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 4
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 Max output
: 4.2kW Rated output
: 2.5kW Max speed
: 3750 rpm
Universitas Sumatera Utara
2. Supercarjer
Fungsi supercarjer adalah untuk menambah daya akibat perubahan ketinggian tempat operasi kepadatan udara rendah, ataupun untuk
meningkatkan daya yang dapat diperoleh dari mesin tanpa supercarjer.
Gambar 3.2 Supercarjer
3. Tec Equipment 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 3.3 di bawah ini:
Gambar 3.3 Tec Equipment TD-114
Universitas Sumatera Utara
3.2.2. Bahan
3.2.2.1.Persiapan bahan baku
Pengolahan bahan baku dimulai dengan pengadaan minyakdedak padi. Minyak dedak padi diperoleh dari swalayan Berastagi, Medan. Minyak dedak
padi ditunjukkan pada gambar 3.4 di bawah ini.
Gambar 3.4 Minyak Dedak Padi
Kemudian dilakukan proses uji FFA untuk melihat banyaknya kandungan FFA Free Fatty Acid.Indikator yang digunakan pada
pengujian FFA yaitu Fenoptalin.Setalah di uji ternyata kandungan FFA tidak tinggi. Hal ini memungkinkan minyak tersebut dapat langsung
ditransesterifikasi untuk menurunkan kadar FFA pada minyak mentah tanpa melalui proses esterifikasi.Proses transesterifikasi dilakukan dengan
mereaksikan minyak mentah dedak padi dengan sejumlah metanol pada perbandingan fraksi mol tertentu. Untuk mempercepat reaksi kimia
tersebut dapat digunakan katalis sebagai katalisator, misalnya NaOH atau KOH. Dalam penelitian ini, digunakan katalis KOH untuk mempercepat
reaksi. Proses transesterifikasi ditunjukkan pada gambar 3.5 berikut ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.5 Transesterifikasi
Selanjutnya minyak hasil proses transesterifikasi dipisahkan dari gliserol yang terbentuk selama reaksi dengan menggunakan corong pemisah. Pemisahan
minyak hasil transesterifikasi dari gliserol ditunjukkan pada gambar 3.6 di bawah ini.
Gambar 3.6 Pemisahan Minyak Transesterifikasi dari Gliserol
Minyak hasil transesterifikasi yang sudah dipisahkan dari gliserol sudah berupa biodiesel kotor. selanjutnya dilakukan proses pencucian dengan
menggunakan akuades pada suhu tertentu sampai kadar asam biodiesel normal
Universitas Sumatera Utara
dan bahan pengotor habis dari biodiesel. Proses pencucian dapat dilihat pada gambar 3.7 dibawah ini.
Gambar 3.7 Proses Pencucian
Biodiesel
Setelah proses pencucian
selesai biodiesel kemudian
dipanaskan di dalam oven
untuk menghilangkan
kadar air, sehingga didapatkan biodiesel dedak padi seperti pada gambar 3.8 di bawah ini.
Gambar 3.8 Biodiesel Dedak Padi
Proses transesterifikasi adalah sebagai berikut: 1.
Kadar FFA minyak dedak padi minyak mentah dianalisis 2.
Minyak mentah dengan berat tertentu dimasukkan ke dalam labu leher tiga dan dipanaskan dengan hot plate hingga
mencapai suhu 60
o
C 3.
Sementara minyak dipanaskan, KOH sebanyak 0,6 dari berat minyak dilarutkan kedalam methanol dengan perbandingan
sebagai berikut: 5097
. 870
6 32x
Mx G
=
Universitas Sumatera Utara
dimana: G = massa methanol yang diperlukan
M = massa bahan baku yang akan di transesterifikasi 4.
Larutan dimasukkan kedalam labu yang telah berisi minyak dan dihomogenkan dengan magnetic stireer
5. Dibiarkan bereaksi selama 60 menit dan dijaga suhu 60
o
C 6.
Diangkat dari peralatan rekasi, dimasukkan kedalam corong pisah untuk memisahkan biodiesel dari gliserol
7. Dicuci dengan menggunakan air dengan suhu 40 – 50
o
C beberapa kali sampai air bekas cucian bening
8. Dipanaskan ke dalam oven pada suhu 115
o
C selama 1,5 jam untuk menghilangkan kadar air.
Universitas Sumatera Utara
Berikut ini adalah gambar diagram alir pembuatan biodiesel dedak padi :
Gambar 3.9 Diagram pembuatan biodiesel dedak padi
MULAI
PERSIAPAN BAHAN
BAKU
• MINYAK DEDAK PADI DITIMBANG
TERLEBIH DAHULU •
METANOL DITIMBANG SESUAI DENGAN PERBANDINGAN YANG
DIINGINKAN •
KATALIS KOH DITIMBANG 0,6 DARI MASSA MINYAK DEDAK PADI
•
HOT PLATE DIPANASKAN
HINGGA 60
C
BAHAN BAKAR DICAMPUR DENGAN METANOL PADA SUHU 60
C DAN DILAKUKAN PENGADUKAN SELAMA 1 JAM
BIODIESEL DIPISAH DARI GLISEROL DENGAN CORONG
PEMISAH
BIODIESEL DICUCI DENGAN MENGGUNAKAN AIR PADA SUHU 50
C
BIODIESEL DIPANASKAN PADA SUHU 115
C UNTUK MENGHILANGKAN KADAR
AIR
BIODIESEL SIAP DIGUNAKAN
SELESAI
Universitas Sumatera Utara
3.2.2.2 Bahan Baku
Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah bahan bakar Pertadex, Pertadex+ Biodiesel Dedak Padi5, Pertadex + Biodiesel Dedak
Padi 10, Pertadex + Biodiesel Dedak Padi15, dan Pertadex + Biodiesel Dedak Padi20, Pertadex + Biodiesel Dedak Padi 25, Pertadex +
Biodiesel Dedak Padi 30.
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 perhitungan disajikan dalam bentuk tabulasi dan grafik.
3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian
Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah : 1.
Daya motor 2.
Laju aliran bahan bakar 3.
Konsumsi bahan bakar spesifik sfc 4.
EfisiensiThermal Aktual 5.
Effesiensi volumetrik 6.
Heat Loss 7.
Persentase Heat Loss
Universitas Sumatera Utara
Prosedur pengujian dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu : 1.
Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex 2.
Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakarPertadex + Biodiesel Dedak Padi5
3. pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex + Biodiesel
Dedak Padi10 4.
Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex + Biodiesel Dedak Padi 15
5. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex+ Biodiesel
Dedak Padi20 6.
Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex + Biodiesel Dedak Padi 25
7. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Pertadex + Biodiesel
Dedak Padi 30
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 : ● 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.
Universitas Sumatera Utara
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 dengan 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.
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.
Universitas Sumatera Utara
Proses pengujian nilai kalor bahan bakar ditunjukkan pada gambar 3.10 berikut ini:
Gambar 3.10 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Diesel
Kategori