan 1 m3 biogas adalah 0,8 liter bensin (Wahyuni 2011), maka akan setara dengan Sfc penggunaan bensin sebagai bahan bakar sebesar 1 liter/kW/jam. Dari Lampiran 13 mengenai data konsumsi bahan bakar, didapatkan bahwa semakin besar tekanan pompa yang diberikan maka semakin kecil pula waktu yang dibutuhkan untuk menggunakan bahan bakar biogas yang ada dikantung tersebut. Pada Gambar 22 disajikan ilustrasi dalam bentuk grafik data rata-rata waktu pakai bahan bakar biogas perkantung pada tiap tekanan pompa yang diberikan.

Waktu (s)

2000 1893 1833,75 1785 1720 1500 1675,751594,5 1615 1546,251480,75 1382 1000 y = -10,49x + 1888, R² = 0,979 500 0 0

5

10

15 20 25 Tekanan (kg/cm2)

30

35

40

45

Gambar 22 Grafik hubungan tekanan pompa terhadap waktu pakai bahan bakar biogas Dari Gambar 24 tersebut dapat dianalisis bahwa semakin besar tekanan yang diberikan maka akan semakin kecil juga waktu yang digunakan untuk memakai habis bahan bakar biogas. Dalam kata lain maka semakin besar beban yang diberikan maka akan semakin boros pula pembakaran bahan bakar didalam motor bakar. Analisis Visual dan Penumpukan Deposit Di Ruang Pembakaran Setelah dilakukan pengujian ketahanan selama 50 jam penyalaan, maka analisis yang dilakukan selanjutnya adalah pengamatan visual serta penghitungan gram atau penumpukan karbon dan bahan pengotor lain didalam ruang pembakaran. Dari hasil pengamatan visual sebelum dan sesudah pengujian ketahanan maka didapatkan hasil visual dari busi pada Gambar 23, pada cylinder head yaitu pada Gambar 24, dan piston pada Gambar 25.

18

Gambar 23 Pengamatan visual pada busi sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) dilakukan pengujian ketahanan

Gambar 24 Pengamatan visual pada cylinder head sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) dilakukan pengujian ketahanan

Gambar 25 Pengamatan visual pada piston sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) dilakukan pengujian ketahanan Dari hasil pengamatan visual yang dilakukan baik sebelum dan sesudah dilakukan pengujian ketahanan, maka didapatkan bahwa perbedaan visual yang terjadi sangatlah kecil. Misalnya pada busi tidak ada perubahan warna pada bagian elektroda tengah atau dari keduanya tidak terjadi pengerakkan. Hal ini menandakan bahwa didaerah sekitar busi terjadi pembakaran yang sempurna. Pada bagian cylinder head terjadi beberapa pengerakkan akibat pembakaran yang tidak sempurna dan juga karat, terlihat pada Gambar 26 yang membandingkan antara kondisi sebelum dan sesudah pengujian. Hal ini disebabkan karena biogas yang digunakan pada saat pengujian ketahanan selama 50 jam memiliki kandungan air yang cukup tinggi dan juga biogas mengandung hidrogen sulfida (H2S) yang bersifat asam dan korosif. Pada bagian piston terlihat di Gambar 27 terdapat beberapa pengkerakan yang terjadi dan juga terdapat karat yang terbentuk di bagian atas piston. Penyebabnya bisa disebabkan oleh pembakaran yang tidak sempurna, karena jumlah campuran biogas dan udara yang kurang optimal. Pada ketiga komponen tersebut dilakukan analisis massa karbon atau kotoran lain yang ikut masuk kedalam ruang pembakaran. Secara lengkap Tabel 4 menjelaskan data massa karbon juga kotoran lain pada ketiga komponen tersebut.

19 Dari Tabel 4 didapatkan berat total jelaga dan kotoran lain yang diperoleh adalah sebesar 0,25 g, nilai ini masih dirasa sangat kecil karena bahan bakar biogas yang mengandung metana (CH4) sendiri hanya memiliki rantai karbon sebanyak empat lengan. Tabel 3 Massa jelaga dan kotoran lain yang ditemukan pada komponen No Komponen Mesin Berat (g) 1 Busi 0 2 Silinder Head (IN dan OUT) 0,1 3 Silinder dalam dan Piston 0,15 Analisis Pengujian Sifat Fisik dan Kimia Pelumas Pelumas motor bakar akan mengalami perubahan sifat fisika dan kimia selama motor bakar beroperasi, perubahan ini terjadi bergantung pada kondisi operasi, jenis bahan bakar, pelumas yang digunakan, dan lama pengoperasiannya. Gambar 26 menunjukkan tampilan pelumas motor bakar biogas pada saat pengujian daya tahan yang interval pengambilan sampelnya adalah setiap 10 jam.

