TUGAS AKHIR

KINERJA MESIN DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR MINYAKHASIL PIROLISIS SAMPAH PLASTIK

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana TeknikJurusan Teknik Mesin Fakultas TeknikUniversitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

AGUS MURDIEONOD 200 080 024

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

v

vi

MOTTO

“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagi kamu.

Dan boleh jadi kamu mencintai sesuatu, padahal ia amat buruk bagi

kamu. Allah Maha mengetahui sedangkan kamu tidak mengetahui.”

(Al-Baqarah: 216)

“ Demi masa. Sungguh, manusia berada dalam kerugian, Kecuali orang-

orang yang beriman dan mengerjakan kebajikan serta saling menasihati

untuk kebenaran dan saling menasihati untuk kesabaran.”

(Q.S Al- ‘Asr 1-3)

“Ya Tuhanku, berilah aku petunjuk agar aku dapat mensyukuri nikmat-Mu

yang telah Engkau limpahkan kepadaku dan kepada kedua orang tuaku,

dan agar aku dapat berbuat kebajikan yang Engkau ridhai, dan berilah aku

kebaikan yang akan mengalir sampai kepada anak cucuku. Sungguh, aku

bertobat kepada Engkau, dan sungguh, aku termasuk orang muslim.”

(Q.S Al- Ahqaf 15)

“Jika kamu sudah berazzam/bertekad bulat, maka bertawakkallah pda

Allah.”

(QS. 3: 159)

“Ya Allah, berikanlah shalawat yang sempurna dan salam yang

sempurna kepada Baginda kami Muhammad yang dengannya terlepas

dari ikatan (kesusahan) dan dibebaskan dari kesulitan. Dan dengannya

pula ditunaikan hajat dan diperoleh segala keinginan dan kematian yang

baik, dan memberi siraman (kebahagiaan) kepada orang yang sedih

dengan wajahnya yang mulia, dan kepada keluarganya, para

shahabatnya, dengan seluruh ilmu yang engkau miliki.”

(Sholawat Nariyah)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan penuh mengharap ridho Allah SWT, teriring perasaan

syukur dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi, setelah

melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal lelah, Saya

mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :

1. Allah SWT yang selalu memberikan segala Karunia dan

limpahan RahmatNya.

2. Bapak Suparsidi dan Ibu Murtini selaku Orang tua yang dengan

segala do’a, bimbingan, pengertian, perhatian, kasih sayang,

kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya yang sangat besar

kepada.

3. Kakak Ahmad Haji Saputro, Adik Endah Trie Wahyuni serta Adik

Widi Nugroho selaku saudara saya yang senantiasa

mendukung dan memberikan semangat nya kepada saya untuk

selalu berusaha sebaik mungkin.

4. Nur Aklis, ST, M.Eng selaku Dosen Pembimbing Utama Tugas

Akhir yang telah bersedia menasehati, memberikan bimbingan,

catatan serta meluangkan waktu, tenaga, pikiran dan segala

perhatiannya kepada kami sehingga selalu bersemangat dan

termotivasi untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan

baik.

5. Triani Adi Windiarti yang telah memberikan dukungan serta

semangat dari awal pembuatan hingga akhir.

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Sesungguhnya, segala puji hanyalah milik Allah, atas segala

rahmat dan karunia- Nya yang telah terlimpahkan kepada penulis,

sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Sholawat dan salam

semoga senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW. Juga kepada

keluarga, para sahabat serta orang-orang yang setia mengikuti mereka

hingga hari akhir.

Tugas Akhir yang berjudul “KINERJA MESIN DIESEL DENGAN

BAHAN BAKAR MINYAK PIROLISIS SAMPAH PLASTIK” ini disusun

untuk memenuhi persyaratan Sidang Sarjana Sastra 1 pada Jurusan

Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat

bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini, penulis dengan penuh

keikhlasan hati ingin menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph, D selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST, M.Sc, Ph.D selaku Ketua Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik

4. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

x

KINERJA MESIN DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR MINYAK

HASIL PIROLISIS SAMPAH PLASTIK

Agus Murdieono, Nur Aklis

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. Ahmad Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

E-mail : agus.murdieono@gmail.com

Abstrak

Pengolahan sampah plastik menggunakan metode pirolisis

merupakan salah satu cara untuk mengurangi volume sampah

plastic, dan hasil dari pirolisis sampah plastik dapat digunakan

sebagai bahan bakar pada mesin motor. Pada penelitian ini plastik

yang akan digunakan adalah plastik LDPE. Suhu proses pirolisis

pada penelitian ini berkiras antara 30 – 330 oC. Minyak hasil pirolisis

sampah plastik di uji sifat kimia dalam hal nilai flash point terlebih

dahulu sebelum digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel.

