Modifikasi Pompa HASIL DAN PEMBAHASAN

17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Modifikasi Pompa

Pada instalasi biogas, gas yang dihasilkan pada biodigester akan ditampung di tangki penampung gas. Tekanan gas yang dihasilkan pada digester sangat rendah untuk dapat masuk ke tangki penampung gas. Meskipun gas dapat masuk ke tangki penampungan, maksimal hanya sebatas tekanan biodigester sama dengan tekanan tangki. Oleh karena itu dibutuhkan alat berupa pompa untuk mengalirkan gas dari digester ke tangki penampung. Ada banyak ragam pompa yang ada dipasaran. Mulai dari pompa bertenaga motor listrik, motor bakar, sampai bertenaga manusia. Pompa bertenaga motor listrik dan motor bakar memiliki kelebihan yaitu dapat memompakan fluida sampai tekanan yang sangat tinggi, namun pompa ini memiliki kekurangan yaitu pompa jenis ini relatif lebih mahal dan membutuhkan sumber listrik atau bahan bakar. Performansi berbeda justru ditunjukan oleh pompa bertenaga manusia. Pompa ini relatif lebih murah dan hanya membutuhkan energi manusia sebagai input. Akan tetapi tekanan yang dapat dihasilkan dari pompa ini tidak terlalu tinggi. a b Gambar 5. a Pompa bertenaga manusia b Pompa bertenaga listrik Pompa yang akan dipakai dalam penelitian kali ini adalah pompa dengan tenaga manusia. Selain karena harganya yang relatif murah, pompa ini juga dinilai lebih dapat dipakai oleh masyarakat pengguna instalasi biogas. Terdapat dua jenis pompa bertenaga manusia yang ada dipasaran, yaitu dengan tenaga tangan maupun dengan tenaga kaki injakan. Pompa dengan tenaga injakan digunakan karena tenaga kaki dinilai lebih besar daripada tenaga tangan. 18 A.1. Analisis modifikasi pompa Tenaga kaki juga masih memiliki keterbatasan, diantaranya pasti mengalami kelelahan. Keterbatasan inilah yang menjadi alasan untuk memodifikasi pompa. Modifikasi dilakukan untuk mengurangi beban injakan yang harus diberikan oleh pemompa. Modifikasi dilakukan dengan beberapa asumsi yaitu dengan mengasumsikan bahwa gaya kaki yang diaplikasikan kepada pompa adalah tegak lurus terhadap bidang x. Berikut adalah perbandingan distribusi gaya pada pompa sebelum dan sesudah modifikasi. a b Gambar 6. a Diagram benda bebas pompa sebelum modifikasi b Pompa sebelum modifikasi Analisis matematis: ∑ Mo = 0 F beban x l beban – F kaki x l kaki = 0 F beban x 7,5100 – F kaki x cos 60 o x 21100 = 0 F beban x 7,5100 = F kaki x cos 60 o x 21100 0,075 F beban = F kaki x 0.105 F kaki = 0,714 F beban 19 a b Gambar 7. a Diagram benda bebas pompa modifikasi b Pompa modifikasi Analisis matematis: ∑ Mo = 0 F beban x l beban – F kaki x l kaki = 0 F beban x cos 30 o x 7,5100 – F kaki x cos 30 o x 21100 = 0 F beban x cos 30 o x 7,5100 = F kaki x cos 30 o x 21100 0,065 F beban = F kaki x 0,182 F kaki = 0,357 F beban Berdasarkan analisis diagram benda bebas dan analisis matematis sebelum dan sesudah modifikasi, dapat disimpulkan dengan modifikasi pompa maka gaya yang dibutuhkan pada pompa termodifikasi hanya setengah kali dari pompa normal. Selain hal itu tujuan utama modifikasi pompa pada bagian pengait lebih diarahkan untuk mengurangi beban yang diterima pompa ketika proses pemompaan dilakukan. Pengurangan beban kerja pada pompa membuat umur pakai pompa akan lebih panjang. Selain itu modifikasi pompa pada bagian saluran input berfungsi sebagai saluran masuk biogas dari digester. A.2. Uji fungsional Uji fungsional dilakukan terhadap pompa termodifikasi dan tangki portable. Pada pompa termodifikasi pengujian yang dilakukan adalah pemerikasaan saluran input udara pada pompa, gerak kerja pedal pompa, serta saluran output pada pompa. Pada saluran input dan output tidak menunjukkan terjadinya kebocoran ketika transfer biogas dilakukan. Begitu juga demikian ketika pemompaan dilakukan tidak terjadi tekanan balik dari tabung pompa bagian belakang ke luar saluran input. Dapat disimpulkan bahwa pompa berfungsi dengan baik dan sesuai dengan tujuan perancangan. 20 A.3. Uji kinerja pompa termodifikasi Pompa yang telah selesai akan diuji kinerjanya di lokasi implementasi di kebon pedes. Uji kinerja yang dilakukan dengan cara mengempa biogas dari digester kedalam tangki portable. Parameter data yang diambil berupa pencatatan frekuensi pemompaan dan hubungannya dengan waktu pemompaan yang telah ditetapkan. Pengukuran kenaikan tekanan pemompaan ditetapkan pada 5 menit pertama kemudian setelah 4 menit dan setelah itu diukur setiap 2 menit sekali. Pemompaan biogas ke dalam tangki portable selesai setelah tekanan tangki mencapai tekanan 10 Psi. Berikut data-data hasil pengukuran dari 4 kali uji kinerja pompa: Tabel 6. Hubungan frekuensi pemompaan terhadap tekanan gas dalam tangki portable pada ulangan 1 Waktu menit Tekanan gas Psi Frekuensi pemompaan Kumulatif pemompaan 5 1.1 718 718 9 2 445 1163 11 3.1 253 1416 13 4.1 254 1670 15 5 246 1916 17 6.1 255 2171 19 7.1 254 2425 21 8 248 2673 23 9.2 264 2937 24 10 248 3185 Tabel 7. Hubungan frekuensi pemompaan terhadap tekanan gas dalam tangki portable pada ulangan 2 Waktu menit Tekanan gas Psi Frekuensi pemompaan Kumulatif pemompaan 5 1.1 716 716 9 2.1 450 1166 11 3 246 1412 13 4 248 1660 15 5.1 255 1915 17 6.2 263 2178 19 7.1 254 2432 21 8 248 2680 23 9.1 254 2934 25 10 246 3180 21 Tabel 8. Hubungan frekuensi pemompaan terhadap tekanan gas dalam tangki portable pada ulangan 3 Waktu menit Tekanan gas Psi Frekuensi pemompaan Kumulatif pemompaan 5 1.1 715 715 9 2 448 1163 11 3.2 263 1426 13 4.1 254 1680 15 5 246 1926 17 6 248 2174 19 7.1 255 2429 21 8.1 256 2685 23 9.2 264 2949 25 10 248 3197 Tabel 9. Hubungan frekuensi pemompaan terhadap tekanan gas dalam tangki portable pada ulangan 4 Waktu menit Tekanan gas Psi Frekuensi pemompaan Kumulatif pemompaan 5 1.1 715 715 9 2 445 1160 11 3.2 260 1420 13 4.1 254 1674 15 5.2 263 1937 17 6.1 256 2193 19 7 246 2439 21 8.1 254 2693 23 9.2 260 2953 24 10 246 3199 Dari data yang disajikan pada Tabel 6-9. dapat dilihat bahwa untuk menciptakan tekanan dalam ban sebesar 10 Psi diperlukan 3180-3200 kali pemompaan. 22

B. Rancangan Tangki