ANALISA EMISI NOx & SMOKE

USULAN TUGAS AKHIR

(Tuliskan Kode Mk Tugas Akhir)

ANALISA EMISI NOx DAN PARTIKEL SMOKE PADA MOTOR DIESEL MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR

CRUDE PALM METHYL ESTER

(Pilih judul yang singkat tapi cukup menjelaskan gagasan dalam Tugas Akhir ini)

Pengusul:..........................................................................Calon Dosen Pembimbing:

1. .................................

2. ................................JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA 2014 Ikhtisar Tugas Akhir

(Uraikan singkat apa yang akan dikerjakan, alasan perlunya memecahkan masalah yang akan dibahas dan hasil yang diharapkan)

Sebagai negara tropis yang subur, Indonesia diberkahi dengan berbagai sumber energi, baik dari fosil seperti minyak, gas dan batubara maupun sumber energi yang dapat diperbaharui, seperti tenaga matahari, panas bumi, biomassa, tenaga air, angin dan laut. Namun demikian, sejauh ini minyak bumi masih mendominasi kebutuhan konsumsi energi di Tanah Air. Padahal di samping untuk memenuhi kebutuhan energi domestik, minyak sangat penting sebagai komoditas ekspor guna pemasukan pendapatan negara.

Mengingat cadangan sumber minyak bumi nasional semakin menipis, sementara konsumsi energi semakin meningkat, maka jika tidak diwaspadai, dalam jangka waktu yang tidak terlalu lama Indonesia akan menjadi pengimpor minyak bumi. Ironisnya, kontribusi energi yang dapat diperbaharui dari total kebutuhan energi nasional saat ini kurang dari satu persen. Ini berarti penggunaan energi dari fosil harus dilakukan secara bijaksana dan efisien.

Biodiesel Crude Palm Methyl Ester yang bisa didapatkan dari Crude Palm Oil (CPO), saat ini merupakan harapan baru untuk menjawab sebagian kebutuhan energi di Tanah Air. Melalui penelitian-penelitian yang telah dilakukan, didapatkan bahwa performan Crude Palm Methyl Ester tidak terpaut jauh dengan bahan bakar fosil (solar). Hal ini sangat menguntungkan karena selain ramah lingkungan, biodiesel CPO juga dapat diperbaharui, sementara Indonesia sendiri merupakan negara produsen kelapa sawit terbesar kedua di dunia setelah Malaysia.

Pembuatan crude palm methyl ester dilakukan dengan proses yang sederhana. Bahan baku yang digunakan selain crude palm oil adalah methanol. Dengan dibantu katalis basa dan pengaturan suhu hingga 60C, reaksi transesterifikasi antara kedua bahan akan membentuk methyl ester dengan produk sampingan berupa gliserol. Methyl ester inilah yang disebut biodiesel dan memiliki kemiripan sifat dengan minyak solar.

Pada penelitian yang dilakukan untuk penyusunan tugas akhir ini akan menganalisa kandungan emisi NOx dan partikel smoke yang timbul pada saat pengoperasian motor diesel dengan menggunakan bahan bakar Crude Palm Methyl Ester.

Pilihan motor diesel sebagai objek penelitian antara lain karena efisiensinya yang tinggi serta memiliki ketahanan (durability), keandalan (realibility) yang lebih baik dibandingkan dengan beberapa penggerak mula yang lain. Selain itu didasarkan pada keyakinan bahwa jenis motor ini masih memiliki daya saing yang baik dibanding jenis penggerak mula lainnya secara komersial.

Kemudian untuk menganalisa emisi NOx dan partikel smoke, data-data diperoleh dengan melakukan pengukuran emisi NOx dan smoke pada motor diesel yang menggunakan bahan bakar Crude Palm Methyl Ester murni (CPME 100%) dan bahan bakar campuran Crude Palm Methyl Ester dengan minyak solar. Untuk menentukan beban pada pengukuran emisi NOx dan smoke, digunakan sistem US 13-mode cycle, dimana pengujian terbagi ke dalam beban-beban pada putaran torsi maksimum dan daya maksimum.

