PEMBENTUKAN SPRAY ANGLE MINYAK KELAPA PADA VARIASI TEKANAN DAN TEMPERATUR PEMANASAN AWAL.
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................................................................. vii
SAMBUTAN KETUA PANITIA............................................................................................................ ix
SAMBUTAN KETUA LPPM UNIVERSITAS UDAYANA ................................................................ xi
HUMANIORA
NILAI LOKAL DALAM PENGELOLAAN SUMBER DAYA IKAN
DAN PENGEMBANGAN HUKUM
Fenty U. Puluhulawa, Nirwan Yunus ..........................................................................................................3
KEBIJAKAN LOKAL DAN ETNISITAS MENUJU
INTEGRASI KELOMPOK ETNIS
DI KABUPATEN POHUWATO
Wantu Sastro ...............................................................................................................................................8
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMENGARUHI KEBERHASILAN IMPLEMENTASI EKONOMI
HIJAU DALAM RESTORASI DAN KONSERVASI TERUMBU KARANG DI PEMUTERAN BALI
SEBAGAI DAYA TARIK EKOWISATA
I Ketut Surya Diarta, I Gede Setiawan Adi Putra ....................................................................................13
KEMAMPUAN BAHASA BALI GENERASI MUDA BALI DI UBUD GIANYAR BALI
Ni Luh Nyoman Seri Malini, Luh Putu Laksminy, I Ketut Ngurah Sulibra .............................................21
INTENSITAS KAPITAL INDUSTRI DAN DINAMISME KEUNGGULAN
KOMPARATIF PRODUK EKSPOR INDONESIA
Ni Putu Wiwin Setyari ..............................................................................................................................29
MODEL ESTIMASI KINERJA KEUANGAN BERDASARKAN FAKTOR-FAKTOR
INTERNAL UKM DI KABUPATEN BANDUNG
Rivan Sutrisno, Mardha Tri Meilani ..........................................................................................................38
KAMUS PRIMITIVA SEMANTIK BALI-INDONESIA-INGGRIS BIDANG ADAT DAN AGAMA
Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum, Drs. I Nyoman Udayana, M.Litt., Ph.D,
Dr. Drs. I wayan Suardiana, M.Hum, Drs. I Ketut Ngurah Sulibra, M.Hum.,
Dr. Drs. Frans I Made Brata, M.Hum .......................................................................................................46
MODEL KONFIGURASI MAKNA TEKS CERITA RAKYAT TENTANG PRAKTIK-PRAKTIK
BUDAYA RANAH AGAMA DAN ADAT
UNTUK MEMPERKOKOH JATI DIRI MASYARAKAT BALI
Dr. Dra. Ni Ketut Ratna Erawati, M.Hum, Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum,
Dr. Frans I Made Brata, M.Hum, Prof. Dr. I Made Suastika, S.U ............................................................ 54
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | xiii
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
PENGARUH KETINGGIAN PANEL SURYA TERHADAP DAYA LISTRIK
UNTUK MENEKAN PEMAKAIAN ENERGI LISTRIK
Cokorde Gede Indra Partha, I Wayan Arta Wijaya ........................................................................... 1417
KONTROL OMATIS PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA PADA INSTALASI
PENGOLAHAN AIR LIMBAH
I Made Mataram, I Ketut Wijaya ..........................................................................................................1425
METODE EFISIENSI TENAGA LISTRIK UNTUK MEMPERBESAR
INTENSITAS PENERANGAN
I Ketut Wijaya ......................................................................................................................................1433
PENGEMBANGAN AOE DAN LVMPADA OWNCLOUD SEBAGAI MEDIA PENYIMPANAN
BERBASIS AWAN PADA SISTEM VALIDASI KARYA ILMIAH
Agus Muliantara, Ngurah Agus Sanjaya ER, I Made Widiartha, I Made Agus Setiawan ................. 1438
PEMBENTUKAN SPRAY ANGLE MINYAK KELAPA PADA VARIASI TEKANAN DAN
TEMPERATUR PEMANASAN AWAL
I Ketut Gede Wirawan, I Gusti Ketut Sukadana .................................................................................. 1447
TRANSPORTASI DAN MANUFAKTUR
STUDI TINGKAT POLUTAN NO2, SO2, DAN CO PADA UDARA AMBIEN
DI JALAN ARTERI KOTA MAKASSAR
Sumarni Hamid Aly, Muralia Hustim Ahmad Zubair ...................................................................... 1455
PENGUKURAN KOEFISIEN ABSORPSI KOMPOSIT LIMBAH KERTAS DENGAN METODE
TABUNG IMPEDANSI DUA MIKROFON
Cok Istri Putri Kusuma K., I Ketut Gede Sugita ..................................................................................1463
