Volume 16 No 2, November 2014 ISSN:

Volume 16 No 2, November 2014 ISSN: 0854-7468

JURNAL PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN VOLUME 16 NO 2, NOVEMBER 2014 ISSN : 0854-7468 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN DAFTAR ISI Penerapan Media Powerpoint Untuk Meningkatkan Aktivitas Dan Hasil Belajar Pengetahuan Dasar Teknik Bangunan Pada Siswa Kelas X Program Keahlian Gambar Bangunan SMK Negeri 1 Merdeka Berastagi Tahun Ajaran 2012/2013 Rustam Efendi Tambunan dan Edim Sinuraya

Perbedaan hasil belajar siswa dengan menggunakan Strategi pembelajaran pada siswa smk negeri 1 Tanjung morawa deli serdang

Hal 1-13

14-22

Baharuddin Hubungan keseimbangan asupan gizi dan aktivitas fisik Dengan kondisi fisik anak sd di kecamatan kotanopan Erli Mutiara, Adikahriani dan Elvi Novi Yanti

23-31

Karakteristik Pengaruh Biodiesel Dari Limbah Sawit Cair Terhadap Unjuk Kerja Mesin Diesel Empat Langkah Farida Ariani, Elisabeth Ginting dan Tulus Burhanuddin Sitorus

32-39

Hubungan Antara Fasilitas Bengkel Bangunan Dan Minat Belajar Siswa Dengan Hasil Belajar Praktek Batu Pada Siswa Kelas Xi Program Keahlian Konstruksi Batu Dan Beton Smk Negeri 2 Pematangsiantar Dimpu Nababan, Iskandar Tambunan

40-50

Pembuatan Paving Block Berbasis Semen Polimer Dengan Limbah Padat Grit Sebagai Substitusi Pasir Dan Perekat Polivinyl Alkohol (Pva)

51-66

Juaksa Manurung Perbedaan Hasil Perawatan Wajah Untuk Kulit Berjerawat Dengan Menggunakan Masker Tradisional Temulawak Dan Temugiring Pada Siswa SMK Negeri 8 Medan Tabita Tarigan dan Rohana Aritonang

Pengaruh Penggunaan Media Pembelajaran Terhadap Hasil Belajar Dasar-Dasar Kelistrikan (DDK) Kelas X Program Keahlian Teknik Instalasi Tenaga Listrik (TITL) SMK Negeri 1 Lubuk Pakam

67-72

73-94

Muhammad Hanif dan Pintauli Saragih

Perbandingan Passive Lc Filter Dan Passive Singletuned Filter Untuk Mereduksi Harmonisavariable Speed Drive Dengan Beban Motor Induksi Tiga Fasa

95-105

Mustamam, Usman Baafai dan Marwan Ramli

Hubungan pengetahuan desain busana dengan hasil Menggambar busana kreasi pada siswa Smk negeri 8 medan

106-112

Dame Elfrida Sianturi1 dan Rasita Purba Pengaruh Pembelajaran Berbasis Multimedia dan Peta Konsep Terhadap Kompetensi Mahasiswa Dalam Proteksisistem Tenaga Listrik Sriadhi

113-123

JURNAL PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN VOLUME 16 NO 2, NOVEMBER 2014 ISSN : 0854-7468 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN Penerbit: Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan Pemimpin Umum/Penanggungjawab Prof. Dr. Abdul Hamid K, M.Pd (Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan) Redaksi Ketua Sekretaris

: Prof. Dr. Sumarno, M.Pd : 1. Dr. Nathanael Sitanggang, M.Pd 2. Dra. Rosnelli, M.Pd Redaktur Ahli : Prof. Selamat Triono, M.Sc., Ph.D Redaktur Pelaksana : Dr. Putri Lynna A. Luthan, M.Sc Anggota Redaktur : 1. Dr. Salman Bintang, M.Pd 2. Drs. Asri Lubis, ST., M.Pd 3. Drs. Hidir Efendi, M.Pd 4. Dra. Lelly Fridiarty, M.Pd 5. Ir. Riski Elpari Siregar, MT : 1. Prof. Dr. Eko Hariadi, M.Pd Mitra Bestari (Universitas Negeri Surabaya) 2. Dr. Muhammad Yahya, M.Kes., M.Eng (Universitas Negeri Makasar) Tata Usaha/Pelaksana : 1. Fauzia, S.Pd., M.Hum 2. R. Desi Novita Sianturi, SE Setting dan Tata Letak Nur Basuki, S.Pd., M.Pd Rusdi Salman, ST., MT Alamat Redaksi: Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan Jl. Willem Iskandar Psr. V Medan Estate Medan (20221) E-mail : [email protected] dan [email protected] Semua tulisan yang ada dalam Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan bukan merupakan cerminan dan/atau pendapat Dewan Redaksi, tanggungjawab terhadap isi sepenuhnya terletak pada penulis