Metode pengujian flash point menggunakan metode ASTM D 93.

Nilai flash point pada solar yaitu 52 oC, sedangkan pada minyak

hasil pirolisis yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah 27

oC. Pada proses pungjian minyak pirolisis pada mesin diesel bahan

bakar minyak pirolisis sampah plastik digunakan sebagai campuran

dan bahan bakar utama yaitu dexlite. Variasi prosentase campuran

pada penelitian ini yaitu 100% dexlite, 10% minyak pirolisis : 90%

dexlite, 12,5% minyak pirolisis : 87,5% dexlite. Pada pengujian

kinerja mesin diesel menggunakan bahan bakar minyak hasil

pirolisis sampah plastik data yang diambil yaitu Torsi, Daya,

Konsumsi Bahan Bakar dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik.

Kata kunci : Sampah Plastik LDPE, Minyak Pirolisis, Dexlite,

Kinerja Mesin Diesel.

xi

Abstract

Processing of plastic waste using pyrolysis method is one way to

reduce the volume of plastic waste, and results from the pyrolysis of

plastic waste can be used as fuel in the engine. In this study, the

plastic to be used is LDPE plastic. Temperature pyrolysis process in

this study of between 30-330 °C. Pyrolysis oil waste plastic in

chemical properties of the test in terms of the value of the flash point

before being used as fuel for diesel engines. Flash point test method

using ASTM D 93 method. Value in diesel fuel flash point is 52 °C,

while the results of pyrolysis oil to be used in this study is 27 oC. In

the process pungjian pyrolysis oil to diesel fuel pyrolysis oil is used

as a mixture of plastic waste and main fuel is dexlite. Variations

percentage of the mixture in this research is 100% dexlite, pyrolysis

oil 10%: 90% dexlite, pyrolysis oil 12.5%: 87.5% dexlite. In

performance testing of diesel engines using fuel oil plastic waste

pyrolysis captured data is Torque, Power, Fuel Consumption and

Specific Fuel Consumption

Keywords : plastic waste LDPE, fuel pyrolysis, dexlite,

performance diesel engine

xii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ............................................................................................. i

Pernyataan Keaslian Skripsi ....................................................................... ii

Halaman Persetujuan ................................................................................ iii

Halaman Pengesahan ............................................................................... iv

Lembar Soal Tugas Akhir ........................................................................... v

Halaman Motto ........................................................................................... vi

Halaman Persembahan ............................................................................ vii

Kata Pengantar ........................................................................................ viii

Abstrak ........................................................................................................ x

Daftar Isi ................................................................................................... xii

Daftar Gambar .......................................................................................... xv

Daftar Tabel ............................................................................................. xvi

Daftar Grafik............................................................................................ xvii

Daftar Simbol ......................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUN ................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah................................................................. 3

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................... 4

1.4 Batasan Masalah ...................................................................... 4

1.5 Sistematika Penulisan .............................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ................................... 6

2.1 PenelitianTerdahulu.................................................................. 7

2.2 Dasar Teori ............................................................................. 11

2.2.1 Sampah Plastik .......................................................... 11

2.2.2 Pirolisis ...................................................................... 15

2.2.3 Motor Diesel ............................................................... 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 21

xiii

3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................... 21

3.2 Persiapan Alat ........................................................................ 22

3.2.1 Alat dan Bahan Untuk Pembuatan Minyak Pirolisis ... 22

3.2.1 Alat dan Bahan Untuk Pengujian Minyak Pirolisis ..... 24

3.3 Skema Alat ............................................................................. 26

3.4 Tahapan Pembuatan Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik ... 30

3.5 Tahapan Pengujian Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik Pada

Hasil Flash Point ..................................................................... 31

