PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN AWAL TIPE STRAIGHT PADA MINYAK KELAPA TERHADAP SUDUT SEMPROT NOSEL.
,6%1
Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
COVER ............................................................................................................................................................................................................................. i
KATA PENGANTAR...................................................................................................................................................................................................... ii
SAMBUTAN REKTOR .................................................................................................................................................................................................. iii
SAMBUTAN DEKAN ..................................................................................................................................................................................................... iv
REVIEWER ..................................................................................................................................................................................................................... v
PANITIA .......................................................................................................................................................................................................................... vii
JADWAL ACARA ........................................................................................................................................................................................................... viii
DAFTAR ISI .................................................................................................................................................................................................................... xxvii
KEYNOTE SPEAKER.................................................................................................................................................................................................... xlix
BIDANG KONVERSI ENERGI
NO
JUDUL
KODE
1
Genset dengan bahan bakar co-gasifikasi downdraft kulit kopi dan batubara
KE 01
2
Unjuk Kerja Pengering Surya Tipe Rak Pada Pengeringan Kerupuk Kulit Mentah
KE 02
3
Analisis Unjuk Kerja Sistem Turbin Gas Mikro Bioenergi Proto X-3 Berbahan Bakar LPG
KE 04
4
Optimasi periode data berdasarkan time constant pada pengujian unjuk kerja termal kolektor
surya pelat datar
KE 06
5
Pengembangan Model Matematika Kinetika Reaksi Torefaksi Sampah
KE 07
6
PENGGUNAAN GAS SEBAGAI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR BERMESIN INJEKSI
KE 10
7
STUDI NUMERIK KARAKTERISTIK ALIRAN GAS-SOLID DAN PEMBAKARAN PADA TANGENTIALLY
FIRED PULVERIZED-COAL BURNER DENGAN VARIASI SUDUT TILTING
KE 11
8
Pemanfaatan Panas Buang Kondenser pada Pengering Beku Vakum
KE 12
9
Sistem Pendingin Adsorpsi dengan Single Bed Adsorber
KE 13
10
Penerapan Evaporative Cooling Untuk Peningkatan Kinerja Mesin Pengkondisian Udara Tipe
Terpisah (AC Split)
KE 14
11
Penggunaan Thermal Energy Storage sebagai Penyejuk Udara Ruangan dan Pemanas Air pada
Residential Air Conditioning Hibrida
KE 15
12
Studi Eksperimental tentang Karakteristik Turbin Angin Sumbu Vertikal Jenis Darrieus-Savonius
KE 17
13
PENGARUH KONSENTRASI GARAM TERHADAP KARAKTERISITIK ALIRAN DUA FASE GAS DAN AIR
KE 22
14
Karakteristik Pembentukan Cincin Vorteks pada Jet Sintetik akibat Perubahan Frekwensi Eksitasi
pada Aktuator Ber-cavity Kerucut
KE 23
15
KAJI TEORITIK KONSUMSI GAS LPG SEBAGAI SUMBER PANAS PADA PETERNAKAN AYAM BROILER
TIPE KANDANG TERTUTUP (CLOSED HOUSE)
KE 24
16
STUDI AWAL GASIFIKASI SERBUK KAYU PADA OPEN TOP STRATIFIED DOWNDRAFT GASIFIER
KE 25
17
Prototipe Sistem Pengering Cengkeh Dengan Energi Surya
KE 26
18
Drag Reduction in Flow Separation Using Plasma Actuator in Cylinder Models
KE 28
19
PENGARUH VARIASI NORMALITAS AKTIVATOR PADA AKTIVASI NaOH-FISIK ADSORBEN FLY ASH
BATUBARA TERHADAP PRESTASI MESIN SEPEDA MOTOR 4-LANGKAH
KE 29
xxvii
20
Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN AWAL TIPE STRAIGHT PADA MINYAK KELAPA TERHADAP