PENGANTAR Assalamu ‘alaikum Wr. Wb., salam bahagia dan sejahtera bagi kita semua. Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berbagai nikmat yang telah dikarunikan kepada Tim Redaksi, Penulis, semua civitas akademika Fakukltas Teknik dan semua sumber daya manusia pendukung, Jurnal Pendidikan Teknologi Kejuruan Volume 16 No. 2 November Tahun 2014 dapat diterbitkan. Tri Dharma Perguruan Tinggi merupakan tugas pokok seorang dosen. Dengan tugas pokok ini seorang dosen wajib melakukan aksi untuk menemukan alternatif tindakan guna menyelesaikan masalah-masalah pendidikan. Bagi dosen Fakultas Teknik, aksi Tri Dharma Perguruan Tinggi diarahkan untuk perbaikan pendidikan teknologi dan kejuruan, baik melalui pengajaran, pengabdian dan penelitian. Salah satu aksi dosen dalam memasyarakatkan hasil penelitiannya adalah dengam mengirimkan ringkasan hasil penelitian ke jurnal-jurnal penelitian. Pada Jurnal Pendidikan Teknologi Kejuruan Volume 16 No. 2 November Tahun 2014 ini terhimpun sepuluh tulisan yang berasal dari penelitian dosen atau dosen dan mahasiswanya dengan pendekatan penelitian yang berbeda-beda. Ada dua tulisan yang merupakan hasil penelitian dengan pendekatan penelitian tindakan kelas, ada empat menggunakan pendekatan korelasional, ada dua yang menggunakan pendekatan evaluasi, dan dua menggunakan pendekatan eksperimen. Akhirnya Tim Redaksi mengucapkan terima kasih kepada penulis yang mengirim tulisan hasil penelitiannya dan telah dimuat pada edisi Volume 16 No. 2 November Tahun 2014, dan semoga isi Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan ini dapat bermanfaat.

Wassalam Redaksi

PEDOMAN PENULISAN NASKAH A. Penyerahan Naskah Naskah yang akan diterbitkan dalam Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan, harus memenuhi ketentuan berikut : 1. Naskah diserahkan dalam dua media CD dan print out. Pengetikan naskah menggunakan Microsoft Word dan ber-extension DOC atau RTF. CD dan print out yang sudah dikirim menjadi milik Tim Redaksi 2. Naskah harus disertai dengan pernyataan penulis, bahwa naskah belum pernah diterbitkan, sedang diproses atau ditolak oleh majalah lainnya. 3. Naskah harus disertai dengan pernyataan penulis, bahwa naskah tidak plagiat. 4. Naskah diterima 2 (dua) bulan sebelum waktu penerbitan untuk dikoreksi 5. Page Setup: portrait A4, kanan 2,5 cm, kiri 3 cm, Atas 2.5 cm, bawah 3 cm. Format 2 kolom, Spacing kolom 0,5 cm B. Penulisan Naskah 1. Judul Naskah : Kapital (Title Case), Arial 14pt (Bold), Posisi Center 2. Nama Penulis : Kapital Sesuai dengan kaidah EYD, tanpa gelar, Time New Roman 12pt (bold) center, Keterangan tentang penulis (jabatan keanggotaan) dicantumkan pada catatan kaki 3. Abstrak dan kata kunci : Abstrak Time New Roman 12pt (bold) center, isi abstrksi 10pt, justify (rata kiri-kanan) tanpa ada pemenggalan kata di akhir baris. Sedangkan kata kunci Time New Roman 10pt (bold) C. Isi Naskah Meliputi: Pendahuluan, Masalah, Kajian Pustaka, Metode Penelitian, Analisis, Hasil Pembahasan, Kesimpulan Sub Judul Tingkat 1 Huruf Time New Roman , 12pt bold Sub Judul Tingkat 2 Huruf Time New Roman , 10pt bold D. Isi Paragraf 1. Penulisan simbol matematis dan kata teknik sesuai yang umum dipakai dan system yang dipakai adalah system satuan internasional (SI) 2. Naskah bahasa Indonesia diketik sesuai EYD dan kata – kata yang dipergunakan merupakan bahasa kata baku ( sesuai Kamus Besar Bahasa Indonesia ) 3. Gambar dan tabel harus didekatkan dengan keterangan, harus diberi judul (Arial 9pt) dan diber nomor urut E. Referensi Setiap naskah harus mencantumkan referensi yang diacu. Tata tulis mengacu APA (American Psychological Association).