. Gambar 26 Sampel pelumas motor bakar (10W30) yang beroperasi 50 jam saat menggunakan bahan bakar biogas 1. Viskositas Viskositas pelumas dapat diartikan sebagai tahanan pelumas untuk mengalir, yang pada prakteknya pelumas digunakan untuk melindungi permukaan komponen saat terjadi kontak. Pada Gambar 27 dapat dilihat perubahan nilai viskositas pelumas pada suhu 100°C. Pada kondisi baru nilai viskositasnya adalah sebesar 8,7 cSt dan setelah digunakan selama 50 jam operasi nilainya naik hingga 20,46% menjadi 10,48 cSt. Perubahan nilai viskositas ini masih dalam ambang batas yang diizinkan menurut SNI 7069.1-2012, yaitu sebesar 8,37-13,75 cSt.

20

Viskositas @100°C (cSt)

14

Max

12 10 Min

8 6 4 2 0 0

10

20 30 Jam ke-

40

50

Gambar 27 Perubahan nilai viskositas pelumas pada suhu 100°C Kenaikan nilai viskositas dapat disebabkan oleh beberapa hal, penyebab utamanya adalah karena terkontaminasi dengan sisa hasil hasil pembakaran serta penurunan fungsi zat aditif pada pelumas itu sendiri. Pada proses pembakaran diruang bakar pasti terdapat jelaga yang menempel pada sisi dinding silinder dan piston akibat pembakaran yang tidak sempurna. Jelaga itulah yang kemudian diikat oleh pelumas yang melapisi permukaan komponen tersebut dan akhirnya meningkatkan kekentalan dari pelumas. 2. Total Base Number (TBN) Total base number adalah suatu karakteristik kimia yang menunjukkan alkalinitas pelumas untuk menetralisir asam, baik asam hasil oksidasi pelumas, maupu asam yang terbentuk selama proses pembakaran dan mengkontaminasi pelumas. Semakin besar nilai TBN maka semakin besar kemampuan deterjensi, dispersi, dan netralisasi asam hasil oksidasi yang dapat mengakibatkan korosi. Pada Gambar 28 merupakan perubahan nilai TBN selama 50 jam motor bakar biogas beroperasi. 8

TBN (mg KOH/g)

7

6,62

6,57

6

6,4

6,12

6,14

5,96

5 4 3 2

Min

1 0 0

10

20 30 Jam ke-

40

50

Gambar 28 Perubahan total base number pada pelumas

21

Perubahan TBN cenderung fluktuatif, namun pada sampel pelumas jam ke-50 nilainya adalah 5,96 mg KOH/g lebih rendah dari kondisi baru yaitu sebesar 6,62 mg KOH/g atau mengalami penurunan nilai TBN sebesar 9,96% dari kondisi awalnya. Berdasarkan SNI 7069.1-2012, nilai TBN pelumas tersebut masih memenuhi batas yang diizinkan yaitu minimal 2,6 mg KOH/g. 3. Kontaminan Na dan Si Gambar 29 dan 30 memperlihatkan kandungan Natrium (Na) dan Silikon (Si) pada pelumas. Kandungan Na pada pelumas baru sebesar 4 ppm sedangkan kandungan Si pada pelumas sebesar 9 ppm. Setelah beroperasi selama 50 jam menggunakan bahan bakar biogas, kandungan Na meningkat menjadi 15 ppm dan kandungan Si meningkat menjadi 20 ppm. Angka tersebut masih berada dibawah ambang batas yang dizinkan, yaitu sebesar 50 ppm untuk Na dan 45 ppm untuk Si (PT. Petrolab Service). Kandungan Na (ppm)

50

Max

40 30 20 10

4

7

13

15

15

20 30 Jam ke-

40

50

10

0 0

10

Kandungan Si (ppm)

Gambar 29 Perubahan kandungan Na pada pelumas 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

Max

15

9

10

12

0

10

20 30 Jam ke-

19

20

40

50

Gambar 30 Perubahan kandungan Si pada pelumas Kandungan Na dan Si berhubungan dengan kontaminasi yang berasal dari partikel debu atau kotoran yang masuk kedalam ruang pembakaran, kemudian terbawa ke penampung pelumas dan mengkontaminasi pelumas. Partikel Si juga bisa berasal dari komponen motor bakar yang materialnya mengandung Si. Selain itu Na bisa

22 mengontaminasi pelumas lewat botol sampel yang digunakan sebagai wadah sampel.

