PENGARUH CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA KUNINGAN BERBENTUK PLAT BERLUBANG TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA KENDARAAN BER MOTOR
SKRIPSI
PENGARUH CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA
KUNINGAN BERBENTUK PLAT BERLUBANG TERHADAP EMISI GAS
BUANG PADA KENDARAAN BER MOTOR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun Oleh :
NURUL ARIFIN
201110120311139
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
i
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
PENGARUH CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA KUNINGAN BERBENTUK
PLAT BERLUBANG TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA KENDARAAN BER MOTOR
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin Program Strata
satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Oleh :
Nurul Arifin
201110120311139
Diterima dan Disetujui
Pada tanggal, 26 Oktober 2015
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Ir. Eko Hariyadi, MT
Murjito, ST.,MT
108.9303.0292
108.9404.0313
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Malang
Ir. Daryono, MT
108.8909.0124
ii
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246Telp. (0341) 464318 – 21Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA
BIMBINGAN TUGAS AKHIR ( TA )
Nama
No. ST. Pemb. TA
Judul TA
: Nurul Arifin
Nomer Induk
: 201110120311139
: E.2/112/FT/UMM/III/2015
Tgl. ST. TA keluar :
:Pengaruh Catalytic coveter Berbahan Tembaga Kuningan Berbentuk Plat
Berlubang Terhadap Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor.
MINGGU
KEGIATAN
1
25-08-2015
Cek penulisan dengan benar
2
08-09-2015
Dapat dilanjutkan pada BAB II
literatur matrial
3
29-09-2015
Buat diagram perbandingan dan di
lanjutkan BAB III
4
04-10-2015
Kerjakan proses pengambilan data
5
23-10-2015
Dapat dilanjutkan BAB V
6
26-10-2015
Hitung pengambilan data
7
28-10-2015
Lengkapi dengan gerafik
8
29-10-2015
Dapat diseminarkan
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
108.8909.0124
Uraian Asistensi
TTD
Dosen Pembimbing I
Malang, 28 Oktober 2015
Dosen Pembimbing I,
Ir. Eko Hariyadi, MT
108.9303.0292
iii
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246Telp. (0341) 464318 – 21Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA
BIMBINGAN TUGAS AKHIR ( TA )
Nama
201110120311139
No. ST. Pemb. TA
Judul TA
NO
: Nurul Arifin
Nomer Induk
:
: E.2/112/FT/UMM/III/2015
Tgl. ST. TA keluar :
:Pengaruh Catalytic coveter Berbahan Tembaga Kuningan
Berbentuk Plat Berlubang Terhadap Emisi Gas Buang Kendaraan
Bermotor
1
Tgl
Konsultasi
27-08-2015
Uraian Asistensi
2
05-09-2015
3
29-09-2015
4
12-09-2015
Lanjut BAB III
5
17-10-2015
6
21-10-2015
Lengkapi dengan prosedur analisa dalam
bentuk paragraf
ACC BAB IV dan V
7
25-10-2015
Persiapkan artikel ilmiah dan gerafik
8
29-10-2015
Hitung proses pengembilan data dan
Dapat diseminarkan
Rumusan masalah berkaitan dengan tujuan
dan Perbaiki latar belakang
Perbaiki penulisan pada BAB I dan lanjut
BAB II
Penulisan pada BAB II diruntutkan lebih
detail
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
108.8909.012
TTD
Dosen Pembimbing II
Malang, 28 Oktober 2015
Dosen Pembimbing II
Murjito, ST.,MT
108.9404.0313
iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan dibawah ini :
Nama
: Nurul Arifin
Nim
: 201110120311139
Tempat/Tanggal Lahir
: Malang, 04 Oktober 1992
Jurusan
: TeknikMesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: UniversitasMuhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Pengaruh Catalytic Converter
Berbahan Tembaga Kuningan Berbentuk Plat Berlubang Terhadap Emisi Gas
Buang Pada Kendaraan Bermotor” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana
S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang,
sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi
yang sudah dipublikasikan dan/ atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar
kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi
manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya kutipan dan daftar pustaka
sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan
sebagaimana mestinya.
Malang, 27 Oktober 2015
Nurul Arifin
v
PENGARUH CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA
KUNINGAN BERBENTUK PLAT BERLUBANG TERHADAP EMISI GAS
BUANG PADA KENDARAAN BER MOTOR
Nurul Arifin, Eko Hariyadi, Murjito
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
65144
ABSTRAK
Kendaraan bermotor merupakan alat transportasi yang paling banyak digunakan
pada saat ini, seiring dengan kemajuan industri otomotif dunia berpacu untuk
menginovasi produk – produk kendaraan yang mereka ciptakan. Penelitian ini
bertujuan untuk mendapatkan performa emisi gas buang pada Catalytic Converter
dengan katalis berbahan tembaga kuningan berbetuk plat berlubang untuk
mengetahui putaran mesin terhadap keluaran emisi HC dan CO kendaraan
bermotor. Pengukuran konsentrasi emisi gas buang pada saluran gas buang
dilakukan pada kondisi standart dan kondisi pemasangan Catalytic Converter
Tembaga Kuningan dengan menggunakan alat Gas Analyzer.Penelitian ini
mengunakan tembaga kuningan berbentuk plat lingkaran belubang separuh dari
lingkaran yang berjajar dengan jarak antar plat 1,5 cm pada kenalpot motor.
Adapun dari hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil prosentase penurunan kadar
emisi gas buang dengan Catalytic Converter dan terhadap pengujian emisi gas
buang tanpa menggunakan Catalytic Converter. Setelah penggunaan katalis plat
tembaga kuningan mampu menurunkan emisi gas HC sebesar 14,89 ppm dari
prosentase emisi sebesar 85,10 ppm. Pada emisi gas CO juga demikian dapat turun
sebesar 24,29 % volume dari prosentase emisi sebesar 73,45 % volume. Sedangkan
pada emisi gas CO2-nya dapat turun sebesar 26,54 % volume dari prosentase emisi
sebesar 73,45 % volume. Dan katalis berbahan stainless steel bentuk sarang laba –
laba ini dapat menurunkan kadar emisi O2 sebesar 36,49 % volume dari prosentase
penurunan emisi sebesar 63,51 % volume. Banyak sedikitnya jumlah keping katalis
dan rapat tidaknya sirip – sirip katalis akan mempengaruhi prosentase penurunan
emisi gas buang yang terjadi.