KARAKTERISTIK PENGARUH BIODIESEL DARI LIMBAH SAWIT CAIR TERHADAP UNJUK KERJA MESIN DIESEL EMPAT LANGKAH 1

Farida Ariani, 2Elisabeth Ginting, 3Tulus Burhanuddin Sitorus 1,3 Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU - Indonesia 2 Departemen Teknik Industri Fakultas Teknik USU - Indonesia Jl. Politeknik Kampus USU Medan - 20155, Telp. (061) 8213250 [email protected] ABSTRAK

Perkembangan dunia industri yang semakin pesat dan kelangkaan akan bahan bakar fosil mendorong dilakukannya penelitian untuk mengembangkan sumber bahan bakar alternatif untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar solar. Pada penelitian ini digunakan bahan bakar alternatif biodiesel POME yang diperoleh dari pengolahan limbah asam lemak sawit melalui proses esterifikasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan campuran solar-biodiesel POME terhadap parameter performansi mesin genset diesel.Variasi bahan bakar yang digunakan solar, B5, B10, B15 dan B20.Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kalor paling tinggi terdapat pada bahan bakar solar sebesar 43294 kJ/kg. Dan nilai kalor paling rendah terdapat pada bahan bakar B20 yaitu 34708 kJ/kg.Dari hasil pengujian di laboratorium diperoleh bahwa daya maksimum terjadi saat mesin menggunakan bahan bakar solar pada putaran mesin 1200 rpm sebesar 445,03 watt. Sedangkan daya minimum diperoleh saat mesin menggunakan bahan bakar B20 pada putaran mesin 700 rpm sebesar 121,84 watt. Untuk nilai konsumsi bahan bakar spesifik minimum diperoleh sebesar 359 gr/kWh pada pemakaian bahan bakar premium pada putaran mesin 1200 rpm dan konsumsi bahan bakar maksimum diperoleh saat mesin menggunakan bahan bakar B20 sebesar 930,84 pada putaran mesin 700 rpm. Besarnya efisiensi termal maksimum sebesar 24% dengan menggunakan solar untuk putaran mesin 1200 rpm dan nilai efisiensi termal minimum sebesar 11,55% dengan menggunakan bahan bakar B20 pada putaran mesin 700 rpm.Kondisi tingkat kekabutan atau opasitas emisi gas buang paling tinggi terjadi saat mesin menggunakan bahan bakar solar dan minimum saat mesin menggunakan bahan bakar B20. Kata kunci :biodiesel limbah sawit, performansi mesin

PENDAHULUAN Keterbatasan produksi minyak dan cadangan minyak mentah dunia khususnya di Indonesia sebagai sumber bahan baku yang terus menurun,diperlukan bahan bakar alternatif yang suplainya kontinu dan ramah lingkungan. Sumber bahan baku untuk bahan bakar pengganti minyak solar sebenarnya cukup bervariasi antara lain biji jarak, minyak goreng bekas, mentega dan minyak CPO (crude palm oil). Sebagai salah satu negara penghasil CPO terbesar dunia, Indonesia juga telah mengembangkan produk biodiesel dari minyak sawit (palm biodiesel). Hal yang menjadi permasalahan sehingga menarik untuk diteliti 1

yaitupengembangan biodiesel memiliki prospek yang sangat baik namun terkendala oleh ketersediaan akan bahan baku yang cukup banyak, disebabkan kebutuhan terhadap CPO harus bersaing antara untuk penggunaan pangan dan bahan bakar.Oleh karena itu diperlukan alternatif bahan baku untuk biodiesel yang tidak mengganggu suplai pangan. Disamping itu selama ini bahan bakar biodiesel limbah sawit cair POME digunakan untuk mesin diesel putaran rendah yaitu mesin diesel yang beroperasi di bawah 1000 rpm dan ini hanya terdapat pada mesin diesel yang terdapat di pembangkit listrik tenaga diesel. Hal inilah yang menjadi tantangan bagi peneliti untuk

