STUDI PENGARUH SIFAT FISIKA KOMPOSISI
CAMPURAN BIODIESEL SAWIT DENGAN SOLAR
TERHADAP UNJUK KERJA MESIN
T E S I S
Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains
Dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika
Pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
Oleh :
ADAT SIAGIAN
057026001/ FIS
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Tesis : STUDI PENGARUH SIFAT FISIKA KOMPOSISI CAMPURAN BIODIESEL SAWIT DENGAN SOLAR TERHADAP UNJUK KERJA MESIN
Nama Mahasiswa : ADAT SIAGIAN
Nomor Pokok : 057026001
Program Studi : Ilmu Fisika
Menyetujui Komisi Pembimbing
( Dr. Marhaposan Situmorang ) Ketua
( Drs. Muhammad Syukur, MS ) Anggota
Ketua Program Studi, Magister Ilmu Fisika
Direktur Sekolah Pascasarjana
(Dr. Eddy Marlianto, M.Sc) (Prof. Dr. Ir. Chairun Nisa B,M.Sc)
Tanggal Lulus :
Telah diuji pada
Tanggal : 10 September 2007
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Dr. Marhaposan Situmorang
Anggota : 1. Drs. Muhammad Syukur, MS
2. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc
3. Drs. Anwar Dharma Sembiring, MS
4. Drs. Ferdinan Sinuhaji, M.Si
ABSTRAK
Biodiesel merupakan salah satu sumber energi alternatif bahan baker yang diperoleh dari hasil minyak nabati yaitu dari kelapa sawit, dapat diperbaharui dan ramah lingkungan. Pengolahan biodiesel dari kelapa sawit dapat dilakukan dengan proses esterifikasi dan transesterifikasi. Kemudian biodiesel an solar dicmpur denan komposisi campuran 10% : 90% : 20% : 80% : 30% : 70% dan seterusnya
Karakteristik yang dilakukan meliputi sifat-sifat fisika : ciskositas, densitas, titik nyala dan nilai kalor, kemudian divariasikan dengan hasil dari beberapa artikel . Berdasarkan hasil pengujian nilai viskositas 3
1-4 cSt, densitas 819-861 kg/m3, titik nyala 72-1620C dan nilai kalor 54,92-30,51 MJ/kg. Hasil dri beberapa artikel pada komposisi campuran 30%:70% mempunyai dya maksimum 5.36 HP, efisiensi 98,30%. Pada lat mesin pertanian penggunaan campuran biodiesel 30% ada mesin diesel Yanmar TF5,5 L-di, mempnyai unjuk kerja teknis yang hamper sama dengan solar,baik daya maksimum torsi dan juga memberikan dampak lingkungan yang lebih baik
ABSTRACT
Biodiesel is a source of fuel alterative energy derived from vegetable oil that is from crude palm oil / renewable and environmental savety.. Processing of biodiesel from crude palm oil perform through transesterification and esterification. And then biodiesel is mixed with diesel fuel with composition 10% : 90% : 20% : 80% : 30% : 70% and so on.
The characterization is carried out by measuring, viscosity, density, falsh point and caloric value, and then variation of result experiments result of examination reveal the value of viscosity 3,1-4,5 cSt, density 819-861 kg/m3, flash point 72-162c and calor value 54,92-30,51 MJ/kg. Result from some article at mixed composition 30% : 70% having maximum energy 5.36 HP and efficiency 97,64%, this value come near maximum energy of diesel fuel that is 5,41HP and efficiency 98.30%. the agriculture machine perfom biodiesel mixture 30% at Yanmar TF 5,5 L-di having technical activity which much the same with engine diesel, good of maximum enegy torsian as well as giving better environment savety
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis ini dengan judul “Studi Pengaruh Sifat Fisika Komposisi Campuran Biodiesel Sawit Dengan Solar Terhadap Unjuk Kerja Mesin”
Tesis ini merupakan tugas akhir penulis pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan yang baik ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
Bapak Rektor Universitas Sumatera Utara Medan, Prof. Dr. Chairuddin P. Lubis, DTM H, Sp.A(K). dan Ibu Direktur Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa. B, M.Sc.
Bapak Ketua dan Sekretaris Progaram Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Dr. Eddy Marlianto, M.Sc dan Drs Nasir Saleh, M. Eng yang juga sebagai staf pengajar yang penuh kesabaran, tidak putus–putusnya memotivasi sehingga tesis ini dapat diselesaikan.
Bapak Pembimbing Dr. Marhaposan Situmorang dan Drs. M. Syukur, MS yang telah banayak mencurahkan ilmu dan buah pikiran dengan penuh kesabaran selama membimbing penulis dalam melaksanakan tugas akhir sehingga tesis ini dapat diselesaikan.
Pemerintah Propinsi Sumatera Utara yang telah memberikan biaya Pendidikan selama penulis mengikuti pendidikan di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
Bapak Kepala SMA Negeri 19 Medan, Drs. H. Paimin dan rekan guru–guru yang telah banyak membantu dan memberikan sumbangan pikiran selama penulis mengikuti pendidikan.
Staf Pengajar pada Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara khususnya.
Rekan–rekan mahasiswa Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
khususnya Program Studi Magister Ilmu Fisika angkatan 2005 dan seluruh Staf Administrasi Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara yang dengan penuh kesabaran memberikan pelayanan yang terbaik.
Akhir kata penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi semua pihak, dan penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam tugas akhir ini. Kritik dan saran yang sifatnya membangun, penulis harapkan untuk perbaikan selanjutnya.
Medan, September 2007 Penulis
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
1. Nama : Adat Siagian
2. Tempat dan tanggal lahir : Janji Maria, 11 Mei 1958
3. Pekerjaan : Staf Pengajar SMAN19 Medan
4. Agama : Kristen
5. Orang tua
Ayah : St. E. Siagian (+)
Ibu : E. Napitupulu
6. Alamat : Jl. Cinta Karya Gg. Mesra No. 02 Medan Polonia
7. Pendidikan
SD N. Simaremare : Simaremare, lulus 31 Desember 1971 SMP N. Sigumpar : Sigumpar, lulus 4 Desember 1974 SMA N. Porsea : Porsea, lulus 10 Desember 1977 SM IKIP N. Medan : Medan, lulus 3 Oktober 1981 S1. IKIP N. Medan : Medan, lulus 15 Oktober 1998
S2. Fisika-USU : Medan, lulus 10 September 2007
4.1 Hasil 28
4.1.1 Hasil Pengujian Viskositas 28
4.1.2 Hasil Pengujian Densitas 29
4.1.3 Hasil Pengujian Titik Nyala 30
4.1.4 Hasil Pengujian Nilai Kalor 31
4.1.5 Hasil Pengujian Campuran Biodiesel dengan Solar setelah disimpan selama 30 Hari 32
4.2 Hasil Pengujian Peneliti Sebelumnya 34
4.2.1 Hasil Pengujian Laboratorium 35
4.2.2 Hasil Pengujian Emisi Gas Buang 36
4.2.3l Pengujian Lapangan 37
` 4.3 Pembahasan 39
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN 41
5.1 Kesimpulan 37
5.2 Saran 42
DAFTAR PUSTAKA 43
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Spesifikasi Biodiesel l0
Tabel 3.1 Komposisi Campuran Biodiesel Solar 19
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Daya Maximum dan Efisiensi 35
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Torsi Maximum dan Kebutuhan Bahan Bakar 36
Tabel 4.4 Emisi Mesin Diesel Yanmar TF 5,5 L-di dengan Menggunakan
Bahan Solar dan Campuran Biodiesel 37
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Traktor Roda Dua Lahan Sawah dan Kering dengan
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Proses Pembuatan Biodiesel dari CPO Kelapa Sawit 9
Gambar 2.2 Pendefenisian Kekentalan Dinamis Berdasarkan
Hukum Newton Aliran Viskositas 13
Gambar 2.3 Diagram Alir Pengujian 21
Gambar 4.1.1 Hubungan Viskositas dengan Komposisi Campuran 28
Gambar 4.1.2 Hubungan Densitas dengan Komposisi Campuran 30
Gambar 4.1.3 Hubungan Titik Nyala dengan Komposisi Campuran. 30
Gambar 4.1.4 Hubungan Nilai Kalor dengan Komposisi Campuran 32
Gambar 4.1.5 Hubungan Viskositas dengan Komposisi Campuran Setelah
30 Hari 33
Gambar 4.1.6 Hubungan Densitas dengan Komposisi Campuran
Setelah 30 Hari 33
Gambar 4.1.7 Hubungan Titik Nyala dengan Komposisi Campuran Setelah
30 Hari 34
Gambar 4.1.8 Hubungan Nilai Kalor dengan Komposisi Campuran Setelah
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Dengan meningkatnya secara pesat pembangunan pada segala bidang yang
mengakibatkan pula meningkatnya kebutuhan akan energi, sementara cadangan
energi seperti minyak bumi, dan gas alam yang tersedia di perut bumi semakin
menipis, oleh karena itu kita dituntut untuk mencari sumber energi alternatif sebagai
bahan bakar yang dapat diperbaharui. Sehingga untuk memenuhi kebutuhan dimasa
yang akan datang maka dilakukan pencarian sumber bahan bakar alternatif mirip
minyak solar. Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif untuk kendaraan bermotor
yang berbahan bakar minyak solar.
