18
berkisar 90. Struktur dan komposisi kimianya menyebabkan minyak jarak pagar lebih disukai sebagai pengganti CPO pada aplikasi non pangan. Perbandingan
kemampuan produksi minyak jarak pagar dengan minyak nabati lain, dapat di lihat pada Tabel 2.6
Tabel 2.6 Perbandingan Kandungan Minyak Beberapa Tanaman
Nama Tanaman Kandungan minyak per hektar
SetaraUS gallon acre
Inggris Indonesia
Kilogram Liter
Corn Jagung
145 172
18 Oats
Gandum 183
217 23
Cotton Kapas
273 325
35 Hemp
Ganja 305
363 39
Soybean Kedelai
375 446
48 Coffe
Kopi 386
459 49
Linseedflax Rami
402 178
51 Pumpkin Seed
Biji labu 449
534 57
Coriander Ketumbar
450 536
57 Sesame
Wijen 585
696 74
Cocoa Coklat
863 1026
110 Peanuts
Kacang tanah 890
1059 113
Rapeseed Lobak
1000 1190
127 Olives
Zaitun 1019
1212 129
Castor beans Jarak Kepyar
1188 1413
151 Pecans nuts
Kemiri 1505
1791 191
Jatropha Jarak Pagar
1590 1892
202 Avocado
Avokad 2217
2638 281
Coconut Kalapa
2260 2689
278 Palm oil
Kelapa sawit 5000
8950 635
httpwww.libertyvegetableoil.comproducts.html
2.6 Bahan Bakar Diesel
Biodiesel b
ahan bakar tersusun atas ratusan rantai hidrokarbon yang berbeda yaitu pada rentang 12 sampai 18 rantai karbon, didapat pada fraksi distilasi pada suhu
antara 250
o
C - 370
o
C. Hidrokarbon yang terdapat dalam minyak diesel meliputi parafin, naftalena, olefin, dan aromatik mengandung 24 aromatik berupa benzena,
toluena, xilena, dan lain-lain, dimana temperatur penyalaannya akan menjadi lebih tinggi dengan adanya hidrokarbon volatil yang lebih banyak. Tabel berikut
menunjukkan standar sifat-sifat biodiesel yang sesuai dengan standar ASTM
Universitas Sumatera Utara
19
Tabel 2.7 Standar ASTM Untuk Bahan Bakar Biodiesel
Parameter Tes Metode
Analisa ASTM
Nilai Satuan
Gravitasi Spesifik D1298
0,86 - 0,90 gcm
3
15 C
Gross Heating Value D2382
17.65 min Btulb
Cloud Point D2500
Report to customer
F Pour Point
D97 28 max
F Flash Point
D93 100 min
C Viskositas Kinematik 40
C D445
1,9 – 6,0 cst
Air dan endapan D2709
0,05 max vol
Copper strip corrosion D130
No. 3 b max Deg. Of
Corrosion Sulfur
D2622 0,05 max
mass Residu carbon
D4530 0,05 max
mass Cetane number
D613 40 min
Abu sulfat D482
0,02 max mass
NeutralizationAcid number D664
0,80 max mgg
Metanol GC
0,20 max mass
Gliserol bebas GC
0,02 max mass
Gliserol total GC
0,24 max mass
Ester minyak GC
97,50 min mass
Kep.Dirjend Migas No.004PDM1979
Sifat-sifat bahan bakar diesel yang penting antara lain meliputi : 1.
Viskositas kekentalan Viskositas yang tepat suatu bahan bakar diperlukan untuk operasi yang tepat
pula dari suatu mesin. Pelumasan, gesekan di antara bagian-bagian yang bergerak, serta keausan mesin bergantung pada sifat ini. Sifat ini penting
bagi aliran minyak ketika melewati pipa saluran dan penyuntik alat pemercik. Viskositas yang terlalu rendah akan menimbulkan kebocoran pada
pipa injeksi, menyulitkan penyebaran bahan bakar, sehingga minyak tidak akan segera terbakar, menghasilkan asap yang kotor karena kelambatan
aliran dan akan sulit mengalami atomisasi Purwono.S.dkk, 2003. Proses atomisasi yang efektif dari suatu bahan bakar di dalam silinder memerlukan
tingkat viskositas yang lebih rendah untuk menghindari tekanan pompa yang berlebihan.
Universitas Sumatera Utara
20
Viskositas suatu fluida merupakan ukuran ketahanan suatu fluida terhadap deformasi atau perubahan bentuk. Tegangan geser dinyatakan dengan
dy
du μ
τ
2.1 Tegangan geser dinyatakan dengan satuan N m
-2
Pa dan gradien kecepatan
dy du
dalam ms m, karena itu satuan SI untuk viskositas dinamik adalah N s m
-2
atau Pa s Sedangkan viskositas kinematik
menyatakan perbandingan antara viskositas dinamik absolute dengan densitas rapat massa fluida.