Kata kunci : Catalityc Converter, Tembaga Kuningan, Emisi Gas Buang, Hidrocarbon,
Carbon monoksida
vi
THE EFFECTS OF CATALYC CONVERTER MADE OF COPPER BRASS
PERFORATED PLATE SHAPED TOWARD THE EXHAUST EMISSIONS
ON MOTOR VEHICLES
Nurul Arifin, Eko Hariyadi, Murjito
Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
65144
Abstract
Nowadays, motor vehicles are the means of transportation mostly used along with the
advance of global automotive industry race to innovate their created vehicle products.
The purpose of this study is to get the performance of the exhaust emissions on
Catalytic Converter with catalyst made of copper brass perforated plate shaped to
determine the rotation of engine towards HC and CO emission outputs of motor
vehicle. The measurement of concentration of exhaust emission on exhaust gas
channel is conducted on standard condition and installation condition of Catalytic
Converter Copper Brass using Gas Analyzer tool. This study uses a copper brass
perforated circle plate shaped half of the circle which is lined with a distance between
1.5cm plates on the motorcycle exhaust. The result of this study is found that the use
and testing of Catalytic Converter on exhaust emission is able to reduce the
percentage of gas emission levels. After the trial, the use of copper brass catalyst is
able to reduce the percentage of gas emission of HC from 85, 10 ppm to 14, 89 ppm.
On the gas emission of CO as well, the percentage of emission is reduced from 73, 45
% volume to 24, 29 % volume while the percentage of CO2 gas emission is able to
reduce from 73, 45 % volume to 26, 54 % volume. And for the catalyst which is
made of stainless steel with cobweb shaped is able to reduce the percentage of O2 gas
emission from 63, 51% volume to 36, 49% volume. The amount of catalyst pieces
and the density of catalyst fins will influence the percentage of reduction in gas
emission that occurs.
Key terms: Catalytic Converter, Copper Brass, Exhaust Emissions, Hydrocarbon,
Carbon Monoxides
vii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syuku rkepada kehadirat Allah SWT yang
mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahnya laporan tugas
akhir dengan judul “PENGARUH CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN
TEMBAGA KUNINGAN BERBENTUK PLAT BERLUBANG TERHADAP
EMISI GAS BUANG PADA KENDARAAN BERMOTOR” ini akhirnya dapat
terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang
dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa
ringan dan dapat teratasi. oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas
jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta
bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi
ini.Ungkapan terima ksi htersebut disampaikan kepada :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non materiil,
mendo’akan, mengingatkan akan pesan - pesannya yang tak akan terlupakan.
2. Bapak Ir.Eko Hariyadi.MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan.
3. Bapak Murjito ST,.MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya
skripsi ini.
4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM.
5. Bapak Budiono, SSi.MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM.
viii
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
teoritis secara langsung mau pun tidak langsung.
7. Teman – teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2011 A, B,
C dan D serta kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan selalu
memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.
8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak
terbahas.Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat
diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT
memberikan sifat Rahim – Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan
penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
Malang, 28 Otober 2015
Nurul Arifin
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... ii
BERITA ACARA .................................................................................................. iii
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... v
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xiv
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 5
1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 5
1.4 Batasan Masalah......................................................................................... 6
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 5
1.6 Metode Penelitian....................................................................................... 7
1.7 Gambar Disaine Catalytic Converter.......................................................... 8
II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Catalytic Converter .................................................................................... 10
2.1.1 Pengertian Catalytic Converter ......................................................... 9
2.1.2 Cara Kerja Catalytic Converter ......................................................... 11
x
2.1.3 Jenis-Jenis Catalytic Converter.......................................................... 12
2.2 Katalis ....................................................................................................... 13
2.2.1 Monolith ........................................................................................... 17
2.2.2 Energi Aktifasi dan Katalis................................................................ 18
2.2.3 Kecepatan Reaksi Uutuk Reaksi Katalis Homogen........................... 18
2.3 Substrac ..................................................................................................... 19
2.3.1 Ceramic Pellet.................................................................................... 19
2.3.2 Ceramic Honeycomb.......................................................................... 20
2.3.3 Metallic Homeycomb......................................................................... 20
2.4 Matrial Katalis............................................................................................ 21
2.5 Logam Tembaga Kuningan ........................................................................ 22
2.5.1 Sefat-sifat Baja Tembaga Kuningan ................................................ 22
2.6 Bentuk Disain Katalis Model Lingkaran ................................................... 23
2.7 Perbandingan Udara Bahan Bakar (A/F) Atau AFR ................................. 24
2.8 Reaksi Pembakaran ................................................................................... 25
2.9 Analisa Gas Buang .................................................................................... 28
2.9.1 Standarisasi Emisi Internasional ........................................................ 29
2.9.2 Karbon Monoksida ( CO) .................................................................. 29
2.9.3 Hidrokarbon (HC) ............................................................................. 30
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Merencanakan Dan Merancang Catlytic Converter ................................... 31
