LAPORAN AKHIR 2014 - repositori.unud.ac.id file1 laporan akhir penelitian fundamental judul :...

1

LAPORAN AKHIR

PENELITIAN FUNDAMENTAL

JUDUL :

PENINGKATAN KAPASITAS PRODUKSI BAHAN BAKAR ALTERNATIF

ARAK BALI DENGAN METODE KONDENSASI ALIRAN FLUIDA PAKSA.

Tim Peneliti

1. I Gusti Ngurah Putu Tenaya, ST. MT

2. I Gusti Ketut Sukadana, ST. MT.

Penelitian ini didanai dari sumber dana DIPA-BLU Universitas Udayana, No. 023.04.2.415253/2014, tanggal 5 Desember 2013, MAK 2013.109.011.521119,

Tahun anggaran 2014.

TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

September 2014

Bidang Unggulan : Energi Baru dan Terbarukan

3

DAFTAR ISI Halaman

HALAMAN JUDUL 1 HALAMAN PENGESAHAN 2 DAFTAR ISI 3 DAFTAR TABEL 4 DAFTAR GAMBAR 5 DAFTAR LAMPIRAN 6 ABSTRAK 7 BAB 1 PENDAHULUAN 8

1.1. Latar Belakang 8

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 10 2.1. Road Map Penelitian 10

2.2. Penelitian Pendahuluan Yang Sudah Dilaksanakan 10 2.3. Dasar Teori 12 2.4. Destilasi 15 2.5. Evaporasi 17 2.6. Kondensor 19

BAB 3 TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN 20 BAB 4 METODE PENELITIAN 21

4.1. Bagan Alir Penelitian 21 4.2. Gambaran Umum Peralatan Destilator 21 4.3. Pengujian Destilator Arak 23

BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN 25 5.1. Perlakuan Pada Kondensasi Aliran Paksa Satu Tingkat. 25 5.2. Perlakuan Pada Kondensasi Aliran Paksa dua Tingkat. 26 5.3. Perlakuan Pada Kondensasi Aliran Paksa tigaTingkat. 27 5.4. Perbandingan jumlah tingkat terhadap kapasitas dan kualitas. 29 5.5. Analisa 30

BAB 6 RENCANA TAHAP BERIKUTNYA 31 BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN 32 DAFTAR PUSTAKA 33 LAMPIRAN

- Instrumen 34 - Personalian Tenaga Peneliti Beserta Kualifikasinya 36 - Publikasi 48

4

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Data distribusi temperatur pada destilator satu tingkat aliran fluida paksa 25

Tabel 2. Data distribusi temperatur pada destilator dua tingkat aliran fluida paksa 26

Tabel 3. Data distribusi temperatur pada destilator tiga tingkat aliran fluida paksa 28

Tabel 4. Data Perbandingan jumlah tingkat terhadap kapasitas dan kualitas 29

5

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Fishbone roadmap Penelitian 11

Gambar 2. Roadmap Penelitian 21

Gambar 3. Diagram Peralatan Distilator kontinu bertingkat 21

Gambar 4. Distribusi temperatur pada destilator satu tingkat aliran fluida paksa 25

Gambar 5. Distribusi temperatur pada destilator dua tingkat aliran fluida paks 27

Gambar 6. Distribusi temperatur pada destilator tiga tingkat aliran fluida paksa 28

Gambar 7. Distribusi temperatur pada destilator tiga tingkat aliran fluida paksa 29

6

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Instrumen Penelitian 34

Lampiran 2. Biodata Peneliti 36

Lampiran 3 Publikasi Ilmiah (Draft Jurnal ) sudah di seminarkan

pada seminar nasional enginering perhotelan tahun 2014 48

7

ABSTRAK

Proses pengolahan atau pembuatan arak bali saat ini masih belum maksimal, dapat dilihat dari segi kapasitas produksi arak bali masih rendah (1 liter/4 jam) juga kualitas produksi yang masih sangat rendah. Jadi untuk bisa dipakai sebagai bahan bakar alternative belum memenuhi persyaratan dari segi ketersediaanya sebagai bahan bakar, sehingga saat ini pemakaian terbatas hanya untuk upacara dan minuman. Oleh sebab itu perlu dilakukan pengolahan dengan penerapan teknologi yang lebih tepat sehingga dapat menghasilkan arak bali dengan kapasitas produksi dan kualitas lebih besar sehingga ketersediaannya cukup dan langsung dapat digunakan pada mesin kendaraan. Tujuan jangka pendek penelitian ini adalah : Mengembangkan teknologi produksi arak bali yang dapat menghasilkan arak bali dengan kapasitas dan kualitas lebih besar, sehingga ketersediaanya cukup dan dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti premium pada kendaraan bermotor. Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah mendukung kebijakan pemerintah dalam usaha mencegah terjadinya kelangkaan energi bahan bakar, meningkatkan pemanfaatan energi alternative pada tahun 2022 dan mencari sumber energi baru dan terbarukan. Meningkatkan usaha perlindungan dan pelestarian fungsi lingkungan hidup dengan pemanfatan energi ramah lingkungan.

Metode yang dipakai dalam usaha mencapai tujuan tersebut antara lain : Pertama metode perancangan yaitu merancang secara ilmiah kondensor tipe serpentie tube bersirif. Kedua metode eksperimental yaitu melaksanakan pengujian dengan berbagai variable operasional seperti variabel laju aliran fluida pendingin, variabel jumlah pembuluh, variabel tipe dan jumlah sirif, dan lainnya yang berpengaruh terhadap laju produksi dan kualitas produksi.

Dari penelitian yang telah dilaksanakan dapat dijelskan bahwa : Semakin banyak tingkat destilator kontinu berpengaruh pola distribusi temperatur penguapan semakin rendah, dan semakin banyak tingkat destilator kontinu berpengaruh laju produksi yang semakin rendah, sebaliknya kualitas produksi semakin besar.

Kata kunci : Arak bali, kapasitas, kualitas, bahan bakar, alternative.

8

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Indonesia termasuk dalam organisasi penghasil minyak dunia, yaitu pada tahun

1989 menempati urutan 10 besar sebagai penghasil minyak bumi. Tetapi seiring dengan

perkembangan jaman dan teknologi kebutuhan akan minyak setiap tahun terus

mengalami peningkatan, maka perlu adanya penghematan dalam penggunaan bahan

bakar minyak tersebut. Penggunaan bahan bakar minyak khususnya bahan bakar fosil

disamping ketersediaannya semakin terbatas juga dapat merusak lingkungan yaitu

menimbulkan polusi udara.

Penggunaan bahan bakar cair secara terus menerus mengakibatkan suatu saat akan

terjadi kelangkaan bahan bakar. Pemerintah menganjurkan untuk menggunakan bahan

bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan. Salah satu solusinya yaitu Pemerintah

Indonesia mengeluarkan suatu kebijakan dalam pengelolaan energi nasional, khususnya

tentang pemanfaatan etanol, biodisel dan gasohol sebagai energi alternative pada tahun

2022 mendatang. Pemanfaatan bahan bakar alternative juga bertujuan untuk melindungi

lingkungan hidup dari pencemaran, disamping sebagai usaha untuk lebih memanfaatkan

sumber daya alam hayati khususnya yang berasal dari hewan dan tumbuhan. Salah satu

bahan bakar alternative tersebut khususnya di bali adalah arak bali. Kualiatas arak bali

lebih besar 90 % memiliki angka oktan di atas standar maksimal angka oktan bensin,

yaitu sekitar 108,6, sedangkan bensin memiliki angka oktan sebesar 88. Disamping itu

sifat arak bali tidak beracun dan ramah terhadap lingkungan. Jika arak bali dipadukan

dengan bahan bakar bensin dengan persentase tertentu, memungkinkan dapat

meningkatkan angka oktan bahan bakar bensin tersebut. Dengan peningkatan nilai oktan

tentunya akan memperbaiki kualitas hasil pembakaran, sisa gas hasil pembakaran akan

lebih baik, dan tentunya performance dari mesin akan meningkat.

Arak bali adalah suatu zat dapat diperoleh dari alam terutama dari tumbuhan yang

mengandung zat pati (carbohidrat) dengan bantuan bakteri saccharomyces cereviceae

secara permentasi dan destilasi. Bahan-bahan yang mengandung karbohidrat adalah nira

kelapa, enau, lontar dan segala produk pertanian. Nira hasil petani sangat berlimpah,

khusus di desa Tianyar yang sebagian besar masyarakat memiliki kegiatan membuat nira

9

dari pohon lontar. Hasil nira kemudian diproses secara tradisional menjadi arak bali

dengan kualitas < 40 %. Dengan kebijakan pemerintah daerah Bali melarang peredaran

arak bali sebagai minuman keras, maka akan dapat menyebabkan terancamnya mata

pencaharian masyarakat petani produsen nira.

Dari tahun 2006 telah dilakukan beberapa penelitian tentang arak bali, pada tahap

mencoba aplikasi pemakaian sebagai bahan bakar pada mesin sepeda motor. Didapat

hasil dengan kualitas arak bali >85 % sudah dapat menghidupkan mesin sepeda motor.

Tahun 2007, melanjutkan penelitian pemanfaatan arak bali terhadap emisi

kendaraan, didapat hasil emisi yang dihasilkan arak bali lebih rendah dibandingkan

dengan bahan bakar premium.

Tahun 2008, melakukan penelitian pengaruh rasio kompresi mesin terhadap emisi

kendaraan dengan menggunakan arak bali sebagai bahan bakar, didapatkan hasil

penelitian arak bali lebih mampu bekerja pada mesin dengan rasio kompresi lebih tinggi

dibanding bahan bakar premium.

Tahun 2009 dan 2010 telah lanjutkan penelitian dengan kajian teknis alat

destilasi kontinu dengan bahan dasar arak bali sebagai bahan bakar. Didapat hasil

destilator kontinu pada temperatur penguapan 60 oC dihasilkan arak bali dengan kualitas

89 %. Dan setelah diaplikasikan ke mesin menyebabkan kerja mesin ditinjau dari emisi

lebih baik tetapi torsi dan daya masih lebih jelek dibandingkan bahan bakar premium.

Kapasitas produksi dari alat ini masih sangat rendah sebesar 1 liter selama 4 jam. Dari

analisa, diperkirakan penyebabnya adalah proses kondensasi yang menggunakan metode

kondensasi aliran fluida alamiah. Maka dalam penelitian ini saya akan lakukan

pengkajian terhadap peningkatan kapasitas produksi bahan bakar alternatif arak bali

dengan metode kondensasi aliran fluida paksa. Sehingga dihasilkan arak bali dengan

kapasitas produksi dan kualitas lebih baik.

Tahun 2011 melakukan penelitian, Kajian teknis distilator kolom bertingkat tipe

kontinu terhadap kapasitas dan kualitas produksi arak bali, dan penelitian Kajian teknis

pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar alternatif mesin pembakaran tipe injeksi. Dari

penelitian tersebut didapat hasil penelitian bahwa, semakin besar temperatur penguapan

semakin tinggi kapasitas produksi tetapi kualitas produksi mengalami penurunan.

10

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Roadmap Penelitian

Gambar 1. Fishbone roadmap penelitian

2.2. Penelitian Pendahuluan Yang Sudah Dilaksanakan.

Nanda, Sukadana, 2006, melakukan peneltian uji coba campuran bahan bakar

alkohol dari salak Bali dan bensin dengan memvariasikan fraksi campuran untuk

mendapatkan sifat fisik yang mendekati bensin. Dan dilanjutkan oleh Artayana, IM,

2007, melakukan peneltian penambahan alkohol salak pada bahan bakar bensin untuk

mengetahui kualitas gas buang yang diuji pada sepeda motor. Dari penelitiannya

dihasilkan bahwa : dengan semakin besar persentase penambahan alkohol menyebabkan

gas buang yang dihasilkan seperti kandungan hidrokarbon (HC) dan oksigen (O 2 )

semakin meningkat, sedangkan untuk bahan bakar bensin gas buangnya cenderung lebih

rendah. Semakin besar putaran mesin persentase volume gas buang yang dihasilkan

mengalami penurunan.

Artawan, Sukadana, 2007, melakukan penelitian penggunaan arak api sebagai

bahan bakar pengganti sepeda motor terhadap akselerasi dan konsumsi bahan bakar.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa pada rasio kompresi 9,3:1 dengan bahan bakar arak

api dapat meningkatkan akselerasi dan dapat menghemat konsumsi bahan bakar yaitu

pada gigi 1 (kecepatan 0 – 20 km/jam) akselerasinya sebesar 2,835 m/dt2 dengan

TARGET AKHIR

2006 2007 2008 2009 2010 2012 2013 2014 2015

Kegiatan

penelitian dan

pengabdian

PENELITIAN ARAK BALI SEMAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIVE

Hipotesa awal " bahwa arak bali

mem

iliki nilai kalor yang tinggi dan

mem

iliki sifat yang sama dengan

premium

Hasil dari kegiatan

Laporan hasil penelitian " Untuk

rasio kompresi yang tinggi arak bali

sangat baik untuk bahan

bakar

mesin

Jurnal Ilmiah "Pengaruh rasio

kompresi terhadap

unjuk kerja mesin

empat langkah

menggunakan

arak

bali sebagai bahan

bakar"

Jurnal Ilmiah Nasional "Kajian

Teknis Destilator Tipe Kontinu

Penghasil Bahan

Bakar Alternatif

dari Bahan

Dasar Arak Bali"

Laporan Hasil penelitian "Dengan

destilator tipe ini dengan berbagai

variasi tem

peratur, pada temperatur

60 derajat baru dihasilkan

arak bali

dengan kualitas 85 %

Laporan Hasil PenelitianKualitas

arak bali dihasilkan

mencapai 89,5

%

studi awal dengan coba‐coba dan

studi literatur

Pengaruh variasi rasio kompresi

terhadap

emisi dengan arak bali

sebagai bahan

bakar sepeda motor

empat langkah

Pem

anfaatan

arak bali sebagai bahan

bakar mesin 4 langkah

dengan variasi

rasio kompresi.

