Saran Biodiesel dengan Biji Canola

75 2. Dibandingkan tanpa menggunakan supercarjer jika dibandingkan dengan solar, penambahan biodiesel canola ke dalam solar pada mesin dengan bahan dan variasi bahan bakar yang sama diperoleh bahwa : a. Daya meningkat 2,6 - 25,3 b. Laju aliran bahan bakar meningkat 0,76 - 7,9 c. AFR meningkat 15,27 - 34,52 d. Efisiensi volumentris meningkat 20,15 - 56,23 e. Efisiensi termal aktual meningkat 8,6 - 63,8 f. Konsumsi bahan bakar spesifik menurun 31,2 - 70,6 3. Kinerja mesin terbaik terdapat pada solar, hal ini disebabkan nilai kalor solar yang paling tinggi yaitu 42789,53 kJkg dan kinerja mesin terburuk terdapat pada biodiesel canola 20 disebabkan oleh nilai kalor biodiesel canola 20 yang paling rendah dari semua variasi bahan bakar yaitu 35730,68 kJkg. 4. Laju aliran udara cenderung tinggi yaitu sebesar 17,98 kgjam, hal ini disebabkan oleh supercarjer yang memperbesar jumlah udara yang masuk ke dalam ruang bakar. 5. Penggunaan supercarjer mengakibatkan konsumsi bahan bakar semakin boros, hal ini disebabkan jumlah bahan bakar yang dibutuhkan lebih banyak seiiring dengan jumlah udara yang dihasilkan lebih besar untuk proses pembakaran.

5.2 Saran

1. Mengembangkan pengujian ini dengan menggunakan biodiesel dari bahan baku berbeda seperti minyak biji anggur grapeseed oil, minyak biji wijen, dan lemak hewan. 2. Mengembangkan pengujian dengan menggunakan variasi campuran bahan bakar yang berbeda. Universitas Sumatera Utara 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Biodiesel

2.1.1 Sejarah Penggunaan Bahan Bakar Biodiesel

Penggunaan biodiesel telah ada sejak tahun 1853, bertahun-tahun sebelum mesin diesel pertama kali ditemukan. Mesin diesel pertama, ditemukan oleh Rudolf Diesel pada 10 Agustus 1893, yang dapat bekerja hanya dengan menggunakan minyak yang berasal dari kacang tanah. Tetapi ada sejumlah hambatan yang dialami mesin diesel konvensional jika memakai bahan bakar minyak nabati secara langsung. Penyebab hal ini adalah bahwa derajat kekentalan viskositas minyak nabati adalah sepuluh sampai dua puluh kali viskositas solar. Sifat fisik ini merupakan penyebab buruknya atomisasi dan mengakibatkan pembakaran tidak sempurna yang telah dites sejak tahun 1920 oleh ilmuan Madhot. Flash point titik nyala dari minyak nabati terlalu tinggi kurang lebih 240°C dan kecenderungan terjadinya polimerisasi karena oksidasi dan pemanasan akan mengakibatkan pembentukan deposit kerak dalam ruang bakar. Oleh karena itu, operasi jangka waktu panjang mesin diesel dengan bahan bakar 100 minyak nabati maupun campurannya dengan bahan bakar fosil akan mengakibatkan kerusakan umur pendek mesin diesel Srivastava Prassad, 2000. Disamping itu, ketertarikan penggunaan minyak nabati sebagai bahan bakar dalam pembakaran internal mesin dilaporkan oleh beberapa negara pada tahun 1920an dan 1930an. Selama bertahun-tahun, proses biodiesel telah banyak dikembangkan pada tahun 1977, ilmuwan Brasil Expedito Parente menemukan industi pertama untuk produksi dari biodiesel. Pabrik biodiesel pertama dibangun pada bulan November 1987 dan pabrik berskala industri pertama dibangun pada Universitas Sumatera Utara 6 tahun 1989. Saat ini, 100 biodiesel tersedia di berbagai stasiun pengisisan bahan bakar umum di Eropa.