Salah satu sumber energi alternatif adalah biodiesel yang berasal dari
tumbuh-tumbuhan misalnya, dari kelapa sawit, kedelai dan jarak pagar. Mengingat kelapa
sawit merupakan tanaman yang bisa ditanam dan cukup berpotensi untuk
dikembangkan di Indonesia (Boedoyo, M.S, 2007)
Bahan bakar alternatif ini haruslah memiliki sifat dapat diperbaharui, tidak
terbatas jumlahnya dan ramah terhadap lingkungan, diantaranya biodiesel. Beberapa
upaya telah dilakukan dalam penelitian dan pengembangan sumber energi alternatif
diantaranya adalah pemamfaatan minyak nabati sebagai bahan bakar pengganti solar.
diantaranya berviskositas lebih tinggi dari pada bahan bakar diesel fosil. (Alamsyah,
A. N, 2006).
Hal ini tentu tidak ekonomis sehingga perlu dilakukan upaya untuk mengubah
karakteristik minyak nabati sehingga sedapat mungkin menyerupai solar. Salah satu
cara yang dapat dilakukan dengan mengkonversi minyak nabati kedalam bentuk metil
ester asam lemak (FAME=Fatty Acid Methyl Esters) yang lebih dikenal sebagai
biodiesel melalui esterifikasi dan transesterifikasi.
Ketersediaan bahan bakar minyak bumi kian terbatas sehingga perlu dicari bahan
bakar alternatif untuk menggantikannya. Biodiesel dari limbah pengolahan minyak
kelapa sawit ternyata cukup prospektif sebagai bahan bakar campuran minyak solar.
Di dalam pemakaian untuk kendaraan (motor) biodiesel masih dicampur dengan solar
pada persentase biodiesel 10% : solar 90% ; biodiesel 20% : solar 80% ; bidiesel 30%
: solar 70%, dan seterusnya. Campuran biodiesel dengan solar akan memberikan
variasi terhadap unjuk kerja mesin. Dari hasil yang diperoleh dan dari beberapa hasil
artikel ilmiah, bahwa pada komposisi campuran 30% biodiesel dengan solar 70%
diperoleh hasil yang optimum. Pada setiap persentase viskositas, densitas, dan titik
nyala terdapat hubungan yang linear, karena semakin tinggi komposisi biodiesel
semakin tinggi nilainya. dan nilai kalor pada komposisi 30% mempunyai nilai paling
optimal sama dengan 54,92 MJ/k,bila digunakan pada mesin lebih efisien karena
bahan bakar yang digunakan lebih sedikit.
Penghematan energi khususnya bahan bakar minyak semakin penting dan
penghematan bahan bakar minyak diharapkan pula dapat mengurangi dampak
kenaikan harga bahan bakar minyak tanpa menurunkan produktivitas.
1.2Perumusan masalah
Biodiesel yang digunakan dalam penelitian ini adalah biodiesel berbahan baku
minyak kelapa sawit produksi Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan dan solar
produksi Pertamina. Biodiesel dan solar dicampur dengan komposisi campuran 10%
: 90%; 20% : 80%; 30% : 70% dan seterusnya.Karakteristik yang diukur meliputi :
viskositas, densitas, titik nyala dan nilai kalor kemudian divariasikan dengan
perolehan hasil beberapa artikel.
1.3Tujuan Penelitian
1. Tujuan dari penelitan ini adalah untuk mendapatkan beberapa sifat fisika dari
pencampuran kedua bahan bakar biodiesel dan solar. Beberapa sifat fisika dari
bahan bakar tersebut adalah viskositas, densitas dan titik nyala (flash point).
2. Mengetahui perbandingan nilai kalor pembakaran dari bahan bakar
campuran biodiesel dengan solar.
1.4Manfaat Penelitian
1. Mengetahui volumetrik yang paling optimal dari campuran biodiesel dengan
solar yang akan digunakan sebagai bahan bakar biodiesel.
BAB II
TINJAUAN KEPUSTAKAAN
Konsumsi bahan bakar fosil khususnya minyak bumi dunia saat ini sangat tinggi.
Sedangkan produksi dari bahan bakar fosil tidak meningkat sebanding dengan
kebutuhan bahan bakar. Sehingga kondisi yang terjadi saat ini adalah permintaan
lebih tinggi dari penyediaan. Jadi harga bahan bakar fosil terus meningkat.
Oleh karena itu, perlu dicari bahan bakar alternatif sebagai salah satu sumber
energi yang mampu diperbaharui terus dalam jangka waktu yang singkat. Untuk
sumber energi yang terbaharukan non bahan bakar fosil adalah panas bumi, sinar
matahari, air, dan lain-lain. Namun pengembangan teknologinya sangat terbatas dan
sangat mahal, sehingga untuk invesetasinya sangat tinggi.
Untuk sumber energi yang terbaharukan untuk bahan bakar adalah fuel cell dari
berbagai macam tanaman misalnya, dari kelapa sawit, jarak pagar dan lain lain lain.
Pengembangan untuk mencari bahan bakar biodiesel masih akan terus dikembangkan
Di Indonesia biodiesel sangat cocok untuk dikembangkan, karena kondisi iklim
dari Indonesia mendukung untuk pertumbuhan dari tanaman-tanaman yang dapat
menghasilkan biodiesel.
Penggunaan biodiesel ini juga akan bermamfaat dalam mengurangi konsumsi
bahan bakar fosil secara Nasional, baik bila digunakan dengan 100% atau dengan
mencampurnya dengan bahan bakar fosil lainnya. Jadi diperlukannya terlebih dahulu
informasi yang benar dari tanaman yang dapat menghasilkan biodiesl. (Suess,
Ananta Andi Anggraini, 2002)
2.1 Biodiesel
Biodiesel dikenal sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan karena bersifat
dapat diperbaharui dan menghasilkan emisi gas buang relatif lebih bersih
dibandingkan bahan bakar diesel konvensional yaitu minyak solar. Hambatan terbesar
mengenai aplikasi biodiesel adalah harganya yang masih mahal. Untuk menekan
harga biodiesel pendekatan yang dilakukan adalah menggunakan bahan baku
berkualitas rendah dalam proses pembuatannya, misalnya CPO berkualitas rendah.
