BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.3 Karakteristik Bahan Bakar Solar
Untuk dapat menyala dan terbakar bahan bakar solar harus sesuai dengan kondisi ruang bakar adalah syarat umum yang harus dipenuhi oleh suatu bahan bakar. Minyak solar sebagai bahan bakar memiliki karakteristik yang dipengaruhi oleh banyak sifat-sifat seperti Cetane Number (CN), penguapan (volality), residu karbon, viskositas, belerang, abu dan endapan, titik nyala, titik tuang, sifat korosi, mutu nyala dan (Mathur, Sharma, 1980).
a. Cetane Number (CN)
Mutu penyalaan yang diukur dengan indeks yang disebut Cetana. Mesin diesel memerlukan bilangan cetana sekitar 50. Bilangan cetana bahan bakar adalah persen volume dari cetana dalam campuran cetana dan alpha-metyl naphthalene. Cetana mempunyai mutu penyalaaan yang sangat baik dan
alpha-metyl naphthalene mempunyai mutu penyalaaan yang buruk. Bilangan cetana 48
berarti bahan bakar cetana dengan campuran yang terdiri atas 48% cetana dan
52% alpha- metyl naphthalene.Angka CN yang tinggi menunjukkan bahwa
minyak soloar dapat menyala pada temperatur yang relatif rendah dan sebaliknya angka CN yang rendah menunjukkan minyak solar baru dapat menyala pada temperatur yang relatif tinggi. . CN yang tinggi berarti waktu tunda penyalaan lebih singkat. Bahan bakar diesel (solar) memiliki 3 jenis kategori, yaitu :
1. Solar kategori I: memiliki CN minimum 48 dengan kandungan sulfur maksimum adalah 5000 ppm.
2. Solar kategori II: memiliki CN minimum 52 dengan kandungan sulfur maksimum adalah 300 ppm.
3. Solar kategori III: memiliki CN minimum 54 serta bebas kandungan sulfur.
b. Viskositas.
Viskositas minyak dinyatakan oleh jumlah detik yang digunakan oleh volume tertentu dari minyak untuk mengalir melalui lubang dengan diameter kecil tertentu, semakin rendah jumlah detiknya berarti semakin rendah viskositasnya.Jika viskositas semakin tinggi, maka tahanan untuk mengalir akan semakin tinggi. Karakteristik ini sangat penting karena mempengaruhi kinerja
injektor pada mesin diesel. Atomisasi bahan bakar sangat bergantung pada viskositas, tekanan injeksi serta ukuran lubang injektor. Viskositas yang lebih tingi akan membuat bahan bakar teratomisasi menjadi tetesan yang lebih besar dengan momentum tinggi dan memiliki kecenderungan untuk bertumbukan dengan dinding silinder yang relatif lebih dingin.Bahan bakar dengan viskositas lebih rendah memproduksi spray yang terlalu halus dan tidak dapat masuk lebih jauh ke dalam silinder pembakaran, sehingga terbentuk daerah fuel rich zone yang menyebabkan pembentukan jelaga. Viskositas juga menunjukkan sifat pelumasan atau lubrikasi dari bahan bakar. Viskositas yang relatif tinggi mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik. Pada umumnya, bahan bakar harus mempunyai viskositas yang relatif rendah agar dapat mudah mengalir dan teratomisasi Hal ini dikarenakan putaran mesin yang cepat membutuhkan injeksi bahan bakar yang cepat pula. Namun tetap ada batas minimal karena diperlukan sifat pelumasan yang cukup baik untuk mencegah terjadinya keausan akibat gerakan piston yang cepat.
c. Titik nyala( flash point).
Titik nyala merupakan suhu yang paling rendah yang harus dicapai dalam pemanasan minyak untuk menimbulkan uap terbakar sesaat ketika disinggungkan dengan suatu nyala api. Titik nyala minimum untuk bahan bakar diesel adalah 60
o
C.
d. Berat Jenis
Berat jenis menunjukkan perbandingan berat per satuan volume, karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel per satuan volume bahan bakar. Berat jenis bahan bakar diesel diukur dengan menggunakan metode ASTM D287 atau ASTM D1298 dan mempunyai satuan kilogram per meter kubik (kg/m3).
e. Mutu penyalaan.