Tempat Pelaksanaan

(Sebutkan tempat untuk melaksanakan Tugas Akhir ini)

Tempat yang direncanakan untuk mendapatkan informasi dan data-data guna mendukung tugas akhir ini adalah :

1. Laboratorium Mesin Fluida dan Sistem, Teknik Sistem Perkapalan, FTK ITS

2. Balai Industri, Departemen Industri dan Perdagangan, Surabaya

3. Laboratorium Mesin Kapal, Teknik Sistem Perkapalan, FTK ITS

4. Balai Kesehatan Lingkungan, Surabaya

I. PENDAHULUAN

(Tugas Akhir ini dilakukan untuk menjawab keingintahuan mahasiswa untuk mwngungkapkan suatu gejala / konsep / dugaan atau menerapkannya untuk suatu tujuan. Kemukakan hal-hal yang mendorong atau argumentasi pentingnya dilakukan penelitian. Uraikan proses dalam mengidentifikasi)

Aplikasi penggunaan biodiesel sebagai bahan bakar alternatif untuk motor diesel telah menjadi obyek penelitian pada beberapa tahun terakhir ini. Ketertarikan ini berdasarkan pertimbangan pada upaya untuk mendapatkan bahan bakar alternatif yang renewable dan ramah lingkungan. Berbagai penelitian untuk mempelajari karakteristik biodiesel telah dilakukan. Tetapi sayangnya, studi yang mempelajari emisi sebagai dampak dari penggunaan biodiesel belum mencapai tahap kesepakatan yang pasti (ketetapan). Beberapa studi menganjurkan untuk menggunakan biodiesel dengan level rendah yang dicampurkan pada bahan bakar konvensional, berdasarkan penemuan bahwa penggunaan biodiesel dapat menurunkan hydrocarbon (HC) dan particulate matter (PM). Beberapa studi yang lain menyatakan bahwa menggunakan biodiesel dapat menambah tingkat emisi NOx bersamaan dengan pengurangan tingkat polutan yang lain.

Pendekatan yang dilakukan untuk mendapatkan pengurangan emisi NOx dari penggunaan bahan bakar biodiesel antara lain dengan memodifikasi properties dari biodiesel, yaitu modifikasi sifat-sifat fisika dan kimia minyak nabati sesuai dengan sifat-sifat fisika dan kimia bahan bakar diesel. Di samping itu, juga dapat dilakukan pendekatan dengan melakukan pencampuran biodiesel dengan bahan bakar diesel.

Berdasarkan investigasi yang telah dilakukan EPA (Environmental Protection Agency) dihasilkan prosentase emisi pada motor diesel dengan menggunakan biodiesel. Analisa dilakukan dengan menggunakan regresi statistik untuk menghubungkan konsentrasi biodiesel di dalam bahan bakar konvensional dengan prosentase emisi yang ditimbulkan (seperti pada gambar 1.1). Data ini dapat digunakan sebagai dasar analisa kandungan emisi gas buang pada motor diesel dengan menggunakan biodiesel.

Gambar 1.1 Hasil penelitian dampak emisi biodiesel (EPA, Oktober,2002)

Berdasarkan gambar di atas dapat diketahui bahwa campuran 20% volume biodiesel dengan 80% volume bahan bakar konvensional mempunyai dampak emisi yang paling aman. Sedangkan penggunaan biodiesel murni (100%) mempunyai tingkat emisi NOx yang tertinggi disamping mempunyai tingkat emisi yang paling rendah pada polutan yang lain. Yang perlu diperhatikan adalah, bahwa penelitian tentang dampak emisi dari penggunaan biodiesel juga bergantung pada tipe biodiesel yang digunakan dan tipe dari bahan bakar konvensional yang digunakan (EPA, Oktober 2002).

