Pengaruh Variasi Perbandingan Bahan Bakar Solar-Biodiesel (Minyak Jelantah) Terhadap Unjuk Kerja Pada Motor Diesel
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kehidupan manusia tidak pernah lepas dari kebutuhan energi. Selama ini
masyarakat Indonesia hanya menggantungkan kebutuhan energi Bahan Bakar
Minyak (BBM) untuk pembangkit tenaga motor bakar pada sumber energi minyak
bumi yang terbuat dari fosil. Cadangan BBM tersebut dari waktu ke waktu
menurun jumlahnya, cadangan tersebut tidak dapat ditambah ataupun diperbaharui
meskipun eksplorasi terus ditingkatkan, bahkan yang terjadi justru sebaliknya
semakin hari cadangan minyak bumi semakin menipis dan suatu saat akan habis,
oleh karena itu diperlukan bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui.
Majunya penelitian dan penggunaan motor diesel pada industri tidak
mungkin berhenti hanya karena menipisnya bahan bakar fosil. Pencarian bahan
bakar alternatif pengganti minyak solar terus dilakukan disamping untuk
membantu menangani permasalahan krisis energi dan lingkungan global, juga
dapat membantu mempertahankan daya guna teknologi otomotif sebagai karya
budaya manusia. Teknologi motor diesel akan terus dimanfaatkan untuk
meningkatkan daya karsa manusia meskipun cadangan sumber enegi fosil
semakin menipis bahkan habis. Sehingga dapat kita simpulkan bahwa
permasalahan energi merupakan hal serius untuk segera ditangani saat ini. Salah
satu cara penanganannya adalah dengan mengembangkan sumber energi alternatif
khususnya biodiesel sebagai instrumen penting dalam perencanaan dan
pengembangan energi nasional.
Biodiesel adalah bioenergi atau bahan bakar alternatif yang terbuat dari
minyak nabati dan lemak hewani, merupakan bahan bakar alternatif yang sangat
potensial digunakan sebagai pengganti solar karena kemiripan karakteristiknya.
Komoditas perkebunan penghasil minyak nabati di Indonesia yang dapat
dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel cukup banyak, diantaranya minyak
kelapa sawit/Crude Palm Oil (CPO), kelapa, kapuk, kemiri, kacang kedelai dan
jarak pagar/Crude Jatropha Curcas Oil (CJCO). Saat ini, pemanfaatan Crude
Palm Oil (CPO) sebagai bahan baku biodiesel tentu akan mengganggu pasokan
Universitas Sumatera Utara
2
ekspor serta ketersediaan minyak goreng di Indonesia. Selain itu, harga biodiesel
yang terbuat dari CPO dimungkinkan lebih mahal dari harga minyak solar subsidi
karena
persaingannya dengan harga minyak untuk kebutuhan pangan.
Pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai biodiesel juga masih mengalami kendala
yaitu karena ketersediaannya yang masih terbatas di Indonesia. Akibat sedikitnya
bahan baku ini, maka dapat dipastikan bahwa harga biodiesel dari minyak jarak
pagar akan lebih mahal dari harga minyak solar subsidi, sehingga masyarakat
akan lebih memilih untuk menggunakan minyak solar.
Permasalahan ekonomis merupakan masalah pokok yang menjadi kendala
dalam pengembangan biodiesel dari sawit dan jarak pagar. Oleh karena itu
diperlukan bahan baku lain yang lebih murah dan belum dimanfaatkan secara
maksimal hingga saat ini yaitu minyak jelantah. Minyak jelantah/minyak goreng
bekas (recyeled frying oil) merupakan salah satu bahan baku yang dapat
dimanfaatkan untuk biodiesel karena memiliki sifat-sifat yang mirip dengan solar.
Penggunaan biodiesel murni 100% biasa dikenal dengan nama B100. Sebagai
alternatif dilakukan pencampuran antara solar dan biodiesel dengan perbandingan
antara 95% solar dan 5% biodiesel (B5) hingga 80% solar dan 20% biodiesel
(B20).
Saat ini biodiesel dari minyak jelantah telah diproduksi di Eropa, Amerika,
dan Jepang. Biodiesel dari minyak jelantah di Austria dikenal dengan nama AME
(Altfett Methyl Ester), di Jerman selain dikenal dengan AME juga dikenal dengan
nama frittendiesel atau ecodiesel, sedangkan di Jepang dikenal dengan nama e-oil.