Farida Ariani, 2Elisabeth Ginting, 3Tulus Burhanuddin Sitorus. Dosen USU 32

Karakteristik Pengaruh Biodiesel Dari Limbah Sawit Cair Terhadap Unjuk Kerja Mesin Diesel Empat Langkah Sediment content mengaplikasikan bahan bakar tersebut Ppm <200 Phoshporus content pada mesin diesel putaran tinggi seperti Ppm <10 mesin diesel untuk transportasi, mesin Viscosity @ 60 C cp <10 Ash content genset atau mesin stasioner di % <0.01 Water content % <0.2 laboratorium. Acidity mg KOH/ g 4 max Dengan melakukan variasi campuran Sulphur content % <0.05 solar-biodiesel maka akan didapatkan Cetane number 41 min unjuk kerja terbaik dan kendala-kendala 20% min Methylester content yang timbul sehingga akan diperoleh suatu Vegetable Oil Balance to 100% rekomendasi yang berguna untuk para peneliti di bidang biodiesel.Penelitian yang RisetMengenai Biodiesel menggunakan bahan bakar alternatif Beberapa penelitian di bidang bahan khususnya untuk mesin diesel selama ini bakar biodiesel dapat diuraikan sebagai telah dilakukan oleh beberapa peneliti di berikut. Markus [2] dari tim peneliti BPPT bidang energi. Namun penelitian yang melakukan analisa pengaruh campuran menggunakan bahan bakar dari limbah bahan bakar solar - minyak jarak pagar sawit untuk mesin diesel putaran tinggi pada kinerja motor diesel dan emisi gas dapat dikatakan masih jarang dilakukan. buang. Hasil risetnya menyimpulkan Penelitian ini bertujuan untukmengetahui bahwa peningkatan persentase minyak pengaruh pemakaian biodiesel limbah jarak pagar di dalam campuran bahan sawit cair POME terhadap unjuk kerja bakar akan menurunkan nilai kalor bahan mesin diesel empat langkah. bakar sehingga konsumsinya meningkat KAJIAN TEORITIS Biodiesel dari Limbah Sawit Biodiesel merupakan bahan bakar yang digunakan sebagai subsitusi bahan bakar solar yang cadangannya sudah semakin menipis.Salah satu sumber bahan baku biodiesel yang masih jarang dimanfaatkan adalah limbah sawit cair POME. POME (acid waste oil) merupakan sumber bahan baku yang cukup penting yaitu limbah cair yang berasal dari operasional pabrik kelapa sawit. Besarnya POME yang dihasilkan sekitar 1 - 1,5% dari produksi CPO.Di Indonesia hasil pengolahan bahan bakar ini dinamakan nusafuel yang diproduksi oleh PT. Nusantara Bioenergy Investama.Bahan bakarnusafuel yang berasal dari limbah sawit cair POME memiliki spesifikasi seperti berikut : Tabel 1. Spesifikasi biodiesel POME [1] Parameter Density Flash point Coke residue 1

Unit kg/m3 C

Limit 890 - 910 >100

%

<0.4

dan makin tinggi persentase minyak jarak pagar di dalam campuran bahan bakar, makin tinggi emisi CO2 dan NOx di dalam gas buang, tetapi makin rendah emisi HC, O2 dan opasitas emisi gas buang. Murni [3] (Universitas Diponegoro)melakukan kajian eksperimental pengaruh temperatur terhadap viskositas biodiesel minyak sawit dan uji performa pada mesin diesel injeksi langsungputaran konstan. Inti penelitiannya adalah peningkatan konsumsi bahan bakar dan penurunan daya mesin mengakibatkan efisiensi termal menjadi menurun, karena efisiensi termal suatu motor bakar didefinisikan sebagai besarnya pemanfaatan panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar menjadi kerja mekanis. Panas atau tenaga yang diberikan oleh bahan bakar dapat diprediksi melalui besarnya konsumsi bahan bakar, sedangkan besar kerja mekanis dapat ditetapkan dari daya mesin yang diukur.Oleh karena itu, harga dari efisiensi termal ini dipengaruhi oleh perubahan daya mesin dan perubahan laju