Dalam penelitian ini akan digunakan crude palm methyl ester yang merupakan bahan bakar berbasis biodiesel yang perkembangannya sangat signifikan saat ini. Metode penelitian yang dilakukan adalah metode eksperimen dengan menggunakan crude palm methyl ester sebagai bahan uji. Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk menghasilkan sebuah analisa teknis emisi NOx dan partikel smoke yang timbul pada saat pengoperasian motor diesel yang menggunakan bahan bakar biodiesel (crude palm methyl ester). Data yang diperoleh dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk menggunakan crude palm methyl ester sebagai bahan bakar mesin diesel.

II.PERUMUSAN MASALAH

( Rumuskan dengan jelas permasalahan yang ingin diteliti, hipotesa yang akan diuji atau dugaan yang akan dibuktikan. Dalam perumusan masalah dapat dijelaskan definisi, asumsi, dan lingkup yang menjadi batasan tugas akhir )

Permasalahan

Produk proses pembakaran motor diesel adalah gas buang. Emisi gas buang yang dihasilkan oleh motor diesel ini terdiri dari Nitrogen Oxides (NOx), Sulfur Oxides (SOx), Hydrocarbon (HC), Carbon Monoxide (CO) dan Particulates. Warna kekuning-kuningan atau kecoklat-coklatan dari pipa pembuangan menandakan tingginya konsentrasi NOx. NOx sangat berbahaya bagi lingkungan karena dapat menyebabkan hujan asam. Disamping itu NOx juga berbahaya bagi manusia karena NOx dan HC bereaksi aktif terhadap pembentukkan O3. Dalam proses inilah NOx mampu menyebabkan korosi dan gangguan infeksi dada. Terkait dengan dampak hujan asam, kondisi air minum akan berkurang kualitasnya karena mengandung aluminium, dimana hal ini diindikasikan dapat menyebabkan gangguan pada syaraf manusia. Melalui proses photochemical, NOx akan bereaksi dan menyebabkan photochemical smog atau kabut asap yang berbahaya karena menghalangi jarak pandang manusia.

Meninjau bahaya yang ditimbulkan oleh emisi NOx dan smoke di atas, maka emisi NOx dan smoke yang dihasilkan oleh motor diesel perlu dikontrol. Terbentuknya NOx pada proses pembakaran mesin diesel dipengaruhi oleh temperatur pembakaran dan bahan bakar yang digunakan. Karakteristik bahan bakar yang paling berpengaruh terhadap terbentuknya NOx adalah cetane number bahan bakar.

Crude palm methyl ester mempunyai angka setana yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan bakar konvensional (minyak solar). Sebagai bahan bakar diesel engine hal ini tentunya sangat menguntungkan. Angka setana bahan bakar akan mempengaruhi kualitas penyalaan bahan bakar. Angka setana minyak yang semakin tinggi maka suhu yang diperlukan untuk penyalaan bahan bakar akan semakin rendah. Angka setana juga mempengaruhi penyiapan penyalaan bahan bakar (ignition delay), semakin besar angka setana, penyiapan penyalaan semakin sedikit, demikian pula sebaliknya. Dengan semakin rendahnya temperatur dalam ruang bakar, maka akan menurunkan tingkat emisi NOx yang terjadi.

Sifat-sifat fisika dan kimia crude palm methyl ester menunjukkan beberapa sifat yang jauh berbeda dengan sifat-sifat minyak solar. Untuk mendapatkan bahan bakar crude palm methyl ester yang mempunyai sifat-sifat mendekati spesifikasi minyak solar, maka dalam penelitian akan dilakukan pencampuran antara crude palm methyl ester dengan minyak solar. Pencampuran dilakukan dengan berbagai komposisi guna mendapatkan campuran yang paling mendekati sifat-sifat minyak solar.

