Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
Sumber : www.agribisnis.deptan.go.id Gambar 2.2 Proses Produksi Bioetanol dari bahan berpati.
Sumber : www.agribisnis.deptan.go.id Gambar 2.3 Diagram alir proses pembuatan Bioetanol dari ubi kayu.
2.3 Manfaat Bioetanol
Pada dasarnya etanol dapat diperoleh melalui 2 cara. Pertama, etanol yang diperoleh melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme. Kedua, etanol
diperoleh dari hasil sintesa etilen. Bioetanol dapat digunakan untuk berbagai
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
keperluan. Bioetanol banyak digunakan dalam industri minuman, kosmetik dan industri farmasi seperti deterjen, desinfektan dan lain-lain. Alkohol dari produk
petroleum atau dikenal sebagai alkohol sintetis banyak dipakai untuk bahan baku pada industri acetaldehyde, derivat acetyl dan lain-lain. Selain bioetanol dikenal pula
gasohol, yang merupakan campuran bioetanol dengan premium yang digunakan sebagai bahan bakar. Brazil, Amerika Serikat, Argentina, Australia, Kuba, Jepang,
Selandia Baru, Afrika Selatan, Swiss dan lain-lain telah mengunakan bahan bakar alternatif ini untuk digunakan pada kendaraan bermotor [14].
Campuran bioetanol dan premium dapat divariasikan kadarnya. Misalnya Gasohol BE-10, yang mengandung 10 bioetanol, sisanya premium. Kualitas etanol
yang digunakan tergolong fuel grade etanol yang kadar etanolnya 99. Etanol yang mengandung 35 oksigen dapat meningkatkan efisiensi pembakaran dan
mengurangi emisi gas rumah kaca. Rendahnya biaya produksi bioetanol karena sumber bahan bakunya merupakan limbah pertanian yang tidak bernilai ekonomis
dan berasal dari hasil pertanian budidaya yang dapat diambil dengan mudah. Dilihat dari proses produksinya juga relatif sederhana dan murah [15].
Keuntungan lain dari bioetanol adalah nilai oktannya lebih tinggi dari premium sehingga dapat menggantikan fungsi bahan aditif, seperti Metil Tertiary Butyl Ether
MTBE dan Tetra Ethyl Lead. Kedua zat aditif tersebut telah dipilih menggantikan timbal pada premium. Etanol absolut memiliki angka oktan ON 117, sedangkan
Premium hanya 87-88. Gasohol BE-10 secara proporsional memiliki ON 92 atau setara Pertamax. Pada komposisi ini bioetanol dikenal sebagai octan enhancer aditif
yang paling ramah lingkungan dan di negara-negara maju telah menggeser penggunaan Tetra Ethyl Lead TEL maupun Methyl Tertiary Buthyl Ether MTBE.
Hal tersebut terlihat pada tabel 2.2.
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
Tabel 2.2 Sifat-sifat bahan bakar dari bioetanol, gasoline dan butil eter.
Sumber : McCormick, Technical Barriers to the Use of Ethanol in Diesel Fuel, Hal 27.
Konsep ini pada awalnya berasal dari keinginan beberapa ahli untuk mengganti octan booster zat yang yang dapat menaikkan nilai oktan dimana pada
awalnya octan booster yang digunakan tersebut adalah dari senyawa timbal, yang kita kenal dengan TEL Tetra Ethyl Lead, kemudian mengingat timbal yang
digunakan tidak begitu aman bahkan membahayakan bagi kesehatan manusia, maka muncullah apa yang kita kenal dengan sebutan MTBE Methyl Terthier Buthyl
Ethylen, dan ada beberapa senyawa octan booster lainnya yang berasal dari turunan senyawa aromatik, diperoleh korelasi antara bensin murni dengan bensin yang
ditambah octan booster yaitu diketahui dengan penambahan 0,1 gram timbal per 1 liter gasoline mampu menaikkan angka oktan sebesar 1,5–2 satuan angka oktan dan
diketahui juga bahwa timbal adalah merupakan komponen dengan harga relatif murah untuk kebutuhan peningkatan 1 satuan angka oktan dibandingkan dengan
menggunakan senyawa lainnya. Berdasarkan sifat-sifat fisik dari metanol dan etanol, diperoleh bahwa etanol lebih disukai dibanding metanol karena metanol lebih korosif
daripada etanol serta metanol juga dapat menyebabkan kesukaran untuk starting pada kondisi cuaca dingin atau vapor lock ketika panas. Oktan metanol dan etanol lebih
tinggi dari bensin, sehingga dengan pencampuran bensin dengan metanol dan etanol
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
diharapkan akan menaikkan nilai oktan dari bensin dan diharapkan efisiensi mesin juga akan lebih baik [27].
Perhitungan berikut menunjukkan bahwa kenaikan angka oktan saja belum tentu menjamin bahwa efisiensi mesin akan lebih baik, berikut analisisnya.
Nilai kalor : Energi yg dilepaskan pada proses pembakaran bahan bakar per-satuan volume atau per-satuan massanya.
Efisiensi thermal Engine = 1 - Q
out
Q
in
Q
out
= Kalor yg dibuang pada proses exhaust. Q
in
= Kalor masuk ke ruang bakar terjadi pada proses pembakaran bahan bakar. Semakin besar nilai Q
in
, maka nilai efisiensi thermal semakin tinggi. Nilai
kalor semakin besar maka nilai Q
in
semakin besar sehingga semakin tinggi tekanan pendorong piston di dalam ruang bakar. Nilai kalor untuk etanol = 29,7 MJKg, nilai
kalor untuk bensin = 47,3 MJKg. Jadi secara teoritis efisiensi thermal engine etanol bensin 91-98.
Hasil perhitungan itu dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Pada bahan bakar dengan nilai oktan rendah, proses penyalaan terjadi ketika
posisi piston masih agak jauh dari Titik Mati Atas TMA sehingga arah gerak piston sempat beberapa saat berlawanan dengan arah tekanan gas pembakaran.
Setelah melewati TMA, maka arah gerak keduanya menjadi searah dan melakukan kerja positif. Jadi sempat terjadi losses. Proses penyalaan ini terjadi
dengan sendirinya karena tekanan yang tinggi di ruang bakar, dikenal dengan istilah self ignitionknocking.
2. Pada bahan bakar dengan nilai oktan yang tinggi, proses penyalaan bahan bakar terjadi ketika piston sudah sangat dekat dengan posisi TMA. Karena itu tekanan
dari gas pembakaran benar-benar digunakan untuk mendorong piston melakukan kerja positif dalam hal ini mendorong mobil karena arah tekanan gas dan gerak
piston searah.
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
Gambar 2.4 . Posisi TMA dan TMB.
Dengan demikian untuk etanol yang mempunyai nilai oktan tinggi, tekanan hasil pembakarannya benar-benar digunakan untuk mendorong piston melakukan
kerja positif. Bioetanol dapat langsung dicampur dengan bensin pada berbagai komposisi untuk meningkatkan efisiensi dan emisi gas buang yang lebih ramah
lingkungan [1].
2.4 Bioetanol Ramah Lingkungan
