Pengaruh Penambahan Zat Aditif Minyak Nilam (Patchouli Oil) Ke

(1)

PENGARUH PENAMBAHAN ZAT ADITIF MINYAK NILAM

(PATCHOULI OIL)

KE DALAM BAHAN BAKAR BIOSOLAR

TERHADAP KARATERISTIK DAN KANDUNGAN

EMISI GAS BUANG

TESIS

Oleh

DARNI PARANITA 107006014/KIM

FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013

(2)

Judul Tesis : PENGARUH PENAMBAHAN ZAT ADITIF MINYAK NILAM (PATCHOULI OIL) KE DALAM BAHAN BAKAR BIOSOLAR TERHADAP KARATERISTIK DAN KANDUNGAN EMISI GAS BUANG

Nama Mahasiswa : Darni Paranita Nomor Pokok : 107006014 Program Studi : Ilmu Kimia

Menyetujui, Komisi Pembimbing

( Prof.Dr. Tonel Barus ) (

Ketua Anggota

Dr.Mimpin Ginting.MS.)

Ketua Program Studi Dekan

(Prof. Basuki Wirjosentono,MS,Ph.D) (Dr. Sutarman,M.Sc)

(3)

PENGARUH PENAMBAHAN ZAT ADITIF MINYAK NILAM

(

PATCHOULI OIL)

KE DALAM BAHAN BAKAR BIOSOLAR

TERHADAP KARATERISTIK DAN KANDUNGAN

EMISI GAS BUANG

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Oleh

DARNI PARANITA 107006014/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

PENGARUH PENAMBAHAN ZAT ADITIF MINYAK NILAM

(

PATCHOULI OIL)

KE DALAM BAHAN BAKAR BIOSOLAR

TERHADAP KARATERISTIK DAN KANDUNGAN

EMISI GAS BUANG

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya Tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, 2013

Darni Paranita NIM. 107006014

(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai Sivitas Akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Darni Paranita Nomor Pokok : 107006014

Program Studi : Magister Ilmu Kimia Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusif Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul:

PENGARUH PENAMBAHAN ZAT ADITIF MINYAK NILAM (PATCHOULI OIL) KE DALAM BAHAN BAKAR BIOSOLAR

TERHADAP KARATERISTIK DAN KANDUNGAN EMISI GAS BUANG

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 2013

Darni Paranita NIM. 107006014

(6)

Telah diuji pada

Tanggal : 03 Juli 2013

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr.Tonel Barus Anggota : 1. Dr.Mimpin Ginting.MS.

2. Prof. Basuki Wirjosentono,MS, Ph.D 3. Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc 4. Prof.Dr. Jamaran Kaban,M.Sc

(7)

PENGARUH PENAMBAHAN ZAT ADITIF MINYAK NILAM

(PATCHOULI OIL)

KE DALAM BAHAN BAKAR BIOSOLAR

TERHADAP KARATERISTIK DAN KANDUNGAN

EMISI GAS BUANG

ABSTRAK

Minyak nilam produk bahan alam yang dapat diperbaharui dimana memiliki salah satu potensi untuk dapat dimanfaatkan sebagai aditif bahan bakar biosolar,dimana senyawa-senyawa penyusunnya memiliki rantai hidro karbon siklik dan ketersediaan oksigen yang cukup tinggi. Penelitian ini memanfaatkan minyak nilam tersebut sebagai aditif bahan bakar biosolar melalui blending aditif dan biodisel pada solar untuk penurunan emisi gas buang dalam upaya memperbaiki kualitas bahan bakar petrodisel jenis solar untuk mendapatkan bahan bakar baru kandungan emisi rendah. Minyak nilam yang diperoleh melalui hidrodestilasi menggunakan alat Stahl dianalisis dengan GC-MS dimana diperoleh senyawa Patchouli Alkohol sebesar 33,44 %, diblending dengan bahan bakar biosolar (B20) yang merupakan campuran solar/biodisel (80/20 v/v) dimana biodisel dilakukan melalui transesterifikasi RBDPO dengan metanol menggunakan katalis KOH. Pencampuran bahan aditif minyak nilam dengan biosolar dilakukan pada kosentrasi 0,1%, 0,2%,0,3% dan 0,4% . Hasil campuran biosolar dan minyak nilam dilakukanuji karakteristik yang meliputi density, viskositas, titk nyala, kadar air serta emisi gas buang ( CO2, CO, HC, O2 dan NOx ). Dari hasil

uji karakteristik yang dilakukan, nilai density, viskositas, dan kadar air memenuhi karakteristik dari solar sebagai pembanding dan memenuhi batas spesifikasi solar. Nilai titik nyala masih tinggi dibandingkan dengan titik nyala solar sebagai pembanding.dan penurunan CO2 , CO, HC, O2 dan NOx berdasarkan hasil perhitungan CO2 naik sebesar 0,16%, CO, HC

dan O2turun 0,06%, 0,33%,, 0,2% dan NOx naik0,05%, emisi gas buang yang mengandung

CO2 , CO, HC, O2 dan NOx hasil campuran bahan aditif minyak nilam dan biosolar .dari

penelitian ini mengindikasikan bahwa penambahan aditif baik untuk penurunan emisi sehingga bahan bakar Biosolar dan bahan aditif minyak nilam merupakan bahan bakar ramah lingkungan.

(8)

EFFECT OF ADDITION OF EXPOSURE PATCHOULI

OIL ADDITIVES FUEL IN TO THE BIODISEL

CHARACTERISTICS AND CONTENTEXHAUST

GAS EMISSIONS

ABSTRACT

Patchouli oil products natural ingredients that can be updated which has a potential to be used as biodiesel fuel additives, because constituent compounds have cyclic chains and high availability of sufficient oxygen. This study utilized adidif patchouli oil as biodiesel fuel, in the research conducted and the blending of biodiesel in diesel fuel additives to decrease emissions in an effort to improve the quality of diesel fuel petrodisel to get a new fuel low emissions. Essential oil obtained by using hidrodestilasi Stahl, diblending with biosolar fuel (B20) which is a mixtureof solar/biofuel (80/20,v/v), where biodieselis done via transesterification with methanol RBDPO using KOH catalyst. Patchouli oil mixing additives with biosolar done kosentrasi 0,1%, 0,2%, 0,3% and 0,4%. Yield and essential oil blends made biosolar test covering the characteristic density, viscosity, flame counter point, water andgas emission(CO2,

CO, HC, O2 and NOx)Characteristics of the test results carried out, the value of density,

viscosity, and water content to meet the characteristics of diesel as a comparison and meet the specification limits solar. Flash point value is still higher than the flash point of diesel asfor comparison reduction of CO2, CO, HC, O2 and NOx based on the calculation of CO2 rose by

0.16%, CO, HC and O2 fell 0.06%, 0.33%, , 0.2% and up 0.05% NOx, emissions containing

CO2, CO, HC, O2 and NOx resulting mixture Patchouli Oil additives and biodiesel. of this

study indicate that the addition of additives for reducing emissions that fuel biodiesel and additives Patchouli Oil is an environmentally friendly fuel.

(9)

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena berkat dan RahmatNya, saya dapat menyelesaikan penulisan tesis ini sebagai tugas akhir dalam jenjang Magister.

Saya menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan, baik dalam penulisan kata mungkin juga bobot ilmiahnya. Pendapat dan saran dari pembaca diterima dengan senang hati untuk kesempurnaan tesis ini.

Selesainya penulisan tesis ini, bukanlah semata – mata karena kemampuan saya sendiri, tetapi berkat sarana, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak, untuk itu saya ucapkan terima kasih :

Kepada Universitas Sumatera Utara, karena telah memberi wadah pendidikan kepada saya untuk melanjutkan pendidikan.

Bapak Prof.Dr.dr.Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM),Sp.A(K) sebagai Rektor Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan di Magister Kimia.

Bapak Dr. Sutarman, M.Sc sebagai Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam atas kesempatan yang diberikan menjadi mahasiswa Program Magister Kimia.pada Fakultas MIPA USU Medan.

Kepada Bapak Prof.Tonel Barus dan Bapak Dr. Mimpin Ginting,MS, sebagai pembimbing 1 dan 2 saya, dan juga kepada Bapak Prof. Basuki Wirjosentono. MS,Ph.D (Ketua Program Studi dan dosen penguji), Bapak Prof.Dr.Jamaran Kaban MSc, serta Bapak Dr.Hamonangan Nainggolan, MSc sebagai dosen penguji yang telah banyak memberi saran dan masukan.

Kepada Bapak Ir.H.Mansyur.M.Si kepala Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI) yang telah memberikan bantuan dan dorongan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan studi S2.

Kepada seluruh staf dosen yang memberi kuliah di Program Magister Kimia maupun pegawai yang telah banyak membantu

(10)

Kepada anak saya Marieta Sarah Rut Saragih , orang tua saya L.br.Saragih dan keluarga yang telah banyak memberi semangat dan dorongan.

Pihak-pihak yang tidak dapat saya tulis kan satu persatu tetapi begitu banyak bantuannya selama saya mengerjakan tesis ini.

Medan, Juli 2013 Hormat Saya,

(11)

RIWAYAT HIDUP

Nama

: Darni Paranita

Tempat/Tanggal lahir

: Gunung Para, 12 Oktober 1964

Alamat Rumah

: Jl. Medan Tenggara II no 41 Medan

E-mail

: Paranita41@yahoo.com

Instansi Tempat Bekerja : Pendidikan Teknologi Kimia Industri Medan

Alamat Kantor

: Jl. Medan Tenggara VII Medan

Pendidikan

SD

: SD Negei 1 Silau Dunia

1971-1976

SMP

: SMP negeri I Lubuk pakam

1977-1980

SMA

: SMA Negeri 5 Medan

1980-1983

D-III

: Pus-PPIK Medan Jurusan T.Kimia 1983-1987

STRATA-1

: STTI Glugur Medan Jurusan T.Kimia 1998-2000

(12)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

ABSTRAK iii

ABSTRACT iv

DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL viii DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR LAMPIRAN x BAB 1. PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Permasalahan 2 1.3. Tujuan Penelitian 2 1.4. Manfaat Penelitian 2 1.5. Tempat Penelitian 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 4 2.1. Nilam 4 2.1.1. Sejarah Singkat 4 2.1.2. Kandungan Kimia Minyak Nilam 5 2.1.3.Perkembangan Teknologi Pengolahan minyak nilam 7

2.1.4. Perkembangan Teknologi Penggunaan Minyak Nilam 8 2.2. Biodisel 9

2.3. Bahan Bakar Diesel (Solar) 11

2.4. Biosolar 12

2.5. Zat aditif 13 2.6. Pemakaian Bioaditif terhadap Bahan Bakar Solar 14

2.7. Emisi Gas Buang 15

(13)

2.7.2. Karbon Monoksida (CO) ` 16 2.7.3. Karbon Dioksida (CO2

2.7.4. Oksigen ( O

) 16

2.7.5. Pengendalian Emisi Gas Buang 17

) 17

2.8. Kromatografi Gas – Spektrometri Massa (GC – MS) 17

BAB 3. METODE PENELITIAN 20

3.1Alat dan Bahan 20

3.1.1. Alat 20

3.1.2. Bahan 20

3.2. ProsedurPenelitian 20

3.2.1. PengolahanMinyak Nilam 20

3.2.2. Proses pembuatan Biodiseldari RBDPO 20

3.2.3. Proses Pencampuran 21

3.2.4. Analisis dan pengujian Hasil Pencampuran Minyak Nilam 21 dan biosolar

3.2.4.1. Pengukuran Densitas 21

3.2.4.2. PenentuanViskositas 21

3.2.4.3. PengujianTitikNyala 22

3.2.4.4. Penentuan kadar Air 23

3.2.4.5. Prosedure Pengujian Emisi Gas Buang 23

BAB 4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 27

4.1.Hasil Analisis dengan GC – MS dari Minyak Nilam 27

4.1.1. Senyawa Propanon 29

4.1.2. Senyawa Caryophylen Oksida 31

4.1.3. Patchouli Alkohol 33

4.2. Analisa Bahan Biodisel dari RBDPO 35

4.3. Hasil Pengujian Biodisel, solar dan bahan aditif minyak Nilam terhadap

(14)

