ANALISA PERBANDINGAN EMISI GAS BUANG DENGAN

MENGGUNAKAN CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN

BAJA, KUNINGAN DAN TEMBAGA

TUGAS AKHIR

BIDANG KONVERSI ENERGI

Diajukan Kepada:

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan

Program SarjanaTeknik (S1)

Oleh :

RAMA UBAIDILLAH

201310120311154

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

ANALISA PERBANDINGAN EMISI GAS BUANG DENGAN

MENGGUNAKAN CATALYTIC CONVERTER BERBAHAN BAJA,

KUNINGAN DAN TEMBAGA

Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Disusun Oleh

Nama : Rama Ubaidillah

NIM : 201310120311154

Malang, Juli 2018

Yang telah disahkan oleh :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(Dr. Ir Ali Mokhtar, MT)

(Ir. Mulyono, MT)

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin

(Murjito, ST., MT.)

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang mana hanya atas

limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayah-Nya, laporan tugas akhir dengan judul “

Analisa Perbandingan Emisi Gas Buang Dengan Menggunakan Catalytic

Converter Berbahan Baja, Kuningan dan Tembaga ” ini akhirnya dapat

terselesaikan.

Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam skripsi ini

terdapat banyak sekali kekurangan baik dari segi penggunaan kata dan bahasa yang

belum memenuhi kaidah yang tepat, maupun dari penelitian ini sendiri. Oleh karena

itu penulis sangat mengharapkan bantuan, kritik dan saran yang membangun dari

berbagai pihak yang membaca skripsi ini. Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis

cukup banyak mendapatkan bimbingan, pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak

baik secara moril maupun material. Oleh sebab itu penulis mengucapkan terimakasih

kepada :

1. Bapak Murjito, ST,MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang.

2. Bapak Ir. Ali Mokhtar,,MT., selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak

memberikan bimbingan dan nasehat serta semua ilmu yang telah diberikan.

3. Bapak Ir. Mulyono, MT., selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak

memberikan bimbingan dan nasehat serta semua ilmu yang telah diberikan.

4. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

yang telah memberikan bekal ilmu dan pengetahuan yang sangat bermanfaat.

5. Kedua orang tua serta keluarga yang selalu memberikan bantuan materiil maupun

non materiil, do’a, nasihat, semangat, kasih sayang dan mengingatkan akan pesan-

pesannya yang tak akan terlupakan.

6. Teman – teman sebimbingan, serta teman – teman teknik mesin angkatan 2013,

terimakasih untuk semangat, dukungan dan persahabatannya selama ini.

7. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Semoga Tuhan

Yang Maha Esa membalas semua kebaikan yang telah kalian berikan kepada

penulis.

Demikian skripsi ini penulis susun, semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita

semua. Sekali lagi penulis ucapkan syukur kepada Illahi Rabbi semoga ilmu yang

didapatkan mendatangkan makna dan manfaat dalam kehidupan siapapun, kapanpun

dan dimanapun, terimakasih.

Malang, 25 Juli 2018

Penulis,

(Rama Ubaidillah)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN SAMPUL ........................................................................... i

HALAMAN JUDUL ............................................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................... iv

LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING I .............................................. v

LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING II ............................................. vi

ABSTRAK .............................................................................................. vii

ABSTRACT .............................................................................................. viii

KATA PENGANTAR ............................................................................ ix

DAFTAR ISI ........................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xvi

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN .................................................................. 1

A. Latar Belakang .................................................................. 1

B. Rumusan Masalah............................................................. 5

C. Tujuan Penelitian .............................................................. 5

D. Batasan Masalah ............................................................... 6

E. Manfaat Masalah .............................................................. 6

F. Metode Penelitian ............................................................. 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 8