Kandungan logam Fe (ppm)

4. Kandungan Logam (Fe, Cu, Al, Cr) Besi (Fe) merupakan salah satu material utama yang digunakan untuk membuat komponen-komponen motor bakar. Pada Gambar 31 terlihat bahwa kandungan Fe mengalami peningkatan dari kondisi awal sebesar 4 ppm menjadi 30 ppm. Hal ini dikarenakan oleh biogas yang mengandung uap air serta hidrogen sulfida (H2S) yang dapat mengkibatkan korosi pada permukaan komponen yang terbuat dari logam. Sehingga selain logam kasar yang terkikis, maka karat juga terkikis karena gesekan yang kemudian diikat oleh pelumas. 40 35 30 25 20 15 10 5 0

Max 30 24 18 13 4 0

8

10

20 30 Jam ke-

40

50

Gambar 31 Perubahan kandungan logam Fe pada pelumas Kandungan logam Cu (ppm)

30

Max

25 20 15 10 5

6

2

3

4

0

10

20 30 Jam ke-

9

10

40

50

0

Gambar 32 Perubahan kandungan logam Cu pada pelumas Kandungan logam tembaga (Cu) pada pelumas mengalami kenaikan dari kondisi awal 2 ppm menjadi 10 ppm seperti yang ditunjukkan pada Gambar 32. Namun kandungan Fe dan Cu yang terdapat pada pelumas yang digunakan tidak melewati ambang batas maksimum yang diijinkan yaitu 40 ppm untuk logam besi (Fe) dan 30 untuk logam tembaga (Cu) (PT Petrolab Service). Pada Gambar 33 dan 34 menunjukkan kandungan logam aluminium (Al) dan kromium (Cr) yang terdapat pada pelumas. Logam Al mengalami peningkatan kandungan logam dari pelumas kondisi baru sebesar 3 ppm menjadi 11 ppm setelah 50 jam pengujian ketahanan. Kandungan logam

23 Cr mengalami kenaikan dari kondisi awal yaitu sebanyak 1 ppm menjadi 9 ppm. Keduanya masih berada dibawah ambang batas maksimum kandungan logam Al dan Cr yaitu 20 ppm dan 15 ppm (PT Petrolab Service). Kandungan logam Al (ppm)

20

Max

15 10 5

3

7

5

6

10

20 30 Jam ke-

9

11

0 0

40

50

Kandungan logam Cr (ppm)

Gambar 33 Perubahan kandungan logam Al pada pelumas 15

Max 9

10 5 1

4

2

2

10

20 30 Jam-ke

6

0 0

40

50

Gambar 34 Perubahan kandungan logam Cr pada pelumas Peningkatan kandungan logam yang terjadi pada pelumas baik besi (Fe), tembaga (Cu), aluminium (Al), dan kromium (Cr) terjadi karena terjadi pengikisan permukaan-permukaan komponen yang masih kasar akibat kontak atau gesekan pada saat motor bakar beroperasi. Kekasaran dari komponen-komponen tersebut timbul karena kondisi motor bakar yang masih dalam keadaan baru sehingga masih banyak komponen yang memiliki permukaan yang kurang halus. Komponen motor bakar bensin yang kemungkinan mengalami keausan ditunjukkan pada Tabel 4. Tabel 4 Indikator keausan komponen motor bakar bensin (Oil Analyzers Inc 2012) Logam Indikasi Keausan Komponen Besi (Fe) Cam shaft, crank shaft, cylinder wall, exhaust valve, intake valve, piston, ring piston, Tembaga (Cu) Bushing, bearings, intake valve, exhaust valve Aluminium Cylinder wall, piston, cylinder head (Al) Kromium (Cr) Cylinder wall, exhaust valve, intake valve, ring piston

24 5. FTIR (soot, oxditaion, nitration, sulfation) Pada Gambar 35 dan 36 merupakan kandungan soot, oxditaion, nitration, sulfation yang terdapat pada pelumas setelah dilakukan pengujian ketahanan pada motor bakar berbahan biogas selama 50 jam. Soot (Abs/0,1 mm)

0,4

Max

0,3 0,2 0,1 0

0

0,02

0

10

0,03

0,05

20 30 Jam ke-

0,08

0,1

40

50

Oxidation (Abs/0,1 mm)