4.4 Hasil pengujian Emisi Gas Buang 37 4.4.1.Hasil Pengujian Gas Buangan CO2

4.4.2.Hasil Pengujian Gas Buangan CO pada 1600-2400 rpm 38 pada 1600-2400 rpm 37

4.4.3.Hasil Pengujian Gas Buangan HC pada 1600-2400 rpm 39 4.4.4.Hasil Pengujian Gas Buangan O2

4.4.5.. Hasil Pengujian Gas Buangan NO

pada 1600-2400 rpm 40

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 43

pada 1600-2400 rpm 41

5.1. Kesimpulan 43

5.2. Saran 43

DAFTAR PUSTAKA 44

(15)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1 Persyaratan mutu standar Minyak Nilam 6

2.2 Standar Mutu Biodisel 11

2.3 Kualitas Minyak Solar 12

4.1 Komposisi dan Jenis Senyawa kimia hasil analisa GC-MS

yang terdapat pada Minyak nilam 28 4.2 Hasil Analisa bahan biodisel dari RBDPO 35 4.3 Hasil Pengujian Biodisel, Solar dan bahan aditif minyak

Nilam terhadap biosolar 36

4.4 Hasil Pengujian Gas Buangan CO2

4.5 Hasil Pengujian Gas Buangan CO pada 1600-2400 rpm 38 pada 1600-2400 rpm 37

4.6 Hasil Pengujian Gas Buangn HC pada 1600-2400 rpm 39 4.7 Hasil Pengujian Gas Buangan O2

4.8 Hasil Pengujian Gas Buangan NOx pada 1600-2400 rpm 41 pada 1600-2400 rpm 40

(16)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2.1 Tumbuhan tanaman nilam 5

2.2 Struktur molekul dari beberapa senyawa Yang terdapat

pada minyak nilam 6

4.1 Kromotogram GC Minyak nilam hasil isolasi 27 4.2 Struktur masing-masing senyawa yang ditemukan Dalam

minyak nilam 29

4.3 Spektrum MS senyawa propanon dari minyak nilam 29 4.4 Pola fragmentasi senyawa propanon 30 4.5 Spektrum MS senyawa Caryophylen Oksida dari minyak nilam 31 4.6 Pola fragmentasi senyawa Caryophylen Oksida 32 4.7 Spektrum MS senyawa Patchouli Alkohol dari minyak nilam 33 4.8 Pola fragmentasi senyawa Patchouli alkohol 34 4.9 Grafik % CO2

4.10 Grafik % CO terhadap produk Bahan Bakar 38 terhadap produk Bahan Bakar 37

4.11 Grafik % HC terhadap produk Bahan Bakar 39 4.12 Grafik % O2

4.13 Grafik % NO

terhadap produk Bahan Bakar 40

x terhadap produk Bahan Bakar

(17)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul

1 Gambar pengujian viskositas dan titik nyala

2 Gambar mesin uji diesel dan Auto logic gas analizer 3 Kromatogram hasil GCMinyak Nilam

4 SpektrumMS dari Minyak Nilam 5 Hasil analisis GC Biodisel dari RBDPO 6 SpektrumMS dari RBDPO

7 Hasil analisis GC dari Solar 8 SpektrumMS senyawa dari Solar 9 Hasil pengujian Emisi Gas Buang

(18)

PENGARUH PENAMBAHAN ZAT ADITIF MINYAK NILAM

(PATCHOULI OIL)

KE DALAM BAHAN BAKAR BIOSOLAR

TERHADAP KARATERISTIK DAN KANDUNGAN

EMISI GAS BUANG

ABSTRAK

dan O2turun 0,06%, 0,33%,, 0,2% dan NOx naik0,05%, emisi gas buang yang mengandung

CO2 , CO, HC, O2 dan NOx hasil campuran bahan aditif minyak nilam dan biosolar .dari

penelitian ini mengindikasikan bahwa penambahan aditif baik untuk penurunan emisi sehingga bahan bakar Biosolar dan bahan aditif minyak nilam merupakan bahan bakar ramah lingkungan.

(19)

EFFECT OF ADDITION OF EXPOSURE PATCHOULI

OIL ADDITIVES FUEL IN TO THE BIODISEL

CHARACTERISTICS AND CONTENTEXHAUST

GAS EMISSIONS

ABSTRACT

CO, HC, O2 and NOx)Characteristics of the test results carried out, the value of density,

0.16%, CO, HC and O2 fell 0.06%, 0.33%, , 0.2% and up 0.05% NOx, emissions containing

CO2, CO, HC, O2 and NOx resulting mixture Patchouli Oil additives and biodiesel. of this

study indicate that the addition of additives for reducing emissions that fuel biodiesel and additives Patchouli Oil is an environmentally friendly fuel.

(20)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Bahan bakar biosolar dibidang industri banyak digunakan untuk membangkitkan mesin genset, kapalotomotif atau diesel kenderaan bermotor. Meningkatnya perindustrian di Indonesia akan menyebabkan kebutuhan bahan bakarbiosolar yang semakin meningkat sehingga tingkat emisi yang dihasilkan semakin tinggi. Emisi gas buang yang dikeluarkan sepertiemisi hidro karbon ((HC) , karbon monoksida (CO ) , karbon dioksida ( CO2

Bahan aditif tersebut umumnya terdiri dari dua macam yaitu aditif sintesis (aditif buatan) contoh berasal dari senyawa nitrat, peroxide dan aditif berasal dari tumbuhan alam yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui yang berasal dari tumbuh-tumbuan yang dikembangkan yaitu seperti dari minyak atsiri.

) dan partikulat (smoke) sangat berbahaya bagi manusia maupun lingkungan.Emisi emisi tersebut dapat menyebabkan penyakit-penyakit seperti sakit kepala, iritasi mata, kanker dan pernapasan.Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi hal tersebut yaitu dengan merefomulasikan bahan bakar biosolar , diantaranya menambah aditif pada bahan bakar biosolar(Kadarohman.2009).

Seperti yang kita ketahui beberapa peneliti sebelumnya, minyak atsiri dapat digunakan sebagai aditif pada bahan bakar solar, beberapa minyak atsiri yang telah terbukti memberikan hasil yang baik untuk digunakan sebagai aditif bahan bakar solar diantaranya adalah minyak cengkeh, kayu putih, pala ,sereh. Minyak atsiri yang diketahui sebagai aditif molekulnya mengandung atom oksigen yang diharapkan dapat meningkatkan pembakaran karena struktur senyawa penyusunnya memiliki rantai siklik (Kadarohman.2009).

Minyak nilam adalah minyak atsiri yang diperoleh melalui destilasi uap dari daun tanaman nilamyang banyak tumbuh serta dibudidayakan di Indonesia. Kandungan minyak nilam terdiri dari senyawa yang mengandung oksigen sehingga memungkinkan dapat digunakan sebagai zat adtif bahan bakar.

(21)

Dari uraian yang telah dikemukakan di atasdalam penelitian ini dilakukan studi untuk mengetahui pengaruh perubahan kosentrasi zat aditif dari minyak nilam pada bahan bakar biosolar untuk mengetahui kadar polutan dari kandungan emisi gas buang. Biosolar yang digunakan adalah B20 karena merupakan komposisi campuran yang paling optimum digunakan pada mesin disel tanpa modifikasi (Wirawan, dkk 2008). Hasil penelitian yang dilakukan dapat diperoleh informasi yang dapat memberikan kesimpulan mengenai kelebihan dan kekurangan dari setiap kosentrasi campuran biosolar dengan zat aditif dari minyak nilam.

1.2. Permasalahan

1. Bagaimana pengaruh penambahan zat aditif minyak nilam pada bahan bakar biosolar terhadap karateristik bahan bakar.

2. Bagaimana pengaruh penambahan zat aditif pada bahan bakar biosolar terhadap emisi gas buang yang di hasilkan.

1.3. Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui karateristik bahan bakar biosolar dengan penambahan zat aditif minyak nilam terhadap biosolar.

2. Untuk memperoleh pengaruh emisi gas buang yang dihasilkan motor diesel berbahan bakar biosolar dengan zat aditif 0,1%, 0,2%, 0,3% dan 0,4% terhadap biosolar.

1.4. Manfaat Penelitian

1. Penelitian dapat memberikan informasi tentang mengetahui kualitas bahan bakar serta pengurangan dampak negatif dari hasil pembakaran.

(22)

1.5. Tempat Penelitian.

Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU Medan, untuk memperoleh minyak nilam , biodisel dan proses pencampuran (blending) minyak nilam, biodisel dan bahan bakar solar.Analisa GC-MS di lakukan di Laboratorium Kimia Organik UGM Yogyakarta dan menentukan karateristik(density, viskositas , titik nyala dan emisi gas buang ) di lakukan di Laboratorium Kimia Industri PTKI dan Laborotorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin USU.

(23)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Nilam

2.1.1. Sejarah Singkat

Tanaman nilam menjadi salah satu penghasil minyak atsiri utama di Indonesia. Minyak atsiri juga dikenal dengan nama minyak terbang atau minyak eteris (essential oilatau volatile). Sementara itu, minyak yang dihasilkan oleh tanaman nilam disebut dengan minyak nilam (patchouli oil). Minyak ini antara lain digunakan sebagai zat pengikat (fiksatif) dalam industri parfum, sabun, hair tonic, dan beberapa industri kosmetika. Minyak tersebut diperoleh dari hasil penyulingan (destilasi) daun dan tangkai tanaman nilam.

Di belahan dunia timur, terutama India, tumbuhan nilam (Gambar 2.1) sudah dikenal sejak zaman purba sebagai bahan pengharum atau pewangi. Di India, daun nilam yang telah kering digunakan sebagai repelenatau pengusir serangga pada kain. Kain-kain yang telah diberi daun nilam tadi kemudian diekspor ke Eropa, sehingga aroma nilam dikenal di negara-negara Eropa. Pada pertengahan abad ke-19, pabrik-pabrik tekstil di Prancis mengimpor daun nilam kering untuk produk tekstil mereka.Selanjutnya, daun nilam juga diintroduksi ke Inggris. Dewasa ini, tanaman nilam dari India hampir seluruhnya diproduksi dan diperdagangkan dalam bentuk minyak. Minyak nilam juga banyak digunakan dalam pembuatan sabun dan kosmetika, karena dapat dicampur dengan jenis minyak atsiri lainnya, seperti minyak cengkeh, geranium, dan akar wangi. Aroma minyak nilam sangat kaya dan tahan lama, bahkan tetap terasa sampai seluruh minyaknya menguap.

Seiring dengan perkembangan zaman, dan semakin meningkatnya kebutuhan manusia pada kesehatan dan kebugaran, minyak nilam banyak digunakan sebagai bahan baku untuk aromaterapi, karena aromanya yang sangat khas.