KETAHANAN AUS GESEK KAMPAS REM BERBASIS KOMPOSIT EPOXY
DENGAN PENGUAT BUBUK BASALT
I.D.G Ary Subagia, IKT Adi Atmika, MD Parwata ............................................................................1469
REDAMAN SUARA KOMPOSIT POLYESTER BERPENGUAT SERAT TAPIS KELAPA
I Made Astika dan I Gusti Komang Dwijana ........................................................................................1475
KINERJA TRAKSI KENDARAAN MIKRO HIBRIDA BERBASIS
KONTROL TORSI DENGAN CVT
I Ketut Adi Atmika, I DG. Ary Subagia ..........................................................................................................1483
PERANCANGAN DAN PENERAPAN SISTEM KONTROL
PADA FLEXBOT ROBOT MINDTROMS NXT
I Wayan Widhiada, Cok. Gede Indra Partha .......................................................................................1491
SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO GENTA DENGAN
BAHAN CETAKAN TANAH LIAT DAN GYPSUM
I Made Gatot Karohika, I Nym Gde Antara ..........................................................................................1500
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | xxxi
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
PEMBENTUKAN SPRAY ANGLE MINYAK KELAPA PADA VARIASI
TEKANAN DAN TEMPERATUR PEMANASAN AWAL
I Ketut Gede Wirawan 1,a* , I Gusti Ketut Sukadana 2,b
1,2
Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362 - Indonesia
a
Email: wirawan_ikg@yahoo.com
b
Email: pengumpian_09@yahoo.com
Abstract
The use of coconut oil in Indonesia is very high, especially for household consumption. This plant has a land area of
approximately 3.82 million hectares, which are mostly smallholders with a percentage of 97% of the total area. The
availability of abundant seed coconut give possibility to make oil as an alternative fuel in the stove pressure. One
parameter must be known if want to make coconut oil to be alternative fuel is about the spray angle. Spray angle
formed in coconut oil is very small due to the very high viscosity so as to get a big angle, needs to be done preheating
/458*+8:5*+)8+'9+/:9/:/4-:.+
nozzle. Variations in temperature and fuel of pressure are, respectively from 200 up to 230 °C and 4 up to 6 bar. Hole
of nozzle diameter was kept constant 500 !m. This experiment resulted in the relationship between the spray angle
with pressure and preheating. The greater pressure and preheating temperature, the bigger spray angle formed at
the tip of the nozzle, except at a pressure of 6 bar and preheating temperature of 230 °C, the spray angle declined.
This was due to begin the formation of free fatty acids (FFA), because of heating. FFA will be sediment at the end of
the nozzle, so that the spray angle is disturbing.
Keyword: free fatty acid, preheating, pressure stove, spray angle, fuel pressure
Abstrak
Minyak kelapa di Indonesia penggunaannya sangat tinggi, terutama untuk konsumsi rumah tangga. Tanaman ini
memiliki lahan kurang lebih seluas 3.82 juta hektar, dimana sebagian besar merupakan perkebunan rakyat dengan
prosentase 97% dari total luas areal. Ketersediaan biji kelapa yang berlimpah ini, sangat memungkinkan menjadikan
minyaknya sebagai bahan bakar alternatif pada pressure stove (kompor tekan). Salah satu parameter yang harus
diketahui apabila minyak kelapa ingin dijadikan bahan bakar alternatif adalah tentang spray angle (sudut semprot).
Spray angle yang terbentuk pada minyak kelapa sangat kecil akibat dari viskositasnya yang sangat tinggi sehingga
untuk mendapatkan sudut yang besar perlu dilakukan pemanasan awal agar viskositasnya menjadi menurun. Luas
bidang pemanas awal 78,57 mm2 dan berbentuk straight (lurus) yang ditempatkan sebelum keluar nosel. Variasi
temperatur dan tekanan bahan bakar yaitu, masing-masing dari 200 sampai dengan 230 oC dan 4 sampai 6 bar.
Diameter lubang nosel dijaga konstan 500 !m. Eksperimen ini menghasilkan hubungan antara spray angle dengan
tekanan dan pemanasan awal. Semakin besar tekanan dan temperatur pemanasan awal minyak kelapa maka spray
angle yang terbentuk di ujung nosel semakin besar, kecuali pada tekanan 6 bar dan temperatur pemanasan awal 230
o
C , spray angle mengalami penurunan. Hal ini disebabkan mulai terbentuknya asam lemak bebas (FFA/free fatty
acid) akibat pemanasan. FFA ini akan menjadi endapan di ujung nosel sehingga mengganggu spray angle-nya.