SUDUT SEMPROT NOSEL
KE 30
21
Analisis Beban Thermal Rancangan Mesin Es Puter Dengan Kompresor ½ PK Untuk Skala Industri
Rumah Tangga
KE 32
22
Rancang Bangun Kondenser pada Pengering Beku Vakum
KE 34
23
ANALISIS PERFORMANSI KOLEKTOR SURYA PEMANAS AIR DENGAN PELAT KOLEKTOR BENTUK-V
KE 35
24
Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Bergelombang untuk Pengering Bunga Kamboja
KE 37
25
Pengaruh Jarak Concentric dan Eccentric Reducer Pada Sisi Isap Pompa Sentrifugal Terhadap
Gejala Kavitasi
KE 38
26
Karakterisasi Pembentukan Deposit pada Ruang Bakar Mesin Diesel Dengan Metode Tetesan Pada
Pelat Panas
KE 40
27
Pengujian Performa Sistem Pendingin Absorpsi dengan Energi Panas Matahari di Universitas
Indonesia Depok
KE 41
28
Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas Campuran Air dan Minyak Nabati untuk aplikasi
sebagai refigeran sekunder
KE 42
29
PENGGUNAAN SOLAR COLLECTOR SEBAGAI PEMANAS AWAL DAN PIPA KONDENSAT SEBAGAI HEAT
RECORVERY PADA BASIN SOLAR STILL UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI
KE 43
30
Analisis Performa Modul Solar Cell Dengan Penambahan Reflector Cermin Datar
KE 44
31
Karakteristik Api Premiks Biogas pada Counterflow Burner
KE 45
32
Theoretical Study of Forced Convective Heat Transfer in a Hexagonally Configured Seven-VerticalRod Bundle in Zirconia-Water Nanofluid
KE 47
33
KAJI EKSPERIMENTAL ALAT PENGOLAHAN AIR LAUT
MEmproduksi GARAM Dan AIR TAWAR
KE 48
34
ANALISIS KARATERISTIK PEMBAKARAN BRIKET ARANG LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT dengan
VARIASI BAHAN PEREKAT (BINDER) KANJI dan TAR MENGGUNAKAN METODE THERMOGRAVIMETRI
ANALYSIS (TGA)
KE 50
35
PENINGKATAN HASIL EKSTRAKSI MINYAK NILAM DENGAN METODE HYDRO-STEAM MICROWAVE
DISTILLATION
KE 51
36
PENGARUH VARIASI KEMIRINGAN SUDUT TURBULATOR TERHADAP LAJU PERPINDAHAN PANAS
PADA ALAT PENUKAR KALOR ALIRAN BERLAWANAN (COUNTER FLOW HEAT EXCHANGER)
KE 52
37
Pengaruh Variasi Luas Heat Sink Terhadap Densitas Energi dan Tegangan Listrik Thermoelektrik
KE 53
38
EFEKTIFITAS PERPINDAHAN PANAS PADA DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER DENGAN GROOVE
KE 54
39
Penentuan Sub-sub Pola Aliran StratifiedAir-Udara pada Pipa Horisontal MenggunakanPengukuran
Tekanan
KE 56
40
Distribusi Temperatur Pada Microwave menggunakan Metode CFD
KE 57
41
PENGARUH DEBIT ALIRAN AIR TERHADAP PROSES PENDINGINAN PADA MINI CHILLER
KE 58
MENGGUNAKAN ENERGI SURYA UNTUK
xxviii
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN AWAL TIPE STRAIGHT PADA
MINYAK KELAPA TERHADAP SUDUT SEMPROT NOSEL
I Ketut Gede Wirawan1,a,*, Made Sucipta2,b, I Putu Agus Arisudana3,c
1,2,3
Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362 - Indonesia
a
Email: wirawan_ikg@yahoo.com
b
Email: m.sucipta@gmail,com
c
Email: arisudana93@gmail.com
Abstrak
Indonesia merupakan salah satu negara yang tingkat penggunaan minyak kelapanya tinggi,
khususnya untuk konsumsi rumah tangga. Lahan tanaman ini memiliki luas sekitar 3.82 juta hektar,
dimana 97% dari total luas areal tersebut merupakan perkebunan rakyat. Hal inilah yang
menjadikan ketersediaan minyak kelapa sangat berlimpah, sehingga dapat digunakan pada banyak
bidang, salah satunya adalah pada bidang penelitian bahan bakar alternatif untuk kompor tekan
(pressure stone). Apabila minyak ini dijadikan bahan bakar, maka salah satu parameter yang harus
diperhatikan adalah sudut semprot. Pada minyak kelapa, sudut semprotnya sangat kecil karena
viskositasnya yang tinggi. Untuk menurunkan viskositas tersebut maka dilakukan pemanasan awal
berbentuk lurus (straight) seluas 78.57 mm2 pada pipe line sebelum keluar nosel. Temperatur
pemanasan awal divariasikan dari 200 sampai 230 oC. Tekanan bahan bahan bakar minyak kelapa
sebesar 4 bar dan diameter lubang nosel sebesar 500 μm dijaga konstan. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa terjadi penurunan sudut semprot akibat endapan asam lemak bebas (free fatty
acid) dan gliserol di ujung nosel ketika temperatur pemanasan awal dinaikan dari 200 sampai 220
o
C. Pada saat temperatur pemanas awal dinaikkan menjadi 230oC, sudut semprot meningkat karena
bahan bakar sudah berbentuk fase uap dan jarak antar molekul partikel uap bertambah renggang
sehingga mudah menyala ketika diberi energi aktivasi.
Kata kunci: minyak kelapa, pemanasan awal tipe straight, sudut semprot
Pendahuluan
Kelapa merupakan salah satu komoditi penting karena peranannya yang sangat besar, baik
sebagai sumber pendapatan maupun sumber bahan baku industri. Indonesia memiliki lahan
tanaman kelapa terluas di dunia dengan total luas areal sekitar 3.82 juta hektar, dimana 97% nya
merupakan perkebunan rakyat dengan jumlah produksi 15.9 milyar butir atau setara dengan 3.2
juta ton kopra/daging buah kelapa kering [1]. Banyak manfaat yang dapat diperoleh dari tanaman
ini, sebagian besar telah digunakan oleh masyarakat adalah daging buah kelapa. Daging buah
kelapa dapat diolah menjadi berbagai macam produk olahan. Salah satu produk olahan dari daging
buah kelapa adalah minyak kelapa.
Minyak kelapa digunakan oleh masyarakat untuk memasak makanan. Selain itu, dapat juga
digunakan sebagai bahan dalam pembuatan kosmetik, mentega, sabun, dan sebagai bahan bakar
alternatif biodiesel. Salah satu keunggulan dari biodiesel adalah emisi gas buangnya lebih rendah
dari bahan bakar diesel [2] . Disamping itu, minyak kelapa dapat juga digunakan sebagai bahan
bakar pada kompor jenis “protos” [3]. Proses pembakaran diawali dengan mengubahnya menjadi
tetesan yang halus (droplet) menggunakan nosel. Penyebaran tetesan tergantung dari sudut
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
semprot (spray angle) yang dibentuk nosel, jadi semakin besar sudut semprot maka semakin luas
penyebaran tetesan. Besarnya sudut semprot tergantung dari jenis bahan bakar pada tekanan dan
diameter lubang nosel yang sama [4]. Perbedaan sudut ini juga akibat dari viskositas minyak yang
tinggi sehingga mengurangi atomisasi.
Metodologi
Metodologi yang digunakan adalah studi eksperimenal dengan minyak kelapa sebagai
bahan penelitian. Tahap penelitian dibagi menjadi 2 (dua) kegiatan, yaitu : (i) setting alat dan (ii)
tahap pengujian.
Setting alat
Gambar 1. menunjukkan set up alat penelitian. Minyak kelapa murni dimasukkan ke dalam
tabung (a). Dengan menggunakan kompresor, udara bertekanan diinjeksikan ke dalam tabung dan
besarannya dijaga konstan sebesar 4 bar yang dapat dilihat pada manometer (b). Katup (c) dibuka
pelan-pelan sehingga minyak bertekanan mengalir melalui pipe line (d). Minyak bertekanan
sebelum keluar nosel (e) dipanasi dengan heater (f) sebagai pemanas awal. Uap minyak yang keluar
dari nosel akan membentuk sudut semprot.
b
c
d
a
a
e
f
Gambar 1. Set up alat penelitian
Tahap pengujian
Bahan penelitian ini menggunakan minyak kelapa murni yang dibuat secara tradisional
seperti pada Gambar 2. Agar penelitian ini berjalan dengan baik, maka dilakukan persiapan awal
yaitu pemasangan manometer pada tabung bahan bakar dan termokopel di preheater .
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
Gambar 2. Minyak kelapa murni
Pengujian sudut semprot dimulai dengan pemanasan awal. Luas bidang pemanasan sebesar
78.57 mm2 dengan dimensi seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Volume bahan bakar minyak
kelapa yang dimasukkan ke dalam tabung 600 cc. Udara kompresor diinjeksi ke dalam tabung
dengan tekanan konstan 4 bar kompresor dan temperatur divariasikan pada 200oC, 210oC, 220oC
dan 230oC. Setiap perubahan variabel temperatur, gambar sudut semprot yang terbentuk di ujung
nosel di-capture menggunakan kamera.