(24)

Minyak nilam bersifat fiksatif terhadap bahan pewangi lain, sehingga dapat mengikat bau wangi dan mencegah penguapan zat pewangi tersebut sehingga bau wanginya tidak cepat hilang alias lebih tahan lama.Selain itu, minyak nilam juga membentuk bau yang khas dalam suatu campuran. Karena itu, minyak nilam sendiri sebenarnya sudah bisa disebut dengan parfum karena baunya memang enak dan wangi (Manoi .2007).

Gambar 2.1 Tumbuhan tanaman nilam

2.1.2. Kandungan Kimia Minyak Nilam

Lingkungan tumbuh (agroklimat) mempengaruhi kandungan dan mutu minyak nilam. Kandungan minyak nilam dari dataran rendah lebih tinggi daripada nilam dataran tinggi. Namun, nilam dataran tinggi memiliki kandungan patchouli alkohol lebih tinggi daripada dataran rendah. Kandungan patchouli alkohol inilah yang menjadi salah satu penentu tingginya kualitas minyak nilam.Minyak nilam (gambar 2.1) mengandung beberapa senyawa, antara lain kariofilen (17,29%), α-patchoulien (28,28%), buenesen (11,76%), dan patchouli alkohol(40,04%). Sementara itu, kandungan minyak dalam batang, cabang, atau ranting jauh lebih kecil (0,4-0,5%) daripada bagian daun (5-6%). Standar mutu minyak nilam belum seragam untuk seluruh dunia. Setiap negara menentukan sendiri standar minyak nilamnya. Indonesia menetapkan standar mutu minyak nilam untuk ekspor dengan berat jenis 0,943-0,983, indeks bias 1,504-1,514, bilangan ester maksimum 10,0, bilangan asam 5,0, warna kuning muda sampai cokelat,

(25)

dan tidak tercampur dengan bahan lain (Tabel 2.1). Sebelum dikirim ke eksportir, biasanya minyak nilam harus diuji terlebih dahulu untuk menentukan kualitasnya (Hayani. 2005).

CH3

OH H3C _CH

H3C

Patchouli Alkohol

H3C

CH3 CH2 beta-caryophyliene O CH₃ CH3

H₃C

H₂C Caryophylen Oksida

Gambar 2.2. Struktur molekul dari beberapa senyawa yang terdapat pada minyak nilam

Tabel 2.1. Persyaratan mutu standar minyak nilam SNI 06-2385-1998 adalah sebagai berikut :

Jenis Uji Satuan Persyaratan

1. Warna – Kuning muda sampai coklat tua

2. Bobot jenis – 0,943 – 0,983

3. Indeks bias nD20 – 1,504 – 1,514

4. Kelarutan dalam Etanol 90% – Larutan (jerni) atau opalesensi ringan

pada dalamsuhu 200C ± 30

5. Bilangan asam – Maks 5,0

C perbandingan volume 1:10

6. Bilangan ester – Maks 10,0

7. Zat-zat asing

7.1. Lemak – Negatif

7.2. Minyak kruing – Tidak nyata 7.3. Alkohol tambahan – Negatif 7.4. Minyak pelican – Negatif

(26)

2.1.3. PerkembanganTeknologi Pengolahan Minyak Nilam

Minyak nilam dihasilkan melalui proses penyulingan, sebelum proses penyulinganbiasanya dilakukan perlakuan pendahuluan terhadap bahan yang akan disuling. Perlakuan tersebut dapat dengan beberapa cara yaitu dengan pengecilan ukuran, pengeringan atau pelayuan dan fermentasi (Ketaren, 1985).

Pengolahan minyak nilam dilakukan dengan proses destilasi. Proses destilasi adalah suatu proses perobahan minyak yang terikat di dalam jaringan parenchym cortex daun, batang dan cabang tanaman nilam menjadi uap kemudian didinginkan sehingga berobah kembali menjadi zat cair yaitu minyak nilam.(Manoi.2007). Faktor-faktor yang mempengaruhi rendemen minyak nilam antara lain; jenis tanaman, umur tanaman, waktu panen perubahan bentuk daun (pengecilan ukuran daun) dan teknik penyulingan untuk memperoleh minyak atsiri yang memadai jumlahnya untuk diteliti. Untuk mendapatkan minyak nilam biasanya dilakukan melalui destilasi, dimana dalam hal ini ada tiga metode penyulingan yang digunakan dalam industri minyak atsiri, yaitu:

1. Penyulingan dengan air (hydrodistillation)

2. Penyulingan dengan air dan uap (hydro and steam distillation) 3. Penyulingan dengan uap langsung (steam distillation)

4. Perbedaan antara distilasi uap langsung dengan hidrodistilasi adalah pada distilasi uap langsung tidak terjadi kontak langsung antara sampel dengan air, sedangkan hidrodistilasi sampelnya dicelupkan ke dalam air mendidih. Dalam setiap metode penyulingan bahan tumbuhan, baik dengan penyulingan uap, penyulingan air dan uap atau penyulingan air minyak atsiri hanya dapat diuapkan jika kontak langsung dengan uap panas. Minyak dalam jaringan tumbuhan mula-mula terekstraksi dari kelenjar tanaman dan selanjutnya terserap pada permukaan bahan melalui peristiwa osmosis. Lamanya penyulingan yang dilakukan pada setiap tumbuhan tidak sama satu dengan yang lain tergantung pada mudah atau tidaknya minyak atsiri tersebut menguap, dua sampai delapan jam tersebut secara maksimal. Metode penyulingan air banyak diterapkan di negara-negara berkembang karena alatnya yang cukup

(27)

sederhana dan praktis. Beberapa bahan lebih baik disuling dengan penyulingan air, misalnya bunga mawar. Bahan tersebut akan menggumpal jika disuling dengan uap, sehingga uap tidak dapat berpenetrasi kedalam bahan, uap hanya akan menguapkan minyak atsiri yang terdapat dipermukaan gumpalan. Tetapi metode penyulingan ini juga mempunyai kelemahan, yaitu adanya penggunaan suhu yang tinggi (Pino, 1997) yang dapat mengakibatkan dekomposisi minyak (hidrolisis ester, polimerisasi ). Keuntungan dari metode ini antara lain adalah tidak menggunakan pelarut yang beracun, biaya murah, mampu mengisolasi senyawa termolabil tanpa diikuti denaturasi karena dilakukan pada temperatur rendah, juga kemungkinan untuk memperoleh produk baru dengan komposisi yang biasanya diperoleh dengan teknik destilasi. Namun demikian metode ini juga mempunyai kekurangan yaitu dalam hal penentuan kondisi untuk ekstraksi minyak atsiri dari tumbuhan tertentu (Manoi.2007).

2.1.4. Perkembangan Teknologi Penggunaan Minyak Nilam

Salah satu kendala yang dialami adalah masih terbatasnya sasaran ekspor minyak nilam karena importir yang membeli minyak nilam Indonesia masih minim. Sejak munculnya kompetitor baru seperti Philipina dan China, daya saing minyak nilam di pasaran internasional menjadi lebih ketat. Pada-hal saat ini banyak sekali produk hilir minyak nilam yang muncul baik sebagai bahan kosmetika, aroma terapi, parfum dan obat-obatan. Selama dua dekade sejak tahun enam puluhan, sebagian besar produk minyak nilam diarahkan sebagai zat pengikat pada industri parfum.

Komponen utama dalam minyak nilam yang di-pakai sebagai zat pengikat tersebut hanya ”pachouli alkohol”.

Berdasarkan kenyataan ini, sudah saatnya Indonesia tidak lagi melakukan ekspor minyak nilam mentah, tetapi harus dilakukan peningkatan nilai tambah dari produk minyak nilam tersebut. Salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah menyiapkan teknologi pengolahan minyak nilam ditingkat ekportir, sehingga produk yang diekspor kepasaran internasional adalah berupa komponen-komponen minor lainnya yang sesuai dengan perkembangan industri saat ini.

(28)

Minyak nilam adalah minyak atsiri yang diperoleh dari daun, batang dan cabang nilam dengan cara penyulingan. Minyak yang dihasilkan terdiri dari komponen bertitik didih tinggi seperti patchouli alkohol, patchoulen, kariofilen dan non patchoulenol yang berfungsi sebagai zat pengikat (fixsative) (Ketaren, 1985). Jenis minyak nilam bersifat fixsative, oleh karena itu minyak nilam banyak digunakan oleh industri parfum, sabun dan kosmetika atau obat-obatan bahkan juga sebagai pestisida dan zat aditif pada bahan bakar solar (Manoi .2007).

2.2. Biodisel

Sebagian besar kebutuhan energi dunia diperoleh dari minyak bumi (petroleum), batubara dan gas bumi dengan pengecualian energi listrik dan energi nuklir. Bagaimanapun juga sumber-sumber ini sifatnya terbatas dan suatu saat akan habis. Oleh karenanya pencarian alternatif sumber-sumber energi merupakan hal yang penting. Penggunaan minyak nabati sebagai bahan bakar alternatif untuk mesin diesel menjadi semakin menarik dengan semakin menipisnya sumber-sumber energi dari minyak bumi. Minyak nabati merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui dan potensial dimana kandungan panasnya mendekati bahan bakar petroleum.

Biodiesel adalah bahan bakar nabati yang dibuat dari minyak nabati melalui proses esterifikasi, transesterifikasi. Bahan bakar yang berbentuk cair ini bersifat menyerupai solar (Tabel 2.2), sehingga sangat prospektif untuk dikembangkan. Biodiesel memiliki kelebihan lain dibanding dengan solar, yaitu bahan bakar ramah lingkungan karena menghasilkan emisi yang jauh lebih baik (Free sulpur, Smoke number rendah ) dengan memanfaatkan salah satu jenis bahan bakunya RBDPO(Hanif.2009). RBDPO dihasilkan dari minyak kelapa sawit (CPO). Proses pengolahan buahkelapa sawit menjadi CPO dan kemudian dilanjutkan dengan pembuatan RBDPO adalahsebagai berikut:

Minyak kelapa sawit mentah dapat diolah menjadi minyak goreng (RBD palm olein) dan RBD Stearin. Dalam proses pengolahan tersebut zat-zat pengotor seperti air, mineral-mineral logam, zat-zat lendir dan asam lemak bebas perlu dihilangkan melaluiproses pemurnian. Demikian juga dalam CPO

(29)

masih terdapat campuran antara gliserida padat dan gliserida cair, maka perlu dilakukan pemisahan secara kristalisasi fraksinasi.

Langkah-langkah proses yang dilakukan untuk RBDPO adalah sebagai berikut:

a. Menghilangkan zat-zat lendir (gum) didalam CPO dalam hal ini dilakukan dengan penambahan Asam Pospat (H3PO4

b. Proses Bleaching pada tahap ini dilakukan pemucatan sekaligus penghilangan mineral-mineral logam pengotor dengan penambahan bahan pemucat bleaching earth untuk mendapatkan Bleaching Palm Oil

) untuk mengendapkan zat lendir tersebut dan akan menghasilkan Degumming Palm Oil

c. Proses Deodorization pada tahap ini dilakukan penghilangan bau sekaligus juga penghilangan asamlemak bebas melalui destilasi vakum. Zat-zat yang bersifat steam volatile akan keluar bersama asam lemak bebas sehingga sebagai residu dihasilkan Refinery Bleaching Deodorization Palm Oil .

