i
RANCANG BANGUN MEKANISME PENGADUK BAHAN
BAKAR CAIR MENGGUNAKAN ROTATING BLADE
TUGAS AKHIR
KARYA INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK
MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA DARI POLITEKNIK NEGERI
BALIKPAPAN
ARPAN EFENDI
NIM: 150309262791
PROGRAM STUDI ALAT BERAT JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
BALIKPAPAN
2018
iv
LEMBAR PERSEMBAHAN
Karya ilmiah ini kupersembahkan kepada
Ayahanda dan Ibunda tercinta
Salman dan Satiah
Saudara dan saudariku yang kusayangi
Sulaiman, Rosita dan Ridayah
Support terbaik yosi citra serta keluarga
Teman-teman kontrakan seperjuangan
Teman-teman seperjuanganku Jurusan Teknik Mesin Angkatan
2015
vi
ABSTRACT
Solar is one type of fuel which is produced from the process of petroleum
processing, basically the fractions are separated by the fractions in the distillation
process so that resulted solar fraction with boiling points of 250 ° C to 300 ° C.
the quality of the solar quality is stated with cetane number (in gasoline is called
octane), which is a number that shows the ability of diesel fuel to burn inside the
engine and the ability to control the number of knocking, the higher the cetane
number sothatvthe quality of the solar is better, the fuel is colored is yellow
brown, while Ethanol is a kind of volatile, flammable, colorless liquid, and the
alcohol ismost frequently used in daily activity. Ethanol is an important solvent as
well as bait stock for the synthesis of other chemical compounds. In its history
ethanol has long been used as fuel.
Design of a mixed stirrer for diesel fuel and etano, which was used to mix diesel
fuel and ethanol using a complainant. By using 1100 rpm solar speed and ethanol
mixed using a stirrer placed in a stirring container which was then rotated using
a DC motor engine. The resulting round of the stirrer produced a suspension that
breaks down particles between diesel and ethanol. The rotating time was needed
to produce a mixture of diesel and ethanol also corresponds to the respective
proportions of the composition of diesel and ethanol. The more ethanol
presentations therefole longer the stirring time would be, this was because the
mass between diesel and ethanol was slightly fused and combustion would easily
occur. Homogeneous mixture is a mixture of two or more substances whose
particles cannot be distinguished again and the homogeneous mixture is the same
mixture, the components cannot be distinguished by naked eye.
Keyword : Solar, Ethanol, Methanol Turn and Play time
vii
ABSTRAK
Solar adalah salah satu jenis bahan bakar yang dihasilkan dari proses pengolahan
minyak bumi, pada dasarnya minyak mentah dipisahkan fraksi-fraksinya pada
proses destilasi sehingga dihasilkan fraksi solar dengan titik didih 250°C sampai
300°C. Kualitas solar dinyatakan dengan bilangan cetane (pada bensin disebut
oktan), yaitu bilangan yang menunjukkan kemampuan solar mengalami
pembakaran di dalam mesin serta kemampuan mengontrol jumlah ketukan
(knocking), semakin tinggi bilangan cetane ada solar maka kualitas solar akan
semakin bagus, bahan bakar ini berwarna kuning kecoklatan yang jernih,
sedangkan Etanol sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak
berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan
sehari-hari. Etanol adalah pelarut yang penting sekaligus sebagai stok umpan
untuk sintesis senyawa kimia lainnya. Dalam sejarahnya etanol telah lama
digunakan sebagai bahan bakar.
Rancang bangun Alat Pengaduk campuran untuk bahan bakar baku solar dan
etanol, ini berfungsi untuk mencampurkan solar dan etanol menggunakan alat
pengadu. Dengan kecepatan 1100 rpm solar dan etanol dicampurkan
menggunakan pengaduk yang ditempatkan pada wadah pengaduk yang kemudian
diputar menggunakan mesin motor DC. Putaran yang dihasilkan alat pengaduk
menghasilkan suspensi yang memecah partikel antara solar dan etanol. Waktu
putar yang dibutuhkan untuk menghasilkan campuran solar dan etanol pun sesuai
dengan proporsi masing-masing komposisi solar dan etanol. Semakin banyak
presentasi etanol maka waktu pengadukan akan lebih lama, hal tersebut terjadi
karena massa antara solar dan etanol sedikit menyatu dan pembakaran akan
mudah terjadi. Campuran homogen yaitu campuran dua zat atau lebih yang
partikel-partikel penyusunya tidak dapat di bedakan lagi dan campuran homogeny
merupakan campuran serba sama, komponen-komponenya tidak dapat dibedakan
secara kasat mata.
Kata Kunci: Solar, Etanol, Metanol, Putaran dan Waktu
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat
dan karunia-Nya penulis dapat menyeselesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul
“RANCANG BANGUN MEKANISME PENGADUK BAHAN BAKAR CAIR
MENGGUNAKAN ROTATING BLADE”
Tujuan penulis membuat proposal ini adalah sebagai persyaratan akademik
untuk diajukan sebagai syarat menyelesaikan Tugas Akhir. Oleh karena itu
dengan segala pengharapan dan kemampuan penulis untuk semaksimal mungkin
menyelesaikan tugas akhir ini agar dapat bermanfaat bagi semua pembaca, baik
untuk sekarang maupun di masa yang akan datang.
Selama pembuatan Tugas Akhir pun kami juga mendapat banyak dukungan
dan juga bantuan dari berbagai pihak, maka dari itu saya haturkan banyak terima
kasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa, yang selalu memberikan kemudahan dalam
penyelesaian proposal ini.
2. Bapak Ramli, S.E., M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Balikpapan.
3. Bapak Zulkifli, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Alat Berat.
4. Bapak Wahyu Anhar, S.T., M.Eng selaku dosen pembimbing 1 yang
membantu dalam penyelesaian proposal ini.
5. Bapak Mohamad Amin, S.Pd.T., M.PFis, sebagai pembimbing 2 yang telah
membimbing dan memberikan pengarahan selama pengerjaan tugasakhir ini.
6. Keluarga tercinta yang turut membantu mendo’akan dan memberi dukuangan
moril dengan sepenuh hati.
7. Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2015 program studi Alat Berat telah banyak
membantu dan memberikan semangat sehingga proposal ini dapat
terselesaikan pada waktu yang telah ditentukan.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki kekurangan. Oleh
karena itu, saran dan kritik yang membangun dari para pembaca yang budiman
sangat dibutuhkan untuk penyempurnaan tugas akhir ini kedepannya.
ix
Akhir kata besar harapan penulis, semoga proposal ini dapat bermanfaat
dikemudian hari.
Balikpapan,11Agustus 2018
Arpan Efendi
NIM: 150309259291
x
DAFTAR ISI
HALAMAN
RANCANG BANGUN MEKANISME PENGADUK BAHAN BAKAR CAIR
MENGGUNAKAN ROTATING BLADE ................................................................ i
LEMBAR PERSETUJUAN TUGAS AKHIR........... Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................... ii
LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................ iii
SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASIError! Bookmark not
defined.
KARYA ILMIAH KEPENTINGAN ......................... Error! Bookmark not defined.
AKADEMIS ............................................................... Error! Bookmark not defined.