Berdasar uraian diatas disampaikan beberapa hipotesa yang antara lain:

1. Karakteristik dan properties Crude Palm Methyl Ester berbeda dengan Minyak Solar.

2. Crude Palm Methyl Ester dapat larut sempurna kedalam Minyak Solar

3. Dengan menggunakan Crude palm methyl Ester NOX dan partikel Smoke dapat diturunkan.

4. Regulasi dari Environmental Protection Agency (EPA) dapat dipenuhi

Batasan Masalah:

1. Metode pembuatan Crude Palm Methyl Ester diadopsi dari cara pembuatan oleh Mike Pelly dan Aleks Kac.

2. Minyak solar yang digunakan adalah produksi Pertamina, dengan spesifikasi minyak solar sesuai peraturan DITJEN MIGAS No.002/P/DM/MIGAS/1979

3. Analisa hanya difokuskan pada emisi gas buang dan partikel smoke

4. Tidak menganalisa segi ekonomis

III.TINJAUAN PUSTAKA

( Usahakan pustaka terbaru dan relevan dengan yang akan diteliti, uraikan dengan jelas kajian pustaka yang menimbulkan gagasan dan mendasari tugas akhir yang akan dilakukan. Tinjauan pustaka mengenai teori, temuan, dan bahan penelitian lain yang diperoleh dari acuan, yang akan dijadikan landasan untuk melakukan tugas akhir yang diusulkan. Uraian dalam tinjauan pustaka dibawa untuk menyusun kerangka atau konsep yang akan digunakan dalam tugas akhir. Tinjauan pustaka mengacu pada daftar pustaka )

Biodiesel merupakan nama yang diberikan untuk bahan bakar yang terdiri dari mono-alkyl ester yang dapat terbakar dengan bersih. Nama biodiesel juga telah disetujui oleh Departemen of Energy (DOE), the Environmental Protection Agency (EPA) dan American Society of Testing Material (ASTM) sebagai industri energi alternatif, berasal dari asam lemak yang sumbernya renewable limit (www.biodiesel.com). Biodiesel juga dapat ditulis sebagai B100. B100 menunjukkan bahwa biodiesel tersebut murni 100% terdiri atas mono-alkyl ester.

Proses pembuatan ester telah banyak dikembangkan oleh berbagai expertis misalnya Alen and Watts 1996 (Alen and Watts, 1996, dalam Zuhdi 2003), Pelly (2000) dan Kac (2001). Allen dan Watts membuat prototype esterifikasi tipe batch, reaktor ini dikembangkan dalam skala laboratorium. Dalam pembuatan biodiesel menggunakan nitrogen sehingga prosesnya menjadi mahal. Mike Pelly memberikan metode untuk membuat biodiesel untuk Waste Vegetable Oil (WVO). Meskipun metode ini dipergunakan untuk membuat biodiesel dari minyak jelantah namun dengan sedikit memodifikasi proses dapat diaplikasikan untuk membuat biodiesel dari minyak nabati yang masih murni (Alen and Watts, 1996, dalam Zuhdi 2003),.

Kac (2001a) mengadaptasi metode Mike Pelly dengan memproses biodiesel dengan dua tingkat. Metode ini banyak diaplikasikan karena diperoleh hasil dengan kualitas yang tinggi. Pelly (2000) memberikan prosedur mulai dari persiapan, esterifikasi, mencuci, mengeringkan dan mengecek hasil akhir. Kac (2001a) mengembangkan metode ini dengan memproses pereaksian dua kali, dengan cara ini diperoleh hasil biodiesel yang lebih berkualitas. Selanjutnya Kac (2001b) memperbaiki metode untuk membuat biodiesel. Dalam prosedur ini lebih menyederhanakan alat-alat yang dipergunakan dan juga menambahkan bagaimana cara melakukan troubleshooting.