Kata kunci: asam lemak bebas, pemanasan awal, pressure stove, spray angle, tekanan bahan bakar
1.
PENDAHULUAN
Pemanfaatan pohon kelapa yang sangat beragam menjadikannya salah satu komoditi penting, baik
sebagai sumber devisa maupun sumber bahan baku industri. Luas lahan tanaman kelapa Indonesia terluas
di dunia dengan total luas areal sekitar 3.82 juta hektar, 97% merupakan perkebunan rakyat dengan jumlah
produksi 15.9 milyar butir atau setara dengan 3.2 juta ton kopra/daging buah kelapa kering [1]. Tanaman
ini banyak memberikan kontribusi bagi masyarakat, dimana sebagian besar daging buah kelapa dapat
diolah menjadi berbagai macam produk. Salah satu produk olahan dari daging buah kelapa adalah minyak
kelapa.
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1447
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Selain untuk memasak makanan, minyak kelapa juga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan
kosmetik, mentega, dan sabun. Minyak kelapa juga dapat digunakan sebagai bahan substitusi bahan bakar
diesel atau yang lebih dikenal dengan sebutan biodiesel [2]. Salah satu keunggulan biodisel adalah emisi
gas buangnya lebih rendah dibandingkan bahan bakar diesel [3] . Selain itu, penggunaan minyak kelapa
sudah diterapkan pada kompor tekan jenis “protos” [4]. Mekanisme kerjanya adalah sebagai berikut:, bahan
bakar diubah menjadi tetesan yang halus (droplet) menggunakan nosel. Sebaran tetesan yang disebabkan
oleh nosel tergantung dari sudut semprot (spray angle) yang terbentuk, jadi semakin kecil sudut semprot
maka semakin sempit penyebaran tetesannya. Besar atau kecilnya sudut semprot pada diameter lubang
dan tekanan nosel yang sama tergantung dari jenis bahan bakar [5]. Variasi sudut ini akibat dari perbedaan
viskositas minyak sehingga mengurangi atomisasi. Selain itu, bentuk geometri nosel juga mempengaruhi
terbentuknya sudut semprot sehingga mempengaruhi panjang api lift-off [6]
2.
2.1
BAHAN DAN METODE
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak kelapa yang dibuat secara tradisional di
wilayah Buleleng Bali, dimana prosentase kandungan asam lemak dapat dilihat seperti yang ditunjukkan
pada tabel 1. Sementara jenis minyak kelapa seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Tabel 1. Prosentase Kandungan Asam Lemak Minyak Kelapa
Asam Lemak
Asam kaproat
Asam kaprilat
Asam kaprat
Asam Laurat
Asam Myristat
Asam palmitat
Asam stearat
Asam arachidat
Asam behenat
Asam palmitolat
Asam oleat
Asam linoleat
Asam linolenat
Asam eicosatrienoat
Rumus
Molekul
C6H12O2
C8H16O2
C10H20O2
C12H24O2
C14H28O2
C16H32O2
C18H36O2
C20H40O2
C22H44O2
C16H30O2
C18H34O2
C18H32O2
C18H30O2
C20H34O2
Kandungan
(%)
0.240
4.852
5.031
46.256
20.508
10.706
3.711
0.051
0.028
0.018
8.413
0.060
0.107
0.020
Gambar 1. Minyak kelapa murni
Sumber : Wirawan (2013)
2.2
Metode
Metode eksperimental digunakan dalam penelitian ini, dimana variabel bebasnya adalah tekanan
dan temperatur pemanasan awal. Variabel terikatnya adalah sudut semprot , sedangkan diameter nosel
merupakan variabel tetap. Tahapan penelitian ini dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu : (i) setting alat dan
(ii) tahap pengujian.
Setting alat
Gambar 2. menunjukkan set up alat penelitian. Minyak kelapa murni dimasukkan ke dalam tabung
(a). Udara diinjeksikan ke dalam tabung menggunakan kompresor, dimana besar tekanannya dapat dibaca
di manometer (b). Minyak bertekanan akan mengalir apabila katup (c) dibuka. Aliran minyak tersebut
bergerak melalui pipe line (d) dan dipanasi di bagian ujungnya menggunakan heater (e), selanjutnya
1448 | Kuta, 29-30 Oktober 2015
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
mengalir menuju nosel (f). Di Ujung nosel minyak keluar dan membentuk sudut tertentu, sehingga
gambarnya dapat dicapture menggunakan kamera.