Karakteristik Pengaruh Biodiesel Dari Limbah Sawit Cair Terhadap Unjuk Kerja Mesin Diesel Empat Langkah bahan bakar yang dikonsumsi oleh mesin CO, NOx dan HC bila menggunakan tersebut. bahan bakar jatropa dibandingkan bila Peneliti lain ialah I Wayan Susila[4] menggunakan bahan bakar solar dengan yang menganalisa kinerja mesin diesel kondisi tekanan dan sudut injeksi bahan memakai bahan bakar biodiesel biji karet bakar yang sama. dan analisa emisi gas buang yang menyimpulkan bahwa bahan bakar B-10 Parameter Unjuk Kerja Mesin menghasilkan kinerja mesin terbaik pada Beberapa parameter umum dari putaran 2550 rpm. Pada putaran ini performansi mesin utama dapat dijelaskan diperoleh daya maksimum sebesar 36,95 sebagai berikut [7, 8]. PS, konsumsi bahan bakar spesifik Daya Mesin terendah sebesar 0,256 kg/(PS.jam), Daya mesin dipengaruhi oleh putaran efisiensi termal58,44%, kandungan CO mesin dan torsi yang dihasilkan mesin. terkecil sebesar 0,4%, dan opasitas gas Namun yang digunakan dalam praktek di buang 58,6% HSU memenuhi Peraturan lapangan adalah daya poros. Daya poros Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor atau daya efektif merupakan daya yang 5 tahun 2006, dan tidak perlu dihasilkan suatu mesin pada poros memodifikasi mesin. Jika dibandingkan keluarannya atau biasa dikenal dengan dengan solar murni (B-0), B-10 lebih baik brake horse power yang dihitung dengan dari pada B-0 karena pada kondisi persamaan : . optimum menghasilkan kenaikan daya 2 x N x  (1) W  sebesar 1,8%, konsumsi bahan bakar 60 spesifik sama 0,256 kg/(PS.jam), efesiensi Konsumsi Bahan Bakar Spesifik termal naik 2,4%, kadar CO gas buang Dapat dikatakan bahwa secara tidak turun80%, serta CO2 turun 55%. langsung konsumsi bahan bakar spesifik Dutra, L. M dkk [5] menganalisa merupakan indikasi efisiensi mesin dalam performansi mesin diesel dan emisi gas menghasilkan daya dari pembakaran bahan buang dengan campuran biodiesel dari bakar.Besarnya konsumsi bahan bakar metal dan etil ester dan menyimpulkan spesifik dapat didefinisikan sebagai konsumsi bahan bakar spesifik . berikut : mf berhubungan langsung dengan nilai kalor (2) sfc  . bahan bakar dimana semakin tinggi nilai W kalor bahan bakar maka konsumsi bahan Efisiensi Termal bakar semakin kecil dan sebaliknya. Jadi Besarnya efisiensi termal suatu berdasarkan penelitiannya bahwa pada mesin dapat didefenisikan sebagai rasio pengujian performansi, parameter energi keluaran dengan energi kimia yang konsumsi bahan bakar paling sedikit masuk yang dimiliki bahan bakar dalam adalah saat mesin diesel menggunakan bentuk bahan bakar yang dihisap ke dalam bahan bakar campuran solar dan biodiesel ruang bakar dan dapat didefinisikan 20% (B20) diikuti oleh B50 dan B100. sebagai : Sedangkan P. Suresh Kumar dkk [6] . W melakukanpengujian menggunakan mesin t  . (3) diesel indirect injectionmenyatakan bahwa m f x QHV x  c dengan memvariasikan tekanan injeksi dan Dalam penerapannya, besarnya sudut injeksi bahan bakar maka akan pencampuran minyak biodiesel dengan mempengaruhi emisi gas buang yang minyak solar dianjurkan kurang dari 20% dihasilkan oleh mesin tersebut. Namun karena pertimbangan teknis terkait dengan secara umum dapat disimpulkan bahwa pengaruh karakteristik fisika-kimia terjadi pengurangan emisi gas buang untuk 1


Karakteristik Pengaruh Biodiesel Dari Limbah Sawit Cair Terhadap Unjuk Kerja Mesin Diesel Empat Langkah campuran bahan bakar terhadap kondisi Skema Pengujian mesin. Bila minyak solar dicampur dengan Skema pengujian yang dilakukan biodiesel maka menjadikan campuran dilaboratorium dapat dilihat pada gambar bahan bakar tersebut bersifat lebih asam 1.Mesin diesel empat langkah yang telah sehingga menyebabkan seal dan karet pada disiapkan lalu dihubungkan dengan alat mesin menjadi mengembang sehingga ukur dan alat pendukung. Alat ukur yang memungkinkan terjadinya kebocorandigunakan yaitu tachometer untuk kebocoran yang tidak diharapkan. Hal ini mengukur putaran poros mesin dan mengakibatkan performansi mesin menjadi multitester untuk mengetahui daya yang berkurang [9]. dihasilkan mesin. Kemudian pada bagian ujung knalpot juga ditempatkan alat ukur emisi gas buang. Pelaksanaan pengujian METODOLOGI PENELITIAN dilakukan dengan memvariasikan jenis Tempat Penelitian campuran bahan bakar dan variasi putaran Penelitian ini dilaksanakan di mesin serta beban konstan berupa bola Laboratorium Prestasi MesinDepartemen lampu pijar 800 watt. Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, selama tujuh bulan.

