dalam silinder tidak dapat berlangsung sempurna, terutama pada saat–saat dimana terlalu banyak bahan bakar disemprotkan yaitu pada waktu daya motor akan
diperbesar, misalnya untuk akselerasi, maka terjadinya angus itu tidak dapat dihindarkan. Jika angus yang terjadi itu terlalu banyak, maka gas buang yang
keluar dari gas buang motor akan bewarna hitam.
b. Unburned Hidrocarbon UHC
Hidrokarbon yang tidak terbakar dapat terbentuk tidak hanya karena campuran udara bahan bakar yang gemuk, tetapi bisa saja pada campuran kurus
bila suhu pembakarannya rendah dan lambat serta bagian dari dinding ruang pembakarannya yang dingin dan agak besar. Motor memancarkan banyak
hidrokarbon kalau baru saja dihidupkan atau berputar bebas idle atau waktu pemanasan.
Pemanasan dari udara yang masuk dengan menggunakan gas buang meningkatkan penguapan dari bahan bakar dan mencegah pemancaran
hidrokarbon. Jumlah hidrokarbon tertentu selalu ada dalam penguapan bahan bakar, di tangki bahan bakar dan dari kebocoran gas yang melalui celah antara
silinder dari torak masuk kedalam poros engkol, yang disebut dengan blow by gasses gas lalu. Pembakaran tak sempurna pada kendaraan juga menghasilkan
gas buang yang mengandung hidrokarbon. Hal ini pada motor diesel terutama disebabkan oleh campuran lokal udara bahan bakar tidak dapat mencapai batas
mampu bakar.
c. Karbon Monoksida CO
Karbon dan Oksigen dapat bergabung membentuk senyawa karbon monoksida CO sebagai hasil pembakaran yang tidak sempurna dan karbon
dioksida CO
2
sebagai hasil pembakaran sempurna.Karbon monoksida merupakan senyawa yang tidak berbau, tidak berasa dan pada suhu udara normal
berbentuk gas yang tidak berwarna. Gas ini akan dihasilkan bila karbon yang terdapat dalam bahan bakar kira–kira 85 dari berat dan sisanya hidrogen
terbakar tidak sempurna karena kekurangan oksigen. Hal ini terjadi bila campuran udara bahan bakar lebih gemuk dari pada campuran stoikiometris, dan terjadi
Universitas Sumatera Utara
selama idling pada beban rendah atau pada output maksimum. Karbon monoksida tidak dapat dihilangkan jika campuran udara bahan bakar gemuk.Bila campuran
kurus karbon monoksida tidak terbentuk.
d. Oksigen O
2
Oksigen O
2
sangat berperan dalam proses pembakaran, dimana oksigen tersebut akan diinjeksikan ke ruang bakar. Dengan tekanan yang sesuai akan
mengakibatkan terjadinya pembakaran bahan bakar.Nitrogen monoksida NO merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau sebaliknya nitrogen
dioksida NO
2
berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam. NO merupakan gas yang berbahaya karena mengganggu saraf pusat. NO terjadi karena adanya reaksi
antara N
2
dan O
2
pada temperature tinggi di atas 1210
o
C. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:
O
2
→ 2O
N
2
+O →
NO+N N+O
2
→ NO+O
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Pengujian dilakukan di Lembaga Pusat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara dan bengkel Toyota Auto 2000 SM Raja selama kurang lebih 1 bulan.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:
1. Tangki Umpan
Gambar 3.1 Tangki Umpan
Universitas Sumatera Utara
Tangki umpan berfungsi sebagai tempat untuk preparasi umpan. Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki Umpan dan Aksesorisnya
Tangki
• Diameter 85 cm
• Tinggi total 204 cm
• Tinggi baffle 170 cm
Motor Listrik
• Daya 1 HP 745,7 watt
• Phase 1 phase AC
• ω 1500 rpm
• Merek Powerfull
Pengaduk
• Jumlah bilah 2
• Posisi Bilah 1 28.4 cm dari dasar tangki
• Posisi Bilah 2 85 cm di atas bilah 1
• Jenis Bilah 1 Paddle
• Jenis Bilah 2 Turbin
• Diameter Bilah 1 42.5 cm
Gear Box
• Nisbah 60:1
• Merek Sinoria made in China
Universitas Sumatera Utara
2. Tangki Fermentor Fermentor merupakan salah satu peralatan utama di dalam rangkaian
peralatan yang ada pada unit pengolahan. Bioreaktor adalah tempat dimana biogas diproduksi melalui proses fermentasi. Fermentor adalah reaktor semikontinu
berpengaduk, dimana umpan dan keluaran akan masuk dan keluar pada selang waktu tertentu contohnya: 12 kali sehari dengan selang waktu 2 jam untuk sekali
pengumpanan
Gambar 3.2 Bioreaktor
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.2 Spesifikasi Fermentor dan Aksesorisnya
Tangki
• Diameter 142.0 cm
• Tinggi total 213.0 cm • Tinggi baffle 106.5 cm
Motor Listrik
• Daya 3 HP 2237,1 watt
• Phase 3 phase
• ω 1500 rpm
• Merek Teco
Pengaduk
• Jumlah bilah 2
• Posisi Bilah 1 47.3 cm dari dasar tangki
• Posisi Bilah 2 106.5 cm di atas bilah 1
• Jenis Bilah 1 Paddle
• Jenis Bilah 2 Turbin
• Diameter Bilah 1
65 cm
Gear Box
• Nisbah 40:1
• Merek Sinoria made in China
Heater
• Diameter 2 inci
• Panjang 60 cm
• Daya Heater 1 3000 watt
• Daya Heater 2 1500 watt
• Posisi Heater 1 15 cm dari dasar tangki • Posisi Heater 2 15 cm di bawah Bilah 2
Universitas Sumatera Utara
3. Tangki Pengendapan Tangki pengendapan adalah tempat dimana sludge yang masih kaya akan
padatan diendapkan selama beberapa jam yakni dengan HRT 10 jam sehingga diharapkan sludge yang kaya akan padatan terendapkan dan akan diumpankan ke
dalam tangki pencampuran sedangkan yang miskin akan padatan dibuang dengan cara overflow.