Gambaran potensi tersebut dapat dilihat dari uji performansi dan sifat-sifat fisik biodiesel yang dihasilkan (Manurung.2007).Reaksi kimia proses transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester dengan metanol sebagai senyawa pengesterifikasi dengan menggunakan katalis KOH, adalah sebagai berikut:

2HC O C

HC O C _R

2HC O C _R

Trigliserida

+ 3 CH₃OH

2HC OH

HC OH

2HC OH

Metanol _Gliserol

R₁ C

O CH₃

R₂ C

O CH₃

R₃ C

O CH₃

Metil Ester

(30)

Tabel 2.2 Standar Mutu Biodiesel

Parameter Batas nilai Metode uji

Massa Jenis pada suhu 40o

Viskositas kinematik pada suhu 40

C Kg/m3 850-890 ASTM D1928

Angka Setana Min 51 ASTM D613

C 2.3 -6.0 ASTM D445

Titik Nyala (Mangkok Tertutup) o Korosi Bilah Tembaga (3 Jam, 50

C Min 100 ASTM D 93

Air dan Sedimen, %-vol Maks 0,05 ASTM D2709 C) Maks No 3 ASTM D130

Temperatur Distilasi , 90

Kadar ester alkil, %-b Maks 96,5 Dihitung

C Maks 360 ASTM D1160

Sumber : Forum Biodiesel Indonesia, 2006

2.3. Bahan Bakar Diesel (Solar)

Bahan bakar minyak diesel / solar umumnya berasal dari minyak bumi yang terdiri dari beberapa senyawa hidrokarbon yang mempunyai berat berbeda dan juga mengandung senyawa organik sulfur. Minyak diesel adalah produk destilat fraksi tengah dari minyak mineral yang kurang volatil dan dengan titik didih pada suhu antara 250oC – 370oC . Hidrokarbon yang terkandung dalam bahan diesel antara lain parafin, naphtan, olefin, dan aromatik. Selain menghasilkan energi, pembakaran sumber energi fosil khususnya bahan bakar solar juga melepaskan gas-gas antara lainkarbondioksida (CO2), nitrogen oksida (NOx) dan sulfur dioksida (SO2) yang

menyebabkan pencemaran udara.(Bangun.2010).

(31)

Tabel 2.3. Kualitas Minyak Solar

Parameter Spesifikasi Metode Uji

Densitas pada suhu 15o

Angka Setana Min 48 ASTM D976

C 815 – 870 ASTM D1298

Viskositas Kin 40 0

Titik Nyala (Flash Point)

C 1,6 – 5,8 ASTM D445

Korosi Bilah Tembaga Maks No 1 ASTM D130

C maks 150 ASTM D-130

Temperatur distilasi 90% Vol 0

Warna (Colour) Maks 3,0 ASTD6045

C Maks 370 ASTM D86

Sumber : Spesifikasi Solar dari Dirjen Migas

2.4 . Biosolar

Pencampuran bio-diesel dengan minyak solar biasanya diberikan sistem penamaan tersendiri, seperti B2, B3 atau B5 yang berarti campuran bio-dieseldan minyak solar yang masing-masing mengandung 2%, 3%, dan 5% biodiesel. Sedangkan B20 atau B100 merupakan campuran bio-diesel dan minyak solar yang masing-masing mengandung 20% dan 100% biodiesel. Pada umumnya konsentrasi tertinggi yang sudah dioperasikan secara komersial adalah B20, walaupun biodiesel dapat dicampur dengan minyak solar padaberbagai konsentrasi tanpa merusak atau memodifikasi mesin, tetapi memerlukan penggantian paking karet pada beberapa peralatan karena spesifikasinya disesuaikan untuk bahan bakar minyak.Pada kenyataannya pencampuran minyak solar dengan biodiesel tidaklah semudah yang diperkirakan orang. Walaupun hanya mengatur konsentrasi saja, tetapi dalam jumlah yang besar akan terjadi masalah bila konsentrasi biodiesel tidak sesuai dengan yang seharusnya. Teknologi pencampur biodiesel dengan minyak solar ternyata ada enam jenis teknologi yang dapat diterapkan di Indonesia yaitu pencampuran Splash pada tanki terminal, pencampuran. Sekuensial pada rak pipa pengisian, pencampuran Sekuensial pada

(32)

loading arm pengisian, dan pencampuran Injeksi pada rak pipa, kemudian 2 teknologi pencampur lainnya adalah pencampuran langsung pada lokasi industri serta pencampuran dengan Injeksi di Stasiun Pengisian bahan Bakar Umum (Boedoyo .2006)

2.5. Zat Aditif

Zat aditif terdiri dari dua macam, yaitu aditif sintesis (aditif buatan) nitrat, peroxidedan bioaditif (berasal dari tumbuhan). Telah banyak penelitian dalam melakukanreformulasi bahan bakar ini. Terobosan yang semakin tajam dalam pemilihan aditifpada bahan bakar adalah aditif organik (bioaditif) yang berasal dari tumbuhanalam. Indonesia merupakan produsen utama beberapa minyak esensial, sepertiMinyak Nilam (Patchouli Oil), Minyak Akar Wangi (Vertiver Oil), Minyak SerehWangi (Cintronella Oil), Minyak kenanga (Cananga Oil), Minyak Kayu Putih(Cajeput Oil), Minyak Sereh Dapur (Lemon Grass), Minyak Cengkeh (Cloves Oil),Minyak Cendana (Sandal wood Oil), Minyak Pala (Nutmeg Oil), Minyak KayuManis (Cinamon Oil), Minyak Kemukus(CubeOil) dan Minyak Lada (PepperOil)(Kadarohman.2009).

Alternatif untuk meningkatkan efisiensi hasil pembakaran bahan bakar danmengurangi pencemaran adalah mereformulasi bahan bakar dengan zat aditif yangberfungsi untuk memperkaya kandungan oksigen dalam bahan bakar mengemukakan zat aditif‘penyedia oksigen’ pada bahan bakar solar berperan untuk meningkatkan bilangan setana (cetane number), sehinggapembakaran menjadi lebih sempurna.Minyak atsiri dapat larut dalam minyak solar dan hasil analisis terhadapkomponen penyusunnya banyak mengandung atom oksigen (Kadarohman.2003),yang diharapkan dapat meningkatkan pembakaran bahan bakar dalam mesin.Hallain yang cukup penting dari struktur senyawa penyusun minyak atsiri, adalahterdapat senyawa dalam bentuk siklis dan rantai terbuka, yang diharapkan dapatmenurunkan kekuatan ikatan antar molekul penyusun solar sehingga prosespembakaran akan lebih efektif. Berdasarkan uraian di atas penting untuk diteliti

(33)

mengenai karakterisasi bioaditif dari minyak nilam serta uji kinerjanya terhadap mesin diesel yang menggunakan bahan bakar biosolar.

2.6. Pemakaian Bioaditif terhadap Bahan BakarBiosolar

Golongan senyawa yang dapat digunakan sebagai aditif bahan bakar biosolar diantaranya adalah golongan minyak atsiri. Golongan minyak atsiri biasanya mengandung senyawa aromatis. Pada umumnya biosolar yang mengandung kadar aromatis yang tinggi memiliki berat jenis besar dan bilangan setana yang lebih rendah. Namun demikian minyak cengkeh, sereh, kayu putih, terpentin terbuktik memberi hasil yang baik karena mempunyai ukuran molekul besar dan molekulnya mengandung atom oksigen.Minyak ini dapat larut dalam bahan bakar, dan dari hasil analisis terhadap komponen penyusunnya banyak mengandung oksigen yang dapat meningkatkan laju pembakaran, sehingga pembakaran bahan bakar dalam mesin menjadi lebih sempurna. Hal lain yang cukup penting dari ruang struktur senyawa penyusun minyak tersebut yaitu berada dalam rantai terbuka yang dapat menurunkan kekuatan ikatan antar molekul penyusun bahan bakar sehingga proses pembakaran akan lebih efektif dan sempurna. Aditif bahan bakar diesel sangat dianjurkan sebagai penyokong untuk meningkatkan performan mesin, irit bahan bakar tenaga yang dihasilkan besar dan mengurangi tingkat emisi gas buang dan ramah lingkungan (Silaban. 2010)

Beberapa jenis zat aditif dengan kandungan oksigen berbeda-beda yang telah diujicobakan pada suatu penelitian didapatkan bahwa masing-masing zat aditif tersebut mempunyai pengaruh yang berbeda-beda. Dari beberapa penelitian sebelumnya penambahan aditif berbasis senyawa nitrat pada solar yang diblending dengan biodisel

untuk mendapat bahan bakar baru emisi rendah dan hemat pemakaian (Munawir.2006). Minyak cengkeh juga memiliki potensi untuk dijadikan bioaditif karena memiliki kinerja tinggi dalam menurunkan laju komsumsi bahan bakar sebesar 4,43 % (Kadorahman.2009).Emisi gas buang yang dihasilkan oleh pembakaran pada umumnya berdampak negatif terhadap lingkungan sehingga terjadi pencemaran

(34)

lingkungan (tidak ramah lingkungan) pengaruh zat aditif dapat menurunkan emisi gas buang sehingga pencemaran udara dapat diperkecil .

2.7. Emisi Gas Buang

Proses pembakaran yang terjadi di dalam ruang bakar merupakan serangkaian proses kimia yang melibatkan campuran bahan bakar berupa HC dengan oksigen. Proses pembakaran ini menghasilkan empat macam gas buang, berupa CO2, CO, NOx, dan

HC. Keempat macam gas buang ini terbentuk pada proses pembakaran sempurna dan tidak sempurna. Proses pembakaran bahan bakar dengan udara dapat menghasilkan panas, dan untuk memperbanyak panas yang dihasilkan pada saat pembakaran maka dapat dilakukan dengan cara menyepurnakan proses pembakaran. Penyempurnaan proses pembakaran dapat dilakukan dengan cara memberikan udara lebih pada saat proses pembakaran dan dengan cara menyempurnakan proses percampuran bahan bakar dengan udara melalui turbulensi yang baik. Dengan demikian akan diperoleh hasil pembakaran yang optimal dan sebagai konsekuensinya akan diperoleh panas pembakaran yang lebih besar dibandingkan dengan proses pembakaran normal. Hal ini dapat menghemat penggunaan bahan bakar yang di bakar untuk menghasilkan panas pembakaran(Silaban.2010)

Untuk menghasilkan tenaga pada kendaraan bermotor memerlukan reaksi kimia berupa pembakaran senyawa hidrokarbon. Hidrokarbon yang biasa digunakan adalah oktana. Pada dasarnya, reaksi yang terjadi adalah: C8H18 + 25O2 8CO2 + 9H2O. Ini

adalah pembakaran yang terjadi secara sempurna walaupun masih terdapat polutan, yaitu karbon dioksida (CO2). Tetapi pada praktiknya, pembakaran yang terjadi tidak

selalu sempurna, yaitu karbon yang tidak berikatan sempurna dengan oksigen sehingga terdapat sisa karbon monooksida (CO) yang menjadi polutan berbahaya Pada negara-negara yang memiliki standar emisi gas buang kendaraan yang ketat, ada 5 unsur dalam gas buang kendaraan yang akan diukur yaitu senyawa HC, CO, CO2, O2 dan

(35)

ketat, hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senyawa HC, CO, CO2 dan O2,

termasuk Indonesia. (Amril. 2010).