Mutu penyalaan adalah salah satu sifat yang paling penting dari bahan bakar diesel untuk dipergunakan dalam mesin kecepatan tinggi. Mutu penyalaan bahan bakar tidak hanya menentukan mudahnya penyalaan dan penstarteran ketika mesin dalam keadaan dingin tetapi juga jenis pembakaran yang diperoleh dari bahan bakar.Nama ini menyatakan kemampuan bahan bakar untuk menyala ketika
diinjeksikan ke dalam pengisian udara tekan dalam silinder mesin diesel. Suatu bahan bakar dengan mutu penyalaan yang baik akan siap menyala, dengan sedikit keterlambatan penyalaan bahan bakar dengan mutu penyalaan yang buruk akan menyala dengan sangat terlambat. Bahan bakar dengan mutu penyalaan yang baik akan memberikan mutu operasi mesin yang lebih halus, tidak bising, terutama akan menonjol pada beban ringan.
f. Belerang atau Sulfur.
Belerang dalam bahan bakar terbakar bersama minyak dan menghasilkan gas yang sangat korosif yang diembunkan oleh dinding-dinding silinder, terutama ketika mesin beroperasi dengan beban ringan dan suhu silinder menurun; kandungan belerang dalam bahan bakar tidak boleh melebihi 0,5 %-1,5 %. Kadar sulfur dalam bahan bakar diesel dari hasil penyulingan pertama (straight-run) sangat bergantung pada asal minyak mentah yang akan diolah. Pada umumnya, kadar sulfur dalam bahan bakar diesel adalah 50-60% dari kandungankandungan dalam minyak mentahnya. Kandungan sulfur yang berlebihan dalam bahan bakar diesel dapat menyebabkan terjadinya keausan pada bagian-bagian mesin. Hal ini terjadi karena adanya partikel-partikel padat yang terbentuk ketika terjadi pembakaran dan dapat juga disebabkan karena keberadaan oksida belerang seperti SO2 dan SO3. Karakteristik ini ditentukan dengan menggunakan metode ASTM D1551.
Minyak solar yang dihasilkan harus memiliki standar dan mutu (spesifikasi) yang memenuhi persyaratan yang bisa dilihat dalam tabel 2.1 di bawah ini :
Tabel 2.1 Spesifukasi minyak solar sesuai Surat Keputusan Dirjen Migas 3675K/DJM/2006
No
Karakteristik UNIT Batasan Metode UJI ASTM/LAIN
MIN MAX ASTM IP
1 Angka Setana 45 - D-613
2 Indeks Setana 48 - D4737
3 Berat Jenis pada 15oC kg/m3 815 870 1298 / D-4737 4 Viskositas pada 40 oC Mm/sec 2,0 5,0 D-445 5 Kandungan Sulfur % m/m - 0,35 D-1552 6 Distilasi : T95 oC - 370 D-86
7 Titik Nyala oC 60 - D-93
8 Titik Tuang oC - 18 D-97
9 Karbon Residu merit - Kelas 1 D-4530 10 Kandungan Air Mg/kg - 500 D-1744 11 Biological Grouth - Nihil
12 Kandungan FAME % v/v - 10 13 Kandungan Metanol
& Etanol
% v/v Tak Terdeteksi D-4815
14 Korosi bilah tembaga merit - Kelas 1 D-130 15 Kandungan Abu % m/m - 0.01 D-482 16 Kandungan Sedimen % m/m - 0.01 D-473 17 Bilangan Asam Kuat mgKOH/gr - 0 D-664 18 Bilangan Asam Total mgKOH/gr - 0,6 D-664
19 Partikulat Mg/l - - D-227
20 Penampilan Visual - Jernih dan terang
21 Warna No. ASTM - 3,0 D-1500
g.Titik Tuang.
Titik tuang adalah suhu minyak mulai membeku/berhenti mengalir. Titik tuang minimum untuk bahan bakar diesel adalah -15 oC.
h. Sifat korosif.
Bahan bakar minyak tidak boleh mengandung bahan yang bersifat korosif dan tidak boleh mengandung asam basa.
i. Kandungan abu dan endapan.
Kandungan abu dan endapan dalam bahan bakar adalah sumber dari bahan mengeras yang mengakibatkan keausan mesin. Kandungan abu maksimal yang diijinkan adalah 0,01% dan endapan 0,05%.
j. Residu karbon.
Residu karbon adalah karbon yang tertinggal setelah penguapan dan pembakaran habis Bahan yang diuapkan dari minyak, diperbolehkan residu karbon maksimum 0,10 %..
k. Indeks Diesel
Indeks diesel adalah suatu parameter mutu penyalaan pada bahan bakar mesin diesel selain angka setana. Mutu penyalaan dari bahan bakar diesel dapat diartikan sebagai waktu yang diperlukan untuk bahan bakar agar dapat menyala di ruang pembakaran dan diukur setelah penyalaa. Nilai indeks diesel dipengaruhi oleh titik anilin dan berat jenisnya.