Formulasi rolling oil dengan bahan dasar minyak jarak (Ricinus communis L.)

FORMULAS1 ROLLING OIL DENGAN
BAHAN DASAR MINYAK JARAK
(Ricinus communis L.)

OLEH :

TRl YANTO

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002

FORMULAS1 ROLLING OIL DENGAN
BAHAN DASAR MINYAK JARAK

(Ricinus communis L.)

OLEH :
TRl YANTO

Disertasi

Sebagai satah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Teknologi lndustri Pertanian

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2001

TRIYANTO.
Fonnulasi Rolling Oil dengan Bahrtn Dasitr Minyak JaraC
(Ricinus communis L.).
Dibimbing oleh TUN TEDJA IRAWADI,
GUMBIRA SA'ID, ZAINAL ALLM MAS'UD, AN1 SURYANI dan DA
SUHARDONO.
Secara urnum, pelumas terrnasuk rolling oil, dibuat dari bahan dasq
pelurnas ditarnbah dengan aditii. Bahan dasstr pelurnas urnumnya dapat dibagi
dalarn tiga golongan yaitu minyak mineral, rninyak nabati dan hewani serta bahan
pelurnas sintetis.
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan rolling oil berbahan dasar
minyak jarak yang rnerniliki kestabilan emulsi, daya tahan oksidasi dan kinerja

tekanan ekstrirn yang baik. Penefiiian dilakukan rnelalui beberapa tahapan
sebagai berikut (1) karakterisasi sifat fisik, kirniawi dan kinerja minyak jarak, serta
pemilihan tingkat kernumian minyak jarak yang digunakan sebagai bahan dasar
rolling oil, (2) pengujian kinerja antioksidan, (3) pengujian kinerja emulsifier, (4)
Karakterisasi sifat fisik, kirniawi, uji oksidasi, uji kestabilan ernulsi dan uji kinerja
tekanan ekstrim rolling oil.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa minyak jarak layak digunakan
sebagai bahan dasar rolling oil. Minyak jarak memiliki viskositas dan indeks
ketahanan beban (load wearindex) yang wkup tinggi (27.4 - 33.01). Kecuali itu,
rninyak jarak memiliki titik tuang yang rendah ( minus 20.5 - minus 15 OC).
Minyak jarak jug& bersifai tidak korosif. RBCO (Refined Bleached Castor Oio
merupakan minyak jarak yang.terbaik digunakan sebagai bahan dasar rolling oil.
Oleh karena itu, proses yang diperlukan untuk pernumian bahan dasar rolling oil
minyak jarak ialah degumming, netralisasi dan pernucatan, sedangkan proses
deodorisasi tidak perlu dilakukan.
Uji oksidasi dengan pemanasan pada suhu 975 "C selarna 144 jam
terhadap rninyak jarak dapat rneningkatkan biiangan asarn (dari 0.90 rnenjadi
6.99). bilangan peroksida (dari 0.96 rnenjadi 115.29 mg 02/100 gr), dan
viskositas (dari 538 menjadi 1514 cpoise). Penarnbahan antioksidan dapat
mencegah ferjadinya peningkatan bilangan asarn, bilangan peroksida dam

viskositas rninyak jarak akibat perlakuan oksidasi. Antioksidan TBHQ (fed-butil
hidrokuinon) rnemiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan antioksidan jenig
lrganox L 109. Konsentrasi TBHQ yang terbaik dalarn formulasi rolling oil ialah
0.3 % blb.
Penambahan emulsifier dapat rneningkatkan indeks kestabilan ernulgi
dari 0.02 rnenjadi 0.078. Emulsifier jenis Emumuid A merniliki kinej a yang lebih
baik dibandingkan dengan dua jenis emulsifier POE (20) sorbitan monostearat
dan PO€ (20) sorbiian monolaurat. Penggunaan emulsifier jenis EmuMuid A
yang terbaik untuk forrnulasi rolling oil berbasis rninyak jarak ialah 3.25 % blb.
Penarnbahan aditif EP dapat rneningkatkan indeks ketahanan beban
rolling oil minyak jarak (dari 35,5 menjadi 48,9). Penarnbahan adiif EP yang
terbaik untuk formulasi rolling oil berbasis rninyak jarak ialafi 2.5 %. Rolling oil
yang mengandung 0.3 % TBHQ, 3,25 % ErnuMuid A, 0.25 % imidazolin, 0.1 % o,
fenilfenol, 150 pprn poliakrilat dan 2.5 % aditif EP rnerupakan formula rolling oil
berbahan dasar rninyak jarak yang terbaik.