Gambar 35 Perubahan kandungan soot yang terdapat pada pelumas 0,5

Max

0,4 0,3 0,2 0,1 0

0 0

0,03 10

0,05

0,07

20 30 Jam ke-

0,1

0,12

40

50

Gambar 36 Perubahan kandungan oxidation yang terdapat pada pelumas Jelaga (soot) merupakan residu hasil proses pembakaran yang tidak sempurna. Pada Gambar 35 terlihat bahwa kondisi awal pelumas tidak menunjukkan adanya kendungan jelaga, namun setelah 50 jam beroperasi nilainya menjadi 0,1 Abs/0,1 mm, dan peningkatan ini masih dibawah ambang batas maksimum kandungan jelaga yang dizinkan yaitu 0,4 Abs/0,1 mm (PT Petrolab Service). Oksidasi dapat terjadi saat molekul oksigen secara kimiawi bersatu dengan molekul-molekul pelumas dan reaksi ini berjalan lebih cepat karena dipengaruhi suhu yang sangat tinggi didalam blok silinder. Pada Gambar 36 terlihat bahwa oksidasi pelumas mengalami peningkatan dari kondisi awal sebesar 0 Abs/0,1 mm menjadi 0,12 Abs/0,1 mm, namun peningkatan ini masih dibawah ambang batas maksimum oksidasi yang diizinkan yaitu pada 0,5 Abs/0,1 mm (PT Petrolab Service).

NItration (Abs/0,1 mm)

25 0,5

Max

0,4 0,3 0,2 0,1 0

0

0,01

0

10

0,03

0,06

20 30 Jam ke-

0,07

0,09

40

50

Sulfation (Abs/0,1 mm)

Gambar 37 Perubahan kandungan nitration yang terdapat pada pelumas 0,5

Max

0,4 0,3 0,2 0,1 0

0 0

0,03 10

0,07

0,11

20 30 Jam ke-

0,16

40

0,2

50

Gambar 38 Perubahan kandungan sulfation yang terdapat pada pelumas Nitrasi terjadi ketika pelumas dipanaskan pada suhu yang tinggi dan kontak langsung dengan gas yang mengandung gas nitrogen sehingga akan membentuk lacquer atau lumpur nitrasi yang kental. Pada Gambar 37 terlihat bahwa pelumas mengalami proses nitrasi dan terdapat peningkatan dari 0 Abs/0,1 mm menjadi 0,09 Abs/0,1 mm dengan ambang batas maksimum 0,5 Abs/0,1 mm. Sedangkan sulfasi terjadi karena pelumas bersuhu tinggi kontak langsung dengan sulfur baik yang berasal dari bahan bakar atau dari gas hasil pembakaran. Seperti pada Gambar 38 terlihat bahwa tidak terjadi sulfasi pada kondisi awal pelumas, namun pada akhir pengujian ketahanan nilai sulfasi yang terjadi mencapai 0,2 Abs/0,1 mm dan masih dibawah batas maksimum 0,5 Abs/0,1 mm. Prediksi Umur Pelumas Prediksi umur pelumas motor bakar dilakukan dengan melakukan analisis regresi pada data hasil pengukuran sifat fisika-kimia pelumas untuk memperoleh persamaan regresi. Dengan memasukkan nilai ambang batas parameter fisikakimia pelumas pada variabel tak bebas persamaan regeresi, maka dapat diketahui umur atau jam pemakaian pelumas saat mencapai nilai ambang batas tersebut. Pada Gambar 39 memperihatkan trendline dari hasil pengukuran viskositas dengan persamaan regresi y = 0,031x + 8,94 dengan nilai R2 sebesar 0,917. Trend yang terjadi cenderung mengalami kenaikan, sehingga jika nilai ambang batas maksimum viskositas sebesar 13,75 cSt dimasukkan pada persamaan tersebut, maka umur pelumasnya menjadi 155 jam.