3.1.1 Perhitungan Dimensi ......................................................................... 31
xi
3.1.2 Desaine Chasing Catalytic Converter ................................................31
3.1.3 Alat Dan Bahan Untuk Pembuatan Katalis ........................................32
3.1.4 Pembuatan Katalis ............................................................................. 32
3.2 Pelaksanaan Pengujian . ............................................................................. 34
3.2.1 Persiapan Pengujian ........................................................................... 34
3.2.2 Prosedur Pengujian ............................................................................ 36
3.2.3 Variabel Pengujian ............................................................................ 38
3.2.4 Prosedur Pengambilan Data .............................................................. 38
3.2.5 Analisa Data ...................................................................................... 39
3.2.6 Tempat penelitian .............................................................................. 39
3.3 Sekema Pengujian ...................................................................................... 40
BAB IV ANALISA DATA
4.1 Data Hasil Pengujian .................................................................................. 41
4.1.1 Data Pengujian Gas Buang Tanpa Catalytic Converter ................... 42
4.2 Pembahasan Dan Perhitungan Data Hasil Pengujian ................................. 44
4.2.1 Analisa Emisi Gas Buang Hidrocarbon ( HC ) ............................... 44
4.2.2 Analisa Emisi Gas Buang Carbon Monoksida ( CO ) ................... 46
4.2.3 Analisa Emisi Gas Buang Carbon Dioksida ( CO2 ) ....................... 47
4.2.4 Analisa Emisi Gas Buang Oksigen ( O2 ) ........................................ 48
4.2.5 Analisa Visual Terhadap Katalis Proses Pengujian ......................... 50
4.2.6 Analisa Kadar Penurunan Emisi Gas Buang Pada Katalis............... 52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
xii
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 53
5.2 Saran........................................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR TABEL
No
1
Judul
Pengaruh
Halaman
A/F
Pada
25
Daya Bahan Bakar Dan
Emisi
2
Standarisasi
Emisi
29
Data Pengujian Tanpa
41
Internasional
3
Menggunakan Catalytic
Converter
4
Data Pengujian Dengan
42
Menggunakan Catalytic
Converter
5
Data Hasil Pengujian
dengan
41
Catalytic
Converter
6
Emisi Gas Buang tanpa
Catalytic
52
Converter
Tembaga Kuningan
7
Emisi
Gas
Buang
dengan
Catalytic
Converter
Tembaga
54
Kuningan
xiv
DAFTAR GAMBAR
No
Judul
Halaman
1
2
3
Gambar Disain Catalytic Converter
Tempat Ctalytic Converter Pada Kendaraan Bermotor
Tempat Keberadaan Catalytic Converter Pada Kendaraan
Bermotor
Single Bed Oksidasi
Sing Bed Three Way
Catalytic Converter Ceramic Pellet
Catalytic Converter Ceramic Honeycomb
Catalytic Converter Metallic Honeycomb
Chasing Catalytic Converter
Proses Pembentukan Plat
Proses Pengeboran
Hasil Pembentukan Plat
Katalis Yang Sudah Jadi Dan Siap Untuk Di Uji
Gas Analyzer Star Gas 898
Pengujian Tanpa Menggunakan Catalytic Converter
Pengujian Dengan Menggunakan Catalytic Converter
SkemaPengujian
Grafik Hubungan Antara Emisi Gas HC Dengan Variabel
Putaran
Grafik hubungan antara Emisi Gas CO dengan Variable Putaran
Grafik hubungan Emisi Gas CO2 dengan variable putaran
Grafik hubungan antara Emisi Gas O2 dengan Variable putaran
Tampak katalis setelah proses pengujian
8
11
12
Tampak Atas katalis setelah proses pengujian
Gerafik Hubungan Antara Proses Emisi Terhadap Penurunan
Emisi
51
53
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
12
14
19
20
21
32
33
33
34
34
35
37
38
40
40
46
48
49
50
xv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kendaraan bermotor merupakan alat transportasi yang paling banyak
digunakan pada saat ini, seiring dengan kemajuan industri otomotif dunia
berpacu untuk menginovasi produk – produk kendaraan yang mereka
ciptakan. Akan tetapi dampak dari banyaknya kendaraan bermotor itu sendiri
adalah polusi pada lingkungan dan udara bebas yang berasal dari saluran
pembuangan kendaraan bermotor, sehingga industri – industri produk
kendaraan
tersebut
melakukan
inovasi
untuk
menciptakan
dan
mengenbangkan kendaraan dengan gas buangnya ramah lingkungan.
Pada kendaraan yang menggunakan bahan bakar bensin dan sejenis
nya, gas buang yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan udara
terdiri dari banyak komponen gas yang merupakan hasil dari reaksi
sampingan yang tidak dapat dihindarkan. Gas buang dari hasil pembakaran
yang tidak hanya oksida – oksida saja tapi juga merupakan senyawa kimia
lainnya, misalnya bahan bakar yang belum terbakar secara sempurna jadi
masih berupa hidrokarbon yang lebih populer dengan sebutan HC.
Gas hidrokarbon dapat menyebabkan iritasi mata, batuk, rasa
mengantuk dan bercak kulit. Hidrokarbon yang beraroma pada kosumsi
rendah dapat menyebabkan iritasi pada mata dan hidung yang dapat meracuni
saraf. Sedangkan gas NOx dapat mengganggu sistem pernafasan dan merusak
paru –paru ( Bosch, 1998 ).
1
2
Polusi udara tentu saja mempunyai dampak yang negatip terhadap
lingkungan. Polutan akan memberikan efek negatip terhadap kesehatan
manusia, tumbuh – tumbuhan, hewan, bahan bangunan, udara dan iklim. Hal
ini tidak dapat kita hilangkan akan tetapi kita dapat menekan polutan sampai
ke titik yang tidak membahayakan lingkungan.
Untuk mengurangi emisi gas buang tersebut sebenarnya dapat
dilakukan dengan membatasi jumlah kendaraan bermotor, hal ini merupakan
kewenangan dari pemerintahan dan sangat sulit terwujud mengingat pajak
kendaraan bermotor masih menjadi penyumbang pendapatan Negara terbesar
saat ini. Pemakaian bahan bakar yang tidak berpolusi atau ramah lingkungan
juga merupakan kewenangan dan otoritas PERTAMINA sebagai tangan
panjang pemerintah, cara inipun masih belum bisa diwujudkan dan saat ini
masih dalam bentuk kajian serta membutukan investasi yang besar untuk
proses produksi bahan bakar yang ramah lingkungan.
Metode dan teknik yang dilakukan ada beberapa macam, antara lain
dengan memodifikasi beberapa bagian dari kendaraan bermotor. Menurut
Mathur (1975 : 15) pendekatan yang biasanya dilakukan dipakai dalam
mengurangi gas buang kendaraan bermotor antara lain : modifikasi mesin,
modifikasi penggunaan bahan bakar atau system bahan bakarnya, modifikasi
pada saluran gas buang ( penambahan Catalytic Converter ).
Upaya yang telah dilakukan industri kendaraan bermotor dalam
rangka menekan atau mengurangi gas buang / emisi hasil pembakaran salah
satunya dengan menambahkan Catalytic Converter pada saluran buang (
3
knalpot ) agar pembuangan gas buang jumlah ( kadar ) emisi gas buangnya
berada dalam tingkat yang tidak membahayakan.
Pada catalytic converter komersial, bahan yang digunakan adalah
logam – logam mulia, seperti platinum, palladium dan rhodium. Logam mulia
tersebut mempunyai aktivitas spesifik yang tinggi , namun logam – logam
mulia tersebut mempunyai kelimpahan rendah dan harga yang cukup mahal.
