Post on 30-Nov-2020
III. METODE PENELITIAN
A. Alat dan Bahan Pengujian
Adapun alat-alat dan bahan yang digunakan dalam proses pengujian ini antara
lain :
1. Motor Bensin 4-langkah 110 cc
Pada penelitian ini, mesin uji yang digunakan adalah motor bensin 4-
langkah dengan merk Honda Absolute Revo. Untuk spesikasi dari mesin
uji yang digunakan adalah sebagai berikut :
Tipe mesin : 4 langkah, SOHC
Sistem pendinginan : Udara
Diameter x langkah : 50 x 55,6 mm
Volume langkah : 109,1 cc
Rasio Kompresi : 9,0 :1
Daya Maksimum : 8,46 PS/7.500 rpm
Torsi Maksimum : 0,86 kgf.m/5.500 rpm
Kopling : Tipe basah, ganda dan sentrifugal
Sistem pengapian : DC-CDI, Battery
Tahun pembuatan : 2009
30
Gambar 7. Sepeda motor Honda Absolute Revo
2. Alat yang digunakan
Berikut ini adalah alat-alat yang digunakan selama penelitian :
a. Mixer
Mixer digunakan untuk mengaduk campuran zeolit dan larutan asam
(H2SO4 dan HCl) pada proses aktivasi kimia dan penetralan pH zeolit.
Gambar 8. Mixer
b. Timbangan
Timbangan digunakan untuk menimbang zeolit-zeolit yang akan
digunakan dalam pengujian.
Gambar 9. Timbangan digital
31
c. Stopwatch
Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu pengujian stasisioner
dan waktu akselerasi.
d. Gelas ukur dengan ukuran 500 ml
Gelas ukur 500 ml digunakan untuk mengukur volume air mineral
yang digunakan dalam proses pembuatan tablet.
Gambar 10. Gelas ukur
e. PH Meter
Digunakan untuk mengukur kadar PH air dalam proses pencucian
sampai PH 7.
f. Ampia
Digunakan untuk memperhalus permukaan dan memadatkan
campuran zeolit dan tepung tapioka dengan menggunakan ukuran
tebal 3 mm.
Gambar 11. Ampia
32
g. Cetakan diameter 10 mm
Cetakan digunakan membuat cetakan tablet zeolit dengan ukuran
diameter 10 mm.
Cetakan diameter 10 mm
Gambar 12. Cetakan zeolit
h. Oven
Oven digunakan untuk mengeringkan zeolit yang telah diaktivasi
kimia dan digunakan untuk aktivasi fisik.
Gambar 13. Oven
i. Gelas ukur 50 ml
Gelas ukur digunakan untuk mengukur bensin yang digunakan dalam
tabung bensin dan sisa bensin yang digunakan dalam pengujian.
Gambar 14. Gelas ukur 50 ml
33
j. Tabung bensin
Tabung bensin digunakan wadah tabung bahan bakar ketika proses
pengambilan data sehingga tidak menggunakan tangki bahan bakar
motor agar lebih mudah dalam proses pengukuran konsumsi bahan
bakar .
Tabung bensin pengujian
Gambar 15. Tabung bensin pengujian
k. Tachometer
Tachometer digunakan untuk mengukur putaran mesin.
Tachometer pengujian
Gambar 16. Tachometer sepeda motor
l. Kemasan zeolit
Kemasan zeolit dengan menggunakan bahan kawat yang besarnya
disesuaikan dengan ruang filter udara.
34
Gambar 17. Kemasan zeolit
3. Bahan utama
a. Zeolit alami
Zeolit alami yang digunakan untuk pengujian dalam penelitian ini
adalah jenis klinoptilolit, dengan komposisi kimia 64,37 % SiO2, 10,93
% Al2O3, 1,29 % Fe2O3, 0,16 % TiO2, 18,61 % L.O.I, 1,31 % CaO,
0,68 % MgO, 1,54 % K2O, 0,75 % Na2O (sumber: CV. MINATAMA).
Zeoli alam
Gambar 18. Zeolit
b. Larutan asam (H2SO4 dan HCl)
Larutan asam ini digunakan untuk mengaktivasi zeolit secara kimia
pada persiapan bahan. Setiap 1 gram zeolit diaktivasi dengan 7 ml
larutan asam (1 : 7).
