II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Motor Bakar Motor bakar adalah salah satu bagian dari mesin kalor yang berfungsi untuk mengkonversi energi termal hasil pembakaran bahan bakar menjadi energi mekanis. Berdasarkan jenis bahan bakar yang digunakan pada umumnya, Motor bakar dibedakan menjadi dua yaitu motor bensin dan motor diesel (Wardono, 2004). A.1. Motor Bensin Motor bakar bensin 4-langkah adalah salah satu jenis mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) yang beroperasi menggunakan udara bercampur dengan bensin dan untuk menyelesaikan satu siklusnya diperlukan empat langkah piston. Yang menjadi ciri utama dari motor bensin adalah proses pembakaran bahan bakar yang terjadi di dalam ruang silinder pada volume tetap. Proses pembakaran pada volume tetap ini disebabkan pada waktu terjadi kompresi, dimana campuran bahan bakar dan udara mengalami proses kompresi di dalam silinder, dengan adanya tekanan ini bahan bakar dan udara dalam keadaan siap terbakar dan busi meloncatkan bunga listrik sehingga terjadi
9
pembakaran dalam waktu yang singkat sehingga campuran tersebut terbakar habis seketika dan menimbulkan kenaikan suhu dalam ruang bakar. Prinsip kerja motor bensin 4-langkah dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Katup masuk
Katup keluar
busi
Kepala piston Batang piston
Poros engkol
(a) Langkah hisap
(b) Langkah kompresi
(c) Langkah ekspansi
(d) Langkah buang
Gambar 1. Prinsip Kerja Motor Bensin 4-langkah Untuk lebih jelasnya proses-proses yang terjadi pada motor bakar bensin 4langkah dapat dijelaskan melalui siklus ideal dari siklus udara volume konstan seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
10
Tekanan, P
3
2 4
0
1
Volume spesifik, v TMA
TMB
Gambar 2. Diagram P-v Dari Siklus Ideal Motor Bakar Bensin 4Langkah (Wardono, 2004). Keterangan mengenai proses-proses pada siklus udara volume konstan dapat dijelaskan sebagai berikut (Wardono, 2004): a. Proses 01 : Langkah hisap (Intake) Pada langkah hisap campuran udara-bahan bakar dari karburator terhisap masuk ke dalam silinder dengan bergeraknya piston ke bawah, dari TMA menuju TMB. Katup hisap pada posisi terbuka, sedang katup buang pada posisi tertutup. Diakhir langkah hisap, katup hisap tertutup secara otomatis. Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik konstan. Proses dianggap berlangsung pada tekanan konstan. b. Proses 12 : Langkah kompresi (Compression) Pada langkah kompresi katup hisap dan katup buang dalam keadaan tertutup. Selanjutnya piston bergerak ke atas, dari TMB menuju TMA. Akibatnya campuran udara-bahan bakar terkompresi. Proses kompresi ini
11
menyebabkan terjadinya kenaikan temperatur dan tekanan campuran tersebut, karena volumenya semakin kecil. Campuran udara-bahan bakar terkompresi ini menjadi campuran yang sangat mudah terbakar. Proses kompresi ini dianggap berlangsung secara isentropik. c. Proses 23 : Langkah pembakaran volume konstan Pada saat piston hampir mencapai TMA, loncatan nyala api listrik diantara kedua elektroda busi diberikan ke campuran udara-bahan bakar terkompresi sehingga sesaat kemudian campuran udara-bahan bakar ini terbakar. Akibatnya terjadi kenaikan temperatur dan tekanan yang drastis. Kedua katup pada posisi tertutup. Proses ini dianggap sebagai proses pemasukan panas (kalor) pada volume konstan. c. Proses 34 : Langkah kerja/ekspansi (Expansion) Kedua katup masih pada posisi tertutup. Gas pembakaran yang terjadi selanjutnya mampu mendorong piston untuk bergerak kembali dari TMA menuju TMB. Dengan bergeraknya piston menuju TMB, maka volume gas pembakaran di dalam silinder semakin bertambah, akibatnya temperatur dan tekanannya turun. Proses ekspansi ini dianggap berlangsung secara isentropik. d. 1) Proses 41 : Langkah buang volume konstan (Exhaust) Saat piston telah mencapai TMB, katup buang telah terbuka secara otomatis sedangkan katup hisap masih pada posisi tertutup. Langkah ini dianggap sebagai langkah pelepasan kalor gas pembakaran yang terjadi pada volume konstan.
12
2) Proses 10 : Langkah buang tekanan konstan Selanjutnya piston bergerak kembali dari TMB menuju TMA. Gas pembakaran didesak keluar melalui katup buang (saluran buang) dikarenakan bergeraknya piston menuju TMA. Langkah ini dianggap sebagai langkah pembuangan gas pembakaran pada tekanan konstan. A.2. Motor Diesel Motor bakar diesel dikenal juga sebagai motor bakar penyalaan kompresi (compression ignition engines). Berbeda halnya dengan motor bakar bensin yang menggunakan busi untuk dapat melangsungkan proses pembakaran bahan bakar didalam silinder, pada motor bakar diesel ini proses penyalaan dapat terjadi dengan sendirinya (tanpa energi tambahan dari busi). Proses pembakaran dapat terjadi di dalam silinder motor bakar diesel ini karena bahan bakar solar yang akan dikontakkan dengan udara terkompresi bertemperatur dan bertekanan sangat tinggi di dalam silinder, dimasukkan dengan cara disemprotkan pada tekanan tinggi, sehingga dihasilkan butirbutir bahan bakar yang sangat halus. Akibanya panas yang terkandung atau panas yang diberikan oleh udara terkompresi tadi dapat membakar butirbutir halus bahan bakar ini. Oleh karena itu, pada motor bakar diesel ini tidak dipergunakan busi untuk memantik bahan bakar agar terbakar, seperti halnya pada motor bakar bensin (Ginting,1999). A.3. Proses Pembakaran Proses pembakaran adalah suatu reaksi kimia antara unsur-unsur bahan bakar tertentu yakni hidrogen dan karbon bergabung dengan oksigen yang memerlukan panas awal pembakaran, reaksi berlangsung sangat cepat,
13
untuk menghasilkan energi panas yang jauh lebih besar dan menyebabkan meningkatnya temperatur dan tekanan gas pembakarannya. Kondisi yang dibutuhkan untuk terjadinya proses pembakaran yaitu adanya unsur-unsur yang dapat terbakar tadi (hidrogen- karbon dan oksigen) dan teknik untuk mengawali proses pembakaran. Pada motor bensin, campuran bahan bakarudara yang hampir homogen dibentuk di dalam karburator dan terbakar di dalam ruang bakar pada saat piston hampir mencapai akhir langkah kompresi.
Sedangkan
pada
motor
diesel,
udara
terlebih
dahulu
dikompresikan, baru setelahnya di akhir langkah kompresi bahan bakar dinjeksikan ke udara terkompres tadi. Proses pembakaran dari campuran bahan bakar-udara di dalam ruang bakar merupakan salah satu proses yang mengontrol daya mesin, efisiensi, dan emisinya (Ginting,1999). Ada beberapa hal yang mempengaruhi efisiensi bahan bakar, emisi gas buang, dan daya output yang dihasilkan oleh motor bakar, diantaranya sifat bahan bakar, perbandingan udara/ bahan bakar operasi, penggunaan aditif, sistem dan spark timing, geometri ruang bakar, besarnya turbulensi campuran, dan komposisi campurannya (kondisi udara dan bahan bakar). Kondisi udara pembakaran (udara yang terhisap masuk ke dalam ruang bakar) memainkan peranan yang sangat penting
dalam menghasilkan
prestasi motor yang tinggi. Kondisi udara pembakaran yang dimaksudkan disini, bisa merupakan temperatur dan tekanan udara masuknya, dan bisa juga bersih atau tidaknya udara pembakaran ini dari unsur-unsur selain oksigen, seperti gas nitrogen, uap air, dan gas lain. Pada proses pembakaran di dalam motor bensin dan diesel, oksigen adalah satu-satunya unsur yang