Kajian teknis destilator tipe continu

penghasil bahan

bakar alternatif

berbahan

dasar arak bali

Kajian teknis distilator kolom

bertingkat tipe kontinu terhadap

kapasitas dan

kualitas produksi arak

bali

Makalh ilmiah sem

inar Nasional

"Kajian teknis pem

anfaatan

arak

bali sebagai bahan

bakar alternatif

pada mesin injeksi"

Jurnal Ilmiah nasional terakreditasi.

ARAK BALI KUALITA

S . 90 %

Penerapan

Arak sebagai bahan

bakar

pada mesin

Bahan

bakar Baru

RENCANA KEDEPANSUDAH TERLAKSANA

1. Teknologi Tepat

Guna penghasil

arak bali dengan

kualitas > 90 % .

3. menanggulangi

kelangkaan bahan

bakar pada tahun

2022

2. Bahan bakar

alternative

pengganti

premium

2011

Laporan hasil penelitian, draft

artikel ilmiah di berkala nasional.

Laporan Penelitian, A

RTIKEL ILMIAH,


penghasil bahan

bakar alternatif

berbahan

dasar arak bali

Kajian teknis pem

anfaatan

arak bali

sebagai bahan

bakar alternatif mesin

pem

bakaran

tipe injeksi

Peningkatan


bali sebagai bahan

bakar alternative

dengan metode distilasi Kontinyu

bertingkat.

Peningkatan


bali sebagai bahan

bakar alternative


bertingkat.

Penerapan

Metode Kondensasi paksa

Tipe Crossflow Pada Proses Produksi

Bahan

Bakar Alternatif Arak Terhadap

Kualitas Dan

Kapasitas Produksi

11

konsumsi bahan bakar sebesar 0,091 lt/km, pada gigi 2 (kecepatan 20 – 40 km/jam)

akselerasinya sebesar 1,190 m/dt2 dengan konsumsi bahan bakar sebesar 0,102 lt/km,

pada gigi 3 (kecepatan 40 – 60 km/jam) akselerasinya sebesar 0,518 m/dt2 dengan

konsumsi bahan bakar sebesar 0,117 lt/km dan pada gigi 4 (kecepatan 60 – 70 km/jam)

akselerasinya sebesar 0,146 m/dt2 dengan konsumsi bahan bakar sebesar 0,183 lt/km.

Ervan, sukadana, 2007, Melakukan penelitian mengenai arak api sebagai bahan

bakar pengganti sepeda motor terhadap kandungan gas buang, didapat hasil penelitian

Dengan memvariasikan konsentrasi ethanol sebagai bahan bakar akan sangat

berpengaruh terhadap kandungan gas buang. Dengan konsentrasi yang semakin tinggi gas

buang yang dihasilkan akan semakin baik, seperti kandungan karbon dioksida (CO2)

semakin besar. Untuk karbon monoksida (CO), semakin besar konsentrasi ethanol emisi

CO yang dihasilkan semakin menurun. Untuk Oksigen (O2), semakin besar konsentrasi

ethanol emisi O2 yang dihasilkan akan semakin menurun. Dan untuk kandungan

hidrokarbon (HC), semakin besar konsentrasi ethanol emisi HC yang dihasilkan akan

semakin menurun.

Sukadana, Bandem, 2009 dan 2010, melakukan kajian teknis unjuk kerja

destilator kontinu dan pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar pengganti bensin,

dengan cara menguji pada mesin pembakaran konvesional carburator, dengan beberapa

variable pengujian seperti variable putaran, variable rasio kompresi terhadap unjuk kerja

mesin seperti emisi. Hasil penelitian yang didapat, semakin tinggi temperatur penguapan

semakin tinggi kapasitas produk arak bali tetapi berbanding terbalik dengan kualitas

produk yang semakin rendah. Umumnya dibandingkan bahan bakar bensin, bahan bakar

arak bali menghasilkan gas CO2 lebih besar, CO lebih rendah, HC lebih tinggi dan O2

lebih tinggi. Meningkatnya rasio kompresi berpengaruh terhadap peningkatan CO2,

menurunnya CO, peningkatan emisi HC dan semakin kecil gas O2.

Sukadana, 2011, melakukan kajian teknis distilator kolom bertingkat tipe kontinu

terhadap kapasitas dan kualitas produksi arak bali. Dari penelitian ini diapatkan hasil

bahwa : kapasitas dan kualitas produksi arak bali sangat dipengaruhi oleh banyak jumlah

tingkat destilasi. Semakin banyak jumlah tingkat destilasi semakin rendah kapasitas

produksi, semakin tinggi kualitas produksi dan efisiensi produksi juga semakin rendah.

12

Sukadana 2011, melakukan kajian teknis pemanfaatan arak bali sebagai bahan

bakar alternatif mesin pembakaran tipe injeksi. Didapat hasil bahwa ; Torsi dan daya

yang dihasilkan pada pembakaran dengan bahan bakar arak api lebih kecil dibandingkan

dengan bahan bakar bensin, sedangkan konsumsi bahan bakar dan konsumsi bahan bakar

spesifik untuk bahan bakar arak api lebih tinggi dibandingkan dengan bahan bakar

bensin. Jadi untuk rasio kompresi mesin standar menggunakan bahan bakar arak bali

memiliki performa masih lebih rendah dari bahan bakar bensin.

2.3. Dasar Teori

Alat produksi arak adalah suatu alat yang digunakan untuk pemisahan antara

etanol dan air yang terkandung dalam larutan nira dengan cara pemanasan (evaporastion)

dan pendinginan (condensation). Berdasarkan susunan komponen alat produksi arak

terdiri dari dua komponen utama yaitu : ketel arak (evaporator) yang digunakan untuk

menguapkan nira dan kondensor sebagai alat untuk mengkondensasikan uap nira menjadi

arak bali.

Prinsip kerja dari alat produksi arak adalah nira yang terdapat pada ketel diuapkan

dengan cara pemanasan sehingga nira berubah menjadi uap, kemudian uap yang

terbentuk bergerak dari ketel menuju kondensor melalui saluran keluar ketel sebagai

akibat dari meningkatnya temperatur dan tekanan pada ketel. Perpindahan panas yang

terjadi sebagian besar terjadi secara konveksi antara fluida yang dipancarkan oleh spray

dengan uap panas yang bergerak keatas akibat dari proses pemanasan dan perpindahan

panas secara konveksi pada beberapa bagian peralatan produksi arak. Uap panas yang

keluar dari ketel kemudian di dinginkan pada kondensor sehingga berubah menjadi cairan

arak.

2.3.1. Konduksi (Difusi)

Perpindahan panas konduksi adalah perpindahan panas yang terjadi pada suatu

media padat atau media fluida yang diam akibat adanya perbedaan temperatur antara

permukaan yang satu dengan permukaan yang lain pada media tersebut. Hal ini

merupakan perpindahan energi dari partikel yang lebih energik menuju partikel yang

kurang energik. Pada gas, konduksi terjadi karena gerakan semu molekul-molekul,

sehingga kalor terdifusi dari bagian yang lebih panas kebagian yang lebih dingin. Laju

13

aliran panas dengan cara konduksi dirumuskan oleh ilmuan prancis J.B.J Fourier pada

tahun 1882 yang menyatakan bahwa :

.k -q.

cond (1)

dimana :

(cond)q = Perpindahan panas secara konduksi (W),

k = Konduktivitas thermal (W/m.K),

δT = Difrensial temperatur (K),

δX = Difrensial panjang perpindahan panas (m).

(-) = Perjanjian J.B.J Fourier

2.3.2. Konveksi (Convection)

Perpindahan panas konveksi adalah perpindahan panas yang terjadi dari suatu

permukaan media padat atau fluida yang diam menuju fluida yang mengalir atau

sebaliknya akibat adanya perubahan kecepatan aliran dan perbedaan temperatur. Laju

perpidahan panas dengan cara konveksi dapat dihitung dengan persamaan:

TAhq cconv (2)

dimana :

convq = Perpindahan panas konveksi (W),

hc = Koefisien konveksi (W/m2.K),

A = Luas bidang perpindahan panas (m2),

T = Beda temperatur antara temperatur fluida

dengan temperatur permukaan benda, (K).

Konveksi juga terdiri dari dua bagian yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa

a. Konveksi Alamiah : terjadi akibat adanya gaya apung yang disebabkan oleh

perbedaan densitas, dan perbedaan densitas ini adalah akibat dari adanya gradient

suhu di dalam massa fluida

b. Konveksi Paksa : pergerakan arus konveksi terjadi akibat adanya bantuan dari

peranti mekanik seperti pompa, blower, kompresor, dll

14

2.3.3. Radiasi (Radiation)

Radiasi ialah suatu istilah yang digunakan untuk perpindahan energi melalui

ruang oleh gelombang-gelombang elektromagnetik. Jika radisi berlangsung melalui ruang

kosong, energi tidak ditransformasikan menjadi kalor atau bentuk-bentuk energi yang

lain, dan energi tidak pula akan terbelok dari lintasannya. Sebaliknya bila terdapat zat

pada lintasannya, radiasi itu akan mengalami diteruskan (transmision), dipantulkan

(reflecsion) dan diserap (absorpsion). Laju perpidahan panas dengan cara radiasi dapat

dihitung dengan persamaan:

4TAq radiasi (3)

dimana :

radq = Perpindahan panas radiasi (W)

= Konstanta Stefan-Boltzman, 428 / 1067,5 KmW

A = Luas permukaan perpindahan panas (m2)

T = Temperatur permukaan perpindahan panas (K)

2.3.4. Perpindahan panas didih

Perpindahan panas didih merupakan perubahan fase dari cair ke uap. Bila suatu

permukaan bersentuhan dengan zat cair dan dipelihara pada suhu yang lebih tinggi dari

suhu jenuh zat cair itu, akan terjadi pendidihan. Bila suatu permukaan yang dipanaskan

itu terbenam dibawah permukaan-bebas zat cair, proses itu disebut didih kolam (pool

boiling). Jika suhu zat cair berada dibawah suhu jenuh, proses ini disebut didih dingin

lanjut (subcooled boiling) dan jika zat cair itu terpelihara pada suhu jenuh, proses itu

disebut didih jenuh (saturated boiling).

2.3.5. Perpindahan panas kondensasi

Perpidahan panas kondensasi bila uap jenuh bersentuhan dengan suatu permukaan

yang lebih rendah dari uap jenuh tersebut. Untuk menghitung perpindahan panas

kondensasi, nusselt telah merumuskan koefisien untuk pipa horisontal dengan garis

tengah D dengan persamaan:

d

sv

vx

TTD

Khfggh

1

1

311 ..

(4)

15

Dimana:

ρ1 = kerapatan cairan, dalam Kg/ 3m

ρv = kerapatan uap, dalam Kg/ 3m

g = gaya gravitasi dalam keadaan normal, dalam m/detik 2

h 'fg = panas laten kondensasi atau penguapan rata-rata dalam KJ/kg

K = vikositas termal cairan, dalam m.W/m.K

µ1 = suhu jenuh, dalam K

T sv = suhu uap jenuh, dalam K

T s = suhu permukaan dinding, dalam K

2.4. Destilasi

Destilasi adalah cara pemisahan suatu zat dari suatu larutan menjadi dua atau

lebih zat hasil yang memiliki massa jenis yang berbeda melalui proses pemanasan atau

penguapan. Pada umumnya proses destilasi terdiri dari dua proses antara lain proses

penguapan (evaporasion) dan proses pengembunan (condensation).

2.4.1. Perubahan variabel proses destilasi

Variabel proses pemisahan dengan proses destilasi meliputi:

1. Temperatur proses destilasi.

2. Komposisi umpan.

Variabel-variabel diatas adalah faktor penentu atas pengendalia proses destilasi.

Produk destilasi dapat dihasilkan dengan kualitas tertentu, pada kondisi operasi proses

destilasi yang tertentu pula. Artinya produk destilasi dapat dibuat bervariasi dengan

mengubah variabel proses destilasi.

2.4.2. Perubahan kecepatan aliran

Dalam proses destilasi, berlaku kesetimbangan massa, bahwa kecepatan umpan

masuk sama dengan kecepatan aliran kedua produk destilasi tersebut. Ketidak

seimbangan akan menimbulkan gangguan kualitas produk dan proses destilasi sendiri.

Dibawah ini beberapa hal perubahan kecepatan aliran yang mempengaruhi proses

destilasi :

16

1. Perubahan kecepatan aliran umpan

Perubahan kecepatan aliran umpan, pada proses destilasi akan menyebabkan

jumlah fraksi ringan pada produk bawah (bottom product) akan bertambah dan

akan menyebabkan fraksi lebih berat akan berkurang pada produk atas (over head

product).