Pembuatan biodiesel adalah menurunkan viskositas minyak nabati dengan jalan mengeluarkan glyserinnya dengan jalan esterifikasi. Akibat dari pengambilan glyserin ini PH dari biodiesel menjadi sekitar 9-10 (Kac, 2001). Untuk mengembalikan ke kondisi normal perlu pencucian biodiesel. Pelly (2000) menawarkan dengan cara pencucian menggunakan buble washing, teknik ini dikembangkan di Idaho University, walaupun memerlukan waktu yang lama tetapi tidak memerlukan banyak air (Pelly, 2000). Buble washing merupakan teknik pencucian yang paling ekonomis karena hanya menggunakan power yang kecil selain air (Pelly, 2000).Manfaat dari menggunakan bahan bakar biodiesel adalah akan mengurangi emisi gas buang; particulate matter (PM), total hydrocarbon (THC), dan carbon monoxide (CO), tetapi menambah oxides of nitrogen (Nox) (Schumacher dkk, 1995). Mencampur biodiesel dengan bahan bakar konvensional dapat menurunkan tingkat emisi NOx dari pada penggunaan biodiesel murni (100%), disamping mengatur waktu injeksi bahan bakar dan temperatur operasi (Krishna, 2001). Menggunakan 10/90 sampai 50/50 campuran biodiesel/bahan bakar konvensional mengurangi biaya bahan bakar (30-54)%. Engine testing dengan campuran biodiesel dan bahan bakar konvensional juga menunjukkan pengurangan pada sejumlah emisi gas buang. Di samping itu, hanya sedikit perubahan yang diperlukan di dalam sistem bahan bakar ketika bahan bakar dicampur biodiesel. Blending biodiesel/bahan bakar konvensional yang paling baik adalah 20/80 (Schumacher dkk, 1992). IV. TUJUAN PENULISAN

(Berikan pernyatan sikap mengenai tujuan penelitian untuk tugas akhir. Tugas akhir dapat bertujuan menjajaki, menguraikan, menerangkan, membuktikan, atau menerapkan suatu gejala, konsep atau dugaan, atau suatu prototype )

Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk :

1. Mempelajari properties Crude Palm Oil dan Crude Palm Methyl Ester2. Menganalisa emisi NOx dan partikel smoke pada motor diesel dengan menggunakan bahan bakar Crude Palm Methyl Ester murni dan bahan bakar campuran Crude Palm Methyl Ester dan minyak solar.

3. Menganalisa karakteristik Crude Palm Methyl Ester dan komposisi campurannya dengan minyak solar yang paling baik terhadap pengurangan emisi NOx dan partikel smoke yang ditimbulkan

V.MANFAAT TUGAS AKHIR

(Sebutkan secara singkat dan spesifik hasil yang akan diperoleh dalam tugas akhir ini dan manfaatnya secara langsung)

Manfaat yang dapat diperoleh dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Megetahui manfaat dan efek pemakaian Crude Palm Methyl Ester sebagai bahan bakar alternatif yang renewable

2. Mengetahui kandungan emisi NOx dan partikel smoke yang timbul dari penggunaan bahan bakar Crude Palm Methyl Ester murni dan bahan bakar campuran Crude Palm Methyl Ester dengan minyak solar.

3. Memperoleh komposisi bahan bakar optimum yang menimbulkan emisi NOx dan partikel smoke paling sedikit sesuai dengan regulasi NOx dan smog oleh IMO.

VI.METODOLOGI

(Uraikan metode yang digunakan dalam tugas akhir secara rinci, uraian dapat meliputi variabel dalam tugas akhir, teknik pengumpulan dan analisa data secara penafsiran dan pengumpulan hasil tugas akhir, tugas akhir yang menggunakan metode kualitatif dapat dijelaskan pendekatan yang digunakan proses pengumpulan dan analisis informasi proses penafsiran dan penyimpulan tugas akhir)

Untuk menyelesaikaan masalah diatas akan digunakan metode eksperimental. Desain eksperimen dapat dilihat dalam flow chart dibawah. Dalam desian eksperimen dibagi dalam 6 tahapan utama yaitu Produksi Crude palm methyl Ester, Pengujian karakteristik, Praeksperimen, Analisa komposisi pemakaian bahan bakar, Eksperimen di engine test bed dan Analisa emisi NOX dan partikel Smoke.