Dengan demikian sebagai alternative digunakan bahan yang mempunyai
aktivitas katalis, kelimpahan tinggi dan lebih murah serta sederhana ( chusnul
M. Studi penggunaan katalis ITS 2005 ).
Dowden (1970) dalam bukunya “Catalytic Hand Book “ mengatakan
bahwa beberapa logam yang diketahui efektif sebagai katalis oksidasi dan
reduksi dari yang besar sampai yang kecil adalah Pt, Pd, Ru > Mn, Cu, >Ni >
Fe > Cr > Zn dan oksida dari logam – logam tersebut.
Di samping itu, dari beberapa penelitian sebelumnya ditunjukkan
bahwa pemakaian oksida logam transisi sebagai katalis akan menurunkan
kadar polutan yang dikeluarkan oleh motor bensin empat langkah dengan
tingkat penurunan yang bervariasi. Diantaranya, penelitian I Komang Astika
(2000) yang menggunakan tembaga (Cu) sebagai catalytic muffler pada
motor bensin empat langkah, I Nyoman Jingga (2000) yang menggunakan
magnesium (Mg) sebagai pereduksi polutan di muffler motor bensin empat
langkah, Muhajir (2001) yang menggunakan katalis silincer dengan bahan
katalis Zeolit Alam dan Mangan (Mn) pada sepeda motor empat langkah, Eko
Deddy Setiawan (2001) yang menggunakan zeolit sebagai catalytic muffler
4
pada motor bensin empat langkah, Arief Cahyono (2001) yang menggunakan
katalis oksida tembaga dan krom pada saluran gas buang mesin Toyota
Kijang tahun 1982, Mulyono (2002) yang menggunakan tembaga (Cu)
berlapis nikel (Ni) sebagai catalytic converter pada motor bensin empat
langkah, Warju (2003) yang menggunakan catalytic converter kuningan
(Cu+Zn) berlapis krom (Cr) pada mesin Toyota Kijang Tipe 4K, Joko
Nugroho (2004) yang menggunakan converter zeolit untuk mereduksi polutan
emisi gas buang kendaraan berbahan bakar bensin, dan muhammad Aris
(2005) yang menggunakan tembaga (Cu) murni di exhaust muffler motor
bensin 4 langkah.
Berdasarkan pemikiran dan penelitian sebelumnya, salah satu
teknologi yang dapat digunakan untuk mereduksi emisi gas CO adalah
dengan pemasangan Catalytic Converter yang dipasang pada system saluran
pembuangan emisi gas. Penelitian terdahulu menjelaskan bahwa katalis
berbahan tembaga dapat digunakan untuk mereduksi emisi gas buang Carbon
Monoksida (CO) untuk berbagai variasi putaran mesin dan variasi jumlah sel
katalis. Oleh sebab itu pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
penggunaan logam lain selain tembaga sebagai katalis. Didasarkan pada
kenyataan diatas maka dilakukan penelitian skala Laboratorium dengan
Judul: “Catalytic Converter Berbahan Kuningan Berbentuk Plat
Berlubang Untuk Mengurangi Emisi Gas Buang“ yang dirancang dan
didesain sedemikian rupa tanpa meninggalkan aspek sederhana, efisien dan
murah.
5
1. 2 Rumusan Masalah
1. Membuat model rancangan sebuah Catalytic Converter berbahan Plat
Kuningan Berlubang.
2.
Berapa besar perubahan kadar emisi yang dihasilkan tanpa
menggunakan Catalytic Converter dan dengan menggunakan Catalytic
Converter.
3. Mampukah
dengan
menggunakan
Catalytic
Converter
akan
menetralisir emisi gas buang Hidrocarbon dan Carbon Monoksida
1. 3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan sebagai berikut :
1. Merancang dan merencana serta menguji Catalytic Converter
berbahan Plat Kuningan Berlubang.
2. Mengetahui perubahan kadar emisi antara menggunakan Catalytic
Converter dan tanpa menggunakan Catalytic Converter.
3. Menetralisir gas hidrokarbon ( HC ), Karbon Monoksida ( CO )
dengan menggunakan Catalytic Converter pada saluran gas buang.
1. 4 Batasan masalah
Dari beberapa permasalahan diatas, maka penulis mempunyai
beberapa masalah untuk memudahakan pembahasan dalam menerangkan
penelitian ini adalah :
6
1. Material katalis menggunakan Plat Kuningan yang di dapat dari toko
logam / toko material, .dan unsur logam kuningan yang mengandung
60-90% kadar tmbaga
2. Gas buang yang diukur CO dan HC.
3. Bahan bakar yang digunakan adalah premium yang dibeli dari SPBU
pertamina.
4. Pengukuran emisi gas buang yang dilakukan pada jenis motor bensin
4 langkah, 1 silinder, dengan system karburator, engine stand dengan
type Suzuki 150 cc, tahun 2014.
5. Spesifikasi motor bakar yang di uji dalam keadaan standart.
6. Pembahasan tidak menjelaskan mengenai sistem lain, hanya jelasakan
mengenai perubahan pada penurunan emisi dan desain catalis
kenalpot buatan
1. 5 Manfaat penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk memberikan gambaran terhadap
masyarakat dalam usaha mencari solusi alternative dalam pengurangan
tingkat polusi udara. Disamping itu manfaat yang ingin dicapai yaitu :
1. Memberikan informasi sejauh mana pengaruh knalpot standart dengan
knalpot Catalytic Converter berbahan Plat Kuningan.
2. Sebagai informasi bahan alternative untuk Catalytic Converter yang
lebih murah dan mudah didapat.
3. Dapat digunakan sebagai perbandingan knalpot yang tidak terdapat
katalis dengan knalpot berkatalis.
7
4. Sebagai acuan bagi pabrik pembuatan kendaran untuk meningkatkan
penganalisaan dalam sistem kenalpot yang lebih baik dan lebih efisien
1. 6 Metode Penelitian
Metode penelitian dimulai dari pembuatan rancangan katalis, setelah
katalis jadi dilakukan pengukuran emisi gas buang melewati saluran
modifikasi ( memakai katalis ), kemudian didapatkan hasil perbandingan
emisi gas buang yang memakai katalis ( sebelum aliran gas buang
melewati katalis ) dan yang memakai katalis.
