Pengaruh Laju Aliran Biogas Terhadap Performansi Mesin Genset Diesel Satu Silinder Dengan Menggunakan Bahan Bakar Solar + Biogas ( Dual Fuel )

1

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semakin meningkatnya populasi manusia dan penggunaan teknologi
dewasa ini, mengakibatkan kebutuhan akan energi semakin tinggi pula. Bahan
bakar fosil merupakan energi utama dan terbesar yang paling banyak dipakai
dewasa ini. Tingginya kebutuhan terhadap bahan bakar fosil mengakibatkan
ketersediaan bahan bakar tersebut semakin sedikit, sehingga mengakibatkan
kelangkaan dari bahan bakar fosil tersebut. Ketersediaan yang semakin sedikit dan
permintaan yang banyak, mengakibatkan harga bahan bakar fosil juga melambung
tinggi (pernah mencapai hingga 70 US$/barrel). Akibatnya, banyak negara serta
perusahaan berebut, bahkan hingga mengganggu stabilitas keamanan untuk dapat
memiliki ladang-ladang minyak.
Dalam

situasi

seperti

ini,

mengurangi

ketergantungan

terhadap

penggunaan BBM (Bahan Bakar Minyak) adalah sesuatu yang wajib untuk
dilakukan. Salah satu cara untuk mengurangi ketergantungan tersebut adalah
dengan meneliti dan mengembangkan energi alternatif yang ramah lingkungan,
murah dan mudah didapat, serta dapat diperbaharui. Salah satunya adalah energi
gas bio yang secara teknis, sosial dan ekonomis sangat memungkinkan untuk
digunakan sebagai energi alternatif pengganti BBM.
Biogas merupakan gas yang dihasilkan dan dapat diproduksi dari bahan
organik seperti biomassa, limbah pertanian dan juga kotoran hewan melalui
proses fermentasi anaerobik. Gas yang dihasilkan dari proses fermentasi tersebut
mengandung nilai kalor yang tinggi sehingga dapat digunakan untuk memasak
dan penerangan bagi rumah tangga dipedesaan. Sisa dari fermentasi ini juga dapat
digunakan sebagai pupuk yang sangat bermanfaat bagi tanaman. Disamping itu

juga pengelolaannya dapat meningkatkan kebersihan lingkungan, karena limbah
pertanian dan kotoran hewan yang selama ini dibuang pada tempat terbuka.
Kandungan biogas didominasi oleh gas metana (CH4) yang merupakan
hasil sampingan proses dekomposisi mikroba pada suatu biomassa. Mikroba
tersebut merupakan bakteri pembentuk metan yang banyak terdapat dalam tubuh

Universitas Sumatera Utara

2

hewan ruminansisa, oleh karenanya kotoran hewan ruminansia mempunyai
potensi yang sangat besar, tidak hanya sebagai sumber pupuk organik, tetapi juga
terkandung energi yang sangat besar, yakni dalam proses penguraian yang bersifat
anaerob akan menghasilkan gas bio.
Secara prinsip, pembuatan gas bio sangat sederhana. Dengan memasukkan
subtract (kotoran hewan atau manusia) ke dalam unit pencerna (digester), ditutup
rapat dan selama beberapa waktu gas bio akan terbentuk yang selanjutnya dapat
digunakan sebagai sumber energi.
Salah satu badan penelitian milik pemerintah yang gencar untuk
melakukan penelitian tentang gas bio adalah PPKS (Pusat Penelitian Kelapa

Sawit). Salah satu program yang sedang dikerjakan oleh PPKS adalah untuk
menjalin elaborasi antara pabrik kelapa sawit dan juga peternak sapi. Dengan
memanfaakan kotoran sapi dari peternak, pabrik kelapa sawit diharapkan mampu
untuk memproduksi biogas yang berguna selain untuk sebagai bahan bakar
alternatif bagi mesin – mesin mereka, juga dialirkan ke masyarakat sebagai bahan
bakar pengganti kompor gas LPG.
1.2 Tujuan Pengujian
1. Untuk mengetahui performansi ( daya, torsi, SFC, efisiensi termal, rasio
udara – bahan bakar ) pada mesin diesel satu silinder menggunakan bahan
bakar solar dan bahan bakar biogas yang berasal dari kotoran sapi.
2. Untuk mengetahui hasil pembakaran yang terjadi pada mesin secara visual
pada nozzle.
3. Untuk mengetahui tinjauan nilai ekonomis dari mesin yang menggunakan
bahan bakar solar murni dan bahan bakar solar murni + biogas (dual fuel)
pada setiap laju aliran
4. Untuk memperoleh nilai opacity gas buang dengan bahan bakar solar
murni dan bahan bakar solar murni + biogas (dual fuel) pada setiap laju
aliran

Universitas Sumatera Utara

3

1.3 Manfaat Pengujian
1. Sebagai pertimbangan terhadap pemerintah untuk mengembangkan dan
memanfaatkan biogas sebagai energy alternatif dan dapat mengurangi
pengeluaran pemerintah terhadap subsidi bahan bakar migas.
2. Untuk memberikan dukungan terhadap program Pusat Penelitian Kelapa
Sawit (PPKS) dalam mengembangkan produk biogas.
3. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari masing-masing bahan
bakar yang diuji yaitu solar dan biogas.

1.4 Batasan Masalah
1. Bahan bakar yang digunakan dalam percobaan adalah solar dari
PERTAMINA, dan biogas produk dari PPKS.
2. Mesin yang diuji adalah mesin genset diesel satu silinder.
3.

Alat uji emisi yang digunakan adalah Heshbon Automative Opacity
Smokemeter .

4.

Alat uji yang digunakan untuk menghitung nilai kalor bahan bakar solar
adalah “ Bom Kalorimeter”

5. Laju aliran biogas yang diuji adalah sebesar 2,5 l/min, 5 l/min dan 7,5
l/min.
6. Performansi mesin yang diteliti berupa: Daya, Torsi, SFC, Efisiensi
Termal, Rasio Udara – Bahan Bakar (AFR).
7. Pembebanan dilakukan kepada beban linear berupa lampu pijar sebesar

400 Watt dan 800 Watt.

1.5 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah
sebagai berikut :
a. Studi literatur, yakni studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan
tulisan-tulisan yang terkait.
b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan

buku elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan.

Universitas Sumatera Utara

4

c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil
pengujian yang dilakukan di Kebun Penelitan dan Percobaan PPKS,
Bukit Sentang.
d. Analisis

data,

yaitu

penghitungan

pada

tiap

parameter

dan

pengambilan keimpulan.
e. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk
oleh Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah membaca, mengerti dan memahami skripsi ini, penulis
akhirnya membagi skripsi ini menjadi 5 bab yang tersusun secara sistematis. BAB
I PENDAHULUAN, berisi latar belakang , tujuan, manfaat, batasan masalah,
metodologi penulisan, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN
PUSTAKA, berisi landasan teori yang diperoleh dari literatur untuk mendukung
pengujian. BAB III METODOLOGI PENELITIAN, berisi metode yang akan
digunakan untuk menyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan di bahas
mengenai langkah-langkah pengujian, pengolahan dan analisa data yang akan
digunakan untuk menyelesaikan teori dari topik yang akan diangkat. BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN, pada bab ini akan dianalisa dan dibahas mengenai

data-data yang diperoleh dari hasil pengujian yang telah dilakukan. BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN, berisi kesimpulan dari hasil pengujian dan saransaran. DAFTAR PUSTAKA dan LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara