Kajian Performansi Mesin Diesel Stasioner Satu Silinder Menggunakan Bahan Bakar Campuran Pertadex dengan Biodiesel Dedak Padi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Peningkatan jumlah penduduk yang berkembang pesat pada masyarakat
Indonesia saat ini menimbulkan peningkatan sarana transportasi dan aktivitas
industry yang mengakibatkan terjadinya peningkatan kebutuhan dan konsumsi
bahan bakar minyak (BBM) yang bersumber dari fosil, sementara itu cadangan
minyak bumi di Indonesia semakin menipis, yang diperkirakan ketersediaannya
sebanyak 86,0 milyar barel. Jumlah tersebut diperkirakan hanya dapat memenuhi
kebutuhan energy dalam negeri selama 23 tahun ke depan (Departemen Energi
dan Sumber Daya Mineral,2005).
Tingginya harga minyak dunia yang bersumber dari fosil saat ini semakin
memperparah keadaan. Keadaan ini menjadikan pengembangan diversifikasi
energi termasik bioenergi merupakan prioritas utama yang harus dilakukan demi
terjaganya energy security.
Indonesia merupakan negara yang sangat kaya akan sumber daya yang
dapat dimanfaatkan sebagai sebagai bahan bakar nabati/biofuel, Pemanfaatan
biofuel sebagai energi alternatif campuran bahan bakar fosil merupakan salah
satu langkah yang tepat yang dapat menghemat kebutuhan minyak solar nasional
yang terus menerus meningkat dari tahun ke tahun.
Upaya pengembangan industri bahan bakar nabati/biofuel ini selain
untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil (BBM) juga diharapkan
dapat menciptakan lapangan kerja, sehingga dapat mengurangi pengangguran (pro
job); dan tingkat kemiskinan (pro poor ); memperkuat ekonomi nasional (pro
growth); serta memperbaiki lingkungan (pro planet) . Berkenaan dengan hal
tersebut, sebagai upaya pencarian bahan baku lain berupa tanaman penghasil
minyak nabati potensial untuk dikembangkan sebagai bahan baku pembuatan
bahan bakar nabati yang prospektif. Salah satu energi terbarukan yang dapat
dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai
potensi wilayah di Indonesia adalah dedak padi, yang merupakan baha baku yang
Universitas Sumatera Utara
sangat tepat digunakan sebagai bahan baku pengganti solar (biodiesel) tanpa
mempengaruhi naik turunnya pertumbuhan ekonomi.
Indonesia sebagai penghasil gabah terbesar ketiga di dunia memproduksi
dedak dalam jumlah besar sebanyak 3,5 juta ton per tahun (Dirjen Bina Produksi
Tanaman 2005). suplai bahan baku yang melimpah maka produksi biodiesel dari
minyak dedak amatlah menjanjikan. Bergantung pada varietas beras dan derajat
penggilingannya, dedak padi mengandung 16%-32% berat minyak (Putrawan
2006). Sekitar 60%-70% minyak dedak padi tidak dapat digunakan sebagai bahan
makanan (non-edible oil) dikarenakan kestabilan dan perbedaan
cara
penyimpanan dedak padi (Goffman, dkk. 2003). Minyak dedak padi
merupakan salah satu jenis minyak berkandungan gizi tinggi karena adanya
kandungan asam lemak, komponen-komponen aktif biologis, dan komponenkomponen antioksi seperti: oryzanol, tocopherol, tocotrienol, phytosterol,
polyphenol dan squalene (Goffman, dkk. 2003; Özgul dan Türkay 1993). Tetapi
dengan waktu penyimpanan yang cukup, kandungan asam lemak bebas dapat
meningkat lebih dari 60%. Peningkatan asam lemak bebas secara cepat terjadi
karena adanya enzim lipase yang aktif dalam dedak padi setelah proses
penggilingan padi (Lakkakula, dkk. 2003). Asam lemak bebas tersebut dapat
dikonversi menjadi biodiesel (methyl ester) dengan esterifikasi menggunakan
alkohol. Oleh karena itu, dapat dipastikan bahwa dedak merupakan bahan baku
pembuatan biodiesel yang potensial.
Selain itu meningkatnya jumlah kedaraan bermotor saat ini berimbas
pada kualitas udara yang buruk di daerah perkotaan menuntut pabrikan motor
berinovasi, salah satunya adalah catalytic converter yang terdapat pada mobil
keluaran saat ini. Alat tersebut
berfungsi untuk mengurangi intensitas
pencemaran udara gas buang dikarenakan proses pembakaran kendaraan
bermotor.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Tujuan Pengujian
1. Untuk mengetahui performansi mesin diesel dengan menggunakan bahan
bakar pertadex dan campuran pertadex dengan biodiesel dedak padi.
1.3 Batasan Masalah
1. Bahan bakar yang digunakan dalam pengujian yaitu campuran pertadex
dengan biodiesel dedak padi Variasi campuran yaitu 5%, 10%, 15%,
20%, 25%, dan 30%.
2. Mesin uji yang digunakan untuk mendapatkan unjuk kerja mesin diesel
adalah Small engine Test Bed TD111-MKII pada laboratorium Motor
Bakar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
3. Performansi mesin yang dihitung adalah
Daya (Brake Power)
Laju Aliran Bahan Bakar
Konsumsi bahan bakar spesifik ( Spesific Fuel Consumption)
Effisiensi Volumetris
EffIsiensi Thermal (Thermal Efficiency)
Heat Losses
4. Dengan variasi putaran, dan beban meliputi :
Variasi putaran
: 1800 rpm, 2000 rpm, 2200 rpm, 2400 rpm,
2600 rpm, 2800 rpm
Variasi beban
: 3.5 kg dan 4.5 kg
1.4 Manfaat Pengujian
1. Sebagai pertimbangan terhadap pemerintah untuk menghemat devisa
Negara terhadap anggaran subsidi bahan bakar pertadex
2. Untuk memberikan dukungan terhadap pemerintah dalam mengurangi
ketergantungan bahan bakar fosil khususnya pertadex.
3. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari masing-masing bahan
bakar yang diuji, yaitu campuran pertadex dengan biodiesel dedak padi.
Universitas Sumatera Utara
1.5 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah
sebagai berikut :
a. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan
tulisan-tulisan terkait.
b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku
elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan.
c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil
pengujian yang dilakukan di laboratorium motor bakar Departemen
teknik mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
d. Diskusi, berupa Tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk
oleh Departemen teknik mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
1.6 Sistematika Penulisan
Skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah
sebagai berikut :
Bab I : Pendahuluan
Bab ini berisikan latar belakang, tujuan, manfaat, dan ruang lingkup
pengujian.
Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan landasan teori yang digunakan yaitu mengenai biodiesel,
pembakaran mesin Diesel,dan persamaan-persamaan yang digunakan
Bab III : Metodologi Penelitian
Bab ini memberikan informasi mengenai tempat pelaksanaan pengujian,
bahan dan peralatan yang dipakai serta tahapan dan prosedur pengujian.
Universitas Sumatera Utara
Bab IV : Hasil dan Analisa Pengujian
Bab ini membahas tentang hasil data yang diperoleh dari setiap pengujian
melalui pembahasan perhitungan dan penganalisaan dengan memaparkan
kedalam 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.
Lampiran
Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari pengujian dalam
bentuk tabel dan gambar.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Peningkatan jumlah penduduk yang berkembang pesat pada masyarakat
Indonesia saat ini menimbulkan peningkatan sarana transportasi dan aktivitas
industry yang mengakibatkan terjadinya peningkatan kebutuhan dan konsumsi
bahan bakar minyak (BBM) yang bersumber dari fosil, sementara itu cadangan
minyak bumi di Indonesia semakin menipis, yang diperkirakan ketersediaannya
sebanyak 86,0 milyar barel. Jumlah tersebut diperkirakan hanya dapat memenuhi
kebutuhan energy dalam negeri selama 23 tahun ke depan (Departemen Energi
dan Sumber Daya Mineral,2005).
Tingginya harga minyak dunia yang bersumber dari fosil saat ini semakin
memperparah keadaan. Keadaan ini menjadikan pengembangan diversifikasi
energi termasik bioenergi merupakan prioritas utama yang harus dilakukan demi
terjaganya energy security.
Indonesia merupakan negara yang sangat kaya akan sumber daya yang
dapat dimanfaatkan sebagai sebagai bahan bakar nabati/biofuel, Pemanfaatan
biofuel sebagai energi alternatif campuran bahan bakar fosil merupakan salah
satu langkah yang tepat yang dapat menghemat kebutuhan minyak solar nasional
yang terus menerus meningkat dari tahun ke tahun.
Upaya pengembangan industri bahan bakar nabati/biofuel ini selain
untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil (BBM) juga diharapkan
dapat menciptakan lapangan kerja, sehingga dapat mengurangi pengangguran (pro
job); dan tingkat kemiskinan (pro poor ); memperkuat ekonomi nasional (pro
growth); serta memperbaiki lingkungan (pro planet) . Berkenaan dengan hal
tersebut, sebagai upaya pencarian bahan baku lain berupa tanaman penghasil
minyak nabati potensial untuk dikembangkan sebagai bahan baku pembuatan
bahan bakar nabati yang prospektif. Salah satu energi terbarukan yang dapat
dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai
potensi wilayah di Indonesia adalah dedak padi, yang merupakan baha baku yang
Universitas Sumatera Utara
sangat tepat digunakan sebagai bahan baku pengganti solar (biodiesel) tanpa
mempengaruhi naik turunnya pertumbuhan ekonomi.
Indonesia sebagai penghasil gabah terbesar ketiga di dunia memproduksi
dedak dalam jumlah besar sebanyak 3,5 juta ton per tahun (Dirjen Bina Produksi
Tanaman 2005). suplai bahan baku yang melimpah maka produksi biodiesel dari
minyak dedak amatlah menjanjikan. Bergantung pada varietas beras dan derajat
penggilingannya, dedak padi mengandung 16%-32% berat minyak (Putrawan
2006). Sekitar 60%-70% minyak dedak padi tidak dapat digunakan sebagai bahan
makanan (non-edible oil) dikarenakan kestabilan dan perbedaan
cara
penyimpanan dedak padi (Goffman, dkk. 2003). Minyak dedak padi
merupakan salah satu jenis minyak berkandungan gizi tinggi karena adanya
kandungan asam lemak, komponen-komponen aktif biologis, dan komponenkomponen antioksi seperti: oryzanol, tocopherol, tocotrienol, phytosterol,
polyphenol dan squalene (Goffman, dkk. 2003; Özgul dan Türkay 1993). Tetapi
dengan waktu penyimpanan yang cukup, kandungan asam lemak bebas dapat
meningkat lebih dari 60%. Peningkatan asam lemak bebas secara cepat terjadi
karena adanya enzim lipase yang aktif dalam dedak padi setelah proses
penggilingan padi (Lakkakula, dkk. 2003). Asam lemak bebas tersebut dapat
dikonversi menjadi biodiesel (methyl ester) dengan esterifikasi menggunakan
alkohol. Oleh karena itu, dapat dipastikan bahwa dedak merupakan bahan baku
pembuatan biodiesel yang potensial.
Selain itu meningkatnya jumlah kedaraan bermotor saat ini berimbas
pada kualitas udara yang buruk di daerah perkotaan menuntut pabrikan motor
berinovasi, salah satunya adalah catalytic converter yang terdapat pada mobil
keluaran saat ini. Alat tersebut
berfungsi untuk mengurangi intensitas
pencemaran udara gas buang dikarenakan proses pembakaran kendaraan
bermotor.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Tujuan Pengujian
1. Untuk mengetahui performansi mesin diesel dengan menggunakan bahan
bakar pertadex dan campuran pertadex dengan biodiesel dedak padi.
1.3 Batasan Masalah
1. Bahan bakar yang digunakan dalam pengujian yaitu campuran pertadex
dengan biodiesel dedak padi Variasi campuran yaitu 5%, 10%, 15%,
20%, 25%, dan 30%.
2. Mesin uji yang digunakan untuk mendapatkan unjuk kerja mesin diesel
adalah Small engine Test Bed TD111-MKII pada laboratorium Motor
Bakar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
3. Performansi mesin yang dihitung adalah
Daya (Brake Power)
Laju Aliran Bahan Bakar
Konsumsi bahan bakar spesifik ( Spesific Fuel Consumption)
Effisiensi Volumetris
EffIsiensi Thermal (Thermal Efficiency)
Heat Losses
4. Dengan variasi putaran, dan beban meliputi :
Variasi putaran
: 1800 rpm, 2000 rpm, 2200 rpm, 2400 rpm,
2600 rpm, 2800 rpm
Variasi beban
: 3.5 kg dan 4.5 kg
1.4 Manfaat Pengujian
1. Sebagai pertimbangan terhadap pemerintah untuk menghemat devisa
Negara terhadap anggaran subsidi bahan bakar pertadex
2. Untuk memberikan dukungan terhadap pemerintah dalam mengurangi
ketergantungan bahan bakar fosil khususnya pertadex.
3. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari masing-masing bahan
bakar yang diuji, yaitu campuran pertadex dengan biodiesel dedak padi.
Universitas Sumatera Utara
1.5 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah
sebagai berikut :
a. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan
tulisan-tulisan terkait.
b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku
elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan.
c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil
pengujian yang dilakukan di laboratorium motor bakar Departemen
teknik mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
d. Diskusi, berupa Tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk
oleh Departemen teknik mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
1.6 Sistematika Penulisan
Skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah
sebagai berikut :
Bab I : Pendahuluan
Bab ini berisikan latar belakang, tujuan, manfaat, dan ruang lingkup
pengujian.
Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan landasan teori yang digunakan yaitu mengenai biodiesel,
pembakaran mesin Diesel,dan persamaan-persamaan yang digunakan
Bab III : Metodologi Penelitian
Bab ini memberikan informasi mengenai tempat pelaksanaan pengujian,
bahan dan peralatan yang dipakai serta tahapan dan prosedur pengujian.
Universitas Sumatera Utara
Bab IV : Hasil dan Analisa Pengujian
Bab ini membahas tentang hasil data yang diperoleh dari setiap pengujian
melalui pembahasan perhitungan dan penganalisaan dengan memaparkan
kedalam 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.
Lampiran
Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari pengujian dalam
bentuk tabel dan gambar.
Universitas Sumatera Utara