1

A. JUDUL PROGRAM PEMANFAATAN PANAS GAS BUANG MESIN DIESEL SEBAGAI PEMANAS BAHAN BAKAR HFO (HEAVY FUEL OIL) B. LATAR BELAKANG MASALAH Pada saat ini kebutuhan akan energi semakin meningkat seiring dengan semakin meurunnya ketersediaan sumber energi tersebut. Sehingga penelitian tentang pemakaian energi yang optimal dan efisien banyak dilakukan. Demikian juga dengan pemanfaatan sumber daya energi alternatif. Teknik manajemen energi dan teknik pemanfaatan kembali limbah panas (heat recovery) menjadi hal yang lebih penting. Pemanfaatan gas buang dari mesin diesel sebagai media pemanas perlu dikembangkan. Gas buang yang dihasilkan mesin diesel masih mengandung potensi energi termal yang dapat dimanfaatkan. Menurut Smith A.J dan King G.H, di Inggris pada tahun 1980 sebesar 259 MJ/tahun energi termal dari gas buang terbuang ke alam. Jackson R. menyampaikan bahwa pemanfaatan gas buang akan mempunyai keuntungan memperkecil biaya pada proses pemanasan yang dipakai, juga dapat menurunkan temperatur gas buang sehingga memperkecil pencemaran termal udara lingkungan. Sistem bahan bakar adalah sistem yang digunakan untuk mensuplai bahan bakar yang diperlukan motor induk. Pada umumnya, mesin diesel kecepatan rendah dapat beropersi dengan hampir setiap bahan bakar cair dari minyak tanah (kerosine) atau minyak hewani, sedangkan penggunaan bahan bakar dari minyak nabati masih terus dikembangkan sebagai bahan bakar pengganti dari minyak hewani. Minyak nabati merupakan salah satu hasil tanaman yang berpotensi sebagai sumber hidrokarbon atau sumber energi Indonesia. Namun minyak tersebut tidak bisa digunakan secara langsung karena memiliki viskositas yang tinggi, angka metan yang rendah, adanya asam lemak bebas, volatilitas yang rendah, adanya gum dan terbentuknya endapan yang tinggi bila digunakan sebagai bahan bakar secara langsung (Fangrui Ma, 1999). Sementara untuk mesin diesel kecepatan tinggi modern, karena singkatnya selang waktu yang tersedia untuk pembakaran pada setiap daur memerlukan minyak bakar yang lebih khusus dan lebih ringan. Dalam dunia maritim bidang klasifikasi jenis bahan bakar minyak yaitu. MGO (Marine gasoil). MDO (Marine diesel oil). IFO (Intermediate fuel oil). MFO (Medium fuel oil). HFO (Heavy fuel oil). Bahan bakar minyak berat (Heavy fuel oil) atau HFO merupakan salah satu jenis bahan bakar yang digunakan pada kapal karena dilihat dari segi harganya yang relatif lebih murah dibandingkan dengan bahan bakar lainnya. Ini berarti pengurangan biaya operasional pada kapal bisa sedikit diminimalkan. Keuntungan lain pada HFO ialah memerlukan ruang penyimpanan yang lebih kecil dari pada bahan bakar lainnya. Ini akan memberikan keuntungan ruangan yang lebih luas untuk penggunaan yang lainnya, sehingga penggunaan dari ruangan dikapal dapat diatur sebaik mungkin untuk meningkatkan daya muat kapal.

2

Peralatan penting yang digunakan pada sistem bahan bakar yang menggunakan HFO adalah pemanas bahan bakar. Pemanas ini berfungsi untuk menurunkan viskositas HFO sehingga memudahkan proses pemompaan, penyaringan, maupun pengendapan kotoran-kotoran yang terkandung dalam HFO. Banyak jenis pemanas bahan bakar HFO yang digunakan pada kapal antara lain dengan menggunakan listrik, uap panas, ataupun air panas. Disini penulis akan memanfaatkan kalor yang terbuang bersama gas buang sebagai pemanas bahan bakar. Menurut Raharjo Tirtoatmodjo. Bahwa pemanfaatan energi panas yang dimiliki gas buang sebelum dibuang ke atmosfer untuk memanaskan air berarti merupakan penghematan energi cukup besar. Penghematan yang dimaksud dapat berupa pengiritan bahan bakar untuk memanaskan air sehingga mencapai suhu yang diinginkan. Sementara pemanas yang akan penulis bahas ini hanya menggunakan peralatan yang relatif sederhana sebagai alat untuk memanaskan bahan bakar.

