## PENGARUH KEBERSIHAN BAHAN BAKAR DENGAN MODIFIKASI PADA PURIFIER FUEL OIL TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR BAKAR KAPAL
Jonathan Matthaeus 1 , Harto Tanujaya 2 , Steven Darmawan 3
Program Studi Teknik Mesin Universitas Tarumanagara e-mail : 1 jonathan.515190050@stu.untar.ac.id, 2 hartotan@ft.untar.ac.id, 3 stevend@ft.untar.ac.id

## ABSTRACT
Fuel cleanliness and purity is one of the factors that affect the efficiency and performance of an engine.  The  fuel  used  in  this  study  is  diesel  type  B30  and  is  used  to  run  tugboat  type  main propulsion  engine.  In  every  process  of  bunkering  or  refueling  ships,  fuel  is  often  found  mixed with  water,  containing  sand,  silt  and  other  sediments  which  can  cause  a  decrease  in performance and damage to engine components such as injectors. So that an auxiliary engine is used to filter fuel, namely a fuel oil purifier. However, the performance of the purifier was less than optimal due to the large amount of water and sand content, so a modification process was carried out, namely the addition of a separator filter component which became the basis of the research. Initially, the fuel went through 2 filtration processes and with a modification process, it became 3 times the filtration process to ease the performance of the fuel oil purifier and the fuel consumed by the main engine became clearer. Before the modification process, the engine indicator power was 1593 HP with an effective power of 1600 HP, while after the modification the engine power increased with the indicator power to 1606 HP and the effective power was 1620 HP.
Keywords : Main Engine, Purifier Fuel Oil, Filter, Fuel Oil

## ABSTRAK
Kebersihan  dan  kemurnian  bahan  bakar  merupakan  salah  satu  faktor  yang  mempengaruhi efisiensi  dan  performa  suatu  mesin.  Bahan  bakar  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah solar  tipe  B30  dan  digunakan  untuk  menjalankan  mesin  penggerak  utama  tipe  kapal  tunda. Dalam  setiap  proses  bunkering atau  pengisian  bahan bakar  kapal sering dijumpai  bahan  bakar yang  bercampur  dengan  air,  mengandung  pasir,  lumpur  dan  endapan  lainnya  yang  dapat menyebabkan  penurunan  performa  dan  kerusakan  komponen  mesin  seperti  injektor.  Sehingga digunakan  mesin  bantu  untuk  menyaring  bahan  bakar  yaitu  fuel  oil  purifier.  Namun  kinerja purifier  tersebut  kurang  optimal  karena  kandungan  air  dan  pasirnya  yang  besar,  sehingga dilakukan  proses  modifikasi  yaitu  penambahan  komponen  filter  separator  yang  menjadi  dasar penelitian.  Awalnya  bahan  bakar  melewati  2  proses  filtrasi  dan  dengan  proses  modifikasi menjadi 3 kali proses filtrasi untuk memudahkan kinerja fuel oil purifier dan bahan bakar yang dikonsumsi  mesin  induk  menjadi  lebih  jernih.  Sebelum  proses  modifikasi,  tenaga  indikator mesin sebesar 1593 HP dengan daya efektif 1600 HP, sedangkan setelah  dilakukan modifikasi tenaga mesin bertambah dengan tenaga indikator menjadi 1606 HP dan daya efektif 1620 HP. Kata Kunci : Mesin Penggerak Utama, Purifier Fuel Oil, Filter, Bahan Bakar