2.1.2 Definisi Biodiesel

Biodiesel merupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono--alkil ester dari rantai panjang asam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin diesel dan terbuat dari sumber terbaharui seperti minyak sayur atau lemak hewan. Biodiesel juga merupakan salah satu energy terbarukan jenis Bahan Bakar Nabati BBN yang dapat menggantikan Bahan Bakar Minyak BBM jenis minyak solar tanpa memerlukan modifikasi pada mesin dan menghasilkan emisi yang lebih bersih. Peningkatan penggunaan biodiesel produksi dalam negri sebagai bahan bakar untuk sektor transportasi,industri,dan pembangkit listrik dapat meningkatkan pertumbuhan ekonomi nasional pro-growth, penciptaan lapangan kerja projob, pemerataan pembangunan dengan orientasi pengentasan kemiskinan propoor, dan kepedulian terhadap lingkungan pro-environment. Di Indonesia standar dan mutu jenis biodiesel ditetapkan dan diatur dalam keputusan Direktur Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi Nomor : 723K10DJE2013, yang mengacu pada SNI 7182:2012 Biodiesel Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan,2013 Dibandingkan dengan solar, adapun kelebihan biodiesel diantaranya yaitu : 1. Bahan bakar yang ramah lingkungan karena menghasilkan emisi yang jauh lebih baik bebas sulfur, smoke number rendah 2. Cetane number lebih tinggi sehingga efisiensi pembakaran lebih baik dibandingkan minyak solar. 3. Memiliki sifat Biodegrable dapat terurai 4. Merupakan Renewable Energy karena terbuat dari bahan alam yang dapat diperbaharui. Universitas Sumatera Utara 7 5. Memiliki sifat pelumasan yang lebih baik dibanding solar sehingga mesin lebih awet dan tahan lama. 6. Biodiesel mengandung sulfur yang rendah dibanding solar sehingga tidak terlalu banyak mengeluarkan zat toksik. 7. Motor diesel tidak membutuhkan modifikasi khusus untuk menggunakan biodiesel. Biodiesel yang dihasilkan harus memiliki standar dan mutu yang ditetapkan oleh Direktorat Jenderal Energi Terbarukan seperti yang ditunjukkan tabel 2.1 dibawah ini : Tabel 2.1 Standar Biodiesel Direktorat Jenderal Energi Terbarukan, 2013 Universitas Sumatera Utara 8

2.1.3 Pembuatan Biodiesel

Hampir seluruh minyak nabati dapat diolah menjadi biodiesel. Minyak nabati yang dapat diolah menjadi biodiesel dapat dihasilkan oleh berbagai macam jenis tumbuhan seperti kanola, inti sawit, kemiri sunan, bunga matahari, biji anggur, jagung dan ratusan tanaman penghasil minyak lainnya. Namun bahan utama pembuatan biodiesel yang sering digunakan adalah minyak jarak pagar karena minyak ini bukan merupakan minyak untuk pangan karena minyak jarak ini memiliki sifat sangat beracun. Biodiesel merupakan cairan kekuningan pada bagian atas dipisahkan dengan mudah dengan menuang dan menyingkirkan bagian bawah dari cairan. Untuk skala besar produk bagian bawah dapat dimurnikan untuk memperoleh gliserin yang berharga mahal, juga sabun dan sisa metanol yang tidak bereaksi. Proses pembuatan biodiesel dapat dilakukan dengan reaksi kimia yang menggunakan dua cara yaitu : 1.Transesterifikasi Saat ini sebagian besar biodiesel muncul dari sumber daya yang dapat dimakan, seperti lemak hewan, minyak sayur, dan bahkan limbah minyak goreng dengan katalis kondisi biasa. Namun konsumsi tinggi katalis membuat biodiesel saat ini lebih mahal daripada bahan bakar yang diturunkan dari minyak bumi. Transesterifikasi adalah pertukaran alcohol dengan suatu ester untuk membentuk ester yang baru. Tahapan proses transesterifikasi pembuatan biodiesel selalu menginginkan agar produk biodiesel dengan jumlah yang maksimum. Berikut hal-hal yang mempengaruhi proses transesterifikasi yaitu : a. Pengaruh air dan asam lemak bebas Minyak nabati yang akan ditransesterifikasi harus memiliki angka asam yang lebih kecil dari 1. Banyak peneliti yang menyarankan agar kandungan asam lemak bebas lebih kecil dari 0,5 0,5. Selain itu, semua bahan yang akan digunakan harus bebas dari air. Karena air akan bereaksi dengan katalis, Universitas Sumatera Utara 9 sehingga jumlah katalis menjadi berkurang. Katalis harus terhindar dari kontak dengan udara agar tidak mengalami reaksi dengan uapair dan karbon dioksida. b. Pengaruh perbandingan molar alkohol dengan bahan mentah Secara stoikiometri, jumlah alkohol yang dibutuhkan untuk reaksi adalah 3 mol untuk setiap 1 mol trigliserida untuk memperoleh 3 mol alkil ester dan 1 mol gliserol. Perbandingan alkohol dengan minyak nabati 4,8:1 dapat menghasilkan konversi 98 Bradshaw and Meuly,1944. Secara umum ditunjukkan bahwa semakin banyak jumlah alkohol yang digunakan, maka konversi yang diperoleh juga akan semakin bertambah. Pada rasio molar 6:1, setelah 1 jam konversi yang dihasilkan adalah 98-99, sedangkan pada 3:1 adalah 74-89. Nilai perbandingan yang terbaik adalah 6:1 karena dapat memberikan konversi yang maksimum. c.Pengaruh jenis alcohol Pada rasio 6:1, methanol akan memberikan perolehan ester yang tertinggi dibandingkan dengan menggunakan etanol atau butanol. d. Pengaruh jenis katalis Alkali katalis katalis basa akan mempercepat reaksi transesterifikasi bila dibandingkan dengan katalis asam. Katalis basa yang paling populer untuk reaksi transesterifikasi adalah natrium hidroksida NaOH, kalium hidroksida KOH, natrium metoksida NaOCH3, dan kalium metoksida KOCH3. Katalis sejati bagi reaksi sebenarnya adalah ion metilat metoksida. Reaksi transesterifikasi akan menghasilkan konversi yang maksimum dengan jumlah katalis 0,5-1,5 berat minyak nabati. e. Metanolisis Crude dan Refined Minyak Nabati Perolehan metil ester akan lebih tinggi jika menggunakan minyak nabati refined. Namun apabila produk metil ester akan digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel, cukup digunakan bahan baku berupa minyak yang telah dihilangkan getahnya dan disaring. 2.Esterifikasi Universitas Sumatera Utara 10 Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas FFA menjadi ester. Esterifikasi mereaksikan asam lemak dengan alcohol. Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan, jadi memerlukan katalis untuk mempercepat tercapainya keadaan setimbang. Katalis yang cocok adalah yang berkarakter asam kuat, dan karena ini asam sulfat, asam sulfonat organic atau resin penukar kation asam kuat merupakan katalis terpilih dalam praktek industrial.