Viskositas @100°C (cSt)

26 14 12

10 8,7

9,46

8

10,48

10,02

10

9,66

y = 0,031x + 8,94 R² = 0,917

6 4 2 0 0

10

20

Jam ke-

30

40

50

Gambar 39 Regresi linier data viskositas pelumas Dengan cara yang sama, analisis regresi sifat fisika-kima pelumas dilakukan untuk mengetahui umur atau jam penggantian pelumas. Hasil analisis regresi selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5 Hasil analisis regresi sifat fisika-kimia pelumas Analisis Pelumas

Persamaan Regresi

Viskositas @ 100 C (cSt) TBN (mg KOH/g) Na Kontaminan (ppm) Si Fe Kandungan Logam Cu (ppm) Al Cr Soot Oxidation FTIR (Abs/0,1 mm) Nitration Sulfation Rata-Rata

y = 0,031x + 8,94 y=-0,013x + 6,649 y = 0,234x + 4,809 y = 0,242x + 8,095 y = 0,522x + 3,095 y = 0,171x + 1,381 y = 0,151x + 3,047 y = 0,154x + 0,142 y = 0,0020x - 0,0033 y = 0,0024x + 0,0024 y = 0,0019x - 0,0038 y = 0,0041x - 0,0071

R2

Max

0,917 13,75 0,944 2,6 0,947 50 0,966 45 0,995 40 0,964 30 0,982 20 0,905 15 0,981 0,4 0,996 0,5 0,983 0,5 0,995 0,5 0,96

Umur (Jam) 155 311 193 153 71 167 112 96 202 207 265 124 171

Dari hasil prediksi umur pelumas, tidak ada parameter analisis sifat fisikkimia pelumas yang melewati ambang batas yang ditentukan. Karena tidak adanya parameter yang melewati ambang batas maksimum setelah pengujian ketahanan selama 50 jam maka penggunaan biogas sebagai bahan bakar motor bakar 4-tak kondisi baru aman digunakan sampai 50 jam kerja. Namun ketika penggunaan motor bakar kondisi baru melebihi 71 jam pemakaian maka nilai kandungan logam besi (Fe) akan melewati amabang batas maksimum yang ditentukan. Maka untuk faktor keamanan penggantian pertama pelumas pada motor bakar biogas kondisi awal adalah pada pemakaian ke-50 jam.

27

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Prototipe konverter biogas telah disempurnakan baik desain dan juga kekuatanya dan sudah berhasil digunakan pada motor bakar 4-tak dan dapat menggerakkan pompa air sampai pada tekanan 45 kg/cm2. Motor bakar berbahan bakar biogas tidak mengalami kesulitan dalam penyalaan dan biogas dapat disuplai tanpa bantuan pompa hisap. Dari pengamatan visual didapatkan bahwa terdapat daerah-daerah pada komponen motor bakar yang mengalami pengkerakan dan juga pengkaratan yaitu pada cylinder head dan pada bagian piston yang disebabkan oleh uap air dan hidrogen sulfida (H2S) yang terkandung dalam biogas. Hasil analisa pelumas terhadap motor bakar biogas yang telah beroperasi selama 50 jam menunjukkan bahwa seluruh parameter yang diuji tidak melampaui batas ambang maksimumnya. Namun parameter kandungan logam menjadi hal yang harus diperhatikan karena nilainya tinggi akibat pengaruh keausan engine blok motor bakar yang masih baru. Sehingga dari prediksi umur pelumas motor bakar biogas maka pelumas yang ada hanya dapat digunakan hingga 71 jam penyalaan. Namun untuk faktor keamanan pelumas motor bakar berbahan biogas tetap diganti setelah 50 jam pemakaian.

Saran Penyempurnaan desain harus tetap dilakukan terutama pada bagian choke dan throttle agar fungsi gas throttle dan governor dapat bekerja dengan baik. Disarankan untuk pembuatan atau pabrikasi prototipe konverter biogas yang lebih kokoh dan presisi dilakukan dengan metode pengecoran. Untuk mendapatkan kinerja motor bakar yang lebih baik disarankan untuk menggunakan biogas dengan kadar metana (CH4) yang lebih tinggi sehingga dapat berkerja lebih baik. Selain analisis pelumas disarankan untuk melakukan analisis gas buang motor bakar berbahan biogas, untuk melihat kelayakan penggunaan biogas pada motor bakar terhadap lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA Asy’ari MH. 2014. Modifikasi konverter biogas untuk motor bensin [skripsi]. Bogor (ID): Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Desrial dan Pranayuda AP. 2012. Desain karburator bahan bakar biogas untuk motor bakar bensin bersilinder tunggal. Di dalam: Abstrak Alat dan Mesin Pertanian. Seminar Nasional Perteta 2012 Universitas Brawijaya; 2012 Nov 30 - Des 2. Malang. Malang (ID): [Perteta]. [Halaman abstrak tidak diketahui]. No AMP-17.

