pengaruh penambahan biodiesel jelantah pada solar terhadap ...

190- ISSN 0216 - 3128

PENGARUH PENAMBAHAN BIODIESELJELANTAH PADA SOLAR TERHADAP

EMISI GAS BUANG CO, CO2 DAN HC

Moch. Setyadji, Endang SusiantiniPusat Teknologi Akselerator clan Proses Bahan - BATAN

ABSTRAK

Moch. Setyadji, dkk.

DARI MINY AKOPASITAS DAN

PENGARUH PENAMBAHAN BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH PADA SOLAR TERHADAP

OPASITAS DAN EMISI GAS BUANG CO, CO2 DAN HC Telah dilakukan pengamatan penambahanbiodiesel dari minyakjelantah pada solar terhadap opasitas dan emisi gas buang pada berbagai kecepatanputaran mesin (rpm). Parameter yang diteliti adalah bahan bakar spesifik terdiri dari solar mumi,campuran biodiesel 5% (B5), 10% (BIO), 15% (B15, 20% (B20) dan kecepatan putaran mesin. Emisi gasbuang yang diamati meliputi CO, CO2, HC, serta opasitas. Opasitas dan emisi gas buang diamatimenggunakan alat Sagem Opasity dan Gas Analizer. Diperoleh hasil bahwa penambahan biodiesel padasolar sangat menurunkan opasitas dan emisi gas buang. Opasitas terendah terjadi pada B20, sedangkanpada pengujian emisi gas buang, CO terendah terjadi pada bahan bakar BIO, CO2 terendah pada bahanbakar BI0 dan HC terendah pada bahan bakar B20.

Kata kunci: biodiesel, opasitas, emisi gas buang

ABSTRACT

EFFECT OF BIODIESEL OF SPENT COOKING OIL ADDITION AT DIESEL FUEL TO OPACITY AND

GAS EMISSION THROW A WAY OF CO, CO2 AND HC Investigation of biodiesel spent cooking oil additioneffect at diesel jitel to opacity and gas emission throwaway on various engine rotation speed hase beendone. The variables observed were fuel specific used i.e. pure diesel fuel, biodiesel mix 5% (B5), mix 10%(B I 0), mix 15% (B 15), mix 20% (B20) and engine rotation speed. Gas emission throwaway observed wereeQCo2, He and opacity. Opacity and gas emission throwaway were observed by Opacity Sagem~pparatus~ gas analyzer. Result of experiment showed that biodiesel addition at diesel fuel was verydecreasing opacity and gas emission throwaway. The opacity lowest on B20, gas emission throwawaylowest of co on BIO, CO2 on BIO and HC on B20.

Key words: biodiesel, opacity, gas emission throwaway

PENDAHULUAN

Indonesiasebagai negara pengekspor minyakbumi, yang tergabung dalam OPEC, te1ahberubah menjadi salah satu negara pengimporminyak bumi. Pada tahun 2004 produk 88M 44,5juta kiloliter sementara konsumsi dalam negerimencapai sekitar 62,3 juta kiloliter, artinya defisit17,8 juta kiloliter yang harus diimpor(http://www.mobilmotor.co.id) (I). Impor berartipenguruangan devisa yang semakin lama membesarkarena harga minyak mentah dunia makin lamamakin membengkak. Pengguna 88M terbesar masihdipegang oleh sektor transportasi(http://www.reDublika.co.id). Pada tahun 2005konsumsi 88M untuk kendaraan bermotor

(transportasi) mengalami kenaikan sekitar 10,8%dibandingkan sebelumnya yaitu untuk premiumlebih dari 52 ribu kiloliter perhari, sedangkan untuksolar menyerap 73 ribu kiloliter perhari

(http://www.republika.co.id). Minyak bumimerupakan sumber energi yang tidak dapatdiperbaharui dan cadangan energi fosil ini, semakinhari makin berkurang sedangkan kebutuhannyaterus meningkat. Cadangan minyak mentahIndonesia terus menurun tinggal sekitar 5 milyarbarrel yang diproduksi setiap tahun sebesar 1,125juta barrel/hari, sehingga diperkirakan dalam waktuI5an tahun cadangan minyak Indonesia akan habis,bila tidak didapatkan cadangan baru yangdiketemukan.

Pengembangan biodiese1 selain memecahkanproblem penyediaan energi di Indonesia maupundunia, juga merupakan harapan masa datang karenabiodiesel berbasis pertanian yang merupakan matapencaharian 70 % rakyat Indonesia. 8iodieseladalah energi yang terbarukan yang tidak akan habisselama masih ada yang menanam bahan bakunya,

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

Yogyakarta, 10 Juii 2007

Mach. Setyadji,dkk. ISSN 0216 - 3128 191-ramah lingkungan karena mampu mengeliminasiemisi gas buang dan efek rumah kaea,meningkatkan kesejahteraan rakyat Indonesiakarena menyerap tenaga kerja yang banyak, dapatdiproduksi oleh perorangan maupun unit usaha keeilsebab teknologi yang diterapkan sederhana tidakmemerlukan teknologi eanggih. Hal ini sesuaidengan Sasaran Kebijakan Energi Nasional yangtertuang dalam Perpres 51 2006 25 Januari 2006diantaranya terwujudnya energi (primer) mix yangoptimal pada 2025 dengan peran EBT, bahan bakarnabati (biofuel) menjadi > 5%, panas bumi >5%,energi baru dan terbarukan lainnya, khususnya

biomassa, nuklir, tenaga air, tenaga surya, dantenaga angin menjadi >5%, dan batubara yangdicairkan >2%.

