Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
Gambar 4.13 Grafik Efisiensi Thermal efektif vs Putaran untuk beban 25 kg
4.3 Pengujian Emisi Gas Buang 4.3.1 Kadar Carbon Monoksida CO dalam gas buang
Data hasil pengukuran kadar CO dari emisi gas buang pembakaran bahan bakar Premium, Gasohol BE-25, Gasohol BE-30, melalui pembacaan Autologic
gas analyzer dapat dilihat pada Tabel 4.8 berikut :
Tabel 4.8 Kadar CO dalam emisi gas buang
Beban kg
Putaran rpm
Kadar Carbon Monoksida Premium
Gasohol BE-25
BE-30
10 2000
0.061 0.036
0.035 2500
0.051 0.016
0.014 3000
0.089 0.039
0.036 3500
0.209 0.126
0.122 4000
0.321 0.176
0.163
0,0 0,1
0,2 0,3
0,4 0,5
0,6 0,7
2000 2500
3000 3500
4000
E ff
. T
h e
rm a
l E
fe k
ti f
Putaran rpm
Premium BE-25
BE-30
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
25 2000
0.051 0.038
0.036 2500
0.042 0.022
0.019 3000
0.079 0.051
0.045 3500
0.218 0.106
0.106 4000
0.301 0.169
0.153
Pada pembebanan 10 kg gambar 4.15, kadar CO terendah terjadi saat
menggunakan bahan bakar Gasohol BE-30 pada putaran 2500 rpm yaitu 0,014. Sedangkan kadar CO tertinggi terjadi saat menggunakan bahan
bakar premium pada putaran 4000 rpm yaitu sebesar 0,321 .
Pada pembebanan 25 kg gambar 4.16, kadar CO terendah terjadi saat menggunakan bahan bakar Gasohol BE-30 pada putaran 2000 rpm
yaitu 0,019 . Sedangkan kadar CO tertinggi terjadi saat menggunakan bahan bakar premium pada putaran 4000 rpm yaitu sebesar 0,301 .
Emisi gas buang karbon monoksida CO terjadi akibat kekurangan
oksigensehingga proses pembakaran berlangsung secara tidak sempurna karena banyak atom C karbon yang tidak mendapatkan cukup oksigen. Akibatnya
membentuk gas CO karbon monoksida. Bioetanol memiliki satu molekul OH dalam susunan molekulnya. Oksigen yang terdapat di dalam molekul bioetanol
tersebut membantu penyempurnaan pembakaran antara campuran udara-bahan bakar di dalam silinder, serta bioetanol memiliki rentang keterbakaran
flammability yang panjang bila dibandingkan dengan bensin. Perbandingan kadar CO yang terdapat dalam gas buang dari masing-
masing pengujian dapat dilihat pada gambar berikut :
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
Gambar 4.14 Grafik Kadar CO vs Putaran untuk beban 10 kg
Gambar 4.15 Grafik Kadar CO vs Putaran untuk beban 25 kg
0,05 0,1
0,15 0,2
0,25 0,3
0,35
2000 2500
3000 3500
4000
C O
Putaran rpm
Premium BE-25
BE-30
0,00 0,05
0,10 0,15
0,20 0,25
0,30 0,35
2000 2500
3000 3500
4000
C O
Putaran rpm
Premium BE-25
BE-30
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
4.3.2 Kadar Carbon Dioksida CO
2
dalam gas buang
Data hasil pengukuran kadar CO
2
dari emisi gas buang pembakaran bahan bakar premium, Gasohol BE-25, Gasohol BE-30, melalui pembacaan Autologic
gas analyzer dapat dilihat pada Tabel 4.9 berikut: ]
Tabel 4.9 Kadar CO
2
dalam gas buang
Beban kg
Putaran rpm
Kadar Carbon Dioksida Premium
Gasohol BE-25
BE-30
10 2000
2.18 1.49
1.49 2500
1.59 0.71
0.60 3000
3.53 2.02
1.86 3500
7.78 4.94
3.91 4000
8.68 7.08
6.58
25 2000
1.78 1.41
1.36 2500
1.57 0.95
0.86 3000
3.18 1.93
1.62 3500
10.22 5.47
4.19 4000
8.40 6.32
6.16
Pada pembebanan 10 kg gambar 4.17, kadar CO
2
terendah terjadi saat menggunakan bahan bakar Gasohol BE-30 pada putaran 2500 rpm yaitu
sebesar 0,60 . Sedangkan kadar CO
2
tertinggi terjadi saat menggunakan bahan bakar premium pada putaran 4000 rpm yaitu sebesar 8,68 .