Dalam aplikasinya pada motor bakar, pencampuran biodiesel dengan bahan
konvensional (minyak solar) adalah cara yang praktis, cukup murah dan berdampak
memberikan unjuk kerja yang lebih baik daripada menggunakan biodiesel murni.
(Fajar Risqon, 2001)
Biodiesel menjadi penting di Indonesia karena sejak tahun 2005, Indonesia telah
berubah statusnya dari eksportir menjadi non-importir BBM yang pada tahun 2005
defisit sekitar 100 juta liter. Ditambah lagi krisis minyak dunia yang menjadikan
harga minyak dunia meningkat dari sebelumnya US$ 22/ barel menjadi US$ 72 /
barel (2006). Dampaknya, biodiesel yang semula sulit bersaing dengan BBM dari
segi harga, kini bisa dimunculkan di pasar sebagai bahan bakar alternatif pengganti
BBM.
Beberapa alasan Indonesia sudah harus mulai mengembangkan biodiesel dari nabati
diantaranya:
1 Harga BBM terus meningkat dan persediaanya di dalam negeri semakin menurun.
Sementara konsumsi setiap tahun terus meningkat sehingga dampak negatifnya
terasa di berbagai bidang kehidupan.
2 Indonesia memiliki potensi lahan yang sangat luas berupa lahan kritis, lahan
marginal, lahan tidur, dan lahan milik yang belum dimanfaatkan.
3 Produksi biodiesel dari tanaman kelapa sawit lebih menguntungkan karena
sederhana, tanaman sudah dikenal sejak lama, serta potensi bahan baku dan
pangsa pasar cukup besar.
4 Biodiesel mempunyai pasar yang cukup besar, antara lain masyarakat luas
pemakai minyak tanah, minyak residu, dan solar, seperti PLN, Pertamina, dan
industri.
5 Dampak yang bersifat makro pada pembangunan Negara adalah menghemat
devisa, meningkatkan daya saing industri dalam negeri, pemerataaan
pembangunan ekonomi dan memperkuat Ketahanan Nasional
Pengembangan biodiesel masih perlu terus dilakukan meskipun harga BBM
kembali normal. Hal ini perlu diteruskan karena :
1. Konsumsi BBM di dunia cenderung akan terus meningkat sesuai dengan
pertumbuhan penduduk dan cadangan BBM terus menurun .
2. Harga BBM ditentukan oleh pasar global yang rentan akan pengaruh politik. Pada
biodiesel, harga pokok dan tingkat keuntungannya sangat jelas dan terukur
sehingga di masa depan biodiesel dapat diandalkan untuk stabilitas ekonomi.
3. Harga biodiesel di masa depan akan lebih murah bila diproduksi, bijinya
berlimpah dan teknologinya sudah efisien. Hal ini dikarenakan seluruh komponen
4. Produksi BBM umunya berskala besar sedangkan bahan bakar nabati (B BN) bisa
dilakukan dengan skala kecil sehingga bisa bertahan ketika Negara mengalami
guncangan ekonomi. (Sudrajat, H. R, 2001)
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif untuk kendaraan bermotor yang
berbahan bakar minyak solar. Biodiesel dapat diproduksi dari kelapa sawit, kedelai,
dan jarak pagar. Mengingat kelapa sawit, kedelai, dan jarak pagar merupakan
tanaman yang biasa ditanam dan cukup berpotensi untuk dikembangkan di Indonesia,
sehingga dengan adanya pningkatan kebutuhan minyak solar di sekor transportasi
mengakibatkan alternatif pencampuran bahan bakar biodiesel dan minyak solar di
Indonesia dapat diupayakan.
Pencampuran biodiesel dengan minyak solar biasanya diberikan sistem penamaan
tersendiri, seperti B2, B3 atau B5 yang berarti campuran biodiesel dan minyak solar
yang masing – masing mengandung 2%, 3% dan 5% biodiesel sedangkan B20 atau
B80 merupakan campuran biodiesel dan minyak solar yang masing-masing
mengandung 20% DAN 80% biodiesel. Pada umumnya konsentrasi tertinggi yang
sudah dioperasikan secara komersial adalah B20. Walaupun biodiesel dapat dicampur
dengan minyak solar pada berbagai konsentrasai tanpa merusak atau memodifikasi
mesin, tetapi memerlukan penggantian paking karet pada beberapa peralatan supaya
spesifikasinya disesuaikan untuk BBM.
Pada umumnya pencampuran minyak solar dengan biodiesel harus sesuai dengan
2.2 ProsesPembuatan Biodiesel dari Kelapa Sawit.
Pada prinsipnya, biodiesel minyak kelapa sawit dibuat dengan teknologi
transesterifikasi yaitu proses mengeluarkan gliserin dari minyak dan mereaksikan
asam lemak bebas dengan alkohol (misalnya methanol) menjadi alkohol ester (Fatty
Acid Methil Ester / FAME) atau biodiesel.
Transesterifikasi dilakukan dengan mencampur minyak atau limbah pengolahan
minyak (CPO) yang masih cukup mengandung minyak bahan baku biodiesel dengan
methanol dengan menggunakan katalisator KOH. Proses transesterifikasi berlangsung
0,5 – 1 jam pada suhu sekitar 400 0C. Campuran kemudian didiamkan, sehingga terbentuk dua lapisan ; lapisan bawah adalah gliserin dan lapisan atas metil ester
(biodiesel). (Syamsu Herman, Khairat, 2004).
Agar reaksi berlangsung sempurna, biodiesel hasil dari tahap pertama kemudian
direaksikan dengan metanol (tahap kedua). Hal ini dimaksud untuk menurunkan
kandungan gliserin total (bebas dan terikat). Dalam biodiesel agar tidak terjadi
deposit apabila diaplikasikan pada motor (Alamsyah, A. N, 2006).
Proses pembuatan Biodiesel dari CPO kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar
Metanol
Katalis
CPO preparasi Reaktor
Pencucian Pemurnian
Pemisahan Biodiesel
Gliserol
Gambar 2.1. Proses Pembuatan Biodiesel dari CPO Kelapa Sawit
Pada Gambar 2.1 CPO sebelum dimasukkan ke dalam reactor ditambahkan katalis
dan methanol, sedangkan hasil produk dari reactor tersebut adalah biodiesel yang
masih memerlukan proses pencucian dan pemurnian sehingga diperoleh biodiesel
yang memenuhi syarat sebagai bahan bakar kendaraan pada sector transportasi.
Berdasarkan proses tersebut 1 ton bahan baku CPO dapat diperoleh 0,9 ton
biodiesel.(Sugiono Agus, 2004).
Biodiesel yang dapat digunakan langsung untuk kendaraan bermesin diesel harus
Tabel 2.1 Spesifikasi Biodiesel (Suwarna Endang, 2002)
Test Property Satuan Biodiesel Metode
Pour Point 0C 15 ASTM D 97
Flash Point 0C 172 ASTM D 93
Viskositas cSt 4,6 ASTM D 445
Densitas gr/cm3 0,87 ASTM D 1298
Dari segi lingkungan pemakaian biodiesel mempunyai beberapa kelebihan
dibandingkan pemakaian minyak solar, yaitu :
- Pengurangan emisi CO sebesar 50 %
- Biodiesel mengadung lebih sedikit hidrokarbon aromatik
- Tidak menghasilkan emisi sulfur (SO)
- Pengurangan emisi partikulat sebesar 60 %
- Pengapian yang lebih sempurna karena angka cetana yang tinggi.