14
diperlukan untuk membakar unsur-unsur bahan bakar ini, yaitu molekul karbon dan hidrogen. Adanya unsur-unsur lain selain oksigen, seperti nitrogen, uap air, dan gas lain di dalam udara pembakaran hanya akan menurunkan prestasi dari motor itu sendiri, karena panas yang dikandung oleh campuran udara-bahan bakar di dalam ruang bakar selama langkah kompresi sebagian akan diserap oleh unsur-unsur pengganggu ini. Akibatnya, panas yang diberikan untuk membakar bahan bakar semakin menurun. Penurunan panas campuran udara-bahan bakar akan menyebabkan bahan bakar terbakar lebih lama, dan yang lebih parah lagi sebagian bahan bakar tidak akan terbakar, dikarenakan kurangnya panas yang disuplai untuk terjadinya proses pembakaran bahan bakar di dalam ruang bakar. Hal ini tentunya akan menurunkan daya output yang dihasilkan dan borosnya pemakaian bahan bakar oleh motor bakar tersebut (Soenarto,1995) Berikut ini merupakan contoh reaksi kimia bahan bakar hidrokarbon Octane C8H18 ( bahan bakar premium) untuk proses pembakaran sempurna : C8H18 + 12,5 ( O2 + 3,76 N2 ) 8 CO2
+ 9 H2O + 47 N2
Dari reaksi kimia di atas, terlihat bahwa nitrogen tidak ikut bereaksi, dan bila oksigen yang tersedia kurang maka produk CO2 yang terbentuk juga akan lebih sedikit, dan akibatnya akan terbentuk gas lain seperti CO dalam produk pembakaran. Terbentuknya gas CO dan sedikitnya terbentuk gas CO2 dalam produk pembakaran menyebabkan panas yang dilepas juga lebih kecil (prestasi mesin menurun). Hal ini disebabkan oleh panas pembentukan
15
gas CO2 (hf = - 393,5 kJ) lebih besar daripada panas pembentukan gas CO (hf = - 110,5 kJ), sebagaimana reaksi kimia berikut: Reaksi Cukup Oksigen
:
Reaksi Kurang Oksigen :
C +
O2
CO2 + 393,5 kJ
C + ½ O2 CO + 110,5 kJ
Reaksi pembakaran di atas menunjukkan pentingnya peran dari kondisi udara yang memasuki ruang bakar. Udara yang bersih (yang mengandung cukup oksigen) akan melepaskan panas lebih dari tiga kali panas yang dilepaskan oleh udara yang masih mengandung pengotor (Wardono 2004). A.4. Parameter Prestasi Motor Bensin 4-Langkah Prestasi mesin biasanya dinyatakan dengan efisiensi thermal, th. Karena pada motor bakar 4 langkah selalu berhubungan dengan pemanfaatan energi panas / kalor, maka efisiensi yang dikaji adalah efisiensi thermal. Efisiensi thermal adalah perbandingan energi (kerja / daya) yang berguna dengan energi yang diberikan. Prestasi mesin dapat juga dinyatakan dengan daya output dan pemakaian bahan bakar spesifik engkol yang dihasilkan mesin. Daya output engkol menunjukkan daya output yang berguna untuk menggerakkan sesuatu atau beban. Sedangkan pemakaian bahan bakar spesifik engkol menunjukkan seberapa efisien suatu mesin menggunakan bahan bakar yang disuplai untuk menghasilkan kerja. Prestasi mesin sangat erat hubungannya dengan parameter operasi, besar kecilnya harga parameter operasi akan menentukan tinggi rendahnya prestasi mesin yang dihasilkan. (Wardono, 2004).
