Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PENGARUH PERSENTASE BIODIESEL MINYAK
JARAK PAGAR- SOLAR TERHADAP
KARAKTERISTIK PEMBAKARAN DROPLET
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
SOVI MARZUKI
201410120311191
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
2021
Jenis penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental (true experiment research). Yaitu dengan melakukan pengujian, pengamatan dan
penelitian langsung terhadap objek. Dimana campuran biodiesel-solar (B10-B60) diekspos kedalam pembentuk droplet dengan ukuran 1mm yang
dilanjutkan dengan meletakkan pada alat pengujian pembakaran droplet.
Pada hasil pengujian pembakaran droplet
diketahui bahwa tiap variabel dilakukan pengujian
sebanyak tiga kali. Maka dari sini dapat diperoleh
grafik ignition delay dan burning rate dari setiap
spesimen pengujian. Dimana Ignition delay tertinggi
dihasilkan pada B60 sebessar 0,61 s, sedang burning
rate tertingi juga pada B60 yaitu 0,73 mm²/s .
Berdasarkan gambar diatas terlihat bahwa
terlihat adanya perbedaan evolusi perubahan api pada
setiap persentase campuran bahan bakar. Ada
perbedaan waktu lama nyala api, dimana biodiesel
minyak jarak 10% memiliki waktu nyala api sangat
lama yaitu 2,25s.sedangkam pada variasi 60%
biodiesel minyak jarak didapatkan hasil durasi waktu
nyala yaitu mencapai 1,38s.
Sedangkan mixcroexplosion pada biodiesel
minyak jarak 60% memiliki reaktivitas yang timggi
dibandingkan bahan bakar lain hal ini dikarna adanya
gugus alil dan bis ali serta pengaruh dari titik didih
atau fatty acid.
Berdasarkan hasil penelitian mengenai
“Pengaruh Persentase Biodiesel Minyak Jarak
Pagar-Solar Terhadap Karakteristik Pembakaran
Droplet” maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Ignition delay time dan burning rate mengalami
peningkatan seiring bertambahnya persentase
campuran biodiesel minyak jarak pagar terhadap
solar.
2. Visualisasi dan tinggi nyala api sangat
dipengaruhi oleh besarnya campuran dari
minyak jarak
3. Periode microexplosion akibat pencampuran
biodiesel minyak jarak pagar dengan solar pada
pembakaran lebih tinggi dibandingkan senyawa
tak jenuh yang berkaitan dengan perbedaan
homogenitas campuran. Microexplosion yang
kuat dapat diamati pada pembakaran dengan
persentase 60% karena perbedaan boiling point
yang tinggi dan titik didih atau fatty acid yang
terkadung pada biodiesel minyak jarak pagar.
Permintaan akan energi tetap menjadi bahan utama
dalam pengembangan masyarakat mulai dari sektor
transportasi dan industrialisasi. Banyaknya para peniliti
mencari atau mengembangkan bahwa biodiesel
merupakan salah satu bahan bakar alternatif dalam
mengatasi keterbatasan bahan bakar fosil dimasa dapan.
Keuntungan penggunaan biodiesel dikarnakan sifanya
yang renewable dan memliki sifat fisik yang hampir
sama seperti bahan bakar mesin diesel. Tujuan dari
penilitian ini untuk mengetahui sejauh mana pengaruh
variasi campuran biodiesel minyak jarak pagar - solar
terhadap karakteristik pembakaran droplet yang
meliputi ignition delay, laju pembakaran, dimensi
visualisasi nyala api, microexpolosion.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat, taufik serta hidayah-Nya kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tugas
akhir dengan judul “Pengaruh Persentase Biodiesel Minyak Jarak Pagar-Solar
Terhadap Karakteristik Pembakaran Droplet. Penyusunan tugas akhir ini
dilaksanakan untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana teknik di
Universitas Muhammadiyah Malang.
Proses penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan baik
secara moril maupun materil dari berbagai pihak. Maka dengan segala kerendahan
hati, penulis mengucapkan banyak terimakasih dan penghargaan setinggi-tingginya
kepada
1. Bapak dan ibuku tercinta Moh. Yasin dan Mamik Prasetiowati atas jasa-
jasanya, kesabaran dan do’anya yang selalu diberikan dan tidak pernah lelah
mendidik penulis sejak kecil yang selalu menyemangati dan memotivasi.
2. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST.,MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang yang telah memberikan izin dalam penulisan skripsi
ini.
3. Bapak Murjito, ST.,MT selaku Ketua Jurusan Teknik MesinUniversitas
Muhammadiyah Malang yang selalu memberikan kelancaran pelayanan dan
urusan akademi.
4. Bapak Ir. Achmad Fauzan HS, MT dan Bapak M. Irhkam M, ST., MT selaku
dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, telah sabar, telaten dalam
membimbing saya dari awal sampai akhir.
5. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
yang meberikan ilmu dan pengetahuan selama masa kuliah.