Sebagai bahan baku biodiese\ eukup banyak,di antaranya kelapa sawit, kelapa, biji-bijian,kacang-kaeangan, jarak kepyar, jarak pagar danlain-lain. Namun, mengingat minyak kelapa sawitdan rninyak kelapa banyak dimanfaatkan sebagairninyak makan (edible oil) rnaka peluangpemanfaatan minyak nabati sebagai surnber energialternatif rnengarah pada rninyak non makan (nonedible oil) seperti rninyakjarak dan lain-lain.

Tabel 1. Nilai kalori beberapa jenis bahan bakar (3)

No. Bahan bakar KaVgramBtu/lb

1

Kayu 3.990 - 4.4207.182-7.956

2Arang kaayu (rata-rata) 7.26013.068

3Lignit (batubara rnuda) 3.328 - 3.3395.440 - 6.010

4

Batubara subbiturnina 5.289 - 5.8629.520 - 10.550

5

Batubara biturnina 5.650 - 8.20010.240 -14.620

6Lemak hewan (rata-rata) 9.50017.100

7Minyak nabati 9.300 - 9.50016.740-17.100

8

Alkohol/etil 6.45611.620

9Aspal 5.2959.530

10Minyak mentah 10.419 -10.83918.755 -19.510

11Minyak bunker 10.283 - 10.76418.510-19.516

12Solar (diesel fuel) 10.66719.200

13Minyak tanah 11.00619.810

14Bensin (gasoline) 11.52820.750

Biodiesel merupakan bahan bakar dariminyak nabati, lernak hewani, atau rninyak gorengbekas yang merniliki sifat rnenyerupai minyak diesel(solar). Presiden menegaskan dua komoditas yangakan dikernbangkan untuk menjarnin ketersediaanbahan baku biodiesel yaitu sawit/ Crude Palm Oil(CPO) dan Jarak Pagar/Crude Jatropha Curcas Oil(CJCO)(4).Saat ini, pemanfaatan CPO sebagmoahanbaku biodiesel tentu akan mengganggu pasokanekspor serta ketersediaan rninyak goreng diIndonesia. Selain itu, harga biodiesel yang terbuatdari CPO dimungkinkan lebih mahal dari hargaminyak solar subsidi karena persaingannya denganharga minyak untuk kebutuhan pangan.Pernanfaatan minyak jarak pagar (CJCO) sebagaibiodiesel juga masih mengalami kendala yaitukarena ketersediaannya yang rnasih terbatas. Akibatsedikitnya bahan baku ini, rnaka dapat dipastikanbahwa harga biodiesel dari minyak jarak (CJCO)

akan lebih mahal dari harga minyak solar subsidi,sehingga rnasyarakat akan lebih memilih untukmenggunakan minyak solar.

Permasalahan ekonomis merupakan masalahpokok yang rnenjadi kendala dalam pengembanganbiodiesel dari sawit dan jarak pagar. Oleh karena itudiperlukan bahan baku lain yang lebih rnurah danbelurn dimanfaatkan seeara maksirnal hingga saatini. Minyak goreng bekas (recycled frying oil)merupakan salah satu bahan baku yang dapatdimanfaatkan untuk biodiesel karena merniliki sifat

sifat yang mirip dengan solar. Saat ini biodiesel dariminyak jelantah telah diproduksi di Eropa, Arnerika,dan Jepang. Biodiesel dari minyak jelantah diAustria dikenal dengan nama AME (Altfett MethylEster), di Jerman selain dikenal dengan AME jugadikenal dengan nama frittendiesel atau ecodiesel,sedangkan di Jepang dikenal dengan nama e-oil.Perkernbangan biodiesel dari minyak jelantah

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2007

192 ISSN 0216 - 3128 Mach. Setyadji,dkk.

semakin pesat dengan dilarangnya pemakaianminyak jelantah untuk campuran pakan temak,karena sifatnya yang karsinogenik!5).

Pemanfaatan minyak jelantah di Indonesiamasih belum maksimal. Sampai saat ini sebagianminyak jelantah dari pemsahaan besar dijual kepedagang kaki lima yang kemudian digunakanuntuk menggoreng makanan dagangannya dansebagian lain hilang begitu saja ke saluranpembuangan. Apabila ditinjau dari komposisikimianya, minyak jelantah mengandung senyawa-

senyawa yang bersifat karsinogenik yang terjadiselama proses penggorengan. Maka penggunaanminyak goreng bekas yang berkelanjutan dapatmemsak kesehatan manusia dan akibat selanjutnyadapat mengurangi kecerdasan generasi berikutnya.Indonesia memiliki 79 pabrik minyak goreng (4),

yang setiap tahunnya mengalami peningkatanjumlah produksinya. Peningkatan jumlah produksiini juga diimbangi dengan peningkatankonsumsinya, yang pada tahun 2005 mencapai 6,4juta ton (83,13%) terdiri dari minyak goreng bahanbaku CPO.