PRODUKSI CRUDE PALM OIL METHYL ESTER

Metode yang digunakan untuk membuat Crude Palm Methyl Ester berpedoman pada proses esterifikasi yang dilakukan oleh Aleks Kac, 2001, Mike Pelly,2000, Zuhdi MFA,2003. untuk mendapatkan Crude Palm Methyl Ester dari Crude Palm Oil, dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu:

1. pembersihan Crude Palm Oil dari kotoran, air dan getah

2. katalisasi asam minyak dengan methanol untuk esterifikasi

3. pencucian Crude Palm Methyl Ester guna mendapatkan Crude Palm Methyl Ester dengan PH normal.

Tahap-tahap di atas dapat dijelaskan sebagai berikut:

I. Tahap Pra-Esterifikasi

Tahap pra-esterifikasi Crude Palm Oil dari kotoran dilakukan dengan jalan penyaringan pada suhu 55 C, dilanjutkan dengan pemanasan sampai 130 C untuk memisahkan kandungan air dalam Crude Palm Oil dan kemudian didinginkan kembali.

II. Tahap Esterifikasi

Proses ini membutuhkan bahan-bahan minyak nabati 80% volume, alkohol 20% ditambah katalis yang digunakan dalam metal alkohol, KOH atau NAOH. Jumlah katalis yang digunakan adalah sekitar 0,5% sampai 4% dari berat minyak.

Esterifikasi ini dilakukan dengan dua tahap. Tahap pertama proses ini dimulai dengan memanaskan minyak sampai pada suhu 35 dan pastikan lemak-lemak beku mencair semua. Kemudian sejumlah metal alkohol 0,08 liter/liter minyak nabati (8% volume) campurkan ke dalam minyak yang telah dipanaskan, aduk selama lima menit. Untuk menghentikan reaksi yang terjadi, tambahkan I milliliter sulfuric acid (H2SO4) pada setiap liter minyak. Gunakan pipet rata-rata dalam mengendalikan konsumsi sulfuric acid. Pengadukan pelan-pelan tetap dilakukan selama 60 menit (1 jam) dengan tetap mempertahankan temperature pada 35 C.

Setelah 60 menit (1 jam) pengadukan pada suhu 35 C, hentikan pemanasan tetapi pengadukan tetap dilakukan selama 60 menit . kemudian hentikan dan biarkan paling sedikit 8 jam (menginap lebih baik).

Siapkan SODIUM METHOXIDE, diukur (0,12% volume) dan 3,1 gram atau 3,5 gram kalau kualitasnya jelek (1% KOH atau duakalinya untuk Castor Oil untuk melarutkannya) dan SODIUM LYE (SODIUM HYDROXIDE, Na OH) atau K OH per liter minyak nabati. Campurkan ke dalam alkohol (jumlah alkohol diusahakan lebih besar dari perbandingan 6:1 molar), aduk-aduk hingga semuanya larut sempurna. (Hati-hati berbahaya)

Setelah didiamkan selama 8 (delapan) jam atau esok harinya, tuangkan separo (50%) methoxide ke dalam mixture yang belum dipanasi, dan aduk selama 5 menit.

Tahap kedua dimulai dengan memanaskan mixture hingga mencapai suhu 57 C. Tambahkan separo (50%) SODIUM METHOXIDE ke dalam mixture panas dan aduk pelan-pelan. Pada proses yang kedua ini dilakukan untuk memisahkan glyserol yang sulit terpisahkan dari minyak. Aduk-aduk hingga glyserine mengendap di bawah (biasanya 1,5 2,5 jam). Setelah terlihat terjadi endapan, glyserine didiamkan. Proses ini merupakan pendeaktivasi katalis, alkohol diuapkan sampai tidak ada lagi alkohol yang keluar dari kondensor (proses ini membutuhkan waktu kira-kira 1 jam atau 60 menit). Reaktan lalu didinginkan sampai suhu 40 C , sementara gliserol yang terkumpul dikeluarkan dari lubang di bawah reaktor.