2. Perubahan kecepatan aliran produk atas

Perubahan kecepatan aliran produk atas (over head product) akan

menyebabkan:

a. Kecepatan penguapan bertambah.

b. Jumlah fraksi lebih berat bertambah.

Pengaruh perubahan kecepatan aliran produk atas, pada akhirnya akan mengubah

kualitas atau komposisi produk atas dari proses destilasi.

3. Perubahan kecepatan aliran produk bawah

Kecepatan aliraan umpan overhead dan bottom produk dalam kesetimbangan

massa tertentu untuk menghasilkan kualitas tertentu atas produk tertentu. Masing-

masing memiliki aliran tertentu untuk menghasilkan kualitas produk destilasi

tertentu. Dalam prakteknya, proses destilasi berlangsung berkesinambungan untuk

kepentingan komersil artinya kecepatan aliran umpan, overhead dan bottom

produk dimasukan dan dikeluarkan secara berkesinambungan dalam

kesetimbangan. Untuk kepentingan ini suplay dan pemakaian energi pemanasan

dan pendinginan berjalan secara terus menerus.

2.4.3. Perubahan suhu dan tekanan.

Suhu dan tekanan operasi kolom destilasi, merupakan dua variabel proses yang

berbanding lurus. Artinya kenaikan suhu menyababkan kenaikan tekanan atau

sebaliknya.

2.4.4. Pengaruh kenaikan suhu dan tekanan.

Kenaikan suhu dan tekanan dapat terjadi oleh pengendalian yang kurang tepat

atau disebabkan kegagalan fungsi alat pengendalian dan alat pembuat tekanan vakum.

Kenaikan suhu pada dasarnya menyebabkan kecepatan penguapan yang dipisahkan

bertambah. Keadaan ini menyebabkan komponen yang lebih berat akan menguap lebih

17

banyak, yang pada akhirnya dapat mengubah kualitas produk atas dan produk bawah

proses destilasi. Suhu dan tekanan operasi pada proses destilasi adalah dua varibel proses

yang tidak disahkan. Artinya kenaikan suhu akan menyebabkan kenaikan tekanan pada

destilasi. Kedua variabel proses ini tetap dalam kesetimbangan tertentu untuk

menghasilkan produk destilasi dengan kualitas yang baik. Dalam pengendalian penting

mengetahui harga kesetimbangan:

a. Suhu proses destilasi

b. Tekanan proses destilasi

c. Kualitas produk destilasi

2.4.5. Pengaruh penurunan suhu dan tekanan

Seperti halnya kenaikan suhu, penurunan suhu proses destilasi dapat terjadi oleh

pengendalian yang kurang baik atau disebabkan oleh kegagalan fungsi alat pengendali.

Pengaruh penurunan suhu, terhadap kualitas produk destilasi adalah kebalikan pengaruh

kenaikan suhu proses destilasi yaitu:

a. Mengurangi jumlah atau komposisi komponen yang lebih berat.

b. Menambah jumlah atau komposisi komponen yang lebih ringan.

Pengaruh penurunan tekanan yang disebabkan oleh penurunan suhu dapat berakibat :

a. Jumlah atau persentase komponen lebih berat bertambah.

b. Jumlah atau persentase komponen lebih ringan bertambah.

Dan pengaruh kenaikan tekanan yang disebabkan oleh penurunan suhu, adalah kebalikan

dari penurunan suhu.

2.5. Evaporasi

Perpidahan kalor ke zat cair mendidih yang sering ditemukan sehingga sering di

tangani sebagai operasi tersendiri, operasi itu disebut evaporasi atau penguapan

(evaporation). Tujuan evaporasi adalah untuk menguapkan larutan yang terdiri dari zat

terlarut yang tak mudah menguap dan larutan yang mudah menguap. Dalam kebanyakan

proses evaporasi, pelarutnya adalah air, evaporasi dilakukan dengan menguapkan

sebagian dari pelarut sehingga didapatkan larutan zat cair yang pekat yang memiliki

konsentrasi lebih tinggi. Biasanya dalam evaporasi, zat cair pekat itulah yang merupakan

18

produk yang berharga dan uapnya di kondensasikan dan dibuang. Tetapi, dalam situasi

tertentu kebalikannya yang benar.

2.5.1. Operasi efek tunggal dan efek ganda

Kebanyakan evaporator dipanaskan dengan uap yang kondensasi diatas tabung-

tabung logam. Bahan yang akan di evaporasi biasanya mengalir didalam tabung. Uap

yang digunakan biasanya uap bertekanan rendah, di bawah 3 atm abs, zat cair yang

mendidih biasanya berada dalam vakum sedang, yaitu sampai kira-kira 0.05 atm abs.

Bila kita menggunakan satu evaporator saja, uap yang mendidih dikondensasikan

dan dibuang. Metode ini biasanya disebut evaporator efek tunggal (single-effect

evaporation) walaupun sederhana, namun proses ini tidak efektif dalam penggunaan uap.

Untuk menguapkan 1 lb air dari larutan, diperlukan 1 sampe 1.3 lb uap. Jika uap dari

evaporator dimasukkan kedalam rongga uap (steam chest) evaporator kedua. Dan uap

yang dari evaporator ke dua dimasukan ke kondensor, maka operasi itu akan menjadi

efek dua kali atau efek dua (double efek).

2.5.2. Jenis-jenis evaporator

Jenis-jenis utama evaporator tabung dengan pemasukan uap yang banyak dewasa

ini adalah :

1. Evaporator vertikal tabung pajang

a. Aliran ke atas (film-panjat)

b. Aliran ke bawah (film-jatuh)

c. Sirkulasi paksa.

2. Evaporator film-aduk

Evaporator dapat dioperasikan menjadi satu lintas atau unit sirkulasi. Dalam

operasi satu lintas, cairan itu unit pekat dilewatkan dalam suatu tabung hanya satu kali

lewat saja, uapnya lepas dan keluar umpan seluruh dari cairan dalam evaporasi

dilaksanakan dalam satu lintas saja. Rasio evaporasi terhadap umpan pada dalam sutu

lintas itu terbatas, jadi evaporator ini cocok digunakan untuk operasi efek berganda, di

mana pemekatan total dibagi-bagi dalam beberapa efek. Pada evaporator sirkulasi

(circulation evaporator) terdapat suatu kolom zat cair di dalam alat itu. Uap masuk

bercampur dengan zat cair didalam kolam, dan campuran itu lalu dialirkan melalui

19

tabung- tabung evaporator. Zat cair yang tidak menguap dikeluarkan dari tabung kembali

ke kolam, sehingga sebagian saja dari keseluruhan evaporasi yang berlangsung dalam

suatu lewatan. Evaporasi paksa biasanya semuanya dioperasikan dalam cara ini

evaporator film panjat biasanya unit sirkulasi.

2.6. Kondensor

Kondensor adalah peranti penukar kalor khusus yang digunakan untuk

mencairkan uap dengan mengambil kalor. Kalor laten diambil dengan menyerapnya ke

dalam zat cair yang lebih dingin yang disebut pendingin (coolant). Karena suhu

pendingin di dalam kondensor itu meningkat karena itu, maka alat itu dengan demikian

juga bekerja sebagai pemanas. Namun sebagai fungsinya, kegiatan kondensasi itulah

yang terlebih penting , dan hal ini tercermin pada namanya. Kondensor dapat dibagi atas

dua golongan yaitu :

1. Dalam golongan pertama yang disebut kondensor jenis selongsong-dan-tabung

(shell and tube condenser), uap yang dikondensasi dipisahkan dari pendingin

oleh permukaan perpindahan kalor berbentuk tabung.

2. Dalam golongan kedua yang disebut kondensor kontak (contact condenser) ,arus

pendingin dan arus uap yang keduanya biasanya adalah air, bercampur secara

fisik , dan meninggalkan kondensor sebagai satu arus tunggal.

20

BAB 3

TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

3.1. Tujuan

Tujuan Khusus :

Mengembangkan teknologi produksi arak bali yang dapat menghasilkan arak bali

dengan kapasitas tinggi dan kualitas lebih besar dari 90 %, sehingga ketersediaanya

cukup dan dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti premium pada

kendaraan bermotor.

Tujuan Umum :

Mendukung kebijakan pemerintah dalam usaha mencegah terjadinya kelangkaan

energi bahan bakar, meningkatkan pemanfaatan energi alternative pada tahun 2022 dan

mencari sumber energi baru dan terbarukan. Meningkatkan usaha perlindungan dan

pelestarian fungsi lingkungan hidup dengan pemanfatan energi ramah lingkungan.

3.2. Target Temuan/Inovasi

Target penelitian tahun pertama adalah: satu unit Teknologi Tepat Guna yaitu

Kondensor tipe serpentine tube tipe aliran fluida paksa, yang digunakan untuk

mempercepat proses kondensasi uap menjadi arak Bali cair. Produk bahan bakar

alternatif yaitu arak Bali dengan kualitas > 90 %. Artikel di berkala ilmiah nasional

pada Jurnal Teknik Mesin.

Target penelitian tahun kedua adalah : pembuktian secara ilmiah penggunaan arak

bali dengan kualitas > 90 % pada mesin kendaraan dengan cara mengaplikasikan secara

langsung penggunaan arak bali sebagai bahan bakar pada mesin kendaraan. Artikel di

berkala ilmiah nasional pada Jurnal Teknik Mesin UNUD. Bahan ajar pada Mata

kuliah Bahan Bakar dan Motor Bakar Dalam.

21

BAB 4

METODE PENELITIAN

4.1. Bagan Alir Penelitian

Penelitian dan hasil dari kegiatan penelitian yang telah dilaksanakan dengan

indikator capaian setiap kegiatan penelitian yaitu pemanfaatan arak bali sebagai bahan

bakar alternative pada mesin kendaraan.

Gambar 2. Roadmap penelitian

4.2. Gambaran umum peralatan destilaor dilengkapi kondensor aliran fluida paksa

Gambar 3. Diagram peralatan destilator kontinyu bertingkat

Bak penampung (1) sebagai tempat penampung nira atau bahan baku dengan

volume 20 liter, dengan ukuran 50 cm x 50 cm x 50 cm. Pompa (2) sebagai alat untuk

memompakan nira dari bak penampung menuju spreyer (5) melewati pipa saluran suply

TARGET AKHIR

2006 2007 2008 2009 2010 2012 2013 2014 2015

Kegiatan

penelitian dan

pengabdian



mem


mem


premium

Hasil dari kegiatan




bakar

mesin


kompresi terhadap

unjuk kerja mesin

empat langkah

menggunakan

arak

bali sebagai bahan

bakar"



Penghasil Bahan

Bakar Alternatif

dari Bahan

Dasar Arak Bali"



variasi tem



arak bali




mencapai 89,5

%


studi literatur


terhadap


sebagai bahan

bakar sepeda motor

empat langkah

Pem

anfaatan



dengan variasi

rasio kompresi.


penghasil bahan

bakar alternatif

berbahan

dasar arak bali



kapasitas dan


bali

Makalh ilmiah sem

inar Nasional

"Kajian teknis pem

anfaatan

arak

bali sebagai bahan

bakar alternatif

pada mesin injeksi"


ARAK BALI KUALITA

S . 90 %

Penerapan

Arak sebagai bahan

bakar

pada mesin

Bahan

bakar Baru


1. Teknologi Tepat

Guna penghasil

arak bali dengan

kualitas > 90 % .

3. menanggulangi

kelangkaan bahan

bakar pada tahun

2022

2. Bahan bakar

alternative

pengganti

premium

2011




RTIKEL ILMIAH,


penghasil bahan

bakar alternatif

berbahan

dasar arak bali

Kajian teknis pem

anfaatan

arak bali

sebagai bahan


pem

bakaran

tipe injeksi

Peningkatan


bali sebagai bahan

bakar alternative


bertingkat.

Peningkatan


bali sebagai bahan

bakar alternative


bertingkat.

Penerapan



Bahan


Kualitas Dan

Kapasitas Produksi

22

(4) sehingga terjadi pengabutan pada bagian atas kolom/ketel (6), akibat berat jenis lebih

besar maka nira pada kolom (6) akan mengalir kebawah, bersamaan dengan itu juga ada

aliran uap nira dari bagian bawah kolom (6) akibat pemanasan oleh pemanas (8),

sehingga terjadilah kontak lawan arah antara uap nira dari bagian bawah kolom dengan

nira dari bagian atas kolom secara konveksi. Pemanas (8) berdaya 1000 Watt dan bekerja

sesuai dengan temperatur seting (7) yang diseting dengan thermoseting (9). Akibat

adanya pergerakan uap kebagian atas kolom dengan nira kebagian bawah kolom akan

terjadi proses penguapan untuk partikel yang mudah menguap dan terkondensasi untuk

partikel yang susah menguap secara konveksi. Cairan yang tidak menguap akan

tertampung pada bagian bawah kolom, dan bila jumlahnya berlebihan akan dikembalikan

ke bak (1) melalui saluran pelimpah (3). Uap yang sampai pada bagian atas kolom

selanjutnya mengalir menuju kondensor (12). Dengan bantuan aliran paksa air pendingin

oleh pompa (16) dari bak air (17) melewati kondensor, maka uap yang mengalir dalam

kondensor akan terkondensasi menjadi kondensat yang selanjutnya ditampung pada botol

(15). Proses tersebut berlangsung secara terus menerus (kontinu).