Tabel 2 Perkembangan produksi minyak goreng kelapa sawit dan kelapa (juta ton) Sumber:(www.Wartaekonomi.com/indicator)

lenis/tahun1999200020012002200320042005

Minyak goreng kelapa

2,492,813,143,513,964,535,06sawit

Minyak goreng kelapa

0,730,770,810,850,880,930,93

Oari data di atas dapat kita ketahui bahwaproduksi maupun konsumsi minyak goreng temsmengalami peningkatan, yang berarti juga semakinbanyak limbah minyak goreng (jelantah) yangterbuang apabila tidak dimanfaatkan secaraoptimal. Apabila kita mampu mengumpulkanminyak goreng bekas (recyeled frying oil), adabeberapa keuntungan yang dapat diperoleh:

1. Mencegah terjadinya polusi Iingkungan (airdan tanah) dengan tidak adanya pembuanganminyak goreng bekas ke sembarang tempat.

2. Akan diperoleh FAME (Fatty Acid MethylEster) atau lebih tepat disebut RFOME(Recyeled Frying Oil Methyl Ester) yangmurah sehingga dapat diperoleh bahan bakarnabati yang murah dan ramah Iingkungan.

3. Mengurangi bahan karsinogenik yang beredardi masyarakat. Seperti diketahui bahwapenggunaan minyak goreng yang bemlangulang (ditandai dengan wama cokelat tua,hitam dan mengandung sekitar 400 senyawakimia) akan mengoksidasi asam lemak tidakjenuh membentuk gugus peroksida danmonomersiklik. Senyawa ini berpotensimemicu penyakit kanker, pembesaran hati,ginjal dan gangguan jantung.

8erdasarkan perhitungan yang dilakukanoleh Hambali, A.S., pemilik CV. Kebanggan Anda(2006), untuk menghasilkan satu liter biodiesel

minyak jelantah dibutuhkan biaya produksi sekitarRpA.OOO,- (asumsi harga minyak jelantahRp.2500/liter). Harga ini berada di bawah hargasolar subsidi yang mencapai 4.300/ liter.

8iodiesel yang diperoleh dari hasiltransesterifikasi dengan methanol dapat digunakandalam keadaan mumi atau dicampur (blending)dengan solar. Penggunaan biodiesel mumi 100%biasa dikenal dengan nama 8100. Namun hamsdiperhatikan bahwa biodiesel merupakan esteryang dapat melunakkan polimer karet, sehinggabahan tersebut harus diganti dengan bahan yangtahan terhadap ester. Sebagai altematif di]akukanpencampuran antara solar dan biodiesel denganperbandingan antara 95% solar dan 5% biodiesel(85) hingga 80% solar dan 20% biodiesel (820).Campuran ini dapat digunakan secara langsungtanpa memerlukan penggantian komponen yangterbuat dari bahan karet.

Hampir semua komponen bahan kimia yangada dalam biodiesel lebih rendah dibandingkandengan petrodiesel (so]ar). 8iodiesel tidakmengandung senyawa S02 (0 ppm). Walaupun adanilainya relatif kecil (kurang dari 15 ppm). Selainitu emisi karbon monoksida (CO) yang dihasilkancukup rendah.



Mach. Setyadji, dkk. ISSN 0216 - 3128 193

Tabel3. Perbandingan emisi biodiesel dan solar (Sumber: CRE-ITB, Nov.2001)

Bahan kimiaBiodieselSolarPerbedaan (%)

S02 (ppm)

078-100

CO (ppm)

1040-75

NO (ppm)

3764-42

N02 (ppm)

II0O2 (%-b)

66,6-9

Total partikulat (mgINm3)

0,255,6-9,6

Benzen (mgINm3)

0,35,01-99,9

Toluen (mgINm3)

0,572,31-99,9

Xylene (mgINm3)

0,731,57-99,9

Etilbenzen (mgINm3)

0,30,73-59

Emisi gas buang kendaraan bermotor telahmenjadi sumber utama pencemaran udara terutamadi daerah perkotaan, apalagi dengan bertambahnyaunit kendaraan bermotor serta buruknya mutubahan bakar. Emisi kendaraan bermotormengandung berbagai senyawa kimia. Komposisidari kandungan kimianya tergantung dari caramengemudi, jenis mesin, alat pengendali emisibahan bakar, suhu operasi dan faktor lain yangsemuanya membuat pola emisi menjadi rumit. Jenisbahan pencemar yang dikeluarkan oleh mesindengan bahan bakar bensin maupun solarsebenarnya sarna saja, hanya berbeda proporsinyakarena perbedaan cara operasi mesin. Secara visualselalu terlihat asap dari knalpot kendaraanbermotor dengan bahan bakar solar yang umumnyatidak terlihat pada kendaraan bermotor denganbahan bakar bensin. (5)

Walaupun gas buang kendaraan bermotorterutama terdiri dari senyawa yang tidak berbahayaseperti nitrogen, karbon dioksida dan uap air, tetapidi dalamnya terkandung juga senyawa lain denganjumlah yang cukup besar yang dapatmembahayakan kesehatan maupun lingkungan.Bahan pencemar yang terutama terdapat didalamgas buang kendaraan bermotor adalah karbonmonoksida (CO), berbagai senyawa hidrokarbon,berbagai oksida nitrogen (NOx) dan sulfur (SOx).Bahan bakar tertentu seperti hidrokarbondilepaskan ke udara karena adanya penguapan daTisistem bahan bakar. Lalu lintas kendaraan

bermotor, juga dapat meningkatkan kadarpartikulat debu yang berasal daTi permukaan jalan,komponen ban dan rem. Setelah berada di udara,beberapa senyawa yang terkandung dalam gasbuang kendaraan bermotor dapat berubah karenaterjadinya suatu reaksi, misalnya dengan sinar

matahari dan uap air, atau juga antara senyawasenyawa tersebut satu sarna lain.

