RANCANG BANGUN HAND PRESS
PENGEKSTRAKSI MINYAK DARI BIJI JARAK
PAGAR UNTUK BAHAN BAKAR MOTOR DIESEL
Design and Manufacturing Hand Press Oil from the Seeds of Jatropha for
Diesel Motor Fuel
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan
Diploma III Program Studi Teknik Mesin
Di Jurusan Teknik Mesin
Oleh :
Muhammad Diaz Perdana Putra
NIM : 091211082
Pratamaditya
NIM : 091211085
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
ABSTRAKSI
Cadangan
minyak
bumi
saat
ini
sudah
hampir
seluruhnya
tereksplorasi, sehingga jumlahnya semakin lama semakin menipis. Dengan
semakin menipisnya cadangan minyak bumi, maka perlu dibuat sebuah bahan
bakar alternatif sebagai pengganti bahan bakar fosil yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui. Salah satu contoh bahan bakar yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui adalah biodiesel, yaitu sebuah bahan bakar pengganti
solar yang salah satu bahan bakunya adalah biji jarak pagar yang diproses menjadi crude oil sebagai bahan baku pembuat pure plant oil (PPO). Adapun untuk menghasilkan crude oil, diperlukan suatu alat yang dapat mengepress biji jarak pagar tersebut hingga cairan/minyak di dalamnya keluar seluruhnya. Dari permasalahan tersebut, maka Tugas Akhir ini merancang bangun hand press yang dapat menghasilkan crude oil dengan kapasitas 1,5 liter/jam. Alat press ini dirancang secara sederhana yang dioperasikan secara manual dengan menggunakan tuas untuk mendorong aktuator agar dapat mengekstraksi biji jarak pagar tersebut. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, akan dilakukan suatu perhitungan dengan menggunakan refrensi–refrensi buku yang berhubungan dengan alat yang akan direncanakan yang terdiri dari beberapa komponen penting, antara lain rangka (body), aktuator, tuas, landasan, hopper, dll. Dari analisa perhitungan dan uji coba alat hasil rancang bangun dapat disimpulkan bahwa hand press yang dioperasikan secara manual dengan tenaga manusia ini dapat menghasilkan crude oil dengan kapasitas sesuai yang diharapkan jika menggunakan bahan baku biji jarak pagar dengan kualitas yang relatif baik. Mengingat gaya yang ditimbulkan tuas sangat besar, maka untuk meredam gaya tersebut disarankan hand press ini pengoperasiannya ditempatkan pada konstruksi beton. Kata kunci: crude oil, hand press, biodiesel
ABSTRACT
Oil reserves are now almost entirely explored, so the numbers are
getting fewer. With fewer oil reserves, it needs to be an alternative fuel instead
of fossil fuels that are environmentally friendly and renewable. One example of environmentally friendly fuels and renewable is biodiesel, a diesel fuel substitute that made of jatropha seeds that are processed into crude oil as a
main substance of pure plant oil (PPO). As for producing crude oil, we need a tool that can press jatropha seeds until the liquid/oil in it out entirely.
From the problem above, then this final project is to design and build
up a hand press to produce crude oil with a capacity of 1.5 liters/hour. The tool is designed in a simple which operated manually using a lever to push the actuator in order to extract the jatropha seeds. To obtain maximum results, a calculation will be done by using references that related with the tool which consists of several main part, such as frame, actuator, lever, platform, hopper, etc. From the calculation and test result, can be concluded that the hand press that manually operated by human power is able to produce crude oil with a capacity as expected when using Jatropha seed with a relative good quality. Considering that the force of the lever is very large, to reduce the force of this hand press, the operation should placed on concrete construction.
Keywords: crude oil, hand press, biodiesel
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat
rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Tugas
Akhir ini dengan judul “Rancang Bangun Hand Press Pengekstraksi Minyak Dari
Biji Jarak Pagar Untuk Bahan Bakar Motor Diesel” tepat pada waktu yang telah ditentukan. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat wajib yang harus
dilaksanakan oleh setiap mahasiswa untuk menyelesaikan Program pendidikan Diploma 3, Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bandung. Dalam penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini, penulis tidak lepas dari bantuan, dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.
Bapak Ali Mahmudi, Ir. M.Eng., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bandung.
2.
Bapak Rudi Yuni W, M.Sc., selaku Ketua Pogram Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Bandung.
3.
Bapak Nana Suryana, ST, MT., selaku dosen pembimbing I yang selalu meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan kami dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4.
Bapak Tria Ma’riz Arief, ST, MT., yang selalu memberikan arahan serta bimbingan selama ini sehingga Tugas Akhir kami dapat terlaksana.
5.
Bapak-bapak teknisi yang senantiasa membantu.
6.
Kedua orang tua yang telah mendukung kami baik moral maupun materi, serta tak henti-hentinya mendoakan kami.