6. Seluruh staf dan karyawan Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang Fakutlas Teknik yang sudah membantu dalam
penyelesaiaan administrasi dan memberikan banyak informasi.
7. Staf Laboratorium Proses Produksi Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang yang telah melayani segala urusan penyelesaian
Skripsi ini.
8. Teman-teman tercinta, Mesin D 2014, yang selalu membantu, memberikan
semangat, dan doa dalam penyelesaian Skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari penyusunan tugas
akhir ini, baik dari materi maupun teknik penyajiannya. Oleh karena itu, kritik dan
saran yang membangun sangat penulis harapkan.
Malang, 6 Juli 2021
Penulis
Sovi Marzuki
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI ........................................................... iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ............................................ vi
ABSTRAK ........................................................................................................... vii
ABSTACT ........................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix
DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL............................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah ........................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian Terdahulu .................................................................. 5
2.2 Minyak Jarak Pagar ................................................................... 7
2.3 Biodiesel .................................................................................. 11
2.4 Solar ......................................................................................... 12
2.5 Pembakaran .............................................................................. 13
2.6 Pembakaran Droplet ................................................................ 15
2.7 Karakteristik Pembakaran Droplet ........................................... 16
BAB III METODELOGI
3.1 Diagram Alir ............................................................................ 20
3.2 Metode Penelitian .................................................................... 21
3.3 Variabel Penelitian ................................................................... 21
3.3.1 Variabel Bebas ................................................................... 21
3.3.2 Variabel Terikat ................................................................. 21
3.3.1 Variabel Kontrol................................................................. 22
3.4 Peralatan Penelitian .................................................................. 22
3.4.1 Alat Penelitian .................................................................... 22
3.4.2 Bahan Penelitian................................................................. 28
3.5 Skema Penelitian ...................................................................... 28
3.6 Prosedur Pengambilan Data ..................................................... 28
3.6.1 Proses Pembuatan Uji Spesimen Droplet .......................... 29
3.5.2 Proses Rangkaian Pengambilan Data Penelitian ................ 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Penelitian ............................................................... 32
4.2 Data Penelitian Campuran Biodiesel-Solar ............................. 32
4.3 Pembahasan Dan Analisa ......................................................... 33
4.3.1 Ignition Delay.................................................................... 33
4.3.1 Burning Rate ..................................................................... 36
4.3.1 Visualisasi Nyala Api ........................................................ 38
4.3.1 Microexplosion ................................................................. 41
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .............................................................................. 44
5.2 Saran ........................................................................................ 35
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................................47
LAMPIRAN ...................................................................................................................50
DAFTAR GAMBAR
No
Gambar
Judul Gambar Halaman
DAFTAR TABEL
No
Tabel
Judul Gambar Halaman
DAFTAR PUSTAKA
[1] A. Demirbas, “Biofuels sources, biofuel policy, biofuel economy and global
biofuel projections,” Energy Convers. Manag., vol. 49, no. 8, pp. 2106–2116,
2008, doi: 10.1016/j.enconman.2008.02.020.
[2] A. Martínez, G. E. Mijangos, I. C. Romero-Ibarra, R. Hernández-Altamirano,
and V. Y. Mena-Cervantes, “In-situ transesterification of Jatropha curcas L.
seeds using homogeneous and heterogeneous basic catalysts,” Fuel, vol. 235,
no. January 2018, pp. 277–287, 2019, doi: 10.1016/j.fuel.2018.07.082.
[3] D. D. Suprarukmi, B. A. Sudrajat, and Widayat, “Kinetic Study on Esterification
of Oleic Acid with Ultrasound Assisted,” Procedia Environ. Sci., vol. 23, no.
Ictcred 2014, pp. 78–85, 2015, doi: 10.1016/j.proenv.2015.01.012.
[4] K. A. Zahan and M. Kano, “Biodiesel production from palm oil, its by-products,
and mill effluent: A review,” Energies, vol. 11, no. 8, pp. 1–25, 2018, doi:
10.3390/en11082132.
[5] M. Celik, H. S. Yucesu, and M. Guru, “Investigation of the effects of organic
based manganese addition to biodiesel on combustion and exhaust emissions,”
Fuel Process. Technol., vol. 152, pp. 83–92, 2016, doi:
10.1016/j.fuproc.2016.06.004.
[6] E. Torres-Jimenez, M. S. Jerman, A. Gregorc, I. Lisec, M. P. Dorado, and B.
Kegl, “Physical and chemical properties of ethanol-diesel fuel blends,” Fuel,
vol. 90, no. 2, pp. 795–802, 2011, doi: 10.1016/j.fuel.2010.09.045.
[7] C. Y. Chao, H. W. Tsai, K. L. Pan, and C. W. Hsieh, “On the microexplosion
mechanisms of burning droplets blended with biodiesel and alcohol,” Combust.
Flame, vol. 205, pp. 397–406, 2019, doi: 10.1016/j.combustflame.2019.04.017.