Senyawa-senyawa di dalam gas buangterbentuk selama energi diproduksi untukmejalankan kendaraan bermotor. Beberapasenyawa yang dinyatakan dapat membahayakankesehatan adalah berbagai oksida sulfur, oksidanitrogen, dan oksida karbon, hidrokarbon, danpartikulat. Pembentukan gas buang tersebut terjadiselama pembakaran bahan bakar solar didalammesin. Dibandingkan dengan sumber stasionerseperti industri dan pusat tenaga listrik, jenis prosespembakaran yang terjadi pada mesin kendaraanbermotor tidak sesempuma di dalam industri danmenghasilkan bahan pencemar pada kadar yanglebih tinggi, terutama berbagai senyawa organikdan oksida nitrogen, sulfur dan karbon. Selain itugas buang kendaraan bermotor juga langsungmasuk ke dalam lingkungan jalan raya yang seringdekat dengan masyarakat, dibandingkan dengangas buang daTicerobong industri yang tinggi.

TAT A KERJA

Bahan dan Alat

1. Bahan

Solar diperoleh dari SPBU di Jalan Godean,Sleman, Yogyakarta. Biodiesel minyak jelantahdiperoleh daTi Pabrik Biodiesel CV. KebanggaanAnda di Kutoarjo.

Adapun spesifikasi bahan tersebut adalahsebagai berikut:

Prosiding PPI • PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan· BAT AN


194 ISSN 0216 - 3128 Moch.Setyadji,dkk.

Tabel 4. Spesifikasi solar

(Sumber: Biodiesel from CPO and aplication asblending components, 2004)

NoKarakteristikHasil

Metodepemeriksaan

1.Specific liravity 0,83

ASTM

at 60/60 FD 1298

2.

Flash point72

ASTM

P.M.c.c.,oCD93

3.

Viscosity3,78

ASTM

kinematic atD445

40°C cSt.4.

Water content,Trace

ASTM

% vol.D95

5.Pour poit,oC 3

ASTM

D976.

Ash content, %Nil

ASTM

vol.D482

7.

Conradson°

ASTM

CarbonD 189

Residue %wt.

Tabel 5. Spesifikasi biodiesel jelantah(Sumber: hasil pemeriksaan di LaboratoriumMinyak 8umi UGM, 2006)

NoKarakteristik Hasil

Metodepemeriksaan

1.

Specific gravity0,879

ASTM

at 60/60 ofD 1298

2.

Flash point150,286

ASTM

P.M.c.c.,oCD 93

3.

Viscosity5,121

ASTM

kinematic atD445

40°C,cSt.4.

Water content,0,083

ASTM

% vol.D 95

5.

Pour poit,OC9,829

ASTM

D976.

Ash content, %0,008

ASTM

vol.D482

7.

Conradson

0,121ASTM

CarbonD 189

Residue %wt.

Tabel 6. Karakteristik hasil campuran (blending)

No.Karakteristik Hasil perhitungan

85810815820

1.Specific gravity at 60/60 of 0,83250,83490,83740,8399

2.Flash point P.M.c.c.,oC 75,914379,828683,742987,6571

3.Viscosity kinematic at 40oC,cSt. 3.8471391413,98124,0482

4.Water content % vol. ° 0041° 00830.0124° 0166

5.Pour poit,OC 3,34143,68294,02434,3657

6.Ash content, % vol. 0,00040,00080,00120,0016

7.Conradson Carbon Residue.%wt. 0,0060,01210.01810,0241

2. Alat

1. Gas analyzer

Untuk mengukur kandungan gas buang: CO,CO2, HC, dan O2,

Gambar 3.3 Gas analyzer

2. Alat uji opasitasA1at uji opasitas yang digunakan dalam

pengujian ini bermerk Sagem milik JurusanOtomotif, Faku1tas Teknik, Universitas NegeriYogyakarta.