35
c. Air aquades
Air ini dipakai untuk mencuci zeolit baik yang alami maupun yang
telah diaktivasi. Air ini digunakan sebagai bahan campuran untuk
perekat dengan persentasi 6 % dari campuran perekat.
Gambar 19. Aquades dalam kemasan
d. Air mineral
Air ini dipakai untuk mencuci zeolit baik yang alami maupun yang
telah diaktivasi.Pada zeolit yang telah diaktivasi bertujuan untuk
menetralkan kembali zeolit agar pHnya menjadi seimbang (pH 7). Dan
air yang digunakan adalah air mineral “GRAND” yang di produksi
oleh PT. WATERINDEX TIRTA LESTARI, Lampung.
Gambar 20. Galon isi ulang
e. Tepung tapioka
Tepung tapioka digunakan sebagai bahan perekat yang dicampur
dengan air aquades dengan campuran 20 % dari campuran perekat.
36
B. Persiapan Alat dan Bahan
1. Penimbangan Bahan
Setelah alat dan bahan dipersiapkan, maka terlebih dahulu massa zeolit
ditimbang menggunakan timbangan digital sesuai dengan seberapa banyak
zeolit yang akan diaktivasi. Selanjutnya membuat larutan aktivator sesuai
konsentrasi yang telah ditentukan. Pada penelitian ini menggunakan
larutan asam antara lain : H2SO4 dan HCl yang memiliki konsentrasi 0,1N;
0,2N; 0,3N; 0,5 N. Setiap proses pembuatan konsentrasi 0,1N; 0,2N; 0,3N;
0,5 N membutuhkan 1 kg zeolit untuk aktivasi kimia kimia asam H2SO4
dan HCl. Perbandingan antara zeolit dengan larutan asam adalah 1 : 7.
Larutan asam merupakan campuran dari air mineral ditambah dengan
larutan aktivator asam. Aktivasi zeolit 1 kg zeolit dibutuhkan 7 liter atau
7000 mL larutan asam activator. Dan valensi H+ untuk HCl adalah 1 mol
ekivalen dan H2SO4 adalah 2 mol ekivalen. Dari persamaan 1 dan
persamaan 2 massa aktivator yang dibutuhkan pada aktivasi dapat
diketahui (untuk perhitungan campuran normalitas dapat dilihat
dilampiran).
Table 1. Perhitungan komposisi aktivasi konsentrasi larutan
Aktivator
Asam
Massa Relatif
Aktivator (Mr)
Volume
zeolit (ml)
Normalitas
(N)
Massa aktivator
(gram)
H2SO4 98 7000 ml
0,1 34,3
0,2 68,6
0,3 102
37
0,5 171,5
HCl 36,5
0,1 25,55
0,2 51,1
0,3 76,5
0,5 127,75
2. Aktivasi Zeolit
Berikut ini adalah langkah-langkah pengaktivasian zeolit dengan larutan
asam-Fisik (H2SO4 dan HCl), yaitu :
1. Mempersiapkan zeolit, larutan asam, air mineral, timbangan digital,
labu Erlenmeyer, motor pengaduk (mixer), saringan, dan furnace.
2. Menimbang zeolit sesuai dengan yang dibutuhkan.
3. Membuat larutan asam dengan konsentrasi (0,1 N; 0,2 N; 0,3 N).
4. Menambahkan larutan asam pada zeolit dengan perbandingan 1 : 7
(setiap 1 gram zeolit diaktivasi dengan 7 ml larutan H2SO4).
5. Mengaduk campuran zeolit dan larutan asam dengan menggunakan
mixer selama 45 menit.
Gambar 21. Kontainer tempat pangadukan zeolit
38
6. Setelah proses pengadukan, memisahakan antara zeolit dengan larutan
asam
7. Mencuci zeolit dengan air mineral beberapa kali hingga pH 7.
8. Mengeringkan zeolit di dalam oven pada temperatur 110ºC selama 1
jam.
9. Menumbuk zeolit dan menyaring hingga berukuran 100 mesh.
Gambar 22. Tumpukan zeolit
10. Memanaskan air mineral dengan mencampurkan 6% tepung tapioka
dari total keseluruhan yang akan dibuat menjadi pelet hingga
mengental. (Perbandingan 74% zeolit, 6% tepung tapioka dan 20%
air).
11. Mencampur serbuk zeolit dengan tepung tapioka yang telah mengental
secara merata hingga membentuk campuran siap dicetak.