- Menghasilkan emisi NOx lebih kecil disbanding dengan penggunaan diesel biasa
2.3Penyimpanan dan Stabilitas
Biodiesel bisa mengalami degradasi bila disimpan dalam waktu yang lama
disertai dengan kondisi tertentu. Degradasi Biodiesel pada umumnya disebabkan oleh
proses oksidasi. Beberapa faktor yang mempengaruhi degradasi Biodiesel antara lain
keberadaan asam lemak tak jenuh, kondisi penyimpanan (tertutup/terbuka,
temperatur, dsb.), unsur logam, dan peroksida. (Leung, dkk. 2006) menemukan
bahwa temperatur tinggi (40oC) yang disertai dengan keberadaan udara terbuka menyebabkan degradasi yang sangat signifikan pada penyimpanan Biodiesel hingga
50 minggu. Konsentrasi asam meningkat pada Biodiesel yang telah terdegradasi; hal
ini disebabkan oleh putusnya rantai asam lemak metil ester menjadi asam-asam
lemak. Mereka menemukan bahwa faktor keberadaan air tidak terlalu signifikan
mempengaruhi proses degradasi. Namun demikian, keberadaan air (yang terpisah dari
biodiesel) bisa membantu pertumbuhan mikroorganisme (Environment Canada,
2006). Temperatur tinggi (40oC) yang tidak disertai dengan keberadaan udara terbuka; dan sebaliknya udara terbuka tanpa keberadaan temperatur tinggi, tidak
menyebabkan degradasi yang signifikan pada biodiesel yang disimpan dalam waktu
lama (hingga 50 minggu). Dalam penelitiannya, (Leung, dkk., 2006) menggunakan
rapeseed oil sebagai bahan baku biodiesel.
Kontak antara biodiesel dengan logam dan elastomer selama proses
penyimpanan juga bisa mempengaruhi stabilitas biodiesel (Environment Canada,
yang paling kuat untuk biodiesel. Oksidasi pada biodiesel bisa menyebabkan
terbentuknya hidroperoksida yang selanjutnya terpolimerisasi dan membentuk gum;
hal ini bisa menyebabkan penyumbatan pada filter atau saluran bahan bakar mesin
diesel (Environment Canada, 2006). Standard Eropa, EN 14214, mengatur uji
stabilitas biodiesel terhadap oksidasi, yakni dengan cara memanaskan biodiesel pada
110oC selama tak kurang dari 6 jam (menggunakan metode Rancimat)
Harga viskositas biodiesel juga bisa dijadikan sebagai ukuran terjadi-tidaknya
proses degradasi pada biodiesel. menemukan bahwa biodiesel minyak Castor yang
digunakannya bisa mengalami degradasi, dicirikan dengan kenaikan viskositas yang
sangat tinggi, bila dikenai temperatur yang sangat tinggi (210oC) dalam jangka waktu lebih dari 10 jam. Degradasi ini terjadi diduga karena terjadinya proses oksidasi dan
polimerisasi pada biodiesel. (Indartono, Y. S, 2006)
2.4 Sifat-sifat Penting Dari Bahan Bakar Mesin Diesel Antara Lain adalah :
2.4.1 Viskositas
Viskositas (kekentalan) merupakan sifat fluida untuk melawan tegangan geser
pada waktu bergerak atau mengalir, atau kekentalan dapat didefenisikan sebagai
besarnya tahanan fluida untuk mengalir dibawah pengaruh tekanan yang dikenakan.
Hukum viskositas Newton, menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut
fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas. Maka
u
Gambar2.2. Pendefinisian kekentalan dinamis
berdasarkan hukum newton aliran Viskositas
Dari Gambar 2.2 secara matematis dapat ditulis:
y u
∂ ∂
= τ
μ (2.1)
Dengan
µ = kekentalan dinamik (Poise)
= tegangan gesr fluida (Newton/m2)
∂u = kecepatan relative kedua permukaan (m/s)
∂y = tebal lapisan filem fluida (m)
Kekentalan dinamik disebut juga kekentalan absolut Viskositas gas meningkat
tekanan-tekanan yang biasa, viskositas tidak tergantung pada tekanan dan tergantung
pada suhu saja, untuk tekanan yang sangat besar gas-gas dan kebanyakan cairan
menunjukkan variasi viskositas yang tidak menentu terhadap tekanan.
Viskositas kinematik merupakan perbandingan antara viskositas dinamik
(absolute) dengan densitas (rapat massa) fluida
(2.2)
Dengan
= viskositas kinematik (St)
µ = viskositas dinamik ( Poise)
= rapat massa (kg / m3)
Viskositas kinematik berubah terhadap suhu dalam jangka yang lebih sempit
dari viskositas dinamik.
Satuan kekentalan dinamik (absolute) adalah Poise (P) , atau senti Poise (cP).
Satuan Kekentalan kinematik adalah Stoke (St) , atau senti Stoke ( cSt).
1 P = 100 cP ; 1 St = 100 cSt. Satuan Internasional untuk kekentalan dinamik adalah
Ns/m2 sama dengan kg/ m s, sedangkan untuk kekentalan kinematik adalah m2/ s. Dengan demikian diperoleh hubungan :
Untuk mengubah dari viskositas kinematik ( ) menjadi viskositas dinamik (µ),
kita perlu mengalihkan dengan dalam kg /m3. Untuk mengubah dari Stoke menjadi Poise kita mengalihkan dengan kerapatan massa dalam g / cm3, yang nilai angkanya sama dengan gravitasi jenis.
2.4.2 Densitas ( rapat massa)
Kerapatan suatu fluida ( ) dapat didefinisikan sebagai massa per satuan volume.
v m
=
ρ (2.3)
Dengan:
= rapat massa ( kg / m3) m = massa ( kg )
v = volume ( m3)
2.4.3 Titik nyala (Flash Point)
Titik nyala(Flash Point) dari cairan mudah terbakar adalah suhu terendah dimana
bahan bakar tersebut dapat terbakar ketika bereaksi dengan udara. Bila nyala terus
terjadi secara terus menerus, maka suhu tersebut dinamakan titik bakar (fire point).
Titik nyala yang terlampau tinggi dapat menyebabkan keterlambatan penyalaan,
sementara apabila titik nyala terlampau rendah akan menyebabkan timbulnya
Hal ini juga dapat meningkatkan resiko bahaya saat penyimpanan. Semakin tinggi
titik nyala dari suatu bahan bakar semakin aman penanganan dan penyimpanannya.
Berikut contoh titik nyala bahan bakar:
1 Solar:
Flash point: >62 °C (143 °F)
2 Jet Fuel:
Flash Point: >38 °C (100 °F)
3 Minyak tanah:
4 Flash point: >38-72 °C (100-162 °F)
5 Bensin:
6 Flash point: > 43 °C
2.4.4 Titik Tuang (Pour Point)
Titik Tuang (Pour Point) adalah suhu terendah dimana bahan bakar dapat
dialirkan untuk daerah bersuhu rendah, bahan bakar dipersyaratkan tidak membeku.
2.4.5 Sisa Karbon (Carbon Residu)
Sisa Karbon (Carbon Residu) yang tertinggal pada proses pembakaran akan
menyebabkan terbentuknya endapan yang dapat menyumbat saluran bahan bakar. Hal
ini dapat menyebabkan bagian – bagian pompa injeksi bahan bakar menjadi aus.
Dengan demikian semakin rendah sisa karbon, semakin baik efisiensi motor tersebut.
2.4.6 Nilai Kalor Bahan Bakar
Nilai kalor bahan bakar menentukan jumlah konsumsi bahan bakar yang
digunakan setiap satuan waktu. Makin tinggi nilai kalor bahan bakar menunjukan
bahwa pemakaian bahan bakar semakin sedikit . Tidak ada standard khusus yang
menentukan nilai kalor maksimal yang harus dimiliki bahan bakar mesin diesel.