Gambar 3.4 Alat uji opasitas



Moch. Setyadji, dkk. ISSN 0216-3128 195

8. Metode penelitian

Metode yang dilakukan dalam pengujian iniadalah metode variabel speed dan variabel load,yaitu dengan melakukan pengamatan perubahankecepatan putaran (variabel speed) poros outputmesin pada tachometer, akibat dari massapembebanan (variabelload) yang berubah. Adapunlangkah-Iangkah pengujian yang dilakukan adalahsebagai berikut:

a. Sebelum start, tangki bahan bakar diisidengan 4 liter solar atau campuran solar danbiodiese\.

b. Kunci kontak ke diputar kekiri selama 20sampai 30 detik (pemanasan).

c. Kunci kontak diputar ke kanan sampaimaksima\.

d. Mengatur throtle, sehingga putaran mesinpada kondisi idle yaitu 600 rpm selama 2-3menit, agar pelumas mesin terdistribusimerata.

e. Pembukaan throtle ditambah (putar ke kiri)hingga putaran mencapai 2000 rpm.

f. Kontrol dinamometer diputar ke kiri denganbeban awal dikondisikan 5 kg, selanjutnyasecara bersamaan water pass diposisikansenter serta putaran mesin tetap pada 2000rpm.

g. Kondisi di atas dibiarkan berlangsung hinggasuhu air keluar mencapai 60°C.

h. Setiap percobaan, kondisi suhu air keluarberada 70- 75°C, dengan cara mengatur stopkran flow meter (kecepatan air pendinginyang masuk).

HASIL DAN PEMBAHASAN

i. Kurangi beban dengan memutar kontroldinamometer ke kanan secara perlahansampai putaran mesin mencapai 3000 rpm,serta water pas diposisikan center untukpembacaan angka pembebanan secara tepat.

j. Selanjutnya, beban dinamometer tetap,sedangkan untuk menurunkan putaranmenggunakan throtle hingga mencapai 1650rpm, dan water pass di usahakan selalu padaposisi senter.

k. Melakukan pencatatan terhadap semuavariabel yang diperlukan, yang meliputi:

I. Waktu konsumsi bahan bakar.

2. Suhu air pendingin (masuk dan keluar).

3. Suhu gas buang.

4. Tekanan (udara ruang, gas buang,minyak pe\umas)

5. Kelembaban udara.

6. Pembebanan (massa).

7. Laju aliran air pendingin.8. Tekanan udara atrnosfir.

9. Suhu ruangan.

10. Perbedaan tekanan udara yang melaluinozzle.

\. Pada setiap percobaan, alat uji emisi akanselalu mendeteksi kandungan emisi gas buangdan akan terlihat pada monitor jumlahkandungannya.

m. Pada setiap penggantian bahan bakar, se\aludilakukan dengan cara yang sarna (point asampai I), yang dimulai dengan bahan bakarsolar 100%, yang dilanjutkan dengan bahanbakar campuran biodiesel 5% hingga 20

1. Hubungan Emisi CO (karbon monoksida) dan Putaran

Tabel.7 Hubungan emisi CO pada solar dan campuran biodiesel

EMISI CO (%)PUTARAN RPM

SOLAR85810815820

1650

5,4750,0170,0060,0170,010

1950

5,0510,0480,0100,0220,013

2300

5,0460,0550,0200,0360,028

2650

2,4900,0590,0260,0380,036

3000

3,5000,0630,0270,0410,045



196 ISSN 0216 - 3128 Mach. Setyadji, dkk.

HUBUNGAN CO DAN PUTARAN

• SOLAR• 85

" 810

, 815

, 820

-Poly. (SOLAR)

-Poly. (85)Poly.(810)

-Poly. (815)

-Poly. (820)

HUBUNGAN CO DAN PUTARAN6

~4o(,)3en

;2w

o

1600 1950 2300 2650 3000

0,07

0,06

0,05

~ 0,04

g 0,03

0,02

0,01

o

1600 1950 2300 2650 3000

• 85

810

815

< 820

-Poly. (85)Poly.(810)

-Poly. (815)

-Poly, (820)

PUTARAN (RPM)

2. Hubungan Emisi CO2 (Karbon dioksida) danPutaran

Reaksi pembakaran bahan bakar yangsempuma akan menghasilkan CO2 dan H20 yangtinggi. Karena dengan semakin tingginya hargaCO2, maka semakin banyak energi yang terbentukdalam pembakaran ini. Sebaliknya apabila hargaCO2 semakin rendah, maka semakin sedikit energiyang terbentuk pada reaksi pembakaran.Rendahnya nilai CO2 dapat disebabkan karenasebagian unsur bahan bakar berubah menjadi emisikarbon monoksida (CO) maupun hidrokarbon(HC).

campuranputaran

Kenaikan CO dapat disebabkan karena padasuhu yang tinggi terjadi reaksi antara karbondioksida (C02) dengan karbon (C) yangmenghasilkan gas CO. Pada suhu yang tinggi CO2

dapat terurai kembali menjadi CO dan oksigen.Reaksi pembentukan CO lebih cepat daripadapembentukan CO2, sehingga pada hasil akhirpembakaran masih mungkin terdapat gas CO.Semakin tinggi suhu hasil pembakaran, makajumlah gas CO2 yang terdisosiasi menjadi CO dano semakin banyak. Oleh karena itu naiknya COdengan bertambahnya putaran untuk bahan bakarcampuran biodisel dapat disebabkan karena suhuyang tinggi. Karena suhu yang tinggi merupakanpemicu terbentuknya CO.