ABSTRACT ............................................................................................................. vi
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
BAB 1PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah............................................................................................ 3
1.3 Batasan Masalah .............................................................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 3
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ...................................................................................... 4
1.6.1 Bab I Pendahuluan ......................................................................................... 4
1.6.2 Bab II Landasan Teori .................................................................................... 4
1.6.3 Bab III Metodologi Penelitian ........................................................................ 4
1.6.4 Bab IV Hasil dan Pembahasan ....................................................................... 4
1.6.5 Bab V Kesimpulan dan Saran ........................................................................ 4
1.6.6 Daftar Pustaka ................................................................................................ 4
1.6.7 Lampiran ........................................................................................................ 5
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka.............................................................................................. 6
2.2 Landasan Teori ................................................................................................ 7
xi
2.2.1 Rancang Bangun ............................................................................................ 8
2.2.2 Bejana Pengaduk ........................................................................................... 8
2.2.3 Pengaduk ....................................................................................................... 9
2.2.4 Kecepatan Pengaduk ................................................................................... 12
2.2.5 Jumlah Pengaduk ......................................................................................... 13
2.2.6 Pemilihan Pengaduk .................................................................................... 14
2.2.7 Bioetanol...................................................................................................... 15
2.2.8 Metanol ........................................................................................................ 16
2.2.9 Solar ............................................................................................................. 16
2.2.10 Campuran Homogen .................................................................................. 17
2.2.11 Jenis-jenis Pencampuran ............................................................................ 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian ............................................................................................. 19
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................................... 19
3.3 Jadwal Kegiatan ........................................................................................... 19
3.3.1 Bahan Uji ...................................................................................................... 22
3.4 Proses Pengujian ......................................................................................... 22
3.5 Alur Penelitian ............................................................................................. 22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Design Alat .................................................................................................. 24
4.2 Prinsip Kerja Alat Pengaduk ........................................................................ 25
4.3 Proses Pembuatan Alat ................................................................................ 25
4.3.1 Job Safety Analysis ...................................................................................... 26
4.3.2 Persiapan Alat .............................................................................................. 28
4.3.3 Proses perakitan Alat .................................................................................... 30
4.3.4 Hasil alat ....................................................................................................... 32
4.4 Waktu Pengerjaan Alat ................................................................................ 33
4.5 Biaya Pembuatan ......................................................................................... 33
4.6 Uji Coba Alat .............................................................................................. 34
4.6.1 Pengujian Rpm Dari Alat Pengaduk ........................................................... 34
4.6.2 Pengujian Alat Pengaduk Dengan 1100 Rpm ............................................ 34
4.7 Analisa Efektifitas Alat .............................................................................. 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .................................................................................................... 36
5.2 Saran .............................................................................................................. 36
DAFTAR PUSTAKA
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Wadah Pengaduk Bahan Bakar Cair 8
Gambar 2.2 Konstruksi Blade Pengaduk Jangkar 10
Gambar 2.3 Konstruksi Alat Pangaduk Propeler 11
Gambar 2.4 Konstruksi Alat Pengaduk Turbin 12
Gambar 2.5 Pola Aliran Oleh Jenis Pengadukan yang berbeda 15
Gambar 3.1 Flow Chart Alir Penelitian 23
Gambar 4.1 Disain Alat Pengaduk 24
Gambar 4.2 Blade Propeler Dua Tingkat 25
Gambar 4.3 Proses Pembuatan Stan Mesin Pengaduk 31
Gambar 4.4 Pembuatan Blade Dan Wadah Pengaduk 31
Gambar 4.5 Pembersihan Stan Alat 32
Gambar 4.6 Hasil Alat Pengaduk 32
Gambar 4.7 Hasil Uji Coba Kecepatan Putar 34
Gambar 4.8 Proses Pengujian Etanol 36
Gambar 4.9 Proses Pengujian Metanol 37
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Penggunaan Biodisel Di Indonesia 1
Tabel 2.1 Kondisi untuk Penelitian Pengadukan 14
Tabel 2.2 Pengaruuh Penambahan Etanol Dan Metanol 15
Tabel 2.3 Produksi etanol di berbagai negara 16
Tabel 3.1 Jadwal pelaksanaan kegiatan 19
Tabel 4.1 Job Safety Analysis Pembuatan Alat Pengaduk 24
Tabel 4.2 Job Safety Analysis pemakain alat 27
Tabel 4.3 Daftar Peralatan Dan Material Yang Digunakan 28
Tabel 4.4 Daftar Biaya Material Yang Dipakai 33
Tabel 4.5 Variasi Campuran Uji Coba Alat 35
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan dalam segi manufaktur menuntut industri-industri alat berat
untuk lebih pintar dalam mengolah atau memilih bahan bakar, yang akan
digunakan untuk mesin-mesin disel. Dari mesin-mesin tersebut masih 100%
menggunakan bahan bakar dari minyak bumi/fosil yang berpotensi menimbulkan
krisis energy pada masa yang akan datang. Maka pemanfaatan bahan bakar
alternatif terbarukan (reneweable), akan menjadi pilihan yang tepat agar bisa
menghemat minyak bumi/fosil. Dengan mencampurkan hasil dari fermentasi
tumbuhan-tumbuhan yang memiliki titik nyala rendah dan memiliki sifat hampir
mirip dengan bahan bakar pada umumnya. Berdasarkan penelitian terdahulu [1]
yang bertujuan untuk menghemat bahan bakar yang didapat dari hasil pengolahan
minyak bumi, dengan cara mencampurkan hasil dari fermentasi tumbuhan-
tumbuhan khususnya etanol dan metanol sehingga menjadi biodiesel.
Tabel konsumsi biodiesel di indonesi dari tahun 2009-2017 dengan skala kilo
liter menjelaskan pemakain biodiesel pertahun hingga produksi biodiesel
pertahun.
Table 1.1 Penggunaan Biodisel Di Indonesia
Sumber: https://gapki.id/news/3250/perkembangan-biodiesel-di-indonesia-
dan-terbesar-di-asia
Tahun 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Produksi 330 740 1800 2200 2800 3000 1180 2450 2600
Konsumsi 60 220 350 670 1048 1600 860 2250 2400
Menurut Anhar dkk [1] yang telah melakukan penelitian sebelumnya,
pencampuran bahan bakar dilakukan secara mekanikal konvensional dengan cara
diaduk menggunakan sendok aduk. Pengadukan berfungsi untuk
menghomogenkan campuran bahan bakar etanol, solar, serta metanol. Akan tetapi
2
pencampuran bahan bakar dengan metode pengadukan tersebut hanya mampu
menghomogenkan campuran bahan bakar hingga 10% etanol, sedangkan diatas
10% , campuran bahan bakar yang dihasilkan mulai tidak homogen.
Sugeng dkk [2] Melakukan penelitian menggunakan jenis pencampuran secara
mekanikal menggunakan motor dengan kecepatan 2000 rpm. Pencampuran ini
mampu menghomogenkan campuran etanol, solar serta metanol, hingga 15%
etanol murni. Penelitian ini memiliki kelemahan berupa peneliti tidak
menyertakan desain alat pengaduk.
Berdasarkan [1]-[2] penulis tertarik untuk dapat menghasilkan alat pengaduk yang
mampu menghomogenkan campuran bahan bakar etanol, solar, dan metanol. Oleh
karena itu penulis akan merancang dan membuat alat pengaduk menggunakan
suatu blade, dengan tujuan menghomogenkan dari modifikasi bahan bakar.
Harapan alat pengaduk ini dapat membantu penelitian-penelitian selanjutnya
dalam tujuan modifikasi/menguji bahan bakar cair.
3
1.2 Rumusan Masalah
Dalam hal ini akan dibahas beberapa hal mengenai alat rancang bangun
untuk pengadukan:
1. Bagaimana merancang alat pengaduk bahan bakar cair ?
2. Bagaimana membuat rancang bangun alat yang mampu menghomogenkan
campuran bahan bakar etanol, metanol dan solar ?
1.3 Batasan Masalah
Dalam penelitian penulis memberikan batasan masalah, agar dapat
memfokuskan masalah guna mencapai hasil yang lebih signifikan. Adapun
batasan-batasan masalah adalah sebagai berikut:
1. Kecepatan putar 1100 rpm.
2. Dengan waktu pengadukan 90 menit.
3. Persentase campuran bahan bakar kurang-lebih 99% etanol dan metanol
murni buatan EMSURE made in Germany dengan merek merck.
4 Solar hasil produksi Pertamina yang dijual di SPBU Balikpapan.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penulis melakukan penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Mendapatkan rancangan alat pengaduk bahan bakar.
2. Dapat merancang bangun alat pengaduk dengan performa yang sesuai, untuk
menghomogenkan bahan bakar cair.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian yang dilakukan oleh penulis adalah sebagai berikut:
1. Dapat mempraktekan rancang bangun alat pengaduk bahan bakar etanol,
metanol, serta solar.