12. Menyeragamkan tebal campuran menggunakan ampia dengan ukuran
ketebalan 3 mm.
Gambar 23. Penyeragaman ketebalan campuran menggunakan ampia
39
13. Mencetak campuran menjadi pelet dengan ukuran diameter 10 mm.
Gambar 24. Zeolit pellet yang sudah dicetak
14. Memanaskan zeolit pelet dengan oven dengan temperatur 200 0C
selama 1 jam (aktivasi fisik).
Prosedur pengaktivasian zeolit dapat diilustrasikan dalam diagram alir yang
ditunjukkan pada gambar 25:
Mempersiapkan Alat dan Bahan
Menimbang zeolit
Membuat Larutan Kimia H2SO4 (0,1N;
0,2N; 0,3N) dan HCl (0,1N; 0,2N; 0,3N)
Mengaduk campuran zeolit dan larutan Kimia
Menambahkan Larutan Kimia pada zeolit
Menyaring zeolit dari larutan Kimia
A
Mulai
40
Gambar 25. Diagram alir proses pembuatan dan pengaktivasian zeolit
Zeolit pelet yang telah selesai diaktivasi selanjutnya akan dibungkus dengan
wadah yang terdiri dari kawat jaring dengan lapisan dalam berupa kain tipis.
Kawat jaring (kawat parabola) dimaksudkan agar zeolit pelet dapat tertata
rapih dan kokoh (tidak mudah goyah). Dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 26. Zeolit dalam kemasan
Zeolit pelet dikemas dengan beragam variasi berat, dari 40, 50 dan 60 gram.
Mencuci zeolit hingga pH 7
Mencetak zeolit pelet
Mengeringkan zeolit dengan oven
Menumbuk dan mengayak zeolit
Memanaskan zeolit pelet (aktivasi fisik)
A
Selesai
41
C. Prosedur Pengujian
Data yang diambil dalam pengujian ini adalah pengujian prestasi mesin pada
pengujian berjalan ini untuk melihat perbandingan karakteristik kondisi tanpa
zeolit dan menggunakan zeolit. Data yang diambil tiap pengujiannya pada
cuaca dan lokasi pengujian yang sama (permukaan kering) dengan beban
kendaraan dan cara berkendara yang juga sama. Adapun pengujian yang akan
dilakukan yaitu :
1. Konsumsi bahan bakar pada kecepatan konstan (50 km/jam) pada
jarak 5 km
Persiapan yang perlu dilakukan adalah tabung bensin berkapasitas 200 ml.
Kemudian tabung bensin disambungkan dengan rapat bersama selang
bensin dan diikat ke sisi samping sepeda motor, setelah itu botol tersebut
diisi dengan bensin yang sudah disiapkan. Kemudian dilakukan pengujian
dengan kondisi motor tanpa zeolit. Jarak tempuh dapat diukur pada
odometer dengan jarak 5 km. Bensin yang tersisa diukur dengan gelas
ukur, kemudian jumlah bensin awal dikurangkan dengan jumlah bensin
yang tersisa, maka didapatkan jumlah bensin yang terpakai pada kondisi
normal. Selanjutnya pengujian dengan kondisi motor dengan saringan
udara menggunakan zeolit. Dengan teknis pengambilannya data dilakukan
dengan cara berkendara yang sama (perpindahan gigi secara teratur dan
berjalan secara konstan), kondisi jalan yang sama dan pada kondisi jalan
yang kering. Pengujian dilakukan pada siang hari dengan beban kendaraan
yang sama. Format pencatatan data mengenai konsumsi bahan bakar dapat
dilihat di tabel 2.
42
Tabel 2. Data pengujian konsumsi bahan bakar pada kecepatan
konstan
No Normalitas
(N)
Massa
(Gram)
Konsumsi
vahan bakar
(ml)
Rata- rata
(ml)
1 2 3
1
0,1
40
2 50
3 60
4
0,2
40
5 50
6 60
7
0,3
40
8 50
9 60
10
0,5
40
11 50
12 60
2. Akselerasi dari keadaan diam 0 – 70 km/jam
Pada pengujian akselerasi, pengambilan data dilakukan dengan
menggunakan stopwatch, sehingga didapat waktu (detik) jarak tempuh.
Data yang diperoleh dalam bentuk waktu (sekon) dikarenakan percepatan
dari kendaraan yang diuji belum diketahui, sementara kecepatannya sudah
diketahui dari speedometer kendaraan bermotor. Pengujian akselerasi
menggunakan kondisi filter tanpa zeolit dan menggunakan zeolit cetak.
