TUGAS AKHIR Kinerja Mesin Diesel Dengan Bahan Bakar Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik.

TUGAS AKHIR
KINERJA MESIN DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK
HASIL PIROLISIS SAMPAH PLASTIK

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:

AGUS MURDIEONO
D 200 080 024

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017

v

MOTTO

“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagi kamu.

Dan boleh jadi kamu mencintai sesuatu, padahal ia amat buruk bagi
kamu. Allah Maha mengetahui sedangkan kamu tidak mengetahui.”
(Al-Baqarah: 216)
“ Demi masa. Sungguh, manusia berada dalam kerugian, Kecuali orangorang yang beriman dan mengerjakan kebajikan serta saling menasihati
untuk kebenaran dan saling menasihati untuk kesabaran.”
(Q.S Al- ‘Asr 1-3)
“Ya Tuhanku, berilah aku petunjuk agar aku dapat mensyukuri nikmat-Mu
yang telah Engkau limpahkan kepadaku dan kepada kedua orang tuaku,
dan agar aku dapat berbuat kebajikan yang Engkau ridhai, dan berilah aku
kebaikan yang akan mengalir sampai kepada anak cucuku. Sungguh, aku
bertobat kepada Engkau, dan sungguh, aku termasuk orang muslim.”
(Q.S Al- Ahqaf 15)
“Jika kamu sudah berazzam/bertekad bulat, maka bertawakkallah pda
Allah.”
(QS. 3: 159)
“Ya Allah, berikanlah shalawat yang sempurna dan salam yang
sempurna kepada Baginda kami Muhammad yang dengannya terlepas
dari ikatan (kesusahan) dan dibebaskan dari kesulitan. Dan dengannya
pula ditunaikan hajat dan diperoleh segala keinginan dan kematian yang
baik, dan memberi siraman (kebahagiaan) kepada orang yang sedih

dengan wajahnya yang mulia, dan kepada keluarganya, para
shahabatnya, dengan seluruh ilmu yang engkau miliki.”
(Sholawat Nariyah)

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan penuh mengharap ridho Allah SWT, teriring perasaan
syukur dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi, setelah
melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal lelah, Saya
mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :
1. Allah SWT yang selalu memberikan segala Karunia dan
limpahan RahmatNya.
2. Bapak Suparsidi dan Ibu Murtini selaku Orang tua yang dengan
segala do’a, bimbingan, pengertian, perhatian, kasih sayang,
kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya yang sangat besar
kepada.

3. Kakak Ahmad Haji Saputro, Adik Endah Trie Wahyuni serta Adik
Widi


Nugroho

selaku

saudara

saya

yang

senantiasa

mendukung dan memberikan semangat nya kepada saya untuk
selalu berusaha sebaik mungkin.

4. Nur Aklis, ST, M.Eng selaku Dosen Pembimbing Utama Tugas
Akhir yang telah bersedia menasehati, memberikan bimbingan,
catatan serta meluangkan waktu, tenaga, pikiran dan segala
perhatiannya kepada kami sehingga selalu bersemangat dan

termotivasi untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan
baik.
5. Triani Adi Windiarti yang telah memberikan dukungan serta
semangat dari awal pembuatan hingga akhir.

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb
Sesungguhnya, segala puji hanyalah milik Allah, atas segala
rahmat dan karunia- Nya yang telah terlimpahkan kepada penulis,
sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Sholawat dan salam
semoga senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW. Juga kepada
keluarga, para sahabat serta orang-orang yang setia mengikuti mereka
hingga hari akhir.
Tugas Akhir yang berjudul “KINERJA MESIN DIESEL DENGAN
BAHAN BAKAR MINYAK PIROLISIS SAMPAH PLASTIK” ini disusun
untuk memenuhi persyaratan Sidang Sarjana Sastra 1 pada Jurusan
Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini, penulis dengan penuh
keikhlasan hati ingin menyampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph, D selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST, M.Sc, Ph.D selaku Ketua Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik
4. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.

viii

KINERJA MESIN DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK
HASIL PIROLISIS SAMPAH PLASTIK
Agus Murdieono, Nur Aklis
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. Ahmad Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
E-mail : agus.murdieono@gmail.com
Abstrak