7i

ABSTRACT

TRI YANTO.
The Rolling Oil Formulation Using Castor Oil (Ricinus
communis L.) as Basic Lubricant Under the direction of TUN TEDJA
LRAWADI, E. GUMBLRA SA'ID, ZAlNAL ALlM MAS'UD, AN1 SURYANI and
SUHARWNO.
Rolling oil is composed of basic lubricant and additives. The basic
lubricant is categorized into three groups namely mineral oils, animal and vege
table oils and synthetic lubricant. The objective of this study was to formulate a
rolling oil using castor oil as basic lubricant. The study was carried out in several
steps covering: (1) the characterization of physical, *mica\
and extreme
pressure properties of castor oil; and the selection of its purity level, (2) testing of
antioxidants performance, (3) testing of emulsifiers performance, (4)
characterization of physical, chemical and extreme pressure properties of the
rolling oil.
The result of the study showed that castor oil is suitable used as basic
lubricant of rolling oil. The castor oil has high viscosity and load-wear index (27.4
- 33.01). low pour point ( -20.5 to -15OC) and also non corrosive. The selection
result showed that the Refined Bleached Castor Oil (RBCO) was the best castor
oil used as basic lubricant of rolling oil. Therefore, the process steps needed for

castor oil refining only degumming, neutralizM~on
and bleaching.
Oxidation test by hdating the castor oil at 97.5OC for 144 hours was
increased the acid number (from 0.90 to 6.99). peroxide number (from 0.96 to
115.29 mg 02/100 g) and viscosity (from 538 to 1514 cpoise). The addition of
antioxidant had a significant effect on preventing the increase in viscosity, acid,
and peroxide numbers of castor oil due to oxidation treatment. The tertbutylhydroquinon (TBHQ) antioxidant had a better performance compare to
lrganox L 109 due to its capability of minimizing the physical and chemical
changes of castor oil in the oxidation process. The TBHQ concentration that
gave best result was 0.3% whnr
The addition of emulsifier increased the emulsion stability index (from
0.02 to 0.078). EmuMuid A showed a better performance compared with the two
other types; polyoxyethylene POE (20)
sorbitan monostearate and
polyoxyethylene (20) sorbiitan monolaurate. The EmuMuid A concentration for
the formulation of rolling oil which gave the best result was 3.25 % wlw.
The addition of extreme pressure agent increased the load wear index of
rolling oil (from 35.5 to 46.9). The extreme pressure agent concentration for the
formulation of rolling oil that gave the best result was 2.5%. It can be concluded
that rolling oil, containing of 0.3% TBHQ, 3.25 % EmuMuid

A,
0.25%
imidazoline, 0.1% o-phenyl phenol. 150 ppm polyacrylate and 2.5% extreme
pressure agent is the most suitable formula for castor oil-based rolling oil.

-

SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi saya yang berjudul :

FORMULASl ROLLING 0 1 1 DENGAN
BAHAN DASAR MINYAK JARAK (Ricinus communis L.)
adalah

benar

dipublikasikan.

merupakan

hasil

karya

saya

sendiri

dan

belurn

pernah

Semua sumber data dan inforrnasi yang dig-unakan telah

dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.