8
1.7 Gambar disaine catalistik converter
9
PENGARUH CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA
KUNINGAN BERBENTUK PLAT BERLUBANG TERHADAP EMISI GAS
BUANG PADA KENDARAAN BER MOTOR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun Oleh :
NURUL ARIFIN
201110120311139
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
i
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
PENGARUH CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA KUNINGAN BERBENTUK
PLAT BERLUBANG TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA KENDARAAN BER MOTOR
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin Program Strata
satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Oleh :
Nurul Arifin
201110120311139
Diterima dan Disetujui
Pada tanggal, 26 Oktober 2015
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Ir. Eko Hariyadi, MT
Murjito, ST.,MT
108.9303.0292
108.9404.0313
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Malang
Ir. Daryono, MT
108.8909.0124
ii
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246Telp. (0341) 464318 – 21Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA
BIMBINGAN TUGAS AKHIR ( TA )
Nama
No. ST. Pemb. TA
Judul TA
: Nurul Arifin
Nomer Induk
: 201110120311139
: E.2/112/FT/UMM/III/2015
Tgl. ST. TA keluar :
:Pengaruh Catalytic coveter Berbahan Tembaga Kuningan Berbentuk Plat
Berlubang Terhadap Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor.
MINGGU
KEGIATAN
1
25-08-2015
Cek penulisan dengan benar
2
08-09-2015
Dapat dilanjutkan pada BAB II
literatur matrial
3
29-09-2015
Buat diagram perbandingan dan di
lanjutkan BAB III
4
04-10-2015
Kerjakan proses pengambilan data
5
23-10-2015
Dapat dilanjutkan BAB V
6
26-10-2015
Hitung pengambilan data
7
28-10-2015
Lengkapi dengan gerafik
8
29-10-2015
Dapat diseminarkan
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
108.8909.0124
Uraian Asistensi
TTD
Dosen Pembimbing I
Malang, 28 Oktober 2015
Dosen Pembimbing I,
Ir. Eko Hariyadi, MT
108.9303.0292
iii
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246Telp. (0341) 464318 – 21Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA
BIMBINGAN TUGAS AKHIR ( TA )
Nama
201110120311139
No. ST. Pemb. TA
Judul TA
NO
: Nurul Arifin
Nomer Induk
:
: E.2/112/FT/UMM/III/2015
Tgl. ST. TA keluar :
:Pengaruh Catalytic coveter Berbahan Tembaga Kuningan
Berbentuk Plat Berlubang Terhadap Emisi Gas Buang Kendaraan
Bermotor
1
Tgl
Konsultasi
27-08-2015
Uraian Asistensi
2
05-09-2015
3
29-09-2015
4
12-09-2015
Lanjut BAB III
5
17-10-2015
6
21-10-2015
Lengkapi dengan prosedur analisa dalam
bentuk paragraf
ACC BAB IV dan V
7
25-10-2015
Persiapkan artikel ilmiah dan gerafik
8
29-10-2015
Hitung proses pengembilan data dan
Dapat diseminarkan
Rumusan masalah berkaitan dengan tujuan
dan Perbaiki latar belakang
Perbaiki penulisan pada BAB I dan lanjut
BAB II
Penulisan pada BAB II diruntutkan lebih
detail
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
108.8909.012
TTD
Dosen Pembimbing II
Malang, 28 Oktober 2015
Dosen Pembimbing II
Murjito, ST.,MT
108.9404.0313
iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan dibawah ini :
Nama
: Nurul Arifin
Nim
: 201110120311139
Tempat/Tanggal Lahir
: Malang, 04 Oktober 1992
Jurusan
: TeknikMesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: UniversitasMuhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Pengaruh Catalytic Converter
Berbahan Tembaga Kuningan Berbentuk Plat Berlubang Terhadap Emisi Gas
Buang Pada Kendaraan Bermotor” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana
S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang,
sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi
yang sudah dipublikasikan dan/ atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar
kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi
manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya kutipan dan daftar pustaka
sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan
sebagaimana mestinya.
Malang, 27 Oktober 2015
Nurul Arifin
v
PENGARUH CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN TEMBAGA
KUNINGAN BERBENTUK PLAT BERLUBANG TERHADAP EMISI GAS
BUANG PADA KENDARAAN BER MOTOR
Nurul Arifin, Eko Hariyadi, Murjito
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
65144
ABSTRAK
Kendaraan bermotor merupakan alat transportasi yang paling banyak digunakan
pada saat ini, seiring dengan kemajuan industri otomotif dunia berpacu untuk
menginovasi produk – produk kendaraan yang mereka ciptakan. Penelitian ini
bertujuan untuk mendapatkan performa emisi gas buang pada Catalytic Converter
dengan katalis berbahan tembaga kuningan berbetuk plat berlubang untuk
mengetahui putaran mesin terhadap keluaran emisi HC dan CO kendaraan
bermotor. Pengukuran konsentrasi emisi gas buang pada saluran gas buang
dilakukan pada kondisi standart dan kondisi pemasangan Catalytic Converter
Tembaga Kuningan dengan menggunakan alat Gas Analyzer.Penelitian ini
mengunakan tembaga kuningan berbentuk plat lingkaran belubang separuh dari
lingkaran yang berjajar dengan jarak antar plat 1,5 cm pada kenalpot motor.
Adapun dari hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil prosentase penurunan kadar
emisi gas buang dengan Catalytic Converter dan terhadap pengujian emisi gas
buang tanpa menggunakan Catalytic Converter. Setelah penggunaan katalis plat
tembaga kuningan mampu menurunkan emisi gas HC sebesar 14,89 ppm dari
prosentase emisi sebesar 85,10 ppm. Pada emisi gas CO juga demikian dapat turun
sebesar 24,29 % volume dari prosentase emisi sebesar 73,45 % volume. Sedangkan
pada emisi gas CO2-nya dapat turun sebesar 26,54 % volume dari prosentase emisi
sebesar 73,45 % volume. Dan katalis berbahan stainless steel bentuk sarang laba –
laba ini dapat menurunkan kadar emisi O2 sebesar 36,49 % volume dari prosentase
penurunan emisi sebesar 63,51 % volume. Banyak sedikitnya jumlah keping katalis
dan rapat tidaknya sirip – sirip katalis akan mempengaruhi prosentase penurunan
emisi gas buang yang terjadi.