Khusus di Indonesia pengembangan biodiesel dari minyak goreng bekas ini dirasa
memiliki prospek yang baik dimana ketersediaan bahan baku yang cukup banyak
dan sangat mendukung untuk perkembangan biodiesel tersebut. Hal yang juga
perlu untuk diperhatikan dalam pengembangan biodiesel dari minyak goreng
bekas ini adalah kualitas penyalaan, viskositas, titik tuang (pour point) dan titik
nyala kabut.
Berdasarkan pemikiran tersebut, maka dilakukan pengujian motor diesel
dengan menggunakan variasi perbandingan bahan bakar solar-biodesel (minyak
jelantah) terhadap unjuk kerja mesin diesel dengan memanfaatkan secara
maksimal peralatan laboratorium yang ada.
Universitas Sumatera Utara
3
1.2 Tujuan Pengujian
1.
Untuk memperoleh perbandingan nilai kalor pembakaran dari variasi
perbandingan campuran bahan bakar solar dengan biodiesel minyak jelantah
terhadap unjuk kerja mesin diesel.
2.
Untuk memperoleh perbandingan unjuk kerja (performance) motor bakar
diesel dari variasi perbandingan campuran bahan bakar solar dengan biodiesel
minyak jelantah terhadap unjuk kerja mesin diesel.
1.3 Manfaat Pengujian
Adapun manfaat pengujian dari pengaruh variasi perbandingan solarbiodiesel (minyak jelantah) terhadap unjuk kerja pada motor diesel tersebut yaitu:
1. Dapat menambah pengetahuan dan wawasan serta mengetahui pengujianpengujian tentang pengaruh variasi perbandingan solar-biodiesel (minyak
jelantah) terhadap unjuk kerja pada motor diesel bagi penulis dan pembaca
serta dapat menjadi tinjauan pustaka bagi yang ingin meneliti hal sejenis.
2. Dapat digunakan sebagai referensi bagi industri otomotif khususnya berbahan
bakar diesel.
1.4 Batasan Masalah
Agar tidak menimbulkan penafsiran yang meluas dan kesalahan
pemahaman terhadap hasil penelitian, maka penelitian dibatasi dengan ketentuan
sebagai berikut:
1. Alat uji yang digunakan untuk menghitung nilai kalor pembakaran masingmasing bahan bakar adalah “Bom Kalorimeter”.
2. Mesin uji yang digunakan dalam analisa ini adalah motor diesel 4 langkah
dengan 1 silinder “(TecQuipment type. TD110 – 115 Test Bed and
Instrumentation for Small Engines)” pada Laboratorium Motor Bakar
Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Unjuk kerja motor bakar diesel yang dibandingkan dari penggunaan masingmasing bahan bakar meliputi: torsi, daya, rasio perbandingan udara-bahan
bakar (AFR), konsumsi bahan bakar spesifik (sfc), efisiensi volumetris, dan
efisiensi thermal brake.
Universitas Sumatera Utara
4
4. Pengujian dilakukan dengan menggunakan metode variable speed (1200, 1500,
1800, 2100, dan 2400) rpm dan variable load (0,5, 1, dan 1,5) kg.
5. Perbandingan bahan bakar solar-biodisel minyak jelantah (95:5 (B5), 90:10
(B10), 85:15 (B15), 80:20 (B20)).
1.5 Sistematika Penulisan
Tugas sarjana ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab
adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan pengujian, manfaat pengujian,
batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi tentang landasan teori yang digunakan yaitu mengenai prinsip
dasar motor diesel, pembakaran dan bahan bakar diesel dan biodiesel, dan
beberapa definisi prestasi mesin.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisikan informasi mengenai tempat pelaksanaan pengujian bahan
dan peralatan yang dipakai serta tahapan dalam prosedur pengujian.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang hasil data prestasi mesin yang diproleh dari setiap
pengujian melalui pembahasan perhitungan dan penganalisaan dengan
memaparkan ke dalam bentuk tabel dan grafik.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh.
DAFTAR PUSTAKA
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun laporan
tugas sarjana ini.
LAMPIRAN
Berisikan tentang penjelasan mengenai
gambar-gambar dan grafik-
grafik/tabel hasil pengujian.