4

,I November 2001

T R YANTO
~
NRP 985110

Judul Disertasi

:

For-nulasi Rolling Oil Dengan Bahan Dasar

Nama Mahasiswa

:

Tri Yanto

NRP

:

985110

Program Studi

:

Teknologi lndustri Pertanian

Minyak Jarak (Ricinus communis L.)

Menyetujui,
1. Komisi Pernbimbing

Dr. Ir. Tun Teclia Irawadi. MS
Ketua

Prof.Dr.lr. E. G
Anggota

Dr. Zainal Alim Mas'ud. DEA
Anggota
I

Dr. E. Suhardono
Anggota

dr.lr/~ni d w a n i , DEA
~nbgota

-

2. Ketua Program Studi
Teknologi lndustri Pertania

Dr.lr. lrawadi Jamaran

Tanggal Lulus : 21 Maret 2002

Mengetahui,
Program Pascasarjana

Penulis dilahirkan pada tanggal IDesember 1962 di Jakarta, merupakan
anak ke tiga dari sembilan bersaudara dari ayah bernama Kanan Suwarjo dan
ibu Karsiyem. Pendidikan SD kelas satu dijalani di SD Spoor Lama, Jakarta.
Pendidikan SD ketas dua hingga selesai tahun 1974 dijalani di SD Dharma Mulia
Purbalingga,
Jawa Tengah.
Pendidikan SMP dijalani di SMP Negeri I
PurbaIingga hingga selesai pada tahun 1977. Pendidikan SMA diselesaikan
pada tahun 1981 di SMA Negeri Purbalingga.
Melalui seleksi PP II (Proyek Perintis 11), pada tahun 1981 penulis
melanjutkan pendidikan di IPB dengan memilih jurusan Teknologi lndustri
Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Pendidikan S l tersebut diselesaikan
pada tahun 1986. Pada tahun 1990 penulis melanjutkan studi S2 di Jurusan
Teknik dan Manajemen Industri. Program Pascasarjana ITB dengan beasiswa
TMPD (Tim Manajemen Program DoMor). Pendidikan 52 diselesaikan pada
tahun 1993. Pada tahun 1998 penulis mendapat kesempatan untuk melanjutkan
studi S3 pada Program Studi Teknologi lndustri Pertanian. Program Pascasajana
IPB. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari BPPS. DITJEN DIKTI,
DEPDIKNAS Republik Indonesia..
Sejak tahun 1987 hingga sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar
pada Jurusan Teknologi Pertanian, Fakufas Pertanian, Universitas Jenderal
Soedirman (UNSOED), Purwokerto.
Selama mengikuti program S3, karya ilmiah berjudul Kajian Proses
Pengolahan Minyak Jarak Kasar Sebagai Bahan Dasar Pembuatan Rolling Oil
telah diterbitkan pada Jumal Teknologi lndustri Pertanian. Selain itu karya ilmiah
berjudul Kajian Potensi Minyak Jarak untuk Bahan Dasar Rolling Oil telah
disajikan penulis pada Seminar Nasional IV Kimia dan Pembangunan di
Yogyakarta pada bulan Maret 2001.
Karya ilmiah tersebut juga telah
dipublikasikan dalam Prosiding Seminar Nasional IV Kimia dalam Pembangunan.

DAFTAR iSI

Hataman
DAFTAR TABEL .....................................................................................
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................
I.

PENDAHULUAN .........................................................................
A. LATAR BELAKANG .............................................................
B. TUJUAN PENELlTlAN .........................................................
C . RUANG LINGKUP PENELITIAN ...........................................

II.

TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................
A . POTENSI JARAK ..................................................................
B. PELUMAS...............................................................................
C . ADlTlF PELUMAS..................................................................

Ill.

METODOLOGI PENELlTlAN .......................................................
A . BAHAN DAN ALAT ................................................................
B. METODE PENELITIAN...........................................................

1V.

HASIL DAN PEMBAHASAN..........................................................
A . PEMlLlHAN BAHAN DASAR PELUMAS.................................
B . UJI KINERJA ANTIOKSIDAN..................................................
C . UJl KINERJA EMULSIFIER .....................................................
D. KARAKTERISTIK DAN UJI KINERJA ROLLING OIL..............
E. PROSPEK UNTUK IMPLEMENTASI PADA INDUSTRI .........

V.

KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
A . KESIMPULAN ........................................................................
B. SARAN ...................................................................................

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Komposisi kimiawi biji jarak ..........................................................
Kompasisi asam lernak rninyak jarak

..........................................

Karakteristik fisik dan kimiawi minyak jarak

6
7

...............................

8

........................

9

Jenis pengolahan dan kegunaan rninyak jarak

Karakteristik minyak jarak sebagai bahan dasar pelumas
otomotii.........................................................................................
Karakteristik SRMO dan rninyak jarak sebagai bahan dasar
pelumas........................................................................................
Hasil karakteristik rolling oil .........................................................
Bahan-bahan adiif pelurnas .......................................................

Aditif untuk pelumas bukan mesin (nonengine lubricant) .............
Nilai HLB yang dibutuhkan untuk emulsifikasi minyak

...............

Karakteristikfisik-kimiawi minyak jarak pada empat tingkat
kernumian ....................................................................................
Viskositas kinematik metil ester asam lemak ..............................
Komposisi tiga jenis mlling oil berbasis minyak jarak RBCO........
Pengamatan diameter goresan pada ernpat jenis rolling oil .........
lmpor pelumas Indonesia tahun 1997 dan 1998 ...........................
Hasil analisis finansial dalam berbagai kondisi

............................

DAFTAR GAMBAR

Halarnan
Berbagaijenis reaksi dan produknya pada pengolahan minyak
jarak (Kirk dan Othmer. 1993).....................................................
Kondisi pelumasan hidrodinamik

..........................................

Kondisi pelurnasan elastohidrodinamik
Kondisi pelurnasan batas

.................................

.....................................................

Hubungan antara koefisien gesek dan kondisi pelumasan

.......

Tahapan proses oksidasi pada trigliserida...................................
Struktur
rnolekul Irganox L 109 dan lrganox L 57 sebagai
.
.
ant~oks~dan
........................
Struktur molekul lesitin................................................................
Struktur molekul polioksietilen (20) sorbitan monostearat
sebagai emulsifier .....................................................................
Struktur molekul polioksietilen (20) sorbian monolaurat
sebagai emulsifier .....................................................................
Struktur rnolekul asam lemak......................................................
Pelumasan batas dengan penggunaan asam lemak...................

.

Hubungan koefisien gesek dengan suhu minyak mineral. asam
lemak dan aditif EP (Furqaan 1986) .........................................
Struktur molekul irnidazolin sebagai antikorosi..........................
Struktur molekul polidirnetilsiloksansebagai antibusa................
Struktur molekul alkil poljmetakrilat sebagai antibusa ...............
Struktur molekul o-fenilfenol sebagai biosida..............................
Diagram alir tahapan penelitian formulasi rolling oil ....................
Diagram alir rnetode pengujian oksidasi pada rolling oil rninyak
jarak dan rolling oil acuan............................................................

Biji jarak (Ricinus communis L.).. .....................................................
Empat jenis minyak jarak dengan tingkat kemurnian yang
berbeda ...........................................................................................
Hubungan antara keausan dengan viskositas (Nusa, 2001) ..........
Histogram viskositas kinematik minyak jarak pada empat tingkat
kemumian.......................................................................................
Histogram indeks viskositas minyak jarak pada empat tingkat
kemurnian....................................................................................
Histogram indeks ketahanan beban (load wear iridex) minyak
jarak pada empat tingkat kemumian..............................................
Histogram diameter goresan minyak jarak pada empat
tingkat kemurnian............................................................................
Histogram seizure load minyak jarak pada empat tingkat
kemurnian. ....................................................................................
Grafik pengaruh penambahan antioksidan pada bilangan asam

....