2. Dapat merancang alat pengaduk sedarhana dengan biaya yang terjangkau.
4
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembaca dalam memahami isi tugas akhir ini, maka
penulis menyusun tugas akhir ini menjadi 5 (Lima) bab. Berikut adalah penjelasan
mengenai isi bab-bab yang ada pada proposal tugas akhir ini.
1.6.1 Bab I Pendahuluan
Pada bab ini berisi pendahuluan yang mencakup tentang latar belakang,
rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan
sistematika penulisan.
1.6.2 Bab II Landasan Teori
Pada bab ini berisi tentang tinjauan pustaka dan teori yang mendukung
penelitian tugas akhir.
1.6.3 Bab III Metodologi Penelitian
Pada bab ini berisi tentang jenis penelitian, waktu penelitian, prosedur
penelitian dan diagram.
1.6.4 Bab IV Hasil dan Pembahasan
Di dalam bab ini diuraikan deskripsi objek penelitian analisis data dan
pembahasan hasil penelitian.
1.6.5 Bab V Kesimpulan dan Saran
Di dalam bab ini disajikan kesimpulan berdasarkan hasil analisa yang
merupakan jawaban dari perumusan masalah yang ada dan saran yang dapat
digunakan kedepannya.
1.6.6 Daftar Pustaka
Pada bab ini berisi sumber-sumber yang merupakan referensi penulis dalam
menyusun Tugas Akhir.
5
1.6.7 Lampiran
Pada bab ini berisi dokumen-dokumen pendukung yang diperlukan selama
penyusunan Tugas Akhir.
6
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Menurut Sugeng dkk [2] bahan bakar yang digunakan pada penelitian ini
adalah biosolar, minyak jarak dan metanol. Bahan bakar biosolar diproduksi oleh
PT. Pertamina, Tbk. Metanol dengan tingkat kemurnian 75,22% dibeli dari toko
kimia Indrasari, semarang. Sedangkan minyak jarak juga dibeli dari toko kimia
Indrasari. Persentase volume minyak jarak 20% sedangkan persentase volume
metanol yang diuji adalah 0%, 5%, 10% dan 15% dari volume biosolar, secara
berurutan disebut D100, DJM5, DJM10 dan DJM15. Penghomogenan tersebut
bertujuan untuk mencari pengaruh metanol terhadap efisiensi termal pada mesin
diesel injeksi langsung. Penelitian dilakukan di Laboratorium Mekanika Fluida
Teknik Mesin, Universitas Diponegoro, Semarang. Hasil pengujian dari beberapa
macam bahan bakar dengan bukaan katub EGR 0%, 25%, 50%. Kadar metanol
yang rendah akan mempengaruhi efisiensi thermal mesin disel injeksi lebih
rendah dibandingkan minyak bumi, mesin disel berbahan bakar DJM10 atau
DJM15 menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi, dan bertambahnya beban mesin
menyebabkan efisiensi thermal meninggkat, kecuali beban lebih besar dari 75%.
Menurut Utami dkk [3] penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk
mengurangi pemanfaatan bahan bakar dari fosil, untuk beralih ke energi alternatif
terbarukan (reneweable). Dengan tujuan mencegah terjadinya krisis energi di
masa yang akan datang. Penelitian ini menggunakan minyak kelapa sawit
(Bimoli) dan metanol (Merck, 99.9%) sebagai bahan utama pembuatan biodiesel,
sedangkan katalis yang digunakan adalah katalis SO42-/ZnO yang dibuat dari
ZnSO4.7H2O powder (Merck, 99.5%) dan asam sulfat (Merck, 95-97%). Dalam
penelitian ini digunakan labu leher tiga yang bertindak sebagai reaktor dimana
reaksi transesterifikasi terjadi. Pada labu leher tiga tersebut dilengkapi dengan
pengaduk, kondensor refluks dan thermometer. Rangkaian tersebut diletakkan di
dalam water bath yang berada di atas pemanas. Setelah itu, rangkaian tersebut
dilengkapi dengan klem dan statif. Pada ujung atas dan bawah kondensor refluks
dihubungkan dengan selang dimana selang pada bagian bawah dipompakan air
sebagai pendingin yang akan keluar melalui selang pada ujung atas kondensor
7
refluks. Sementara untuk mengidentifikasi keberadaan dan komposisi FAME
produk biodiesel, digunakan alat GCMS-QP2010S Shimadzu (Laboratorium
Kimia Organik FMIPA Universitas Gadjah Mada) dengan kolom Rastek RXi-
5MS, panjang 30 meter dan gas pembawa Helium. Katalis heterogen super asam
SO42-/ZnO dapat digunakan dalam pembuatan biodiesel. Sedangkan kondisi
optimum pembuatan biodiesel dari minyak kelapa sawit dengan katalis SO42-
/ZnO adalah pada rasio katalis/minyak 3,8 selama 2,5 jam dan dengan yield 78%.
Semakin lama waktu reaksi transesterifikasi, semakin tinggi pula % yield metal
ester yang dihasilkan, sedangkan semakin banyak katalis yang tambahkan
semakin rendah yield yang dihasilkan.
Menurut Agustian dkk [4] penelitian ini dilakukan untuk mengetahui biodiesel
sintesis optimum dari minyak goreng bekas pakai dengan menggunakan Reaktor
tubular ultrasonik Studi eksperimental mengeksplorasi variasi waktu reaksi,
jumlah katalis, frekuensi ultrasonik dan daya keluaran ultrasonic. Tujuan dari
penelitian ini adalah untuk menemukan sintesis optimum biodiesel dari minyak
jelantah menggunakan reaktor tubular ultrasonik serta untuk mengetahui pengaruh
waktu reaksi, rasio molar WCO terhadap MeOH, jumlah katalis, frekuensi
ultrasonik dan daya keluaran ultrasonik. pada kandungan ester menggunakan
reaktor tubular ultrasonik, dan untuk membandingkan waktu penyelesaian proses,
kualitas produk dan waktu reaksi dengan pembersih ultrasonik konvensional dan
metode pengadukan mekanis, MeOH adalah senyawa polar, mereka dapat larut
satu sama lain pada rasio apa pun. Pembersih ultrasonik konvensional dan
percobaan pengadukan mekanis dilakukan dengan menggunakan jumlah reaktan
dan rasio molar WCO yang sama dengan MeOH yang digunakan dalam reaktor
tubular ultrasonik. Kesimpulanya reaktor tubular ultrasonik adalah metode yang
paling efektif untuk produksi biodiesel berkualitas dari minyak goreng sisa.
2.2 Landasan Teori
Pada landasan teori penulis ini memberikan gambaran pembahasan mengenai
Rancang bangun, Bejana Pengaduk, Pengaduk, Jumlah Pengaduk, Kecepatan
Pengaduk, Etanol, Metanol, Bioetanol, Solar, serta Jenis-jenis Pengadukan.