2.7.1. Hidrokarbon

Hidrokarbon yang didapat di gas buang kendaraan menunjukkan adanya BBM yang tidak terbakar dan terbuang bersama sisa pembakaran. Apabila suatu senyawa hidrokarbon terbakar sempurna (bereaksi dengan oksigen) maka hasil reaksi pembakaran tersebut adalah karbondioksida (CO2) dan air (H2O). Walaupun rasio

perbandingan antara udara dan bahan bakarsudah tepat dan didukung oleh desain ruang bakar mesin saat ini yang sudah mendekati ideal, tetapi tetap saja sebagian dari BBM seolah-olah tetap dapat “bersembunyi” dari api saat terjadi proses pembakaran dan menyebabkan emisi HC pada ujung knalpot cukup tinggi. (Naibaho.2009)

2.7.2. Karbon Monoksida (CO)

Gas karbonmonoksida adalah gas yang relative tidak stabil dan cenderung bereaksi dengan unsur lain. Karbon monoksida, dapat diubah dengan mudah menjadi CO2

dengan bantuan sedikit oksigen dan panas. Saat mesin bekerja dengan AFR yang tepat, emisi CO pada ujung knalpot berkisar 0.5% sampai 1% untuk mesin yang dilengkapi dengan sistem injeksi atau sekitar 2.5% untuk mesin yang masih menggunakan karburator. Dengan bantuan air injection sistem atau CC, maka CO dapat dibuat serendah mungkin mendekati 0%. (Naibaho.2009)

2.7.3. Karbon Dioksida (CO2

Konsentrasi CO

)

2 menunjukkan secara langsung status proses pembakaran di ruang

bakar. Semakin tinggi maka semakin baik. Saat AFR berada di angka ideal, emisi CO2

berkisar antara 12% sampai 15%. Apabila AFR terlalu kurus atau terlalu kaya, maka emisi CO2 akan turun secara drastis. Apabila CO2 berada dibawah 12%, maka kita

harus melihat emisi lainnya yang menunjukkan apakah AFR terlalu kaya atau terlalu kurus. Perlu diingat bahwa sumber dari CO2 ini hanya ruang bakar dan CC. Apabila

(36)

CO2 terlalu rendah tapi CO dan HC normal, menunjukkan adanya kebocoran pipa

pembuangan. (Naibaho.2009).

2.7.4. Oksigen (O2

Konsentrasi dari oksigen di gas buang kendaraan berbanding terbalik dengan konsentrasi CO

)

2. Untuk mendapatkan proses pembakaran yang sempurna, maka kadar

oksigen yang masuk ke ruang bakar harus mencukupi untuk setiap molekul hidrokarbon. Dalam ruang bakar, campuran udara dan bahan bakar dapat terbakar dengan sempurna apabila bentuk dari ruang bakar tersebut melengkung secara sempurna. Kondisi ini memungkinkan molekul bahan bakar dan molekul udara dapat dengan mudah bertemu untuk bereaksi dengan sempurna pada proses pembakaran. Tapi sayangnya, ruang bakar tidak dapat sempurna melengkung dan halus sehingga memungkinkan molekul bahan bakar seolah-olah bersembunyi dari molekul oksigen dan menyebabkan proses pembakaran tidak terjadi dengan sempurna. (Naibaho.2009).

2.7.5. Pengendalian Emisi Gas Buang

Tingkat polusi udara dari mesin kenderaan tidak hanya di pengaruhi

Oleh teknologi pembakaran yang diterapkan dalam sistim itu saja tetapi juga dipengaruhi oleh mutu bahan bakar yang dipakai. Emisi gas buang yang dihasilkan oleh pembakaran kenderaan bermotor pada umumnya berdampak negatif terhadap lingkungan . Untuk mengatasi kenderaan bermotor diesel yang menghasilkan emisi gas buang yang relatif besar sehingga terjadi pencemaran lingkungan ( tidak ramah lingkungan) dipergunakan bahan bakar yang dapat menurunkan emisi gas buang sehingga pencemaran udara dapat diperkecil atau bahan bakar ini ramah lingkungan . Sesuai Keputusan Menteri Lingkungan hidup no 141 tahun 2003 dimana untuk standar CO : 4 %, HC : 500 ppm, CO2:12 % dan O2 : 2 %.

2.8.

GC-MS merupakan metode pemisahan senyawa organik yang menggunakan dua metode analisis senyawa yaitu Kromatografi gas (GC) untuk menganalisis

(37)

jumlah senyawa secara kuantitatif dan SpektrometriMassa (MS) untuk menganalisis struktur molekul senyawa analit.Gas kromatografi merupakan salah satu tehnik spektroskopi yang menggunakan prinsip pemisahan campuran berdasarkan perbedaan kecepatan migrasi komponen-komponen penyusunnya. Gas kromatografi biasa digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang terdapat pada campuran gas dan juga menentukan konsentrasi suatu senyawa dalam fase gas.

Spektroskopi massa adalah suatu metode untuk mendapatkan berat molekul dengan cara mencari perbandingan massa terhadap muatan dari ion yang muatannya diketahui dengan mengukur jari-jari orbit melingkarnya dalam medan magnetik seragam.

Penggunaan kromatografi gas dapat dipadukan dengan spektroskopi massa. Paduan keduanya dapat menghasilkan data lebih akurat dalam mengidentifikasi senyawa yang dilengkapi dengan struktur molekulnya.Kromatografi gas ini juga mirip dengan destilasi fraksinasi, karena kedua proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan pada perbedaan titik didih atau tekanan uap. Namun destilasi fraksional biasanya digunakan untuk memisahkan komponen-komponen dari campuran pada skala besar sedangkan GC dapat digunakan pada skala yang lebih kecil

Sekarang ini sistem GC-MS sebagian digunakan sebagai peran utama untuk analisa makanan dan aroma, petroleum, petrokimia dan zat-zat kimia di laboratorium. Kromatografi gas merupakan kunci dari suatu teknik anlitik dalam pemisahan komponen mudah menguap, yaitu dengan mengkombinasikan secara cepat analisa sehingga pemecahan yang tinggi mengurangi pengoperasian. Keuntungan dari kromatografi gas adalah hasil kuantitatif yang bagus dan harganya lebih murah. Sedangkan kerugiannya tidak dapat memberikan indentitas atau struktur untuk setiap puncak yang dihasilkan dan pada saat proses karakteristik yang didefenisikan sistem tidak bagus.Pada metode analisis GC-MS adalah dengan membaca spektra yang terdapat pada kedua metode yang digabung tersebut.Pada spektra GC jika terdapat bahwa dari sampel mengandung banyak senyawa, terlihat dari banyaknya puncak (peak) dalam spektra GC tersebut. Berdasarkan data waktu retensi yang sudah diketahui dari literatur, bisa diketahui senyawa apa saja yang ada dalam sampel.

(38)

Selanjutnya adalah dengan memasukkan senyawa yang diduga tersebut ke dalam instrument spektroskopi massa. Hal ini dapat dilakukan karena salah satu kegunaan dari kromatografi gas adalah untuk memisahkan senyawa-senyawa dari suatu sampel. Setelah itu, didapat hasil dari spektra spektroskopi massa pada grafik yang berbeda.Informasi yang diperoleh dari kedua tehnik ini yang digabung dalam instrument GC-MS adalah hasil dari masing-masing spektra.Untuk spektra GC, informasi terpenting yang didapat adalah waktu retensi untuk tiap-tiap senyawa dalam sampel. Sedangkan untuk spektra MS bisa diperoleh informasi mengenai massa molekul relative dari senyawa sampel tersebut (Guenther. 1990)

(39)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan 3.1.1. Alat

Peralatan yang digunakan untuk mengisolasi minyak atsiri adalah Seperangkat alat destilasi uap (Sthal) , timbangan, satu set alat pembuatan biodisel dan untuk menganalisa komposisi minyak atsiri, hasil campuran minyak nilam dan biosolar di gunakan GC-MS dan uji karakteristik seperangkat alat mengukur viskositas, seperangkat alat mengukur Flash Point , Piknometer untuk mengukur densisity dan autogas Analyzer untuk mengukur emisi gas buang .

3.1.2. Bahan

Penelitian ini menggunakan bahan daun nilam segar diperoleh dari Pakpak Barat, RBDPO ,bahan bakar solar produksi Pertamina , aquades, Metanol, KOH dan Natrium Sulfat Anhidrat.

3.2. Prosedur Penelitian

3.2.1. Pengolahan Minyak Nilam

Daun nilam basah sebanyak 200 g dibersihkan, dirajang, dan di timbang kemudian di destilasi dengan menggunakan alat destilasi uap (Sthal).Minyak yang diperoleh dari destilasi Stahl masih mengandung air sehingga dilakukan penambahan Natrium Sulfat Anhidrat untuk mengikat airnya kemudian dipisahkan dengan menggunakan speed, hasil minyak nilam yang diperoleh dianalisa komposisi dengan menggunakan GC-MS dan selanjutnya digunakan dalam pencampuran biosolar( biodisel + solar ).

3.2.2.Proses Pembuatan Biodisel dari RBDPO

Metanol yang digunakan sebesar 30% dari volume RBDPO direaksikan dengan KOH yang jumlahnya 1 % dari berat RBDPO dalam botol aspiratur, dan diaduk pada

(40)

kecepatan 2000 rpm. Reaksi metanol + KOH dan RBDPO dijaga suhunya sekitar 60 – 650C selama 3 jam, aduk dengan menggunakan pengaduk mekanik pada kecepatan 2000 rpm.Setelah reaksi terjadi akan terbentuk 2 lapisan, lapisan atas adlah Fatty acid Methyl Ester (FAME) atau biodisel, sedangkan lapisan bawah adalah gliserin dipisahkan kedua lapisan dengan menggunakan corong pemisah.Biodisel dicuci dengan menggunakan air untuk menghilangkan ekses metanol kemudian dipisahkan didalam corong pemisah selanjutnya tambahkan dengan Na2SO4 anhidrat dan disaring,

filtrat adalah biodisel dari RBDPO.

3.2.3. Proses Pencampuran

Setelah dilakukan pencampuran dengan berbagai komposisi,minyak nilam+biodisel+solar dimana jumlahminyak nilam yang digunakan 1 %,2 %, 3 % dan 4 % ditambah biosolar ( 800 ml solar + 200 ml biodisel) setelah itu dilakukan uji GC-MS untuk mengetahui komposisi kimianya, viskositas, density, titik Nyala, dan emisi gas buang.

3.2.4. Analisis dan pengujian Hasil Pencampuran minyak nilam dan biosolar 3.2.4.1. Penentuan Densitas (Density)

Densitas atau berat jenis fluida adalah suatu perbandingan antara massa suatu zat dengan volumenya. Densitas adalah salah satu variabel untuk menentukan :

Kerapatan suatu fluida (�) dapat didefenisikan sebagai massa per satuan volum

Ρ

=m_v

Dimana :� = rapat massa ( kg/m3

m = massa (kg)

)

v = volume (m3₎

3.2.4.2. Penentuan Viskositas

Sebanyak 75ml sampel (m.nilam + biosolar ) kedalamnya dimasukkan higrometer untuk mengukur SG . Dimasukkan media pemanas kedalam wadah bagian luar

(41)

viskometer Redwood dan dipasang thermometer. Ditutup konp penutup aliran dan kemudian sampel dimasukkan sampai tanda batas. Disambungkan kabel arus listrik kemudian alat dipanaskan hingga suhu 40oC. Setelah suhu 40o

Perhitungan untuk menghitung Viskositas

C arus listrik dimatikan kemudian knop penutup dibuka dan ditampung ke flash glass sampai tanda batas sambil di hidupkan stopwatch. Jika sampel telah sampai batas ,stopwatch dimatikan dan di catat waktunya.