C. PERUMUSAN MASALAHDari uraian diatas maka perumusan masalah yang muncul adalah: 1. Berapa besar efisiensi yang digunakan dalam pemanfaatan panas gas buang tersebut. 2. Bagaimana desain sistem pemanas bahan bakar tersebut.

D. TUJUAN PROGRAMAdapun tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Memanfaatkan panas dari gas buang motor diesel agar tidak terbuang sia-sia, dalam hal ini sebagai pemanas bahan bakar HFO (Heavy Fuel Oil). 2. Mengaplikasikan hasil pembelajaran di dalam kampus menjadi suatu bentuk nyata yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri, baik untuk skala rumahan atau skala besar.

E. LUARAN YANG DIHARAPKANMerupakan salah satu alternatif dari pemanfaatan panas gas buang yang biasanya hanya terbuang sehingga dapat menaikkan efektifitas pemakaian bahan bakar tampa bergantung pada jenis pemanas bahan bakar lain yang relatif lebih mahal dan boros energi.

F. KEGUNAANPenelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut: 1. Desain prototipe yang dibuat adalah sebagai konsep perencanaan awal yang nantinya dapat dikembangkan lebih lanjut oleh pihak galangan sebagai referensi dalam pemanfaatan panas gas buang dalam pemanfaatan sistem pemanas bahan bakar yang lebih efisien.

3

2. Dapat mengembangkan dan meningkatkan budaya meneliti serta akan menjadi pendorong pada diri mahasiswa yang bersangkutan untuk menulis karya ilmiah.

G. TINJAUAN PUSTAKADasardasar Teori Perpindahan Panas Konduksi Konduksi adalah perpindahan panas pada suatu media secara langsung dan tidak tergantung pada gerakannya. Secara umum, laju perpindahan kalor dengan cara konduksi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : (Holman J.P., 1994 :26) (T T ) q k . A. 2 1 ........................................................................( 1 ) x dimana : q = laju perpindahan kalor (Watt) k = konduktivitas thermal bahan (W/moC) A = luas permukaan bidang (m2) x = tebal dinding (m) T1 dan T2 = suhu muka dinding (oC) Tanda minus dalam persamaan (II.3) diselipkan agar memenuhi hukum kedua thermodinamika, yaitu bahwa kalor mengalir dari bagian bersuhu tinggi ke bagian bersuhu rendah Konveksi Apabila sebuah pelat logam panas di letakkan di depan kipas angin, maka pelat tersebut akan lebih cepat dingin dibandingkan bilamana ditempatkan di udara tenang. Dalam hal ini, kalor dikonveksi ke luar sehingga proses ini dinamakan proses perpindahan panas secara konveksi atau ilian. Laju perpindahan kalor dengan cara konveksi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : (Holman J.P., 1994 :11) q = h.A (Tw dimana : q k A Tw T

T ) ( 2 ) = laju perpindahan kalor (Watt) = koefisien konveksi (W/m2oC) = luas permukaan bidang (m2) = suhu pelat (oC) = suhu fluida (oC)

4

Tabel.II.1 Koeefisien perpindahan kalor secara konveksi. Proses Konveksi bebas, udara Konveksi bebas, air Konvekssi paksa, udara Konveksi paksa air hc, W/m2oK 5 25 20 100 10 200 10 10000

Sumber : Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, hal.26 Radiasi Radiasi merupakan perpindahan panas melalui pancaran panas. Pada perpindahan panas secara radiasi, proses perpindahan energi terjadi karena pelompatan foton dari suatu permukaan ke permukaan lain. Koefisien Perpindahan Kalor Menyeluruh Dalam proses perpindahan kalor, tidak menutup kemungkinan laju perpindahan kalor konduksi, konveksi dan radiasi terjadi dalam waktu yang bersamaan. Untuk itu perlu diketahui besarnya koefisien perpindahan kalor total. Pada dinding datar seperti pada gambar (II.1), dimana pada satu sisinya terdapat fluida panas A dan pada sisi lainnya terdapat fluida B yang lebih dingin, perpindahan kalor dinyatakan : (Holman J.P., 1994:32) kA q h1. A.(TA T1 ) (T1 T2 ) h2 . A.(T2 TB ) ..............................( 3 ) x Proses perpindahan kalor ini dapat digambarkan dengan jaringan tahanan thermal seperti pada gambar (II.2). Dengan demikian perpindahan kalor menyeluruh dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : TA TB q ...................................................................( 4 ) 1 x 1 h1 A kA h2 A TA Fluida A T1 q h1T2 h2 Fluida B TB Gambar I. Perpindahan kalor menyeluruh melalui dinding datar