Pada pembebanan 25 kg gambar 4.18, kadar CO
2
terendah terjadi saat menggunakan Gasohol BE-30 pada putaran 2500 rpm yaitu 0,86 .
Sedangkan kadar CO
2
tertinggi terjadi saat menggunakan bahan bakar premium pada putaran 3500 rpm yaitu sebesar 10,22 .
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
Karbon dan Oksigen bergabung membentuk senyawa carbon monoksida CO sebagai hasil pembakaran yang tidak sempurna dan carbon dioksida CO
2
sebagai hasil pembakaran sempurna. Semakin tinggi kadar CO , maka semakin rendah CO
2
yang diperoleh dari hasil pembakaran. Bila campuran bahan bakar udara sempurna stoikiometris, maka akan dihasilkan senyawa CO
2
. Proses pencampuran udara-bahan bakar dimulai dari diinjeksikannya
bahan bakar kedalam silinder, kemudian butiran bahan bakar akan menguap dan bercampur dengan udara, proses ini dipengaruhi oleh volatility bahan bakar.
Volatility bahan bakar menunjukkan kemampuan bahan bakar untuk dapat menguap. Bioetanol mempunyai volatility yang lebih kecil daripada premium,
sehingga pembentukan butiran dan penguapan bahan bakar lebih mudah dan pencampuran udara-bahan bakar berlangsung dengan baik.
Kenaikan putaran poros mempercepat proses pembakaran, sehingga bahan bakar yang terbakar relatif lebih banyak dan emisi CO
2
yang dihasilkan cenderung bertambah besar seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.20 dan gambar 4.21.
Perbandingan kadar CO
2
yang terdapat dalam gas buang tiap-tiap pengujian dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 4.16 Grafik Kadar CO
2
vs Putaran untuk beban 10 kg
0,00 1,00
2,00 3,00
4,00 5,00
6,00 7,00
8,00 9,00
10,00
2000 2500
3000 3500
4000
CO
2
Putaran rpm
Premium BE-25
BE-30
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
Gambar 4.17 Grafik Kadar CO
2
vs Putaran untuk beban 25 kg
4.3.3 Kadar Unburned Hidro Carbon UHC dalam gas buang
Data hasil pengukuran kadar UHC dari emisi gas buang pembakaran bahan bakar premium, Gasohol BE-25, Gasohol BE-30, melalui pembacaan
Autologic gas analyzer dapat dilihat pada Tabel 4.10 berikut :
Tabel 4.10 Kadar UHC dalam gas buang
Beban kg
Putaran rpm
Kadar Unburned Hidro Carbon ppm Premium
Gasohol BE-25
BE-30
10 2000
464 257
215 2500
310 54
47 3000
127 46
37 3500
176 59
41 4000
158 32
27
0,00 2,00
4,00 6,00
8,00 10,00
12,00
2000 2500
3000 3500
4000
CO
2
Putaran rpm
Premium BE-25
BE-30
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
25 2000
404 305
242 2500
234 110
42 3000
181 62
56 3500
162 67
66 4000
156 42
41
Pada pembebanan 10 kg gambar 4.19, kadar UHC terendah terjadi saat
menggunakan Gasohol BE-30 pada putaran 4000 rpm yaitu sebesar 27 ppm. Sedangkan kadar UHC tertinggi terjadi saat menggunakan premium pada
putaran 2000 rpm yaitu sebesar 464 ppm.
Pada pembebanan 25 kg gambar 4.20, kadar UHC terendah terjadi saat menggunakan Gasohol BE-30 pada putaran 4000 rpm yaitu 41 ppm.
Sedangkan kadar UHC tertinggi terjadi saat menggunakan premium pada putaran 2000 rpm yaitu sebesar 404 ppm.