[8] C. H. Wang, S. Y. Fu, L. J. Kung, and C. K. Law, “Combustion and
microexplosion of collision-merged methanol/alkane droplets,” Proc. Combust.
Inst., vol. 30 II, no. 2, pp. 1965–1972, 2005, doi: 10.1016/j.proci.2004.08.111.
[9] A. A. Rosyadi, “PENGARUH MICROEXPLOSION TERHADAP
KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BAHAN BAKAR MINYAK JARAK
PAGAR ( JATHROPA CURCAS L . ) PADA BERBAGAI DIAMETER
DROPLET Insights to develop alternative energy sources comes as the depletion
of fossil fuel reserves . One is the use ,” vol. 6, no. 2006, pp. 1–10, 2013.
[10] I. N. G. Wardana, “Combustion characteristics of jatropha oil droplet at various
oil temperatures,” Fuel, vol. 89, no. 3, pp. 659–664, 2010, doi
10.1016/j.fuel.2009.07.002.
[11] I. N. G. Wardana, “Karakteristik Pembakaran Droplet Minyak Jarak Pada
Berbagai Suhu Minyak,” vol. 89, pp. 659–664, 2010, doi:
10.1016/j.fuel.2009.07.002.
[12] X. Wang, M. Dai, J. Yan, C. Chen, G. Jiang, and J. Zhang, “Experimental
investigation on the evaporation and micro-explosion mechanism of jatropha
vegetable oil ( JVO ) droplets,” Fuel, vol. 258, no. July, p. 115941, 2019, doi:
10.1016/j.fuel.2019.115941.
[13] H. Y. Nanlohy, I. N. G. Wardana, M. Yamaguchi, and T. Ueda, “The role of
rhodium sulfate on the bond angles of triglyceride molecules and their effect on
the combustion characteristics of crude jatropha oil droplets,” Fuel, vol. 279, no.
June, p. 118373, 2020, doi: 10.1016/j.fuel.2020.118373.
[14] M. Said, A. Belinda, and A. Saputra, “DENGAN KATALIS NaOH,” vol. 16,
no. 1, pp. 9–17, 2009.
[15] N. & D. S. Harimurti, “Pengolahan Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Menjadi
Sumber Bahan Bakar Nabati Dan Pemanfaatan Produk Samping,” Buletin
Teknologi Pasca Pertanian, vol. 7, no. 1. pp. 49–55, 2011.
[16] R. Alamsyah and E. H. Lubis, “Esterifikasi-Transesterifikasi dan Karakterisasi
Mutu Biodiesel Dari Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas Linn),” J. Kim. dan
Kemasan, vol. 33, no. 1, p. 124, 2011, doi: 10.24817/jkk.v33i1.1839.
[17] BSN, “Kepdirjen EBTKE tentang Standar dan Mutu BBN Jenis Biodiesel
sebagai Bahan Bakar Lain yang Dipasarkan di Dalam Negeri.” 2019.
[18] P. Muanruksa and P. Kaewkannetra, “Combination of fatty acids extraction and
enzymatic esterification for biodiesel production using sludge palm oil as a low-
cost substrate,” Renew. Energy, vol. 146, pp. 901–906, 2020, doi:
10.1016/j.renene.2019.07.027.
[19] T. M. Mata and A. A. Martins, “Biodiesel Production Processes,” no. January
2010, 2015.
[20] J. Jobe, “Biodiesel Fuel Basics,” Biodiesel Handl. Use Guid., vol. 10, p. 1, 2014.
[21] “SPESIFIKASI SOLAR / BIOSOLAR,” no. 1, p. 17.
[22] K. K. Kuo, Principles of Combustion. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc,
1986.
[23] B. Waluyo, I. N. G. Wardana, L. Yuliati, and M. N. Sasongko, “The role of
molecule cluster on the azeotrope and boiling points of isooctane-ethanol
blend,” Fuel, vol. 215, no. October 2017, pp. 178–186, 2018, doi:
10.1016/j.fuel.2017.10.103.
[24] K. Han, B. Pang, X. Ma, H. Chen, G. Song, and Z. Ni, “An experimental study
of the burning characteristics of acetone–butanol–ethanol and diesel blend
droplets,” Energy, vol. 139, pp. 853–861, 2017, doi:
10.1016/j.energy.2017.08.037.
[25] D. O. E. Go--, Biodiesel handling and use guide, no. November. 2010.
[26] J. Wang, X. Qiao, D. Ju, C. Sun, and T. Wang, “Bubble nucleation, micro-
explosion and residue formation in superheated jatropha oil droplet: The
phenomena of vapor plume and vapor cloud,” Fuel, vol. 261, no. October 2019,
p. 116431, 2020, doi: 10.1016/j.fuel.2019.116431.
[27] Z. Wang et al., “Experimental investigation on spray, evaporation and
combustion characteristics of ethanol-diesel, water-emulsified diesel and neat
diesel fuels,” Fuel, vol. 231, no. May 2018, pp. 438–448, 2018, doi:
10.1016/j.fuel.2018.05.129.