PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF
PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO
DIESEL UNTUK PENURUNAN EMISI GAS BUANG
PADA KENDERAAN BERMOTOR
TESIS
Oleh :
PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF
PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO DIESEL
UNTUK PENURUNAN EMISI GAS BUANG
PADA KENDERAAN BERMOTOR
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Megister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Oleh :
MARIANI SEBAYANG
107006012/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Tesis
: PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI
ZAT ADITIF PADA BLENDING BAHAN
BAKAR SOLAR DAN BIO DIESEL UNTUK
PENURUNAN EMISI GAS BUANG PADA
KENDERAAN BERMOTOR
Nama Mahasiswa : MARIANI SEBAYANG Nomor Pokok : 107006012
Program Studi : Magister Ilmu Kimia
Menyetujui, Komisi Pembimbing
(Dr. Mimpin Ginting, MS)
Ketua Anggota
(Prof.Dr. Tonel Barus)
Telah diuji pada
Tanggal : 03 Juli 2013
______________________________________________________________________
PANITIA PENGUJI TESIS
KETUA : Dr. Mimpin Ginting, MS Anggota : 1. Prof.Dr. Tonel Barus
PERNYATAAN ORISINALITAS
PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF
PADA BLENDINGBAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO DIESEL
UNTUK PENURUNANEMISI GAS BUANG PADA KENDERAAN
BERMOTOR
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya Tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan , Iuli 2013
PERNYATAN PERS
ETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai Sivitas Akademika Universitas Sumatera Utara , saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Mariani Sebayang
Nomor Pokok : 107006012
Program Studi : Magister Ilmu Kimia Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan , menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti , Non – Eksklusif (Non-Exclusif Royalty Free Right ) atas Tesis saya yang bejudul :
PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF
PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN
BIO DIESEL UNTUK PENURUNAN EMISI GAS
BUANG PADA KENDERAAN BERMOTOR
Beserta perangkat yang ada ( jika diperlukan ). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat , mengelola dalam bentuk data – base , merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebaga penulis dan sebagai pemenang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan , 3 juli 2013
RIWAYAT HIDUP
Nama : Mariani Sebayang Tempat/Tanggal lahir : Medan, 5 April 1960
Alamat Rumah : Jl. Medan Tenggara VII no I-2 Komplek PTKI Medan. E-mail : mariani.sebayang@yahoo.co.id
Instansi : Pendidikan Teknologi Kimia Industri Medan Alamat Kantor : Jl. Medan Tenggara VII Medan
Pendidikan :
SD : SD Negeri 36 Medan (1966-1972)
SMP : SMP Tunas Kartika Medan (1972-1975)
SMA : SMA Tunas Kartika Medan (1975-1979)
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena berkat dan RahmatNya, saya dapat menyelesaikan penulisan tesis ini sebagai tugas akhir dalam jenjang Magister.
Saya menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan, baik dalam penulisan kata mungkin juga bobot ilmiahnya. Pendapat dan saran dari pembaca diterima dengan senang hati untuk kesempurnaan tesis ini.
Selesainya penulisan tesis ini, bukanlah semata – mata karena kemampuan saya sendiri, tetapi berkat sarana, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak, untuk itu saya ucapkan terima kasih :
Kepada Universitas Sumatera Utara, karena telah memberi wadah pendidikan kepada saya untuk melanjutkan pendidikan.
Bapak Prof.Dr.dr.Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM),Sp.A(K) sebagai Rektor Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan di Magister Kimia.
Bapak Dr. Sutarman, M.Sc sebagai Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam atas kesempatan yang diberikan menjadi mahasiswa Program Magister Kimia.pada Fakultas MIPA USU Medan.
Kepada Bapak Dr. Mimpin Ginting,MS dan Bapak Prof.Dr. Tonel Barus, sebagai pembimbing 1 dan 2 saya, dan juga kepada Bapak Prof. Basuki Wirjosentono. MS,Ph.D (Ketua Program Studi dan dosen penguji), Bapak Prof.Dr. Seri Bima Sembiring, MSc, serta Bapak Dr.Hamonangan Nainggolan, MSc sebagai dosen penguji yang telah banyak memberi saran dan masukan.
Kepada Bapak Ir.H.Mansyur.M.Si kepala Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI) yang telah memberikan bantuan dan dorongan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan studi S2.
Kepada suami saya Firdaus Ginting dan anak anak saya Noel Denista Ginting dan Shania Yosephin Ginting dan keluarga yang telah banyak memberi semangat dan dorongan.