Gratik pengaruh penambahan antioksidan pada bilangan
peroksida ....................................................................................
Grafik pengaruh penambahan antioksidan pada bilangan iod

.......

Grafik pengaruh penambahan antioksidan pada viskositas............
Mekanisme reaksi yang terjadi pada TBHQ (Kurechi eta].,1983
diacu dalam Paterson. 1989) .........................................................
Grafik hubungan antara konsentrasi emulslfierdengan kestabilan
emulsi relatii....................................................................................
Grafik hubungan antara konsentrasi emulsifier dengan indeks
kestabilan emulsi ..........................................................................
Grafik hubungan antara konsentrasi Emulfluid A dengan indeks
..................................
kestabilan ernulsi (ESI) ..............................

..

Grafik hubungan antara konsentrasi emulsifierdengan persentase
deplesi.. ............................................................................................
Grafik hubungan antara konsentrasi emulsifier dengan tegangan
permukaan ...................................................................................
Grafik hubungan antara emulsifier Emulfluid A dengan tegangan
permukaan ....................................................................................

Histogram beberapa karakteristik formula rolling oil minyak
jarak ..........................................................................................
Histogram viskositas kinernatik formula rolling oil minyak jarak
dibandingkan dengan mlling oil acuan ......................................
Histogram indeks viskositas pada tiga jenis rolling oil rninyak
jarak ..............................................................................................
Rolling oil acuan yang sudah diaplikasikan di industri baja.........
Tiga jenis rolling oil berbasis minyak jarak

...................................

Grafik hubungan antara perlakuan uji oksidasi dengan
bilangan asarn ...........................................................................
Grafik hubungan antara perlakuan uji oksidasi dengan bilangan
peroksida ......................................................................................
Grafik hubungan antara perlakuan uji oksidasi dengan bilangan
iod..................................................................................................
Histogram karakteristik emulsi tiga jenis rolling oil minyak jarak
Struktur globula emulsi formula rolling oil FR 01

.......................

Struktur globula ernulsi formula rolling oil FR 02 dan FR 03
Histogram indeks ketahanan beban empat jenis rolling oil

........

..........

Histogram perkiraan kebutuhan pelumas pengejaan logam di
Asia (Glenn dan Antwerpen. 1998) .............................................

DAFTAR LAMPtRAN
Halaman
Prosedur analisis sifat fisik, kimiawi. dan kinerja tekanan
ekstrim.......................................................................................

132

Proses pernurnian rninyak jarak (di unit produksi minyak jarak
PT Kimia Farrna Semarang ) .........................................................

145

Emulsifier dan nilai HLB-nya .........................................................

149

Kromatogram komposisi asam lernak pada empat tingkat
kemumian minyak jarak .............................................................

151

Penghitungan bobot prioritas dengan AHP dan penghitungan
dengan metode zero one .............................................................

154

Klasifikasi pelumas pengerjaan logam (metal working lubricant)
berdasarkan IS0 6743/7 - 1986 (E)..............................................

159

Hasil pengamatan uji kinerja antioksidan ....................................

162

Analisis
ortogonal pada uji kinerja
. . ragam dan uji polinomial
anttokstdan ....................
............................................................

164

Penentuan konsentrasi antioksidan minimum berdasarkan
persamaan polinomial.................................................................

173

Krornatogram kornposisi asam lemak minyak jarak dengan
aditif antioksidanTBHQ dan lrganox L 109 dengan konsentrasi
0,12 %..........................................................................................

174

Anaiisis ragam, uji beda nyata setelah analisis ragam
(rnetode SNK) dan uji polinomial ortogonal pada uji kinerja
emulsifier ...................................................................................

176

Analisis ragam dan uji beda nyata setelah analisis ragarn
(metode SNK) pada penentuan karakteristik kimiawi rolling oif..