7.
Rekan-rekan HMM 2009, 2010, dan 2011 yang telah banyak memberi bantuan, dan tidak henti-hentinya memberi semangat sampai Tugas Akhir
ini selesai.
8. Kepada semua pihak yang telah membantu dalam kegiatan kerja praktek yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Semoga amal baik mereka mendapat balasan yang lebih baik dari
Allah Subhanahu wata’ala.
Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini, pada kenyataannya masih jauh dari sempurna. Untuk itu, kritik dan saran yang membangun diperlukan guna perbaikan penulisan laporan selanjutnya. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca umumnya.
Bandung, Juli 2012
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAKSI ........................................................................................................... i
ABSTRACT ............................................................................................................ ii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iii
DAFTAR ISI ............................................................................................................v
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... ix BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... I-1 1.1 Latar Belakang............................................................................................. I-1 1.2 Tujuan .......................................................................................................... I-2 1.3 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ......................................................... I-2 1.4 Sistematika Penulisan ................................................................................. I-3 BAB II LANDASAN TEORI ..............................................................................II-1 2.1 Biodiesel .....................................................................................................II-1 2.1.1 Keunggulan Biodiesel .....................................................................II-2 2.1.2 Karakteristik Minyak Diesel ...........................................................II-2 2.2 Jarak Pagar (Jatropha Curcas) ...................................................................II-3 2.3 Proses Pembuatan Crude Oil ......................................................................II-6 2.4 Proses Pemerasan Biji Jarak Pagar .............................................................II-7 2.5 Ram Press ...................................................................................................II-9 2.6 Gaya-Gaya Pada Batang ...........................................................................II-10 2.7 Tegangan Geser ........................................................................................II-11 2.8 Kekuatan Sambungan Las ........................................................................II-12 BAB III METODOLOGI PENYELESAIAN MASALAH ............................... III-1 3.1 Metodologi Penyelesaian Masalah ........................................................... III-1 3.1.1 Mengumpulkan Teori .................................................................... III-2 3.1.1 Mengumpulkan Data ..................................................................... III-2
3.1.1 Konsep Perencanaan ..................................................................... III-2
3.1.1 Perhitungan .................................................................................... III-2
3.1.1 Gambar Kerja ................................................................................ III-3
3.1.1 Pembuatan ..................................................................................... III-3 3.1.1 Perakitan ........................................................................................ III-3
3.1.1 Pengujian ....................................................................................... III-3 3.2 Perumusan Masalah .................................................................................. III-4
3.3 Penurunan Konsep Rancangan ................................................................. III-4 Perwujudan Rancangan ............................................................................ III-5 3.4
BAB IV PROSES, HASIL, DAN PEMBAHASAN.......................................... IV-1 4.1 Uji Coba Tahap Awal ............................................................................... IV-1 4.2 Perhitungan ............................................................................................... IV-6 4.2.1 Perhitungan Kapasitas ................................................................... IV-7 4.2.2 Gaya-Gaya pada Batang ................................................................ IV-8 4.2.3 Menentukan Panjang Lengan Momen (Stick) ............................. IV-10 4.2.4 Perhitungan Kekuatan Bahan ...................................................... IV-12 4.2.5 Sambungan Lasan pada Dudukan Silinder.................................. IV-16 4.3 Proses Pembuatan ................................................................................... IV-18 4.3.1 Silinder Pengepressan ................................................................. IV-18 4.3.2 Batang Penarik ............................................................................ IV-19 4.3.3 Pengungkit ................................................................................... IV-20 4.3.4 Engsel .......................................................................................... IV-21 4.3.5 Pengepress ................................................................................... IV-21 4.3.6 Hopper ......................................................................................... IV-22 4.4 Proses Perakitan...................................................................................... IV-23 4.5 Proses Pengecatan .................................................................................. IV-23 4.6 Proses Pengujian ..................................................................................... IV-24 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. V-1 DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pohon jarak pagar ..........................................................................II-5