Gambar 2. Set up alat penelitian
Tahap pengujian
Tahap pengujian diawali dengan pemasangan manometer di tabung bahan bakar dan termokopel pada
pemanas awal (preheater). Bidang yang dipanasi seluas 78.57 mm2 dengan dimensi seperti ditunjukkan
pada Gambar 3. Volume bahan bakar minyak kelapa yang dimasukkan ke dalam tabung adalah sebesar
600 cc. Udara dari kompresor diinjeksikan ke dalam tabung dengan variasi tekanan 4, 5 dan 6 bar. Minyak
bertekanan tersebut dipanasi menggunakan preheater pada variasi temperature 200, 210, 220, dan 230oC.
Pada setiap perubahan variabel tekanan maupun temperatur, besarnya sudut semprot yang terbentuk di
ujung nosel di-capture menggunakan kamera. Data temperatur, tekanan dan sudut semprot dicatat untuk
dilakukan analisis.
Gambar 3. Detil ukuran pipe line
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1449
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
3.
HASIL
Data hasil spray angle (sudut semprot) dengan variasi temperatur pemanasan awal 200, 210, 220,
230oC dan variasi tekanan 4, 5, 6 bar dapat dilihat pada Gambar 4, 5, 6, dan 7.
Gambar 4. Pembentukan Spray Angle dengan temperatur pemanasan awal 200oC pada variasi tekanan,
(a) 4 bar, (b) 5 bar, (c) 6 bar
Gambar 5. Pembentukan Spray Angle dengan temperatur pemanasan awal 210oC pada variasi tekanan,
(a) 4 bar, (b) 5 bar, (c) 6 bar
4.
PEMBAHASAN
Dari Gambar 8 terlihat bahwa kenaikan tekanan menyebabkan sudut semprotnya juga mengalami
kenaikan, kecuali pada temperatur pemanasan awal 230oC. 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 [7]. Setiap asam lemak tersebut mempunyai boiling point berbeda-beda sehingga sudut
yang terbentuk di ujung nosel menjadi bervariasi.[8]. Kenaikan temperatur pemanas awal dari 200 sampai
220oC menyebabkan besarnya sudut semprot menurun, akibat terbentuknya endapan dari asam lemak
bebas (free fatty acid) dan giserol di ujung nosel [9].
5.
KESIMPULAN
Penelitian secara eksperimen tentang “ Pembentukan Spray Angle Minyak Kelapa Pada Variasi
Tekanan Dan Temperatur Pemanasan Awal “ dapat disimpulkan sebagai berikut:
a.
Kenaikan tekanan bahan bakar minyak kelapa menyebabkan peningkatan besar sudut semprot di
ujung nosel, kecuali pada temperatur 230oC. Hal ini disebabkan oleh komposisi asam lemak minyak
kelapa yang multi komponen.
b.
Terjadi penurunan sudut semprot akibat pengendapan asam lemak bebas dan gliserol di ujung nosel
pada kenaikan temperatur pemanasan awal 2000 sampai dengan 220oC, kecuali pada temperatur
230oC karena minyak kelapa sudah berubah bentuk menuju fase uap.
1450 | Kuta, 29-30 Oktober 2015
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih kepada bapak Rektor Universitas Udayana yang mendanai Penelitian Hibah Unggulan
Program Studi melalui Daftar Isian Pelaksanaan Anggaran (DIPA) nomor : 023.04.2.415253/2015 tanggal
23 Februari 2015, melalui Surat Perjanjian Penugasan Dalam Rangka Pelaksanaan Pengabdian Dana PNBP
2015 Nomor : 2024 /UN14.1.31 /PN.00.00.00 /2015 Tanggal : 25 Mei 2015.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Departemen Perindustrian (2009), Rodmap Industri Pengolahan Kelapa, Jakarta
[2] Shaheed, A. and Swain, E. (1999) Combustion analysis of coconut oil and its methyl esters in a
diesel engine, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and
EnergyAugust 1, 213, pp.417-425
[3] Singh, P.J., Khurma, J. and Singh A, (2010) , Coconut Oil Based Hybrid Fuels as Alternative Fuel
for Diesel Engines, American Journal of Environmental Sciences, 6 (1), pp.71-77
.
/ @0BH48A4="0=3"I;;4@
=RC4=24>520;28C2>=CB>8;>=
deposit and performance of plant oil pressure stoves, Fuel , 89, pp.59–66.
[5] Vinikumar, K., (2012) , Experimental Evaluation on Different Viscous Fluids Spray Characteristics
in Injector Using Constant Volume Chamber, IOSR, Journal of Mechanical and Civil Engineering.