Kata kunci : Catalityc Converter, Tembaga Kuningan, Emisi Gas Buang, Hidrocarbon,
Carbon monoksida
vi
THE EFFECTS OF CATALYC CONVERTER MADE OF COPPER BRASS
PERFORATED PLATE SHAPED TOWARD THE EXHAUST EMISSIONS
ON MOTOR VEHICLES
Nurul Arifin, Eko Hariyadi, Murjito
Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
65144
Abstract
Nowadays, motor vehicles are the means of transportation mostly used along with the
advance of global automotive industry race to innovate their created vehicle products.
The purpose of this study is to get the performance of the exhaust emissions on
Catalytic Converter with catalyst made of copper brass perforated plate shaped to
determine the rotation of engine towards HC and CO emission outputs of motor
vehicle. The measurement of concentration of exhaust emission on exhaust gas
channel is conducted on standard condition and installation condition of Catalytic
Converter Copper Brass using Gas Analyzer tool. This study uses a copper brass
perforated circle plate shaped half of the circle which is lined with a distance between
1.5cm plates on the motorcycle exhaust. The result of this study is found that the use
and testing of Catalytic Converter on exhaust emission is able to reduce the
percentage of gas emission levels. After the trial, the use of copper brass catalyst is
able to reduce the percentage of gas emission of HC from 85, 10 ppm to 14, 89 ppm.
On the gas emission of CO as well, the percentage of emission is reduced from 73, 45
% volume to 24, 29 % volume while the percentage of CO2 gas emission is able to
reduce from 73, 45 % volume to 26, 54 % volume. And for the catalyst which is
made of stainless steel with cobweb shaped is able to reduce the percentage of O2 gas
emission from 63, 51% volume to 36, 49% volume. The amount of catalyst pieces
and the density of catalyst fins will influence the percentage of reduction in gas
emission that occurs.
Key terms: Catalytic Converter, Copper Brass, Exhaust Emissions, Hydrocarbon,
Carbon Monoxides
vii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syuku rkepada kehadirat Allah SWT yang
mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahnya laporan tugas
akhir dengan judul “PENGARUH CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN
TEMBAGA KUNINGAN BERBENTUK PLAT BERLUBANG TERHADAP
EMISI GAS BUANG PADA KENDARAAN BERMOTOR” ini akhirnya dapat
terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang
dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa
ringan dan dapat teratasi. oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas
jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta
bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi
ini.Ungkapan terima ksi htersebut disampaikan kepada :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non materiil,
mendo’akan, mengingatkan akan pesan - pesannya yang tak akan terlupakan.
2. Bapak Ir.Eko Hariyadi.MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan.
3. Bapak Murjito ST,.MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan
masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya
skripsi ini.
4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM.
5. Bapak Budiono, SSi.MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM.
viii
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
teoritis secara langsung mau pun tidak langsung.
7. Teman – teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2011 A, B,
C dan D serta kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan selalu
memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.
8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak
terbahas.Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat
diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT
memberikan sifat Rahim – Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan
penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
Malang, 28 Otober 2015
Nurul Arifin
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... ii
BERITA ACARA .................................................................................................. iii
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... v
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xiv
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 5
1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 5
1.4 Batasan Masalah......................................................................................... 6
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 5
1.6 Metode Penelitian....................................................................................... 7
1.7 Gambar Disaine Catalytic Converter.......................................................... 8
II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Catalytic Converter .................................................................................... 10
2.1.1 Pengertian Catalytic Converter ......................................................... 9
2.1.2 Cara Kerja Catalytic Converter ......................................................... 11
x
2.1.3 Jenis-Jenis Catalytic Converter.......................................................... 12
2.2 Katalis ....................................................................................................... 13
2.2.1 Monolith ........................................................................................... 17
2.2.2 Energi Aktifasi dan Katalis................................................................ 18
2.2.3 Kecepatan Reaksi Uutuk Reaksi Katalis Homogen........................... 18
2.3 Substrac ..................................................................................................... 19
2.3.1 Ceramic Pellet.................................................................................... 19
2.3.2 Ceramic Honeycomb.......................................................................... 20
2.3.3 Metallic Homeycomb......................................................................... 20
2.4 Matrial Katalis............................................................................................ 21
2.5 Logam Tembaga Kuningan ........................................................................ 22
2.5.1 Sefat-sifat Baja Tembaga Kuningan ................................................ 22
2.6 Bentuk Disain Katalis Model Lingkaran ................................................... 23
2.7 Perbandingan Udara Bahan Bakar (A/F) Atau AFR ................................. 24
2.8 Reaksi Pembakaran ................................................................................... 25
2.9 Analisa Gas Buang .................................................................................... 28
2.9.1 Standarisasi Emisi Internasional ........................................................ 29
2.9.2 Karbon Monoksida ( CO) .................................................................. 29
2.9.3 Hidrokarbon (HC) ............................................................................. 30
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Merencanakan Dan Merancang Catlytic Converter ................................... 31
