Dari Gambar 12, dapat dilihat bahwa penurunan konsentrasi bioetanol berpengaruh terhadap penurunan suhu api pembakaran. Hal
ini terjadi karena kalori yang dihasilkan semakin rendah seiring dengan penurunan konsentrasi bioetanol sehingga panas hasil reaksi
pembakaran juga berkurang. Panas hasil reaksi yang berkurang menyebabkan suhu api pembakaran juga ikut menurun. Suhu api
pembakaran gel bioetanol yang dapat terukur berkisar antara 300
o
C hingga 318
o
C. Bila dibandingkan dengan minyak tanah dan minyak jarak, suhu api pembakaran gel bioetanol tidak berbeda jauh dengan
suhu pembakaran bahan bakar nabati minyak jarak karena rantai hidrokarbonnya lebih pendek dibandingkan minyak bumi. Nilai kalori
dan keberadaan air pada gel bioetanol memiliki peranan dalam suhu pembakaran bioetanol ini. Sebagai pembanding, suhu api pembakaran
untuk minyak tanah dan minyak jarak dapat dilihat pada Tabel 14.
Tabel 14. Suhu api pembakaran minyak tanah dan minyak jarak Posisi
Minyak Tanah Minyak Jarak
Ujung api 420
O
C 320
O
C Tengah api
440
O
C 420
O
C Bawah api
320
O
C 300
O
C Mustaghfiri 2007
d. Uji Pendidihan Air
Water Boiling Test
Uji pendidihan air atau water boiling test merupakan uji yang menentukan kinerja gel bioetanol sehingga dapat digunakan sebagai
bahan bakar rumah tangga. Dalam uji pendidihan air ini, tidak semua formula gel bioetanol digunakan, akan tetapi diambil sampel masing-
masing dari tiap konsentrasi bioetanol dengan viskositas pada rentang 2 381 cP hingga 16 893 cP serta memenuhi syarat fisik kental dan
mengalir sebagai gambaran kemampuan untuk masing -masing konsentrasi bioetanol yang digunakan. Dari 12 perlakuan, empat gel
bioetanol yang dipilih untuk diuji kemampuan pendidihan air, lama didih dan jumlah yang digunakan disajikan pada Tabel 15.
Tabel 15. Hasil pengujian water boiling test gel bioetanol
Sampel Kode
Terpakai Lama
gram menit
detik
Bioetanol 90 , Polimer asam akrilat 0,75
1 40,46
20.13 1213
Bioetanol 80 , Polimer asam akrilat 0,50
2 50,77
20.30 1230
Bioetanol 70 , Polimer asam akrilat 0.25
3 54,36
26.43 1603
Bioetanol 60 , Polimer asam akrilat 0,25
4 57,1
30.35 1835
Pada uji waterboiling test ini, digunakan peralatan sederhana yaitu kaleng minuman ringan sebagai wadah pembakaran gel bioetanol,
kaki penangas, dan panci aluminium yang telah diisi satu liter air.
Dalam kegunaannya sebagai bahan bakar rumah tangga, nilai kalori yang tinggi dibutuhkan untuk mempercepat proses memasak sehingga
gel bioetanol dengan kalori yang tinggi adalah yang paling sesuai digunakan untuk tujuan tersebut.
Dari Tabel 15, dapat dilihat bahwa seiring dengan menurunnya konsentrasi gel bioetanol yang digunakan sebagai bahan bakar, jumlah
gel bioetanol yang digunakan semakin banyak. Untuk mendidihkan air hingga mencapai kondisi mendidih sempurna, dibutuhkan minimal 40
gram gel bioetanol dengan konsentrasi bioetanol 90 dan 0,75 polimer asam akrilat. Untuk gel bioetanol dengan konsentrasi 60 dan
0,25 polimer asam akrilat membutuhkan 57,1 gram gel bioetanol. Hal ini terjadi karena kalori gel bioetanol 90 23 981 Jg dua kali lipat
lebih besar dibandingkan dengan gel bioetanol 60 11 753 Jg sehingga energi panas yang dihasilkan lebih besar dan konsumsi bahan
bakar yang digunakan juga sedikit. Kelebihan yang diperoleh dari gel bioetanol ini adalah meskipun perbedaan kalori yang digunakan
mencapai dua kali lipat pada gel bioetanol 90 dan 60, akan tetapi konsumsi gel bioetanol untuk mendidihkan air hanya berbeda sekitar
17,1 gram. Secara logika seharusnya dibutuhkan dua kali massa gel bioetanol 90 untuk mendidihkan air bila bahan bakar yang digunakan
adalah gel bioetanol dengan konsentrasi 60 sehingga dapat dikatakan bahwa gel bioetanol memiliki efisiensi pembakaran yang cukup baik.