1. Kecepatan alir V = SG x t Dimana :

V : Kecepatan alir SG : spesific grafity t : waktu (dtk)

2. Perhitungan Viskositas Kinematik (VK) VK = waktu alir x faktor pengali Redwood Dimana : VK = viskositas kinematik (cm2 Faktor pengali = 4,10

/dtk)

3. Perhitungan Viskositas Viskositas = VK x ρ

Dimana : VK : Viskositas kinematik (cm2

Ρ : Densitas (gr/cm

/dtk)

)

3.2.4.3. Pengujian Titik Nyala

Sebanyak 75 ml sampel dimasukkan ke dalam wadah dan ditutup disambungkan kabel arus listrik dan kemudian alat dihidupkan dengan menekan tombol ON. Diatur kuat arus sebesar 2 Ampere. Dihidupkan pengaduk dan dinyalakan api. Dipasang thermometer analisa dilakukan setiap kenaikan 10C. Jika sampel sudah memperlihatkan adanya nyala api, maka di catat temperaturnya.

(42)

3.2.4.4. Penentuan kadar air

Sebanyak 5 g biodisel dimasukkan ke dalambotol timbang, kemudian dikeringkan dengan ovenpada suhu 105oC sebelum dimasukkan ke desikator dan ditimbang sampai berat konstan. Berkurangnya berat sampel dinyatakan sebagai beratair yang menguap dari sampel.

3.2.4.5 .Prosedure Pengujian Emisi Gas Buang

Pengujian emisi gas buang yang dilakukan meliputi kadar HC, CO,CO2dan NO2

Prosedur Pelaksanaan Pengujian Emisi Gas Buang

yang terdapat pada hasil pembakaran bahan bakar. Pengujian ini dilakukan bersama dengan pengujian unjuk kerja motor disel dimana gas buang yang dihasilkan oleh mesin kerja pada saat pengujian diukur untuk mengetahui kadar emisi dalam gas buang. Pengujian emisi gas buang dilakukan dalam penelitian ini menggunakan alat Auto Logic gas Analizer.

1. Dinstall software Autogas Analyzer pada notebook

2. Dirangkai alat Autogas Analyzer dan menghubungkannya dengan notebook

3. Dipanaskan mesin uji selama beberapa menit agar kondisinya stabil 4. Diset range pengambilan data setiap 10 detik untuk selama 100 detik 5. Dihubungkan sensor alat uji emisi gas buang ke lubang knalpot mesin 6. Disimpan data emisi gas buang berupa CO2, CO, HC, O2

7. Untuk mengganti / memvariasikan bahan bakar maka langkah yang harus dilakukan: dan NOx

a. Dimatikan mesin uji

b. Dibersihkan tangki dan filter bahan bakar dari sisa-sisa bahan bakar sebelumnya Ditinggu waktu sekitar 5 - 10 menit agar tangki, filter dan selang aliran bahan bakar c. Ditunggu waktu sekitar 5 - 10 menit agar tangki, filter dan selang aliran bahan bakar

bersih dari sisa bahan bakar sebelumnya

d. Dimasukkan bahan bakar yang baru ke dalam tangki bahan bakar e. Ditunggu sekitar 15 detik agar bahan bakar sampai ke filter bahan bakar f. Dihidupkan mesin sekitar 5 menit agar kondisi stabil

(43)

3.3. Skema Penelitian

3.3.1. Diagram alir perolehan minyak nilam

Nilam (segar)

Alat destilasi uap (sthal)

Residu (Ampas) Destilat (Minyak Nilam+ Air) dirajang

ditimbang

didestilasi

+ Na2SO4 anhidrat

Minyak Nilam Air

Analisis GC-MS Hasil Analisis

dibersihkan

dipisahkan

Minyak Nilam Na2SO4.xH2O

(44)

3.3.2. Diagram Alir Proses Produksi Biodisel

KOH 1 % dari berat RBDPO

30 % metanol dari volume RBDPO

Temperatur 60 – 65 oC (diaduk3 jam, 2000 rpm)

Didiamkan sampai pada suhu kamar

Dicuci dgn aquades 3 kali

Ditambah Na2SO4

Disaring

anhidrat

Digunakan untuk pencampuran dengan solar

RBDPO

Hasil Proses

Lapisan atas (biodisel)

Lapisan bawah (gliserol)

Lapisan atas (biodisel)

Lapisan bawah (air)

HASIL

Uji GC-MS ,density, viskositas, titik nyala,

(45)

3.3.3. Rasio Pencampuran Minyak Nilam dengan Biosolar.

Minyak nilam

(1%,2%,3%,4%

Biosolar (solar+biodisel)

8 : 2 (v/v)

Minyak nilam + biosolar

Hasil

- Density

- Viskositas

- Titik nyala Emisi gas buang

(46)

BAB 4

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. HasilAnalisisdenganGC – MS dari Minyak Nilam

Minyak Nilam yang diperolehmelalui penyulingan secara hidrodestilasi setelah dianalisis dengan GCdiperolehkromatogram GC sebanyak 15puncaksenyawa(gambar 4.1) dan spektrum MS dari minyak nilam ( lampiran 8 ) dengan komposisi senyawa pada tabel 4.1.

(47)

Tabel 4.1. Kompisisi jenis Senyawakimiahasilanalisa GC-MS yang terhadap pada minyak nilam

No. Peak

RT (menit) Massa Rumus Senyawa

[Rumus Molekul

Nama Senyawa

% Area

1 2,270 58 C3H6O Propanon 22,33

2 8,357 136 C10H16 Beta-Pinene 0,87

3 16,784 204 C15H24 Beta-Caryophyliene 1,64

4 17,157 204 C15H24 Seychellene 1,35

5 17,456 202 C15H22 1,5-dimetyl-4-hexenyl 9,59

6 17,860 204 C15H22 Beta-Bisabolen 1,27

7 18,889 220 C15H24O Caryophylen Oksida 1,62

8 19,413 - - - 0,77

9 19,622 - - - 8,02

10 19,700 - - - 1,62 11 19,810 - - - 6,04 12 20,005 222 C15H26O Patchouli Alkohol 33,44

13 20,937 - - - 3,52 14 21,107 152 - - 5,31 15 21,907 204 C15H24 Alpha Humulene 2,63

Masing-masing struktur dari senyawa yang ditemukan pada minyak nilam adalah seperti pada gambar 4.2

(48)

H3C

C O

CH3

Propanone

H3C

CH3 CH2

beta-caryophyliene

H3C

CH₂ Beta-Pinene CH₃ CH₃ CH₃ Seychellene Alpha-curcumen

H₃C

H C CH₃ H₂ C H₂ C C H C CH₃ CH₃ CH3 OH H3C CH3

H3C

Patchouli Alkohol

H3C

CH2 H2 C H2 C C H C CH3 CH3 beta-bisabolene O CH3 CH3

H3C

H2C Caryophylen Oksida

CH3

CH3 CH3

alpha humulene

Gambar 4.2 Struktur masing-masing senyawa yang ditemukan dalam minyak nilam

4.1.1 Senyawa Propanon

Hasil analisis spektroskopi MS dari senyawa propanon memberikan spektrum seperti pada gamabar 4.3

Gambar 4.3 Spektrum MS senyawa propanon yang terdapat dalam minyak nilam

(49)

Keterangan : a. Sampel

b. Standart library

Senyawa ini memberikan RT 2,270 menit sebanyak 22,33 %. Hasil MS memberikan puncak ion molekul pada m/e = 58 (M)+ diikuti puncak hanya fragmentasi pada m/e = 43 (M-CH3)+ yang merupakan puncak dasar. Berdasarkan standard libary bahwa

senyawa tersebut memiliki rumus molekul C3H6O yang merupakan senyawa

propanon.Secara hipotesa berdasarkan spektrum MS pola fragmentasi puncak-puncak yang diberikan seperti pada gambar 4.4 :

+ e

3 – CO – CH3 [ CH3 – CO – CH3 ] +. � �⁄ = 58

–. CH

- 2e

CH3 – C

� �⁄ = 43 Gambar 4.4 Pola fragmentasi senyawa Propanon

(50)

4.1.2. Senyawa Caryophylen Oksida

Hasil analisis spektroskopi MS dari senyawa Caryophylen Oksida memberikan spektrum seperti pada gambar4.5

Gambar 4.5 Spektrum MS senyawaCaryophylen Oksida dari minyak nilam

Keterangan : a. Sampel

b. Standart library

Senyawa ini memberikan RT 18,889 menit sebanyak 1,62 % Hasil analisa MS memberikanspektrum masa dengan puncak ion molekul pada m/e = 220 yang merupakan massa rumus relatif dari caryophylen oksida (C15H24O)di ikuti

puncak-puncak fragmentasi pada m/e = 177(M-CH3-C=O), m/e 149 (177-C2H4), m/e= 109

(149-C3H4) m/e= 79 (109-C2H6) dan puncak dasar m/e=41 (79-C3H2).Secara

hipotesis berdasarkan spektrum MS pada pragmentasi dari senyawa tersebut ( gambar 4.6)

(51)

CH2 CH3 CH3

CH3

(C15H24O)

+1e

- 2e _O

CH2 CH3 CH3

CH3

m/e = 220 (C15H24O)

-C2H3O

CH2 CH3 CH3

m/e = 177 (C13H21)+

-C2H4

CH2 m/e = 149 (C11H17)+

-C3H4

m/e = 109 (C8H13)+

-C2H6

m/e = 79 (C6H7)+

-C3H2

m/e = 41 (C3H5)+ Gambar 4.6 Pola fragmentasi senyawa Caryophylen Oksida

(52)

4.1.3 Patchouli Alkohol

Hasil analisis spektroskopi MS dari senyawa Patchouli Alkoholmemberikan spektrum seperti pada gambar 4.7

Gambar 4.7 Spektrum MS senyawaPatchouli Alkohol dari minyak nilam

Senyawa ini memberi RT 20,005 menit sebanyak 33,44 % . Hasil MS memberikan puncak ion molekul pada m/e= 222 yang merupakan Mr dari patchouli alkohol (C15H26O) diikuti puncak-puncak fragmentasi pada m/e = 207 (M-CH3) , m/e =189

(207-H2O), m/e = 147 (189-C3H6),dengan puncak dasar m/e = 83 (147-C5H4).Secara

(53)

CH3

CH₃ OH CH₃

CH₃

(C15H26O)

+ 1e - 2e CH₃ CH3 OH CH3 CH3

m/e = 220 (C₁₅H₂₆O)

CH3

OH CH₃

CH₃ m/e = 207 (C₁₄H₂₃O)+

- H₂O

CH₃ CH3

CH3

m/e = 189 (C14H21)+

- C2H4

CH3

m/e = 161 (C₁₂H₁₇)+

CH₃ m/e = 147 (C₁₁H₁₅)+

-C3H6

-C₅H₄

m/e = 83 (C₆H₁₁)+

(54)

4.2 .Analisa Bahan Biodisel dari RBDPO

Analisa yang dilakukan terhadap bahanRifineryBleaching Deodorization Palm Oil (RBDPO) meliputi analisa kadar asam lemak bebas (ALB) dan analisa kadar air hasil analisa dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut:

Tabel 4.2. Hasil Analisa bahan biodisel dari RBDPO

Parameter %

Asam lemak Bebas (ALB) 0,11

Kadar Air 0,12

Dari Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa kadar asam lemak bebas bahan biodisel yang diperoleh sebesar 0,11 % , dimana kadar ALB masih di bawahbatas maksimum 1 % untuk proses transesterifikasi. Kandungan asam lemak bebas yang tinggi , dapat meningkatnya reaksi samping pada reaksi transesterifikasi yaitu reaksi penyabunan yang dapat mengakibatkan pembentukan emulsi pada campuran ester dan gliserol sehingga sukar dipisahkan.