100
5
35
210
Gambar 3. Detil ukuran pipe line
Hasil
Hasil penelitian mengenai pengaruh temperatur pemanasan awal tipe straight ini
ditunjukkan pada Gambar 4. Sudut semprotnya berada pada tekanan konstan 4 bar. Gambar 4(a),
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
(b), (c) dan (d) masing-masing menunjukkan bahwa pada temperatur pemanasan awal 200oC,
210oC, 220oC dan 230oC, dihasilkan sudut semprot sebesar 17,58o ; 12,77o ; 12,25o dan 22,11o.
Perbedaan sudut semprot tersebut terjadi akibat dari kandungan asam lemak minyak kelapa
multi komponen yang terdiri dari asam caproic, caprylic, capric, lauric, myristic, palmitic, stearic,
arachidic, behenic, palmitolic, oleic, linoleic, linolenic, dan eicosatrienoic [5]. Kandungan asam
lemak multi komponen ini menyebabkan boiling point temperature menjadi bervariasi [6].
Kenaikan temperatur pemanas awal dari 200 sampai 220oC menyebabkan sudut semprot menurun
akibat dari terbentuknya endapan dari asam lemak bebas (free fatty acid) dan giserol di ujung nosel
[7]. Pada temperatur pemanas awal 230oC, minyak kelapa sudah berbentuk uap sehingga besar
sudut semprot meningkat.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 4. Sudut sebaran nosel dengan
variasi temperatur, (a) 200oC, (b) 210oC, (c)
220oC dan (d) 230oC
Kesimpulan
Penelitian secara eksperimen mengenai pengaruh temperatur pemanasan awal tipe straight pada
minyak kelapa terhadap sudut semprot nosel dapat disimpulkan :
a. Terjadi penurunan sudut semprot akibat pengendapan asam lemak bebas dan gliserol di ujung
nosel pada kenaikan temperatur pemanasan awal 2000 sampai dengan 220oC.
b. Pada tempeatur pemanasan awal 230oC, minyak kelapa sudah berbentuk uap sehingga sudut
semprot meningkat.
Referensi
[1] Departemen Perindustrian, Rodmap Industri Pengolahan Kelapa, Jakarta, 2009.
[2] Singh, P.J., Khurma, J. and Singh A, Coconut Oil Based Hybrid Fuels as Alternative Fuel for Diesel
Engines, American Journal of Environmental Sciences 6 (1), (2010) 71-77.
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
[3] Kratzeisen M.and Müller J., Influence of calcium and magnesium content of coconut oil on
deposit and performance of plant oil pressure stoves, Fuel 89, (2010) 59–66.
[4] Vinikumar, K., Experimental Evaluation on Different Viscous Fluids Spray Characteristics in Injector Using
Constant Volume Chamber, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. Technology Journal,
2012.
[5] Wirawan I.K.G., Wardana I.N.G., Soenoko R. and Wahyudi S., Premixed Combustion of
Coconut Oil on Perforated Burner, Internationl Journal of Renewable Energy Development 2
(3), 2013, 133-139.
[6] Yuan W., Hansen A.C. and Zhang Q., Vapor pressure and normal boiling point predictions for
pure methyl esters and biodiesel fuels, Fuel 84, (2005) 943-950
[7] Kratzeisen M.and Müller J., Influence of free fatty acid content of coconut oil on deposit
and performance of plant oil pressure stoves, Fuel 89 (2010), 1583 -1589.
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
ISBN
: 978-602-73732-0-4
Diterbitkan oleh
Alamat
: Program Studi Teknik Mesin Universitas Lambung Mangkurat
: Gedung Fakultas Teknik Unlam Banjarbaru
Jl. A. Yani Km.36 km. 36 Banjarbaru
Telepon/fax
: 0511-4772646
Email
: teknikmesin.ft@unlam.ac.id / fpaper.unlam@gmail.com
Contact Person
: Akhmad Syarief ()
Hak cipta (c) 2015 ada pada penulis
Artikel pada prosiding ini dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara bebas untuk tujuan
bukan komersil, dengan syarat tidak menghapus atau mengubah atribut penulis. Tidak
diperbolehkan melakukan penulisan ulang kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari penulis.
Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
COVER ............................................................................................................................................................................................................................. i
KATA PENGANTAR...................................................................................................................................................................................................... ii
SAMBUTAN REKTOR .................................................................................................................................................................................................. iii
SAMBUTAN DEKAN ..................................................................................................................................................................................................... iv
REVIEWER ..................................................................................................................................................................................................................... v
PANITIA .......................................................................................................................................................................................................................... vii
JADWAL ACARA ........................................................................................................................................................................................................... viii
DAFTAR ISI .................................................................................................................................................................................................................... xxvii
KEYNOTE SPEAKER.................................................................................................................................................................................................... xlix
BIDANG KONVERSI ENERGI
NO
JUDUL
KODE
1
Genset dengan bahan bakar co-gasifikasi downdraft kulit kopi dan batubara
KE 01
2
Unjuk Kerja Pengering Surya Tipe Rak Pada Pengeringan Kerupuk Kulit Mentah
KE 02
3
Analisis Unjuk Kerja Sistem Turbin Gas Mikro Bioenergi Proto X-3 Berbahan Bakar LPG
KE 04
4
Optimasi periode data berdasarkan time constant pada pengujian unjuk kerja termal kolektor
surya pelat datar
KE 06
5
Pengembangan Model Matematika Kinetika Reaksi Torefaksi Sampah
KE 07
6
PENGGUNAAN GAS SEBAGAI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR BERMESIN INJEKSI
KE 10
7
STUDI NUMERIK KARAKTERISTIK ALIRAN GAS-SOLID DAN PEMBAKARAN PADA TANGENTIALLY
FIRED PULVERIZED-COAL BURNER DENGAN VARIASI SUDUT TILTING
KE 11
8
Pemanfaatan Panas Buang Kondenser pada Pengering Beku Vakum
KE 12
9
Sistem Pendingin Adsorpsi dengan Single Bed Adsorber
KE 13
10
Penerapan Evaporative Cooling Untuk Peningkatan Kinerja Mesin Pengkondisian Udara Tipe
Terpisah (AC Split)
KE 14
11
Penggunaan Thermal Energy Storage sebagai Penyejuk Udara Ruangan dan Pemanas Air pada
Residential Air Conditioning Hibrida
KE 15
12
Studi Eksperimental tentang Karakteristik Turbin Angin Sumbu Vertikal Jenis Darrieus-Savonius
KE 17
13
PENGARUH KONSENTRASI GARAM TERHADAP KARAKTERISITIK ALIRAN DUA FASE GAS DAN AIR
KE 22
14
Karakteristik Pembentukan Cincin Vorteks pada Jet Sintetik akibat Perubahan Frekwensi Eksitasi
pada Aktuator Ber-cavity Kerucut
KE 23
15
KAJI TEORITIK KONSUMSI GAS LPG SEBAGAI SUMBER PANAS PADA PETERNAKAN AYAM BROILER
TIPE KANDANG TERTUTUP (CLOSED HOUSE)
KE 24
16
STUDI AWAL GASIFIKASI SERBUK KAYU PADA OPEN TOP STRATIFIED DOWNDRAFT GASIFIER
KE 25
17
Prototipe Sistem Pengering Cengkeh Dengan Energi Surya
KE 26
18
Drag Reduction in Flow Separation Using Plasma Actuator in Cylinder Models
KE 28
19
PENGARUH VARIASI NORMALITAS AKTIVATOR PADA AKTIVASI NaOH-FISIK ADSORBEN FLY ASH
BATUBARA TERHADAP PRESTASI MESIN SEPEDA MOTOR 4-LANGKAH
KE 29
xxvii
20
Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN AWAL TIPE STRAIGHT PADA MINYAK KELAPA TERHADAP
SUDUT SEMPROT NOSEL
KE 30
21