PUTARAN (RPM)

Gambar 3. Grafik hubungan emisi CO danputaran

Karbon monoksida (CO) terbentuk karenakurangnya oksigen di dalam reaksi dengan bahanbakar pada saat proses pembakaran. Hal tersebutmenunjukkan bahwa tingginya persentase COdisebabkan bahan bakar tidak dapat terbakar secarasempuma akibat kurangnya oksigen. Pada Tabel 7atau Gambar 3 di atas dapat di ketahui bahwa emisiCO bahan bakar solar beradajauh di atas emisi COcampuran biodiesel yaitu mencapai 5,475 %. EmisiCO pada bahan bakar solar cenderung menurundengan bertambahnya putaran mesin. Perbedaanyang jauh antara emisi CO pada solar dancampuran biodiesel disebabkan karena pada bahanbakar solar terjadi campuran kaya sedangkan padabahan bakar campuran biodiesel terjadi campurankurus. Campuran kaya pada bahan bakar solartersebut dapat kita lihat pada tabel 4.5, bahwa

excess air (A,) kurang dari I, sedangkan pada

campuran biodiesel excess air ( A, ) lebih besar dariI. Untuk menurunkan emisi CO, maka campuranhendaknya dibuat kurus atau lamda lebih besardari 1.

Pada Gambar 4 di bawah terlihat bahwa

semua jenis campuran biodiesel mengalamikenaikan dengan bertambahnya putaran mesin.Bahan bakar B5 berada pada posisi teratasdibandingkan dengan campuran biodiesel yang lainmulai dari putaran 1650 hingga 3000 rpm. Bahanbakar B 15 dan B I0 mempunyai kecenderunganyang sarna apabila dilihat dari bentuk garis (line)pada grafik. Namun B 10 berada pada posisiterendah, yang artinya kandungan emisi CO bahanbakar ini adalah paling sedikit dibandingkan bahanbakar yang lain. Sedangkan pada B20 cenderungnaik dengan persentase kenaikan yang lebih tinggidaripada B 15 dan B 10. Hal ini terlihat denganterbentuknya garis lurus yang naik seiringbertambahnya putaran.

Gambar 4. Grafik hubungan emisi CObiodiesel dan



Mach. Setyadji, dkk. ISSN 0216 - 3128

ITabel 8. Hubungan emisi CO2 pad a solar dan campuran biodisel

197

PUTARAN

EMISI C02 (%)

RPM

SOLAR85810815820

1650

2011,5411,3211,4511,34

1950

2013,3111,9712,1311,95

2300

2013,5512,3712,4112,47

2650

18,8613,3512,3312,5312,4

3000

1512,311,1811,4111,36

Gambar 5. Grafik hubungan emisi CO2 danputaran

Dari Tabel 8 atau Gambar 5 di atas terlihat

bahwa bahan bakar solar berada pada posisi teratas,artinya energi yang terbentuk lebih besar jikadibandingkan dengan campuran biodiesel. Padabahan bakar solar cenderung mengalami penurunandengan bertambahnya putaran. Hal ini disebabkankarena kualitas pembakaran yang menurun.

HUBUNGAN C02 DAN PUT NWI22

20

- 18~~ 16u

14

12

10

1600 1950 2300 2650

PUTARAN (RPM)

3000

• SOlPR

• 65

• 610

, 615

• 620

-Poly. (SOlJlR)

-Poly (65)

..~. Poly (610)

.....•..Poly.(615)

- Poly.(620)

Sedangkan pada bahan bakar campuran biodieselmemiliki kecenderungan naik pada putaran 2300rpm, namun kemudian turun pada putaran 3000rpm. Penurunan ini disebabkan karena udara yangmasuk ke dalam ruang bakar tidak dapat bereaksisecara sempuma dengan bahan bakar atau dapatjuga disebabkan karena CO2 terdisosiasi menjadiCO dan oksigen akibat suhu yang tinggi.Persentase CO2 pada bahan bakar 85 lebih tinggidaripada campuran biodiesel lainnya. Sedangkanbahan bakar 810, 815 dan 820 memiliki karakteryang hampir sarna. Hal ini terlihat pada grafikbahwa garis dari masing-masing jenis bahan bakaryang saling berhimpitan. Dari analisa tersebut,maka dapat dikatakan bahwa CO2 pada bahanbakar campuran biodiesel tidak terjadi perbedaanyang signifikan, tetapi terjadi perbedaan yangcukup besar jika dibandingkan dengan solar.

3. Hubungan Emisi HC (Hidrokarbon) dan Putaran

Tabel 9. Hubungan emisi HC pada solar dan campuran biodiesel

EMISI HC (PPM)PUTARAN RPM

SOLAR85810815820

1650

4166192338

1950

4086552288

2300

3896522170

2650

3516561750

3000

365356217I


Yogyakarta, 10 Jul! 2007

198!!!!!!!!!!

ISSN 0216- 3128 Mach. Setyadji, dkk.

Gambar 6. Grafik hubungan emisi HC danputaran

Hidrokarbon (He) dapat terbentuk karenaadanya molekul hidrogen dan karbon dalam bahanbakar yang tidak terbakar sempuma (unburned)selama pembakaran berlangsung. Pada kondisiudara berlebih (A> 1), emisi HC sangat sedikitterproduksi, tetapi menjadi sangat signifikan padakondisi kekurangan udara (A <1). Emisi HCdengan berat molekul yang kecil juga terproduksidi sekitar api karena adanya proses dekomposisitermal (thermo-pyrolysis). Akan tetapi karenaradikal H yang terkandung dalam hidrokarbonberubah menjadi H20, atom C yang terkandungdalam hidrokarbon berubah menjadi CO danselanjutnya teroksidasi dengan CO2, maka produksiHC dan je\aga sangat sedikit. Berlawanan denganhal ini, pada kondisi kekurangan udara, HC tidakbanyak berubah menjadi CO dan H20, sehinggaHC dikeluarkan dalam bentuk awalnya atau dalambentuk serbukan karbon.