2.4.7 Bilangan Cetana
Bilangan cetana menunjukkan seberapa cepat bahan bakar mesin diesel yang
dapat diinjeksikan keruang bahan bakar agar dapat terbakar secara spontan. Bilangan
cetana dari minyak diesel konvensional dipengaruhi oleh struktur hidro karbon
penyusun. Semakin rendah bilangan cetana maka semakin rendah pula kualitas
penyalaan karena memerlukan suhu penyalaan yang lebih tinggi ( Hendartono Toni,
BAB III
METODOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan Jl. Brigdjen
Katamso No.54 dan laboratorium penelitian FMIPA Universitas Sumatera Utara.
3.2 Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan merupakan bahan bakar biodiesel minyak kelapa sawit,
solar dan campuran antara biodiesel dengan solar. Bahan biodiesel minyak kelapa
sawit yang diuji adalah yang diproduksi Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan dan
solar produksi PERTAMINA.
Komposisi perbandingan antara biodiesel dengan solar yang diuji adalah :
biodiesel 100% (B100), solar 100% (S100), biodiesel 90% (B90) dan solar 10%
(S10), biodiesel 80% (B80) dan solar 20% (S20),biodiesel 70% (B70) dan solar 30%
(S30), biodiesel 60% (B60) dan solar 40% (S40), biodiesel 50% (B50) dan solar 50%
(S50), biodiesel 40% (B40) dan solar 60% (S60), biodiesel 30% (B30) dan solar 70%
(S70), biodiesel 20% (B20) dan solar 80% (S80), biodiesel 10% (B10) dan solar 90%
(S90).
Biodiesel yang tersedia adalah 10 liter ,maka dibuat total setiap satu kali
Tabel 3.1 Komposisi campuran biodiesel dengan solar
% (Persentase) Biodiesel (ml) Solar(ml)
10 220 1980
20 440 1760
30 660 1540
40 880 1320
50 1100 1100
60 1320 880
70 1540 660
80 1760 440
90 1980 220
Setelah sampel dicampur dengan komposisi perbandingan seperti pada Tabel
3.1, kemudian sampel tersebut diaduk dengan menggunakan alat pengaduk agar
campuran biodiesel dan solar merata.
Pencampuran biodiesel dengan minyak solar biasanya diberikan sistem penamaan
tersendiri, seperti B2, B3 atau B5 yang berarti campuran biodiesel dan minyak solar
yang masing-masing mengandung 2%, 3% dan 5% biodiesel sedangkan B20 atau
B100 merupakan campuran biodiesel dan minyak solar yang masing-masing
mengandung 20% DAN 100% biodiesel. Pada umumnya konsentrasi tertinggi yang
dengan minyak solar pada berbagai konsentrasai tanpa merusak atau memodifikasi
mesin, tetapi memerlukan penggantian paking karet pada beberapa peralatan karena
spesifikasinya disesuaikan untuk BBM.
Pada umumnya pencampuran minyak solar dengan biodiesel harus sesuai
dengan spesifikasi bahan bakar yang telah ditetapkan, karena standar tersebut dapat
memastikan bahwa biodiesel yang dihasilkan dari reaksi pemprosesan bahan baku
minyak nabati sempurna.
Biodiesel merupakan bahan bakar yang bewarna kekuningan yang
viskositasnya tidak jauh berbeda dengan minyak solar, oleh karena itu campuran
biodiesel dengan minyak solar dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar kendaraan
berbahan bakar minyak solar tanpa merusak atau memodifikasi mesin. Selain itu
tenaga dan unjuk kerja mesin diesel dengan bahan bakar minyak solar juga tidak
berubah. Meskipun demikian spesifikasi biodiesel yang dihasilkan dari reaksi
pemrosesan bahan baku minyak nabati sempurna, artinya bebas gliserol , katalis,
alkohol dan asam lemak bebas.
3.3 Diagram Alir Pengujian
Metodologi pengujian sifat – sifat fisika bahan baker biodiesel sawit, solar dan
Solar
Biodiesel
Rasio Volumetrik
Solar 100 %
B 10
B 20
B 30
- - - -
B 70
B 80
B 90
Biodiesel 100 %
Pengujian Karakteristik Fisika
Viskositas
Densitas
Titik Nyala
Nilai Kalor
Data Hasil Pengujian
Pengujian Setelah Disimpan Selama 30 hari
Data Hasil Pengujian Setelah Disimpan Selama 30 hari
Pembahasan Dari Perolehan Beberapa Artikel Ilmiah
Pembahasan
Kesimpulan
Gambar 3.3 Diagram Alir Pengujian
3.4 Pengujian viskositas
Tujuan pengujian viskositas adalah untuk mengukur lamanya waktu aliran
minyak untuk melewati batas yang telah di kali brasi pada alat viskositas kinetik pada
suhu 400C.
Peralatan yang digunakan adalah :
- Stopwatch
- Beaker glass kapasitas 5 liter
- Magnet Stirrer
- Termometer
- Statif / Klep
- Balon pipet
Prosedur kerja :
1. Masukkan paraffin cair kedalam beaker glass 5 liter dan magnet stirrer panaskan
diatas hot plate sampai suhu 400C
2. Pasang thermometer pada setiap statip, masukkan ke dalam beaker glass
3. Masukkan sampel kedalam viskometer sampai tanda garis
4. Masukkan viskometer yang berisi sampel kedalam beaker glass, dengan cara
viskometer digantung pada statip.
5. Hisap sampel sampai tanda garis dengan balon pipet. Setelah itu dilepas sambil
dilihat stopwatchnya sampai garis batas bawah.
6. Catat hasilnya, ulangi sampai 3 kali ulangan.
7. Untuk semua sampel berikut cuci viskometer dengan N-Hexan.
3.5 Pengujian Densitas
Tujuan pengujian densitas adalah untuk mendapatkan perbandingan berat cat cair
• Piknometer 50 ml
• Beaker glass
• Tissue
• Water bath
Prosedur kerja :
1.Isi piknometer yang telah kering dengan sampel (yang telah dicairkan)
2.Tempatkan pada water bath selama 30 menit pada suhu 250C 3.Atur volume minyak sampai tanda batas dan tutup.
4.Kosongkan piknometer, bilas beberapa kali dengan alkohol kemudian dengan
petroleum eter, biarkan kering sempurna (sampai hilang bau petroleum eter) dan
timbang (B)
5.Hitung berat aquadest pada suhu 250C (X) =(A-B) sebanyak 3 kali.
3.6 Pengujian Titik Nyala (Flash Point)
Tujuan adalah untuk megetahui titik nyala bahan bakar pada temperatur terendah.
Peralatan yang digunakan ;
• Termometer khusus AOCS • Sentrifuge
• Pensky-Martens close cup tester, ASTM design D 93-00 • Lampu sepertus
Prosedur kerja :
1. Ambil 100 ml biodiesel, masukan kedalam wadah contoh pansky- Martens.
2. Tutup wadah dan dikunci, pasang pengaduk denga kecepatan 100 rpm.
3. Pasang termometer 3000C masukkan kira-kira 5 cm
4. Nyalakan api gas, tiap-tiap kenaikan suhu 100C uji dengan menyuluti api pada mulut wadah contoh
5. Titik nyala ditetukan saat mulut wadah contoh menyala (ada letupan)
merupakan titik nyala contoh.
6. Kemudian lihat termometer penunjuk suhu dan ini merupakan suhu titik nyala
contoh.
3.7 Pengujian Nilai Kalor
Pengukuran nilai kalor bahan bakar dilakukan dengan Bom Kalorimeter.
