BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Dasar Motor Bakar
Motor bakar adalah mesin yang merubah energi kalor dari proses pembakaran di dalam ruang bakar (Internal Combustion Engine) menjadi energi mekanik. Proses pembakaran bahan bakar terjadi pada ruang bakar/Combustion
Chamber. Dalam proses pembakaran bahan bakar diperlukan udara yang telah
bercampur dengan sempurna sehingga menghasilkan energi yang diteruskan ke piston dan ke poros penggerak. Jenis dari ICE (Internal Combustion Engine) antara lain mesin Otto 2 langkah, mesin Otto 4 langkah, mesin Diesel dan mesin Wankel, mesin Jet dan mesin Atkinson. Komponen utama sebuah ICE adalah piston, silinder dan poros engkol. Pada komponen ini juga terdapat katup masuk dan katup buang serta pemercik api dan sistem pemasukan bahan bakar. [4]
Motor bakar pembakaran luar (External Combustion Engine) adalah proses pembakaran bahan bakar terjadi diluar dari motor penggerak. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. Di dalam motor pembakaran luar, bahan bakar dibakar diruang bakar tersendiri seperti ketel dan akan memanaskan air sehingga uap bertekanan yang dihasilkan dari pemanasan air digunakan untuk memutar sudut-sudut turbin. Jadi motor tidak digerakkan oleh gas yang terbakar, akan tetapi digerakkan oleh uap air. Jenis dari ECE (External Combustion Engine) adalah turbin uap, turbin gas, mesin uap. Kelebihan ICE adalah mesin yang lebih sederhana, bahan bakar lebih irit, dan banyak digunakan sebagai tenaga penggerak pada kendaraan. Kelebihan ECE adalah dapat digunakan bahan bakar berkualitas rendah baik bahan bakar padat, cair dan gas, kapasitas lebih besar, getaran yang minim karena tidak terdapat bagian yang bergerak (stasioner).
Gambar 2.1 Proses Pembakaran Luar (atas) dan Proses Pembakaran Dalam (bawah) [5]
2.2. Minyak Bumi
Hasil penambangan minyak bumi berupa minyak mentah belum dpaat dipergunakan secara langsung untuk berbagai keperluan. Minyak bumi tersebut harus diolah terlebih dahulu untuk keperluan bahan bakar kendaraan dan industri. Pengolahan minyak bumi di pengilangan minyak melalui proses penyulingan bertingkat (distilasi fraksionasi). Prinsip dasar penyulingan bertingkat adalah pemisahan suatu campuran berdasarkan perbedaan titik didihnya. Hidrokarbon yang mempunyai titik didih paling rendah akan menguap/memisahkan diri terlebih dahulu. Kemudian, disusul hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi dapat dipisahkan.
Komponen utama minyak bumi adalah senyawa hidrokarbon, baik alisiklik maupun aromatik. Kadar unsur karbon dalam minyak bumi dapat mencapai 80% -85%, sedangkan sisanya merupakan campuran unsur hidrogen dan unsur-unsur lain. Misalnya nitrogen (0 – 0,5%), belerang (0 – 6%), dan oksigen (0 – 3,5%). [6]
Gambar 2.2. Destilasi Bertingkat[7] Tabel 2.1 Fraksi-Fraksi Penyulingan Bertingkat Minyak Bumi [8]
Fraksi Jumlah atom C
Titik Didih
(°C) Kegunaan
Gas 1 - 4 (-160) - (-30) Bahan bakar, sumber hidrogen
Petroleum eter 5 - 6 30 - 90 Pelarut
Bensin (gasolin) 5 - 12 70 - 140 Bahan bakar
Nafta (minyak berat) 6 -12 140 - 180 Zat aditif bensin, bahan dasar pembuatan senyawa kimia lain Minyak tanah (kerosin),
AVTUR-aviationturbinekerosene
9 - 14 180 - 250 Bahan bakar rumah tangga dan mesin jet
Solar dan minyak diesel 12 – 18 350 ke atas Bahan bakar diesel, industri Pelumas (oli) 18 – 22 350 ke atas Pelumas
Minyak bakar 22 – 25 350 ke atas Bahan bakar Parafin/lilin 20 keatas 350 ke atas Penerangan Aspal/bitumen 25 keatas 350 ke atas Pelapis jalan aspal
Setelah mengalami proses penyulingan, fraksi-fraksi di atas dapat langsung dimanfaatkan, tetapi ada yang langsung diolah lebih lanjut sesuai dengan keperluan, antara lain:
1. Proses Reforming, yaitu proses mengubah bentuk struktur (isomer) dari rantai karbon lurus menjadi bercabang untuk meningkatkan mutu bensin.
2. Proses Cracking, yaitu proses pemecahan molekul senyawa yang panjang menjadi molekul pendek.
3. Proses Polimerisasi, yaitu proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar (isobutana + isobutana → isooktana) bensin yang berkualitas tinggi.