2.2 Biodiesel dengan Biji Canola

Kanola canola adalah sebutan bagi sekelompok kultivar rapa Brassica napus Kelompok Oleifera yang dipatenkan. Kanola umumnya diolah untuk menghasilkan minyak rapa berkadar asam erukat rendah dan pakan berkadar glukosinolat rendah. Minyak kanola juga dikenal dengan nama minyak LEAR singkatan dari Low Erucic Acid Rapeseed. Dalam literatur tentang rapa, minyak dengan kadar rendah untuk asam erukat dan glukosinolat juga dikenal sebagai 00-quality dibaca sebagai double-low atau double-O-quality. Kanola pada awalnya dikembangkan di Kanada oleh Keith Downey dan Baldur Stefansson pada tahun 1970-an. Nama aslinya, canola, berasal dari akronim Canadian oil, low acid yang diperkenalkan pada tahun 1978.Nama ini dipakai karena adanya asosiasi negatif terhadap kata rape perkosaan di Amerika Utara, sekaligus untuk membedakannya dengan minyak rapa biasa waktu itu yang memiliki kadar asam erukat yang lebih tinggi. Kanola menjadi sasaran kritik penentang tanaman transgenik karena sebagian besar kultivar yang ditanam di Amerika merupakan hasil rekayasa genetika, yang memasukkan gen toleran herbisida. Kritik terutama diarahkan pada kemungkinan munculnya gulma super karena rapa merupakan tanaman menyerbuk silang dan memiliki kekerabatan dengan beberapa gulma pertanian penting. Apabila serbuk sarinya berhasil membuahi suatu gulma dan menghasilkan biji dan tumbuhan yang fertil, akan muncul gulma yang toleran terhadap herbisida dan hal ini membahayakan keseimbangan lingkungan. Minyak canola dipilih secara genetik untuk kandungan rendah asam lemak tidak jenuh karena rendah kolestrol dan dapat diformulasikan dalam pembuatan kosmetik dan sabun. Minyak canola juga mengandung omega 3 dan omega 6 Rowe, dkk., Universitas Sumatera Utara 11 2006. Menurut Jessop dan Toelken, 1986 tanaman canola diklasifikasikan sebagai berikut: Kerajaan : Plantae Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliophyta Ordo : Capparales Famili : Brassicaceae Genus : Brassica Spesies : Brassica napus L. Manfaat dan kegunaan dari biji canola yaitu :  Canola sebagai bahan baku biodiesel sifatnya yang terbaharukan dan teruraikan.  Canola digunakan sebagai bahan pangan.  Canola dapat digunakan sebagai pelumas.  Canola kaya akan vitamin E, omega 3, omega 6, omega 9, dan termasuk antioksidan yang bermanfaat sebagai produk kecantikan. Berikut adalah gambar biji canola seperti yang ditunjukkan gambar 2.1 sebagai berikut Gambar 2.1 Biji Canola Sumber : http:www.wikipedia.comcanola oil.html diakses tanggal 17 November 2016 Saat ini canola adalah salah satu tanaman biji penghasil minyak yang dibudidayakan di berbagai negara dunia terutama di Kanada, selain bunga matahari, biji anggur, zaitun, kedelai dll. Berikut adalah statistik beberapa negara penghasil canola di dunia yang ditunjukkan pada tabel 2.2 sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara 12 Tabel 2.2 Statistik Negara Penghasil Canola Negara Produksi Negara Produksi Metrik Ton Metrik Ton Uni Eropa 21102 Rusia 1393 Kanada 17960 Amerika 1004 Cina 14458 Belarusia 676 India 7300 Pakistan 320 Australia 3760 Kazakhstan 242 Ukraina 2352 Sumber : USDA Foreign Agricultural Service Production Supply and Distribution Online Database.

2.3 Mesin Diesel