3.1.1 Perhitungan Dimensi ......................................................................... 31
xi
3.1.2 Desaine Chasing Catalytic Converter ................................................31
3.1.3 Alat Dan Bahan Untuk Pembuatan Katalis ........................................32
3.1.4 Pembuatan Katalis ............................................................................. 32
3.2 Pelaksanaan Pengujian . ............................................................................. 34
3.2.1 Persiapan Pengujian ........................................................................... 34
3.2.2 Prosedur Pengujian ............................................................................ 36
3.2.3 Variabel Pengujian ............................................................................ 38
3.2.4 Prosedur Pengambilan Data .............................................................. 38
3.2.5 Analisa Data ...................................................................................... 39
3.2.6 Tempat penelitian .............................................................................. 39
3.3 Sekema Pengujian ...................................................................................... 40
BAB IV ANALISA DATA
4.1 Data Hasil Pengujian .................................................................................. 41
4.1.1 Data Pengujian Gas Buang Tanpa Catalytic Converter ................... 42
4.2 Pembahasan Dan Perhitungan Data Hasil Pengujian ................................. 44
4.2.1 Analisa Emisi Gas Buang Hidrocarbon ( HC ) ............................... 44
4.2.2 Analisa Emisi Gas Buang Carbon Monoksida ( CO ) ................... 46
4.2.3 Analisa Emisi Gas Buang Carbon Dioksida ( CO2 ) ....................... 47
4.2.4 Analisa Emisi Gas Buang Oksigen ( O2 ) ........................................ 48
4.2.5 Analisa Visual Terhadap Katalis Proses Pengujian ......................... 50
4.2.6 Analisa Kadar Penurunan Emisi Gas Buang Pada Katalis............... 52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
xii
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 53
5.2 Saran........................................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR TABEL
No
1
Judul
Pengaruh
Halaman
A/F
Pada
25
Daya Bahan Bakar Dan
Emisi
2
Standarisasi
Emisi
29
Data Pengujian Tanpa
41
Internasional
3
Menggunakan Catalytic
Converter
4
Data Pengujian Dengan
42
Menggunakan Catalytic
Converter
5
Data Hasil Pengujian
dengan
41
Catalytic
Converter
6
Emisi Gas Buang tanpa
Catalytic
52
Converter
Tembaga Kuningan
7
Emisi
Gas
Buang
dengan
Catalytic
Converter
Tembaga
54
Kuningan
xiv
DAFTAR GAMBAR
No
Judul
Halaman
1
2
3
Gambar Disain Catalytic Converter
Tempat Ctalytic Converter Pada Kendaraan Bermotor
Tempat Keberadaan Catalytic Converter Pada Kendaraan
Bermotor
Single Bed Oksidasi
Sing Bed Three Way
Catalytic Converter Ceramic Pellet
Catalytic Converter Ceramic Honeycomb
Catalytic Converter Metallic Honeycomb
Chasing Catalytic Converter
Proses Pembentukan Plat
Proses Pengeboran
Hasil Pembentukan Plat
Katalis Yang Sudah Jadi Dan Siap Untuk Di Uji
Gas Analyzer Star Gas 898
Pengujian Tanpa Menggunakan Catalytic Converter
Pengujian Dengan Menggunakan Catalytic Converter
SkemaPengujian
Grafik Hubungan Antara Emisi Gas HC Dengan Variabel
Putaran
Grafik hubungan antara Emisi Gas CO dengan Variable Putaran
Grafik hubungan Emisi Gas CO2 dengan variable putaran
Grafik hubungan antara Emisi Gas O2 dengan Variable putaran
Tampak katalis setelah proses pengujian
8
11
12
Tampak Atas katalis setelah proses pengujian
Gerafik Hubungan Antara Proses Emisi Terhadap Penurunan
Emisi
51
53
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
12
14
19
20
21
32
33
33
34
34
35
37
38
40
40
46
48
49
50
xv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kendaraan bermotor merupakan alat transportasi yang paling banyak
digunakan pada saat ini, seiring dengan kemajuan industri otomotif dunia
berpacu untuk menginovasi produk – produk kendaraan yang mereka
ciptakan. Akan tetapi dampak dari banyaknya kendaraan bermotor itu sendiri
adalah polusi pada lingkungan dan udara bebas yang berasal dari saluran
pembuangan kendaraan bermotor, sehingga industri – industri produk
kendaraan
tersebut
melakukan
inovasi
untuk
menciptakan
dan
mengenbangkan kendaraan dengan gas buangnya ramah lingkungan.
Pada kendaraan yang menggunakan bahan bakar bensin dan sejenis
nya, gas buang yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan udara
terdiri dari banyak komponen gas yang merupakan hasil dari reaksi
sampingan yang tidak dapat dihindarkan. Gas buang dari hasil pembakaran
yang tidak hanya oksida – oksida saja tapi juga merupakan senyawa kimia
lainnya, misalnya bahan bakar yang belum terbakar secara sempurna jadi
masih berupa hidrokarbon yang lebih populer dengan sebutan HC.
Gas hidrokarbon dapat menyebabkan iritasi mata, batuk, rasa
mengantuk dan bercak kulit. Hidrokarbon yang beraroma pada kosumsi
rendah dapat menyebabkan iritasi pada mata dan hidung yang dapat meracuni
saraf. Sedangkan gas NOx dapat mengganggu sistem pernafasan dan merusak
paru –paru ( Bosch, 1998 ).
1
2
Polusi udara tentu saja mempunyai dampak yang negatip terhadap
lingkungan. Polutan akan memberikan efek negatip terhadap kesehatan
manusia, tumbuh – tumbuhan, hewan, bahan bangunan, udara dan iklim. Hal
ini tidak dapat kita hilangkan akan tetapi kita dapat menekan polutan sampai
ke titik yang tidak membahayakan lingkungan.
Untuk mengurangi emisi gas buang tersebut sebenarnya dapat
dilakukan dengan membatasi jumlah kendaraan bermotor, hal ini merupakan
kewenangan dari pemerintahan dan sangat sulit terwujud mengingat pajak
kendaraan bermotor masih menjadi penyumbang pendapatan Negara terbesar
saat ini. Pemakaian bahan bakar yang tidak berpolusi atau ramah lingkungan
juga merupakan kewenangan dan otoritas PERTAMINA sebagai tangan
panjang pemerintah, cara inipun masih belum bisa diwujudkan dan saat ini
masih dalam bentuk kajian serta membutukan investasi yang besar untuk
proses produksi bahan bakar yang ramah lingkungan.
Metode dan teknik yang dilakukan ada beberapa macam, antara lain
dengan memodifikasi beberapa bagian dari kendaraan bermotor. Menurut
Mathur (1975 : 15) pendekatan yang biasanya dilakukan dipakai dalam
mengurangi gas buang kendaraan bermotor antara lain : modifikasi mesin,
modifikasi penggunaan bahan bakar atau system bahan bakarnya, modifikasi
pada saluran gas buang ( penambahan Catalytic Converter ).
Upaya yang telah dilakukan industri kendaraan bermotor dalam
rangka menekan atau mengurangi gas buang / emisi hasil pembakaran salah
satunya dengan menambahkan Catalytic Converter pada saluran buang (
3
knalpot ) agar pembuangan gas buang jumlah ( kadar ) emisi gas buangnya
berada dalam tingkat yang tidak membahayakan.
Pada catalytic converter komersial, bahan yang digunakan adalah
logam – logam mulia, seperti platinum, palladium dan rhodium. Logam mulia
tersebut mempunyai aktivitas spesifik yang tinggi , namun logam – logam
mulia tersebut mempunyai kelimpahan rendah dan harga yang cukup mahal.