16
Untuk mengukur prestasi kendaraan bermotor bensin 4 – langkah dalam aplikasinya diperlukan parameter sebagai berikut : a. Konsumsi bahan bakar, semakin sedikit konsumsi bahan bakar kendaraan bermotor bensin 4 – langkah, maka semakin tinggi prestasinya. b. Akselerasi, semakin tinggi tingkat akselerasi kendaraan bermotor bensin 4 – langkah maka prestasinya semakin meningkat. c. Waktu tempuh, semakin singkat waktu tempuh yang diperlukan pada kendaraan bermotor bensin 4 – langkah untuk mencapai jarak tertentu, maka semakin tinggi prestasinya. d. Putaran mesin, putaran mesin pada kondisi idle dapat menggambarkan normal atau tidaknya kondisi mesin. Perbedaan putaran mesin juga menggambarkan besarnya torsi yang dihasilkan. B. Filter Udara Filter udara adalah komponen yang berfungsi menyaring udara bebas dari luar yang akan masuk ke ruang pembakaran agar selalu dalam keadaan bersih. Udara yang sudah disaring kemudian menuju ke ruang pembakaran bersamaan dengan bahan bakar. Dengan bercampurnya udara dengan bahan bakar, maka kedua zat ini berubah menjadi gas dan seterusnya menuju ke ruangan silinder. Filter udara di motor sudah mengalami tiga kali evolusi. Generasi pertama, menggunakan bahan busa. Generasi kedua mengunakan tipe kertas kering, dan generasi terbaru menggunakan kertas basah. Beberapa jenis filter akan dijelaskan di bawah ini: a. Busa marmer
17
Tipe saringan udara ini, boleh disebut konvensional. Itu karena modelnya yang umum dan sudah dipakai sejak lama. Banyak pabrikan menggunakan saringan model ini, karena mudah perawatannya. Membersihkannya menggunakan bensin. Busa direndam atau disiram bensin lalu diperas. Ulangi hingga dua atau tiga kali, Untuk mengeringkannya, cukup sedikit diremas. Setelah busa dibersihkan lalu lumuri pakai oli.
Gambar 3. Filter Udara Busa Marmer b. Kertas kering (dry element) Saringan udara jenis ini memiliki bahan yang tebal sehingga tidak cepat rusak ketika menyedot udara. Membersihkannya cukup disemprot menggunakan angin kompresor.
Gambar 4. Filter Udara Dry Elemen
18
c. Kertas basah (wet element) Bahan yang dipakai hampir serupa dengan bahan saringan udara dry element, namun telah memiliki pelumas khusus di kertasnya. Cara membersihkannya cukup dilap menggunakan kain tipis.
Gambar 5. Filter Udara Wet Element
C. ZEOLIT Zeolit baru dikenal sebagai bahan tambang setelah ditemukan pada tahun 1756 oleh B.A.F.Cronsted seorang ahli mineral dari Swedia. Nama zeolit berasal dari dua kata Yunani, zein artinya membuih dan lithos artinya batuan. Diberi nama zeolit karena sifatnya yaitu mendidih dan mengeluarkan uap jika dipanaskan. Para ahli mineralogi memperkirakan bahwa zeolit berasal dari muntahan gunung berapi yang membeku menjadi batuan vulkanik, sedimen, batuan metamorfosa, selanjutnya melalui pelapukan karena pengaruh panas dan dingin yang terjadi dalam lubang-lubang dari batuan lava basal (traps rock) dan butiran halus dari batuan sediment piroklastik (tuff). Umumnya komposisi zeolit alam mengandung klinoptilolit, mordenit, chabazit, dan erionit. Kristalnya terbentuk dari proses hidrotermal yang melibatkan reaksi
19
antara larutan garam atau dengan aliran lava. Zeolit Indonesia umumnya mengandung jenis mordenit, dan klinoptilolit, serta kadang-kadang gabungan jenis keduanya. Di Jawa timur, zeolit terdapat di Pacitan, Ponorogo, Blitar, dan Malang. Menurut hasil penelitian zeolit alam Indonesia banyak mengandung campuran
atau
pengotor,
sehingga
diperlukan
pengolahan
untuk
menghilangkan atau memisahkan pengotor tersebut (Dian, 2010). Zeolit dapat dimanfaatkan sebagai penyaring molekul, penukar ion, filter dan katalis.