Peralatan yang digunakan :
• Kalorimeter
• Tabung Bom
• Tabung gas oksigen
• Pengaduk air
• Timbangan untuk menimbang bahan bakar yang akan diukur
• Elektromotor pengaduk
• Kawat penyala
• Tabung tempat bahan bakar yang diukur
• Gelas ukur untuk mengukur jumlah air pendingin
Prosedur kerja :
• Sampel ditimbang sebanyak 0,15 gram.
• Volume bahan bakar diukur, kemudian disiapkan kawat untuk penyala dengan
menggulungnya dan memasangnya pada tangkai penyala yang terpasang pada
penutup bom.
• Cawan yang berisi bahan bakar ditempatkan pada ujung tangkai penyala.
• Bom ditutup dengan kuat setelah dipasang ring – O dengan memutar penutup
tersebut.
• Oksigen diisikan kedalam bom dengan tekanan 30 bar
• Air pendingin dimasukkan sebanyak 1250 mL, lalu ditutup.
• Dihidupkan pengaduk air pendingin selama 5 (lima) menit sebelum penyalaan
dilakukan terlebih dahulu dicatat temperatur air pendingin.
• Penyalaan dihidupkan dengan menekan tombol penyala.
• Pengaduk air pendingin terus dihidupkan selama 5 (lima) menit setelah penyalaan berlangsung.
• Kemudian dicatat temperatur air pendingin.
• Kemudian pengaduk dimatikan.
Dari hasil pengukuran maka niali kaolr bahan bakar sampel dapat dihitung
dengan menggunakan dengan persamaan berikut :
Nilai Kalor = (T1 – T2 – 0,05) x cv x 1000 (kJ/kg) (4.1)
Dengan : T1 = Temperatur air pendingin sebelum penyalaan.
T2 = Temperatur air pendingin setelah penyalaan.
Cv = Panas jenis bom Kalorimeter (73529,6 J/gr. 0C)
Kenaikan tempertatur akibat kawat penyala = 0,05
Kenaikan temperatur adalah : ( T2 – T1 – 0,05 )0C.
3.8 Pengujian campuran biodiesel dengan solar setelah disimpan selama 30
hari.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.1 Hasil
4.1.1 Hasil Pengujian Viskositas
Dari hasil pengujian yang dilakukan maka diperoleh hasil pengujian viskositas
mulai dari campuran biodiesel dan solar 10 % - 100 % (B10 dan B100) dapat dilihat
pada Lampiran 1.
Grafik viskositas terhadap komposisi campuran merupakan grafik yang linier
semakin banyak komposisi biodiesel semakin tinggi viskositasnya
Viskositas solar yang sesuai dengan standard ASTM yang berada dalam rentang
nilai viskositas 3,5 – 5,0 cSt. Standard Indonesia RSNIEB 020551 viskositas
biodiesel berada dalam rentang nilai 2,3 – 6,0 cSt pada suhu 400 C ASTM D455, sedangkan nilai viskositas yang diuji 3,1 – 4,5 cSt pada suhu 400 C dan solar pada nilai 3,6 cSt pada suhu 400 C, ini berarti bahwa viskositas yang digunakan dalam pengujian sesuai dengan standar biodiesel untuk bahan bakar. Campuran biodiesel
dengan solar dari hasil pengujian diperoleh nilai viskositas campuran adalah 3,17 –
4,48 cSt, berarti masih berada dalam rentang nilai viskositas solar.
4.1.2 Hasil Pengujian Densitas
Dari hasil yang diperoleh bahwa rentang nilai densitas campuran biodiesel sawit
Gambar 4.1.2 Hubungan Densitas dengan Komposisi Campuran
Dari grafik densitas terhadap komposisi campuran merupakan grafik yang linear,
karena semakin banyak komposisi biodiesel dalam campuran semakin tinggi
densitasnya
Densitas merupakan suatu sifat bahan bakar tetapi tidak dapat dikatakan sebagai
kriteria kwalitas utama yang menentukan dari bahan bakar untuk digunakan dalam
mesin tertentu. Nilai densitas yang diperoleh masih berada pada nilai densitas solar,
dapat dilihat pada Lampiran 2.
4.1.3 Hasil Pengujian Titik Nyala (Flash Point)
100 K o m p o s i s i S o l a r ( % ) 0
Titik Nyala (Flash Point) merupakan temperatur terendah dimana suatu bahan
yang diperoleh nilai titik nyala 72 – 1620C sedangkan standard ASTM D93 yaitu pada nilai 100 – 1300C, titik nyala yang terlalu rendah dapat menyebabkan kegagalan injektor bahan bakar, sehingga pembakaran kurang sempurna. Dari hasil pengujian
yang diperoleh nilai titik nyala( flash point) yang memenuhi nilai standard yaitu
diantara B 30 – B 60, yaitu pada suhu 80 – 1000 C. Titik nyala yang terlampau tinggi dapat menyebabkan keterlambatan penyalaan. Apabila titik nyala terlampau rendah
akan menyebabkan timbulnya detonasi yaitu ledakan ledakan kecil yang terjadi
sebelum bahan bakar masuk ruang bakar. Hal ini juga dapat meningkatkan resiko
pada saat penyimpanan.
4.1.4 Hasil Pengujian Nilai Kalor
Nilai kalor bahan bakar menentukan jumlah komsumsi bahan bakar tiap satuan
waktu. Makin tinggi nilai kalor bahan bakar menunjukkan bahwa bahan tersebut
sedikit pemakaiannya. Tidak ada standar khusus yang menentukan nilai kalor
minimal yang harus dimiliki oleh bahan bakar mesin diesel.
Dari hasil pengujian diperoleh nilai kalor 54,92-30,51 MJ/kg, pada persentase
30% menunjukkan nilai kalor paling optimal yaitu 54,92 MJ/kg, sehingga secara
teknis lebih baik digunakan untuk mesin karena pemakaian bahan bakar lebih sedikit,
100 K o m p o si s i S o l a r ( % ) 0
Gambar 4.1.4 Hubungan Nilai Kalor dengan Komposisi Campuran
4.1.5 Hasil Pengujian Campuran Biodiesel dengan Solar setelah disimpan
selama 30 Hari
Hasil pengujian Viskositas, Densitas, Titik Nyala dan Nilai kalor setelah
disimpan selama 30 hari tidak mengalami perubahan struktur Kimia maupun Fisika
dapat dilihat pada Gambar 4.1.5 berikut ini
100 K o m p o s i s i S o l a r ( % ) 0
Hasil Pengujian Viskositas setelah disimpan selama 30 Hari
Hasil Pengujian Densitas setelah disimpan selama 30 hari
Gambar 4.1.6 Hubungan Densitas dengan Komposisi Campuran setelah 30 hari
Hasil Pengujian Titik Nyala setelah disimpan selama 30 hari
100 K o m p o s i s i S o l a r ( % ) 0
Gambar 4.1.7 Hubungan Titik Nyala dengan Komposisi Campuran setelah 30
Hasil Pengujian Nilai Kalor setelah disimpan selama 30 hari
Gambar 4.1.8 Hubungan Nilai Kalor dengan Komposisi Campuran setelah 30 hari
4.2 Hasil Pengujian Peneliti Sebelumnya
Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian di Serpong yang dilakukan
oleh( FX Lilik Tri Muliantara dan Koes Sulistiadji, 2003) telah melakukan pengujian
aplikasi bahan bakar biodiesel pada mesin diesel (5,5 HP) traktor pertanian.
Pengujian dilakukan di laboratorium dan lapangan, bekerjasama dengan Pusat
Penelitian Kelapa Sawit Medan.
4.2.1 Pengujian di Laboratorium
Pengujian laboratorium dengan mesin diesel Yanmar TF 5,5 L-di bertujuan
untuk mengamati dan mengukur untuk kerja mesin diesel yang meliputi; torsi, daya
Dengan cara membandingkan mesin diesel yang menggunakan bahan bakar
campuran dan solar dengan diesel yang menggunakan bahan bakar solar murni.