Universitas Sumatera Utara
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kehidupan manusia tidak pernah lepas dari kebutuhan energi. Selama ini
masyarakat Indonesia hanya menggantungkan kebutuhan energi Bahan Bakar
Minyak (BBM) untuk pembangkit tenaga motor bakar pada sumber energi minyak
bumi yang terbuat dari fosil. Cadangan BBM tersebut dari waktu ke waktu
menurun jumlahnya, cadangan tersebut tidak dapat ditambah ataupun diperbaharui
meskipun eksplorasi terus ditingkatkan, bahkan yang terjadi justru sebaliknya
semakin hari cadangan minyak bumi semakin menipis dan suatu saat akan habis,
oleh karena itu diperlukan bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui.
Majunya penelitian dan penggunaan motor diesel pada industri tidak
mungkin berhenti hanya karena menipisnya bahan bakar fosil. Pencarian bahan
bakar alternatif pengganti minyak solar terus dilakukan disamping untuk
membantu menangani permasalahan krisis energi dan lingkungan global, juga
dapat membantu mempertahankan daya guna teknologi otomotif sebagai karya
budaya manusia. Teknologi motor diesel akan terus dimanfaatkan untuk
meningkatkan daya karsa manusia meskipun cadangan sumber enegi fosil
semakin menipis bahkan habis. Sehingga dapat kita simpulkan bahwa
permasalahan energi merupakan hal serius untuk segera ditangani saat ini. Salah
satu cara penanganannya adalah dengan mengembangkan sumber energi alternatif
khususnya biodiesel sebagai instrumen penting dalam perencanaan dan
pengembangan energi nasional.
Biodiesel adalah bioenergi atau bahan bakar alternatif yang terbuat dari
minyak nabati dan lemak hewani, merupakan bahan bakar alternatif yang sangat
potensial digunakan sebagai pengganti solar karena kemiripan karakteristiknya.
Komoditas perkebunan penghasil minyak nabati di Indonesia yang dapat
dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel cukup banyak, diantaranya minyak
kelapa sawit/Crude Palm Oil (CPO), kelapa, kapuk, kemiri, kacang kedelai dan
jarak pagar/Crude Jatropha Curcas Oil (CJCO). Saat ini, pemanfaatan Crude
Palm Oil (CPO) sebagai bahan baku biodiesel tentu akan mengganggu pasokan
Universitas Sumatera Utara
2
ekspor serta ketersediaan minyak goreng di Indonesia. Selain itu, harga biodiesel
yang terbuat dari CPO dimungkinkan lebih mahal dari harga minyak solar subsidi
karena
persaingannya dengan harga minyak untuk kebutuhan pangan.
Pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai biodiesel juga masih mengalami kendala
yaitu karena ketersediaannya yang masih terbatas di Indonesia. Akibat sedikitnya
bahan baku ini, maka dapat dipastikan bahwa harga biodiesel dari minyak jarak
pagar akan lebih mahal dari harga minyak solar subsidi, sehingga masyarakat
akan lebih memilih untuk menggunakan minyak solar.
Permasalahan ekonomis merupakan masalah pokok yang menjadi kendala
dalam pengembangan biodiesel dari sawit dan jarak pagar. Oleh karena itu
diperlukan bahan baku lain yang lebih murah dan belum dimanfaatkan secara
maksimal hingga saat ini yaitu minyak jelantah. Minyak jelantah/minyak goreng
bekas (recyeled frying oil) merupakan salah satu bahan baku yang dapat
dimanfaatkan untuk biodiesel karena memiliki sifat-sifat yang mirip dengan solar.
Penggunaan biodiesel murni 100% biasa dikenal dengan nama B100. Sebagai
alternatif dilakukan pencampuran antara solar dan biodiesel dengan perbandingan
antara 95% solar dan 5% biodiesel (B5) hingga 80% solar dan 20% biodiesel
(B20).
Saat ini biodiesel dari minyak jelantah telah diproduksi di Eropa, Amerika,
dan Jepang. Biodiesel dari minyak jelantah di Austria dikenal dengan nama AME
(Altfett Methyl Ester), di Jerman selain dikenal dengan AME juga dikenal dengan
nama frittendiesel atau ecodiesel, sedangkan di Jepang dikenal dengan nama e-oil.