Selain jumlah gel bioetanol yang dikonsumsi pada pembakaran, uji waterboiling test juga memberikan gambaran mengenai waktu yang
dibutuhkan oleh gel bioetanol untuk mencapai kondisi mendidih sempurna yang disajikan pada Tabel 15. Pada Tabel 15 terlihat bahwa
makin rendah konsentrasi gel bioetanol yang digunakan untuk mendidihkan air, maka dibutuhkan waktu yang lebih lama untuk
mencapai kondisi mendidih sempurna. Waktu yang dibutuhkan oleh 1 liter air untuk mencapai kondisi mendidih sempurna adalah 20.13
untuk gel bioetanol 90 dan 0,75 polimer asam akrilat, 20.30 untuk gel bioetanol 80 dan 0,50 polimer asam akrilat, 26.43 untuk gel
bioetanol 70 dan 0,25 polimer asam akrilat serta 30.35 untuk bioetanol 60 dan 0,25 polimer asam akrilat.
Hal yang mempengaruhi kecepatan pencapaian kondisi mendidih sempurna adalah nilai kalori masing-masing formulasi gel
bioetanol. Makin tinggi nilai kalori yang dimiliki maka kondisi mendidih sempurna juga akan semakin cepat tercapai. Dari lama waktu
pendidihan, dapat dilihat bahwa capaian waktu didih gel bioetanol 90 dan 0,75 polimer asam akrilat tidak berselisih jauh dengan gel
bioetanol 80 dan 0,50 polimer asam akrilat yaitu sekitar 27 detik. Hal ini terjadi karena kalori pembakaran yang dimiliki masing - masing
formula tidak berbeda jauh, yaitu 23 981 Jg untuk gel bioetanol 90 dan 0,75 polimer asam akrilat dan 18 842 Jg untuk gel bioetanol 80
dan 0,50 polimer asam akrilat.
4. Pemilihan Formulasi Gel Bioetanol Terbaik Dalam pemilihan formulasi gel bioetanol terbaik, digunakan tiga
kriteria yang menjadi patokan yaitu viskositas, nilai kalori, water boiling
test dan perkiraan biaya sehingga didapatkan gel bioetanol dengan performance terbaik.
Salah satu karakteristik fisik yang diharapkan dari gel bioetanol ini adalah kemampuannya untuk tetap dapat mengalir meskipun berbentuk
gel. Karakteristik ini dibutuhkan dalam pembuatan kompor gel bioetanol sebagai sarana aplikasi gel bioetanol ini. Dari pengukuran viskositas di
penelitian utama, diperoleh nilai viskositas yang memenuhi syarat karakteristik fisik kental dan tetap dapat mengalir adalah antara 2 381 cP
hingga 16 893 cP yang merupakan hasil formulasi dari polimer asam akrilat dan bioetanol cair yang dapat dilihat pada Tabel 16.
Tabel 16. Formula gel bioetanol berdasarkan nilai viskositas terpilih
Formula Viskositas
cP Karakteristik
fisik
Nilai Kalori Jg
Bioetanol 90 2 621
kental mengalir 23 981
Polimer asam akrilat 0,75 Bioetanol 80
3 583 kental mengalir
20 255 Polimer asam akrilat 0,75
Bioetanol 80 2 381
kental mengalir 18 842
Polimer asam akrilat 0,50 Bioetanol 70
16 893 kental mengalir
15 970 Polimer asam akrilat 0,75
Bioetanol 70 7 684
kental mengalir 15 448
Polimer asam akrilat 0,50 Bioetanol 70
2 489 kental mengalir
15 397 Polimer asam akrilat 0,25
Bioetanol 60 8 221
kental mengalir 12 762
Polimer asam akrilat 0,50 Bioetanol 60
2 580 kental mengalir
11 753 Polimer asam akrilat 0,25
: formula terpilih
Pada Tabel 16 di atas, dapat dilihat bahwa formula yang memiliki karakteristik fisik yang diharapkan dan nilai kalori terbesar adalah formula
bioetanol 90 dan polimer asam akrilat 0,75, bioetanol 80 dan
polimer asam akrilat 0,75, serta bioetanol 80 dan polimer asam akrilat 0,50. Nilai kalori yang besar sangat dibutuhkan dalam menentukan
efisiensi pembakaran sehingga ketiga formula dari Tabel 16 dengan nilai kalori tertinggilah yang dipilih. Dari kedua formula gel bioetanol dengan
konsentrasi 80 bioetanol, gel bioetanol dengan 0,75 polimer asam akrilat memiliki nilai kalori yang lebih tinggi dibandingkan gel bioetanol
dengan 0,50 polimer asam akrilat sehingga gel dengan bioetanol 80 dengan 0,75 polimer asam akrilat yang lebih dipilih meskipun yang
digunakan dalam water boiling test adalah gel 80 dan 0,50 polimer asam akrilat. Dua formula akhir yang dipilih dapat dilihat pada Tabel 17.
