BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Persiapan bahan baku dilakukan di laboratorium PIK Proses Industri Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera utara selama lebih kurang 2
minggu. Pengujian dilakukan di laboratorium motor bakar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara selama lebih kurang 2
minggu.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari: 1.
Mesin Diesel Small engine Test TD111-MKII
Gambar 3.1 Mesin Diesel Small engine Test TD111-MKII Spesifikasi:
Model : TD115-MKII
Type : 1 Silinder, 4 Langkah, dan Horizontal
Universitas Sumatera Utara
Max output : 4.2 kW
Rated output : 2.5 kW
Max speed : 3750 rpm
2. Tec Equpment TD-114
Tec equipment TD-114 digunakan untuk melihat data keluaran yang akan digunakan untuk perhitungan performansi mesin. Data keluaran
yang diambil antara lain; Putaran RPM, Torsi Nm, Suhu Exhaust
o
C, dan Tekanan Udara mmH
2
O. Tec Equipment TD-114 ditunjukkan pada gambar 3.2 di bawah ini:
Gambar 3.2 Tec Equipment TD-114
Universitas Sumatera Utara
3. Rangkaian peralatan pirolisis PBKG jenis polipropilena.
Gambar 3.3 Rangkaian Peralatan Pirolisis PBKG
4. Supercharger
Supercharger mirip dengan turbocharger, tetapi turbocharger ditenagai oleh arus gas keluaran mesin yang mendorong turbin. Supercharger dapat
menyerap sebanyak sepertiga tenaga crankshaft mesin dan dalam banyak aplikasi kurang efisien daripada turbocharger. Dalam aplikasi di mana
tenaga besar lebih penting dari pertimbangan lain, seperti dragster top fuel dan kendaraan digunakan dalam kompetisi tractor pull, supercharger
sangat umum. Reaktor Pirolisis
Tabung Gas Kondensor
Pemanas Erlenmeyer
Termometer
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Supercharger
3.2.2. Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan adalah plastik bekas kemasan gelas PBKG jenis polipropilena dan katalis yang digunakan yaituSilika Gel.
Bahan baku utama yaitu polipropilena disediakan berdasarkan prosedur berikut:
1. Polipropilena diperoleh dari Plastik Bekas Kemasan Gelas PBKG dicuci.
2. PBKG dipotong dengan ukuran 2 x 2 cm
3. Potongan PBKG ini disediakan sebanyak ± 6 kg.
Gambar 3.5 Plastik Bekas Kemasan Gelas yang telah di potong kecil
3.2.3 Proses Pirolisis Polipropilena dari PBKG
Prosedur pirolisis dilakukan melalui beberapa tahapan proses diantaranya
sebagai berikut:
1. Memasang pipa sambungan antara lubang pengeluaran gas pirolisis dengan
unit pendingin dan sambungan antara unit pendingin dengan tempat minyak pirolisis.
2. Memasang thermocouple ke dalam reaktor, dan menyambungnya dengan
thermocouple reader kemudian menghidupkanya. 3.
Memanaskan reaktor pirolisis dengan menggunakan gas LPG hingga suhu mencapai 300ºC.
4. Mengalirkan air pada unit pendingin.
Universitas Sumatera Utara
5. Hentikan pemanasan dan buka tutup reaktor.
6. Memasukkan plastik bekas kemasan gelas PBKG jenis PP Polipropilena
sejumlah 0.5 kg ke dalam reaktor pirolisis dan katalis Karbon aktif. 7.
Memanaskan reaktor pirolisis dengan menggunakan gas LPG yang sebelumnya turun pada saat plastik dimasukkan, hingga mencapai suhu
ideal untuk proses yaitu 300ºC. 8.
Setelah proses pirolisis selesai maka minyak hasil pirolisis tersebut diambil. 9.
Mematikan pemanas LPG dan kumpulkan minyak hasil proses ke dalam satu wadah botol hingga mencapai jumlah yang ingin di uji yaitu 4 liter.
Universitas Sumatera Utara
Untuk lebih ringkasnya prosedur pengujian performansi yang dilakukan dapat dilihat melalui melalui diagram alir pada gambar 3.6 di bawah ini.