ρ μ
2.2
= viskositas kinematik m
2
s satuan yang umum di pakai centi Stokes = viskositas dinamik Pa.s ,satuan yang umum dipakai Poise
ρ
= rapat massa kg m
-3
Viskositas kinematik dapat diukur dengan Viscometer Oswald. Persamaan untuk menentukan viskositas kinematik dengan Viscometer Oswald:
k.t
2.3 dengan,
= viskositas kinematik k = konstanta viscometer Oswald
t = waktu mengalir fluida didalam pipa viskometer detik 2.
Kerapatan Densitas Kerapatandensitas adalah jumlah atau kwantitas suatu zat pada suatu unit
volume Densitas dapat dinyatakan dalam tiga bentuk :
a. Mass density satuan dalam SI adalah kg.m
-3
Massa jenis menunjukkan perbandingan massa persatuan volume, karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan
oleh mesin diesel persatuan volume bahan bakar.
Universitas Sumatera Utara
21
Kerapatan suatu fluida
ρ
dapat dirumuskan dengan :
V m
ρ
2.4 dengan
ρ
= densitas rapat massa satuan kg.m
-3
m = massa zat kg V = volume zat m
3
b. Berat spesifik specific weight = g
2.5 Dalam SI satuannya adalah Nm
3
dimana g = gravitasi bumi m s
-2
c. Spesifik gravity sg merupakan perbandingan antara density dengan berat spesifik suatu zat terhadap density atau berat spesifik suatu
standard zat umumnya terhadap air. Jadi spesifik gravity tidak mempunyai satuan.
3 Titik tuang Pour Point
Titik tuang adalah temperatur yang paling rendah di mana bahan bakar masih dapat mengalir. Titik tuang menunjukkan kemampuan bahan bakar
untuk masih dapat mengalir pada temperatur tertentu. Hal ini sangat penting, khususnya pada daerah dengan temperatur yang rendah, sehingga bahan
bakar tidak akan menggumpal dengan mudah. Titik tuang yang terlalu tinggi akan menghambat penyalaan bahan bakar Hardjono.A , 2000. Titik tuang
digunakan sebagai syarat kualitas kontrol atau sebagai penunjuk penanganan suhu temperature rendah bagi penyimpanan bahan bakar dalam skala besar
pada tangki-tangki dan pipa saluran kilang dan pangkalan minyak. 4
Titik Kabut Cloud Point Titik kabut adalah temperature saat bahan bakar mulai tampak berkeruh
bagaikan kabut berawan = cloudy. Hal ini terjadi karena munculnya Kristal-kristal padatan didalam bahan bakar. Meski bahan bakar masih
dapat mengalir pada suhu ini, keberadaan Kristal dalam bahan bakar dapat mempengaruhi kelancaran aliran bahan bakar di dalam filter, pompa dan
injektor. Titik kabut dipengaruhi oleh bahan baku biodiesel.
Universitas Sumatera Utara
22
5 Titik Nyala Flash Point
Titik nyala adalah temperatur bahan bakar terendah, di mana campurannya dengan udara masih dapat menyala. Jika penyalaan terjadi dengan kontinu,
maka temperaturnya disebut ‘titik api’. Sifat ini menunjukkan adanya materi materi yang volatil dan mudah terbakar. Titik nyala secara tidak langsung
terkait dengan kerja mesin. Namun ini sangat berkaitan dengan keamanan, khususnya pada penanganan dan penyimpanan ASTM, 1958. Titik nyala
yang tinggi akan memudahkan penyimpanan bahan bakar, karena minyak tidak akan mudah terbakar pada temperatur ruang. Namun titik nyala yang
rendah akan berbahaya dalam hal penyimpanannya karena resiko penyalaan, dan ini akan menimbulkan terjadinya denotasi sebelum bahan bakar
memasuki ruang perapian Hardjono.A, 2000. Titik nyala digunakan untuk menaksir keseluruhan materi yang mempunyai resiko mudah terbakar.
6 Bilangan Jodium
Bilangan Jodium menunjukkan tingkat ketidakjenuhan atau banyak ikatan rangkap asam lemak penyusun biodiesel. Kandungan senyawa asam lemak
tak jenuh meningkatkan performansi biodiesel pada temperature rendah karena senyawa ini memiliki titik leleh melting point yang lebih rendah
Knote.G, 1997, sehingga berkorelasi terhadap cloud point dan pour point yang rendah. Namun disisi lain banyak senyawa lemak tak jenuh di dalam
biodiesel memudahkan senyawa tersebut bereaksi dengan oksigen diatmosfer .Biodiesel dengan kandungan bilangan jodium yang tinggi akan
mengakibatkan tendensi polimerisasi dan pembentukan deposit pada injector noozle dan cincin piston pada saat mulai pembakaran Panjaitan. F,
2008. Nilai maksimum harga bilangan jodium yang diperbolehkan untuk biodiesel yaitu 115 g I
2
100g berdasarkan standard biodiesel Indonesia. 7
Conradson Carbon Residue Residu karbon berhubungan dengan jumlah deposit karbon pada ruang
pembakaran. Residu karbon yang tinggi menyebabkan silinder mengalami kerusakan dengan cepat, membuat endapan kokas dan bahan elastis pada
piston dan silinder. Ini akan menyebabkan lekatnya ring piston dan sistem
Universitas Sumatera Utara
23
valve Maleev.L, 1954. Deposit karbon akan menghambat saluran bahan bakar. Ini juga akan menghambat pengoperasian mesin, dan semua bagian
pada pipa injeksi bahan bakar akan rusak dengan cepat. Jadi, semakin rendah residu karbon, efisiensi mesin juga akan semakin baik Azis.I, 2005.