Bahan dan Alat a. Bahan Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah : o Minyak solar o Campuran minyak limbah sawit cair POME (biodiesel) dan solar dengan perbandingan :  Solar 95% + biodiesel POME 5% (disebut B5)  Solar 90% + biodiesel POME 10% (disebut B10)  Solar 85% + biodiesel POME 15% (disebut B15)  Solar 80% + biodiesel POME 20% (disebut B20) b. Alat ukur yang digunakan o Bomb calorimeter o Timbangan o Alat uji emisi gas buang “auto gas analyzer” o Tachometer c. Mesin genset dengan spesifikasi : Tipe: diesel, 1 silinder, 4 langkah Diameter silinder : 75 mm Langkah silinder : 80 mm Volumesilinder : 353 cc Rasio kompresi : 22 Berat netto : 80 kg 1

Gambar 1. Skemapengujian HASIL DAN PEMBAHASAN Nilai Kalor Bahan Bakar Dari hasil pengujian di laboratorium menggunakan peralatan calorimeter bomb diperoleh bahwa nilai kalor paling tinggi terdapat pada bahan bakar solar sebesar 43294 kJ/kg. Nilai kalor paling rendah terdapat pada bahan bakar B20 yaitu 34708 kJ/kg. Nilai kalor bahan bakar menunjukkan energi yang dihasilkan pada saat proses pembakaran bahan bakar per satuan massanya dimana nilai kalor dipengaruhi oleh komposisi penyusun bahan bakar tersebut. Tampak dari tabel1bahwa semakin tinggi kadar biodiesel POME dalam campuran bahan bakar maka nilai kalor bahan bakar semakin rendah. Hal ini disebabkan karena adanya oksigen dalam struktur biodiesel,


Solar B5 B10 B15 B20

Nilai Kalor (kJ/kg) 43294 41068 38418 36722 34708

Daya Mesin Seperti dijelaskan pada bagian sebelumnya bahwa pengujian dilakukan dengan pembebanan konstan sebesar 800 watt dengan menggunakan delapan bola lampu pijar yang masing-masing 100 watt.Dari hasil pengujian di laboratorium diperoleh bahwa daya maksimum terjadi saat mesin menggunakan bahan bakar solar pada putaran mesin 1200 rpm sebesar 445,03 watt. Sedangkan daya minimum diperoleh saat mesin menggunakan bahan bakar B20 pada putaran mesin 700 rpm sebesar 121,84 watt. Tampak dari hasil pengujian mesin bahwa peningkatan komposisi biodiesel pada campuran bahan bakar mempengaruhi daya mesin yang dihasilkan oleh mesin. Hal ini sangat dipengaruhi oleh kandungan nilai kalor dari bahan bakar yang dipergunakan. Semakin tinggi nilai kalor bahan bakar maka energi panas yang dihasilkan semakin besar sehingga berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan.Faktor lain yang memungkinkan terjadinya penurunan daya mesin pada pemakaian B5 hinggaB20 adalah karena kurang tepatnya setting timing injection, hal ini disebabkan bilangan setana biodiesel lebih tinggi dari solar sehingga diperlukan ignition delay yang lebih pendek. Oleh karena itudiperlukan upaya memajukan timing injection mendapatkan daya optimum.

100 700

800 900 1000 1100 1200 Putaran Mesin (rpm)

Gambar 2. Daya vs putaran mesin Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Dari hasil pengujian didapatkan nilai konsumsi bahan bakar spesifik minimum sebesar 359 gr/kWh pada pemakaian bahan bakar premium pada putaran mesin 1200 rpm. Sedangkan konsumsi bahan bakar maksimum diperoleh saat mesin menggunakan bahan bakar B20 sebesar 930,84 pada putaran mesin 700 rpm. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar kandungan biodiesel di dalam campuran bahan bakar maka semakin besar konsumsi bahan bakar spesifik yang terjadi.Hal ini disebabkan nilai kalor B5 hingga B20 lebih rendah dari solar akibat oksigen dalam biodiesel POME menyebabkan campuran udara-bahan bakar menjadi lebih miskin (lean mixture) sehingga untuk mendapatkan kinerja diinginkan maka campuran udara-bahan bakar harus dibuat lebih kaya (rich mixture). Kondisi ini membuat bahan bakar campuran yang dibutuhkan lebih banyak dibandingkan bila menggunakan bahan bakar solar. 1300 Solar SFC (gr/kWh)

Bahan Bakar

Daya (Watt)

Karakteristik Pengaruh Biodiesel Dari Limbah Sawit Cair Terhadap Unjuk Kerja Mesin Diesel Empat Langkah sehingga untuk mendapatkan energi yang Solar B5 sama maka jumlah bahan bakar biodiesel 500 yang diperlukan menjadi lebih besar. Tabel 2. Hasil pengujian nilai kalor bahan bakar 300

300 700 800 900 1000 1100 1200 Putaran Mesin (rpm)