Analisis Beban Thermal Rancangan Mesin Es Puter Dengan Kompresor ½ PK Untuk Skala Industri
Rumah Tangga
KE 32
22
Rancang Bangun Kondenser pada Pengering Beku Vakum
KE 34
23
ANALISIS PERFORMANSI KOLEKTOR SURYA PEMANAS AIR DENGAN PELAT KOLEKTOR BENTUK-V
KE 35
24
Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Bergelombang untuk Pengering Bunga Kamboja
KE 37
25
Pengaruh Jarak Concentric dan Eccentric Reducer Pada Sisi Isap Pompa Sentrifugal Terhadap
Gejala Kavitasi
KE 38
26
Karakterisasi Pembentukan Deposit pada Ruang Bakar Mesin Diesel Dengan Metode Tetesan Pada
Pelat Panas
KE 40
27
Pengujian Performa Sistem Pendingin Absorpsi dengan Energi Panas Matahari di Universitas
Indonesia Depok
KE 41
28
Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas Campuran Air dan Minyak Nabati untuk aplikasi
sebagai refigeran sekunder
KE 42
29
PENGGUNAAN SOLAR COLLECTOR SEBAGAI PEMANAS AWAL DAN PIPA KONDENSAT SEBAGAI HEAT
RECORVERY PADA BASIN SOLAR STILL UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI
KE 43
30
Analisis Performa Modul Solar Cell Dengan Penambahan Reflector Cermin Datar
KE 44
31
Karakteristik Api Premiks Biogas pada Counterflow Burner
KE 45
32
Theoretical Study of Forced Convective Heat Transfer in a Hexagonally Configured Seven-VerticalRod Bundle in Zirconia-Water Nanofluid
KE 47
33
KAJI EKSPERIMENTAL ALAT PENGOLAHAN AIR LAUT
MEmproduksi GARAM Dan AIR TAWAR
KE 48
34
ANALISIS KARATERISTIK PEMBAKARAN BRIKET ARANG LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT dengan
VARIASI BAHAN PEREKAT (BINDER) KANJI dan TAR MENGGUNAKAN METODE THERMOGRAVIMETRI
ANALYSIS (TGA)
KE 50
35
PENINGKATAN HASIL EKSTRAKSI MINYAK NILAM DENGAN METODE HYDRO-STEAM MICROWAVE
DISTILLATION
KE 51
36
PENGARUH VARIASI KEMIRINGAN SUDUT TURBULATOR TERHADAP LAJU PERPINDAHAN PANAS
PADA ALAT PENUKAR KALOR ALIRAN BERLAWANAN (COUNTER FLOW HEAT EXCHANGER)
KE 52
37
Pengaruh Variasi Luas Heat Sink Terhadap Densitas Energi dan Tegangan Listrik Thermoelektrik
KE 53
38
EFEKTIFITAS PERPINDAHAN PANAS PADA DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER DENGAN GROOVE
KE 54
39
Penentuan Sub-sub Pola Aliran StratifiedAir-Udara pada Pipa Horisontal MenggunakanPengukuran
Tekanan
KE 56
40
Distribusi Temperatur Pada Microwave menggunakan Metode CFD
KE 57
41
PENGARUH DEBIT ALIRAN AIR TERHADAP PROSES PENDINGINAN PADA MINI CHILLER
KE 58
MENGGUNAKAN ENERGI SURYA UNTUK
xxviii
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN AWAL TIPE STRAIGHT PADA
MINYAK KELAPA TERHADAP SUDUT SEMPROT NOSEL
I Ketut Gede Wirawan1,a,*, Made Sucipta2,b, I Putu Agus Arisudana3,c
1,2,3
Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362 - Indonesia
a
Email: wirawan_ikg@yahoo.com
b
Email: m.sucipta@gmail,com
c
Email: arisudana93@gmail.com
Abstrak
Indonesia merupakan salah satu negara yang tingkat penggunaan minyak kelapanya tinggi,
khususnya untuk konsumsi rumah tangga. Lahan tanaman ini memiliki luas sekitar 3.82 juta hektar,
dimana 97% dari total luas areal tersebut merupakan perkebunan rakyat. Hal inilah yang
menjadikan ketersediaan minyak kelapa sangat berlimpah, sehingga dapat digunakan pada banyak
bidang, salah satunya adalah pada bidang penelitian bahan bakar alternatif untuk kompor tekan
(pressure stone). Apabila minyak ini dijadikan bahan bakar, maka salah satu parameter yang harus
diperhatikan adalah sudut semprot. Pada minyak kelapa, sudut semprotnya sangat kecil karena
viskositasnya yang tinggi. Untuk menurunkan viskositas tersebut maka dilakukan pemanasan awal
berbentuk lurus (straight) seluas 78.57 mm2 pada pipe line sebelum keluar nosel. Temperatur
pemanasan awal divariasikan dari 200 sampai 230 oC. Tekanan bahan bahan bakar minyak kelapa
sebesar 4 bar dan diameter lubang nosel sebesar 500 μm dijaga konstan. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa terjadi penurunan sudut semprot akibat endapan asam lemak bebas (free fatty
acid) dan gliserol di ujung nosel ketika temperatur pemanasan awal dinaikan dari 200 sampai 220
o
C. Pada saat temperatur pemanas awal dinaikkan menjadi 230oC, sudut semprot meningkat karena
bahan bakar sudah berbentuk fase uap dan jarak antar molekul partikel uap bertambah renggang
sehingga mudah menyala ketika diberi energi aktivasi.