Technology Journal,
./ )0A:8@0=$$@64=4
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................................................................. vii
SAMBUTAN KETUA PANITIA............................................................................................................ ix
SAMBUTAN KETUA LPPM UNIVERSITAS UDAYANA ................................................................ xi
HUMANIORA
NILAI LOKAL DALAM PENGELOLAAN SUMBER DAYA IKAN
DAN PENGEMBANGAN HUKUM
Fenty U. Puluhulawa, Nirwan Yunus ..........................................................................................................3
KEBIJAKAN LOKAL DAN ETNISITAS MENUJU
INTEGRASI KELOMPOK ETNIS
DI KABUPATEN POHUWATO
Wantu Sastro ...............................................................................................................................................8
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMENGARUHI KEBERHASILAN IMPLEMENTASI EKONOMI
HIJAU DALAM RESTORASI DAN KONSERVASI TERUMBU KARANG DI PEMUTERAN BALI
SEBAGAI DAYA TARIK EKOWISATA
I Ketut Surya Diarta, I Gede Setiawan Adi Putra ....................................................................................13
KEMAMPUAN BAHASA BALI GENERASI MUDA BALI DI UBUD GIANYAR BALI
Ni Luh Nyoman Seri Malini, Luh Putu Laksminy, I Ketut Ngurah Sulibra .............................................21
INTENSITAS KAPITAL INDUSTRI DAN DINAMISME KEUNGGULAN
KOMPARATIF PRODUK EKSPOR INDONESIA
Ni Putu Wiwin Setyari ..............................................................................................................................29
MODEL ESTIMASI KINERJA KEUANGAN BERDASARKAN FAKTOR-FAKTOR
INTERNAL UKM DI KABUPATEN BANDUNG
Rivan Sutrisno, Mardha Tri Meilani ..........................................................................................................38
KAMUS PRIMITIVA SEMANTIK BALI-INDONESIA-INGGRIS BIDANG ADAT DAN AGAMA
Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum, Drs. I Nyoman Udayana, M.Litt., Ph.D,
Dr. Drs. I wayan Suardiana, M.Hum, Drs. I Ketut Ngurah Sulibra, M.Hum.,
Dr. Drs. Frans I Made Brata, M.Hum .......................................................................................................46
MODEL KONFIGURASI MAKNA TEKS CERITA RAKYAT TENTANG PRAKTIK-PRAKTIK
BUDAYA RANAH AGAMA DAN ADAT
UNTUK MEMPERKOKOH JATI DIRI MASYARAKAT BALI
Dr. Dra. Ni Ketut Ratna Erawati, M.Hum, Dr. I Made Netra, S.S., M.Hum,
Dr. Frans I Made Brata, M.Hum, Prof. Dr. I Made Suastika, S.U ............................................................ 54
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | xiii
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
PENGARUH KETINGGIAN PANEL SURYA TERHADAP DAYA LISTRIK
UNTUK MENEKAN PEMAKAIAN ENERGI LISTRIK
Cokorde Gede Indra Partha, I Wayan Arta Wijaya ........................................................................... 1417
KONTROL OMATIS PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA PADA INSTALASI
PENGOLAHAN AIR LIMBAH
I Made Mataram, I Ketut Wijaya ..........................................................................................................1425
METODE EFISIENSI TENAGA LISTRIK UNTUK MEMPERBESAR
INTENSITAS PENERANGAN
I Ketut Wijaya ......................................................................................................................................1433
PENGEMBANGAN AOE DAN LVMPADA OWNCLOUD SEBAGAI MEDIA PENYIMPANAN
BERBASIS AWAN PADA SISTEM VALIDASI KARYA ILMIAH
Agus Muliantara, Ngurah Agus Sanjaya ER, I Made Widiartha, I Made Agus Setiawan ................. 1438
PEMBENTUKAN SPRAY ANGLE MINYAK KELAPA PADA VARIASI TEKANAN DAN
TEMPERATUR PEMANASAN AWAL
I Ketut Gede Wirawan, I Gusti Ketut Sukadana .................................................................................. 1447
TRANSPORTASI DAN MANUFAKTUR
STUDI TINGKAT POLUTAN NO2, SO2, DAN CO PADA UDARA AMBIEN
DI JALAN ARTERI KOTA MAKASSAR
Sumarni Hamid Aly, Muralia Hustim Ahmad Zubair ...................................................................... 1455
PENGUKURAN KOEFISIEN ABSORPSI KOMPOSIT LIMBAH KERTAS DENGAN METODE
TABUNG IMPEDANSI DUA MIKROFON
Cok Istri Putri Kusuma K., I Ketut Gede Sugita ..................................................................................1463
KETAHANAN AUS GESEK KAMPAS REM BERBASIS KOMPOSIT EPOXY