5

q TA1 h2 A

T1x kA

T21 h2 A

TB

Gambar 2. Jaringan tahanan thermal Dengan demikian, koefisien perpindahan kalor menyeluruh dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : (Holman J.P., 1994:33)U 1 .......................................................................( 5 ) 1 x 1 h1 k h2

H. METODE PENELITIANTempat dan Waktu Penelitian Adapun tempat dan waktu penelitian dilakukan sebagai berikut : 1. Tempat Penelitian Penelitian dilakukan di Laboratorium Permesinan Kapal Jurusan Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin 2. Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan selama kurang lebih 5 bulan, yaitu pada bulan Januari Mei 2012 Gambaran Proses Penelitian Pengujian sistem pemanas bahan bakar di settling tank dengan pemanfaatan gas buang ini akan dilakukan di laboratorium permesinan kapal dimana pipa aliran gas buang yang awalnya cuma satu pipa buangan akan divariasikan menjadi dua aliran pipa gas buang. Aliran gas buang pada pipa pertama langsung dilepas ke udara bebas sementara aliran gas buang pada pipa kedua dialirkan masuk ke dalam settling tank untuk memanaskan Heavy Fuel Oil (HFO) sebagai bahan bakar. Pada saat HFO akan dipanaskan, katup pada pipa pertama akan ditutup sehingga aliran gas buang akan melalui pipa kedua yang terhubung dengan settling tank, panas pada gas buang diharapkan dapat menaikkan suhu HFO di dalam settling tank sehingga kenaikan temperatur tersebut dapat menurunkan viskositas HFO hingga 425 cst.

6

Gambar 3. Rancangan Instalasi Pemanas HFO Pengamatan Pengamatan yang dilakukan pada penelitian ini adalah dengan mengukur suhu gas buang mesin diesel dan suhu HFO dengan menggunakan termometer.

I. JADWAL KEGIATAN PROGRAMTabel 1. Jadwal Rencana KegiatanBulan Ke No Kegiatan 11 2 3 4 5 6 Tahap Persiapan Penyediaan Alat dan Bahan Rangkaian Peralatan Pengumpulan Data Analisis Data Penulisan Laporan

1 2 3 4 1 2

2 3 4 1 2

3 3 4 1 2

4 3

5 4 1 2 3 4

7

J. PERKIRAAN BIAYA PENELITIANTabel 2. Rencana Anggaran Kegiatan

No

Spesifikasi

Jumlah Satuan

Harga Satuan (Rp) 4.500 6.000 30.000

Harga Total (Rp) 135.000 150.000 300.000 585.000

1 Bahan Habis pakai Solar HFO Minyak Pelumas Peralatan Penunjang 2 Penelitian Sewa laboratorium Pipa 2 inchi Pipa 0.5 inci Baut ukuran 12 Katup ukuran 2 inci Flange Plat besi L bow ukuran 2 inci L bow ukuran 0.5 inci Sambungan T ukuran 2 inci Sambungan T ukuran 0.5 inci Thermometer Perakitan tangki dan pipa Isolasi Pipa lem besi Kain majun Sarung tangan kerja Kertas Amplas Sabun colek Transportasi dan 3 akomodasi Transportasi Konsumsi

30 liter 25 Liter 10 liter

5 bulan 6 meter 4 meter 45 buah 3 buah 10 buah 5 buah 5 buah 5buah 5buah 2 buah 10 buah 5 buah 3 kilogram 9 pasang 10 lembar 1 buah

250.000 80.000 25.000 2.000 280.000 85.000 45.000 20.000 46.000 30.000 120.000 500.000 10.000 20.000 20.000 10.000 8.000 2.500

1.250.000 480.000 100.000 90.000 840.000 850.000 280.000 225.000 100.000 230.000 150.000 240.000 500.000 100.000 100.000 60.000 90.000 80.000 2.500 5.737.500