Perbandingan bahan biodiesel dan solar 10%, 90%, 20%, 80%, 30%, 70%, dan
seterusnya. Dari hasil pengujian yang dilakukan oleh FX Lilik Tri Muliantara dan
Koes Sulistiadji tahun (2003) dapat dilihat pada Tabel (4.2) berikut ini.
Tabel 4.2 Hasil Pengujian daya maksimum dan efisiensi
Bahan Bakar Daya Maksimum (HP) Efisiensi (%)
Biodiesel 20 % 5,36 97,45
Biodiesel 30 % 5,36 97,64
Solar 100 % 5,41 98,36
Tabel 4.3 Hasil pengujian torsi maksimum dan kebutuhan bahan bakar
Bahan Bakar Torsi maksimum (kgm) Kebutuhan Bahan Bakar
(gr/kw.jam)
Biodiesel 10 % 1,772 294,36
Biodiesel 20 % 1,768 294,36
Biodiesel 30 % 1,768 293,53
Solar 100 % 1,783 311,81
4.2.2 Hasil Pengujian Gas Buang
Pada pengujian emisi gas buang, diukur kadar asap karbon monoksida,
hidrokarbon, CO2, dan O2. Pengujian gas buang dilakukan bahan bakar solar dan
campuran biodiesel 30% dan 20%. Masing masing mesin berbahan bakar tersebut
diukur pada kecepatan diesel 1250, 1500 dan 1800 rpm.
Hasil uji emisi gas buang menunjukkan bahwa bahan bakar campuran
biodiesel memberikan efek lingkungan yang baik dibanding solar menurut hasil yang
sudah diuji di laboratorium Balai Thermodinamika Motor dan Populasi (BTMP),
Puspitek Serpong oleh (FX. Lilih Tri Mulyantara dan Koes Sulistiadji, 2003) ,dapat
Tabel : 4.4 Emisi mesin diesel Yanmar TF 5, 5 L-di dengan menggunakan bahan
Pengujian lapangan dilakukan pada traktor yanmar YN 20 SX yang
menggunakan diesel Yanmar TF 5,5 L-di. Bahwa bahan bakar campuran biodiesel
campuran biodiesel 30 % tidak berbeda nyata dengan bahan bakar solar. Dengan
unjuk kerja hamper sama dengan solar baik dari segi kapasitas dan kebutuhan bahan
bakar.
Tabel 4.5 Hasil pengujian traktor roda dua di lahan sawah dan lahan kering dengan
menggunakan bahan bakar solar dan campuran biodiesel.
4.3 Pembahasan
Dari hasil pengujian diperoleh nilai viskositas 3,1-4,5 cSt pada suhu 400C, pada standar ASTM berada pada rentang 2,3-6,6 cSt pada suhu 400C dan solar standar ASTM 3,6 cSt. Semakin tinggi persentase campuran semakin besar nilai
viskositasnya, maka viskositas standar bahan bakar mesin diesel dapat dilihat pada
Lampiran 1.
Hasil pengujian densitas diperoleh nilai 819,12-861,48 kg/m3 pada suhu 400C dan densitas solar standar ASTM D1298 pada suhu 150C adalah 820-870 kg/m3. Semakin tinggi persentase campuran semakin tinggi nilai densitasnya. Densitas merupakan
sifat bahan bakar tetapi tidak dapat dikatakan sebagai kriteria kualitas utama yang
menentukan bahan bakar untuk digunakan pada mesin (Wartawan,A.L,1997),maka
nilai densitas yang diperoleh hasil pengujian memenuhi stadar bahan bakar yang
sama dengan solar, dapat dilihat pada Lampiran 2.
Hasil pengujian titik nyala, diperoleh nilai 72-1690C, pada standar ASTM D 93 adalah nilai 100-1300C dan untuk solar nilai 980C. Berdasarkan hasil yang diperoleh memperlihatkan bahwa nilai titik nyala yang memenuhi standar adalah pada
komposisi 50%-70% yaitu pada nilai 90-1000C, dapat dilihat pada Lampiran 3.
Nilai kalor bahan bakar menentukan jumlah komsumsi bahan bakar yang
dibutuhkan tiap satuan waktu. Makin tinggi nilai kalor bahan bakar menunjukkan
diperoleh nilai kalor pada komposisi 30% mempunyai nilai paling optimal yaitu
54,92 MJ/kg dapat dilihat pada Lampiran 4.
Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh FX Lilik Tri Muliantara dan Koes
Sulistiaji, (2003). Pada mesin diesel Yanmar TF 5,5 L-di, diperoleh hasil pengujian di
laboratorium daya maksimum dan efisiensi, pada campuran biodiesel 30%
mempunyai nilai paling optimal mendekati nilai daya maksimum solar dapat dilihat
pada Tabel 4.2.
Hasil pengujian torsi dan kebutuhan bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 4.3,
memperlihatkan secara teknik, campuran biodiesel 30% layak digunakan karena
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan yang dilakukan maka dapat
disimpulkan :
1. Viskositas, densitas dan komposisi campuran mempunyai hubungan yang linier,
karena semakin tinggi komposisi campuran semakin tinggi nilai viskositas dan
densitasnya berarti, tidak terjadi perubahan reaksi kimia dan perubahan fisika.
2. Titik Nyala pada komposisi campuran 30%-70% menunjukkan nilai yang
memenuhi standar untuk mesin diesel yaitu pada nilai suhu 90-1000C, nilai kalor pada komposisi sehi 30% mempunyai nilai paling optimal, bila digunakan
pada mesin lebih efisien karena bahan bakar yang digunakan lebih sedikit
3. Kinerja motor yang memakai minyak nabati (biodiesel sawit) sebagai bahan
bakar cukup mendekati kinerja motor diesel, tetapi selanjutnya menunjukkan
bahwa ada beberapa permasalahan praktis yang harus dilakukan sebelum
tenologi ini digunakan . Permasalahan ini muncul disebabkan oleh perbedaan
dasar sifat-sufat fisika-kimia antara minyak nabati dan bahan bakar diesel
misalnya berviskositas lebih tinggi.
4. Agar kinerja pada system injeksi motor diesel baik, dapat saja dilakukan
campuran biodiesel sawit dengan bahan bakar diesel fosil, tetapi itu saja tidak
cukup untuk mengubah komposisi fisikanya dan kimianya, harus dilakukan
suatu proses yang disebut esterifikasi atau transterifikasi. Bahan yang sudah
mengalami proses ini disebut FAME, dan FAME ini dicampur ke dalam solar,
sehingga muncul hasilnya yaitu produksi biodiesel B10, B20, B30 dan
seterusnya.
5. Penggunaan campuran biodiesel 30% pada mesin diesel Yanmar TF 5,5 L-di,
layak digunakan karena mempunyai unjuk kerja teknis yang hampir sama denga
solar baik daya maksimum torsi maupun kebutuhan bahan bakar spesifik. Juga
memberikan dampak yang lebih baik terhadap lingkungan.
5.2 Saran
Hendaknya dilakukan penelitian lanjutan untuk pengembangan bahan bakar
nabati sebagai bahan bakar biodiesel dengan mengubah komposisi kimianya dan
DAFTAR PUSTAKA
Alamsyah, A.N,2006,”Mengenal Biodiesel Crude Palam Oil” Warta pertamina Edisi
No. 05/Thn XLI.
Boedoyo. M.S,2007, Teknologi Proses Pencampuran Biodiesel dan Minyak Solar di
Indonesia
Daryanto,1997, ”Teknik Otomotif”,Bumi Aksara, Jakarta.
Environmenmt Canada,2006,”A Critical Review of Biodiesel as Transportion Fuel
in Canada”.http:/www.ec.gc.ca/Transport/publications/Biodiesel.