Secara
empiris
mempunyai
rumus
sebagai
berikut
Mx/n[{AlO2}x{SiO2}y]. zH2O dimana, Mx/n: kation golongan IA dan IIA dalam sistem periodik, n: valensi logam alkali, x: bilangan tertentu alumina dari 2-10, y: bilangan tertentu silica dari 2-7, z: jumlah molekul air. Berikut contoh komposisi zeolit alam asal Lampung (sumber : CV. Minatama) :
Komposisi Kandungan (%) 64,37 SiO2 10,93 Al2O3 1,29 Fe2O3 1,54 K2O 0,16 TiO2 MgO 0,68 CaO 1,31 0,75 Na2O Tabel 1. Komposisi zeolit alam L.O.I 18,61Lampung C.1. Jenis Zeolit Berdasarkan proses pembentukannya, zeolit dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu zeolit alam dan zeolit sintesis. a. Zeolit alam
20
Zeolit alam adalah zeolit yang terbentuk melalui proses alam yaitu proses hidrotermal pada batuan beku basa. Kebanyakan zeolit alam memiliki perbandingan Si/Al yang rendah. Dua zeolit alam yang ditemukan memiliki kegunaan yang sangat baik adalah klinoptilolit dan mordenit sebagai penukar ion, dalam bidang agrikultur dan adsorben. b.
Zeolit sintesis Zeolit sintesis biasanya dibuat untuk mendapatkan zeolit dengan kemurnian yang lebih baik dengan mengatur perbandingan Si/Al yang diinginkan. Zeolit sintesis diklasifikasikan menurut jumlah Si atau Al yang terkandung didalamnya yaitu: 1. Zeolit Kadar Si rendah atau kadar Al tinggi Milton dan Breck dari Union Carbide melaporkan pengamatan dari zeolit A dan X pada tahun 1959. Zeolit ini mempunyai pori, komposisi, dan saluran rongga optimum dan sangat baik sebagai agen penukar ion. 2. Kadar Si sedang Breck melaporkan sintesis zeolit Y pada tahun 1964, dimana perbandingan Si/Al 1,5-3,8 dan memiliki kerangka yang hamper sama dengan zeolit X dan mineral faujasit. Dengan menurunkan kandungan Al akan menyebabkan stabilitas pada asam dan panas sehingga zeolit Y dapat dikembangkan untuk transformasi hidrokarbon. 3. Kadar Si tinggi Zeolit dengan perbandingan Si/Al mencapai 10-100 (atau lebih) telah dilaporkan oleh Mobil Research and Development Laboratories di
21
tahun 1960 dan 1970an, sebagai contohnya ZSM-5. Walaupun kandungan Al nya rendah namun zeolit ini sangat baik untuk reaksi katalisis hidrokarbon. (Dian,2010)
Gambar 6. Zeolit C.2. Kegunaan Zeolit Adapun kegunaan zeolit antara lain: 1. Peranan zeolit dalam pengolahan limbah dan nuklir Untuk pemisahan amonia/ion amonium dari air limbah industri, untuk pemisahan hasil fisi dari limbah radioaktif dan penggunaan dibidang limbah
pertanian.
Klinoptilolit
dapat
memisahkan
99%
amoniak/amonium dari limbah industri. Klinoptilolit juga dapat memisahkan logam berat (Pb, Cu, Cd, Zn, Co, Ni dan Hg) baik dalam limbah industri ataupun dalam tanah pertanian untuk “soilconditioning”. 2. Bidang proses industri Berdasarkan sifat adsorpsinya terhadap gas dan hidrasi molekul air, zeolit digunakan untuk pengeringan pada berbagai produk industri. Molekul uap air dapat diserap 8-10 g dengan 100 g klinoptilolit dibandingkan 3 g dan 1,2 g oleh Al2O3 dan gel silika dengan berat yang sama pada kondisi 1,33 atm dan 25°C. Zeolit klinoptilolit diaktivasi pada suhu 300 – 350°C
22
