Biogas is one of promising source of alternative energy nowadays. This gas contains methane at about 60% which is potential to be used as fuel. Biogas is also possible to replace gasoline as fuel on internal combustion engine. A new design of carburetor is needed to mixes air and biogas instead of air and gasoline. This carburetor consists of some main components, including venturi, venturi housing, choke, throttle, and flange. The design of carburetor may not disturb any other component of the engine and it should works with existing throttle and governor mechanism of the engine. This carburetor has many biogas ports inside its venturi. The number of ports during the test were varied, starts from 2, 4, 6, and 8 ports. The result of the test shows that carburetor with 2 ports has the best result and the performance of the engine decreases along with the addition of ports. However, application of biogas as fuel generally reduces the performance of the engine compared to normal gasoline–fueled engine. This reduction is caused by the low calorific value of biogas compared to gasoline. To makes the carburetor works better, some modifications have to be made and some materials have to be replaced with better one.
Pengembangan energi terbarukan saat ini telah banyak dilakukan oleh mahasiswa Teknik Mesin dan Biosistem (Teknik Pertanian) di Institut Pertanian Bogor. Energi terbarukan saat ini yang sudah dikembangkan di IPB adalah bio-diesel dan bio-etanol. Hal ini dilakukan untuk menggantikan bahan bakar fosil yang saat ini terus menipis ketersediannya. Banyak macam jenis bahan bakar dari organik, selain bio-etanol dan bio-diesel terdapat bahan bakar biogas yang saat ini sedang dikembangkan di Teknik Mesin dan Biosistem.
Biogas dihasilkan dari penguraian bahan – bahan organik dalam kondisi anaerobik. Hampir semua limbah yang bersifat organik bisa diubah menjadi biogas, seperti kotoran ternak, kotoran manusia, limbah pertanian, limbah rumah tangga, dan masih banyak lainnya. Kandungan metana dalam biogas lah yang menyebabkan gas ini berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Kandungan metana dalam biogas berkisar antara 50 – 70 %, nilai yang cukup besar untuk dijadikan sebagai sumber energi.
Gambar. Karburator Biogas untuk Motor Bensin
Penggunaan biogas sebagai bahan bakar pada motor bensin memerlukan adanya desain karburator baru yang mampu mencampur biogas dan udara dengan rasio yang tepat sebelum masuk ke dalam silinder motor. Desain karburator yang dibuat harus bisa dipasang pada motor tanpa memodifikasi bagian apapun dari motor dan mampu bekerja dengan mekanisme throttle dan governor yang ada pada motor. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang sebuah karburator yang mampu mencampur biogas dan udara dengan campuran yang tepat dan membuat motor bensin mampu beroperasi dengan bahan bakar biogas tanpa memerlukan modifikasi apapun selain penggantian karburator. Karburator yang dibuat memiliki bagian – bagian utama yaitu venturi, selongsong venturi, katup choke, katup throttle, serta dudukan. Karburator dibuat dari bahan logam, seperti aluminium, kuningan, besi, serta akrilik untuk bagian tuas choke dan throttle. Karburator ini memiliki 8 lubang biogas di sekeliling leher venturi. Metode pembuatan karburator dimulai dengan penentuan parameter perancangan, penentuan rancangan fungsional dan struktural, pembuatan gambar kerja dan proses manufaktur. Pengujian dilakukan dengan cara memasangkan karburator pada motor Honda GX110 dan menjalankan motor dengan bahan bakar biogas. Selanjutnya motor diuji kinerjanya menggunakan dinamometer dan data yang dihasilkan disimpan dalam komputer. Daya dan torsi yang mampu dicapai oleh motor tersebut dibandingkan pada setiap perlakuan dan dibandingkan dengan kinerja motor menggunakan bahan bakar bensin. Saat pengujian, jumlah lubang yang terbuka divariasikan sesuai dengan perlakuan yang diberikan, mulai dari 2 lubang, 4 , 6, hingga 8 lubang. Hasil pengujian menunjukkan bahwa karburator dengan dua lubang menghasilkan kurva kinerja yang paling baik di antara perlakuan lainnya. Daya yang dicapai sebesar 0.979 kW pada 3146 rpm dan torsi sebesar 4.307 Nm pada 1521 rpm. karburator dua lubang ini memiliki rasio luas penampang lubang udara dan biogas yang paling mendekati teori, yaitu sebesar 1 : 5.55. Sedangkan secara teoritis rasio yang tepat untuk pembakaran biogas ialah sebesar 1 : 5.7. Sedangkan pengujian – pengujian lainnya menunjukkan nilai yang semakin buruk seiring dengan penambahan jumlah lubang biogas.
Gambar. Percampuran Udara dan Biogas di dalam Karburator Biogas dengan Simulasi CFD (Computational Fluid Dynamic)
Apabila dibandingkan dengan kinerja motor berbahan bakar bensin, terjadi penurunan yang cukup signifikan. Daya yang mampu dicapai motor dengan bahan bakar bensin sebesar 1.86 kW dan torsi sebesar 6.21 Nm. Daya terbaik yang mampu dicapai oleh motor dengan karburator biogas terjadi pada karburator dengan 4 lubang yaitu sebesar 1.30 kW, atau terjadi penurunan sebesar 30%, sedangkan torsi terbaik dicapai oleh karburator dengan 2 lubang yaitu sebesar 4.31 Nm, atau terjadi penurunan torsi sebesar 38.3%.
Referensi:
Pranayuda Ade P. 2013. Rancang Bangun Karburator Biogas Untuk Motor Besin [Skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Magenta 