Setelah semua persiapan dilakukan, mobil yang telah dinyalakan harus
43
dalam keadaan berhenti (0 km/jam). Ketika gas mulai ditekan, stopwatch
mulai diaktifkan. Setelah sampai pada kecepatan yang diinginkan (70
km/jam), stopwatch dinon-aktifkan kemudian dicatat waktu tempuhnya.
Untuk mencapai kecepatan yang diinginkan (70 km/jm), pengendara
melakukan perpindahan gigi yang teratur dan sesuai setiap pengujian.
Tabel 3 menampilkan format data akselerasi pada pengujian.
Tabel 3. Data pengujian akselerasi 0-70 km/jam (sekon)
No Normalitas
(N)
Massa
(Gram)
Waktu
(detik) Rata – rata
(sekon) 1 2 3
1
0,1
40
2 50
3 60
4
0,2
40
5 50
6 60
7
0,3
40
8 50
9 60
10
0,5
40
11 50
12 60
3. Akselerasi dari keadaan berjalan 40 – 70 km/jam
Parameter zeolit yang digunakan dan langkah-langkahnya sama seperti
pada pengambilan data pengujian akselerasi dari keadaan diam, hanya saja
stopwatch mulai diaktifkan ketika kecepatan awal yaitu 40 km/jam hingga
44
kecepatan akhir yang diinginkan (70 km/jam) melakukan perpindahan
perseneling dari gigi 1 sampai gigi 4. Pada Tabel 4 menampilkan data
akselerasi pengujian kecepatan 40 hingga 70 km/jam.
Tabel 4. Data pengujian akselerasi 40-70 km/jam (detik)
No Normalitas
(N)
Massa
(Gram)
Waktu
(detik) Rata – rata
(sekon) 1 2 3
1
0,1
40
2 50
3 60
4
0,2
40
5 50
6 60
7
0,3
40
8 50
9 60
10
0,5
40
11 50
12 60
4. Pengujian stasioner
Pengujian ini dilakukan untuk melihat konsumsi bahan bakar yang
digunakan pada kondisi diam (putaran stasioner) dan membandingkan
karakteristik kendaraan bermotor tanpa zeolit, dengan zeolit aktivasi (basa-
fisik) dan massa yang telah ditentukan. Persiapan pertama yang dilakukan
adalah memanaskan mesin agar kondisi mesin di saat pengujian sudah
45
optimal. Kemudian putar setelan gas di bagian karburator untuk menentukan
putaran mesin yang dipakai dalam pengujian. Putaran mesin yang dipakai
pada pengujian ini yaitu 1500, 2500 dan 4000 rpm.
Pengujian dimulai dengan mengisi bahan bakar pada tangki buatan yang
mana bahan bakar tersebut telah diukur terlebih dahulu melalui gelas ukur.
Selanjutnya zeolit diletakkan pada saringan udara, setelah itu mesin
dihidupkan dengan menghitung waktu pengujian menggunakan stopwatch
(5 menit). Setelah waktu pengujian selesai, mesin dimatikan serta stopwatch
dinon-aktifkan. Kemudian bahan bakar yang terisi dalam tangki buatan
tersebut sisanya dituangkan kembali ke dalam gelas ukur untuk menghitung
jumlah yang terpakai dalam menit/ml. Tabel 5 merupakan tabel pengujian
data stasioner.
Tabel 5. Data pengujian konsumsi bahan bakar stasioner
No Normalitas
Putaran mesin
(rpm) Massa Zeolit (gram)
Konsumsi Bahan
Bakar (ml) Rata-rata (ml)
1 2 3
1
0,1 N
1500
40
50
60
2500
40
50
60
4000
40
50
60
1500
40
50
60
46
2
0,2 N
2500
40
50
60
4000
40
50
60
3
0,3
1500
40
50
60
2500
40
50
60
4000
40
50
60
4
0,5 N
1500
40
50
60
2500
40
50
60
4000
40
50
60
5. Pengujian Emisi Gas Buang
Pengujian Emisi gas buang dilakukan di bengkel PT. Tunas Dihatsu Jl.
Raya Natar No. 209 Hajimena Natar Lampung Selatan. Pengujian emisi
dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan zeolit kelapa pada filter
udara terhadap emisi gas buang dengan tidak menggunakan zeolit.