8
2.2.1 Rancang Bangun
Kata “rancang” merupakan kata sifat dari “perancangan” yakni merupakan
serangkaian prosedur untuk menerjemahkan hasil analisis dari sebuah sistem ke
dalam bahasa pemrograman untuk mendeskripsikan dengan detail bagaimana
komponen-komponen sistem diimplementasikan (Pressman, 2005). Proses
menyiapkan spesifikasi yang terperinci untuk mengembangkan sistem yang baru
(Ladjamuddin, 2002). Kata “bangun” merupakan kata sifat dari “pembangunan”
adalah kegiatan menciptakan sistem baru maupun mengganti atau memperbaiki
sistem yang telah ada baik secara keseluruhan maupun sebagian (Pressman,
2005). Dengan demikian pengertian rancang bangun merupakan kegiatan
menerjemahkan hasil analisa ke dalam bentuk paket perangkat lunak kemudian
menciptakan sistem tersebut ataupun memperbaiki sistem yang sudah ada.[7]
2.2.2 Bejana Pengaduk
Dalam industri kimia, bejana pengaduk merupakan tangki pengaduk ataupun
autoklaf, seperti Gambar 2.1. Penggunaan bejana ini disesuaikan dengan maksud
dan tujuan pencampuran. Misalnya untuk operasi kontinyu seringkali
dipergunakan tangki pengaduk, sedangkan untuk maksud pencampuran
bertekanan digunakan autoklaf.[5]
Keterangan:
C = tinggi pengaduk dari dasar tangka
D = Diameter pengaduk
H = Tinggi fluida dalam tangka
J = lebar baffle
W = lebar pengaduk
Gambar 2.1 Wadah Pengaduk Bahan Bakar Cair [5]
9
Tangki pengaduk atau tangki reaksi biasanya didesain untuk melakukan
reaksi-reaksi pada tekanan di atas tekanan atmosfir. Namun seringkali juga
digunakan untuk proses lain, seperti pencampuran pelarutan, penguapan, ekstrasi
ataupun kristalisasi. Untuk pertukaran panas, tangki biasanya dilengkapi dengan
mantel ganda yang dilas atau disambung dengan flens, atau dilengkapi dengan
kumparan berbentuk pipa yang di las.
Untuk mencegah kerugian panas yang tidak dikehendaki, tangki dapat
diisolasi.
Perlu diingat bahwa tangki pengaduk didesain sesuai dengan keperluan, misalnya
untuk reaksi dalam beberapa sistem operasi (terisolasi, terbuka ataupun tertutup)
proses kerja dan keperluan pengerjaan. Oleh karena itu biasanya tangki dilengkapi
dengan berbagai lubang khusus. Lubang-lubang khusus ini misalnya sumbu
pengaduk/penyekat, pipa penyuling, alat ukur pengendali, saluran pemasukan.
Autoklaf adalah salah satu jenis bejana pengaduk yang dapat melangsungkan
reaksi pada tekanan diatas 2 bar.[5]
2.2.3 Pengaduk
Pengaduk berfungsi untuk menggerakkan bahan di dalam bejana pengaduk
yang digunakan. Alat pengaduk ini biasanya terdiri atas sumbu pengaduk dan sirip
pengaduk yang dirangkai menjadi satu kesatuan. Alat pengaduk dibuat dan
didesain sesuai dengan keperluan pengadukan. Jenis pengaduk harus disesuaikan
dengan faktor berikut ini yaitu:
A. Jenis dan ukuran pengaduk.
B. Jenis bejana pengaduk.
C. Jenis dan jumlah bahan yang dicampur.
Pemilihan alat pengaduk dari sejumlah besar alat pengaduk yang ada hanya
dapat dilakukan melalui percobaan dan pengalaman. Untuk masalah pencampuran
yang tertentu dari bahan campur dan bejana pengaduk tertentu, pengaduk yang
optimal biasanya hanya dapat dipilih melalui pengalaman saja. Alat pengaduk
yang paling sering digunakan untuk masalah pencampuran cairan dengan padatan
ataupun untuk cairan dengan cairan.[5]
10
2.2.3.1 Alat Pengaduk Jangkar
Alat pengaduk ini terdiri dari sebuah batang yang dilengkungkan sehingga
menyerupai sebuah jangkar. Kelengkungan disesuaikan dengan bentuk bejana
pengaduk. Pengaduk jangkar memiliki diameter yang besar (misalnya 95% dari
diameter bejana) dan berputar lambat, seperti Gambar 2.2. Bejana ini dapat
digunakan untuk bahan-bahan yang sangat viskos atau bahan-bahan dengan berat
spesifik yang tinggi seperti suspensi. Pengaduk ini memungkinkan terjadinya
pertukaran panas, mencegah terjadinya pengendapatn atau pelekatan padatan pada
dasar bejana. Pengaduk ini menghasilkan derajat pencampuran yang cukup besar.
Gambar 2.2 Konstruksi Blade Pengaduk Jangkar [5]
2.2.3.2 Alat Pengaduk Bingkai
Pengaduk ini terdiri dari sebuah bingkai persegi atau dua buah lengan jangkar
yang dipasang bersusun. Pengaduk ini mempunyai diameter 2/3 dari diameter
bejana tersebut dan berputaran lambat.[5]
2.2.3.3 Alat Pengaduk Palet
Pengaduk ini tersusun atas sebuah bingkai atau dua palet yang dipasang
bersusun. Bagian atasnya berbentuk persegi, bagian bawah terpotong miring
sehingga sesuai denan bentuk bejana, memiliki diameter ½ kali diameter bejana.[5]
2.2.3.4 Alat pengaduk Impeler
Pengaduk ini terdiri atas tiga daun yang melengkung. Biasanya daun tersebut
agak bengkok keatas sehingga sesuai dengan bentu dasar bejana. Pengaduk
impeler mempunyai diameter sebesar 2/3 hingga ½ dari diameter bejana dan
frekuensi putarannya 100-200 rpm. Pengaduk impeler dibuat dari satu atau
beberapa bagian. Karena pengaduk ini dapat dilapisi email dengan baik, alat ini
11
seringkali digunakan dalam bejana pengaduk yang beremail. Bersama dengan
perangkat penggerak yang dapat dikontrol, pengaduk impeler dapat dimanfaatkan
secara serba guna, misalnya untuk melarutkan, mensuspensikan atau
mengemulsikan padatan dalam cairan serta juga untuk reaksi-reaksi kimia dan
proses-proses pertukaran panas.[5]
2.2.3.5 Alat Pengaduk Propeler
Pengaduk ini terdiri atas sebuah propeler yang mirip dengan baling-baling
pendorong kapal dengan dua atau tiga daun yang dipasang miring, seperti pada
Gambar 2.3. Biasanya alat pengaduk propeler dibuat dalam dua bagian dan
berputar dengan cepat. Pengaduk propeler digunakan untuk mengaduk bahan
dengan viskositas rendah (pada viskositas yang tinggi, biasanya bahan tidak dapat
digerakkan oleh propeler).[5]
Gambar 2.3 Konstruksi Alat Pengaduk Propeler [5]
2.2.3.6 Alat Pengaduk Turbin
Jenis sederhana dari pengaduk ini terdiri atas sebuah cakram yang sisi
bawahnya mempunyai beberapa sudut vertikal yang disusun secara radial,
ditunjukan pada Gambar 2.4. Pengaduk turbin lebih sering digunakan untuk bahan
dengan viskositas yang rendah. Pengaduk ini seringkali disebut sebagai pengaduk
serba guna karena dapat digunakan untuk berbagai jenis keperluan.[5]
12
Gambar 2.4 Konstruksi Alat Pengaduk Turbin
2.2.3.7 Pencampur Getar
Alat ini terdiri atas sebuah cakram mendatar dengan lubang-lubang yang
berbentuk kerucut. Sebuah sumber getar elektromagnetik digantungkan dengan
pegas pada kerangka alat. Melalui sebuah batang penghubung, cakram digetarkan
vertikal oleh sumber getar. Akibat getaran tersebut, bahan ditekan untuk melewati
lubang-lubang cakram dari bawah ke atas atau sebaliknya. Dengan demikian
terjadi suatu aliran vertikal yang kuat di sekitar cakram, dan terjadi turbulensi
yang tinggi dalam seluruh bahan. Pencampur getar sesuai misalnya untuk
membuat larutan, suspensi atau emulsi dengan viskositas yang rendah. Bejana
yang dipakai seringkali terbuka, dengan ukuran yang kecil hingga sedang.
Intensitas getaran-yang berarti juga derajat turbulensi- umumnya dapat diatur
secara elektrik. Yang merugikan dari pencampur getar adalah kebisingan yang
ditimbulkannya.[5]
2.2.4 Kecepatan Pengaduk
Salah satu variasi dasar dalam proses pengadukan dan pencampuran adalah
kecepatan putn pengaduk yang digunakan. Variasi kecepatan putaran pengaduk
bias memberikan gambaran mengenai pola aliran yang dihasilkan daya listrik
yang dibutuhkan dalam proses pengadukan dan pencampuran. Secara umum
klasifikasi kecepatan putaran pengaduk dibagi tiga yaitu kecepatan putaran
rendah, sedang, dan tinggi.[5]
2.2.4.1 Kecepatan Putaran Rendah
Kecepatan rendah yang digunakan berkisar pada kecepatan 400 rpm.