Gambar 2.2 Buah jarak pagar ............................................................................II-5 Gambar 2.3 Biji jarak pagar ...............................................................................II-5 Gambar 2.4 Crude oil .........................................................................................II-7 Gambar 2.5 Pure plant oil..................................................................................II-7 Gambar 2.6 Mekanisme ram press .....................................................................II-9
Gambar 2.7 Diagram benda bebas ...................................................................II-10 Gambar 2.8 Gaya-gaya pada masing-masing batang .......................................II-11 Gambar 2.9 Fillet weld ....................................................................................II-12 Gambar 2.10 Butt Joint ......................................................................................II-12 Gambar 3.1 Diagram alir pengerjaan rancang bangun hand press biji jarak ... III-1 Gambar 3.2 Konsep rancangan ........................................................................ III-4 Gambar 3.3 Rancangan mesin press ................................................................ III-6 Gambar 3.4 Rancangan landasan ..................................................................... III-7 Gambar 3.5 Rancangan silinder ....................................................................... III-8 Gambar 3.6 Rancangan tutup silinder bagian depan ........................................ III-8 Gambar 3.7 Rancangan tutup silinder bagian belakang ................................... III-9 Gambar 3.8 Rancangan Pengepress ................................................................. III-9 Gambar 3.9 Rancangan batang penarik ......................................................... III-10 Gambar 3.10 Rancangan pengungkit ............................................................... III-10 Gambar 3.11 Rancangan lengan momen ......................................................... III-11 Gambar 3.12 Rancangan hopper ...................................................................... III-11 Gambar 4.1 Biji jarak yang sedang dijemur..................................................... IV-1 Gambar 4.2 Biji jarak yang sudah dikupas kulitnya ........................................ IV-2 Gambar 4.3 Proses penimbangan biji jarak...................................................... IV-2 Gambar 4.4 Silinder tempat pengepressan ....................................................... IV-3 Gambar 4.5 Pressure gauge ............................................................................. IV-3 Gambar 4.6 Proses pengepressan ..................................................................... IV-4
Gambar 4.7 Pengepressan diukur menggunakan pressure gauge .................... IV-4 Gambar 4.8 Crude oil hasil pengepressan ....................................................... IV-5
Gambar 4.9 Konsep awal ................................................................................. IV-6 Gambar 4.10 Konsep setelah dilakukan perubahan ........................................... IV-6
Gambar 4.11 Mekanisme pengepress yang akan dibuat .................................... IV-8 Gambar 4.12 Gaya-gaya pada batang 4 ............................................................. IV-8 Gambar 4.13 Gaya-gaya pada batang 3 ............................................................. IV-9
Gambar 4.14 Poligon gaya-gaya pada batang 4 ............................................... IV-10 Gambar 4.15 Mekanisme pengepress .............................................................. IV-10
Gambar 4.16 Free body diagram pengepress ................................................... IV-11 Gambar 4.17 Gaya-gaya yang terjadi............................................................... IV-12 Gambar 4.18 Gambar dimensi kampuh las ...................................................... IV-17 Gambar 4.19 Silinder pengepressan ................................................................. IV-19 Gambar 4.20 Tutup silinder ............................................................................. IV-19 Gambar 4.21 Batang penarik............................................................................ IV-20 Gambar 4.22 Pengungkit .................................................................................. IV-20 Gambar 4.23 Engsel ......................................................................................... IV-21 Gambar 4.24 Pengepress .................................................................................. IV-21 Gambar 4.25 Hopper ........................................................................................ IV-22 Gambar 4.26 Hopper yang sudah dipasang pada silinder ................................ IV-22 Gambar 4.27 Hasil perakitan alat press biji jarak ............................................ IV-23 Gambar 4.28 Hasil pengecatan alat press biji jarak ......................................... IV-24 Gambar 4.29 Crude oil hasil pengujian ........................................................... IV-25 Gambar 4.30 Ampas biji jarak pagar dari hasil pengujian ............................... IV-25
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Persyaratan mutu minyak diesel berdasarkan ASTM D-975, 1991 ....II-3
Tabel 2.2 Karakteristik biodiesel dari jarak pagar berdasarkan standar Eropa ..II-6 Tabel 2.3 Beberapa teknologi pengolahan minyak biji .......................................II-8
DAFTAR LAMPIRAN
a. Gambar teknik hand press pengekstraksi minyak dari biji jarak pagar
b. Biodata penulis
DAFTAR PUSTAKA
1.
2.
Ahindra, N., Biofuels Refining and Performance. Kurniawan, R., Perancangan dan Pembuatan Alat Pemeras Manual Semi Kontinu, Institut Teknologi Bandung, 2009.
3. 4.
Cramer, J., The Jatropha Hand Book., The Netherlands, 2010.
5.
Jurz, H. And Scharkus, E., Westerman Tables, Wiley Eastern Limited,
Rudenko, N., Mesin Pemindah Bahan, Erlangga, 1992. 1961.
6.
Khurmi, A Texk Book for Machine Design.
7.
Suyitno, Mekanika Teknik 2, Polban, 1995.
8.
Widiantoro, H., Modul Kinematika Dinamika. Politeknik Negeri Bandung, 2010.
9.
Sony, Modul Elemen Mesin, Politeknik Negeri Bandung.
10.
Harianto, Modul Penunjukan Pengelasan, Politeknik Negeri Bandung.
11.
Wiryosumarto, H., Teknologi Pengelasan Logam, PT. PRADNYA PARAMITA, 1981.
12.
Modul Pelatihan Las (Welding), Politeknik Negeri Bandung.
13.
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1362/1/kimia-bode.pdf