3 orang 3 orang

200.000 180.000

600.000 540.000 1.140.000

8

4 Administrasi Buku catatan Spidol Pulpen Pensil Mistar 5 Pembuatan laporan DVD Pengetikan Penjilidan Penggandaan 6 Dokumentasi Film + cetak foto Kamera digital ( sewa ) 7 Biaya lain-lain Tak terduga

3 buah 3 buah 3 buah 3 buah 3 buah

20.000 8.000 3.000 2.000 5.000

60.000 24.000 9.000 6.000 15.000 114.000 16.000 30.000 75.000 50.000 171.000 200.000 200.000 400.000 500.000 8.347.500

2 buah 1 rangkap 5 rangkap 5 buah

8.000 30.000 15.000 10.000

1 set

200.000

jumlah saldo

9

K. DAFTAR PUSTAKAHolman. J. P, 1997, Perpindahan Kalor, edisi keenam, penerbit Erlangga, Jakarta. Kamajaya. Pintar fisika 3. 2002. Termodinamika. Ganeca. Jakarta. Frank kreith. 1993. Prinsip-prinsip perpindahan panas. Erlangga Jakarta Ozisik. M. Necati, 1985, :Heat Transfer A Basic Approach, Mc Graw Hill Book Company, New York. kakad Sadik, 1995, Convertive Heat Trasnfer, second edition, CRC press Inc, London. William C Raynold & Henry C Perkins. 1989. Erlangga.

10

L. LAMPIRANBIODATA KETUA serta ANGGOTA KELOMPOK Ketua pelaksana kegiatan Nama : Suardi Nama Panggilan : Suardi Tempat Tanggal Lahir : Rappang, 26 Mei 1988 Jenis kelamin : Laki-laki Agama : Islam Riwayat Pendidikan : SDN 3 Rappang (1994-2000) SLTPN 1 Rappang (2000-2003) SMAN 1 Rappang (2003-2006) Jurusan Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin (2007Sekarang) Riwayat Organisasi : Anggota OSIS SMAN 1 Panca Rijang Mimpunan Mahasiswa Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin (HMP FT-UH) Anggota Unit Kegiatan Mahasiswa Tae Kwon Do Universitas Hasanuddin (UKM Tae Kwon Do Unhas) periode 2008 - sekarang Kordinator Kerohaniaan Himpunan Mahasiswa Perkapalan Universitas hasanuddin periode 2010-2011

Mengetahui Ketua Kelompok

(Suardi)

11

Anggota Pelaksana I Nama : Hamzah Hafid Nama Panggilan : Hamzah Tempat Tanggal Lahir : Massila, 28 April 1988 Jenis kelamin : Laki-laki Agama : Islam Riwayat Pendidikan : SDN 44 Cacabala, Pinrang (1995-2001) SLTPN 1 Duampanua, Pinrang (2001-2004) SMAN 1 Duampanua, Pinrang (2004-2007) Jurusan Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin (2007Sekarang) Riwayat Organisasi : Anggota Osis SMAN 1 Duampanua Mimpunan Mahasiswa Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin (HMP FT-UH) Ketua panitia kegiatan Silaturrahmi Akbar Kerukunan Mahasiswa Pinrang Universitas Hasanuddin (KMP-UNHAS) Ketua umum Kerukunan Mahasiswa Pinrang Universitas Hasanuddin (KMP-UNHAS) periode 2009-2010

Mengetahui Anggota Pelaksana I

(Hamzah Hafid)

12

Anggota Pelaksana II Nama : Alan Nulham Nama Panggilan : Alan Tempat Tanggal Lahir : Polman , 1 Oktober 1988 Jenis kelamin : Laki-laki Agama : Islam Riwayat Pendidikan : SDN 44 Cacabala (1995-2001) SLTPN 1 Duanpanua Pinrang (2001-2004) SMK Baramuli Pinrang (2004-2007) Jurusan Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin (2007Sekarang) Riwayat Organisasi : Pengurus Osis SMK Baramuli Pinrang Pengurus Remaja Mesjid SMK Baramuli Pinrang Mimpunan Mahasiswa Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin (HMP FT-UH) Ketua panitia kegiatan Sosialisasi dan Try Out Akbar 2009 se-Kab. Pinrang Kerukunan Mahasiswa Pinrang Universitas Hasanuddin (KMPUNHAS) Sekretaris Umum Kerukunan Mahasiswa Pinrang Universitas Hasanuddin (KMP-UNHAS) periode 2009-2010

Mengetahui Anggota Pelaksana II

(Alan Nulham)

13