184

Analisis ragam dan uji beda nyata setelah analisis ragarn
(metode SNK) pada penentuan karakteristik fisik rolling oil .......

188

Analisis ragam dan uji beda nyata setelah analisis ragarn
(metode SNK) pada uji oksidasi emulsi rolling oil........................

193

Analisis ragarn dan uji beda nyata setelah analisis ragam
pada hasil uji karakteristik emulsi rolling oil.................................

200

Hasil uji four ball pada rninyak jarak dan rolling oil acuan..........

204

Hasil uji four ball pada emulsi rolling oil minyak jarak dan
rolling oil acuan..........................................................................
Metode analisis finansial ..........................................................
Perkiraan biaya investasi industri mliing oil kapasitas produksi
6 ton per hari .............................................................................
Perkiraan kebutuhan biaya operasional dan pendapatan usaha .
Analisis NPV (net present value) ...............................................
Analisis IRR (internal rate of return) ..........................................
Analisis PI (profitability Index) ....................................................
Analisis PBP (pay back period) ................................................
Analisis ROI (return on invesment)..............................................
Proses penipisan logam dan sirkulasi penggunaan rolling oil
(Cook. 1982) ...............................................................................
Rangkuman hasil analisis ragam dan uji beda nyata

(SNK)........................................................................................

1.

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG
Pada proses penipisan pelat baja diperlukan minyak pelumas yang
memiliki efek mendinginkan dan mengurangi gesekan antara permukaan pelat
baja dan perrnukaan tandem (roll) yang dikenal sebagai rolling oil. fungsi utama
rolling oil ialah untuk mendinginkan dan melindungi lembaran pelat (sfrip) dan
tandem dari goresan, karat, dan kerusakan tainnya sehingga dihasilkan pelat
baja yang rata, mulus dan tidak bergores serta tandem yang digunakan tetap
dalam kondisi baik (Cook, 1982; Nachtman dan Kalpakjian, 1985; Blazynski,
1993).

Secara urnurn, pelumas terrnasuk juga rolling oil, dibuat dari bahan dasar
pelumas ditambah dengan aditif.

Bahan dasar pelumas umumnya dapat dibagi

dalam tiga golongan yaitu : (1) rninyak mineral, yang diperoleh dari pengolahan
minyak bumi dan (2) minyak nabati dan hewani yang diekstrak dari bahan-bahan
tanaman dan hewan, serta (3) bahan pelumas sintetis (Kirk dan Othmer, 1995;
Dinas PPM Pertamina, 1999)
Menurut La Puppung (1986) bahan dasar pelumas dari minyak mineral
memiliki beberapa kelebihan sebagai berikut : (1) tersedia dalam jumlah cukup
besar dengan harga yang relatif murah, (2) daerah suhu operasi cukup lebar,
meliputi hampir seluruh variasi suhu pemakaian dalam industri, mesin-mesin
transportasi, alat-alat berat, dan mesin-mesin lainnya, (3) dapat dicarnpur dengan
bahan-bahan aditif sehingga dapat meningkatkan mutu dan kinerja, (4)
merusak perapat (seal) dan (5) stabil selama penyimpanan.

tidak

Namun demikian

menurut Wartawan (1983) minyak mineral memiliki juga kelemahan, antara lain

(1) cenderung membentuk bola-bola kecil (sphere) diatas permukaan pelat.

karena rnernbentuk holding force antar rnolekul, ( 2 ) kernampuan rnelurnasi
permukaan logarn terbatas pada suhu tertentu saja (tidak lebih dari 205 OC), dan
kernarnpuan rnelurnas akan rnenurun pada suhu lebih tinggi serta (3)

sulit

rnernbentuk emulsi dengan air.
Pelurnas dari bahan sintetis seperti poliglikol, poli ester, fosfat ester, poli
alfa olefin dan sebagainya, umurnnya rnerniliki sifat dan kinerja yang lebih baik
dibandingkan pelurnas pada urnurnnya.