III. Tahap Pencucian

Tahap pencucian digunakan untuk mendapatkan Crude Palm Methyl Ester dengan PH yang normal. Selama pencucian ini biasanya terbentuk emulsi. Untuk itu digunakan 2% sodium sulfat untuk mengatasi emulsi ini. Pengaduk hanya diputar pada putaran yang rendah untuk mencegah pembentukan emulsi. Cara yang lain adalah dengan metode buble, dimana metode ini pertama kali diperkenalkan di university of Idaho.

Untuk menggantikan sodium sulfat, kita bisa juga dengan menggunakan asam cuka. Gunakan cuka yang cukup kuat, untuk cuka 25% kita bisa campurkan dengan 7 mL dalam campuran dest water. Kadang-kadang dalam penambahan asam ini tidak kita peroleh PH normal. Dianjurkan untuk mencoba sebagian kecil dari biodiesel yang telah dipisahkan dari glyserolnya. Tanda-tanda yang paling mudah diamati adalah apabila terjadi emulsi pada biodiesel. Hal ini menunjukkan terjadi kekurangan asam dan berarti perlu untuk menambahkan asam. Sebaliknya apabila dest water jernih sekali, menunjukkan kebanyakkan asam yang dilarutkan. Untuk mendapatkan hasil yang meyakinkan, kita bisa menggunakan kertas lakmus untuk mengukur PH-nya.

IV. Tahap Pengeringan

Tahap ini digunakan untuk memisahkan Crude Palm Methyl Ester dengan air. Proses ini dilakukan dengan cara memanaskan Crude Palm Methyl Ester yang telah dicuci sampai pada suhu 130 C.

PENGUJIAN KARAKTERISTIK

Setelah Crude Palm Methyl Ester selesai diproduksi, maka perlu adanya pengujian karakteristiknya. Proses pengujian ini dilakukan di balai industri, Departemen Industri dan Perdagangan, Surabaya.

Setelah bahan bakar siap dilanjutkan dengan engine set-up. Dalam menset-up engine perlu pengecekan alat-alat yang digunakan, instrumen-instrumen dan pengkalibrasian alat-alat ukur yang digunakan.

PRA EKSPERIMEN

Pra eksperimen dilakukan untuk mengetahui tingkat SFOC, daya maksimum dan torsi maksimum dari motor diesel dengan menggunakan bahan bakar konvensional. Diharapkan data yang dihasilkan dari percobaan ini dapat digunakan sebagai referensi atau pembanding untuk mendapatkan data tentang emisi NOx dan partikel smoke yang dihasilkan pada eksperimen dengan memakai bahan bakar crude palm methyl ester. Untuk pembebanan, motor diesel dikopel dengan sebuah generator satu phase untuk mengukur besarnya brake power dari engine.

ANALISA KOMPOSISI PEMAKAIAN BAHAN BAKAR

Efek pemakaian crude palm methyl ester pada motor diesel, tidak hanya terbatas pada pemakaian crude palm methyl ester untuk menggantikan bahan bakar konvensional secara total (CPME 100%), tetapi juga terhadap pencampuran crude palm oil methyl ester dengan bahan bakar konvensional pada berbagai variasi (CPMExx). Dengan demikian perlu dilakukan percobaan dengan menggunakan bahan bakar campuran crude palm methyl ester dan minyak solar.