Jumlah emisi Unburned Hidro Carbon UHC yang lebih besar pada premium jika dibandingkan terhadap bioetanol disebabkan karena premium
mempunyai senyawa berat yang jumlah ikatan rantai karbon yang lebih panjang jika dibandingan dengan bioetanol. Hal ini juga disebabkan karena pembakaran
yang tidak sempurna didalam silinder. Bioetanol yang memiliki ikatan OH didalam susunan molekulnya membuat pembakaran bahan bakar semakin
sempurna. Perbandingan kadar UHC yang terdapat dalam gas buang masing-masing
sampel pengujian dapat dilihat pada gambar berikut :
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
Gambar 4.18 Grafik Kadar UHC vs Putaran untuk beban 10 kg
Gambar 4.19 Grafik Kadar UHC vs Putaran untuk beban 25 kg
50 100
150 200
250 300
350 400
450 500
2000 2500
3000 3500
4000
UH C
p p
m
Putaran rpm
Premium BE-25
BE-30
50 100
150 200
250 300
350 400
450
2000 2500
3000 3500
4000
UH C
p p
m
Putaran rpm
Premium BE-25
BE-30
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
4.3.4 Kadar Sisa Oksigen O
2
dalam gas buang
Data hasil pengukuran kadar O
2
dari emisi gas buang pembakaran bahan bakar Premium, Gasohol BE-25, Gasohol BE-30, melalui pembacaan Autologic
gas analyzer dapat dilihat pada Tabel 4.11 berikut :
Tabel 4.11 Kadar Sisa Oksigen O
2
dalam gas buang
Beban kg
Putaran rpm
Kadar Oksigen Premium
Gasohol BE-25
BE-30
10 2000
17.59 18.49
18.70 2500
18.12 19.68
19.93 3000
16.30 18.11
18.57 3500
10.45 13.95
15.37 4000
8.85 11.16
11.19
25 2000
18.14 18.67
18.80 2500
18.50 19.33
19.51 3000
16.46 17.86
18.40 3500
7.03 13.66
15.34 4000
6.50 11.60
11.97
Pada pembebanan 10 kg gambar 4.21, kadar O
2
terendah terjadi saat menggunakan bahan bakar premium pada putaran 4000 rpm yaitu
sebesar 8,85 . Sedangkan kadar O
2
tertinggi terjadi saat menggunakan bahan bakar Gasohol BE-30 pada putaran 2500 rpm yaitu sebesar 19,93 .
Pada pembebanan 25 kg gambar 4.22, kadar O
2
terendah terjadi saat menggunakan bahan bakar premium pada putaran 4000 rpm yaitu 6,5 .
Sedangkan kadar O
2
tertinggi terjadi saat menggunakan bahan bakar Gasohol BE-30 pada putaran 2500 rpm yaitu sebesar 19,51 .
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
Kadar sisa O
2
terendah diperoleh ketika menggunakan bahan bakar premium pada putaran 4000 rpm yaitu 6,5 pada pembebanan 25 kg , yang
disebabkan karena kurang optimalnya proses pembakaran. Kadar sisa O
2
tertinggi terjadi saat menggunakan bahan bakar Gasohol BE-30 pada putaran 2500 rpm
yaitu sebesar 19,93 . Proses pembakaran pada motor bensin berlangsung pada campuran udara-
bahan bakar yang kaya atau adanya udara oksigen lebihan yang bertujuan untuk menjamin kelangsungan proses pembakaran, sehingga dalam gas buang hasil
pembakaran masih mengandung O
2
. Sisa O
2
gas buang dari pembakaran bioetanol lebih besar dari pada solar, hal ini karena adanya kandungan oksigen yang terikat
langsung pada senyawa bahan bakar bioetanol. Pengaruh kenaikan putaran poros pada beban konstan cenderung
mengurangi jumlah sisa O
2
gas buang, hal ini disebabkan pada kondisi tersebut jumlah massa bahan bakar yang terbakar relatif lebih banyak, sehingga dengan
jumlah udara yang sama memerlukan lebih banyak oksigen untuk proses pembakaran.
Perbandingan kadar sisa O
2
yang terdapat dalam gas buang masing-masing sampel pengujian dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 4.20 Grafik Kadar O
2
vs Putaran untuk beban 10 kg
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
2000 2500
3000 3500
4000
O
2
Putaran rpm
Premium BE-25
BE-30
Ronny Z. P. Situmeang : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-25 Dan Be-30, 2009.
Gambar 4.21 Grafik Kadar O
2
vs Putaran untuk beban 25 kg
4.4 Perhitungan Teoritis Harga Gasohol BE-25 dan BE-30