Pada Gambar 4.9 di atas dapat kita ketahuibahwa terjadi perbedaan yang sangat jauh antaraemisi HC pada bahan bakar solar dan campuranbiodiesel. Emisi HC bahan bakar solar berada diatas emisi campuran biodiesel hingga 99,9%. Halini terjadi karena pada pembakaran dengan bahanbakar solar, terjadi campuran kaya atau kekuranganoksigen. Sesuai dengan hasil pengujian, bahwa Ayang merupakan faktor kelebihan udara pada bahanbakar solar kurang dari 1. Sehingga menyebabkanbahan bakar tidak terbakar secara sempuma.

4. Hubungan Opasitas dan Putaran

Tabell0. Hubungan opasitas dan putaran pada solar dan campuran biodiesel

Berbeda halnya dengan bahan bakar campuranbiodiesel, yang pada Tabel 9 dan Gambar 6 terlihatberada jauh di bawah emisi solar. Hal inidisebabkan karena pada bahan bakar campuranbiodiesel ini terjadi excess air (A) yang lebihdari 1, sehingga hidrokarbon yang terbentuk lebihsedikit daripada solar.

Gambar 7. Grafik hubungan emisi HCcampuran biodiesel danputaran

Pada Gambar 7 di atas menunjukkan bahwaterjadi perbedaan kecenderungan pembentukanemisi HC pada masing-masing persentasecampuran. Pada bahan bakar B5 mulai dari putaran1650 hingga 3000 rpm berada di atas emisi HCcampuran yang lain, serta memiliki kecenderunganmeningkat dengan bertambahnya putaran. Padaposisi dibawahnya adalah B 10 yang memilikikecenderungan turun dengan bertambahnyaputaran mesin. Sedangkan pada bahan bakar B 15tidak terlihat terjadi perbedaan yang signifikandengan bertambahnya putaran mesin. Penurunanterbesar di antara campuran biodiesel terjadi padaB20, yang semakin turun dengan bertambahnyaputaran mesin. Se\ain yang disebutkan di atas,emisi HC juga dapat terbentuk karena temperaturyang rendah pada daerah dinding silinder, sehinggapada temperatur tersebut tidak mampu me\akukanproses pembakaran.

HUBUNGAN HC DAN PUTARAN

• 85

810

A 815

x 820

-Poly. (85)

.~.Poly. (810)

-Poly. (815)

-Poly. (820)

30002300 2650

PUTARAN (RPM)

1950

o

1600

10

70

60

~50...2:.40o=30(J)

;;0;20

HUBUNGAN EMISI HC DAN PUT ARAN

• SOLAR

• 85

, 810

y 815

x 820

-Poly. (SOLAR)

-Poly. (85)

. Poly.(810)

. Poly.(815)

1950 2300 2650 3000 I-POly. (820)

PUTARAN (RPM)

4500

4000

- 3500

~ 3000...;;-2500= 2000

; 1500w 1000

500

o

1600

PUTARAN OPASITAS(%)

(RPM)

SOLARB5BI0B15B20

165026,59023,46020,24021,29013,890

1950

31,82026,59026,59023,43018,120

2300

27,62028,67023,43022,37016,010

2650

24,48022,37020,24020,24013,890

3000

22,37023,43017,05017,05013,890


Yogyakarta, 10 Juri 2007

Mach. Setyadji,dkk. ISSN 0216 - 3128 199-35

30

en 25«!::en« 20D-o

15

10

1600

HUBUNGAN OPASITAS DAN PUTARAN

• SOLAR

• 85

• 810

> 815

x 820

-Poly. (SOLAR)

-Poly. (85)

Poly.(810)

···Poly. (815)

-Poly. (820)

penurunan untuk semua jenis bahan bakarpada putaran 3000 rpm.

3. Emisi hidrokarbon (He) bahan bakar solarberada jauh di atas campuran biodiesel,hingga mencapai 99, 9%.

4. Opasitas dari semua jenis bahan bakarmengalami penurunan dengan bertambahnyaputaran mesin. Opasitas rata-rata tertinggiterjadi pada bahan bakar solar.