Khusus di Indonesia pengembangan biodiesel dari minyak goreng bekas ini dirasa
memiliki prospek yang baik dimana ketersediaan bahan baku yang cukup banyak
dan sangat mendukung untuk perkembangan biodiesel tersebut. Hal yang juga
perlu untuk diperhatikan dalam pengembangan biodiesel dari minyak goreng
bekas ini adalah kualitas penyalaan, viskositas, titik tuang (pour point) dan titik
nyala kabut.
Berdasarkan pemikiran tersebut, maka dilakukan pengujian motor diesel
dengan menggunakan variasi perbandingan bahan bakar solar-biodesel (minyak
jelantah) terhadap unjuk kerja mesin diesel dengan memanfaatkan secara
maksimal peralatan laboratorium yang ada.
Universitas Sumatera Utara
3
1.2 Tujuan Pengujian
1.
Untuk memperoleh perbandingan nilai kalor pembakaran dari variasi
perbandingan campuran bahan bakar solar dengan biodiesel minyak jelantah
terhadap unjuk kerja mesin diesel.
2.
Untuk memperoleh perbandingan unjuk kerja (performance) motor bakar
diesel dari variasi perbandingan campuran bahan bakar solar dengan biodiesel
minyak jelantah terhadap unjuk kerja mesin diesel.
1.3 Manfaat Pengujian
Adapun manfaat pengujian dari pengaruh variasi perbandingan solarbiodiesel (minyak jelantah) terhadap unjuk kerja pada motor diesel tersebut yaitu:
1. Dapat menambah pengetahuan dan wawasan serta mengetahui pengujianpengujian tentang pengaruh variasi perbandingan solar-biodiesel (minyak
jelantah) terhadap unjuk kerja pada motor diesel bagi penulis dan pembaca
serta dapat menjadi tinjauan pustaka bagi yang ingin meneliti hal sejenis.
2. Dapat digunakan sebagai referensi bagi industri otomotif khususnya berbahan
bakar diesel.
1.4 Batasan Masalah
Agar tidak menimbulkan penafsiran yang meluas dan kesalahan
pemahaman terhadap hasil penelitian, maka penelitian dibatasi dengan ketentuan
sebagai berikut:
1. Alat uji yang digunakan untuk menghitung nilai kalor pembakaran masingmasing bahan bakar adalah “Bom Kalorimeter”.
2. Mesin uji yang digunakan dalam analisa ini adalah motor diesel 4 langkah
dengan 1 silinder “(TecQuipment type. TD110 – 115 Test Bed and
Instrumentation for Small Engines)” pada Laboratorium Motor Bakar
Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Unjuk kerja motor bakar diesel yang dibandingkan dari penggunaan masingmasing bahan bakar meliputi: torsi, daya, rasio perbandingan udara-bahan
bakar (AFR), konsumsi bahan bakar spesifik (sfc), efisiensi volumetris, dan
efisiensi thermal brake.
Universitas Sumatera Utara
4
4. Pengujian dilakukan dengan menggunakan metode variable speed (1200, 1500,
1800, 2100, dan 2400) rpm dan variable load (0,5, 1, dan 1,5) kg.
5. Perbandingan bahan bakar solar-biodisel minyak jelantah (95:5 (B5), 90:10
(B10), 85:15 (B15), 80:20 (B20)).
1.5 Sistematika Penulisan
Tugas sarjana ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab
adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan pengujian, manfaat pengujian,
batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi tentang landasan teori yang digunakan yaitu mengenai prinsip
dasar motor diesel, pembakaran dan bahan bakar diesel dan biodiesel, dan
beberapa definisi prestasi mesin.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisikan informasi mengenai tempat pelaksanaan pengujian bahan
dan peralatan yang dipakai serta tahapan dalam prosedur pengujian.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang hasil data prestasi mesin yang diproleh dari setiap
pengujian melalui pembahasan perhitungan dan penganalisaan dengan
memaparkan ke dalam bentuk tabel dan grafik.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh.
DAFTAR PUSTAKA
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun laporan
tugas sarjana ini.
LAMPIRAN
Berisikan tentang penjelasan mengenai
gambar-gambar dan grafik-
grafik/tabel hasil pengujian.
Universitas Sumatera Utara