Narnun harga pelurnas sintetis relatif

rnahal (Wartawan, 1985; Brown, 1993; Dinas PPM Pertarnina, 1999).
Minyak nabati sebagai bahan dasar pelurnas juga merniliki keunggulan,
antara lain : (1) mudah mengalir dari suhu lebih rendah ke bagian pelat bersuhu
lebih tinggi, karena kekentalan rninyak berkurang akibat kenaikan suhu, (2)
rnudah rnernbentuk emulsi dengan air, jika diarnbahkan emulsifier dan emulsi
yang terbentuk relatif stabil.
pelurnasan

tertentu,

Sifat tersebut menguntungkan untuk tujuan

misalnya dalarn

proses

penipisan

baja

dengan

rnenggunakan roIIing oil dan proses cutting dengan menggunakan cuffing oil, (3)
daya lurnas lebih baik daripada rninyak mineral, (4) melekat lebih baik pada
bidang-bidang logam yang basah atau lernbab (Nachtman dan KalpaQian, 1985;
La Puppung, 1986).
Keunggulan yang dirniliki minyak nabati tersebut, dirniliki juga oleh rninyak
jarak (ricinus communis L.). Minyak jarak rnerniliki viskositas yang tinggi, titik
tuang @our point) yang rendah, serta indeks ketahanan beban (load wear index)
yang cukup tinggi (La Puppung, 1986; Asadauskas et al., 1997).

Potensi

tersebut antara lain disebabkan oleh ciri khas yang dirniliki minyak jarak. Minyak
jarak rnerupakan trigliserida yang asam lernaknya didominasi oleh asam
risinoleat. Ciri khusus asam risinoleat adalah rnerniliki ikatan rangkap dan juga
gugus hidroksil.

Kornposisi campuran dari asam-asam lemak minyak jarak,

adalah asarn risinoleat 89.0

- 89,496.

linoleat 3,4-3.7%, oteat 3.2 - 3,3 % dan

asam-asam lernak jenuh tidak lebih dari 3%. Komposisi tersebut rnemungkinkan
minyak jarak digunakan sebagai bahan dasar pelumas proses
logam (metalworking)

pengerjaan

terrnasuk rolling oil (Nachtrnan dan Kalpakjian, 1985;

Patterson, 1994; Crawford et a/., 1997; lnaya eta!., 1999; Rao eta/., 2001).
Sebelum dikernbangkan minyak mineral, bahan-bahan yang digunakan
sebagai bahan dasar pelumas antara lain lernak hewan dan rninyak nabati
seperti rninyak zaitun, jarak, kelapa, biji kapas dan lain-lain. Setelah penernuan
bahan dasar pelumas dari minyak mineral atau minyak burni dalam jurnlah yang
cukup besar dan relati murah, maka pemakaian bahan dasar pelurnas yang
berasal dari hewan dan tumbuhan menjadi jarang digunakan (Jayant Oil Mills,
1999; CREITB, 2001).

Narnun demikian, saat ini telah muncul suatu kesadaran

akan pentingnya a t i ~pembangunan yang berkelanjutan, sehingga penggunaan
produk-produk tidak dapat diperbaharui (non renewable) mulai ditinggalkan dan
beralih kepada produk-produk yang dapat diperbaharui (renewable).

Pada sisi

lain telah diketahui pula bahwa minyak nabati ternyata rnerniliki kelebihankelebihan untuk digunakan sebagai bahan dasar pelurnas.

Oleh karena itu,

pengkajian penggunaan kembali sumber-sumber hayati, termasuk minyak jarak
sebagai bahan dasar pelumas rolling oil,

merniliki arti yang strategis.

Pernanfaatan minyak jarak diharapkan dapat rneningkatkan nilai tambah produk
agroindustri secara berkelanjutan.
Penelitian tentang

penggunaan minyak jarak sebagai bahan dasar

pelumas khususnya dalam pembuatan rolling oil, sarnpai saat ini rnasih belum
dilakukan.