28 Majuni LY. 2006. Studi biodiesel dengan bahan dasar minyak jelantah terhadap pelumasan pada mesin diesel [tesis]. Depok (ID): Fakultas Teknik Mesin, Universitas Indonesia. Mitzlaff K. 1988. Engines for Biogas. Eschborn: German Appropriate Technology Exchange. Hamburg (DE): GTZ GmbH. Miftahuddin. 2012. Uji daya tahan motor bakar diesel berbahan bakar minyak nyamplung (Calophyllum inophyllum, L.) [tesis]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. O’Brien C. 2001. Formation mechanisms of combustion chamber deposits [disertasi]. Massachusetts (US): Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology. Pranayuda AP. 2013. Rancang bangun karburator biogas untuk motor bensin [skripsi]. Bogor (ID): Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Septiansyah PL. 2013. Penerapan bahan bakar biogas pada motor bensin dengan modifikasi karburator dan variasi rasio kompresi [skripsi]. Bogor (ID): Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Simamora S, et al. 2006. Membuat Biogas : Pengganti Bahan Bakar Minyak dan Gas dari Kotoran Ternak. Jakarta (ID): Agromedia Pustaka. hlm 18-20. Wahyuni S. 2011. Menghasilkan Biogas dari Aneka Limbah. Jakarta (ID): Agromedia Pustaka.

29 Lampiran 1 Data pengukuran kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 0 kg/cm2 Ulangan Motor Pompa Pompa Teoritis (rpm) (rpm) (rpm) 1 3424 1344 1370 2 3426 1343 1370 3 3425 1342 1370 4 3424 1342 1370 5 3425 1341 1370 6 3425 1345 1370 7 3426 1343 1370 8 3426 1342 1370 9 3425 1344 1370 10 3426 1344 1370 11 3424 1342 1370 12 3425 1342 1370 13 3424 1344 1370 14 3426 1341 1370 15 3424 1344 1370 16 3425 1341 1370 17 3424 1342 1370 18 3424 1342 1370 19 3425 1344 1370 20 3426 1343 1370

Slip Sabuk Transmisi (%) 1,87 2,00 2,04 2,02 2,12 1,82 2,00 2,07 1,90 1,93 2,02 2,04 1,87 2,15 1,87 2,12 2,02 2,02 1,90 2,00

30 Lampiran 2 Data pengukuran kecepatan poros motor dan pompa pada tekanan 5 kg/cm2 Ulangan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Motor Pompa Pompa Teoritis (rpm) (rpm) (rpm) 3371 1318 1348 3369 1317 1348 3370 1317 1348 3368 1316 1347 3370 1315 1348 3370 1317 1348 3369 1318 1348 3370 1317 1348 3371 1317 1348 3370 1316 1348 3370 1316 1348 3369 1317 1348 3369 1316 1348 3370 1318 1348 3369 1317 1348 3371 1317 1348 3371 1316 1348 3370 1316 1348 3369 1318 1348 3368 1316 1347


























39 Lampiran 11 Rata-rata kecepatan poros motor dan pompa pada berbagai tekanan pompa serta persentase penurunannya Tekanan (kg/cm2) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Motor (rpm) 3425 3370 3258 3162 3074 2978 2859 2766 2663 2547 Rata-rata

Pompa (rpm) 1343 1317 1265 1226 1186 1148 1099 1061 1020 967

Penurunan Kecepatan Poros Motor (%) Pompa (%) 1,61 1,94 3,33 3,90 2,94 3,13 2,76 3,28 3,13 3,17 3,99 4,26 3,28 3,52 3,71 3,84 4,34 5,15 3,23 3,57

40

Lampiran 12 Hasil analisis pelumas yang dilakukan di Laboratotorium Lubricant Anlysis, PT Petrolab Service Analisis Pelumas

Parameter

Viskositas @ 100 C TBN Na Konta-minan Si Fe Cu Kandungan Logam Al Cr Soot Oxidation FTIR Nitration Sulfation Tes Fisik

Satuan cSt mg KOH/g ppm ppm ppm ppm ppm ppm Abs/0,1 mm Abs/0,1 mm Abs/0,1 mm Abs/0,1 mm

0 8,7 6,62 4 9 4 2 3 1 0 0 0 0

Pelumas Motor Bakar Jam keMax Min 10 20 30 40 50 9,46 9,66 10 10,02 10,48 13,75 8,37 6,57 6,4 6,12 6,14 5,96 2,6 7 10 13 15 15 50 10 12 15 19 20 45 8 13 18 24 30 40 3 4 6 9 11 30 5 6 7 9 11 20 2 2 4 6 9 15 0,02 0,03 0,05 0,08 0,1 0,4 0,03 0,05 0,07 0,1 0,12 0,5 0,01 0,03 0,06 0,07 0,09 0,5 0,03 0,07 0,11 0,16 0,2 0,5 -