Gambar 3.6 Diagram Alir Prosedur Proses Pirolisis Polipropilena dari PBKG Mulai
Pasang Pipa sambungan air pendingin dari kran ke reaktor
Kompor gas di hidupkan
Tunggu sampai thermocouple mencapai suhu ideal untuk proses pirolisis yaitu 300
o
C
Plastik Bekas Kemasan Gelas PBKG yang telah di potong kecil di masukan ke tungku sebanyak 500 gram beserta katalis karbon aktif
dengan perbandingan 2 ; 10
Proses berlangsung selama ± 2 jam
Buka kran dan tampung hasil proses pirolisis di Beaker Glass
Selesai
Universitas Sumatera Utara
3.3 Metode Pengumpulan Data
Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi : 1.
Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi dan alat ukur pada masing
– masing pengujian.
2. Data sekunder, merupakan data tentang karakteristik bahan bakar yang
digunakan dalam pengujian
3.4 Metode Pengolahan Data
Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah menggunakan rumus yang ada, kemudian hasil dari peritungan disajikan dalam bentuk tabulasi dan grafik.
3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian
Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah : 1.
Torsi motor, T Nm 2.
Daya motor, P
b
N 3.
Laju aliran bahan bakar, mf kgjam 4.
Rasio udara dengan bahan bakar AFR 5.
Konsumsi bahan bakar spesifik sfc 6.
Daya aktual, P
a
kW 7.
Efisiensi Thermal Brake Aktual, η
th,b
8. Effesiens volumetric, η
v
9. Heat Loss W
10. Persentase Heat Loss
3.6 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
Alat yang digunakan dalam pengukuran nilai kalor bahan bakar ini adalah alat uji “Bom Kalorimeter”.
Peralatan yang digunakan meliputi :
Universitas Sumatera Utara
Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar yang diuji.
Tabung gas oksigen. Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen yang
dimasukkan ke dalam tabung bom. Termometer, dengan akurasi pembacaan skala 0.01
C. Elektromotor yang dilengkapi pengaduk untuk mengaduk air pendingin.
Spit, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar. Pengatur penyalaan skalar, untuk menghubungkan arus listrik ke tangkai
penyala pada tabung bom. Cawan, untuk tempat bahan bakar di dalam tabung bom.
Pinset untuk memasang busur nyala pada tangkai, dan cawan pada
dudukannya.
Adapun tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1.
Mengisi cawan bahan bakar dengan bahan bakar yang akan diuji. 2.
Menggulung dan memasang kawat penyala pada tangkai penyala yang ada pada penutup bom.
3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangkai penyala,
serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas permukaan bahan bakar yang berada didalam cawan dengan menggunakan pinset.
4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan
berisi bahan bakar pada tabungnya serta dikunci d engan ring “O” sampai
rapat. 5.
Mengisi bom dengan oksigen 30 bar. 6.
Mengisi tabung kalorimeter dengan air pendingin sebanyak 1250 ml. 7.
Menempatkan bom yang telah terpasang kedalam tabung kalorimeter. 8.
Menghubungkan tangkai penyala penutup bom ke kabel sumber arus listrik.
9. Menutup kalorimeter dengan penutupnya yang telah dilengkapi dengan
pengaduk. 10.
Menghubungkan dan mangatur posisi pengaduk pada elektromotor.
Universitas Sumatera Utara
11. Menempatkan termometer melalui lubang pada tutup kalorimeter.
12. Menghidupkan elektromotor selama 5 lima menit kemudian membaca
dan mencatat temperatur air pendingin pada termometer. 13.
Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar. 14.
Memastikan kawat penyala telah menyala dan putus dengan memperhatikan lampu indikator selama elektromotor terus bekerja.
15. Membaca dan mencatat kembali temperatur air pendingan setelah 5 lima
menit dari penyalaan berlangsung. 16.
Mematikan elektromotor pengaduk dan mempersiapkan peralatan untuk pengujian berikutnya.
17. Mengulang pengujian sebanyak 5 lima kali berturut-turut.
3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Diesel
Kategori