selama 2-3 Jam. Sebagai “drying agent” dan senyawa organik, zeolit digunakan antara lain: a. Pada proses pemurnian metal klorida dalam industri karet b. Pemurnian fraksi alkohol, metanol, benzen, xylene, LPG dan LNG pada industri petrokimia c. Untuk hidrokarbon propellentsfillers aerosol untuk pengganti freon d. Penyerap klorin, bromin dan fluorin e. Menurunkan humiditas ruangan. 3. Zeolit digunakan dalam proses penyerapan gas seperti: a. gas mulia antara lain Ar, Kr dan He, b. gas rumah kaca (NH3, CO2, SO2, SO3 dan NOx), c. gas organik CS2, CH4, CH3CN, CH3OH, termasuk pirogas dan fraksi etana/etilen, d. Pemurnian udara bersih mengandung O2, e. Penyerapan gas N2 dari udara sehingga meningkatkan kemurnian O2 diudara, f. Campuran filter pada rokok, g. Penyerapan gas dan penghilangan warna dari cairan gula pada pabrik gula. (John,2001) C.3. Beberapa Sifat-sifat Kimia Zeolit 1. Penukar Ion Ion-ion pada rongga untuk menjaga kenetralan zeolit. Ion-ion ini dapat bergerak bebas sehingga pertukaran ion yang terjadi tergantung dari ukuran, muatan dan jenis zeolit. Sifat sebagai penukar ion dari zeolit
23
antara lain tergantung dari sifat kation, suhu, dan jenis anion (Dian,2010) Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat pertukaran kation pada zeolit: a. Jenis kation dan ukuran (terhidrat/anhidrat) b. Suhu c. Konsentrasi kation dalam larutan d. Anion yang berpasangan dengan kation e. Pelarut 2. Penyerapan (adsorbsi) Pada keadaan normal ruang kristal zeolit terisi oleh molekul air yang berada disekitar kation. Bila zeolit dipanaskan maka air tersebut akan keluar. Zeolit yang telah dipanaskan dapat berfungsi sebagai penyerap gas atau cairan. 3. Dehidrasi Sifat dehidrasi zeolit berpengaruh terhadap fungsi jerapannya. Keunikan zeolit terletak pada struktur pori yang spesifik. Pada zeolit alam di dalam pori terdapat kation atau molekul air. Bila kation atau molekul air tersebut dikeluarkan dari dalam pori, maka zeolit akan meninggalkan pori yang kosong. 4. Katalis Zeolit
sebagai
mempengaruhi
katalis
hanya
keseimbangan
mempengaruhi reaksi
karena
laju
reaksi
mampu
tanpa
menaikkan
perbedaan lintasan molekuler dari reaksi. Katalis dengan pori sangat kecil akan memuat molekul kecil tetapi mencegah molekul besar masuk.
24
Selektivitas molekuler seperti ini disebut molecular sieve yang terdapat dalam substansi zeolit alam. Kemampuan zeolit sebagai katalis berkaitan dengan tersedianya pusat aktif dalam saluran antar zeolit. Pada pusat aktif terbentuk karena adanya gugus fungsi asam tipe Bronsted maupun Lewis. Perbandingan ke-2 jenis asam ini tergantung pada proses aktivasi zeolit dan kondisi reaksi. Pusat aktif yang bersifat asam ini selanjutnya dapat mengikat molekul basa secara kimia. Sifat katalisis zeolit disebabkan kation pada atom Al zeolit yang dapat dipertukarkan dengan ion H+ dan aktif sebagai katalis(Supandi,2010). C.4. Aktivasi Zeolit Alam Aktivasi merupakan proses untuk menaikkan kapasitas adsorpsi sehingga diperoleh sifat yang diinginkan sesuai dengan penggunaannya. Tujuan aktivasi zeolit adalah untuk menghasilkan luas permukaan yang lebih luas melalui pembentukan struktur berpori dan juga untuk menghilangkan senyawa – senyawa pengotor. Aktivasi zeolit dilakukan dengan pemanasan, penambahan asam, dan penambahan basa. Pada penelitian ini dilakukan aktivasi dengan penambahan asam dan pemanasan. Pada umumnya asam yang digunakan adalah asam sulfat dan asam klorida, sedangkan basa yang digunakan adalah H2SO4 dan HCl (Supandi,2010). 1.