## 1. PENDAHULUAN
Jenis  bahan  bakar  baik  berbentuk  cair  ataupun  gas  yang  dikonsumsi  oleh  mesin diatas  suatu  kapal  sudah  seharusnya  harus  dalam  keadaan  bersih  dan  terbebas  dari kandungan  material  lain  seperti  air,  lumpur,  pasir  maupun  sampah  kecil  yang  ikut terbawa pada saat  pengisian bahan bakar. Hal  tersebut  perlu diperhatikan karena dapat menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi performa mesin dalam pengoperasiannya, sehingga  diperlukan  analisis  lebih  lanjut  mengenai  cara  untuk  membersihkan  bahan
bakar yang dapat dimulai dari tangki induk, tangki settling , tangki harian, hingga bahan bakar dikonsumsi oleh main engine kapal. [1] Purifier fuel oil berfungsi sebagai pemisah antara bahan bakar dengan unsur-unsur lain seperti air dan kotoran menggunakan prinsip kerja  ggaya gravitasi dibantu dengan gaya  sentrifugal  menggunakan  putaran  kecepatan  tinggi  dimana  berat  jenis  suatu kotoran akan mengendap dan tersaring pada bagian bowl dan bahan bakar yang sudah tersaring  akan  mengalir  melalui  pipa  menuju  tangki  harian. Tetapi,  pada  praktik  nyata kinerja proses purifikasi bahan bakar tersebut sering ditemukan hal yang tidak berjalan sesuai dengan teori yang ada. Kasus yang umum dan sering terjadi diatas kapal adalah bahan bakar yang dalam penggunaannya masih mengandung komponen air dan lumpur yang  ikut  terbawa  kedalam  filter  bahan  bakar  yang  terdapat  didalam main  engine sebelum dikonsumsi oleh mesin. [2]
Gambar 1. Purifier Fuel Oil
Permasalahan  yang  timbul  dalam  Unjuk  Kerja  Motor  Bakar  Kapal  dengan Penambahan  Filter  Separator  pada Purifier  Fuel  Oil ini  adalah  untuk  membandingkan performa  mesin  dan  hasil  purifikasi  bahan  bakar  sebelum  ditambahkan  filter  separator dengan sesudah ditambahkan filter separator.
Dalam  penelitian  ini  dibuat  batasan  masalah  dengan  tujuan  untuk  tetap  menjaga fokus  penelitian.  Adapun  batasan  penelitiannya  antara  lain  adalah purifier yang digunakan  adalah purifier  fuel  oil dari main  engine milik  kapal  tunda  jenis tugboat , filter  separator  yang  digunakan  adalah  filter  dengan  ukuran  kerapatan  30  micron,  dan bahan bakar yang digunakan adalah solar jenis B30.
Tujuan yang ingin dicapai dala penelitian ini antara lain adalah agar bahan bakar yang  dihasilkan  dari  proses  purifikasi  sebelum  masuk  kedalam  tangki  harian  menjadi lebih bersih, meningkatkan daya, efisiensi, dan performansi yang dihasilkan oleh main engine ,  mencegah  kerusakan  komponen  mesin  yang  diakibatkan  oleh  kotornya  bahan bakar terutama pada injektor.
Manfaat  yang diharapkan didapat  dari penelitian ini dapat  berupa manfaat  teknis dan ekonomis, manfaat teknis yang diharapkan adalah memaksimalkan hasil purifikasi bahan  bakar  menjadi  lebih  bersih,  hasil  pembakaran  dan  gas  buang  menjadi  lebih sempurna,  peningkatan  pada  daya  dan  performa  mesin  untuk  menunjang  operasional kapal.  Sedangkan  manfaat  ekonomis  yang  diharapkan  untuk  juga  dapat  menunjang biaya  operasional  pada  kapal  adalah  pemakaian  filter  bahan  bakar  pada main  engine kapal  menjadi  lebih  lama  dan  tidak  perlu  terlalu  sering  diganti  dan  penghematan  pada penggantian komponen injektor dan nozzle pada mesin.
Untuk  mengukur  performansi main  engine sebelum  dan  sesudah  dilakukan modifikasi  dapat  dilakukan  dengan  memperhatikan  beberapa  indikator  seperti  daya keluaran, daya efektif, efisiensi thermal efektif, dan konsumsi bahan bakar spesifik yang diperoleh dengan mengutip persamaan yang juga digunakan dalam kajian jurnal ilmiah dengan judul Pengaruh Tekanan Pompa Bahan Bakar Tekanan Tinggi Terhadap Kinerja Mesin. [3]

## Daya Indikator (Ni)
Daya indikator adalah daya yang dihasilkan didalam silinder.
………………………………………………………………….…..( 1) [3] Dimana : P = Tekanan indikator didalam silinder (kgf/cm 2 ) D = Diameter silinder (m) L = Panjang langkah piston (m) n = Kecepatan poros (rpm) z = Jumlah silinder i = Koefisien langkah Daya Efektif (Ne)
Daya  efektif  adalah  daya  yang  dihasilkan  oleh  mesin  diesel,  yaitu  yang  dikeluarkan melalui poros mesin.
…………………………………………………………..………………..(2) [3] Dimana : T = Torsi (N.m) n = Putaran poros (rpm)

## Efisiensi Thermal Efektif
Efisiensi yang menunjukkan kemampuan mesin diesel dalam menghasilkan daya efektif dari nilai kalor yang dihasilkan selama proses pembakaran.

## ……………………………………………………………….……………(3) [3]
Dimana : Gbb = Jumlah bahan bakar yang dikonsumsi (kg/jam) Ne = Daya efektif (hp) Hb = Nilai kalor bahan bakar (kcal/kg)

## Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
Konsumsi  bahan  bakar  spesifik  adalah  jumlah  bahan  bakar  yang  diperlukan  untuk menghasilkan daya efektif.
…………………………………………………………………………….(4) [3] Dimana : Hb = Nilai kalor bahan bakar (kcal/kg) Nte = Efisiensi thermal efektif (%)

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan pada pengujian ini adalah dengan mengetahui pengaruh  modifikasi  penambahan  komponen  filter  separator  terhadap  daya,  efisiensi,
dan  performansi engine .  Sebelum  dilakukan  pengujian  makan  dibuat  terlebih  dahulu diagram  alir  yang  digunakan  sebagai  pedoman  langkah-langkah  dalam  melakukan penelitian. Diagram dalam pengujian ini adalah sebagai berikut.