Pengolahan

sampah

plastik

menggunakan

metode

pirolisis

merupakan salah satu cara untuk mengurangi volume sampah
plastic, dan hasil dari pirolisis sampah plastik dapat digunakan
sebagai bahan bakar pada mesin motor. Pada penelitian ini plastik
yang akan digunakan adalah plastik LDPE. Suhu proses pirolisis
pada penelitian ini berkiras antara 30 – 330 oC. Minyak hasil pirolisis
sampah plastik di uji sifat kimia dalam hal nilai flash point terlebih
dahulu sebelum digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel.
Metode pengujian flash point menggunakan metode ASTM D 93.

Nilai flash point pada solar yaitu 52 oC, sedangkan pada minyak
hasil pirolisis yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah 27
o

C. Pada proses pungjian minyak pirolisis pada mesin diesel bahan

bakar minyak pirolisis sampah plastik digunakan sebagai campuran
dan bahan bakar utama yaitu dexlite. Variasi prosentase campuran
pada penelitian ini yaitu 100% dexlite, 10% minyak pirolisis : 90%
dexlite, 12,5% minyak pirolisis : 87,5% dexlite. Pada pengujian
kinerja mesin diesel menggunakan bahan bakar minyak hasil
pirolisis sampah plastik data yang diambil yaitu Torsi, Daya,
Konsumsi Bahan Bakar dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik.
Kata kunci : Sampah Plastik LDPE, Minyak Pirolisis, Dexlite,
Kinerja Mesin Diesel.

x

Abstract
Processing of plastic waste using pyrolysis method is one way to

reduce the volume of plastic waste, and results from the pyrolysis of
plastic waste can be used as fuel in the engine. In this study, the
plastic to be used is LDPE plastic. Temperature pyrolysis process in
this study of between 30-330 °C. Pyrolysis oil waste plastic in
chemical properties of the test in terms of the value of the flash point
before being used as fuel for diesel engines. Flash point test method
using ASTM D 93 method. Value in diesel fuel flash point is 52 °C,
while the results of pyrolysis oil to be used in this study is 27 oC. In
the process pungjian pyrolysis oil to diesel fuel pyrolysis oil is used
as a mixture of plastic waste and main fuel is dexlite. Variations
percentage of the mixture in this research is 100% dexlite, pyrolysis
oil 10%: 90% dexlite, pyrolysis oil 12.5%: 87.5% dexlite. In
performance testing of diesel engines using fuel oil plastic waste
pyrolysis captured data is Torque, Power, Fuel Consumption and
Specific Fuel Consumption
Keywords : plastic waste LDPE, fuel pyrolysis,
performance diesel engine

xi


dexlite,

DAFTAR ISI
Halaman Judul .............................................................................................i
Pernyataan Keaslian Skripsi ....................................................................... ii
Halaman Persetujuan ................................................................................ iii
Halaman Pengesahan ............................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir ...........................................................................v
Halaman Motto........................................................................................... vi
Halaman Persembahan ............................................................................ vii
Kata Pengantar ........................................................................................ viii
Abstrak ........................................................................................................x
Daftar Isi ................................................................................................... xii
Daftar Gambar .......................................................................................... xv
Daftar Tabel ............................................................................................. xvi
Daftar Grafik............................................................................................ xvii
Daftar Simbol ......................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah................................................................. 3

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................... 4
1.4 Batasan Masalah ...................................................................... 4
1.5 Sistematika Penulisan .............................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ................................... 6
2.1 PenelitianTerdahulu.................................................................. 7
2.2 Dasar Teori ............................................................................. 11
2.2.1 Sampah Plastik .......................................................... 11
2.2.2 Pirolisis ...................................................................... 15
2.2.3 Motor Diesel ............................................................... 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN....................................................... 21

xii

3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................... 21
3.2 Persiapan Alat ........................................................................ 22
3.2.1 Alat dan Bahan Untuk Pembuatan Minyak Pirolisis ... 22
3.2.1 Alat dan Bahan Untuk Pengujian Minyak Pirolisis ..... 24
3.3 Skema Alat ............................................................................. 26
3.4 Tahapan Pembuatan Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik... 30
3.5 Tahapan Pengujian Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik Pada