Lampiran 13 Hasil pengujian konsumsi bahan bakar spesifik Tekanan Berat Berat Berat Volume Waktu Pakai Waktu Rata-rata Ulangan 2 3 (kg/cm ) Kosong (kg) Total (kg) Isi (kg) Isi (m ) (jam:menit:detik) (s) Waktu (s) 1 2,05 3 0,95 0,82 0:31:37 1897 2 2 3,1 1,1 0,95 0:31:50 1910 0 1893 3 2,1 3,1 1 0,86 0:31:42 1902 4 2,1 3,2 1,1 0,95 0:31:03 1863 5 2 3,2 1,2 1,03 0:31:23 1883 6 2 3,1 1,1 0,95 0:30:53 1853 5 1833,75 7 1,95 3 1,05 0,91 0:30:13 1813 8 2 3 1 0,86 0:29:46 1786 9 1,9 3,05 1,15 0,99 0:30:32 1832 10 2,05 3,1 1,05 0,91 0:29:44 1784 10 1785 11 2 3 1 0,86 0:29:11 1751 12 2 3,15 1,15 0,99 0:29:33 1773 13 2 3,15 1,15 0,99 0:28:56 1736 14 2,05 3,1 1,05 0,91 0:28:12 1692 15 1720 15 2 3,2 1,2 1,03 0:29:26 1766 16 2,1 3,1 1 0,86 0:28:06 1686 17 2 3,05 1,05 0,91 0:28:44 1724 18 2,1 3,05 0,95 0,82 0:27:51 1671 20 1675,75 19 2,15 3,15 1 0,86 0:27:15 1635 20 2 3,1 1,1 0,95 0:27:53 1673

41

13 42

25

30

35

40

45 Rata-Rata

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

1,95 2 2,1 2,05 1,95 2,15 2 2 2,05 2,1 2 1,95 2,1 2,05 2 2 2,05 2,1 2 2 2,03

3 3 3,05 3 3 3,2 3,15 3,15 3,15 3,2 3,25 2,95 3,1 3 3,2 3,1 3,2 3,25 3,05 3 3,10

1,05 1 0,95 0,95 1,05 1,05 1,15 1,15 1,1 1,1 1,25 1 1 0,95 1,2 1,1 1,15 1,15 1,05 1 1,07

0,91 0,86 0,82 0,82 0,91 0,91 0,99 0,99 0,95 0,95 1,08 0,86 0,86 0,82 1,03 0,95 0,99 0,99 0,91 0,86 0,92

0:27:28 0:26:37 0:26:04 0:26:09 0:26:53 0:26:56 0:27:04 0:26:47 0:25:50 0:25:41 0:26:39 0:24:55 0:24:48 0:24:15 0:25:06 0:24:34 0:23:22 0:23:19 0:22:55 0:22:32

1648 1597 1564 1569 1613 1616 1624 1607 1550 1541 1599 1495 1488 1455 1506 1474 1402 1399 1375 1352 1653

1594,5

1615

1546,25

1480,75

1382

5

4

6

3 2

1

7

NO

Keterangan

1

Flens trottle

2

Venturi

3

Selongsong venturi

4

Flens Choke

5

Assembly choke

6

Assembly trottle

7

Tabung gas

8

Keran biogas

9

Tuas keran

9 8

Paraf

Nama Dhikotama Andanu

Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa

Dr. Ir. Desrial, M.Eng.

Disetujui


DWG NO.

Gambar 1

Tanggal

Departemen Teknik Mesin dan Biosistem Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor MATERIAL:

Alumunium Alloy 2014-T6 dan Alumunium

WEIGHT:

Judul :

Konverter Biogas-Explode View SCALE:1:5

SHEET 1 OF 1

43

Dirancang

A4

56

100 46

203

59

60

44

58

Paraf

Nama Dirancang

Dhikotama Andanu

Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa


Disetujui


DWG NO.

Gambar 2

Tanggal


Alumunium Alloy 2014-T6 dan Alumunium WEIGHT:

Judul :

Konverter Biogas - isometric dan otrhogonal

SCALE:1:2

SHEET 1 OF 1

A4

60 B

32

5 2

10

24

15,5 5

B

28

10 5 10,5

5

C

18

2

2

32 28 24

18

x

5.