## Gambar 2. Diagram Alir Pengujian
Penelitian  dilakukan  dengan  pengambilan  data  dilapangan  yaitu  dengan mengukur  laju  daya  kapal  sebelum  dilakukan  modifikasi,  kemudian  dilakukan  proses penambahan  komponen  berupa  filter  separator  tambahan  untuk  mengukur  seberapa besar  pengaruh  kebersihan  bahan  bakar  terhadap  perubahan  permorma  yang  diamali oleh main engine .
Selain  diagram  alir  yang  sudah  dipersiapkan,  diperlukan  juga  alat  dan  bahan yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  antara  lain  adalah  selang  hidrolik,  rumah  filter separator, klem pipa, fitting pipa, dan fuel filter separator .
Gambar 3. Selang Hidrolik
Selang  hidrolik  digunakan  sebagai  sambungan  untuk  rumah  filter  separator untuk  meminimalisir  penggunaan  pengelasan  untuk  mencegah  terjadinya  kebakaran diatas kapal.
Gambar 4. Rumah Filter Separator Tipe G1000
Rumah  filter  separator  yang  digunakan  memiliki  tinggi  55,9cm,  lebar  17,8cm, kedalaman 15,2cm dan berat 4,5kg dengan spesifikasi tambahan mampu menahan laju aliran hingga 681 liter/jam.
Gambar 5. Klem pipa
Klem  piipa  digunakan  sebagai  pengikat  sambungan  rumah  filter  separator dengan  instalasi  pipa  untuk  meminimalisir  penggunaan  pengelasan  didalam  kamar mesin kapal.
Gambar 6. Fitting Pipa
Sambungan fitting pipa  yyang  akan  digunakan  memiliki  ukuran  drat  luar 1 / 2 inch, panjang 5 cm, lebar dan tinggi 2,5 cm.
Gambar 7. Filter Separator
Filter  separator  yang  akan  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  filter  dengan ukuran kerapatan 30 micron.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Detail  spesifikasi  mesin  penggerak  utama  ( main  engine )  kapal  tunda  yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
Merk : Niigata Type : 6L26HLX inline 4- cycle marine diesel engine Diameter silinder : 260 mm Panjang langkah : 350 mm Daya : 1600 Hp (1192 kW) Putaran : 750 rpm Jumlah silinder : 6
Setelah melakukan pengujian terhadap kapal yang telah beroperasi sebelum dan sesudah menggunakan filter separator tambahan, didapatkan data sebagai berikut :
Tabel 1. Data Hasil Pengujian Data Satuan Hasil Pengujian Tanpa Filter Separator Filter Separator 30 Micron Tekanan Injektor Kgf/cm 2 315 318 Putaran Rpm 750 750
Torsi N.m 14988 15177 Tekanan Indikator Rata-rata Kgf/cm 2 17,15 17,36 Konsumsi Bahan Bakar Kg/h 229 232
Perhitungan Unjuk Kerja Mesin
1. Tanpa Filter Separator Daya Indikator (Ni)
Dimana :
P = 17,15 Kgf/cm 2 n = 750 rpm D = 0,26 m z = 6 L = 0,35 m I = 1 / 2
Sehingga dapat diperoleh :
Daya Efektif (Ne)
Dimana :
T = 14988 N.m = 1528 Kgf.m
n = 750 rpm
Sehingga dapat diperoleh :
Efisiensi Thermal Efektif
Dimana :
Ne = 1600 hp hb (nilai kalor bahan bakar) = 10340 kcal/kg
Gbb = 229 kg/h
Sehingga dapat diperoleh :
Konsumsi Bahan Bakar Spefisik
Dimana :
hb = 10340 kcal/kg n te = 42,7%
Sehingga dapat diperoleh :
kg/hp/h = 14,32 g/hp.h
2. Filter 30 Micron
Daya Indikator (Ni)
Dimana :
P = 17,36 Kgf/cm 2 n = 750 rpm D = 0,26 m z = 6 L = 0,35 m I = ½
Sehingga dapat diperoleh :
2.  Daya Efektif (Ne)
Dimana :
T = 15177 N.m = 1547 Kgf.m
n = 750 rpm
Sehingga dapat diperoleh :