Pihak-pihak yang tidak dapat saya tuliskan satu persatu tetapi begitu banyak bantuannya selama saya mengerjakan tesis ini.
Medan, Juli 2013 Hormat Saya,
PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF
PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO DIESEL
UNTUK PENURUNAN EMISI GAS BUANG
PADA KENDERAAN BERMOTOR
ABSTRAK
Penelitian tentang pemamfaatan minyak sereh (sitronellal oil ) sebagai zat aditif pada blending bahan bakar solar dengan biodiesel untuk penurunan emisi gas buang pada kenderaan bermotor telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan performansi motor diesel yang menggunakan bahan bakar campuran bio solar dengan zat aditif terhadap solar dan untuk memperoleh perbandingan emisi gas buang yang dihasilkan motor diesel berbahan bakar solar dengan zat aditif terhadap solar. Penelitian ini dilakukan dengan skala laboratorium , sebagai objek (bahan ) dalam penelitian ini adalah minyak sereh wangi. Perlakuan yang diperlakukan yaitu mengisolasi minyak sereh dengan destilasi Stalh dan dianalisis komponen kimianya dengan GC-MS. Dari hasil kromatografi gas minyak sereh ditemukan 15 jenis senyawa dengan kandungan senyawa utama adalah Sitronellal 33,17 %. Pemblendingan dengan bahan bakar biosolar ( B20 ) dan bahan aditif minyak sereh dilakukan pada suhu kamar dengan konsentrasi 0,1% , 0,2% , 0,3% , dan 0,4% . Dari hasil blending bahan bakar dan minyak sereh dilakukan uji karakteristik yang meliputi : densitas , viskositas , titik nyala , dan kadar air serta emisi gas buang yang terdiri dari CO , CO2 , HC, O2 dan NOX . Hasil karateristik untuk penilaian densitas , viskositas , titik nyala dan kadar air memenuhi karakteristik dari solar sebagai pembanding dan memenuhi batas spesifikasi solar. Dari hasil uji karakteristik emisi gas buang dengan menggunakan
Auto Gas Analyzer , pada blending biosolar B20 dan minyak sereh dengan konsentrasi 0,4% , diperoleh penurunan dari gas CO2 sebesar 6,18% ; CO sebesar 0,3% : O2 sebesar 0,45% : HC sebesar 5,36 ppm dan gas NOx
Kata kunci : Minyak sereh , Zat aditif , Biodisel , Biosolar , Emisi gas buang.
THE UTILIZATION OF LEMONGRASS OIL AS THE SUBSTANCE OF ADDITIVE BLENDING DIESEL FUEL AND BIODIESEL TO
DECREASE EXHAUST GAS EMISSIONS IN MOTOR RACING
ABSTRACT
Research on the utilization of lemongrass oil ( oil sitronellal ) as additives blending diesel fuel with biodiesel to decrease emissions in motor vehicles has been carried out . This study aimed to compare the performance of diesel engines using bio- diesel fuel blend with additives to diesel and to obtain comparative exhaust emissions produced diesel engine fueled with diesel fuel additives for diesel . The research was carried out with a laboratory scale , as an object ( material ) in this study is the citronella oil . Treatment that isolates treated with lemongrass oil distillation Stalh and chemical components were analyzed by GC - MS . From the results of gas chromatography lemongrass oil found 15 types of compounds with the main matter content was 33.17 % Sitronellal . The blending with biodiesel fuel ( B20 ) and lemongrass oil additives performed at room temperature with a concentration of 0.1 % , 0.2 % , 0.3 % , and 0.4 % . From the results of blending fuel oil and lemongrass oil test characteristics include : density , viscosity , flash point , and moisture content as well as exhaust emissions consisting of CO , CO2 , HC , O2 and NOx . Assessment results for the characteristics of density , viscosity , flash point and water content meets the characteristics of diesel as a comparison and to meet specification limits solar . From the test results with the exhaust emission characteristics using Auto Gas Analyzer , on B20 biodiesel blending and lemongrass oils with concentrations of 0.4 % , obtained by reduction of CO2 gas by 6.18 %, 0.3% CO : O2
Keywords : lemongrass oil , additives , biodiesel , Biosolar , exhaust emissions .