Gambar 2.4 Tangki Pengendapan
Gambar 3.3 Tangki Pengendapan
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.3 Spesifikasi Tangki Pengendapan
Tangki
• Diameter 44.6 cm
• Tinggi total 230.0 cm
• Tinggi baffle 140.0 cm
Motor Listrik
• Daya 1 HP 745,7 watt
• Phase 1 phase
• ω 1500 rpm
• Merek Powerfull
Pengaduk
• Jumlah bilah 2
• Posisi Bilah 1 20 cm dari dasar tangki
• Posisi Bilah 2 50 cm di atas bilah 1
• Jenis Bilah 1 Paddle
• Jenis Bilah 2 Turbin
• Diameter Bilah 1 38 cm
Gear Box
• Nisbah 30:1
• Merek Sinoria made in China
4. Tangki Penampung Biogas Tangki penampung biogas adalah selongsong shell yang terbuat dari
balon karet yang digunakan untuk menangkap biogas yang diproduksi oleh bioreaktor. Fungsi tangki ini sebenarnya hanya pelindung dari balon karet dan jika
terjadi kebocoran pada balon karet maka gas akan diarahkan ke pipa di atas tangki
Universitas Sumatera Utara
dan selanjutnya dialirkan ke flare system. Tangki dilengkapi dengan pintu sehingga operator dapat masuk ke dalamnya untuk menginstal balon plastik.
Gambar 3.4 Tangki Penampung Biogas Tabel 3.4 Spesifikasi Tangki Penampung Biogas
Tangki
• Diameter 115.0 cm
• Tinggi total 242.0 cm
Pintu Manhole
• Tinggi 80.0 cm
• Lebar 60.0 cm
Volume Balon = 2,28 m
3
Universitas Sumatera Utara
5. Kompresor dan Tangki Bertekanan Tinggi Kompresor dan tangki bertekanan tinggi yang digunakan merupakan satu
kesatuan sehingga seolah-olah adalah satu unit tersendiri. Fungsi kompresor adalah memindahkan biogas dari tangki penangkap biogas dan memampatkannya
ke dalam tangki bertekanan tinggi. Tabel 3.5 Spesifikasi Kompresor dan Tangki Bertekanan
Kompresor
• Merek Fetch
• Model V Type
0.5 hp • Jumlah piston
2 • Diameter pulley
17.0 cm
Motor Listrik
• Merek Fetch
• Type AEEF
• Daya 1 hp 745,7 W
• Phase 1 phase
• Voltase 220 V
• ω 1440 rpm
• Diameter pulley 10.0 cm
Tangki Bertekanan
• Volume 100 L
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.5 Kompresor 6. Peralatan Kontrol Control Panel
Control Panel dirancang untuk mampu melayani kebutuhan listrik 1 atau dan 3 fasa karena aksesoris yang digunakan ada yang beroperasi menggunakan
listrik 1 fasa dan ada yang menggunakan listrik 3 fasa.
Gambar 3.6 Control Panel
Universitas Sumatera Utara
7.
Genset STARKE Tipe GFH1900LX Mesin genset ini bekerja dengan cara menyesuaikan jumlah putaran sesuai
dengan daya yang dibebankan kepada genset. Hal ini terjadi karena terintegrasinya mesin dengan generator sehingga putaran otomatis naik dan turun
sesuai dengan daya yang dibebankan.