DENGAN PENGUAT BUBUK BASALT
I.D.G Ary Subagia, IKT Adi Atmika, MD Parwata ............................................................................1469
REDAMAN SUARA KOMPOSIT POLYESTER BERPENGUAT SERAT TAPIS KELAPA
I Made Astika dan I Gusti Komang Dwijana ........................................................................................1475
KINERJA TRAKSI KENDARAAN MIKRO HIBRIDA BERBASIS
KONTROL TORSI DENGAN CVT
I Ketut Adi Atmika, I DG. Ary Subagia ..........................................................................................................1483
PERANCANGAN DAN PENERAPAN SISTEM KONTROL
PADA FLEXBOT ROBOT MINDTROMS NXT
I Wayan Widhiada, Cok. Gede Indra Partha .......................................................................................1491
SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO GENTA DENGAN
BAHAN CETAKAN TANAH LIAT DAN GYPSUM
I Made Gatot Karohika, I Nym Gde Antara ..........................................................................................1500
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | xxxi
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
PEMBENTUKAN SPRAY ANGLE MINYAK KELAPA PADA VARIASI
TEKANAN DAN TEMPERATUR PEMANASAN AWAL
I Ketut Gede Wirawan 1,a* , I Gusti Ketut Sukadana 2,b
1,2
Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362 - Indonesia
a
Email: wirawan_ikg@yahoo.com
b
Email: pengumpian_09@yahoo.com
Abstract
The use of coconut oil in Indonesia is very high, especially for household consumption. This plant has a land area of
approximately 3.82 million hectares, which are mostly smallholders with a percentage of 97% of the total area. The
availability of abundant seed coconut give possibility to make oil as an alternative fuel in the stove pressure. One
parameter must be known if want to make coconut oil to be alternative fuel is about the spray angle. Spray angle
formed in coconut oil is very small due to the very high viscosity so as to get a big angle, needs to be done preheating
/458*+8:5*+)8+'9+/:9/:/4-:.+
nozzle. Variations in temperature and fuel of pressure are, respectively from 200 up to 230 °C and 4 up to 6 bar. Hole
of nozzle diameter was kept constant 500 !m. This experiment resulted in the relationship between the spray angle
with pressure and preheating. The greater pressure and preheating temperature, the bigger spray angle formed at
the tip of the nozzle, except at a pressure of 6 bar and preheating temperature of 230 °C, the spray angle declined.
This was due to begin the formation of free fatty acids (FFA), because of heating. FFA will be sediment at the end of
the nozzle, so that the spray angle is disturbing.
Keyword: free fatty acid, preheating, pressure stove, spray angle, fuel pressure
Abstrak
Minyak kelapa di Indonesia penggunaannya sangat tinggi, terutama untuk konsumsi rumah tangga. Tanaman ini
memiliki lahan kurang lebih seluas 3.82 juta hektar, dimana sebagian besar merupakan perkebunan rakyat dengan
prosentase 97% dari total luas areal. Ketersediaan biji kelapa yang berlimpah ini, sangat memungkinkan menjadikan
minyaknya sebagai bahan bakar alternatif pada pressure stove (kompor tekan). Salah satu parameter yang harus
diketahui apabila minyak kelapa ingin dijadikan bahan bakar alternatif adalah tentang spray angle (sudut semprot).
Spray angle yang terbentuk pada minyak kelapa sangat kecil akibat dari viskositasnya yang sangat tinggi sehingga
untuk mendapatkan sudut yang besar perlu dilakukan pemanasan awal agar viskositasnya menjadi menurun. Luas
bidang pemanas awal 78,57 mm2 dan berbentuk straight (lurus) yang ditempatkan sebelum keluar nosel. Variasi
temperatur dan tekanan bahan bakar yaitu, masing-masing dari 200 sampai dengan 230 oC dan 4 sampai 6 bar.
Diameter lubang nosel dijaga konstan 500 !m. Eksperimen ini menghasilkan hubungan antara spray angle dengan
tekanan dan pemanasan awal. Semakin besar tekanan dan temperatur pemanasan awal minyak kelapa maka spray
angle yang terbentuk di ujung nosel semakin besar, kecuali pada tekanan 6 bar dan temperatur pemanasan awal 230
o
C , spray angle mengalami penurunan. Hal ini disebabkan mulai terbentuknya asam lemak bebas (FFA/free fatty
acid) akibat pemanasan. FFA ini akan menjadi endapan di ujung nosel sehingga mengganggu spray angle-nya.