Pengadukan dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk minyak kental,
lumpur dimana terdapat serat atau pada cairan yang dapat menimbulkan busa.
13
Jenis pengaduk ini menghasilkan pergerakan batch yang sempurna dengan sebuah
permukaan fluida yang datar untuk menjaga temperatur atau mencampur larutan
dengan viskositas dan gravitasi spesifik yang sama.[5]
2.2.4.2 Kecepatan Putaran Sedang
Kecepatan sedang yang digunakan berkisar pada kecepatan 1150 rpm.
Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk larutan sirup kental
dan minyak pernis. Jenis ini paling sering digunakan untuk meriakkan permukaan
pada viskositas yang rendah, mengurangi waktu pencampuan, mencampuran
larutan dengan viskositas yang berbeda dan bertujuan untuk memanaskan atau
mendinginkan.[5]
2.2.4.3 Kecepatan Putaran Tinggi
Kecepatan tinggi yang digunakan berkisar pada kecepatan 1750 rpm.
Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk fluida dengan
viskositas rendah misalnya air. Tingkat pengadukan ini menghasilkan permukaan
yang cekung pada viskositas yang rendah dan dibutuhkan ketika waktu
pencampuran sangat lama atau perbedaan viskositas sangat besar.[5]
2.2.5 Jumlah Pengaduk
Penambahan jumlah pengaduk yang digunakan pada dasarnya untuk menjaga
agar efektifitas pengadukan pada kondisi yang berubah. Ketinggian fluida yang
lebih besar dari diameter tangki,disertai dengan viskositas fluida yang lebih besar
dan diameter pengaduk yang lebih kecil dari dimensi yang biasa digunakan
merupakan kondisi dimana pengaduk yang lebih dari satu buah, dengan jarak
antar pengaduk sama dengan jarak pengaduk paling bawah ke dasar tangki.[5]
14
Tabel 2.1 Kondisi Untuk Pemilihan Pengaduk [5]
Satu pengaduk Dua pengaduk
1. Fluida dengan viskositas rendah 1. Fluida dengan viskositas sedang
dan tinggi
2. Pengaduk menyapu dasar tangki 2. Pengaduk pada tangki yang
dalam
3. Kecepatan balik aliran yang
tinggi
3. Gaya gesek aliran basar
4. Ketinggian permukaan cairan
yang bervariasi
4. Ukuran mounting nozzle yang
minimak
Penjelasan mengenai beberapa kondisi pengadukan, karena terdapat lebih dari
satu jenis kondisi pengadukan yang digunakan. ditunjukan dalam Tabel 2.1
2.2.6 Pemilihan Pengaduk
Viskositas dari cairan adalah salah satu dari beberapa faktor yang
mempengaruhi pemilihan jenis pengaduk. Indikasi dari rentang viskositas pada
setiap jenis pengaduk adalah:
1. Pengadukan jenis baling-baling digunakan untuk viskositas fluida di bawah
Pa.s (3000 cP)
2. Pengadukan jenis turbin biasa digunakan untuk viskositas di bawah 100
Pa.s (100.000 cP)
3. Pengaduk jenis gayung yang dimodifikasi seperti pengaduk jangkar bias
digunakan untuk viskositas antara 50-500 Pa.s (500.000 cP)
4. Pengaduk jenis pita melingkar biasa digunakan untuk viskositas di atas 1000
Pa.s dan telah digunakan hingga viskositas 25.000 Pa.s. Untuk viskositas lebih
dari 2,5 – 5 Pa.s (5000 cP) dan di atasnya, sekat tidak diperlukan karena hanya
terjadi pusaran kecil.[5]
15
Keterangan:
a. Impeler
b. Propeler
c. Paddle
d. Ribbon
Gambar 2.5 Pola Aliran Yang Dihasilkan Jenis Pengadukan Yang Berbeda
[5]
2.2.7 Bioetanol
Etanol termasuk kedalam alcohol rantai tunggal, dengan rumus kimia
C2H5OH dan rumus empiris C2H6O. Merupakan isomer konstitusional dari
diametil enter. Etanol disingkat menjadi EtOH, dengan “Et” merupakan
singkatan dari gugus etil (C2H5). Bioetanol adalah bahan bakar yang berasal
dari sumber bahan baku terbarukan biasanya tanaman seperti gandum, gula bit,
jagung dan kayu. Bioetanol digunakan sebagai penambah atau pengganti bahan
bakar cair. Tabel 2.2 menunjukan produksi etanol di beberapa Benua. Contoh
menggunaan 5% dengan solar di bawah standar kualitas Uni Eropa. [6]
Tabel 2.2 Produksi Etanol Di Berbagai Negara (Billion Liters/Year) [6]
Negara Amerika Asia Eropa Africa Oceania
Produksi 22..3 5.7 4.6 0.5 0.2
Dan pengaruh etanol terhadap perubahan bahan bakar diesel dapat di
tunjukan pada tabel di bawah
16
Tabel 2.3 Pengaruh Penambahan Etanol Atau Metanol Kebahan Bakar Cair [8]
Ada tujuh jenis bahan bakar yang digunakan dalam studi yang meliputi,
mineral diesel, biodiesel (B100), B20 (biodiesel 20% campuran dengan 80%
mineral diesel), B20 E5 (biodiesel 20% campuran dengan 80% mineral diesel dan
5% etanol ), B20 E10 (campuran biodiesel 20% dengan 80% mineral diesel dan
10% etanol), B20 M5 (campuran biodiesel 20% dengan 80% mineral diesel dan
5% metanol) dan B20 M10 (campuran biodiesel 20% dengan 80% mineral diesel
dan 10% metanol). Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa penambahan
alcohol (baik etanol maupun metanol) ke dalam B20 dapat menurunkan nilai
viskositas, dan densitas. Selain itu, flash point mengalami peningkatan akan tetapi
terjadi penurunan pada tinggkat Cetane number.[8]
2.2.8 Metanol
Metanol adalah salah satu kemungkinan pengganti bahan bakar bervolume
besar. Metanol dihasilkan dari gas sintetis atau biogas, dihasilkan dari biowaste
dengan rumus CH3OH. Metanol dapat dihasilkan dari pengolahan limbah dan
hasil produk utama konversi diperkirakan sebesar 183 kg metanol per metrik ton.
Selain itu Pembuatan methanol dapat juga diperoleh dari batu bara. Metanol yang
terbuat dari batu bara lebih memiliki keunggulan bebas dari kotoran dan menjadi
sumber hydrogen untuk sol bahan bakar.[6]
2.2.9 Solar
Solar adalah salah satu jenis bahan bakar yang dihasilkan dari proses
pengolahan minyak bumi, pada dasarnya minyak mentah dipisahkan fraksi-
fraksinya pada proses destilasi sehingga dihasilkan fraksi solar dengan titik didih
250°C sampai 300°C. Kualitas solar dinyatakan dengan bilangan cetane (pada
bensin disebut oktan), yaitu bilangan yang menunjukkan kemampuan solar
17
mengalami pembakaran di dalam mesin serta kemampuan mengontrol jumlah
ketukan (knocking), semakin tinggi bilangan cetane ada solar maka kualitas solar
akan semakin bagus, bahan bakar ini berwarna kuning kecoklatan yang jernih.