4. Proses Treating, yaitu proses menghilangkan pengotor pada minyak supaya lebih murni.
5. Proses Blending, yaitu proses pencampuran atau penambahan zat aditif pada bensin agar mutu bensin lebih baik, sseperti menambahkan TEL (Tetra Etil Lead, MTBE (Metil Tertier Butil Eter), AlCl3, H2SO4, dan 1,2 – dibromo etana. [9]
2.3 Pertalite
Fraksi minyak bumi yang paling banyak dimanfaatkan adalah bensin (Gasoline). Bensin digunakan untuk bahan bakar kendaraan bermotor dan industri. Bensin yang berasal dari peyulingan merupakan senyawa hidrokarbon rantai lurus. Hal ini mengakibatkan pembakaran tidak merata dalam mesin bertekanan tinggi sehingga menimbulkan ketukan (Knocking). Peristiwa tersebut menyebabkan kerasnya getaran mesin dan mesin menjadi sangat panas yang mengakibatkan mesin menjadi mudah rusak. Komponen utama bensin adalah n-heptana (C7H16) dan isooktana (C8H18). Kualitas bensin ditentukan oleh kandungan isooktana yang dikenal dengan istilah bilangan oktan. [10]
Angka Oktan Riset/Research Octane Number (RON) adalah nilai oktan yang memberikan gambaran tentang kecenderungan bahan bakar untuk mengalami pembakaran tidak normal pada kondisi pengendaraan sedang dan juga pada kecepatan rendah dan dilakukan dengan metode riset. Angka Oktan Motor/Motor Octane Number (MON) adalah nilai oktan yang memberikan gambaran kinerja pengendaraan pada kondisi operasi yang lebih berat, kecepatan tinggi atau kondisi beban tinggi. Indeks Anti Detonasi/Anti Knock Index (AKI) adalah rata-rata dari penjumlahan angka oktan riset dengan angka oktan motor.
Berdasarkan keputusan Dirjen Migas No.313.K/10/DJM.T/2013 [12]:
Tabel 2.2 Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Jenis Bensin 90 (Pertalite)
No. Karakteristik Satuan Batasan Metode Uji
Min. Maks. ASTM Lain
1
Bilangan Oktana
Angka Oktana Riset (RON) Angka Oktana Motor (MON)
RON 90 - D 2699
MON Dilaporkan D 2700
2 Stabilitas Oksidasi menit 360 D 525
3 Kandungan Sulfur % m/m - 0,05 D 2622 atau D 4294 atau D 7039 4 Kandungan Timbal (Pb) g/l
-Injeksi timbal tidak diijinkan -Dilaporkan
D 3237
5 Kandungan Logam
(Mangan, besi) mg/l Tidak terdeteksi D 3831 IP74
6 Kandungan Oksigen % m/m - 2,7 D4815 7 Kandungan Olefin % v/v Dilaporkan D 1319 8 Kandungan Aromatik % v/v D1319 9 Kandungan Benzena % v/v D 4420 10 Distilasi: 10% vol. Penguapan 50% vol.penguapan 90% vol. Penguapan Titik didih akhir Residu D 86 O C - 74 O C 88 125 O C - 180 O C - 215 %vol - 2 11 Sedimen mg/l - 1 D 5452 12 Unwashed gum mg/100ml - 70 D 381 13 Washed Gum mg/100ml - 5 D 381
14 Tekanan Uap kPa 45 69 D 5191 atau
D1298 15 Berat Jenis (pada suhu 15oC) kg/m3 715 770 D 4052 atau
D 323
16 Korosi bilah tembaga merit Kelas I D 130
17 Sulfur Mercaptan % massa - 0,002 D 3227
18 Penampilan Visual Jernih danTerang
19 Bau Dapat Dipasarkan
20 Warna Hijau
Pertalite membuat pembakaran pada mesin kendaraan dengan teknologi terkini lebih baik dibandingkan dengan premium yang memiliki RON 88. Keunggulan pertalite adalah:
1. Durability, pertalite dapat dikategorikan sebagai bahan bakar kendaraan
yang memenuhi syarat dasar durability/ketahanan, dimana bbm ini tidak akan menimbulkan gangguan serta kerusakan mesin, karena kandungan oktan 90 lebih sesuai dengan perbandingan kompresi kebanyakan kendaraan bermotor yang beredar di Indonesia.
2. Fuel Economy, kesesuaian oktan 90 Pertalite dengan perbandingan
kompresi kebanyakan kendaraan beroperasi sesuai dengan rancangannya. Perbandingan Air Fuel Ratio yang lebih tinggi dengan konsumsi bahan bakar menjadikan kinerja mesin lebih optimal dan efisien untuk menempuh jarak lebih jauh karena perbandingan biaya dengan operasi bahan bakar dalam (Rupiah/kilometer) akan lebih hemat.
3. Performance, kesesuaian angka oktan Pertalite dan aditif yang
dikandungnya dengan spesifikasi mesin akan menghasilkan performa mesin yang jauh lebih baik dibandingkan ketika menggunakan oktan 88. Hasilnya adalah torsi mesin lebih tinggi dan kecepatan meningkat.[13]