2.1. Emisi Gas Buang ............................................................. 8

2.1.1. Pengertian Emisi Gas Buang ................................. 8

2.1.2. Komposisi Emisi Gas Buang ................................. 8

2.1.3. Faktor – factor yang mempengaruhi

Emisi Gas Buang ................................................... 10

2.2. Catalytic Converter ............................................................ 11

2.2.1. Pengertian Catalytic Converter ............................... 11

2.2.2. Cara Kerja Catalytic Converter .............................. 12

2.2.3. Jenis-jenis Catalytic Converter ............................... 13

2.3. Katalis ................................................................................ 15

2.3.1. Pengertian Katalis ................................................... 15

2.3.2. Monolith Support .................................................... 18

2.3.3. Energi Aktivasi dan Katalis .................................... 19

2.3.4. Kecepatan Reaksi Untuk Reaksi Katalis Heterogen 20

2.3.5. Subtract ................................................................... 20

2.3.6. Material Katalis ....................................................... 22

2.4. Logam Baja ........................................................................ 23

2.5. Logam Kuningan ............................................................... 25

2.5.1. Pengertian Logam Kuningan ................................... 25

2.5.2. Sifat Fisik Logam Kuningan .................................... 25

2.6. Logam Tembaga ................................................................ 26

2.7. Desain Katalis Jaring Laba-laba ........................................ 26

2.8. Perbandingan Udara Bahan Bakar ..................................... 27

2.9. Reaksi Pembakaran ............................................................ 29

2.10. Analisa Gas Buang ........................................................... 32

2.10.1. Standarisasi Emisi Internasional ........................... 33

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................... 34

3.1. Skema Penelitian ............................................................... 34

3.2. Pengertian Skema Penelitian ............................................. 35

3.2.1. Merancang dan Mendesain Catalytic Converter..... 35

3.2.2. Perhitungan Dimensi ............................................... 35

3.2.3. Desain Chasing Catalytic Converter ...................... 35

3.2.4. Desain Katalis Bentuk Sarang Laba-laba ................ 36

3.2.5. Alat dan Bahan Umtuk Pembuatan Katalis ............. 36

3.2.6. Pembuatan Katalis ................................................... 37

3.3. Pelaksanaan Pengujian ...................................................... 38

3.3.1. Persiapan Pengujian ................................................ 38

3.3.2. Prosedur Pengujian.................................................. 40

3.3.3. Variabel Pengujian .................................................. 41

3.3.4. Prosedur Pengambilan Data .................................... 42

3.3.5. Analisa Data ............................................................ 42

3.3.6. Waktu dan Tempat Penelitian ................................. 42

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................ 43

4.1. Data Hasil Pengujian ..................................................... 43

4.1.1. Data Hasil Pengujian Knalpot CC Bahan Baja ... 43

4.1.2. Data Hasil Pengujian Knalpot CC Bahan Kuningan 44

4.1.3. Data Hasil Pengujian Knalpot CC Bahan Tembaga 45

4.1.4. Analisa Prosentase penurunan Emisi Gas

Buang Pada Katalis Berbahan Baja, Kuningan

dan Tembaga ....................................................... 45

4.2. Pembahasan Data Hasil Pengujian ................................ 49

4.2.1. Analisa Emisi Gas Buang CO ............................. 49

4.2.2. Analisa Emisi Gas Buang 𝑂2 .............................. 51

4.2.3. Analisa Emisi Gas Buang 𝐶𝑂2............................ 54

BAB V PENUTUP .............................................................................. 57

5.1. Kesimpulan ..................................................................... 57

5.2. Saran ................................................................................ 58

DAFTAR RUJUKAN ............................................................................. 60

LAMPIRAN ............................................................................................

RIWAYAT HIDUP .................................................................................

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1. Pengaruh A/F Pada Daya, Bahan Bakar dan Emisi ............. 29

2.2 Standarisasi Emisi Internasional .......................................... 33

4.1 Data Hasil Pengujian Gas Buang

Knalpot Catalytic Converter Berbahan Baja ....................... 43

4.2 Data Hasil Pengujian Gas Buang

Knalpot Calalytic Converter Berbahan Kuningan ............... 44

4.3 Data Hasil Pengujian Gas Buang

Knalpot Catalytic Converter Berbahan Tembaga ................ 45

4.4 Average Emisi Gas Buang CC Berbahan Baja .................... 45

4.5 Average Emisi Gas Buang CC Berbahan Kuningan............ 46

4.6 Average Emisi Gas Buang CC Berbahan Tembaga ............ 46

4.7 Prosentase Emisi dan Prosentase Penurunan Emisi

Gas Buang Catalytic Converter Berbahan Baja

Terhadap Emisi Gas Buang Catalytic Converter

Berbahan Kuningan ............................................................ 46

4.8 Prosentase Emisi dan Prosentase Penurunan Emisi

Gas Buang Catalytic Converter Berbahan Baja

Terhadap Emisi Gas Buang Catalytic Converter

Berbahan Tembaga. ............................................................. 47

4.9 Prosentase Emisi dan Prosentase Penurunan Emisi

Gas Buang Catalytic Converter Berbahan Kuningan

Terhadap Emisi Gas Buang Catalytic Converter

Berbahan Baja. ..................................................................... 47

4.10 Prosentase Emisi dan Prosentase Penurunan Emisi

Gas Buang Catalytic Converter Berbahan Kuningan

Terhadap Emisi Gas Buang Catalytic Converter

Berbahan Tembaga .............................................................. 48

4.11 Prosentase Emisi dan Prosentase Penurunan Emisi

Gas Buang Catalytic Converter Berbahan Tembaga

Terhadap Emisi Gas Buang Catalytic Converter

Berbahan Baja. ..................................................................... 48

4.12 Prosentase Emisi dan Prosentase Penurunan Emisi

Gas Buang Catalytic Converter Berbahan Tembaga

Terhadap Emisi Gas Buang Catalytic Converter

Berbahan Kuningan ............................................................. 49

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Tempat Catalytic Converter Pada Kendaraan Bermotor ................... 11