Kata kunci: asam lemak bebas, pemanasan awal, pressure stove, spray angle, tekanan bahan bakar
1.
PENDAHULUAN
Pemanfaatan pohon kelapa yang sangat beragam menjadikannya salah satu komoditi penting, baik
sebagai sumber devisa maupun sumber bahan baku industri. Luas lahan tanaman kelapa Indonesia terluas
di dunia dengan total luas areal sekitar 3.82 juta hektar, 97% merupakan perkebunan rakyat dengan jumlah
produksi 15.9 milyar butir atau setara dengan 3.2 juta ton kopra/daging buah kelapa kering [1]. Tanaman
ini banyak memberikan kontribusi bagi masyarakat, dimana sebagian besar daging buah kelapa dapat
diolah menjadi berbagai macam produk. Salah satu produk olahan dari daging buah kelapa adalah minyak
kelapa.
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1447
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
Selain untuk memasak makanan, minyak kelapa juga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan
kosmetik, mentega, dan sabun. Minyak kelapa juga dapat digunakan sebagai bahan substitusi bahan bakar
diesel atau yang lebih dikenal dengan sebutan biodiesel [2]. Salah satu keunggulan biodisel adalah emisi
gas buangnya lebih rendah dibandingkan bahan bakar diesel [3] . Selain itu, penggunaan minyak kelapa
sudah diterapkan pada kompor tekan jenis “protos” [4]. Mekanisme kerjanya adalah sebagai berikut:, bahan
bakar diubah menjadi tetesan yang halus (droplet) menggunakan nosel. Sebaran tetesan yang disebabkan
oleh nosel tergantung dari sudut semprot (spray angle) yang terbentuk, jadi semakin kecil sudut semprot
maka semakin sempit penyebaran tetesannya. Besar atau kecilnya sudut semprot pada diameter lubang
dan tekanan nosel yang sama tergantung dari jenis bahan bakar [5]. Variasi sudut ini akibat dari perbedaan
viskositas minyak sehingga mengurangi atomisasi. Selain itu, bentuk geometri nosel juga mempengaruhi
terbentuknya sudut semprot sehingga mempengaruhi panjang api lift-off [6]
2.
2.1
BAHAN DAN METODE
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak kelapa yang dibuat secara tradisional di
wilayah Buleleng Bali, dimana prosentase kandungan asam lemak dapat dilihat seperti yang ditunjukkan
pada tabel 1. Sementara jenis minyak kelapa seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Tabel 1. Prosentase Kandungan Asam Lemak Minyak Kelapa
Asam Lemak
Asam kaproat
Asam kaprilat
Asam kaprat
Asam Laurat
Asam Myristat
Asam palmitat
Asam stearat
Asam arachidat
Asam behenat
Asam palmitolat
Asam oleat
Asam linoleat
Asam linolenat
Asam eicosatrienoat
Rumus
Molekul
C6H12O2
C8H16O2
C10H20O2
C12H24O2
C14H28O2
C16H32O2
C18H36O2
C20H40O2
C22H44O2
C16H30O2
C18H34O2
C18H32O2
C18H30O2
C20H34O2
Kandungan
(%)
0.240
4.852
5.031
46.256
20.508
10.706
3.711
0.051
0.028
0.018
8.413
0.060
0.107
0.020
Gambar 1. Minyak kelapa murni
Sumber : Wirawan (2013)
2.2
Metode
Metode eksperimental digunakan dalam penelitian ini, dimana variabel bebasnya adalah tekanan
dan temperatur pemanasan awal. Variabel terikatnya adalah sudut semprot , sedangkan diameter nosel
merupakan variabel tetap. Tahapan penelitian ini dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu : (i) setting alat dan
(ii) tahap pengujian.
Setting alat
Gambar 2. menunjukkan set up alat penelitian. Minyak kelapa murni dimasukkan ke dalam tabung
(a). Udara diinjeksikan ke dalam tabung menggunakan kompresor, dimana besar tekanannya dapat dibaca
di manometer (b). Minyak bertekanan akan mengalir apabila katup (c) dibuka. Aliran minyak tersebut
bergerak melalui pipe line (d) dan dipanasi di bagian ujungnya menggunakan heater (e), selanjutnya
1448 | Kuta, 29-30 Oktober 2015
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
mengalir menuju nosel (f). Di Ujung nosel minyak keluar dan membentuk sudut tertentu, sehingga
gambarnya dapat dicapture menggunakan kamera.