Kata kunci: minyak kelapa, pemanasan awal tipe straight, sudut semprot
Pendahuluan
Kelapa merupakan salah satu komoditi penting karena peranannya yang sangat besar, baik
sebagai sumber pendapatan maupun sumber bahan baku industri. Indonesia memiliki lahan
tanaman kelapa terluas di dunia dengan total luas areal sekitar 3.82 juta hektar, dimana 97% nya
merupakan perkebunan rakyat dengan jumlah produksi 15.9 milyar butir atau setara dengan 3.2
juta ton kopra/daging buah kelapa kering [1]. Banyak manfaat yang dapat diperoleh dari tanaman
ini, sebagian besar telah digunakan oleh masyarakat adalah daging buah kelapa. Daging buah
kelapa dapat diolah menjadi berbagai macam produk olahan. Salah satu produk olahan dari daging
buah kelapa adalah minyak kelapa.
Minyak kelapa digunakan oleh masyarakat untuk memasak makanan. Selain itu, dapat juga
digunakan sebagai bahan dalam pembuatan kosmetik, mentega, sabun, dan sebagai bahan bakar
alternatif biodiesel. Salah satu keunggulan dari biodiesel adalah emisi gas buangnya lebih rendah
dari bahan bakar diesel [2] . Disamping itu, minyak kelapa dapat juga digunakan sebagai bahan
bakar pada kompor jenis “protos” [3]. Proses pembakaran diawali dengan mengubahnya menjadi
tetesan yang halus (droplet) menggunakan nosel. Penyebaran tetesan tergantung dari sudut
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
semprot (spray angle) yang dibentuk nosel, jadi semakin besar sudut semprot maka semakin luas
penyebaran tetesan. Besarnya sudut semprot tergantung dari jenis bahan bakar pada tekanan dan
diameter lubang nosel yang sama [4]. Perbedaan sudut ini juga akibat dari viskositas minyak yang
tinggi sehingga mengurangi atomisasi.
Metodologi
Metodologi yang digunakan adalah studi eksperimenal dengan minyak kelapa sebagai
bahan penelitian. Tahap penelitian dibagi menjadi 2 (dua) kegiatan, yaitu : (i) setting alat dan (ii)
tahap pengujian.
Setting alat
Gambar 1. menunjukkan set up alat penelitian. Minyak kelapa murni dimasukkan ke dalam
tabung (a). Dengan menggunakan kompresor, udara bertekanan diinjeksikan ke dalam tabung dan
besarannya dijaga konstan sebesar 4 bar yang dapat dilihat pada manometer (b). Katup (c) dibuka
pelan-pelan sehingga minyak bertekanan mengalir melalui pipe line (d). Minyak bertekanan
sebelum keluar nosel (e) dipanasi dengan heater (f) sebagai pemanas awal. Uap minyak yang keluar
dari nosel akan membentuk sudut semprot.
b
c
d
a
a
e
f
Gambar 1. Set up alat penelitian
Tahap pengujian
Bahan penelitian ini menggunakan minyak kelapa murni yang dibuat secara tradisional
seperti pada Gambar 2. Agar penelitian ini berjalan dengan baik, maka dilakukan persiapan awal
yaitu pemasangan manometer pada tabung bahan bakar dan termokopel di preheater .
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
Gambar 2. Minyak kelapa murni
Pengujian sudut semprot dimulai dengan pemanasan awal. Luas bidang pemanasan sebesar
78.57 mm2 dengan dimensi seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Volume bahan bakar minyak
kelapa yang dimasukkan ke dalam tabung 600 cc. Udara kompresor diinjeksi ke dalam tabung
dengan tekanan konstan 4 bar kompresor dan temperatur divariasikan pada 200oC, 210oC, 220oC
dan 230oC. Setiap perubahan variabel temperatur, gambar sudut semprot yang terbentuk di ujung
nosel di-capture menggunakan kamera.