Penggunaan Solar pada umumnya adalah untuk bahan bakar pada semua jenis
mesin diesel dengan putaran tinggi (diatas 1000 rpm) solar juga biasa disebut juga
Gas Oil, Automotive Diesel atau High Speed diesel.[6]
2.2.10 Campuran Homogen
Campuran adalah gabungan beberapa zat dengan perbandingan tidak tetap
tanpa melalui reaksi kimia. Campuran homogen adalah campuran antara dua zat
atau lebih yang partikel – partikel penyusun tidak dapat dibedakan lagi. Campuran
homogeny sering disebut dengan larutan. Campuran homogen tidak hanya antar
zat cair tetapi terdapat juga campuran antara logam dengan logam lain sehingga
terbentuk campuran homogen. Campuran homogen merupakan campuran serba
sama, komponen–komponennya sudah tidak dapat dipisahkan secara kasat mata.[9]
2.2.11 Jenis-jenis Pencampuran
Proses pencampuran biodiesel yang sudah dikenal, memiliki 4 macam metode
adalah sebagai berikut:
A. Pencampuran Biodiesel dengan Pengelolaan Batch
Metode ini menggunakan reaktor berpengaduk, serta memiliki suhu operasi
sekitar 24%-66% dengan ketentuan waktu antara 20 menit hingga lebih dari 1 jam
menggunakan katalis Natrium Hidroksida.[6]
Percampuran dengan Proses Berkelanjutan.
B. Metode ini dilakukan menggunakan katalis basa, asam, dan enezyme,
menggunakan reaktor tangki berpengaduk dengan waktu pengadukan 6
sampai dengan 10 menit.[6]
C. Pencampuran dengan Proses Transestorifikasi Non-Kataalis
Pada metode pencampuran memiliki dua proses transestorifikasi yaitu:
1. Proses pencampuran BIOX
Adalah proses pencampuran baru di Kanada dan dikembangkan oleh Profesor
David Boocock. Pencampuran menggunakan bahan pelarut inert yang
18
menghasilkan sistem 1 fasa. Reaksi ini 99% selesai dalam hitungan detik dengan
suhu kamar.
2. Proses Alkohol Superkritis
Proses pencampuran menggunakan katalis alkali, penghilang catalyst serta
produk-produk yang berasal dari asam lemak bebas.[6]
D. Pencampuran dengan Metode Batch dan Reaktor Kontinyu
Proses ini dilakuakan menggunakan pompa sentrifugal, serta reaktor
pengaduk. Variabel utama yang menentukan tingkat kehomogenannya adalah
suhu, tekanan, dan waktu raeaksi.[6]
19
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Penelitian ini merupakan jenis penelitian rancang bangun alat pengaduk
dengan acuan pengaduk bahan bakar cair. Dengan kecepatan 1100 rpm agar
menghasilkan campuran yang homogen, dan bagan alir dapat dilihat pada Gambar
3.1.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Workshop Teknik Mesin Politeknik Negeri
Balikpapan. Waktu penelitian dimulai dari 1 Maret sampai 29 Agustus 2018.
3.3 Jadwal Kegiatan
Rincian kegiatan penelitian yang akan dilaksanakan pada waktu yang
tentukan, hal ini ditunjukkan dalam Tabel 3.1
Tabel 3.1 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan
No Jenis Kegiatan Bulan
5 6 7 8
1 Observasi
2 Membuat proposal tugas akhir
3 Seminar proposal tugas akhir
4 Merancang alat
5 Membuat rancang bangun
6 Pengujian alat
7 Menganalisa data
8 Membuat laporan tugas akhir
9 Ujian Tugas akhir
Keterangan:
Sudah Dilakukan :
Belum Dilakukan :
22
3.3.1 Bahan Uji
1. Bahan bakar solar digunakan sebagai bahan yang diperlukan untuk
pelaksanaan penelitian. Bahan bakar solar yang digunakan merupakan solar hasil
produksi Pertamina yang dijual di SPBU.
2. Etanol digunakan sebagai bahan aditif yang menjadi campuran dengan bahan
bakar solar dalam pelaksanaan penelitian. Etanol yang digunakan merupakan
Ethanol Absolute merek Merck nomor seri 1.00983.2500 buatan EMSURE made
in Germany dengan kemurnian 99,9%.
3. Metanol digunakan sebagai bahan aditif yang menjadi campuran dengan
bahan bakar solar dalam pelaksanaan penelitian. Metanol yang digunakan
merupakan Ethanol Absolute merek Merck nomor seri 1.00983.2500 buatan
EMSURE made in Germany dengan kemurnian 99,9%.
3.4 Proses Pengujian
1. Menyiapkan alat dan bahan terlebih dahulu.
2. Mencampurkan bahan bakar kedalam wadah yang telah disiapkan.
3. Proses pengadukan dengan kecepatan dan waktu tertentu.
4. Menganalisa hasil pengadukan.
3.5 Alur Penelitian
Menjelaskan proses pembuatan alat pengaduk mekanikal dengan blade
propeler dua tinggkat dan rpm output 1100 rpm.
24
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Design Alat
Penulis ingin memberi gambaran alat yang akan dibuat menggunakan
alplikasi AUTOCAD, serta rancangan komponen-komponen alat pengaduk.
Ditunjukan pada Gambar 4.1.
Keterangan:
1 = Adaptor AC-DC 6 = Bearing
2 = Kebel Adaptor ke sistem 7 = Cekam
3 = Switch On/Of 8 = Blade Propeler
4 = Stan Bearing 9 = Wadah pengaduk
5 = Motor DC 10 = Stan alat
Gambar 4.1 Design Alat Pengaduk
Sumber: Dokumentasi pribadi (2018)
25
Gambar 4.2 Plade Propeler Dua Tingkat
Sumber: Dokumentasi pribadi (2018)
Blade yang digunakan adalah jenis blade propeler dua tingkat, seperti pada
Gambar 4.2
4.2 Prinsip Kerja Alat Pengaduk
Langkah-langkah system kerja alat di jelaskan sebagai berikut:
1. Tegangan AC diubah menjadi tegangan DC di adaptor
2. Sebelum diteruskan pada motor di pasang switch untuk pemutus dan
penghubung tegangan.
3. Arus DC diteruskan ke motor DC yang kemudian memutar geer box
4. Poros dari geer box dihubungkan dengan cekam.
5. Motor memutar blade yang diikat dicekam pada ujung poros dari geer box
4.3 Proses Pembuatan Alat
Penulis ingin memberikan gambaran bagaimana proses pembuatan alat yang
diawali dengan membuat Job Safety Analysis, Menyiapkan peralatan yang akan
dipakai, dan kemudian Perakitan alat serta hasil dari alat rancang bangun yang
dibuat.
26
4.3.1 Job Safety Analysis
Setelah pembuatan design gambar alat pengaduk yang sudah di rancang,
maka langkah selanjutnya adalah dengan membuat JSA agar proses pembuatan
berjalan lancer, adapun resiko-resiko bahaya yang dapat menimbulkan cidera
seperti yang ditunjukan pada Tabel 4.1
Tabel 4.1 Job Safety Analysis Pembuatan Alat Pengaduk
No Uraian Pekerjaan Bahaya Rekomendasi tindakan
control
1
.
Siapkan bahan dan
Peralatan
penunjang
Pekerjaan
1. Tergores
2. Terpeleset
3. Tersandung
1. Gunakan sarung tangan
sesuai fungsinya
2.Perhatikan tempat berjalan
dan beraktifitas pastikan
tertata dengan baik dan
tidak ada oli yang tercecer.
3.Gunakan teknik
pengangkatan dengan baik
dan benar
2 Menggunakan
Potongan Gerinda
1. Terkena percikan
sisa pemotongan
2. Tersetrum
3.Terjepit
4.Tergores serta
mengakibatkan
cidera serius.
.
1. Perhatikan arah Percikan
api sisa pemotongan,
jauhkan dari tubuh.