Gambar 3. SFC vs putaran mesin 1


Efisiensi Termal (%)

Karakteristik Pengaruh Biodiesel Dari Limbah Sawit Cair Terhadap Unjuk Kerja Mesin Diesel Empat Langkah cukupberpengaruh terhadap proses Efisiensi Termal Efisiensi termal yang diperoleh dari pembakaran yang terjadi di ruang bakar. hasil perhitungan berdasarkan data Semakin kabut bahan bakar tersebut, maka pengujian dilaboratorium diperoleh seperti pembakaran yang terjadi akan semakin tampak pada gambar 4 di bawah ini. mendekati sempurna dan mempengaruhi efisiensi termal yang diperoleh mesin. 25 Kondisi injektor setelah pengujian dapat dilihat pada gambar berikut. 20 15 Solar

10

(a)

(b)

(c)

700 800 900 1000 1100 1200 Putaran Mesin (rpm) Gambar 4. Efisiensi termal vs putaran mesin Hasil pengujian menunjukkan bahwa harga efisiensi termal maksimum sebesar 24% dengan menggunakan solar untuk putaran mesin 1200 rpm dan nilai efisiensi termal minimum didapatkan sebesar 11,55% dengan menggunakan bahan bakar B20 pada putaran mesin 700 rpm.Sesuai dengan persamaan yang digunakan untuk menghitung efisiensi termal bahwa efisiensi termal dari motor bakar dipengaruhi oleh beberapa variabel seperti daya mesin, laju aliran bahan bakar ke ruang bakar dan nilai kalor bahan bakar yang digunakan. Ketiga parameter tersebut secara simultan mempengaruhi pencapaian efisiensi termal suatu mesin. Kondisi Injektor Pada pengujian ini juga dilakukan pengamatan terhadap kondisi injektor akibat proses pembakaran yang terjadi di dalam ruang bakar saat menggunakan bahan bakar solar dan saat menggunakan campuran bahan bakar solar - biodiesel POME. Seperti diketahui bahwa injektorberfungsi mengabutkan bahan bakar sebelum masuk ruang bakarProses pengabutan bahan bakar tersebut 1

(d) (e) (f) Gambar 5. (a) Kondisi injektor sebelum dilakukan Pengujian. (b) kondisi injektor menggunakan solar (c) kondisi injektor menggunakan B5 (d) kondisi injektor menggunakan B10 (e) kondisi injektor menggunakan B15 (f) kondisi injektor menggunakan B20 Tampak bahwa kondisi injektor yang belum digunakan (a) memiliki permukaan yang bersih dan tidak memiliki kerak hitam pada permukaannya.Sedangkan untuk kondisi injektor setelah dilakukan pengujian tampak memiliki kerak hitam hasil pembakaran yang menempel pada permukaan injektor. Dapat disimpulkan bahwa sisa kerak hitam paling tebal di permukaan injektor terdapat saat mesin diesel diuji dengan menggunakan bahan bakar solar.Sedangkan kondisi permukaan injektor yang memiliki sisa kerak hitam paling tipis terdapat pada saat pengujian dengan menggunakan bahan bakar B20. Hal ini menandakan bahwa peningkatan konsentrasi biodiesel POME pada campuran bahan bakar membuat proses pembakaran yang terjadi menjadi lebih