100
5
35
210
Gambar 3. Detil ukuran pipe line
Hasil
Hasil penelitian mengenai pengaruh temperatur pemanasan awal tipe straight ini
ditunjukkan pada Gambar 4. Sudut semprotnya berada pada tekanan konstan 4 bar. Gambar 4(a),
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
(b), (c) dan (d) masing-masing menunjukkan bahwa pada temperatur pemanasan awal 200oC,
210oC, 220oC dan 230oC, dihasilkan sudut semprot sebesar 17,58o ; 12,77o ; 12,25o dan 22,11o.
Perbedaan sudut semprot tersebut terjadi akibat dari kandungan asam lemak minyak kelapa
multi komponen yang terdiri dari asam caproic, caprylic, capric, lauric, myristic, palmitic, stearic,
arachidic, behenic, palmitolic, oleic, linoleic, linolenic, dan eicosatrienoic [5]. Kandungan asam
lemak multi komponen ini menyebabkan boiling point temperature menjadi bervariasi [6].
Kenaikan temperatur pemanas awal dari 200 sampai 220oC menyebabkan sudut semprot menurun
akibat dari terbentuknya endapan dari asam lemak bebas (free fatty acid) dan giserol di ujung nosel
[7]. Pada temperatur pemanas awal 230oC, minyak kelapa sudah berbentuk uap sehingga besar
sudut semprot meningkat.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 4. Sudut sebaran nosel dengan
variasi temperatur, (a) 200oC, (b) 210oC, (c)
220oC dan (d) 230oC
Kesimpulan
Penelitian secara eksperimen mengenai pengaruh temperatur pemanasan awal tipe straight pada
minyak kelapa terhadap sudut semprot nosel dapat disimpulkan :
a. Terjadi penurunan sudut semprot akibat pengendapan asam lemak bebas dan gliserol di ujung
nosel pada kenaikan temperatur pemanasan awal 2000 sampai dengan 220oC.
b. Pada tempeatur pemanasan awal 230oC, minyak kelapa sudah berbentuk uap sehingga sudut
semprot meningkat.
Referensi
[1] Departemen Perindustrian, Rodmap Industri Pengolahan Kelapa, Jakarta, 2009.
[2] Singh, P.J., Khurma, J. and Singh A, Coconut Oil Based Hybrid Fuels as Alternative Fuel for Diesel
Engines, American Journal of Environmental Sciences 6 (1), (2010) 71-77.
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
[3] Kratzeisen M.and Müller J., Influence of calcium and magnesium content of coconut oil on
deposit and performance of plant oil pressure stoves, Fuel 89, (2010) 59–66.
[4] Vinikumar, K., Experimental Evaluation on Different Viscous Fluids Spray Characteristics in Injector Using
Constant Volume Chamber, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. Technology Journal,
2012.
[5] Wirawan I.K.G., Wardana I.N.G., Soenoko R. and Wahyudi S., Premixed Combustion of
Coconut Oil on Perforated Burner, Internationl Journal of Renewable Energy Development 2
(3), 2013, 133-139.
[6] Yuan W., Hansen A.C. and Zhang Q., Vapor pressure and normal boiling point predictions for
pure methyl esters and biodiesel fuels, Fuel 84, (2005) 943-950
[7] Kratzeisen M.and Müller J., Influence of free fatty acid content of coconut oil on deposit
and performance of plant oil pressure stoves, Fuel 89 (2010), 1583 -1589.
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)
ISBN
: 978-602-73732-0-4
Diterbitkan oleh
Alamat
: Program Studi Teknik Mesin Universitas Lambung Mangkurat
: Gedung Fakultas Teknik Unlam Banjarbaru
Jl. A. Yani Km.36 km. 36 Banjarbaru
Telepon/fax
: 0511-4772646
: teknikmesin.ft@unlam.ac.id / fpaper.unlam@gmail.com
Contact Person
: Akhmad Syarief ()
Hak cipta (c) 2015 ada pada penulis
Artikel pada prosiding ini dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara bebas untuk tujuan
bukan komersil, dengan syarat tidak menghapus atau mengubah atribut penulis. Tidak
diperbolehkan melakukan penulisan ulang kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari penulis.