Pengujian emisi ini dilakukan pada putaran 1500, 2500 dan 4000 rpm.
Pengujian emisi hanya dilakukan sekali pengujian saja karena ijin yang
47
diberikan. Pada kondisi stasioner dengan mengikuti prosedur sebagai
berikut :
a. Pemanasan mesin
Pemanasan mesin dilakukan untuk mempersiapkan mesin pada kondisi
kerja.
b. Kalibrasi gas analyzer
Setelah mesin berada pada kondisi kerja kemudian dilakukan kalibrasi
gas analyzer. Kalibrasi analyzer ini ditempatkan di dalam saluran
pembuagan sepeda motor (Knalpot). Kalibrasi ini dilakukan secara
otomatis setelah tombol ON pada gas analyzer ditekan. Setelah
beberapa menit nilai-nilai kadar gas buang mulai terbaca pada display
gas analyzer.
Gambar 27. Alat Uji Emisi
c. Pengujian tanpa menggunakan filter zeolit
Data yang didapatkan dari hasil pengukuran ini digunakan sebagai
pembanding dengan data pada pengukuran menggunakan Filter zeolit.
Langkah-langkah pengukuran sebagai berikut:
48
Sepeda motor dihidupkan dan dijaga pada putaran 1500 rpm dan probe
sensor sudah dimasukkan dalam knalpot. Selanjutnya Nilai pada fuel
gas analizer muncul lalu diprint datanya setelah 5 menit motor
dihidupkan. Kemudian dengan langkah yang sama pula, pengukuran
dilakukan kembali untuk putaran mesin yang berbeda yaitu 2500, 4000
rpm.
d. Pengujian menggunakan Filter zeolit
Setelah pengukuran pada kondisi normal selesai maka pengukuran
kedua dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
Setelah sepeda motor dimatikan, filter zeolit dipasang di Filter udara.
Sepeda motor dihidupkan kembali lalu pengukuran diulang kembali
sesuai urutan pengukuran pertama. Pengukuran dilakukan dengan
pergantian variasi normalitas dan massa Filter zeolit.
Gambar 28. Proses pengujian emisi gas buang di bengkel Daihatsu
49
Tabel 6. Data uji emisi
N
o
Normalitas Putaran mesin
(rpm)
Massa Zeolit (gram) Kadar CO, % Kadar HC, % Kadar CO2, %
1
0,1 N
1500 40
50
60
2500 40
50
60
4000 40
50
60
2
0,2
1500 40
50
60
2500 40
50
60
4000 40
50
60
3
0,3
1500 40
50
60
2500
40
50
60
4000 40
50
60
3
0,5
1500
40
50
60
2500 40
50
50
60
4000 40
50
60
D. Lokasi Pengujian
Adapun lokasi pengujian emisi gas buang dilakukan di bengkel PT. Tunas
Dihatsu Jl. Raya Natar No. 209 Hajimena Natar Lampung Selatan, pengujian
konsumsi bahan bakar dan akselerasi dilakukan di Jl. Ryacudu, KORPRI
Bandar Lampung, pengujian stasioner dilakukan di daerah Kampung Baru
Kedaton.
E. Diagram Alir Penelitian
Adapun diagram alir dalam pengujian zeolit dengan aktivasi kimia (H2SO4
dan HCl) – Fisik ditunjukkan pada gambar 29 :
Persiapan alat uji, bahan uji,
alat ukur dan pengolahan
data
Aktivasi kimia (H2SO4 dan HCl) zeolit dengan
normalitas 0,1 N, 0,2 N, 03 N dan 0,5 N Pengecekan sepeda
motor
Pemasangan tachometer dan
tabung bensin
Aktivasi Fsisik zeolit pada
suhu 200 0C
Pembuatan Kerangka Zeolit
Mulai
A
51
Gambar 29. Diagram alir prosedur pengujian
Zeolit dengan variasi massa 40, 50 dan 60 gram
Uji stasioner
dengan
variasi
putaran
1500, 2500,
4000 rpm
Uji emisi
dengan
variasi
putaran
1500, 2500,
4000 rpm
Uji berjalan
jarak 5 km
dengan
kecepatan
konstan 40-
60 km/jam
Uji akeslerasi
dengan
kecepatan 0 –
70 km/jam
Uji akeslerasi
dengan
kecepatan 40 –
70 km/jam
Analisa Data
Kesimpulan
A
Selesai