2.2 Tempat Keberadaan CC Pada Kendaraan Bermotor ......................... 12

2.3 Single Bed Oksidasi .......................................................................... 13

2.4 Dual Bed Oksidation ......................................................................... 14

2.5 Single Bed Three Way ...................................................................... 15

2.6 Catalytic Converter Ceramic Pellet ................................................... 21

2.7 Catalytic Converter Ceramic Honeycomb ........................................ 22

2.8 Catalytic Converter Metallic Honeycomb ........................................ 22

3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 34

3.2 Desain CC 3 Dimensi ........................................................................ 35

3.3 Chasing Catalytic Converter ............................................................. 36

3.4 Dimensi Katalis Bentuk Sarang Laba-laba ....................................... 36

3.5. Katalis Kawat Kuningan dan Kawat Tembaga ................................. 36

3.6 Proses Pembentukan Sarang Laba-laba Pada Katalis ....................... 36

3.7 Tabung Orsat ..................................................................................... 39

3.8 Knalpot Dengan Catalytic Converter ................................................ 41

3.9 Pengujian Dengan Knalpot Modifikasi CC ...................................... 41

4.1 Grafik Hubungan Antara Emisi Gas CO ............................................ 49

4.2 Grafik Hubungan Antara Emisi Gas O2 ............................................ 52

4.3 Grafik Hubungan Antara Emisi Gas CO2 .......................................... 54

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

Curriculum Vitae ....................................................................................... 63

Rancangan Desain Catalytic Converter 1 ................................................. 65

Rancangan Desain Catalytic Converter 2 ................................................. 66

Rancangan Desain Catalytic Converter 3 ................................................. 67

Data Hasil Pengujian CC Berbahan Baja .................................................. 68

Data Hasil Pengujian CC Berbahan Kuningan ......................................... 69

Data Hasil Pengujian CC Berbahan Tembaga .......................................... 70

Jurnal JEMME .......................................................................................... 71

Lembar Presentasi Skripsi ......................................................................... 82

Lampiran Lain-lain.................................................................................... 91

DAFTAR PUSTAKA

Arifin, J. dkk. 2017. Pengaruh Jenis Elektroda Terhadap Sifat Mekanik Hasil

Pengelasan SMAW Baja ASTM A36. Jurusan Teknik Mesin. Fakultas Teknik :

Universitas Wahid Hasyim Semarang.

Arismunandar,W. 1998. Penggerak Mula Motor Bakar Torak. Bandung : Penerbit ITB

Bandung

Aryanto A, Razif M, 2000, Study Penggunaan Tembaga (Cu) Sebagai Catalytic

Converter Pada Knalpot Sepeda Motor Dua Tak Terhadap Emisi Gas CO

(jurnal), Teknik Lingkungan, ITS.

Chusnul. M, 2005, Study Penggunaan Katalis CuO/yAL203 sebagai Catalytic

Converter Untuk Mereduksi Emisi CO, ITS, Surabaya.

Data Pertamina Jakarta, (2001).

Degobert, P. 1995. Automobiles and Pollution. Society of Automotive Engineers.

Inc.Pp : 24 – 372.

Dowden D.A., dkk, 1970, Catalytic Hand Book, Verlag New York, Inc

Heisler H., 1995 Advance Engine Techology Hodder Headline Group, London.

Intisari, 1999, upaya mengurangi emisi gas buang kendaraan bermotor .

Irawan B., 2003, Rancang Bangun Catalytic Converter Dengan Material Substrat

Tembaga (Cu) Untuk Mereduksi Emisi Gas CO, Tesis MIL UNDIP

Obert. E. F., 1973, Internal Combustion Engine and Air Pollution, Third Edition.

Harper & Row, Publisher, Inc, New York.

Perry, R.H. and Green, D.W., 1997, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7𝑡ℎ ed,.

Mc. Graw-Hill Book Company, New York.

60

Rosyidah, Afifah., 1998. Pengaruh Komposisi Katalis Campuran CuO, NiO dan 𝐶𝑟2𝑂3

Terhadap Optimasi Oksidasi Karbon Monoksida, Tesis Master yang Tidak

Dipublikasikan, Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Surdia, T. 1985. Pengetahuan Bahan Teknik, Edisi ke-4, PT Pradnya Paramita, Jakarta

Swisscontact, 1998, Program Udara Bersih Uji Emisi, Seri Otomotif, Jakarta.

Tugaswati, Tri. 2007. Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor dan Dampaknya

Terhadap Kesehatan.

Warju, 2006, Pengaruh Penggunaan Catalytic Converter Tembaga Berlapis Mangan

Terhadap Kadar Polutan Motor Bensin Empat Langkaah. Instiut Teknologi

Surabaya.

Yayasan Toyota – Astra. (1985) Materi Pelajaran Engine Group. PT.Toyota Astra

Motor, Jakarta.

Yuliastuti, Ambar. 2008. Estimasi Sebaran Keruangan Emisi Gas Buang Kendaraan

Bermotor di Kota Semarang. Skripsi. Jurusan Perencanaan Wilayah dan Kota.

Semarang : Universitas Diponegoro