Aktivasi fisik Aktivasi fisik yaitu melakukan proses pemanasan zeolit alam dilakukan secara kontak langsung (dengan udara panas) maupun secara tidak kontak langsung (system vakum atau exhauster). Pemanasan ini bertujuan untuk menguapkan air yang terperangkap dalam pori – pori
25
kristal zeolit sehingga jumlah pori – pori dan luas permukaan spesifiknya bertambah. Proses pemanasan zeolit dilakukan pada suhu 200 – 400 0C di dalam oven dengan waktu pemanasan 2 – 3 jam, sedangkan di ruang terbuka sekitar 5 – 6 jam. Pada penelitian Mahdi (2010) di Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung, kemampuan zeolit aktivasi fisik dalam meningkatkan kinerja motor diesel telah dibuktikan dengan menunjukkan
bahwa
peningkatan
temperatur
aktivasi
dapat
meningkatkan daya engkol terbaik sebesar 0,215 kW (12,088%). Penurunan konsumsi bahan bakar spesifik terbaik dengan menggunakan zeolit diameter 0,7 mm dan berat 200 gram, temperatur aktivasi 325 0C, waktu pemanasan 2 jam pada putaran 1100 rpm mampu menurunkan konsumsi bahan bakar sebesar 0,0123 kg/kWh (9,729%). 2. Aktivasi Kimia Aktivasi secara kimia dilakukan dengan larutan asam (H2SO4) atau basa (NaOH) dengan tujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengotor, dan mengatur kembali letak atom yang dapat dipertukarkan. Pereaksi kimia ditambahkan pada zeolit yang telah disusun dalam suatu tangki dan diaduk selama jangka waktu tertentu. Zeolit kemudian dicuci dengan air sampai netral dan selanjutnya dikeringkan. Permukaan yang luas ini tersusun oleh banyaknya pori halus pada padatan tersebut. Di samping luas spesifik dan diameter pori, distribusi ukuran partikel, maupun kekerasannya merupakan sifat karakterisik yang penting dari suatu adsorben. Tergantung pada tujuan penggunaannya, adsorben dapat berupa granulat ( biasanya untuk
26
menyerap gas) atau serbuk (biasanya untuk adsorpsi campuran cair) (Korin,2012). 3. Aktivasi gabungan Aktivasi gabungan adalah pengaktivasian zeolit alam secara kimia dan fisik. Pada penelitian Novian Korin (2012) salah satu mahasiswa jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung, zeolit diaktivasi menggunakan larutan basa NaOH dan KOH yang memiliki konsentrasi larutan masing – masing 0,25 N, 0,5 N, 0,75 N, dan 1,0 N. Zeolit dan larutan kimia diaduk menggunakan mixer dengan tujuan agar merata, kemudian zeolit disaring dengan kain penyaring untuk menghilangkan larutan aktivasi dan kemudian zeolit tersebut dicuci dengan air aquades untuk membersihkan dari larutan aktivasi sehingga PH netral yaitu 7. Lalu zeolit tersebut dikeringkan menggunakan panas matahari selama 3 jam dengan tujuan melihat reduksi yang terjadi, kemudian dipanaskan mengguanakan oven selama 1 jam dengan suhu 110 0C dengan tujuan agar permukaan kering dan mudah dilakukan penumbukan pada zeolit tersebut. Setelah zeolit menjadi bubuk lalu dilakukan pengayakan dengan menggunakan ayakan 100 mesh. Kemudian bubuk zeolit tersebut dicampurkan dengan tapioca dan air aquades untuk dibentuk menjadi pelet dengan ukuran diameter 10 mm, tebal 3 mm, dan berat 0,48 gram. Zeolit pelet yang dicetak kemudian diaktivasi fisik dengan 3 variasi pemanasan yaitu 150 0C 1 jam, 150 0C 2 jam, 200 0C 1 jam. Dengan proses aktivasi gabungan tersebut mampu menurunkan konsumsi bahan bakar terjadi pada aktivator NaOH dan KOH pada normalitas 0,75 N
27
sebesar 0,0195 kg/kWh (10,049%) dan 0,019 kg/kWh (9,644%) pada temperatur aktivasi 200 0C 1 jam serta dengan komposisi terbaik. Komposisi terbaik dalam penelitian Korin yaitu 74% zeolit ; 6% tapioka ; 20% air aquades.