Fajar Risqon,2001,”Prediksi Sifat Fisiska Kimia Campuran Bahan Bakar Diesel”
Jurnal Sains dan Teknologi Vol.3 No.9, halaman 27-31
FX.Lilik Tri Muliantara dan Koes Sulistiadji “Biodiesel Bahan Bakar Campuran
Ramah Lingkungan”, Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian
Serpong.
Hendartono Toni,2005, “Pemanfaatan Minyak dari Tumbuhan Untuk Pembuatan
Biodiesel, www. Biodiesel. Org.
Leung, dkk,2006,” Degradation of Biodiesel Under Different Storange Condition,”
Bioresouce Technology, 97,250-256
Pakpahan Agus.2001,”Palm Biodiesel.Its Potensi Technologi, Bussines Prospect
and Environmental Implication in Indonesia, Proc. International Biodiesel
Suarna Endang, 2002,”Jurnal Analisis Pemanfaatan Biodiesel Terhadap Sistem
Penyediaan Energi.”
Sudardjat, H.R, 2003, “Memproduksi Biodiesel,” Solusi Hasilkan Biodiesel
Berkualitas Tinggi”, Swadaya, Bogor
Soeradjaja, Tatang H, 2005, ”Energi Alternatif Biodiesel,” Pusat Penelitian Kimia
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Jakarta.
Sugiono Agus,2004, ”Peluang Penmfaatan Biodiesel Dari Kelapa Sawit Sebagai
Bahan Bakar Alternatif Pengganti Minyak Solar di Indonesia’
Syamsu Herman, Khairat,2004, “Kinetikan Reaksi Hidrolis Minyak Sawit Dengan
Katalisator Asam Klorida<” Jurnal Natur Indonesia 6 (2) : 118-121
Wartawan, A.L,1997, “Bahan Bakar Mesin Otomotif,” Penerbit Universitas Trisakti
LAMPIRAN
Lampiran 1 : Data hasil pengukuran viskositas
(%) Percobaan Percobaan Percobaan Waktu Viskositas
I II III Rata-rata
Biodiesel Waktu(s) Waktu (s) Waktu(s) (s) (cSt)
10 31,9 31,7 31,6 31,73 3,1733
20 33,2 33,9 33,2 33,10 3,3100
30 34,5 34,7 34,6 34,60 3,4600
40 35,5 35,5 35,6 35,53 3,5500
50 37,6 37,4 37,1 37,45 3,7450
60 39,9 39,4 39,6 39,63 3,9600
70 42,7 42,6 42,6 42,9 4,2680
80 43,3 43,1 43,2 43,20 4,3200
90 45,0 45,8 45,6 45,80 4,5750
Viskositas Solar
(%) Percobaan Percobaan Percobaan Waktu Viskositas
I II III Rata-rata
Solar Waktu (s) Waktu(s) Waktu(s) (s) (cSt)
100 4,0 4,0 4,1 4,03 4,0253
Lampiran 2 : Data hasil pengukuran densitas
Densitas Biodiesel Sawit (300C)
(%)
70 42.6682 49.5590 84.98769 42.3194 0.009 0.8530 853
80 42.6682 49.5590 85.1170 42.5088 0.009 0.8568 856
90 42.6682 49.5590 85.4069 42.7387 0.009 0.8615 861
100 43.6772 44.5590 87.4704 43.8032 0.0009 0.890 890
Lampiran 3 Data Hasil Pengukuran Titik Nyala (Flash Point)
Kode contoh Titik Nyala (Flash Point) (0C)
B10 70-72
B20 74-76
B30 78-80
B40 82-86
B50 88-90
B60 92-96
B70 98-100
B80 100-108
B90 138-140
Lampiran 4 Data hasil Pengukuran Nilai kalor
% Campuran T1 (0C) T2(0C)
10 28,90 35,52
20 28,18 36,70
30 29,45 36,92
40 29,25 36,42
50 29,16 35,45
60 29,22 35,54
70 29,17 35,16
80 29,05 34,82
90 29,03 33,88
Lampiran 5 Data hasil Pengukuran Nilai Perubahan ΔT dan Nilai Kalor Campuran
Biodiesel dengan Solar
% Campuran Δ T (0C) Nilai Kalor (MJ/kg)
10 6,62 48,30
20 7,47 54,55
30 7,57 54,92
40 7,17 52,36
50 6,29 45,88
60 6,02 43,89
70 5,99 43,67
80 5,77 42,05
90 4,25 30,51
100 4,54 33,01
Lampiran 6 Tabel Spesifikasi Biodiesel Sawit dan Solar sesuai Standar Indonesia RSNI
EB 020551
Parameter Kualitas dan
Unit (Biodiesel)
Batas Test Method
Densitas 400C kg\m3 850-890 ASTM D 1289
Viskositas kinetic
400C mm2/s (cSt)
2.3-6.0 ASTM D 445
Titik Nyala 00C Min.100 ASTM D 613
Solar Batas Test Method
Densitas 150C (kg/m3) 0.84 ASTM
Viskositas 400C (cSt) 3.6 ASTM
Lampiran 7 Data Pengujian Viskositas, Densitas, Titik Nyala dan Nilai Kalor
Setelah di simpan selama 30 hari.
1. Data Hasil Pengukuran Viskositas
(%) Percobaan Percobaan Percobaan Waktu Viskositas
I II III Rata-rata
Biodiesel Waktu(s) Waktu (s) Waktu(s) (s) (cSt)
10 31,9 31,7 31,6 31,73 3,1733
20 33,2 33,9 33,2 33,10 3,3100
30 34,5 34,7 34,6 34,60 3,4600
40 35,5 35,5 35,6 35,53 3,5500
50 37,6 37,4 37,1 37,45 3,7450
60 39,9 39,4 39,6 39,63 3,9600
70 42,7 42,6 42,6 42,9 4,2680
80 43,3 43,1 43,2 43,20 4,3200
90 45,0 45,8 45,6 45,80 4,5750
2 Data Hasil Pengukuran Densitas
B.20 42.6682 49.5590 83.5555 40.8873 0.009 0.8241 824
B.30 42.6682 49.5590 83.8331 41.1649 0.009 0.8297 829
B.40 42.6682 49.5590 84.0932 41.4250 0.009 0.8350 834
B.50 42.6682 49.5590 84.4813 41.8131 0.009 0.8428 848
B.60 42.6682 49.5590 84.6632 41.9950 0.009 0.8465 846
B.70 42.6682 49.5590 84.98769 42.3194 0.009 0.8530 853
B.80 42.6682 49.5590 85.1170 42.5088 0.009 0.8568 856
B.90 42.6682 49.5590 85.4069 42.7387 0.009 0.8615 861
3 Data Hasil Pengukuran Titik Nyala
Kode contoh Titik Nyala (Flash Point) (0C)
B10 70-72
B20 74-76
B30 78-80
B40 82-86
B50 88-90
B60 92-96
B70 98-100
B80 100-108
B90 138-140
4 Data Hasil Pengukuran Nilai Kalor
% Campuran T1 (0C) T2(0C)
10 28,90 35,52
20 28,18 36,70
30 29,45 36,92
40 29,25 36,42
50 29,16 35,45
60 29,22 35,54
70 29,17 35,16
80 29,05 34,82
90 29,03 33,88
5 Data Hasil Pengukuran Nilai Perubahan ΔT dan Nilai Kalor Campuran
% Campuran Δ T (0C) Nilai Kalor (MJ/kg)
10 6,62 48,30
20 7,47 54,55
30 7,57 54,92
40 7,17 52,36
50 6,29 45,88
60 6,02 43,89
70 5,99 43,67
80 5,77 42,05
90 4,25 30,51