## Efisiensi Thermal Efektif
Dimana :
Ne = 1620 hp hb (nilai kalor bahan bakar) = 10340 kcal/kg
Gbb = 232 kg/h
Sehingga dapat diperoleh :

## Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
Dimana :
hb = 10340 kcal/kg n te = 42,78%
Sehingga dapat diperoleh :
kg/hp/h = 14,28 g/hp.h
Tabel 2. Hasil Perhitungan Kinerja Mesin Satuan Tanpa Filter Separator Filter Separator 30 Micron Daya Indikator Hp 1593 1606 Daya Efektif Hp 1600 1620 Efisiensi Thermal Efektif % 42,70 42,78 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik g/hp.h 14,32 14,28
Grafik 1. Perbandingan Daya Indikator dan Daya Efektif
Dari  grafik  1  dapat  dilihat  bahwa  daya  indikator  dan  daya  efektif  yang dihasilkan  mengalami  kenaikan  dari  sebelum  menggunakan  filter  separator  tambahan
dengan setelah menggunakan filter separator tambahan. Daya indikator naik  dari 1593 Hp menjadi 1606 Hp dan daya efektif naik dari 1600 Hp menjadi 1620 Hp.
Grafik 2. Konsumsi Bahan Bakar
Dari grafik 2 dapat dilihat bahwa konsumsi bahan bakar harian meningkat akibat daya  yang  dihasilkan  oleh main  engine juga  meningkat  dari  229  kg/h  sebelum menggunakan filter tambahan menjadi  232 kg/h  setelah menggunakan filter tambahan. Hal  ini  berbanding  terbalik  dengan  konsumsi  bahan  bakar  spesifik  yang  dikonsumsi oleh main  engine dimana  sebelum  menggunakan  filter  tambahan  untuk  menghasilkan daya 1 Hp setiap jamnya membutuhkan 14,32 g/hp.h menjadi 14,28 g/hp.h yang berarti konsumsi bahan bakar justru menjadi lebih irit.
Kebersihan  dan  kemurnian  bahan  bakar  yang  dikonsumsi  oleh main  engine kapal  berpengaruh  terhadap  kinerja  mesin  tersebut.  Karena  mengacu  pada  konsep neraca  massa  yaitu  dengan  berkurangnya  campuran  air  yang  ikut  terbawa  oleh  bahan bakar  menyebabkan  penguapan  bahan  bakar  menjadi  lebih  cepat  karena  massa  jenis yang  lebih  rendah  sehingga  pembakaran  menjadi  lebih  sempurna  dan  tenaga  yang dihasilkan oleh mesin kapal dapat bertambah.

## 4. KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  dan  perhitungan  yang  sudah  dilakukan  dapat  diperoleh beberapa  hal  seperti  dengan  berkurangnya  kandungan  air  yang  terbawa  oleh  bahan bakar  menyebabkan  kenaikan  pada  tekanan  indikator  silinder  dari  17,15  kgf/cm 2 sebelum ditambahkan filter separator menjadi 17,36 kgf/cm 2 setelah ditambahkan filter separator.  Karena  daya  indikator  dalam  silinder  naik,  maka  daya  indikator  yang dihasilkan oleh mesin juga ikut meningkat dari 1593 Hp menjadi 1606 Hp, hal tersebut juga  mengakibatkan  peningkatan  pada  daya  efektif  dari  1600  Hp  menjadi  1620  Hp. Kenaikan daya yang dihasilkan oleh engine juga mengakibatkan nilai efisiensi thermal naik  dari  42,70%  menjadi  42,78%.  Manfaat  yang  diperoleh  dari  naiknya  efisiensi thermal  efektif  menyebabkan  mesin  lebih  irit  dalam  pemakaian  bahan  bakar.  Sebelum penambahan filter separator, untuk menghasilkan kerja 1 Hp dalam waktu 1 jam adalah
14,32  g/hp.h  sedangkan  setelah  menggunakan  filter  separator  tambahan  bahan  bakar yang digunakan turun menjadi 14,28 g/hp.h.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1]  F. Elo Luku, Adnan and Agustina, "Analisis Proses Purifikasi Fuel Oil Di KM Banyuwangi," Politeknik Ilmu Pelayaran Makassar, vol. 03, pp. 1-22, 2019.
[2]  P. Senda, T. Tona and J. Michael Lewar, "Analisis Tidak Normalnya Proses Purifikasi Pada Fuel Oil Purifier Di Kapal MT. Gas Melawi," Venus, vol. 09, pp. 35- 47, 2021.
[3]  S. E. Susilowati and D. Sumardiyanto, "Pengaruh Tekanan Pompa Bahan Bakar Tekanan Tinggi Terhadap Kinerja Mesin," Jurnal Kajian Teknik Mesin, vol. 3, no. 2, pp. 98-105, 2018.