4.2.1 Proses kerja Destilator bertingkat

Proses kerja ketel arak tipe bertingkat yaitu bahan baku nira yang digunakan

dituang ke dalam bak penampung nira (1) yang nantinya akan dialirkan oleh pompa (2)

menuju spray (5) dan menghasilkan pancaran fluida bertekanan yang masuk kedalam

ketel (6). Setelah ketel terisi maka thermoseting (9) diatur konstan pada temperatur 80˚C.

Fluida yang telah panas dan mengalami penguapan maka akan cenderung

bergerak keatas akibat dari perubahan berat jenis fluida. Uap yang bergerak keatas akan

melewati varporated plate yang dipasang bertingkat dan mengalami perpindahan panas

secara konveksi pada vaporated plate bertingkat. Perpindahan panas juga terjadi antara

fluida yang dipancarkan oleh spray dengan uap yang naik melewati vaporated plate dan

perpindahan panas konduksi antara permukaan dinding bawah dengan bagian dalam dan

juga dengan permukaan dinding bagian atas akibat adanya perbedaan temperatur. Fluida

yang sampai kebawah akan dipanaskan kembali oleh pemanas dan mengalami proses

yang sama. Jika fluida berlebih akan langsung terbuang ke bak penampungan nira untuk

dialirkan kembali ke dalam ketel melewati saluran spreyer. Uap akan dialirkan melalui

23

pipa saluran masuk kedalam kondensor dan akan mengalami proses pendinginan oleh air

pendingin hingga menjadi arak bali yang akan dialirkan menuju media penampung.

4.3. Pengujian destilator arak

4.3.1. Mesin destilasi arak bali

Mesin destilasi arak terdiri dari dua bagian komponen utama yaitu ketel dan

kondensor, dan juga beberapa bagian komponen tambahan. Adapun dimensi dari bagian-

bagian tersebut adalah :

Ketel

1. Ketel terbuat dari plat stainless stell dengan ketebalan 0,8 mm.

2. Kontruksi elemen pemanas (heater).

3. Tutup ketel terbuat dari plat stainless stell dengan ketebalan 0,8 mm.

4. Tempat thermo setting terbuat dari plat stainless stell dengan ketebalan 0,8

mm.

Kondensor

1. Saluran masuk kondensor terbuat dari pipa stainless stell dengan diameter

1 inch.

2. Tipe kondensor yang dipakai adalah tipe serpentine tube bersirif.

3. Tube dan sirif terbuat dari pipa tembaga.

4.3.2. Alat ukur

Adapun beberapa alat-alat ukur yang digunakan dalam percobaan adalah sebagai

berikut :

1. Thermometer sebanyak 4 buah untuk mengukur temperatur fluida sisi masuk

dan sisi keluar

2. Stopwatch sebanyak 1 buah yang digunakan sebagai alat pencatat waktu selama

percobaan.

3. Voltmeter/ampermeter sebanyak 1 buah yang digunakan untuk mengukur daya

listrik yang masuk ke heater

4. Gelas ukur sebanyak 1 buah digunakan untuk debit aliran fluida yang keluar

dari kondensor

24

5. Thermocopel sebanyak 5 buah untuk mengukur distribusi temperatur uap pada

kolom destilasi bertingkat.

4.3.3. Langkah pengujian destilator arak bali

Adapun pengujian ini dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja destilator arak bali

hasil rancangan, dengan langkah pengujian yang dilakukan sebagai berikut :

1. Nira yang dipakai sebagai bahan dasar diasumsikan kualitasnya sama yaitu dari

nira pohon lontar.

2. Menempatkan alat-alat ukur

3. Hidupkan pompa nira (1)

4. Hidupkan pemanas destilator 1 dan mengatur temperature pada 80 oC.

5. Hidupkan pompa kondensor (16)

6. Hidupkan pompa nira (2)

7. Hidupkan pemanas destilator 2 dan mengatur temperature pada 60 oC.

8. Tunggu sampai tetesan pertama pada botol (15)

9. Ambil data sebagai berikut :

Waktu pengoperasian ketel arak (t) dalam jam

Volume arak hasil (V) dalam ml

Temperatur uap masuk kondensor (Tu.in) dalam 0 C

Temperatur cairan arak keluar kondensor (T u.out) dalam 0C

Temperatur fluida pendingin masuk kondensor (Tw in) dalam 0 C

Ambil sample arak untuk diuji dai lab. Kimia Analitik.

25

Air Masuk

Air Keluar

Posisi 1 Posisi 2 Posisi 3 Posisi 4

27.44 27.6 38.22 38.14 39.09 39.14

27,81 28.09 42.8 43.69 45.09 45.31

28,11 28.29 56.55 56.65 57.08 57.63

28,40 28.58 66.63 66.84 68.25 68.93

28.59 28.87 71.21 71.47 71.68 72.01

28.88 29.07 73.96 74.24 75.68 76.12

29.07 29.26 75.79 76.09 76.82 77.15

29.26 29.55 77.62 77.94 78.54 79.2

28.55 29.75 77.62 77.94 78.54 79.2

28.74 29.94 77.62 77.94 78.54 79.2

28.93 30,14 77.62 77.94 78.54 79.2

29.64 29.94 77.62 77.94 78.54 79.2

110.ml

Distribusi Temperatur Ketel (OC)Temperatur Kondensor

Vhasil Waktu Operasi

(jam)top

2:00:00

Ketel Arak Tipe

Kontinyu

Satu Tingkat

BAB 5

DATA DAN PEMBAHASAN PENELITIAN

5.1. Perlakuan Pada Kondensasi Aliran Paksa Satu Tingkat.

Dari proses destilasi pada destilator kontinu satu tingkat dengan proses

kondensasi aliran fluida paksa yang telah dilakukan dengan menggunakan bahan dasar

arak bali yang berasal dari nira enau, maka diperoleh data distribusi temperatur pada ketel

dan kondensor seperti pada tabel berikut :

Tabel 1. Data distribusi temperatur pada destilator satu tingkat aliran fluida paksa

Gambar 4. Distribusi temperatur pada destilator satu tingkat aliran fluida paksa

26

Air Masuk

Air Keluar


26 26.14 33.64 35.36 39.09 40.17

26.09 26.24 43.72 44.62 47.66 48.39

26.28 26.43 52.88 53.88 55.38 56.6

26.57 26.72 60.21 61.28 62.24 62.77

26.86 26.92 63.88 65.91 68.25 69.96

27.15 27.21 65.71 68.69 73.67 73.04

27.34 27.41 67.54 70.54 73.67 73.07

27.53 27.7 68.46 72.39 74.25 74.07

27.72 27.9 70.29 73.32 74.25 75.09

27.92 28.09 70.29 73.32 74.25 75.09

28.11 28.29 70.29 73.32 74.25 75.09

28.30 28.48 70.29 73.32 74.25 75.09

Vhasil

Waktu Operasi

(jam)

Distribusi Temperatur Ketel (OC)

2:00:0040,5 ml

Temperatur KondensorKetel Arak

Tipe Kontinyu

DuaTingkat

Dari proses destilasi pada destilator kontinu satu tingkat yang telah dilakukan

dengan menggunakan bahan dasar arak bali, maka dapat dianalisa distribusi temperatur

pada kolom evaporator seperti berikut. Hasil dari destilasi pada destilator satu tingkat

dengan menggunakan 6 liter bahan baku arak Bali menghasilkan 110 ml selama 120

menit dengan laju produksi sebesar 55 ml/jam. Dengan distribusi temperatur pada setiap

posisi pengukuran baik pada kondensor maupun pada ketel pemanas seperti gambar 4.1.

Dari gambar 4.1, dari 10 menit sampai 50 menit waktu operasi proses pemanasan

berlangsung distribusi temperatur pada setiap posisi pengukuran cendrung mengalami

peningkatan, dan diatas waktu 70 menit memiliki kecendrungan konstan atau mengarah

pada kondisi steady state. Artinya proses penguapan terjadi setelah proses pemanasan

berlangsung selama 50 menit, terlihat temperatur capaian pada saat 50 menit mencapai

temperatur penguapan ethanol sekitar 70 OC.

5.2. Perlakuan Pada Kondensasi Aliran Paksa Dua Tingkat.

Dari proses destilasi pada destilator kontinu dua tingkat menggunakan kondensor

aliran fluida paksa yang telah dilakukan dengan menggunakan bahan dasar arak bali yang

berasal dari nira enau, maka diperoleh data distribusi temperatur baik pada ketel maupun

pada kondensor seperti pada tabel berikut :

Tabel 2. Data distribusi temperatur pada destilator dua tingkat aliran fluida paksa

Dari proses destilasi pada destilator kontinu dua tingkat yang telah dilakukan

dengan menggunakan bahan dasar arak bali, maka dapat dianalisa pola distribusi

27

temperatur pada kolom evaporator sebagai berikut. Hasil dari destilasi pada destilator dua

tingkat dengan menggunakan 6 liter bahan baku arak Bali menghasilkan 40,5 ml selama

120 menit, dengan laju produksi sebesar 20,25 ml/jam. Dengan pola distribusi temperatur

pada setiap posisi pengukuran baik pada kondensor maupun pada ketel pemanas seperti

grafik di bawah ini.

Gambar 5. Distribusi temperatur pada destilator dua tingkat aliran fluida paksa

Dari gambar diatas, selama waktu operasi lima puluh menit pertama distribusi

temperatur mengalami kecendrungan meningkat secara linier, dan semakin lama proses

pemanasan berlangsung nilai distribusi temperatur pada setiap posisi pengukuran

cendrung konstan atau mengarah pada kondisi steady state. Artinya pada destilator dua

tingkat proses penguapan terjadi setelah proses pemanasan berlangsung selama 50 menit,

terlihat temperatur capaian pada saat 40 menit mencapai temperatur penguapan ethanol

sekitar 65 OC. Lebih cepat 10 menit dari model destilator satu tingkat.

5.3. Perlakuan Pada Kondensasi Aliran Paksa Tiga Tingkat.

Dari proses destilasi pada destilator kontinu tiga tingkat dengan menggunakan

kondensasi aliran fluida paksa yang telah dilakukan dengan menggunakan bahan dasar

arak bali yang berasal dari nira enau, maka diperoleh data pola distribusi temperatur

seperti pada tabel berikut :

28

Air Masuk

0C

Air Keluar

0C


28.40 28.58 38.22 38.14 39.09 39.14

28.59 28.77 45.55 46.47 46.81 47.36

28.11 28.29 51.96 52.02 54.53 55.56

28.20 28.38 53.8 55.73 56.24 57.63

28.40 28.58 55.63 56.65 57.96 58.66

28.49 28.87 56.55 58.51 58.81 59.69

28.68 28.97 57.46 58.51 58.81 59.69

28.78 29.07 57.46 59.43 59.67 59.69

28.88 29.26 58.38 59.43 59.67 60.71

28.97 29.36 58.38 59.43 59.67 60.71

29.16 29.46 58.38 59.43 59.67 60.71

29.26 29.55 58.38 59.43 59.67 60.71

Distribusi Temperatur KetelWaktu

Operasional (jam)

Vhasil

Ketel Arak Tipe

Kontinyu

Tiga Tingkat

12.5.ml

Temperatur

2:00:00

Tabel 3. Data distribusi temperatur pada destilator tiga tingkat aliran fluida paksa

Dari gambar dibawah, tiga puluh menit pertama pola distribusi temperatur

mengalami kecendrungan meningkat, diatas 30 menit waktu proses pemanasan

berlangsung pola distribusi temperatur pada setiap posisi pengukuran cendrung konstan

atau mengarah pada kondisi steady state.

Gambar 6. Distribusi temperatur pada destilator tiga tingkat aliran fluida paksa

Artinya pada destilator tiga tingkat proses penguapan terjadi setelah proses

pemanasan berlangsung selama 30 menit, terlihat temperatur capaian pada saat 30 menit

29

mencapai temperatur penguapan ethanol sekitar 56 OC. Lebih cepat 20 menit dari dua

tingkat. Dari proses destilasi pada destilator kontinu tiga tingkat yang telah dilakukan

dengan menggunakan bahan dasar arak bali, maka dapat dianalisa pola distribusi

temperatur pada kolom evaporator seperti berikut : Hasil dari destilasi pada destilator tiga

tingkat dengan menggunakan 6 liter bahan baku arak Bali menghasilkan 12,5 ml selama

120 menit dengan laju produksi 6,25 ml/jam. Dengan pola distribusi temperatur pada

setiap posisi pengukuran baik pada kondensor maupun pada ketel pemanas seperti grafik

di bawah ini.

5.4. Perbandingan jumlah tingkat terhadap kapasitas dan kualitas

Tabel 4. Data Perbandingan jumlah tingkat terhadap kapasitas dan kualitas

Gambar 7. Distribusi temperatur pada destilator tiga tingkat aliran fluida paksa

Ketel Arak Tipe Kontinyu Volume

Hasil (ml)

Waktu

Operasi

(jam)

Laju

Produksi

(ml/jam)

Kwalitas

Produksi

(%)

Satu Tingkat 110 2 55 68.59

Dua Tingkat 40.5 2 20.25 84.64

Tiga Tingkat 12.5 2 6.25 94.86

30

Dari semua grafik diatas dapat dijelaskan bahwa, semakin banyak tingkat

destilator mempengaruhi rata-rata pola distribusi temperatur proses mengalami

penurunan. Pada setiap tingkat proses distribusi temperatur menunjukan trend yang sama.