Kadar airyang diperoleh sebesar 0,12 % , kadar air yang tinggi akan mengakibatkan reaksi akan berjalan sangat lambat atau terhenti dan kemungkinan terjadi reaksi hidrolisis semakin besar yang dapat mengakibatkan konversi transesterifikasi semakin kecil.Pembuatan biodiesel RBDPO dilakukansecaratransesterifikasi (metanolisis) menggunakankatalisbasa KOH..Dari hasilpenelitianrendemenmetil ester (biodiesel) yang diperoleh ≥ 98 %.

(55)

4.3. Hasil pengujian Biodisel, Solar dan Bahan aditif minyak nilam terhadap Biosolar

Tabel 4.3 Hasil pengujian Biodisel, Solar dan Bahan aditif minyak nilam terhadap biosolar

No Para Meter Uji Biodisel Solar Bahan aditif terhadap biosolar 0,1% 0,2% 0,3% 0,4%

1 Densiti ( kg/m3) 866 825 854 854,6 855 856 2 Viskositas Kinematik

400C (cSt) 3,78 2,02 2,648 2,741 2,798 2,849 3 Titik Nyala ( 0C ) 140 65 80 80 79 79 4 Kadar Air ( % ) 0,045 0,05 - - - -

Hasil uji tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Densitas ( Density)

Densitas Biodisel ( B100), solar dan biosolar + bahan aditif pengujian menggunakan metode ASTM D – 1298 dan hasil uji yang diperoleh memenuhi standart biodisel (850 kg/m3 –890 kg/m3) dan solar (850 kg/m3 – 890 kg/m3 2. Viskositas

) .

Viskositas kinetik diukur dengan menggunakan metode ASTMD-445 dan hasil uji yang diperoleh memenuhi stndar biodisel (2,3 - 6,0 cSt). Dan solar yang rentang nilainya ( 1,6 – 5,8 cSt)

3. Titik nyala

Titik nyala ( Flash Poin) diukur dengan menggunakan Metode ASTM D – 93 dan hasil uji diperoleh belum memenuhi standar mutu biodisel yang nilai batasnya minimum 100 0C, tetapi memenuhi stantar solar max 1500C.

(56)

Kadar air Biodisel diukur menggunakan metode ASTM D – 95 dan hasil uji yang diperoleh 0,0450 % hal ini sudah memenuhi standar mutu biodisel yang nilai batasnya 0,05 %

4.4. Hasil Pengujian Emisi Gas Buang 4.4.1. Hasil pengujian Gas Buangan CO2

Tabel 4.4. Hasil pengujian Gas Buangan CO

pada 1600-2400 rpm

2 pada 1600-2400 rpm

No Produk Bahan Bakar %CO2

1 Solar 5,255

2 Biodisel 5,637

3 B20 + m.nilam0,1% 5,719 4 B20 +m.nilam 0,2% 5,923 5 B20 +m.nilam 0,3% 6,009 6 B20 +m.nilam 0,4% 6,144

Gambar 4.9 Grafik % CO2

Hasil pengujian komponen CO

terhadap produk Bahan Bakar

2seperti disajikan dalam Tabel 4.4 menunjukkan

emisi komponen CO2 dari gas buang kendaraan masih dibawah standar lingkungan

4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8 6 6,2 6,4

(57)

hidup yaitu 12 % yang menggunakan minyak nilam 0,4 % terhadap biosolar (B20) lebih tinggidari pada emisi komponen CO2 dari gas buang kendaraan yang

menggunakan minyak solar. Komponen CO2 kendaraan yang memakaiminyak nilam

terhadap biosolar (B20) rata-rata lebih tinggi 0,16 % dari pada minyak solar hal ini menunjukkan bahwa pembakaran suatu senyawa hidrokarbon yang sempurna akan menghasilkan gas CO2

4.4.2. Hasil pengujian Gas Buangan COpada 1600-2400 rpm .

Tabel 4.5. Hasil pengujian Gas Buangan COpada1600-2400 rpm

No Produk Bahan Bakar % CO

1 Solar 2,648

2 Biodisel 2,452

3 B20 + m.nilam0,1% 2,410 4 B20 + m.nilam0,2% 2,347 5 B20 +m.nilam 0,3% 2,289 6 B20 +m.nilam 0,4% 2,224

Gambar 4.10 Grafik % CO terhadap produk Bahan Bakar

Hasil pengujian komponen CO seperti disajikan dalam Tabel 4.5menunjukkan emisi komponen CO dari gas buang kendaraan menunjukan penurunan dimana standar

2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7

(58)

maksimum 4 % yang menggunakan minyak nilam 0,4 % terhadap biosolar (B20) lebih rendah dari pada emisi komponen CO dari gas buang kendaraan yang menggunakan minyak solar. Komponen CO kendaraan yang memakai minyak nilam 0,4 % terhadap biosolar (B20) rata-rata lebih rendah 0,06 % dari pada minyak solar,hal ini menunjukkan bahwa pembakaran suatu senyawa hidrokarbon yang sempurna akan menurunkan gas CO.

4.4.3. Hasil pengujian Gas Buangan HCpada 1600 –2400 rpm Tabel 4.6. Hasil pengujian Gas Buangan HCpada1600 –2400 rpm

No Produk Bahan Bakar HC(ppm)

1 Solar 186,38

2 Biodisel 181,76

3 B20 +m.nilam 0,1% 181,26 4 B20 + m.nilam0,2% 180,98 5 B20 + m.nilam0,3% 180,96 s6 B20 +m.nilam 0,4% 180,90

Gambar 4.11 Grafik HC terhadap produk Bahan Bakar

Seperti disajikan dalam Tabel 4.6, hasil pengujian komponen hidrokarbon (HC) menunjukkan emisi komponen HC dari gas buang kendaraan menunjukkan penurunan

178 179 180 181 182 183 184 185 186 187

(

)

(59)

standart maksimum 500 ppm yang menggunakan minyak nilam 0,4 % terhadap biosolar (B20)lebih rendah dari pada emisi komponen HC dari gas buang kendaraan yang menggunakan minyak solar. Komponen HC yang memakai minyaknilam 0,4 % terhadap biosolar (B20) rata-rata lebih rendah 0,33 % dari pada minyak solar.

4.4.4. Hasil pengujian Gas Buangan O2

Tabel 4.7. Hasil pengujian Gas Buangan O

pada1600 –2400 rpm

2 pada 1600 –2400 rpm

No Produk Bahan Bakar % O2

1 Solar 2,644

2 Biodisel 2,544

3 B20 +m.nilam 0,1% 2,540 4 B20 +m.nilam 0,2% 2,534 5 B20 +m.nilam 0,3% 2,524 6 B20 + m.nilam0,4% 2,349

Gambar 4.12 Grafik % O2

Komponen O

terhadap produk Bahan Bakar

2 seperti disajikan dalam Tabel 4.7, hasil pengujian komponen

O2emisi komponen O2 dari gas buang kendaraan menunjukkan penrunan tapi belum

2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7

( %

)

(60)

masuk dalam standart yang dijinkan dimana batas 2 % yang menggunakan minyak nilam 0,4 % terhadap biosolar (B20) lebih rendah dari pada emisi komponen O2 dari

gas buang kendaraan yang menggunakan minyak solar hal ini menunjukkan bahwa pembakaran suatu senyawa hidrokarbon yang sempurna akan menghasilkan gas O2

4.4.5. Hasil pengujian Gas Buangan NO yang rendah.

Tabel 4.8. Hasil pengujian Gas Buangan NO

pada 1600 – 2400 rpm

xpada 1600 –2400 rpm

No Produk Bahan Bakar NOx (ppm)

1 Solar 2,44

2 Biodisel 2,78

3 B20 +m.nilam 0,1% 2,70

4 B20 + m.nilam 0,2% 2,94 5 B20 + m.nilam 0,3% 2,94 6 B20 + m.nilam 0,4% 2,94

Gambar 4.13 Grafik NOx

Seperti disajikan dalam Tabel 4.8hasil pengujian komponen NO terhadap produk Bahan Bakar

menunjukkan emisi komponen NOx dari gas buang kendaraan yang menggunakan

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 NO x ( p p m )

(61)

minyak nilam terhadap biosolar lebih tinggi dari pada emisi komponen NOx dari gas

buang kendaraan yang menggunakan minyak solar.KomponenNOx yang memakai

(62)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Pengaruh penambahan bahan aditif minyak nilam 0,1, 0,2, 0,3 dan 0,4 % terhadap bahan bakar biosolar (B20) diperoleh bahwa hasil pengujian terhadap nilaidensitas, viskositas keseluruhannya masih memenuhi spesifikasi bahan bakar biodisel dan solar tetapi titik nyala masih lebih rendahdibandingkan dengan titik nyala biodisel (minimum 1000C) dan memenuhi titik nyalasolar (maximum 1500C).

turun 0,2% dan NOx naik 0,05%, emisi gas buang yang mengandung CO2, CO,

HC, O2 dan NOx bahwa penambahan aditif baik untuk penurunan emisi gas

buang sehingga bahan bakar Biosolar menggunakan bahan aditif minyak nilam termasuk bahan bakar lebih ramah lingkungan.

5.2. Saran

Penelitian selanjutnya disarankan untuk melakukan uji karakteristik mutu Biosolar terhadap bahan aditif minyak nilam yaitu : titik tuang (pour point), angka setana, dan uji lainya untuk mengetahui kelayakan bahan bakar yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan bakar.

(63)

DAFTAR PUSTAKA

Agusta, A., 2000, MinyakAtsiriTumbuhanTropikaIndonesia,PenerbitITB, Bandung Amril, 2010, Pendeteksi Kadar Gas Buang (CO) Kendaraan Bermotor Menggunakan

Sensor Gas( Detection Levels of Exhaust Gas (CO) Motorcycles Using Gas (Sensors)POLI REKAYASAVolume 6, Nomor 1, Oktober 2010 ISSN :1858-3709

Anwar C, Haris A. , Herzal dan Kristadi J, Biodisel , Sebagai Bahan bakarAlternatif Menghadapi Perubahan Iklim. PPPTMGB”LEMIGAS” Jakarta

Bamgboye.A.I., Hansen.A.C., 2008, Prediction of biodisel fuel from the fatty acid methyl ester (FAME) composition.International Agrophysics

Bangun.S. 2010, Studi Bahan Bakar Biodisel diperoleh dari Reaksi TrigleseridaMinyak Goreng Sawit/Etanol dalam Katalis Basa.

ProgramPascasarjana FMIPA USU Medan

Boedoyo, M.S., 2006, Teknologi Proses Pencampuran Biodiesel danMinyak Solardi Indonesia, Prospek Pengembangan Bio - fuel sebagai substitusi Bahan Bakar Minyak, hal 51-61

Donald, Gary, George., 1979, Introductionto Spectroscopy, Departmentof Chemistry,Western Washington University, Bellingham, Washington.

Gritter, R.J., 1985, Pengantar Kromatografi. Bandung: Penerbit ITB.

Guenther, E,.1990. MinyakAtsiri. Jilid IV A. Jakarta :Penerbit Universitas Indonesia. Guenther, E. 2006, MinyakAtsiri. Jilid1.Jakarta : UI-Press.