Hasil Flash Point ..................................................................... 31
3.6 Tahapan Pengujian Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik Pada
Mesin Diesel ........................................................................... 32
3.2.1 Tahapan Awal Pengujian ........................................... 32
3.2.1 Tahapan Pengoprasian Mesin ................................... 33
3.2.1 Tahapan Pengambilan Data ...................................... 34
BAB IV DATA DAN HASIL ANALISIS ...................................................... 36
4.1 Data Hasil Pirolisis Sampah Plastik ......................................... 36
4.2 Data Flash Point Pada Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik 37
4.3 Data Kinerja Mesin Diesel Menggunakan Minyak Pirolisis ...... 38
4.3.1 Hasil Kinerja Mesin Diesel Menggunakan Minyak
Pirolisis ....................................................................... 39
4.3.2 Menghitung Torsi ....................................................... 40
4.3.3 Menghitung Daya Mesin ............................................ 42
4.3.4 Menghitung Konsumsi Bahan Bakar .......................... 45
4.3.4 Menghitung Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) .. 48
4.4 Perbandingan Kinerja Mesin Diesel Data Experimen Terhadap
Penelitian Sebelumnya ............................................................. 51
4.4.1 Perbandingan Performance Engine pada Grafik Hasil
Torsi dan Rpm ............................................................ 51
4.4.2 Perbandingan Performance Engine pada Grafik Hasil
Daya dan Rpm ........................................................... 52

xiii

4.4.3 Perbandingan Performance Engine pada Grafik Hasil
Konsumsi Bahan Bakar Spesifik dan Rpm ................. 52
BAB V PENUTUP .................................................................................... 54
5.1. Kesimpulan ............................................................................. 54
5.2. Saran ...................................................................................... 55
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Hasil Torsi Menggunakan Biosolar dan Blend WPO ........... 10
Gambar 2.2. Life-cycle botol plastik ......................................................... 12
Gambar 2.3. Komposisi Sampah di TPA Putri Cempo ............................. 12
Gambar 2.4. Rumus Kimia Plastik LDPE ................................................. 15
Gambar 2.5. Siklus ideal mesin diesel dan mesin bensin ........................ 18
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ........................................................ 21
Gambar 3.1 Skema alat reaktor pirolisis .................................................. 19

xv

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Karakteristik Plastik ................................................................. 13
Tabel 2.2. Karakteristik Minyak Plastik dan Biosolar................................ 17
Tabel 3.1. Tabel Prosentase Campuran Minyak Pirolisis ......................... 32
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Flash Point Minyak Pirolisis ........................... 37
Tabel 4.2. Variasi Prosentase Campuran Minyak Pirolisis ....................... 38
Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Mesin Diesel ......................................... 39
Tabel 4.4. Hasil Torsi Mesin Diesel .......................................................... 41
Tabel 4.5. Hasil Daya Mesin Diesel ......................................................... 43
Tabel 4.6. Hasil Konsumsi Bahan Bakar .................................................. 47
Tabel 4.7. Hasil Konsumsi Bahan Bakar Spesiffik ................................... 49

xvi

DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1. Volume Minyak Pirolisis .......................................................... 36
Grafik 4.2. Perbandingan Torsi Mesin Diesel ........................................... 42
Grafik 4.3. Perbandingan Daya Mesin Diesel .......................................... 44
Grafik 4.4. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar ................................... 47
Grafik 4.5. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ..................... 50
Grafik 4.6. Perbandingan Hasil Torsi ....................................................... 51
Grafik 4.7. Perbandingan Hasil Daya ....................................................... 52
Grafik 4.8. Perbandingan Hasil Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ............ 53

xvii

DAFTAR SIMBOL

Simbol

Satuan

T

= Torsi

[Nm]

m

= Massa

[kg]

L

= Panjang lengan dynamometer

[m]

P

= Daya

[KW]

N

= Putaran mesin

[rpm]

mf

= Konsumsi bahan bakar

[kg/jam]

b

= Volume buret

[cc]

t

= Waktu pendgosongan buret

[s]

SFC = Konsumsi BB spesifik

[kg/kW-jam]

xviii