3.6 Tahapan Pengujian Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik Pada

Mesin Diesel ........................................................................... 32

3.2.1 Tahapan Awal Pengujian ........................................... 32

3.2.1 Tahapan Pengoprasian Mesin ................................... 33

3.2.1 Tahapan Pengambilan Data ...................................... 34

BAB IV DATA DAN HASIL ANALISIS ...................................................... 36

4.1 Data Hasil Pirolisis Sampah Plastik ......................................... 36

4.2 Data Flash Point Pada Minyak Hasil Pirolisis Sampah Plastik 37

4.3 Data Kinerja Mesin Diesel Menggunakan Minyak Pirolisis ...... 38

4.3.1 Hasil Kinerja Mesin Diesel Menggunakan Minyak

Pirolisis ....................................................................... 39

4.3.2 Menghitung Torsi ....................................................... 40

4.3.3 Menghitung Daya Mesin ............................................ 42

4.3.4 Menghitung Konsumsi Bahan Bakar .......................... 45

4.3.4 Menghitung Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) .. 48

4.4 Perbandingan Kinerja Mesin Diesel Data Experimen Terhadap

Penelitian Sebelumnya ............................................................. 51

4.4.1 Perbandingan Performance Engine pada Grafik Hasil

Torsi dan Rpm ............................................................ 51

4.4.2 Perbandingan Performance Engine pada Grafik Hasil

Daya dan Rpm ........................................................... 52

xiv

4.4.3 Perbandingan Performance Engine pada Grafik Hasil

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik dan Rpm ................. 52

BAB V PENUTUP .................................................................................... 54

5.1. Kesimpulan ............................................................................. 54

5.2. Saran ...................................................................................... 55

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Hasil Torsi Menggunakan Biosolar dan Blend WPO ........... 10

Gambar 2.2. Life-cycle botol plastik ......................................................... 12

Gambar 2.3. Komposisi Sampah di TPA Putri Cempo ............................. 12

Gambar 2.4. Rumus Kimia Plastik LDPE ................................................. 15

Gambar 2.5. Siklus ideal mesin diesel dan mesin bensin ........................ 18

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ........................................................ 21

Gambar 3.1 Skema alat reaktor pirolisis .................................................. 19

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Karakteristik Plastik ................................................................. 13

Tabel 2.2. Karakteristik Minyak Plastik dan Biosolar ................................ 17

Tabel 3.1. Tabel Prosentase Campuran Minyak Pirolisis ......................... 32

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Flash Point Minyak Pirolisis ........................... 37

Tabel 4.2. Variasi Prosentase Campuran Minyak Pirolisis ....................... 38

Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Mesin Diesel ......................................... 39

Tabel 4.4. Hasil Torsi Mesin Diesel .......................................................... 41

Tabel 4.5. Hasil Daya Mesin Diesel ......................................................... 43

Tabel 4.6. Hasil Konsumsi Bahan Bakar .................................................. 47

Tabel 4.7. Hasil Konsumsi Bahan Bakar Spesiffik ................................... 49

xvii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Volume Minyak Pirolisis .......................................................... 36

Grafik 4.2. Perbandingan Torsi Mesin Diesel ........................................... 42

Grafik 4.3. Perbandingan Daya Mesin Diesel .......................................... 44

Grafik 4.4. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar ................................... 47

Grafik 4.5. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ..................... 50

Grafik 4.6. Perbandingan Hasil Torsi ....................................................... 51

Grafik 4.7. Perbandingan Hasil Daya ....................................................... 52

Grafik 4.8. Perbandingan Hasil Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ............ 53

xviii

DAFTAR SIMBOL

Simbol Satuan

T = Torsi [Nm]

m = Massa [kg]

L = Panjang lengan dynamometer [m]

P = Daya [KW]

N = Putaran mesin [rpm]

mf = Konsumsi bahan bakar [kg/jam]

b = Volume buret [cc]

t = Waktu pendgosongan buret [s]

SFC = Konsumsi BB spesifik [kg/kW-jam]