Hal ini menunjukan bahwa proses penguapan berlangsung pada evaporator lebih cepat.

Tetapi sebaliknya laju produksi mengalami penurunan, hal ini dipengaruhi oleh proses

kondensasi pada kondensor yang masih lambat. Dari grafik diatas dapat dijelskan bahwa

semakin banyak tingkat destilator kontinu berpengaruh pola distribusi temperatur

penguapan semakin rendah, sebaliknya semakin banyak tingkat destilator kontinu

berpengaruh laju produksi yang semakin rendah.

5.5. ANALISA

Dari semua grafik diatas dapat dijelaskan bahwa, semakin banyak tingkat

destilator mempengaruhi rata-rata pola distribusi temperatur proses mengalami

penurunan. Pada setiap tingkat proses distribusi temperatur menunjukan trend yang sama.

Hal ini menunjukan bahwa proses penguapan berlangsung pada evaporator lebih cepat.

Tetapi sebaliknya laju produksi mengalami penurunan, hal ini dipengaruhi oleh proses

kondensasi pada kondensor yang masih lambat.

Dari grafik diatas dapat dibagi dalam dua zone antara lain : untuk satu dan dua

tingkat destilator, Zone 10 menit sampai sampai 50 menit adalah proses pemanasan

etanol sampai mencapai temperatur 70 oC. Zone 50 meint sampai 120 menit merupakan

proses penguapan ethanol. Dan untuk destilator 3 tingkat zone 10 menit sampai 30 menit

merupakan zone proses pemanasan, zone 30 sampai 120 menit terlihat sebagai zone

penguapan.

Dari grafik diatas dapat dijelskan bahwa semakin banyak tingkat destilator

kontinu berpengaruh pola distribusi temperatur penguapan semakin rendah, sebaliknya

semakin banyak tingkat destilator kontinu berpengaruh laju produksi yang semakin

rendah.

31

BAB 6

RENCANA TAHAP BERIKUTNYA

6.1. Rencana Kedepan.

Berdasarkan gambar dibawah rencana kedepan dari penelitian ini adalah

sebagai berikut :

TARGET AKHIR

2006 2007 2008 2009 2010 2012 2013 2014 2015

Kegiatan

penelitian dan

pengabdian



mem


mem


premium

Hasil dari kegiatan




bakar

mesin


kompresi terhadap

unjuk kerja mesin

empat langkah

menggunakan

arak

bali sebagai bahan

bakar"



Penghasil Bahan

Bakar Alternatif

dari Bahan

Dasar Arak Bali"



variasi tem



arak bali




mencapai 89,5

%


studi literatur


terhadap


sebagai bahan

bakar sepeda motor

empat langkah

Pem

anfaatan



dengan variasi

rasio kompresi.


penghasil bahan

bakar alternatif

berbahan

dasar arak bali



kapasitas dan


bali

Makalh ilmiah sem

inar Nasional

"Kajian teknis pem

anfaatan

arak

bali sebagai bahan

bakar alternatif

pada mesin injeksi"


ARAK BALI KUALITA

S . 90 %

Penerapan

Arak sebagai bahan

bakar

pada mesin

Bahan

bakar Baru


1. Teknologi Tepat

Guna penghasil

arak bali dengan

kualitas > 90 % .

3. menanggulangi

kelangkaan bahan

bakar pada tahun

2022

2. Bahan bakar

alternative

pengganti

premium

2011




RTIKEL ILMIAH,


penghasil bahan

bakar alternatif

berbahan

dasar arak bali

Kajian teknis pem

anfaatan

arak bali

sebagai bahan


pem

bakaran

tipe injeksi

Peningkatan


bali sebagai bahan

bakar alternative


bertingkat.

Peningkatan


bali sebagai bahan

bakar alternative


bertingkat.

Penerapan



Bahan


Kualitas Dan

Kapasitas Produksi

32

BAB 7

KESIMPULAN DAN SARAN

7.1. Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilaksanakan dapat dijelskan bahwa : Semakin banyak tingkat

destilator kontinu berpengaruh pola distribusi temperatur penguapan semakin rendah, dan

semakin banyak tingkat destilator kontinu berpengaruh laju produksi yang semakin rendah,

sebaliknya kualitas produksi semakin besar.

7.2. Saran

Dari keseluruhan penelitian yang sudah dilakukan ada bebrapa hal yang perlu

disarankan pada peneliti berikutnya :

1. Untuk menjaga agar kualitas bahan baku tetap sama sebaiknya

menggunakan bahan baku yang memiliki kualitas yang konstan.

2. Untuk penyempurnaan dari sistem perlu diadakan penelitian lanjutan, terhadap

penggunaan bahan baku dari berbagai sumber seperti dari buah-buahan yang

busuk, dan lainnya. Dan pengujian pada kendaraan juga harus diuji terhadap daya

dan SFC mesin.

33

DAFTAR PUSTAKA

A.K. Shaha. 1974. “ Combustion Engineering and Fuel Technology”. Oxford & IBH

Publishing Co., New Delhi.

Arismunandar, W. 1988. Motor Bakar Torak. ITB Bandung.

Edward, F.,1973, Internal Combustion Engine and Air Pollution. Third Edition. Harper

& Row. Publisher. New York. Hager Stownson Francisco.

Julian, C., 1990, Operasi Teknik Kimia. Edisi ke empat. Jilid 2. Erlangga.

Keenan. Kleinfelter.Dkk.1984.” Kimia Untuk Universitas”.Edisi ke enam. Erlangga

,Jakarta

Sukadana, 2007, ” Pengaruh variasi rasio kompresi terhadap emisi dengan arak bali

sebagai bahan bakar sepeda motor empat langkah”, Laporan Penelitian, Universitas

Udayana.

Sukadana, 2008, ” Pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar mesin 4 langkah dengan

variasi rasio kompresi”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Sukadana, 2009, 2010, ” Kajian teknis destilator tipe continu penghasil bahan bakar

alternatif berbahan dasar arak bali”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Sukadana, 2011, ” Kajian teknis pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar alternatif

mesin pembakaran tipe injeksi”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Sukadana, 2011, ” Kajian teknis distilator kolom bertingkat tipe kontinu terhadap

kapasitas dan kualitas produksi arak bali”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Sukadana, 2013, ” Peningkatan kualitas produksi arak bali sebagai bahan bakar

alternative dengan metode distilasi Kontinyu bertingkat”, Laporan Penelitian,

Universitas Udayana.

Yuli Setyo Indartono. 2005 Bioethanol, Alternatif Energi Terbarukan : Kajian Prestasi

Mesin dan Implementasi di Lapangan.

34

Lampiran 1. Instrumen Penelitian

1.1. Digital display Temperatur

1.2. Electrical on/of pompa

35

1.3. Alat uji kadar etanol

1.4. Destilator (evaporator dan kondensor)

36

Lampiran 2. Biodata Peneliti

I. IDENTITAS DIRI .

1. Riwayat Hidup Ketua Peneliti

1 Nama Lengkap (dengan gelar) I Gusti Ngurah Putu Tenaya, ST., MT. L/P 2 Jabatan Fungsional Lektor Kepala 3 Jabatan Struktural - 4. NIP/NIK/No.Identitas lainnya 19680726 199603 1 001 5. NIDN 0026076804 6. Tempat dan Tanggal Lahir Petang-Badung, 26 Juli 1968 7. Alamat Rumah Br. Petang, Desa Petang, Kec. Petang, Kab.

Badung 8. Nomor Telepon/Faks /HP 08123616825 9. Alamat Kantor Bukit Jimbaran 10. Nomor Telepon/Faks 0361-703321 11. Alamat e-mail [email protected] 12 Lulusan yang telah dihasilkan S-1= 29 orang; S-2= …orang; S-3= ….orang 13 Mata Kuliah yang diampu 1. Motor Bakar Dalam

2. BB, Pelumas & T. Pembakaran 3. Kalkulus II 4. Aljabar Linier

B. Riwayat Pendidikan

Program S-1 S-2 S-3

Nama Perguruan Tinggi Universitas Udayana

Universitas Brawijaya

Bidang Ilmu Teknik Mesin Teknik Mesin Tahun Masuk 1988 2005 Tahun Lulus 1994 2007 Judul Skripsi/Thesis/Desertasi

Analisa Perpindahan Panas Terhadap Selubung Bangunan Dalam Pengkondisian Udara

Pengaruh Temperatur Reaktan Terhadap Bentuk dan Kecepatan Rambat Api Premixed Berbahan Bakar Gas Pada Ruang Bakar Model Helle Shaw Cell

Nama Pembimbing/Promotor

1. Ir Budi Kukuh Widodo, MS

2. Ir. I Wayan Bandem Adnyana, MT

1. Dr. Eng. Anindito Purnowidodo, ST, M.Eng.

2. Mega Nur Sasongko, ST, MT

37

C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir

No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan Sumber Jml

(Juta Rp.)

1 2007 Analisa Variasi Jarak Pembuluh Terhadap Unjuk Kerja Kondensor Kulkas

Dosen Muda (DP2M-DIKTI)

7,5

2 2007 Studi Eksperimental Pengaruh Variasi Bilangan Reynolds Dan Sudut Perletakan Terhadap Unjuk Kerja Alat Penukar Panas Tipe Pembuluh Aliran Melintang


7,5

3 2008 Analisa Variasi Geometri Sirip Terhadap Unjuk Kerja Kondensor Kulkas (Anggota Tim)

DIPA UDAYANA 5

4 2009 Kajian Teknis Destilator Tipe Kontinyu Penghasil Bahan Bakar Alternatif Dari Bahan Dasar Arak Bali (Anggota Tim)

Hibah Kompetitif Penelitian Sesuai Prioritas Nasional Batch II

78

5 2010 Kajian teknis destilator tipe continu penghasil bahan bakar alternatif berbahan dasar arak bali (Tahun II)

Penelitian prioritas nasional DP2M-DIKTI

70

6 2011 Pengaruh Air Fuel Ratio Terhadap Emisi Gas Buang Berbahan Bakar LPG Pada Ruang Bakar Model Helle Shaw Cell (Ketua)

Hibah Penelitian Jurusan Teknik Mesin Dengan Dana Dipa Unud No : 0791/023-04.2.01/20/2011

10

7 2011 Pengembangan Media Pembelajaran Berbasis Komputer Guna Meningkatkan Pemahaman Mahasiswa Pada Mata Kuliah Aljabar Linear (Ketua)

Program Hibah Kompetisi Berbasis Institusi Universitas Udayana

25

D. Pengalaman Pengabdian kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir

No. Tahun Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Pendanaan Sumber Jml (Juta

Rp.) 1 2008 Bantuan Teknik Perencanaan Proyek

”Clean Water Assintese”. Desa Tajen, Kec. Penebel, Kab. Tabanan

Rotary Club -

2 2008 Peningkatan Produksi Kopi Melalui Penerapan Mesin Pengupas Kulit Kopi Semi Otomatis Pada Petani Kecil Desa

DP2M 15

38

Busung Biu, Kab. Tabanan 3 2009 Bantuan Teknis Untuk Pembangunan

Proyek Pompa Hydram dan Distribusi Air Bersih Desa Munduktemu, Kec. Pupuan, Kab. Tabanan

DP2M 15

4 2009 Bantuan Teknis Perencanan dan Pengawasan Pembangunan Penampungan Air Bersih / Cubang Desa Tulamben, Tianyar Kubu, Kec. Kubu, Kab. Karangasem

DP2M 15

5 2009 Bantuan Teknis dan Sosialisasi Mesin Pencacah Bumbu dan Pencabut Bulu Ayam Untuk Kerja Adat Br. Adat Kapit, Desa Nyalian, Kab. Klungkung

DIPA UDAYANA

4

6 2010 Bantuan Teknis Pembangunan Sistem Pompa Hydram dan Sistem Air Bersih Banjar Kebonjero Kauh Desa Munduktemu Kec. Pupuan Kab. Tabanan

Rotary Club -

7 2010 Bimbingan Teknis Perencanaan Dan Pemasangan Sistem Perpipaan Air Bersih Br. Penganggahan Desa Tengkudak Tabanan

Rotary Club -

8 2011 Perencanaan dan Kajian Teknis Sistem Perpipaan Air Bersih Desa Kendran Tegalalang Gianyar

DIPA UDAYANA

4

9 2011 Kajian Ekonomis dan Penyuluhan Sistem PAM Swadaya/Swakelola Desa Kendran Tegalalang Gianyar

DIPA UDAYANA

4

E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir

No. Judul Artikel Ilmiah Volume/Nomor

Nama Jurnal

1 Pengaruh Temperatur Reaktan Terhadap Bentuk dan Kecepatan Rambat Api Premixed Berbahan Bakar Gas Pada Ruang Bakar Model Helle shaw Cell

Vol. 9 / No. 1 Jurnal Teknik Industri Universitas Muhamadyah Malang. Terakreditasi, ISSN 1978 – 1431, 2008

2 Kajian Teknis Destilator Tipe Kontinyu Penghasil Bahan Bakar Alternatif Dari Bahan Dasar Arak Bali

Vol. 3 / No.2

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin (JTM), UNUD. ISSN 1979-2468, 2009

3 Fuel Feeder Tipe Ulir Untuk Bahan Bakar Biomasa

Vol. 3 / No.2 Jurnal Ilmiah Teknik Mesin (JTM), UNUD. ISSN 1979-2468, Oktober 2009