Gambar 3.7 Genset STARKE Tipe GFH1900LX Spesifikasi :
Capacity : 900 Watts 220V 50Hz
Tank Capacity : 6 L
DC Current : 12V 8.3A
Starter : Manual
Peak Power : 1,3 KW
Rate Power : 1,0 KW
Power Faktor : 1,0
Noise Level 7 m distance : 63 dB
Mesin : 3.0 Hp air Cooled OHV 3600 rpm
Bore: 55 mm
Stroke: 40 mm
V
d
: 95 × 10
−6
�
3
V
c
: 10 × 10
−6
�
3
Rasio kompresi:10,5 : 1
Jumlah Silinder: 1 Silinder
Universitas Sumatera Utara
Operation Time : 7 Hours
Weight : 26 Kg
Dimensions : 370 x 400 x 460 mm
8. Alat uji emisi Sukyong SY-GA 401
Alat ini dipakai untuk mengetahui kadar CO, CO
2
, HC, dan O
2
yang keluar dari knalpot mesin genset otto.
Gambar 3.8 Alat uji emisi Sukyong SY-GA 401
Spesifikasi: • Model No
: SY-GA401
• Measuring Range : CO : 0.00 – 9.99
HC : 0-9999 ppm CO2 : 0.0- 20.0
O2 : 0.0- 25.0 λ : 0- 2.000
AFR: 0.0 – 99.0 • Operating Temp :
0- 40
o
C • Power Source : AC 220 V ± 10 5060 Hz
Universitas Sumatera Utara
9. Tachometer
Untuk mengetahui besar putaran poros mesin per menit. Ujung alat ini akan ikut berputar ketika dilekatkan ke benda yang berputar. Alat ini dapat mengukur
putaran rata-rata dan juga putaran tertinggi yang ada pada poros.
Gambar 3.9 Tachometer
Spesifikasi: • Display Counts
: 99.999 counts LCD • Range rpm
: 5 to 99.999 • Ftmin
: 0.2 to 6560 • Mmin
: 0.05 to 1999.9 • Basic Accuracy
: ±0.05 ±1d • Max RPM Resolution rpm
: 0.1
10. Multi meter
Untuk mengetahui tegangan dan kuat arus yang terdapat pada rangkaian. Ketika mengukur kuat arus maka multi meter dihubungkan dengan raangkaian
secara seri. Dan ketika mengukur tegangan maka multi meter dihubungkan dengan rangkaian secara pararel.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.10 Multi meter Spesifikasi:
• Power Supply : 2 x AA 1.5V Battery • Dimension : 180 x 89 x 51.1mm
AC Volts : 400mV 4V 40V 400V 1000V, +-3.0+3, 0.1Mv to
1,000V • DC Volts
: 400mV 4V 40V 400V 1000V, +-1.0+10, 0.1Mv to 1,000V
• AC Current : 400uA 4000uA 40mA 400mA 4A 10A, +-1.5+3 ,0.1UA to 10A
• DC Current : 400uA 4000uA 40mA 400mA 4A 10A, +-1.5+3 0.1UA to 10A
• Capacitance : 50nF 200Nf 2Uf 20Uf 200Uf 20Mf ,+-2+5, 0.01nF
• Resistance :400 4K 40K 400K 4M 40M Ohm, +-0.5+3, 0.1
ohm 11.
Tangki bahan bakar Untuk mempermudah pengisian, penghitungan berat dan penggantian
bahan bakar maka tangki bahan bakar dibuat dari botol minuman yang dirangkai sedemikian rupa sehingga tidak ada bensin yang tumpah.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.11 Botol bahan bakar 12.
Karburator yang telah dimodifikasi Karena wujud biogas adalah gas maka dibutuhkan modifikas sedemikian
rupa sehingga biogas dapat bercampur dengan udara di karburator dan tidak bocor.
Gambar 3.12 Modifikasi Karburator 13.
Manometer Untuk mengukur tekanan biogas yang melalui selang yang masuk ke
karburator.
Gambar 3.13 Manometer
Universitas Sumatera Utara
14. Selang
Untuk mengalirkan biogas ke karburator. 15.
Regulator variable + Katup Untuk mengatur besarnya tekanan yang keluar dari tabung kompresor dan
tabung yang telah diisi biogas.
Gambar 3.14 Regulator variable dan katup 16.
Timbangan Digital Untuk mengetahui banyaknya berat bahan yang terpakai selama waktu
pengujian
17. Alat bantu perbengkelan, Berupa: kunci pas, kunci ring, kunci busi, obeng, tang, palu, lem, klem,
selotip dan isolasi.
17. Stop watch
Untuk mengukur waktu yang dibutuhkan mesin menghabiskan bahan bakar.
19. Bola lampu pijar Sebagai beban daya yang terdiri dari 5 buah lampu masing-masing 100
watt.
Universitas Sumatera Utara
3.2.2 Bahan
Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah bahan bakar premium produksi pertamina, dan biogas produksi LP3M USU.
3.3 Metode Pengumpulan Data
Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi: a.
Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi serta alat ukur pada masing-
masing pengujian. b.
Data sekunder, merupakan data yang diperoleh dari hasil penelitian karakteristik bahan bakar premium dan biogas yang diperoleh dari
berbagai sumber yang ada.
3.4 Metode Pengolahan Data