5

3

DETAIL C

Paraf


Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa


Disetujui


DWG NO.

Gambar 3

Tanggal


Alumunium Alloy 2014-T6 WEIGHT:

Judul :

Venturi

SCALE:2:1

45

SECTION B-B SCALE 1 : 1

Dirancang

A4 SHEET 1 OF 1

10

12 2

-

32

7

35

10

61

16

2,5

50

46

2-

5,5

21,5

16,5

4

Paraf

5

1,

5

Nama Dirancang

Dhikotama Andanu

Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa


Disetujui


DWG NO.

Gambar 4

Tanggal


Judul :


SCALE:1:1

Selongsong Venturi SHEET 1 OF 1

A4

5

2

,2 R1

Paraf

Nama Dirancang

Dhikotama Andanu

Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa


Disetujui


DWG NO.

Gambar 5

Tanggal



Judul :

Assembly Choke

SCALE:2:1

SHEET 1 OF 1

47

00

R2

R2

R2

R5

R2

24

R4

45

5

4, 4

16

22

5 5,

23,200 17,200

A4

10

23

23

48

8

5 4,

15

4

2,75

3

R2

R2

R5

R2

R2

0,5

50

2

,2

Paraf

Nama Dirancang

Dhikotama Andanu

Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa


Disetujui


DWG NO.

3

R1

2

18

41

9,5

6

11

5

16

10

5

5

5,5

Gambar 6

Tanggal



Judul :

Assembly Trottle

SCALE:2:1

SHEET 1 OF 1

A4

R6

36,7

2

4

6

56

44

28

R18,3

Paraf


Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa


Disetujui


DWG NO.

Gambar 7

Tanggal

MATERIAL:


Departemen Teknik Mesin dan Biosistem Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Judul :

Flens (dudukan)

SCALE:2:1

SHEET 1 OF 1

49

Dirancang

A4

,6

11 20

3

4

50

,8 10

3

3

10

3

9,6 8,6 18

7,6

46

14

D

4,3

2,

5

16

24

2, 5

5

,7

R3

7

R2 2,5 D

9 SECTION D-D

Paraf

Nama Dirancang

Dhikotama Andanu

Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa


Disetujui


DWG NO.

Gambar 8

Tanggal



Keran dan tuas

Judul :

SCALE:2:1

SHEET 1 OF 1

A4

58 12

100 80

16

2

12

16

54

Paraf

Dhikotama Andanu

Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa


Disetujui


DWG NO.

Gambar 9

Tanggal


Alumunium WEIGHT:

Judul :

Tabung Penampung

SCALE:1:2

SHEET 1 OF 1

51

2

Nama Dirancang

A4

52

63

58 10

10

16

16

2,5

Paraf

Nama Dirancang

Dhikotama Andanu

Digambar

Dhikotama Andanu

Diperiksa


Disetujui


DWG NO.

Gambar 10

Tanggal


Judul :

A4


SCALE:1:1

SHEET 1 OF 1

53

RIWAYAT HIDUP Dhikotama Andanu lahir di Tanjung Karang, Lampung pada tanggal 22 April 1992, dari ayah Wahyu Hidayat dan ibu Efi Hastuti. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis menamatkan pendidikan di SMA Sugar Group, Lampung pada tahun 2010 dan pada tahun yang sama penulis melanjutkan studi strata satu di Institut Pertanian Bogor, Fakultas Teknologi Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, dengan penjurusan di Teknik Mesin dan Otomasi. Penulis juga aktif pada kegiatan kemahasiswaan dan pernah menjabat sebagai ketua divisi Human Resource and Development, Himpunan Mahasiswa Teknologi Pertanian pada tahun 2012-2013, penulis juga aktif di klub Gursapala dan Engineering Design Club periode 2012-2013 dan 2013-2014 sebagai pengurus. Pada tahun 2012 penulis mendapat penghargaan sebagai mahasiswa berprestasi Departemen Teknik Mesin dan Biosistem dan pada tahun 2013 penulis menjadi delegasi IPB di Malaysia dalam 4th International Agricultural Student Symposium, Putra Malaysia University. Pada tahun 2014 penulis menjadi finalis Program Kreativitas Mahasiswa bidang Penerapan Teknologi dan mengikuti Pekan Ilmiah Nasional ke-27 di Universitas Diponegoro, Semarang.

12

PENYEMPURNAAN DESAIN DAN UJI KETAHANAN KONVERTER BIOGAS UNTUK MOTOR BAKAR BENSIN DHIKOTAMA ANDANU

Recommend Documents