Dengan demikian sebagai alternative digunakan bahan yang mempunyai
aktivitas katalis, kelimpahan tinggi dan lebih murah serta sederhana ( chusnul
M. Studi penggunaan katalis ITS 2005 ).
Dowden (1970) dalam bukunya “Catalytic Hand Book “ mengatakan
bahwa beberapa logam yang diketahui efektif sebagai katalis oksidasi dan
reduksi dari yang besar sampai yang kecil adalah Pt, Pd, Ru > Mn, Cu, >Ni >
Fe > Cr > Zn dan oksida dari logam – logam tersebut.
Di samping itu, dari beberapa penelitian sebelumnya ditunjukkan
bahwa pemakaian oksida logam transisi sebagai katalis akan menurunkan
kadar polutan yang dikeluarkan oleh motor bensin empat langkah dengan
tingkat penurunan yang bervariasi. Diantaranya, penelitian I Komang Astika
(2000) yang menggunakan tembaga (Cu) sebagai catalytic muffler pada
motor bensin empat langkah, I Nyoman Jingga (2000) yang menggunakan
magnesium (Mg) sebagai pereduksi polutan di muffler motor bensin empat
langkah, Muhajir (2001) yang menggunakan katalis silincer dengan bahan
katalis Zeolit Alam dan Mangan (Mn) pada sepeda motor empat langkah, Eko
Deddy Setiawan (2001) yang menggunakan zeolit sebagai catalytic muffler
4
pada motor bensin empat langkah, Arief Cahyono (2001) yang menggunakan
katalis oksida tembaga dan krom pada saluran gas buang mesin Toyota
Kijang tahun 1982, Mulyono (2002) yang menggunakan tembaga (Cu)
berlapis nikel (Ni) sebagai catalytic converter pada motor bensin empat
langkah, Warju (2003) yang menggunakan catalytic converter kuningan
(Cu+Zn) berlapis krom (Cr) pada mesin Toyota Kijang Tipe 4K, Joko
Nugroho (2004) yang menggunakan converter zeolit untuk mereduksi polutan
emisi gas buang kendaraan berbahan bakar bensin, dan muhammad Aris
(2005) yang menggunakan tembaga (Cu) murni di exhaust muffler motor
bensin 4 langkah.
Berdasarkan pemikiran dan penelitian sebelumnya, salah satu
teknologi yang dapat digunakan untuk mereduksi emisi gas CO adalah
dengan pemasangan Catalytic Converter yang dipasang pada system saluran
pembuangan emisi gas. Penelitian terdahulu menjelaskan bahwa katalis
berbahan tembaga dapat digunakan untuk mereduksi emisi gas buang Carbon
Monoksida (CO) untuk berbagai variasi putaran mesin dan variasi jumlah sel
katalis. Oleh sebab itu pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
penggunaan logam lain selain tembaga sebagai katalis. Didasarkan pada
kenyataan diatas maka dilakukan penelitian skala Laboratorium dengan
Judul: “Catalytic Converter Berbahan Kuningan Berbentuk Plat
Berlubang Untuk Mengurangi Emisi Gas Buang“ yang dirancang dan
didesain sedemikian rupa tanpa meninggalkan aspek sederhana, efisien dan
murah.
5
1. 2 Rumusan Masalah
1. Membuat model rancangan sebuah Catalytic Converter berbahan Plat
Kuningan Berlubang.
2.
Berapa besar perubahan kadar emisi yang dihasilkan tanpa
menggunakan Catalytic Converter dan dengan menggunakan Catalytic
Converter.
3. Mampukah
dengan
menggunakan
Catalytic
Converter
akan
menetralisir emisi gas buang Hidrocarbon dan Carbon Monoksida
1. 3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan sebagai berikut :
1. Merancang dan merencana serta menguji Catalytic Converter
berbahan Plat Kuningan Berlubang.
2. Mengetahui perubahan kadar emisi antara menggunakan Catalytic
Converter dan tanpa menggunakan Catalytic Converter.
3. Menetralisir gas hidrokarbon ( HC ), Karbon Monoksida ( CO )
dengan menggunakan Catalytic Converter pada saluran gas buang.
1. 4 Batasan masalah
Dari beberapa permasalahan diatas, maka penulis mempunyai
beberapa masalah untuk memudahakan pembahasan dalam menerangkan
penelitian ini adalah :
6
1. Material katalis menggunakan Plat Kuningan yang di dapat dari toko
logam / toko material, .dan unsur logam kuningan yang mengandung
60-90% kadar tmbaga
2. Gas buang yang diukur CO dan HC.
3. Bahan bakar yang digunakan adalah premium yang dibeli dari SPBU
pertamina.
4. Pengukuran emisi gas buang yang dilakukan pada jenis motor bensin
4 langkah, 1 silinder, dengan system karburator, engine stand dengan
type Suzuki 150 cc, tahun 2014.
5. Spesifikasi motor bakar yang di uji dalam keadaan standart.
6. Pembahasan tidak menjelaskan mengenai sistem lain, hanya jelasakan
mengenai perubahan pada penurunan emisi dan desain catalis
kenalpot buatan
1. 5 Manfaat penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk memberikan gambaran terhadap
masyarakat dalam usaha mencari solusi alternative dalam pengurangan
tingkat polusi udara. Disamping itu manfaat yang ingin dicapai yaitu :
1. Memberikan informasi sejauh mana pengaruh knalpot standart dengan
knalpot Catalytic Converter berbahan Plat Kuningan.
2. Sebagai informasi bahan alternative untuk Catalytic Converter yang
lebih murah dan mudah didapat.
3. Dapat digunakan sebagai perbandingan knalpot yang tidak terdapat
katalis dengan knalpot berkatalis.
7
4. Sebagai acuan bagi pabrik pembuatan kendaran untuk meningkatkan
penganalisaan dalam sistem kenalpot yang lebih baik dan lebih efisien
1. 6 Metode Penelitian
Metode penelitian dimulai dari pembuatan rancangan katalis, setelah
katalis jadi dilakukan pengukuran emisi gas buang melewati saluran
modifikasi ( memakai katalis ), kemudian didapatkan hasil perbandingan
emisi gas buang yang memakai katalis ( sebelum aliran gas buang
melewati katalis ) dan yang memakai katalis.
8
1.7 Gambar disaine catalistik converter
9