2. Perhatikan Kabel dalam
keadaan baik
3. Jauhkan anggota tubuh
dari titik jepit
4. Perhatikan tubuh jauh dari
mata gerinda pada saat
memotong
27
3 Menggunakan
mesin bor
1. Tergores
2. Terkena lentingan
benda kerja
3.Tergulungdi
benda putar
4.Terkena gram-
gram sisa bor
5. Tersetrum
1. Gunakan sarung tangan
2. Gunakan APD lengkap
3. Pastikan pakain kerja rapi.
4. Selalu gunakan sarung
tangan
5. Pastikan tangan atau
benda kerja dalam keadaan
kering
4 Menggunakan
mesin las
1. Tersetrum
2. Terkena mata bor
3.Terkena percikan
1. Pastikan kabel tidak ada
yang terkupas.
2. Selalu gunakan APD
3. Sunakan kaca mata dan
sarung tangan
5 Pengangkataan alat
dan bahan
1.Cidera punggung
2. Terjepit
3. Tergores
1. lakukan manual handling
dengan benar.
2. Hindari titik jepit.
3.Helalu gunakan APD
Standar
Untuk jsa pemakain alat pengaduk dapat dilihat pada Tabel 4.2 mengguraikan
jenis-jenis potensi bahaya yang ada.
Table 4.2 Job Safety Analisis Pemakain Alat
No Urain Pekerjaan Bahaya Rekomendasi Tindakan
Control
1. Persiapan alat 1.Tertimpa
2.Terjepit
1. Penggumaa sepatu safety
2. penggunaaan sarung tangan
2. Persiapan bahan 1. Terkkena cairan
bahan bakar
1. menggunakan sarung
tangan dan kaca mata
28
3. Proses pengujiian 1. Tersetrum
2. Tergulung
3. Terkena cairan
1. pastikan kondisi alat dalam
keadaan kering
2. Gunakan pakain praktek
3. Gunakan sarung tangan
4. 1. 1. Pematian dan
pembersihan alat
1. terpeleset
2. terjepit
1. Berhati-hati dalam
pengangkatan
2. Gunakan sepatu safety dan
sarung tangan
4.3.2 Persiapan Alat
Sebelum membuat alat pengaduk, penulis terlebih dahulu menyiapakan alat
dan bahan yanga akan digunakan apada proses pembuatan alat. Material dan
peralatan yang dipakai pada saat proses bembuatan tersebut ditunjukan pada Tabel
4.2.
Tabel 4.3 Daftar Peralatan Dan Material Yang Digunakan
No Nama
Peralatan Fungsi Gambar
1 Motor DC
1200 Rpm 12
Volt
Digunakan sebagai
alat pemutar blade
2 Adaptor 12
volt AC-DC
Sebagai pengubah
arus AC ke arus
DC
29
3 Switch on/of Sebagai pemutus
arus DC
4 Gerinda
potong
Digunakan untuk
memotong alat
yang terbuat dari
plat besi
5 Mesin bor Digunakan sebagai
pembuatan lubang
dengan diameter
yang di inginkan
6 Mesin las Digunakan sebagai
penghubung plat-
plat besi
7 Plat Digunakan sebagai
material stan
30
8 Baut dan mur Digunakan sebagai
penghubung
material stan
9 Cekam Sebagai pengikat
poros blade
10 Solder Digunakan sebagai
pengaman kabel
dengan komponen
listrik
11 Tachometer Digunakan sebagai
alat ukur RPM
4.3.3 Proses perakitan Alat
A. Tahap pertama ( Rangkaian Alat Pengaduk)
Pasangan kabel Motor DC pada rangkaian , kemudian menambahkan switch
pada rangkaian setelah terpasang lalu pasang pada rangkai yang sudah jadi,
disambungan pada Adaptor 12 volt.
31
B. Tahap Kedua (Stand Alat)
Melakukan pengukuran plat yang berfungsi sebagai dudukan stand lalu
dilakukan pemotongan plat sesuai dengan ukuran, setelah itu lakukan pengukuran
besi sebagai tiang penyangga stand. Setelah itu potong dan kemudian dilas untuk
digabungan dengan stand dudukan. Kemudian lakukan pengukuran plat untuk
membuat stand motor DC setelah diukur dan dipotong sesuai dengan ukuran lalu
dilas dan gabungan dengan rangkaian yang sebelumnya telah jadi. Setelah semua
rangkaian telah disatukan buat engsel pada dua titik di stand yang berguna untuk
membuat Blade dapat naik dan turun pada saat mesin pengaduk digunakan.
Setalah penambahan engsel pada stan ukur plat yang digunakan sebagai dudukan
wadah pengaduk. Proses pembuatan tersebut ditunjukan pada gambar 4.3.
Gambar 4.3 Proses Pembuatan Stan Mesin Pengaduk
Sumber: Dokumentasi Pribadi
C. Tahap Ketiga (Pembuatan Wadah Pengaduk dan Blade)
Pada Gambar 4.4 menjelaskan proses pembuatan blade dan wadah pengaduk.
Untuk membuat wadah pengaduk, potong plat allumunium dengan ukuran tinggi
11 cm dan lebar 21 cm. Untuk alas dan tutup tabung potong dengan ukuran
diameter 9 cm. setelah itu lengkukkan plat allumunium hingga berbentuk tabung
dengan diameter 8,5 cm. Lakukan penyatuan dengan lem besi sehingga tutup dan
alas tabung dapat merekat. Kemudian membuat Blade untuk membuat pengaduk
ambil poros batang stainless berdiameter 8 mm kemudian potong sepanjang 21
cm. Lalu lakukan
pembubutan hingga diameter menjadi 6 mm. Lakukan
pengukuran benda kerja kemudian plat stainless 30 cm dipotong menjadi lebar
baling baling 2,4 cm dan tinggi 2,8 cm Selanjutnya lakukan pengelasan untuk
membuat plat stainless menempel pada besi pejal tadi. Pengelasan dilakukan di
tiga sisi besi pejal sehingga terbentuk tanda.[5]
32
Gambar 4.4 Pembuatan Blade Dan Wadah Pengaduk [5]
D. Tahap Keempat ( Penggabungan Rangkaian)
Gabungankan semua rangkaian, mulai dari Rangkaian Motor DC, lalu dilas
untuk disatukan dengan stand dan wadah pengaduk serta blade.
E. Pembersihan alat
Ditahap ini adalah tahap finising dari proses kerja pembuatan alat, yaitu
proses pembersihan alat dari sisa-sisa hasil pengelasan. Seperti yang ditunjukan
pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Pembersihan Stan Alat
Sumber: Dokumentasi Pribadi
4.3.4 Hasil alat
Tahap ini adalah proses akhir dari penggabungan semua material, ditunjukan
pada Gambar 4.6
33
Gambar 4.6 hasil Alat Pengaduk
Sumber: Dokumentasi Pribadi
4.4 Waktu Pengerjaan Alat
waktu pembuatan alat yang diperlukan dalam pengerjaan alat memakan
waktu kurang lebih 7-8 hari kerja, setelah semua komponen terkumpul.
4.5 Biaya Pembuatan
Pada Tabel 4.4 menjelaskan tentang material yang dipakai serta harga dari
material tersebut, kemudian semua dari biaya material akan di total.
Tabel 4.4 Daftar Biaya Material Yang Di Pakai
No Jenis material Jumlah Cost
1 Motor DC 2 Rp. 300.000
2 Adaptor 12 Volt 1 Rp. 80.000
3 Cekam 1 Rp. 60. 000
4 Switch 1 Rp. 5000
5 Plat 1 Rp. 100.000
6 Baut 3 Rp. 5000
Total Rp. 550.000
34
4.6 Uji Coba Alat
Dalam pengujian alat pengaduk akan dibagi menjadi dua, yaitu pengujian
kecepatan putar alat pengaduk dan pengujian hasil pengadukan alat pengaduk.
4.6.1 Pengujian Rpm Dari Alat Pengaduk
Pengujian ini dilakukan untuk memastikan alat pengaduk sudah memenuhi
putaran yang telah ditetapkan. Pengujian alat pengaduk ditunjukan pada Gambar
4.7.