4 Formasi Gas Buang Pada Pembakaran Vol. 3 / No.2 Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

39

Fluidized Bed Sekam Padi (JTM), UNUD. ISSN 1979-2468, Oktober 2009

5 Pengaruh Air Fuel Ratio Terhadap Emisi Gas Buang Berbahan Bakar LPG Pada Ruang Bakar Model Helle Shaw Cell

Vol V / No. 1 Jurnal Ilmiah Teknik Mesin (CAKRAM) FT Unud ISSN 1979-2468 April 2011 Hal : 39-45

6 Pengaruh Pemanasan Campuran Bahan Bakar Gas-Udara Terhadap Kecepatan Rambat Api Premixed Pada Ruang Bakar Model Helle Shaw Cell

Vol VI / No. 2 Jurnal Teknik Mesin Indonesia ISSN 1907-350X Oktober 2011 Hal : 140-148

F. Pengalaman Penyampaian Makalah Secara Oral pada Pertemuan/ Seminar Ilmiah dalam 5 Tahun Terakhir

No. Nama Pertemuan ilmiah/ Seminar

Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat

1 Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin IX

Pengaruh Pemanasan Campuran Bahan Bakar Gas-Udara Terhadap Kecepatan Rambat Api Premixed Pada Ruang Bakar Model Helle-Shaw Cell

11-15 Okttober 2010. Tempat Jurusan Teknik Mesin FT UNSRI Palembang

2 Konferensi Nasional Engineering Perhotelan (KNEP) II

Analisa Performansi Destilasi Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Penyerap Radiasi Surya Tipe Bergelombang Yang Berbahan Dasar Campuran Semen Dengan Pasir

11 September 2011, Tempat Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana

3 Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) X

Pengaruh Air Fuel Ratio Terhadap Emisi Gas Buang Berbahan Bakar LPG Pada Ruang Bakar Model Helle-Shaw Cell

2 – 3 November 2011, Tempat Jurusan Teknik Mesin Fak. Teknik Universitas Brawijaya Malang

4 Konferensi Nasional Engineering Perhotelan (KNEP) III

Pengaruh Variasi Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Unjuk Kerja Pada Sepeda Motor Empat Langkah

6 – 7 Juli 2012, Tempat Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana

40

5 Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) XI

Pengaruh Air Fuel Ratio Terhadap Kecepatan Rambat Api dan Emisi Gas Buang Berbahan Bakar LPG Pada Ruang Bakar Model Helle-Shaw Cell

16 – 17 Oktober 2012, Tempat Jurusan Teknik Mesin Fak. Teknik UGM Jogyakarta

G. Pengalaman Penulisan Buku dalam 5 Tahun Terakhir

No. Judul Buku Tahun Jumlah Halaman

Penerbit

1 Bahan Ajar Aljabar Linear

2011 112

H. Penghargaan yang Pernah Diraih dalam 10 tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi lainnya)

No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan Tahun

1 Dosen Berprestasi Jurusan Teknik Mesin FT Unud 2012

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan penelitian : Usulan Hibah Penelitian Unggulan Udayana

Denpasar, 12 Pebruari 2014 Pengusul, (I Gusti Ngurah Putu Tenaya, ST, MT)

41

2. Riwayat Anggota Peneliti 1

I. IDENTITAS DIRI .

1.1 Nama Lengkap I Gusti Ketut Sukadana, ST., MT. L/P

1.2 Jabatan Fungsional Lektor Kepala

1.3 Jabatan Struktural/Gol. PembinaTK.I/IV.b

1.4 NIP 197008201995121001

1.5 NIDN 0020087002

1.6 Tempat tanggal lahir Petang, 20 Agustus 1970

1.7 Alamat Rumah Jl. Sentanu II A No 10 Denpasar.

1.8 No. Telp/Fax/HP 03619008062/0361703321/081338598653

1.9 Alamat Kantor PS. Teknik Mesin Kampus Bukit Jimbaran

1.10 No. Telp/Fax 0361 703321

1.11 Alamat Email [email protected], [email protected]

Lulusan yang telah diselesaikan

S1 = 15 orang, S2 = 0, S3 = 0

1.11 Mata Kuliah yang Diampu 1. Thermodinamika I

2. Thermodinamika II

II. RIWAYAT PENDIDIKAN

2.1 Program S1 S2 S3 2.2 Nama PT Universitas Udayana ITS-Surabaya 2.3 Bidang Ilmu Konversi Energi Konversi Energi 2.4 Tahun

Masuk-lulus 1989-1995 2001-2003

2.6 Judul Skripsi/Tesis/Desertasi

Redesain sudu turbin gas pada mesin pesawat terbang Boing 747-400

Studi eksperimental pengaruh posisi dan jarak antar pembuluh terhadap koefisien perpindahan panas konveksi alamiah serpentine tube di dalam enclosure

2.7 Nama Pembimbing/promotor

Dr.Eng. Ir. I wayan Brata, DEA.

Ir. Budi Utomo Kukuh Widodo, ME.

42

III. PENGALAMAN PENELITIAN

No

Tahun Judul Penelitian

Pendanaan

Sumber Jumlah

(juta Rp)

1 2007

Pengaruh variasi rasio kompresi terhadap emisi dengan arak bali sebagai bahan bakar sepeda motor empat langkah

DIPA PNBP 5

2007

Pemanfaatan energi angin untuk memutar kincir angin savonious sebagai penggerak pompa air

DIPA PNBP 5

2

2007

Studi eksperimental pengaruh variasi bilangan Reynolds dan sudut perletakan terhadap unjuk kerja alat penukar panas tipe pembuluh aliran melintang


7,5

3 2007

Analisa variasi geometri sirif terhadap unjuk kerja kondensor kulkas

DIPA Udayana

5

4 2007

Rancang bangun kendaraan pengolah hasil pertanian (LEDOK)

Menristek 137

6 2008

Pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar mesin 4 langkah dengan variasi rasio kompresi.


7,5

8

2009

Kajian teknis destilator tipe continu penghasil bahan bakar alternatif berbahan dasar arak bali


78

9

2010

Kajian teknis destilator tipe continu penghasil bahan bakar alternatif berbahan dasar arak bali (Tahun II)


70

10 2011

Kajian teknis pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar alternatif mesin pembakaran tipe injeksi

DIPA-Mesin UNUD

10

11 2011

Kajian teknis distilator kolom bertingkat tipe kontinu terhadap kapasitas dan kualitas produksi arak bali

DIPA-UNUD

7,5

12 2013

Peningkatan kualitas produksi arak bali sebagai bahan bakar alternative dengan metode distilasi Kontinyu bertingkat

Hibah Bersaing

50

13 2013

Model Katup Plat, Membran, Bola Dan Setengah Bola Pada Katup Tekan Pompa Hydram

Fundamental 50

43

IV. PENGALAMAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

No

Tahun Kegiatan

Pendanaan Sumber Jumlah

(juta Rp)

1 2007

Pengenalan kendaraan pengolah hasil pertanian (KOMPERTA) di desa Penarungan Kabupaten Badung dan Kabupaten Klungkung

DIPA FT -

2 2008

Sebagai tutor pada pelatihan teknisi referigerasi servising sektor, bekerja sama dengan KLH dan UNDP

KLH 30

3 2008

Bantuan teknis pengawasan pelaksanaan proyek ”clean water assistance” Desa Tajen, Kecamatan Penebel, Kabupaten Tabanan.

Rotary Club

-

4 2008

Peningkatan produksi kripik singkong melalui penerapan mesin pemotong semi otomatis pada industri kecil/kelompok usaha

DP2M 15

5 2008

Peningkatan produksi kopi melalui penerapan mesin pengupas kulit kopi semi otomatis pada industri kecil/kelompok usaha

DP2M 15

6

2009

Tim teknis penyediaan air bersih Desa Tejakula, Kecamatan Tejakula, Kabupaten Buleleng. (pasca bencana tanah longsor, Bulan Pebruari 2009)

Bansos UNUD

-

7

2009

Manajemen pengelolaan dan perencanaan sistem distribusi air bersih di pedesaan untuk meningkatkan produktivitas industri kecil/kolompok usaha

DP2M 15

8 2009

Peningkatan produktivitas kacang asin melalui penerapan mesin pengolah kacang asin semi otomatis pada industri kecil/kolompok usaha

DP2M 15

9

2009

Bantuan teknis perancangan dan pengawasan sistem distribusi air bersih di Banjar Pengagahan, Desa Tengkudak, Kecamatan Penebel, Kabupaten Tabanan.

DIPA UNUD

4

10 2009

Penghijauan penanaman 10.000 pohon di seluruh bali, lokasi Pura Desa Pekraman Renon.

DIPA FT -

11

2009

Bantuan teknis perancangan dan pengawasan sistem pompa hydram dan distribusi air bersih di Banjar Kebon Jero Kauh, Desa Munduk Temu, Kecamatan Pupuan, Kabupaten Tabanan

Rotary Club

-

12 2009

Bantuan teknis perancangan dan pengawasan pembuatan cubang air di Desa Kubu, Tianyar, Kecamatan Kubu, Kabupaten Karangasem.

Rotary Club

-

13 2010

Peningkatan kualitas Air Bersih di Banjar Desaanyar Desa Lalanglinggah-Tabanan.

DIPA UNUD

4

44

14 2010

Bimbingan Teknis Perencanaan dan Pemasangan Sistem Perpipaan Air Bersih di Banjar Penganggahan Desa Tengkudak-Tabanan.

Rotary Club

-

15 2010

Peningkatan kualitas produksi kopi bali dengan penerapan mesin sangrai semi otomatis di desa Munduktemu-Tabanan.

DIPA UNUD

2

16 2010

IbM Kolompok Usaha Tani Sari Murni Banjar Kebon Jero Desa Munduk Temu Kecamatan Pupuan Kabupaten Tabanan

DP2M 50

17

2010

Bantuan Teknis Pengawasan Pelaksanaan Proyek “Clean Water Assistance” Desa Bontihing Kecamatan Kubutambahan Kabupaten Buleleng Provinsi Bali, Indonesia.

Rotary Club

-

18

2010

Bantuan Teknis “Pembangunan Proyek Distribusi/Pemipaan Air Bersih” Clean Water Assistance” Banjar Desaanyar, Desa Lalanglinggah Kecamatan Selemadeg Barat Kabupaten Tabanan Provinsi Bali, Indonesia.

Rotary Club

-

19 2011

Kajian ekonomis dan penyuluhan sistem PAM swadaya/swakelola di desa Kendran, Tegallalang-Gianyar

DIPA UNUD

4

20 2011

Perencanaan dan Kajian Teknis Sistem Perpipaan Air Bersih di DesaKendran-Gianyar

DIPA UNUD

4

21 2012

Pendampingan Teknis Perancangan Bak Penyarig Air Di Banjar Desaanyar Desa Lalanglinggah- Tabanan

DIPA UNUD

4

22 2012

Pengenalan Teknologi Pembuatan Pupuk Kompos Untuk Meningkatkan Produktivitas Masyarakat

DIPA UNUD

4

23 2013

Pendampingan Teknis Pemasangan Sistem Perpipaan Air Bersih Swadaya di Desa Bulian-Singaraja

DIPA UNUD

4

24

2013

Pendampingan Teknis Pembangunan wirausaha air bersih Pedesaan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat

IbM 40

25 2013 Penerapan teknologi sistem penyaring air untuk meningkatkan Kesehatan dan produktivitas masyarakat

IbM 40

26 2013

Pendampingan Teknis Pemasangan sistem Pompa Hydram Di Desa Belantih-Kintamani Bangli

Rotary Club

27 2013

Perencanaan dan Pengawasan Pengerjaan instalasi pompa hydram Di Desa Kesimpar-Abang-Karangasem

Rotary Club

28 2013

Pendampingan teknis pembangunan sistem air bersih di Dusun Gulinten Kecamatan Abag Kabupaten Karangasem

Rotary Club

29 2013

IbM Kelompok Pengrajin Bokor Aluminium Di Desa Menyali

I bM 50

45

V. PENGALAMAN PEULISAN ARTIKEL ILMIAH DALAM JURNAL

No Tahun Judul Artikel Ilmiah

Volume/Nomor

NamaJurnal

1 Desember

2007

Analisa variasi jarak pembuluh terhadap unjuk kerja kondensor kulkas

Vol. 1 No.1

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin (CAKRAM), UNUD. ISSN 1979-2468,

2

April 2007

Influence of position and space tube to natural convection heat transfer coefficient

Vol. 10, No.2.

Journal Ilmiah Teknik Mesin (POROS). Universitas Tarumanegara; ISSN 1410-6841, Akreditasi No. 23a/DIKTI/Kep/2004

3

Pebruari 2008

Analisa variasi jarak terhadap distribusi koefisien tekanan permukaan silinder ganda dipasang horisontal inline

Vol. 9. No.1

Jurnal Teknik Industri Universitas Muhammadyah Malang, ISSN: 1978-1431, Akreditasi SK Dirjen Dikti No.26/dikti/Kep/ 2005, tanggal 30 Mei 2005

4

April 2009

Pengaruh rasio kompresi terhadap unjuk kerja mesin empat langkah menggunakan arak bali sebagai bahan bakar

Vol. 3 No.1,

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin (CAKRAM), UNUD. ISSN 1979-2468, April 2009, hal 26-32

5 April 2009

Geometri lubang pada glass fiber reinforced polymer laminate dipengaruhi oleh parameter proses gurdi

Vol. 3 No.1,

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin (CAKRAM), UNUD. ISSN 1979-2468, April 2009, hal 38-42

6 Oktober

2009

Kajian Teknis Destilator Tipe Kontinu Penghasil Bahan Bakar Alternatif dari Bahan Dasar Arak Bali

Vol. 3 No.2,

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin (CAKRAM), UNUD. ISSN 1979-2468, Oktober 2009, hal 127-132

7 Oktober

2009

Studi Eksperimental Jarak Terhadap Koefisien Tekanan Silinder ganda Diposisikan Alined

Vol. 3 No.2,

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin (CAKRAM), UNUD. ISSN 1979-2468, Oktober 2009, hal 133-137

8

2012

Perencanaan dan kajian teknis sistem perpipaan air bersih di desa Kenderan-Gianyar.