Gambar 2. Set up alat penelitian
Tahap pengujian
Tahap pengujian diawali dengan pemasangan manometer di tabung bahan bakar dan termokopel pada
pemanas awal (preheater). Bidang yang dipanasi seluas 78.57 mm2 dengan dimensi seperti ditunjukkan
pada Gambar 3. Volume bahan bakar minyak kelapa yang dimasukkan ke dalam tabung adalah sebesar
600 cc. Udara dari kompresor diinjeksikan ke dalam tabung dengan variasi tekanan 4, 5 dan 6 bar. Minyak
bertekanan tersebut dipanasi menggunakan preheater pada variasi temperature 200, 210, 220, dan 230oC.
Pada setiap perubahan variabel tekanan maupun temperatur, besarnya sudut semprot yang terbentuk di
ujung nosel di-capture menggunakan kamera. Data temperatur, tekanan dan sudut semprot dicatat untuk
dilakukan analisis.
Gambar 3. Detil ukuran pipe line
Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1449
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
3.
HASIL
Data hasil spray angle (sudut semprot) dengan variasi temperatur pemanasan awal 200, 210, 220,
230oC dan variasi tekanan 4, 5, 6 bar dapat dilihat pada Gambar 4, 5, 6, dan 7.
Gambar 4. Pembentukan Spray Angle dengan temperatur pemanasan awal 200oC pada variasi tekanan,
(a) 4 bar, (b) 5 bar, (c) 6 bar
Gambar 5. Pembentukan Spray Angle dengan temperatur pemanasan awal 210oC pada variasi tekanan,
(a) 4 bar, (b) 5 bar, (c) 6 bar
4.
PEMBAHASAN
Dari Gambar 8 terlihat bahwa kenaikan tekanan menyebabkan sudut semprotnya juga mengalami
kenaikan, kecuali pada temperatur pemanasan awal 230oC. 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 [7]. Setiap asam lemak tersebut mempunyai boiling point berbeda-beda sehingga sudut
yang terbentuk di ujung nosel menjadi bervariasi.[8]. Kenaikan temperatur pemanas awal dari 200 sampai
220oC menyebabkan besarnya sudut semprot menurun, akibat terbentuknya endapan dari asam lemak
bebas (free fatty acid) dan giserol di ujung nosel [9].
5.
KESIMPULAN
Penelitian secara eksperimen tentang “ Pembentukan Spray Angle Minyak Kelapa Pada Variasi
Tekanan Dan Temperatur Pemanasan Awal “ dapat disimpulkan sebagai berikut:
a.
Kenaikan tekanan bahan bakar minyak kelapa menyebabkan peningkatan besar sudut semprot di
ujung nosel, kecuali pada temperatur 230oC. Hal ini disebabkan oleh komposisi asam lemak minyak
kelapa yang multi komponen.
b.
Terjadi penurunan sudut semprot akibat pengendapan asam lemak bebas dan gliserol di ujung nosel
pada kenaikan temperatur pemanasan awal 2000 sampai dengan 220oC, kecuali pada temperatur
230oC karena minyak kelapa sudah berubah bentuk menuju fase uap.
1450 | Kuta, 29-30 Oktober 2015
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015
UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih kepada bapak Rektor Universitas Udayana yang mendanai Penelitian Hibah Unggulan
Program Studi melalui Daftar Isian Pelaksanaan Anggaran (DIPA) nomor : 023.04.2.415253/2015 tanggal
23 Februari 2015, melalui Surat Perjanjian Penugasan Dalam Rangka Pelaksanaan Pengabdian Dana PNBP
2015 Nomor : 2024 /UN14.1.31 /PN.00.00.00 /2015 Tanggal : 25 Mei 2015.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Departemen Perindustrian (2009), Rodmap Industri Pengolahan Kelapa, Jakarta
[2] Shaheed, A. and Swain, E. (1999) Combustion analysis of coconut oil and its methyl esters in a
diesel engine, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and
EnergyAugust 1, 213, pp.417-425
[3] Singh, P.J., Khurma, J. and Singh A, (2010) , Coconut Oil Based Hybrid Fuels as Alternative Fuel
for Diesel Engines, American Journal of Environmental Sciences, 6 (1), pp.71-77
.
/ @0BH48A4="0=3"I;;4@
=RC4=24>520;28C2>=CB>8;>=
deposit and performance of plant oil pressure stoves, Fuel , 89, pp.59–66.
[5] Vinikumar, K., (2012) , Experimental Evaluation on Different Viscous Fluids Spray Characteristics
in Injector Using Constant Volume Chamber, IOSR, Journal of Mechanical and Civil Engineering.
Technology Journal,
./ )0A:8@0=$$@64=4