Tabel 17. Perbandingan kinerja gel bioetanol 80 dan 90
Formula Viskositas
cP
Nilai kalori
Jg Water boiling test
Terpakai gram
Lama menit
Bioetanol 90
2 621 23 981
40,46 20.13
polimer asam akrilat 0,75 Bioetanol 80
3 583 20 255
52,77 20.30
polimer asam akrilat 0,75
Berdasarkan hasil uji waterboiling test pada Tabel 17 sebagai gambaran kemampuan masing - masing konsentrasi bioetanol sebagai
bahan bakar, dapat dilihat bahwa gel dengan konsentrasi 80 dan 90 memiliki kemampuan water boiling test dengan rentang waktu yang tidak
signifikan perbedaannya sehingga dari ketiga formula dengan nilai kalori tertinggi merupakan tiga formula paling baik yang memenuhi kriteria
viskositas dan nilai kalori. Gel bioetanol akan sulit diaplikasikan apabila tidak memenuhi
aspek ekonomi sebagai bahan bakar alternatif. Dari kedua formula terpilih pada Tabel 17, gel bioetanol gel dengan konsentrasi 80 akan lebih murah
diproduksi dan ekonomis karena harga bahan baku berupa bioetanol cair 80 lebih rendah harganya dibandingkan dengan bioetanol 90 yang
konsentrasinya lebih tinggi. Hal ini didukung hasil uji water boiling test dimana gel bioetanol 80 hanya berselisih waktu 17 detik lebih lama
untuk mendidihkan 1 liter air daripada gel bioetanol 90 sehingga gel bioetanol 80 dan 0,75 polimer asam akrilat merupakan formula yang
paling baik dan paling ekonomis untuk diaplikasikan dari seluruh formula gel bioetanol.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Alir proses terbaik untuk menghasilkan gel bioetanol dengan tampilan yang bersih dan kekentalan yang baik adalah dengan menggunakan alir proses
metode kedua yaitu dengan menambahkan basa penetral NaOH ke dalam hidrogel sebelum penambahan bioetanol.
Nilai viskositas gel bioetanol yang memenuhi syarat karakteristik fisik kental dan dapat mengalir dari semua perlakuan adalah antara 2 381 cP hingga
16 893 cP. Nilai kalori yang dihasilkan adalah antara 11 753 Jg hingga 23 981 Jg. Konsentrasi polimer asam akrilat dan konsentrasi bioetanol yang
ditambahkan berpengaruh nyata terhadap viskositas dan nilai kalori gel bioetanol.
Pada uji ketahanan pembakaran, 5 gram gel bioetanol dapat menyala antara 3 menit 20 detik hingga 4 menit 15 detik. Residu sisa pembakaran
sebanyak 0,4 hingga 26 dengan wujud kerak putih sangat kering, sisa gel dan sisa air. Api pembakaran berwarna biru, berlidah api banyak multiple
flames dan tinggi api pembakaran yang teramati adalah antara 8-12 cm hingga 10-15 cm. Suhu api pembakaran yang dapat terukur adalah 300
o
C hingga 318
o
C. Hasil pengujian waterboiling test membutuhkan gel bioetanol sebanyak 40,46 gram hingga 57,10 gram sedangkan waktu yang dibutuhkan satu liter air
untuk mencapai kondisi mendidih sempurna adalah antara 20.13 hingga 30.35 di mana makin rendah konsentrasi bioetanol yang digunakan maka kebutuhan
akan semakin banyak dan lama waktu memasak semakin lama. Dari karakteristik - karakteristik yang diperoleh, formula gel bioetanol
terbaik dan yang paling ekonomis berdasarkan pemilihan karakteristik viskositas, kalori, kinerja water boiling test dan sisi ekonomi adalah gel
bioetanol 80 dan 0,75 polimer asam akrilat dengan nilai viskositas 3 583 cP dan nilai kalori 20 255 Jg.