Vol.11 No.2

Jurnal UDAYANA MENGABDI, Th. 2012, hal. 66-69, ISSN : 1412-0925

9

2013

Pendampingan Pengelolaan sistem air bersih di banjar Penganggahan Desa Tengkudak Kecamatan Penebel Kabupaten Tabanan

Volume 12 No. 1

Jurnal UDAYANA MENGABDI, Th. 2013, hal. 38-40, ISSN : 1412-0925

46

VI. Pengalaman Penyampaian Makalah Secara Oral Pada Pertemuan/Seminar Ilmiah Dalam 5 Tahun Terakhir

No Nama Pertemuan

Ilmiah/ Seminar Judul Artikel lmiah

Waktu

Dan Tempat

1 Seminar Medco Energi Award-

Pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar mesin 4 langkah dengan variasi rasio kompresi.

2007, BPPT-RISTEK

2 Seminar pembahasan hasil penelitian sesuai prioritas

nasional

Kajian teknis destilator tipe continu penghasil bahan bakar alternatif berbahan dasar arak bali

2009, Surabaya.

3 Konferensi Nasional Engeneering Perhotelan

Analisa variasi konsentrasi zat perekat pada briket tempurung kelapa terhadap laju pemanasan.

2010, Bali

4 Seminar Nasional Tahunan Teknik

Mesin X.

Kajian teknis pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar alternatif mesin pembakaran tipe injeksi

2011, Malang-JawaTimur

5 KNEP III.

Kajian teknis destilator kontinu penghasil bahan bakar alternatif berbahan dasar arak bali” KNEP III 6-7 Juli 2012, Univ. Udayana.

6-7 Juli 2012, Univ. Udayana

6 KNEP III.

Stdi Eksperimental pengaruh variasi bahan kering terhadap nilai kalor biogas kotoran sapi


7 KNEP III.

Audit penggunaan energi pada hotel berbintang di bali


8 SNTTM XI,

Variasi rasio carbon-nitrogen bahan kering terhadap produksi dan nilai kalor biogas kotoran sapi”

Oktober 2012, Univ. Gajah Mada

9 SNTTM XII

Perancangan dan Pengujian Unjuk Kerja Katup Tekan Pompa Hydram Model Katup Plat, Membran, Bola dan Setengah Bola

22-23 Oktober 2013, Univ. Lampung

VI. Penghargaan yang Pernah Diraih dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah,

asosiasi atau institusi lainnya)

No Bentuk Penghargaan Institusi Pemberi Tahun

1

RISTEK – MEDCO ENERGI AWARD Kementrian Negara Riset dan Teknologi dan Medco Energi Internasional Tbk.

2007

2

Anugrah Pengabdian Bagi Dosen yang Berprestasi di Bidang Pengabdian Kepada Masyarakat

Rektor Universitas Udayana

2010

47

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggung jawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Penelitian atau Pengabdian.

Denpasar, Januari 2014 I Gusti Ketut Sukadana, ST. MT.

48

Lampiran 3 Publikasi Ilmiah (Draft Jurnal ) sudah di seminarkan pada seminar nasional enginering perhotelan tahun 2014

KAJIAN WAKTU OPERASI DESTILASI KONTINYU TERHADAP KARAKTERISTIK PRODUKSI ARAK BALI

I Gusti Ngurah Putu Tenaya1), I Gusti Ketut Sukadana 1)

1) Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran Bali 80362 Telp/Fax : 0361 703321, Email : [email protected], [email protected]

ABSTRAK

Perkembangan proses produksi arak dewasa ini masih sangat sederhana, kualitas arak bali yang dihasilkan masih rendah, sehingga belum bisa dipakai sebagai bahan bakar pada mesin. Pemakaian arak saat ini hanya sebagai bahan upacara dan untuk minuman. Konsep produksi dengan sentuhan teknologi ditingkatkan, supaya dihasilkan arak bali dengan kualitas lebih besar dari 90 %. Tujuan jangka pendek penelitian ini adalah : Mengembangkan teknologi produksi arak bali yang dapat menghasilkan arak bali dengan kualitas > 90 %. Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah untuk mendukung kebijakan pemerintah dalam usaha mencegah terjadinya kelangkaan energi bahan bakar, dan mencari sumber-sumber energi baru dan terbarukan. Meningkatkan usaha perlindungan dan pelestarian fungsi lingkungan hidup dengan pemanfatan energi ramah lingkungan. Metode yang dipakai dalam usaha mencapai tujuan tersebut antara adalah : Pertama metode destilasi kontinyu bertingkat dengan kapasitas produksi 50 liter per hari, dengan perlakuan waktu operasi, menggunakan bahan dasar dengan konsentrasi 40 %, dan kualitas hasil produksi dirancang lebih besar dari 90 %. Dari penelitian yang dilaksanakan dihasilkan bahwa ; semakin lama waktu operasi memperlihatkan distribusi temperatur pada setiap tingkat kecendrungan semakin meningkat, semakin banyak jumlah tingkat destilator distribusi temperatur menunjukan penurunan.

Kata kunci : proses produksi, waktu produksi, distribusi, temperatur.

ABSTRACT The development of the wine production process today is very simple, the quality of the resulting wine bali still low, so it can not be used as a fuel in the engine. The use of wine is currently only as material for the ceremony and drinks. The concept of production with enhanced touch technology, so that the resulting balinese wine with quality greater than 90%. Short-term goal of this research is : Developing wine production technology that can produce arak bali bali with quality greater than 90%. The long term goal of this research is to support government policies in an attempt to prevent the shortage of fuel energy, and look for new energy sources and renewable. Improving safeguards and environment conservation with utilization of environmentally friendly energy. The method used in order to achieve these objectives include the following: First multilevel continuous distillation method with a production capacity of 50 liters per day, with a treatment time of surgery, using basic materials with 40% concentration, and quality production designed greater than 90%. From research conducted that generated, the longer the time of surgery shows the temperature distribution at each level increasing trend, more number of levels distillation temperature distribution is decreasing.

Kata kunci : production process, the time of production, distribution, temperature.

1. PENDAHULUAN

Indonesia termasuk dalam organisasi penghasil minyak dunia, yaitu pada tahun 1989 menempati urutan 10 besar sebagai penghasil minyak bumi. Tetapi seiring dengan perkembangan jaman dan teknologi kebutuhan akan minyak setiap tahun akan terus mengalami peningkatan, maka perlu adanya penghematan dalam penggunaan bahan bakar minyak tersebut. Penggunaan bahan bakar minyak khususnya bahan bakar fosil disamping ketersediaannya semakin terbatas juga dapat merusak lingkungan yaitu menimbulkan polusi udara. Penggunaan bahan bakar cair secara terus menerus mengakibatkan suatu saat akan terjadi kelangkaan bahan bakar dan akhirnya akan habis. Pemerintah menganjurkan untuk menggunakan bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan. Salah satu solusinya yaitu pemerintah Indonesia mengeluarkan suatu kebijakan dalam pengelolaan energi nasional, khususnya tentang pemanfaatan etanol, biodisel dan gasohol sebagai energi alternative pada tahun 2022 mendatang.

49

TARGET AKHIR

2006 2007 2008 2009 2010 2012 2013 2014 2015

Kegiatan penelitian dan

pengabdian



mem


mem


premium

Hasil dari kegiatan



sangat baik untuk bahan bakar

mesin


kompresi terhadap

unjuk kerja mesin

empat langkah menggunakan arak

bali sebagai bahan bakar"



Penghasil Bahan Bakar Alternatif

dari Bahan Dasar Arak Bali"



variasi tem



arak bali



arak bali dihasilkan mencapai 89,5

%


studi literatur


terhadap emisi dengan arak bali

sebagai bahan

bakar sepeda motor

empat langkah

Pem

anfaatan arak bali sebagai bahan


dengan variasi

rasio kompresi.


penghasil bahan

bakar alternatif

berbahan dasar arak bali



kapasitas dan kualitas produksi arak

bali

Makalh ilmiah sem

inar Nasional

"Kajian teknis pem

anfaatan arak

bali sebagai bahan bakar alternatif

pada mesin injeksi"


ARAK BALI KUALITA

S . 90 %

Penerapan

Arak sebagai bahan

bakar

pada mesin

Bahan bakar Baru


1. Teknologi Tepat

Guna penghasil

arak bali dengan

kualitas > 90 % .

3. menanggulangi

kelangkaan bahan

bakar pada tahun

2022

2. Bahan bakar

alternative

pengganti

premium

2011




RTIKEL ILMIAH,


penghasil bahan

bakar alternatif

berbahan dasar arak bali

Kajian teknis pem

anfaatan arak bali

sebagai bahan


pem

bakaran tipe injeksi

Peningkatan kualitas produksi arak

bali sebagai bahan

bakar alternative


bertingkat.

Peningkatan kualitas produksi arak

bali sebagai bahan

bakar alternative


bertingkat.

Penerapan



Bahan Bakar Alternatif Arak Terhadap

Kualitas Dan Kapasitas Produksi

Pemanfaatan bahan bakar alternative juga bertujuan untuk melindungi lingkungan hidup dari pencemaran, disamping sebagai usaha untuk lebih memanfaatkan sumber daya alam hayati khususnya yang berasal dari hewan dan tumbuhan. Salah satu bahan bakar alternative tersebut khususnya di bali adalah arak bali. Kualiatas arak bali > 90 memiliki angka oktan di atas standar maksimal angka oktan bensin, yaitu diatas 108,6, sedangkan bensin memiliki angka oktan sebesar 88. Disamping itu sifat arak bali tidak beracun dan ramah terhadap lingkungan. Jika arak bali dipadukan dengan bahan bakar bensin dengan persentase tertentu, memungkinkan dapat meningkatkan angka oktan bahan bakar bensin tersebut. Dengan peningkatan nilai oktan tentunya akan memperbaiki kualitas hasil pembakaran, sisa gas hasil pembakaran akan lebih baik, dan tentunya performance dari mesin akan meningkat. Arak bali adalah suatu zat dapat diperoleh dari alam terutama dari tumbuhan yang mengandung zat pati (carbohidrat) dengan bantuan bakteri saccharomyces cereviceae secara permentasi dan destilasi. Bahan-bahan yang mengandung karbohidrat adalah nira kelapa, enau, lontar dan segala produk pertanian. Nira hasil petani sangat berlimpah, khusus di desa Tianyar yang sebagian besar masyarakat memiliki kegiatan membuat nira dari pohon lontar. Hasil nira kemudian diproses secara tradisional menjadi arak bali dengan kualitas < 40 %. Dengan kebijakan pemerintah daerah Bali melarang peredaran arak bali sebagai minuman keras, maka akan dapat menyebabkan terancamnya mata pencaharian masyarakat petani produsen nira. Dari tahun 2006 telah dilakukan beberapa penelitian tentang arak bali, pada tahap mencoba aplikasi pemakaian sebagai bahan bakar pada mesin sepeda motor. Didapat hasil dengan kualitas arak bali >85 % sudah dapat menghidupkan mesin sepeda motor. Tahun 2009 dan 2010 telah lanjutkan penelitian dengan kajian teknis alat destilasi kontinu dengan bahan dasar arak bali sebagai bahan bakar. Didapat hasil destilator kontinu pada temperatur penguapan 60 oC dihasilkan arak bali dengan kualitas 89 %. Dan setelah diaplikasikan ke mesin menyebabkan kerja mesin baiik emisi, torsi dan daya masih lebih jelek dibandingkan bahan bakar premium. Maka dalam penelitian ini saya akan lakukan pengkajian terhadap kualitas produksi arak bali sebagai bahan bakar dengan metode destilasi kontinyu bertingkat. Sehingga dihasilkan arak bali dengan kualitas lebih besar dari 90 % yang dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti premium. 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Roadmap Penelitian