UCAP AN TERIMAKASIH

Gambar 8. Grafik hubungan opasitas danputaran

Opasitas menunjukkan derajat kegelapandan tembus pandang tidaknya suatu emisi gasbuang. Semakin tinggi opasitasnya, artinyasemakin tinggi persentase tidak tampaknya suatubenda akibat emisi gas buang ini. Partikulat initerutama terdiri dari jelaga, yang proses terjadinyasecara ringkas adalah pada kondisi dimana oksigenkurang HC dalam kondisi temperatur tinggi akanmengalami dekomposisi termal dan kemudianterjadi dehidrogenisasi dan diikuti polimerisasi oJ

sehingga akan terbentuk senyawa antaraintermediates yang banyak mengandung karbondan selanjutnya terjadi pertumbuhan inti partikel.Dari Tabel 10 dan Gambar 8 terlihat bahwa

opasitas dari semua jenis bahan bakar cenderungmenurun dengan bertambahnya putaran mesin.Pada putaran 1650 rpm, bahan bakar solar beradapada posisi teratas sedangkan pada 3000 rpmmengalami penurunan, sehingga berada dibawahB5. Pada bahan bakar B 10 dan B 15 memilikikesamaan kecenderungan karena tidak terjadiperbedaan yang signifikan pada putaran 1650 rpmhingga 3000 rpm. Sedangkan bahan bakar B20berada pada posisi terbawah, artinya memiliki sifatyang lebih ramah terhadap lingkungan. Rendahnyaopasitas dapat disebabkan karena secara teori asamlemak yang terkandung dalam biodiesel lebihmudah untuk teroksidasi atau terbakar secarasempurna.

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian yang dilakukan dapatdiambil kesimpulan bahwa:

1. Emisi karbon monoksida (CO) bahan bakarsolar berada jauh di atas emisi CO campuranbiodieseI. Perbedaan ini mencapai 99,6 % diatas campuran biodieseI.

2. Emisi karbon dioksida (C02) bahan bakarsolar berada pada posisi di atas campuranbiodiesel dan cenderung mengalami

Penulis menyampaikan ucapan terimakasihkepada Sdr. Teguh Laksono yang telah banyakmembantu dengan tekun penelitian hinggapenulisan makalah ini. Semoga makalah inibermanfaat bagi siapa saja yang berkenanmembacanya.

DAFTAR PUS TAKA

I. Anonim, "Uji Bahan Bakar Solar", PortalMobil dan Motor Indonesia, Juli 2006,(http://www.mobilmotor.co.id).

2. Setyadji, M. dkk, "Studi Pembuatan MinyakBiodiesel dari Biji Jarak; Prosiding PPIPDIPTN, P3TM-BA TAN, Yogyakarta, 2003,

3. Koesoemadinata, R.P., "Geologi Minyak danGas Bumi", Edisi Kedua, Penerbit ITB,Bandung, 1980.

4. Prihandana R., Hendroko R., Nuramin M.,"Menghasilkan Biodiesel Murah ", AgromediaPustaka, Jakarta, 2006.

5. Gerhard Knothe, Jon Van Gerpen and JurgenKrahl, "The Biodiesel Hndbook", Library ofCongress Cataloging in Publication Data,United States of America, 2004

6. Bannon, C.D., "Limitation of AmbientTemperature Methods for Methyl alcoholysis ofTriacglglyceross in the Analysis of Fathy AcidMethyl Esters with High Accuracy andRealibility" Journal of American Oil Chemist,Vol 65 No.2. 1988.

7. Hayafuji, S., 1999, Method and Apparatus forProducing Disel Fuel Oil from Waste EdibleOil, Lonford Development Limited, Kyoto.

8. Sidik Budoyo, "Teknologi ProsesPencampuran Biodiesel dan Minyak Solar diIndonesia", 2006, www.geocities.com

9. Tri Mulyantara, Koes Sulistiadji, Biodiesel.Bahan Bakar Campuran Ramah Lingkungan,Tangerang, 2006, www.pustaka-deptan.go.id

10. Wisnu Arya Wardana, Dampak PencemaranLingkungan, Andi, Yogyakarta. 2001,

Anonim, "Biodiesel, Bahan Bakar RamahLingkungan ",2005, www.balipost.com.

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - SATAN


200 ISSN 0216 - 3128 Mach. Setyadji, dkk.

TANYAJAWAB

Mulyono D.

• Penambahan biodiesel jlantah terhadap solardi presentasikan bahwa menambahkan kepositifan pada berbagai hal (penambahan CO,CO2, emisi mampu opsitas). Apakah ada sisinegatifnya mohon jelaskan ?

Moch Setyadji

~ Sisi negatif ada yaitu berkaitan daya yangdihasilkan kurang dari 10% karena kaloribiodiesel (minyak nabati) dibandingkansolar lebih rendah sekitar 10%. Disampingitu pengaruh penggunaan biodiesel terhadapseal-seal pada mesin diesel dan produksimempercepat kerusakan untuk jangka waktulama. Namun demikian prediksi prediksikerusakan seal sampai saat ini belumterbukti.

Maradu S.

Semakin tinggi putaran maka emisi dan opasitassemakin rendah untuk pencampuran minyakminyak nabati yang semakin besar.• Bagaimana hubungan % campuran dengan

daya yang dibangkitkan ?• Semakin besar % campuran maka nilai bakar

bahan bakar semakin kecil, berapa %maksimum pencampuran dilihat daTi nilaiemisi, opsitas dan daya yang dibangkitkan ?

Moch Setyadji

~ Semakin banyak prosentase biodiesel yangditambahkan ke dalam minyak solar makadaya yang dibangkitkan mengalamipenurunan tetapi penurunnya tidak linier.

~ Penambahan biodiesel ke dalam minyaksolar direkomendasikan maksimal 30%yaitu B 30.



pengaruh penambahan biodiesel jelantah pada solar terhadap ...

Documents

Transcript of pengaruh penambahan biodiesel jelantah pada solar terhadap ...