GuX, LiG, Jiang X, Huang Z and Lee C., 2013. Experimental Study on the Permormance of and Emissions from a Low-speed Light-duty Disel Engine fueled with n-butanol-diesel and Isobutanol-diesel blends. Jurnal of Automobile Engineering

Hanif.2009.AnalisisSifatFisikdan Kimia Biodiesel dari Minyak Jelantah Sebagai Bahan bakar Alternatif Motor Diesel,Jurnal Teknik Mesin Vol.6 No.2 hal.92-96

Harris,R.2009.Tanaman Minyak Atsiri. Jakarta :Penebar Swadaya Jakarta. Jurnal Pengajaran MIPA Volume 14 No 2 ISSN 1412-0917

(64)

Hayani.E.2005 Teknik Analisis Mutu Minyak Nilam, Buletin Teknik PertanianVolume 10 Nomor 1

Kadarohman .A.2009, Eksplorasi Minyak Atsiri Sebagai Bioaditif Bahan Bakar Solar, Jurnal Pengajaran MIPA, Vol. 14 No. 2 hal 121-14

Ketaren, S., 1985, Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Balai Pustaka Jakarta

ManoiF.2007.Perkembangan Teknologi Pengolahandan Penggunaan Minyak Nilam Serta penmanfaatan Limbahnya, Perkembangan teknologi Tanaman Rempah dan Obat Volume 19 No.1 hal.44-55

Manurung. R. 2007. Kinetika Tranesterifikasi Minyak sawit menjadi Etil Ester (Biodisel). Jurnal Teknologi Proses ,hal 39-4

Munawir.M .2006. Blending Bioaditif dan Biodisel pada BBM Solar untuk Penurunan SFC dan Emisi Gas Buang.Jurnal Sains Materi Indonesia ,hal135-139

Mustafa.B.2000. Pengaruh Mutu Aditif Bahan Bakar Solar terhadap Efisiensi Pembakaran dan Kinerja Mesin Diesel. MESIN, Volume 2, hal 121-129.

Naibaho.K. 2009., Permormasi Motor Diesel dengan Biodisel Dari Dimetyl Ester.Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU

Nasikin.N&Mokhdiyah.A. 2003. SintesisMetil Ester sebagai aditi bahan bakar Solar dari minyak sawit, Jurnal Teknologi edisi 1 tahun XVII

Nazri M. 2011. Experimental investigation of spray characteristics of refinedbleach- ed and deodorized palm oil and diesel blends using phase Doppler particle analyzer ,Iternational Journal of the Physical Sciences Vol.6 (29), pp. 6674-6680

Robinson.T. 1995.KandunganOrganikTumbuhanTinggi .Penerbit ITB

Sastrohamidjojo, H, 2004. Kimia Minyakatsiri.Yogyakarta : Gajah Mada University Press.

Setyawardhani. D. W,Martutik, Wahyuni. 2008. Pengaruh Rasio Metanol/Minyak terhadap Parameter Kecepatan Reaksi Metanolis Minyak Jelantah dan Angka Setana Biodiesel. EkuilibriumVol7 ,hal 23-27

Silaban.M., 2012. Pengaruh Penambahan Bioaditifpada Premium Terhadap Kinerja Motor Bakar. Jurnal Ilmiah Teknologi Energi Volume 1 No. 14

(65)

Sitepu.T,.2009. Kajian Eksprimental Pengaruh Bahan aditif Octane Boster terhadap Nilai kalor bahan bakar solar. Jurnal Dinamis Vol.II No.4

SNI 04-7182-2006 Badan Standart Nasional Indonesia (BSN)

Sudaryanti, T danSugiharti, E.1990.Budidaya dan Penyulingan Nilam. Jakarta : Penebar Swadaya.

Sudaryono. A, Karakteristik Biodisel dan Blending Biodisel dari Oil Losses Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit Jurnal Teknik Industri Pen.Volume 21 hal34-40

Surat Keputusan Menteri Lingkungan hidup no 141 tahun 2003

WirawanS.ArmansyahH,Tambunan,Djamin.M Nabetani. H. Yuwono.H.S. 2008. Studi Penentuan Komposisi Optimum Campuran Bahan bakar Biodisel –Petrodiesel. JRL Vol 4 No 2 hal 99-109

(66)

Lampiran 1. Gambar Pengujian Viskositas dan Titik nyala

Gambar 1.1. Pengujian viskositas

(67)

LAMPIRAN 2. Mesin Uji Diesel - 1 Silinder 4 Langkah dan Auto logic gas analizer

UUji Performansi motor bakar diesel yang dilakukan menggunakan mesin uji

“TD110-TD115 Test Bed and Instrumentation for Small Engines

Gambar 2.1 .

MesinUji Diesel- 1Silinder 4 Langkah

(1)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

2. Hasil pengujian emisi kandungan gas buang yang diperoleh dari Biosolarmenggunakan bahan aditif minyak nilam 0,1, 0,2, 0,3 dan 0,4% , di hasilkan kadar CO2 naik sebesar 0,16%, CO turun 0,06%, HC turun 0,33%, O2 turun 0,2% dan NOx naik 0,05%, emisi gas buang yang mengandung CO2, CO, HC, O2 dan NOx bahwa penambahan aditif baik untuk penurunan emisi gas buang sehingga bahan bakar Biosolar menggunakan bahan aditif minyak nilam termasuk bahan bakar lebih ramah lingkungan.

5.2. Saran

(2)

DAFTAR PUSTAKA

Agusta, A., 2000, MinyakAtsiriTumbuhanTropikaIndonesia,PenerbitITB, Bandung Amril, 2010, Pendeteksi Kadar Gas Buang (CO) Kendaraan Bermotor Menggunakan

Sensor Gas( Detection Levels of Exhaust Gas (CO) Motorcycles Using Gas

(Sensors)POLI REKAYASAVolume 6, Nomor 1, Oktober 2010 ISSN

:1858-3709

Anwar C, Haris A. , Herzal dan Kristadi J, Biodisel , Sebagai Bahan bakarAlternatif

Menghadapi Perubahan Iklim. PPPTMGB”LEMIGAS” Jakarta

Bamgboye.A.I., Hansen.A.C., 2008, Prediction of biodisel fuel from the fatty acid methyl ester (FAME) composition.International Agrophysics

Bangun.S. 2010, Studi Bahan Bakar Biodisel diperoleh dari Reaksi TrigleseridaMinyak Goreng Sawit/Etanol dalam Katalis Basa. ProgramPascasarjana FMIPA USU Medan

Boedoyo, M.S., 2006, Teknologi Proses Pencampuran Biodiesel danMinyak Solardi Indonesia, Prospek Pengembangan Bio - fuel sebagai substitusi Bahan Bakar Minyak, hal 51-61

Donald, Gary, George., 1979, Introductionto Spectroscopy, Departmentof Chemistry,Western Washington University, Bellingham, Washington.

Gritter, R.J., 1985, Pengantar Kromatografi. Bandung: Penerbit ITB.

Guenther, E,.1990. MinyakAtsiri. Jilid IV A. Jakarta :Penerbit Universitas Indonesia. Guenther, E. 2006, MinyakAtsiri. Jilid1.Jakarta : UI-Press.

GuX, LiG, Jiang X, Huang Z and Lee C., 2013. Experimental Study on the Permormance of and Emissions from a Low-speed Light-duty Disel Engine

fueled with n-butanol-diesel and Isobutanol-diesel blends. Jurnal of

Automobile Engineering

Hanif.2009.AnalisisSifatFisikdan Kimia Biodiesel dari Minyak Jelantah Sebagai Bahan bakar Alternatif Motor Diesel,Jurnal Teknik Mesin Vol.6 No.2 hal.92-96

Harris,R.2009.Tanaman Minyak Atsiri. Jakarta :Penebar Swadaya Jakarta. Jurnal Pengajaran MIPA Volume 14 No 2 ISSN 1412-0917

(3)

Hayani.E.2005 Teknik Analisis Mutu Minyak Nilam, Buletin Teknik PertanianVolume 10 Nomor 1

Kadarohman .A.2009, Eksplorasi Minyak Atsiri Sebagai Bioaditif Bahan Bakar Solar, Jurnal Pengajaran MIPA, Vol. 14 No. 2 hal 121-14

Ketaren, S., 1985, Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Balai Pustaka Jakarta

ManoiF.2007.Perkembangan Teknologi Pengolahandan Penggunaan Minyak Nilam

Serta penmanfaatan Limbahnya, Perkembangan teknologi Tanaman Rempah

dan Obat Volume 19 No.1 hal.44-55

Manurung. R. 2007. Kinetika Tranesterifikasi Minyak sawit menjadi Etil Ester (Biodisel). Jurnal Teknologi Proses ,hal 39-4

Munawir.M .2006. Blending Bioaditif dan Biodisel pada BBM Solar untuk Penurunan SFC dan Emisi Gas Buang.Jurnal Sains Materi Indonesia ,hal135-139

Mustafa.B.2000. Pengaruh Mutu Aditif Bahan Bakar Solar terhadap Efisiensi

Pembakaran dan Kinerja Mesin Diesel. MESIN, Volume 2, hal 121-129.

Naibaho.K. 2009., Permormasi Motor Diesel dengan Biodisel Dari Dimetyl

Ester.Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU

Nasikin.N&Mokhdiyah.A. 2003. SintesisMetil Ester sebagai aditi bahan bakar Solar dari minyak sawit, Jurnal Teknologi edisi 1 tahun XVII

Robinson.T. 1995.KandunganOrganikTumbuhanTinggi .Penerbit ITB

Sastrohamidjojo, H, 2004. Kimia Minyakatsiri.Yogyakarta : Gajah Mada University Press.

Setyawardhani. D. W,Martutik, Wahyuni. 2008. Pengaruh Rasio Metanol/Minyak terhadap Parameter Kecepatan Reaksi Metanolis Minyak Jelantah dan Angka Setana Biodiesel. EkuilibriumVol7 ,hal 23-27

Silaban.M., 2012. Pengaruh Penambahan Bioaditifpada Premium Terhadap Kinerja Motor Bakar. Jurnal Ilmiah Teknologi Energi Volume 1 No. 14

(4)

Sitepu.T,.2009. Kajian Eksprimental Pengaruh Bahan aditif Octane Boster terhadap Nilai kalor bahan bakar solar. Jurnal Dinamis Vol.II No.4

SNI 04-7182-2006 Badan Standart Nasional Indonesia (BSN)

Sudaryanti, T danSugiharti, E.1990.Budidaya dan Penyulingan Nilam. Jakarta : Penebar Swadaya.

Sudaryono. A, Karakteristik Biodisel dan Blending Biodisel dari Oil Losses Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit Jurnal Teknik Industri Pen.Volume 21 hal34-40

Surat Keputusan Menteri Lingkungan hidup no 141 tahun 2003

WirawanS.ArmansyahH,Tambunan,Djamin.M Nabetani. H. Yuwono.H.S. 2008. Studi Penentuan Komposisi Optimum Campuran Bahan bakar Biodisel –Petrodiesel. JRL Vol 4 No 2 hal 99-109

(5)

Lampiran 1. Gambar Pengujian Viskositas dan Titik nyala

Gambar 1.1. Pengujian viskositas

(6)

LAMPIRAN 2. Mesin Uji Diesel - 1 Silinder 4 Langkah dan Auto logic gas analizer

UUji Performansi motor bakar diesel yang dilakukan menggunakan mesin uji “TD110-TD115 Test Bed and Instrumentation for Small Engines

Gambar 2.1 .

MesinUji Diesel- 1Silinder 4 Langkah