DAFTAR ISI
2.1.1 PerkembanganTeknologiPengolahanMinyakSereh.. 6
2.1.2 MetodePenyulingan (Destilasi) ……….. 7
2.1.3 KandunganMinyakSerehwangi………. 8
2.1.4 StandarMutuMinyaksereh ……… 11
2.2 Refinery Bleached Deodorized Palm Oil 12 2.3 Metanol 13
2.4 Katalis 14 2.5 Biodiesel 15 2.5.1 PembuatanBiodisel 15 2.5.1.1 Esterifikasi 15 2.5.1.2 Transesterifikasi 16 2.5.2 KarakteristikBiosolar 17
2.9 Blending bioaditifterhadapbahanbakar solar 23
2.11 Pengaruh zat aditif terhadap emisi gas buang 25
2.12 Analisa Karakteristik dan Emisi gas buang 26
2.12.1 Viskositas 26
2.12.2 Titiknyala 26
2.12.3 Pengukuran Densitas 27
2.12.4 Kromatografi Gas SpektrometriMassa(GC-MS) 27
2.12.5 KromatografiGas 28
2.12.6 Spektrum Massa 28
2.12.7 PengujianEmisi Gas buang 29
BAB 3 METODE PENELITIAN 30
3.1 Alat dan Bahan 30
3.1.1 Alat 30
3.1.2 Bahan 30
3.2 Prosedur Penelitian 30
3.2.1 Pengolahan Minyak sereh 30
3.2.2 Proses pembuatan biodiesel dari RBDPO 31 3.2.3 Pemblendingan atau Proses pencampuran 31
3.2.3.1 Penentuan Viskositas 32
3.2.3.2 Pengukuran Densitas 33
3.2.3.3 Penentuan Flash point(Titiknyala) 33 3.2.3.4 ProsedurPelaksanaanEmisi gas buang 34
3.3.1 Diagram alir perolehan Minyak sereh 35
3.3.2 Diagram alir proses produksiBiodiesel 36
3.3.3 Diagram alir Blending MinyakserehdanBiosolar 37
BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 38
4.1 Hasil Penelitian 38
4.1.1 Hasil Trasesterifikasi RBDPO dan Hasil Isolasi Minyak
sereh dari sereh wangi 38
4.1.2 Analisa Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS)
Biodiesel 38
4.1.3 Hasil Analisa dengan GC-MS dari Minyak sereh 39
4.1.4 Struktur Kimia Minyak Sereh 42
4.1.5 Hasil Analisis dengan GC-MS bahan bakar 44
4.1.6 Hasil Uji Karakteristik 45
4.1.7 Hasil pengujian Emisi Gas Buang pada rpm 1600-2400 47 4.1.8 Hasil Pengujian Gas Buang O2 pada rpm 1600-2400 50 4.1.9 Hasil pengujian Emisi gas buang Nox pada rpm 1600-2400 51
4.2.5 Hasil Pengujian Emisi gas buang CO2
4.2.6 Hasil Pengujian Emisi gas buang HC 60
60 4.2.7 Hasil Pengujian Emisi gas buang O2
4.2.8 Hasil Pengujian Emisi gas buangNO
60
X . 61
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 62
5.1 Kesimpulan 62
5.2 Saran 62
DAFTAR PUSTAKA 63
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Standar Mutu Minyak Sereh Wangi di Indonesia 12
2.2 Standar Biodisel ASTM (ASTM D6751) 11
2.3 Kualitas Minyak Solar 19
2.4 Nilai baku mutu emisi gas buang kenderaan bermotor 28
3.1 Komposisi blending minyak sereh, Biodiesel dan solar (B20) 35
4.1 Komponen senyawa biodiesel dari RBDPO 39
4.2 Komponen Senyawa Minyak Sereh 37
4.3 Hasil Analisa GC-MS Solar 38
4.4 Hasil Uji karakteristik Biodiesel, Solar, Minyak Sereh dan Hasil
Blending B20+Minyak Sereh 39
4.5 Hasil Pengujian Gas Buangan CO2
4.6 Hasil Pengujian Gas Buangan CO pada 1600-2400 41
40
4.7 Hasil Pengujian Gas Buang HC pada rpm 1600-2400 49
4.8 Hasil pengujian Gas Buang O2
4.9 Hasil Pengujian Gas Buang NOx pada rpm 1600-2400 51
DAFTAR GAMBAR
4.4 Kromatogram GC Sampel Bahan Bakar Solar 44
4.5 Hasil Pengujian Gas Buang CO pada rpm 1600-2400 48
4.6 Hasil Pengujian Gas Buang HC pada rpm 1600-2400 49
4.11 Fragmetasi dari sitronellal 41
4.12 Spektra massa dari sitronellol 55
4.13 Fragmentasi dari sitronellol 56
4.14 Spektra massa dari geraniol 57
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul
L-1 Data Hasil Pengujian Emisi Gas Buang
L-2 Spektra MS - RBDPO
L-3 Alat Penelitian