EKSPERIMEN di ENGINE TEST BED

Untuk memperoleh data-data, dilakukan pengukuran emisi NOx dan smog dari motor diesel dengan menggunakan bahan bakar crude palm methyl ester (CPME 100%) dan bahan bakar campuran antara crude palm methyl ester dengan minyak solar. Untuk menentukan beban pada pengukuran emisi NOx dan smog, digunakan sistem US 13-mode cycle. Siklus ini dirancang untuk mengukur polutan motor diesel pada engine test bed. Pengujian dengan menggunakan 13-mode ini terbagi ke dalam beban-beban pada putaran torsi maksimum dan daya maksimum (seperti pada gambar 2), dimana untuk mendapatkan putaran pada torsi dan daya yang maksimum, terlebih dahulu dipelajari pada pra-eksperimen.

No. ModeSpeedLoad, %Weighting Factors

1idle-0.20/3

2Maximum torque speed100.08

3250.08

4500.08

5750.08

61000.08

7idle-0.20/3

8Rated power speed1000.08

9750.08

10500.08

11250.08

12100.08

13idle-0.20/3

Gambar 2. US 13-mode cycle

US 13-mode cycle tes dilakukan pada sebuah engine dynamometer yang dioperasikan melalui urutan 13 kecepatan dan kondisi beban. Emisi gas buang diukur pada setiap mode dan dinyatakan dalam g/kWH. Hasil tes adalah rata-rata berat dari 13 mode.

ANALISA EMISI NOx DAN PARTIKEL SMOKE

Pengambilan sample gas buang yang keluar dari saluran pembuangan diambil dan dimasukkan ke dalam tabung yang telah berisi larutan reagent absorber NOx. Kemudian sample gas buang tersebut dibawa ke balai kesehatan lingkungan Surabaya untuk dianalisa.

Flow chart Metodologi Penelitian

VIII. DAFTAR PUSTAKA AWAL

Euro III, [2000] ECE R49 EEC Journal Officel

Kac, A., [2000] The Two Stage Adaptation of Mike Pellys Biodiesel Recipe, Journey to Forever

Krishna, C.R., [2001], Biodiesel Blends in Space Heating Equipment Unite State Department of Energy

La Puppung, Pallawagau [1986],Penggunaan Minyak Kelapa Sebagai Bahan Bakar Motor Diesel, Lembaga Publikasi Lemigas No.1

McCormick, R.L.; Alvarez, J.R.; Graboski, M.S., NOx Solution for Biodiesel, National Renewable Energy Laboratory

Noname, [2002]A Comprehensive Analysis of Biodiesel on Exhaust Emissions, Draft Technical Report, U.S.Environmental Protection AgencyPelly, M, [2000], Mike Pellys Biodiesel Method Journey to Forever

Schafer, Fred; Basshusysen, Richard van [1995], Reduced Emissions and Fuel Consumption in Automobile Engines Spinger-Verlag Wien New York; SAE International

Schumacher, L.G.; Fossen, D.; Goetz, W.; Borgelt, S.C.; Hires, W.G., 6V-92TA DDC Engine Exhaust Emission Tests Using Methyl Ester

Zuhdi, Aguk MF [2003] Biodiesel Sebagai Alternatif Pengganti Bahan Bakar Fosil Pada Motor Diesel Laporan Riset, Riset Unggulan Terpadu VIII Bidang Teknologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Kementrian Riset dan Teknologi RI

www.biodiesel.com, What is BiodieselX. JADWAL PELAKSANAAN

N0JENIS KEGIATAN BULAN KE

123456

1Studi LiteraturXX

2Produksi BiodieselXX

3EksperimenXX

4Analisa XX

5Kesimpulan dan SaranXX

START

Esterifikasi

Crude Palm Oil

Methanol + Katalis

Karakteristik Crude Palm Methyl Ester

Engine Set-up

Pra eksperimen

Bahan Bakar

Crude Palm Methyl Ester

Minyak Solar

Eksperimen Pengujian Emisi

Pengumpulan Data

Komposisi Bahan Bakar Lain

Ya

Analisa Data dan Kesimpulan

Tingkat NOx

Smog yang timbul

Batas regulasi

SELESAI