Gambar 4.7 Hasil Uji Coba Kecepatan Putar Alat Pengaduk
Sumber: Dokumentasi Pribadi
4.6.2 Pengujian Alat Pengaduk Dengan 1100 Rpm Dengan Campuran
Pada penelitian sabelumnya yang melakukan pengujian tentang
homogenisasi campuran solar dengan metanol membutuhkan sebuah alat
pengaduk yaitu bejana dan mata pengaduk jenis turbin, ini digunakan untuk
mencampurkan solar dan metanol dengan pengaduk dimana media penggerak
adalah bor duduk, dengan waktu pengadukan 1 jam dan kecepatan 1130 dan 1670
rpm. Jenis penelitian yang dilakukan adalah penelitian eksperimental. Variasi
pencampuran bahan bakar yang dibuat meliputi solar 80% dengan metanol 20%
(D80 M20) dan solar 75% dengan metanol 25% (D75 M25). Dari hasil pengujian
terdapat proses koagulasi dan flokulasi. Didapatkan buih (oksigen) pada
35
pencampuran dengan menggunakan rpm 1670 dengan variabel pencampuran yang
berbeda. Hasil didapati bahwa (D80% M20%) dengan rpm 1130 campuran
homogen dengan sempurna. Sebaliknya dengan rpm 1670 dengan variabel (D75%
M25%) masih terdapat gumpalan dan buih (oksigen) sehingga dikatakan belum
homogen sempurna. Oleh karena itu rpm yang dipakai 1100 rpm dan peningkatan
campuran menjadi 25%-75%.[9]
Penambahan etanol maupun methanol kedalam bahan bakar dapat
menyebabkan turunya nilai viskositas dan densitas. Selain itu, nilai flash point
mengalami peningkatan kemudian terjadi penurunaan pada tingkat cetane
number. Jadi penambahan etanol maupun methanol mampu memperbaiki
sebagian karakteristik dari bahan bakar cair.
Berikut merupakan tabel uji yang menjelaskan hasil dari perporma dari alat
pengaduk. Penujian etanol dan metanol dengan persentase 75% solar, 25% etanol
dan 25% metanol, dengan putaran 1100 rpm. Putaran 1100 rpm ini diambil karena
pada penelitian sebelumnya dilakukan uji menggunakan mesin bor dengan
putaran sedang untuk blade menggunakan jenis blade propeller dua tingkat
dengan alasan blade jenis ini sudah teruji lebih baik dibandingkan blade jenis
impeler. Karena blade jenis impeler pada saat proses pengadukan banyak cairan
bahan bakar yang tumpah. Pada proses pengujian tingkat vibrasi yang ditimbulkan
cukup besar sehingga putaran blade pengaduk hanya sampai 800 rpm. Ditunjukan
pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 variasi Campuran Uji Coba Alat
No Variasi Campuran Waktu Rpm
1 Etanol 75 % dan Solar 25 %
1,5 Jam
800
36
2 Methanol 75 % dan Solar 25 %
1,5 Jam
1. Variasi campuran Etanol dan Solar
Solar 75% etanol 25% di aduk selama 1,5 jam , seperti pada gambar
dibawah (a) sebelum dilakukan pengadukan etanol masih berada diatas seperti
arah panah merah pada Gambar 4.8 (a) menunjukan etanol masih belum
bercampur dengan solar, sedangkan Gambar 4.8 (b) sesudah dilakukan proses
pengadukan etanol dan solar tercampur.
Keterangan:
a = sebelum
b = sesudah
Gambar 4.8 Proses Pengujian Etanol
Sumber: Dokumentasi Pribadi
2. Variasi campuran Metanol dan Solar
37
Solar 75% Metanol 25% di aduk selama 1,5 jam, seperti pada gambar
dibawah (a) sebelum dilakukan pengadukan etanol masih berada diatas seperti
arah panah merah pada Gambar 4.9 (a) menunjukan metanol masih belum
bercampur dengan solar, sedangkan Gambar 4.9 (b) sesudah dilakukan proses
pengadukan metanol dan solar tercampur.
Keterangan:
a = sebelum
b = sesudah
Gambar 4.9 Proses Pengujian Metanol
Sumber: Dokumentasi Pribadi
4.7 Analisa Efektifitas Alat
Berdasarkan pengujian serta proses pembuatan didapat keefektifitas alat
sebagai berikut:
1. Dengan penambahan 25% mengalami penurunan cetane namber serta
menurunkan viskositas dan densifitas, akan tetapi nilai flash point
mengalami peningkatan.
2. Mendapatkan rancangan alat pengaduk yang serderhana sehingga
memudahkan untuk melakukan pengadukan dengan biaya yang terjangkau.
3. Memudahkan peneliti-peneliti selanjutnya dalam pencampuran atau
modifikasi bahan bakar cair.
36
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan penelitian rancang bangun alat yang berfungsi untuk
memcampurkan bahan baku solar, etanol, dan metanol yang diaduk
menggunakan bantuan motor DC 12 volt dengan sebesar 800 rpm, serta dengan
presntasi solar 75% dan etanol 25% dengan waktu putar selama 1,5 jam. Maka
didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Penulis berhasil membuat alat pengaduk bahan bakar cair, menggunakan
motor DC 12 volt dan 1200 rpm
2. Penulis telah berhasil merancang alat pengaduk bahan bakar cair etanol, akan
tetapi karena vibrasi yang dihasilkan ketika proses pengadukan yang
mengakibatkan putaran dari blade hanya sampai 800 rpm dan menghasilkan
campuran yang kurang maksimal.
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian rancangan bangun alat
1. Diarenakan rancang bangun alat pengaduk yang dibuat oleh Peneliti masih
mengalami vibrasi pada saat proses pengadukan penulis menyarankan agar
dipenelitian selanjutnya menggunakan poros dari blade yang lurus, pada
penelitian ini poros dari blade pengaduk tidak lurus. Sehingga mengakibatkan
terjadinya vibrasi pada saat proses pengadukan.
37
DAFTAR PUSTAKA
[1] Wahyu Anhar., Patria R., Hadi H., Bayu S.P., Wisnu P., (2016),
Karakteristik Bahan Bakar Disel Dengan Penambahan Etanol dan
Metanol, Politeknik Negeri Balikpapan, hal 68-69.
[2] Sugeng., Syaiful., (2013), Efek Metanol Kadar Rendah Terhadap Efisensi
Termal Mesin Diesel Injeksi Langsung Dengan System egr (exhaust Gas
Recirculation), Universitas Dipenogoro, hal 2-5.
[3] Utami Ishani., Solikhah Roikhatus.,Istadi I., (2012), Sintesis Katalis
Super Asam SO4/ZnO Untuk Produksi Biodisel Dari Minyak Kelapa
Sawit, Universitas Dipenegoro, hal 76-77.
[4] Agustian E., Praptijanto A., Sebayang D., Rus A. Z., Hasan S., (2016),
Biodiesel production From Waste Cooking Oil By Using Ultrasonic
Tubular Reactor, Indonesia Institute, Universiti Tun Husein Onn
Malaysia, Mercu Buana , hal 35-36.
[5] Hardiman Ngiwa S.M. (2017), Rancang Bangun Alat Pengaduk
Campuran Untuk Bahan Baku Solar Dan Etanol, Politeknik Negeri
Balikpapan, hal 6-14.
[6] Ayhan D., (2008), Biodiesel: A Realistic Fuel Alternative for Diesel
Engines, London, hal 42-46 dan hal 166-168.
[7] Zulfiandri., Sarif H., Mochamad A., (2014), Rancang Bangun Aplikasi
Polikklinik Gigi (Studi Kasus: Polikklinik Gigi Kejaksaan Agung Ri), hal
474.
[8] Yasin, M.H.M., Mamat, R., Yusop, A.F., Rahim, R., Aziz, A., Shah,
L.A., 2013, Fuel Physical Characteristics Of Biodiesel Blend Fuels With
Alcohol As Additives, Procedia Engineering 53: 701-706.
[9] Rahmatul Dwi Cahyo (2017), Rancang Bangun Alat Pengaduk Campuran
Untuk Bahan Baku Solar Dan Etanol, Politeknik Negeri Balikpapan, hal
14.