Karakteristik Pengaruh Biodiesel Dari Limbah Sawit Cair Terhadap Unjuk Kerja Mesin Diesel Empat Langkah baik jika dibandingkan dengan proses 2. Daya maksimum terjadi pada saat pembakaran dengan bahan bakar solar. mesin menggunakan bahan bakar solar dengan putaran mesin 1200 rpm sebesar 445,03 watt. Sedangkan daya Emisi Gas Buang Emisi gas buang yang diteliti adalah minimum diperoleh pada saat mesin tingkat kekabutan atau opasitas (opacity) menggunakan bahan bakar B20 dengan dari gas buang mesin diesel tersebut. putaran mesin 700 rpm, sebesar 121,84 watt. Tabel 3. Hasil uji emisi gas buang untuk 3. Nilai konsumsi bahan bakar spesifik opasitas minimum sebesar 359 gr/kWh terjadi Opasitas Bahan pada pemakaian bahan bakar premium No Uji 1 Uji 2 Uji 3 Uji 4 (RataBakar dengan putaran mesin 1.200 rpm. rata) % Sedangkan konsumsi bahan bakar 1 Solar 31.60 22.10 29.60 24.77 27.02 maksimum diperoleh pada saat mesin 2 B5 28.00 20.70 24.20 23.97 24.22 menggunakan bahan bakar B20 3 B10 22.40 26.40 19.60 19.07 21.87 sebesar 930,84dengan putaran mesin 4 B15 17.30 15.70 18.30 17.27 17.14 700 rpm. 5 B20 11.70 20.40 13.80 17.17 15.77 4. Hasil pengujian menunjukkan bahwa harga efisiensi termal maksimum sebesar 24% dengan menggunakan Untuk pengujian uji emisi mesin solar untuk putaran mesin 1.200 rpm diperoleh nilai opasitas maksimum pada dan nilai efisiensi termal minimum pemakaian bahan bakar solar sebesar didapatkan sebesar 11,55% dengan 27,02%. Sementara untuk nilai opasitas menggunakan bahan bakar B20 pada minimum terjadi melalui pengujian mesin putaran mesin 700 rpm. dengan menggunakan bahan bakar B20 5. Kondisi tingkat kekabutan atau sebesar 15,77%. Penurunan nilai dari opasitas emisi gas buang paling tinggi opasitas tersebut disebabkan oleh terjadi pada saat mesin menggunakan penurunan kadar hidrokarbon dalam bahan bahan bakar solar dan minimum saat bakar yang menandakan bahwa proses mesin menggunakan bahan bakar B20. pembakaran yang terjadi semakin baik. Semakin tinggi persentase biodiesel Daftar Simbol POME dalam campuran bahan bakar, ṁf= laju aliran bahan bakar ke ruang maka proses pembakaran yang terjadi bakar (kg/s) semakin baik sehingga nilai opasitas dari N = putaran mesin / engine speed gas buang yang dihasilkan semakin kecil. (rpm) n = siklus langkah / tak KESIMPULAN QHV= nilai kalor bahan bakar (kJ/kg) 1. Dari hasil pengujian di laboratorium Sfc= konsumsi bahan bakar spesifik dengan menggunakan peralatan (kg/kWs) calorimeter bomb diperoleh bahwa Ẇ= daya poros (W) nilai kalor paling tinggi terdapat pada a= massa jenis udara pada kondisi bahan bakar solar sebesar 43294 kJ/kg. sekitar (kg/m3) Dan nilai kalor paling rendah terdapat τ = torsi (Nm) pada bahan bakar B20 yaitu 34708 t = efisiensi termal kJ/kg.

1


Karakteristik Pengaruh Biodiesel Dari Limbah Sawit Cair Terhadap Unjuk Kerja Mesin Diesel Empat Langkah Combustion Engine”, University of DAFTAR PUSTAKA Wisconsin, Prentice Hall New Jersey. 1. Buku Panduan PT. Nusantara Bioenergy Investama, 2010. 9. Badan Pengkajian dan Penerapan 2. Markus Sumarsono (2008), ”Analisa Pengaruh Campuran Bahan Bakar Solar Minyak Jarak Pagar Pada Kinerja Motor Diesel dan Emisi Gas Buang”, Jurnal Teknik Lingkungan ISSN 1441318X.

Teknologi (2009),”Outlook Energi Indonesia - Teknologi Energi untuk Mendukung Keamanan Pasokan Energi”, Jakarta, BPPT – Press

3. Murni (2010), ”Kajian Eksperimental Pengaruh Temperatur Terhadap Viskositas Biodiesel Minyak Sawit dan Uji Performa pada Mesin Diesel Direct Injection Putaran Konstan”, Tesis Magister Teknik Mesin Universitas Diponegoro. 4. I Wayan Susila (2010), “Kinerja Mesin Diesel Memakai Bahan Bakar Biodiesel Biji Karet dan Analisa Emisi Gas Buang” Universitas Negeri Surabaya, Jurnal Teknik Mesin Vol. 12, No. 1, April 2010: 43 -50 5. Dutra, L. M. (2009), “Comparative Analysis of Performance and Emissions of An Engine Operating with Palm Oil Methyl and Ethyl Esters and Their Blends with , 20th International Congress of Mechanical Engineering November 15-20, 2009, Gramado, RS, Brazil. 6. P. Suresh Kumar, Ramesh Kumar Donga, P. K. Sahoo (2012), “ Experimental Comparative Study Between Perfromance and Emissions of Jatthropa biodiesel and Diesel Under Varying Injection Pressures, ”International Journal of Engineering Sciences & Emerging Technologies, August 2012, ISSN: 2231 – 6604 Volume 3, Issue 1, pp: 98-112 ©IJESET 7. John B. Heywood (1988) ”Internal Combustion Engines Fundamentals,” Masschussets Institute of Technology. 8. W.W. Pulkrabek (1999), ”Engineering Fundamentals of The Internal 1


Volume 16 No 2, November 2014 ISSN:

Recommend Documents