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