Gambar 1. Fishbone roadmap penelitian

50

2.2. Penelitian Pendahuluan Yang Sudah Dilaksanakan.

Nanda, Sukadana, 2006, melakukan peneltian uji coba campuran bahan bakar alkohol dari salak Bali dan bensin dengan memvariasikan fraksi campuran untuk mendapatkan sifat fisik yang mendekati bensin. Dan dilanjutkan oleh Artayana, IM, 2007, melakukan peneltian penambahan alkohol salak pada bahan bakar bensin untuk mengetahui kualitas gas buang yang diuji pada sepeda motor. Dari penelitiannya dihasilkan bahwa : dengan semakin besar persentase penambahan alkohol menyebabkan gas buang yang dihasilkan seperti kandungan hidrokarbon (HC) dan oksigen (O 2 ) semakin meningkat, sedangkan untuk bahan bakar bensin gas buangnya cenderung lebih rendah. Semakin besar putaran mesin persentase volume gas buang yang dihasilkan mengalami penurunan. Joni Artawan, Sukadana, 2007, melakukan penelitian penggunaan arak api sebagai bahan bakar pengganti sepeda motor terhadap akselerasi dan konsumsi bahan bakar. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pada rasio kompresi 9,3:1 dengan bahan bakar arak api dapat meningkatkan akselerasi dan dapat menghemat konsumsi bahan bakar yaitu pada gigi 1 (kecepatan 0 – 20 km/jam) akselerasinya sebesar 2,835 m/dt2 dengan konsumsi bahan bakar sebesar 0,091 lt/km, pada gigi 2 (kecepatan 20 – 40 km/jam) akselerasinya sebesar 1,190 m/dt2 dengan konsumsi bahan bakar sebesar 0,102 lt/km, pada gigi 3 (kecepatan 40 – 60 km/jam) akselerasinya sebesar 0,518 m/dt2 dengan konsumsi bahan bakar sebesar 0,117 lt/km dan pada gigi 4 (kecepatan 60 – 70 km/jam) akselerasinya sebesar 0,146 m/dt2 dengan konsumsi bahan bakar sebesar 0,183 lt/km. Ervan, sukadana, 2007, Melakukan penelitian mengenai arak api sebagai bahan bakar pengganti sepeda motor terhadap kandungan gas buang, didapat hasil penelitian Dengan memvariasikan konsentrasi ethanol sebagai bahan bakar akan sangat berpengaruh terhadap kandungan gas buang. Dengan konsentrasi yang semakin tinggi gas buang yang dihasilkan akan semakin baik, seperti kandungan karbon dioksida (CO2) semakin besar. Untuk karbon monoksida (CO), semakin besar konsentrasi ethanol emisi CO yang dihasilkan semakin menurun. Untuk Oksigen (O2), semakin besar konsentrasi ethanol emisi O2 yang dihasilkan akan semakin menurun. Dan untuk kandungan hidrokarbon (HC), semakin besar konsentrasi ethanol emisi HC yang dihasilkan akan semakin menurun. Sukadana, Bandem, 2009 dan 2010, melakukan kajian teknis unjuk kerja destilator kontinu dan pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar pengganti bensin, dengan cara menguji pada mesin pembakaran konvesional carburator, dengan beberapa variable pengujian seperti variable putaran, variable rasio kompresi terhadap unjuk kerja mesin seperti emisi. Hasil penelitian yang didapat, semakin tinggi temperatur penguapan semakin tinggi kapasitas produk arak bali, berbanding terbalik dengan kualitas produk yang semakin rendah. Umumnya dibandingkan bahan bakar bensin, bahan bakar arak bali menghasilkan gas CO2 lebih besar, CO lebih rendah, HC lebih tinggi dan O2 lebih tinggi. Meningkatnya rasio kompresi berpengaruh terhadap peningkatan CO2, menurunnya CO, peningkatan emisi HC dan semakin kecil gas O2.

3. METODE

3.1. Gambaran umum peralatan destilator Bertingkat

Bak penampung (1) sebagai tempat penampung nira atau bahan baku dengan volume 20 liter, dengan ukuran 50 cm x 50 cm x 50 cm. Pompa (2) sebagai alat untuk memompakan nira dari bak penampung menuju spreyer (5) melewati pipa saluran suply (4) sehingga terjadi pengabutan pada bagian atas kolom/ketel (6), akibat berat jenis lebih besar maka nira pada kolom (6) akan mengalir kebawah, bersamaan dengan itu juga ada aliran uap nira dari bagian bawah kolom (6) akibat pemanasan oleh pemanas (8), sehingga terjadilah kontak lawan arah antara uap nira dari bagian bawah kolom dengan nira dari bagian atas kolom secara konveksi. Pemanas (8) berdaya

51

1000 Watt dan bekerja sesuai dengan temperatur seting (7) yang diseting dengan thermoseting (9).

Gambar 2. Diagram rancangan alat destilator kontinyu bertingkat

Akibat adanya pergerakan uap kebagian atas kolom dengan nira kebagian bawah kolom akan terjadi proses penguapan untuk partikel yang mudah menguap dan terkondensasi untuk partikel yang susah menguap secara konveksi. Cairan yang tidak menguap akan tertampung pada bagian bawah kolom, dan bila jumlahnya berlebihan akan dikembalikan ke bak (1) melalui saluran pelimpah (3). Uap yang sampai pada bagian atas kolom selanjutnya mengalir menuju kondensor (12). Dengan bantuan air pendingin yang dipompakan oleh pompa (16) dari bak air (17) melewati kondensor, maka uap yang mengalir dalam kondensor akan terkondensasi menjadi kondensat yang selanjutnya ditampung pada botol (15). Proses tersebut berlangsung secara terus menerus atau kontinu.

3.2. Proses kerja Destilator bertingkat

Proses kerja ketel arak tipe bertingkat yaitu bahan baku nira yang digunakan dituang ke dalam bak penampung nira (1) yang nantinya akan dialirkan oleh pompa (2) menuju spray (5) dan menghasilkan pancaran fluida bertekanan yang masuk kedalam ketel (6). Setelah ketel terisi maka thermoseting (9) diatur konstan pada temperatur 80˚C. Fluida yang telah panas dan mengalami penguapan maka akan cenderung bergerak keatas akibat dari perubahan berat jenis fluida. Uap yang bergerak keatas akan melewati varporated plate yang dipasang bertingkat dan mengalami perpindahan panas secara konveksi pada vaporated plate bertingkat. Perpindahan panas juga terjadi antara fluida yang dipancarkan oleh spray dengan uap yang naik melewati vaporated plate dan perpindahan panas konduksi antara permukaan dinding bawah dengan bagian dalam dan juga dengan permukaan dinding bagian atas akibat adanya perbedaan temperatur. Fluida yang sampai kebawah akan dipanaskan kembali oleh pemanas dan mengalami proses yang sama. Jika fluida berlebih akan langsung terbuang ke bak penampungan nira untuk dialirkan kembali ke dalam ketel melewati saluran spreyer. Uap akan dialirkan melalui pipa saluran masuk kedalam kondensor dan akan mengalami proses pendinginan oleh air pendingin hingga menjadi arak bali yang akan dialirkan menuju media penampung. 4. PEMBAHASAN PENELITIAN

4.1. Perlakuan Pada Destilator Satu Tingkat.

Dari proses destilasi pada destilator kontinu satu tingkat yang telah dilakukan dengan menggunakan bahan dasar arak bali, maka dapat dianalisa distribusi temperatur pada kolom

52

evaporator seperti berikut. Hasil dari destilasi pada destilator satu tingkat dengan menggunakan 6 liter bahan baku arak Bali menghasilkan 110 ml selama 120 menit dengan laju produksi sebesar 55 ml/jam. Dengan distribusi temperatur pada setiap posisi pengukuran baik pada kondensor maupun pada ketel pemanas seperti gambar 2. Dari gambar 3, dari 10 menit sampai 50 menit waktu operasi proses pemanasan berlangsung distribusi temperatur pada setiap posisi pengukuran cendrung mengalami peningkatan dan diatas waktu 70 menit cendrung konstan atau mengarah pada kondisi steady state. Artinya proses penguapan terjadi setelah proses pemanasan berlangsung selama 50 menit, terlihat temperatur capaian pada saat 50 menit mencapai temperatur penguapan ethanol sekitar 70 OC.

Gambar 3. Distribusi temperatur pada ketel pemanas destilator satu tingkat

4.2. Perlakuan Pada Destilator Dua Tingkat.

Dari proses destilasi pada destilator kontinu dua tingkat yang telah dilakukan dengan menggunakan bahan dasar arak bali, maka dapat dianalisa pola distribusi temperatur pada kolom evaporator sebagai berikut. Hasil dari destilasi pada destilator dua tingkat dengan menggunakan 6 liter bahan baku arak Bali menghasilkan 40,5 ml selama 120 menit, dengan laju produksi sebesar 20,25 ml/jam. Dengan pola distribusi temperatur pada setiap posisi pengukuran baik pada kondensor maupun pada ketel pemanas seperti grafik di bawah ini.

Gambar 4. Distribusi temperatur pada ketel pemanas destilator dua tingkat

Dari gambar diatas, selama waktu operasi lima puluh menit pertama distribusi temperatur mengalami kecendrungan meningkat secara linier, dan semakin lama proses pemanasan

53

berlangsung nilai distribusi temperatur pada setiap posisi pengukuran cendrung konstan atau mengarah pada kondisi steady state. Artinya pada destilator dua tingkat proses penguapan terjadi setelah proses pemanasan berlangsung selama 50 menit, terlihat temperatur capaian pada saat 40 menit mencapai temperatur penguapan ethanol sekitar 65 OC. Lebih cepat 10 menit dari model destilator satu tingkat.

4.3. Perlakuan Pada Destilator Tiga Tingkat.

Dari gambar dibawah, tiga puluh menit pertama pola distribusi temperatur mengalami kecendrungan meningkat, diatas 30 menit waktu proses pemanasan berlangsung pola distribusi temperatur pada setiap posisi pengukuran cendrung konstan atau mengarah pada kondisi steady state. Artinya pada destilator tiga tingkat proses penguapan terjadi setelah proses pemanasan berlangsung selama 30 menit, terlihat temperatur capaian pada saat 30 menit mencapai temperatur penguapan ethanol sekitar 56 OC. Lebih cepat 20 menit dari dua tingkat. Dari proses destilasi pada destilator kontinu tiga tingkat yang telah dilakukan dengan menggunakan bahan dasar arak bali, maka dapat dianalisa pola distribusi temperatur pada kolom evaporator seperti berikut : Hasil dari destilasi pada destilator tiga tingkat dengan menggunakan 6 liter bahan baku arak Bali menghasilkan 12,5 ml selama 120 menit dengan laju produksi 6,25 ml/jam. Dengan pola distribusi temperatur pada setiap posisi pengukuran baik pada kondensor maupun pada ketel pemanas seperti grafik di bawah ini.

Gambar 5. Distribusi temperatur pada ketel pemanas destilator dua tingkat

4.4. Variasi Jumlah Tingkat Destilator

Gambar 6. Distribusi temperatur pada setiap tingkat destilator

54

Dari semua grafik diatas dapat dijelaskan bahwa, semakin banyak tingkat destilator mempengaruhi rata-rata pola distribusi temperatur proses mengalami penurunan. Pada setiap tingkat proses distribusi temperatur menunjukan trend yang sama. Hal ini menunjukan bahwa proses penguapan berlangsung pada evaporator lebih cepat. Tetapi sebaliknya laju produksi mengalami penurunan, hal ini dipengaruhi oleh proses kondensasi pada kondensor yang masih lambat. Dari grafik diatas dapat dijelskan bahwa semakin banyak tingkat destilator kontinu berpengaruh pola distribusi temperatur penguapan semakin rendah, sebaliknya semakin banyak tingkat destilator kontinu berpengaruh laju produksi yang semakin rendah.

5. KESIMPULAN

Dari grafik diatas dapat dijelskan bahwa semakin banyak tingkat destilator kontinu berpengaruh pola distribusi temperatur penguapan semakin rendah, dan semakin banyak tingkat destilator kontinu berpengaruh laju produksi yang semakin rendah tetapi kualitas produksi semakin tinggi

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih kami ucapkan kepada LPPM-UNUD dan Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi atas perhatiannya dalam berjalannya penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

A.K. Shaha. 1974. “ Combustion Engineering and Fuel Technology”. Oxford & IBH Publishing Co., New Delhi.

Arismunandar, W. 1988. Motor Bakar Torak. ITB Bandung.

Edward, F.,1973, Internal Combustion Engine and Air Pollution. Third Edition. Harper & Row. Publisher. New York. Hager Stownson Francisco.

Julian, C., 1990, Operasi Teknik Kimia. Edisi ke empat. Jilid 2. Erlangga.

Keenan. Kleinfelter.Dkk.1984.” Kimia Untuk Universitas”.Edisi ke enam. Erlangga ,Jakarta

Sukadana, 2007, ” Pengaruh variasi rasio kompresi terhadap emisi dengan arak bali sebagai bahan bakar sepeda motor empat langkah”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Sukadana, 2008, ” Pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar mesin 4 langkah dengan variasi rasio kompresi”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Sukadana, 2009, 2010, ” Kajian teknis destilator tipe continu penghasil bahan bakar alternatif berbahan dasar arak bali”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Sukadana, 2011, ” Kajian teknis pemanfaatan arak bali sebagai bahan bakar alternatif mesin pembakaran tipe injeksi”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Sukadana, 2011, ” Kajian teknis distilator kolom bertingkat tipe kontinu terhadap kapasitas dan kualitas produksi arak bali”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Sukadana, 2013, ” Peningkatan kualitas produksi arak bali sebagai bahan bakar alternative dengan metode distilasi Kontinyu bertingkat”, Laporan Penelitian, Universitas Udayana.

Yuli Setyo Indartono. 2005 Bioethanol, Alternatif Energi Terbarukan : Kajian Prestasi Mesin dan Implementasi di Lapangan.

LAPORAN AKHIR 2014 - repositori.unud.ac.id file1 laporan akhir penelitian fundamental judul :...

Documents

Transcript of LAPORAN AKHIR 2014 - repositori.unud.ac.id file1 laporan akhir penelitian fundamental judul :...