8 Nilai Kalor
Nilai kalor adalah ukuran energi yang tersedia di dalam suatu bahan bakar, dan menentukan tingkat konsumsi bahan bakar tiap satuan waktu. Semakin
tinggi nilai kalor, maka semakin ekonomis bahan bakar tersebut Setyawardhani.A.S, 2003. Namun sampai saat ini belum ada standar
khusus untuk menentukan nilai kalor yang harus dimiliki oleh bahan bakar diesel.
Tabel 2.8 Masalah Kinerja dan Kemungkinan Penyebabnya
Masalah Kinerja Mesin Kemungkinan Penyebab Berhubungan
dengan Bahan Bakar Pembakaran yang buruk,asap
Angka setana yang kurang Kontaminasi air
Titik tuang yang tidak tepat Lebih banyak kontaminasi bahan bakar
Keausan silinder Terlalu cairnya bahan bakar
Kandungan sulfur yang tinggi Kontaminasi silikon
Penyumbatan mulut pipa penyuntik
Kontaminasi logam yang dapat larut Pengotor yang berlebihan
Pembentukan kembali getah pengotor Buruknya Pompa Penyuntik
Tingginya kandungan sulfur dan hetero atom
Pengotor berlebihan Viskositas rendah
Penyumbatan Saringan Kontaminasi air
Pengotor bahan bakar Titik tuang yang tidak tepat
Deposit Mesin yang Berlebihan Terlalu banyak pengotor
Angka setana rendah Kandungan sulfurhetero atom yang lebih
tinggi
Srivasta.A ,1998
Universitas Sumatera Utara
24
9 Kadar Air
Kadar air dalam minyak merupakan salah satu tolak ukur mutu minyak. Makin kecil kadar air dalam minyak maka mutunya makin baik, hal ini
dapat memperkecil kemungkinan terjadinya reaksi hidrolisis yang dapat menyebabkan kenaikan kadar asam lemak bebas. Kandungan air dalam
bahan bakar dapat juga menyebabkan turunnya panas pembakaran, berbusa dan bersifat korosif jika bereaksi dengan sulfur karena membentuk asam.
Tabel 2.9 Sifat-sifat Fisis Minyak Diesel dan pengaruhnya pada Mesin
Sifat Bahan Bakar
Pengaruhnya Pada Mesin Angka setana
Ukuran kualitas penyalaan mesin diesel Angka setana
yang tinggi menunjukkan pendeknya kelambatan penyalaan dan kemungkinan menimbulkan
ketukan Alkana dengan berat molekul yang lebih tinggi mempunyai
angka setana yang tinggi pula Mempengaruhi emisi partikel dan gas
Spesifik Gravitasi
Diperlukan pada pengukuran index setana Pengotor
airendapan Menyebabkan korosi pada peralatan
Menyebabkan masalah pada kinerja mesin Korosi
kepingan tembaga
Ukuran untuk menilai tingkat korosi pada peralatan Mengindikasi adanya komponen sulfur
Zat partikulat Mengindikasi kemungkinan adanya emisi zat-zat partikulat
Mengandung terutama partikel karbon Partikel arang partikel karbon yang terbentuk dari proses
fase gas menyerap dan membawa materi-materi karsinogenik kelingkungan sebagai bahan buangan dan dapat
menyebabkan penyakit pada manusia. Partikel arang yang berlebihan memungkinkan penyumbatan
pada katup knalpot
Abu Dihasilkan dari minyak, komponen logam yang larut air atau
padatan asing, seperti kotoran dan karat Sulfur
Diatur untuk memperkecil kemungkinan terjadinya korosi pada mesin
Menyebabkan masalah lingkungan dari hasil pembakaran produknya
Bersifat korosif dan menyebabkan masalah fisik terhadap bagian-bagian mesin
Srivasta. A
,
1998
Universitas Sumatera Utara
25
10 Bilangan Cetana
Bilangan cetana menunjukkan seberapa cepat bahan bakar diesel yang dapat di injeksikan keruang bahan bakar agar terbakar sempurna secara spontan.
Bilangan cetana di pengaruhi oleh struktur hidrokarbon dari penyusun biodiesel.
11 Warna
Warna dari suatu bahan bakar tidak secara langsung terkait dengan kerja mesin diesel. Namun jika warnanya terlalu terang, terdapat kemungkinan
untuk menambahkannya dengan beberapa warna lain, sehingga standar warna dapat terpenuhi. Penggunaan zat warna yang mengandung material
korosif akan mempengaruhi performance mesin.
2.7 Biodiesel