Oleh karena itu,

penelitian ini diharapkan dapat ikut mernbantu

rnengatasi sernakin menipisnya ketersediaan minyak burni yang digunakan
sebagai bahan dasar pelurnas. Selain itu penelitian ini, diharapkan dapat ikut
mernbantu usaha mengernbangkan agroindustri di Indonesia dan sekaligus dapat
mengurangi nilai impor pelurnas Indonesia.

6. TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan rolling oil berbahan dasar
minyak jarak yang memiliki kestabilan emulsi, daya tahan oksidasi dan kinerja
tekanan ekstrim yang baik.

C. RUANG LINGKUP PENELITIAN
1. Analisis sifat fisik dan kimiawi rninyak jarak yang dihasilkan dari setiap

tahapan pemurnian minyak, yaitu proses degumming, netralisasi, pernucatan
dan deodorisasi.

2. Seleksi minyak jarak yang dapat digunakan sebagai bahan dasar rolling oil
rninyak jarak berdasarkan sifat fisik, kirniawi dan uji kinerja tekanan ekstrirn.
3. ~enkntuanjenis dan konsentrasi aditif antioksidan dan emulsfier untuk
mendapatkan rolling oil yang merniliki daya tahan oksidatif dan kestabilan
emulsi baik.
4. Analisis rolling oil minyak jarak berdasarkan sifat fisik, kirniawi, uji oksidasi, uji

kestabilan emulsi dan uji kinerja tekanan ekstrim
5. Analisis finansial industri rolling oil berbahan dasar minyak jarak.

I!.

TINJAUAN PUSTAKA

A. POTENSI JARAK (Ricinus communis

L.)

1. Tanaman Jarak

Jarak (Ricinus communis L.) adalah jenis tanarnan yang termasuk dalarn
famili Euphorbiaceae berasal dari Afrika Timur dan Utara. sudah tersebar dan
turnbuh baik di berbagai daerah tropis maupun subtropis.

Diinjau dan segi

umur, tanaman jarak dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu (1) Jarak Genjah,
mulai berbunga pada urnur 2 - 2.5 bulan dan rnulai panen urnur 3 - 3,5 bulan, (2)
Jarak Tengahan, mulai berbunga pada umur 2,5
pada urnur 3.5

-

3 bulan dan mulai panen

- 4 bulan dan (3) Jarak Dalarn, mulai berbunga pada umur lebih

dari 3 bulan dan mulai panen pada umur lebih dari 4 bulan (Ketaren. 1986;
Sujatmaka, 1991; Soenardi, 1999, ).
Biji jarak terdiri dari 75 % kernel (daging buah) dan 25 % kulit. Kira-kira
dua pertiga dari bobot kernel terdiri dari rninyak.

Komposisi biji jarak dapat

dilihat pada Tabel 1. Biji jarak sangat baik digunakan sebagai sumber rninyak
nabati. Selain itu biji jarak juga mengandung protein cukup tinggi (15 - 18 %),
yaitu yang terdiri dari globulin dan albumin. Selain kornponen-kornponen diatas,
biji jarak juga mengandung enzim, yaitu lipase yang dapat diekstrak dari biji.
Enzim tersebut diketahui dapat digunakan untuk rnengkatalisis trigliserida,
rnisalnya hidrolisis minyak di dalarn air (Kirk dan Othmer, 1993).

Tabel 1. Komposisi kimiawi .biji jarak

Kandungan ( % basis kering )

Komponen

a1
Air

b)

5,22

6,29

Minyak

52.97

50.59

Karbohidrat

12.46

12.92

Seat

10,25

13,-

Abu
Protein

2,42

2,49

18.32

15.72

Sumber :a) Mustakmal (1992), b) Fitriani (2000)
2.

Sifat Fisik dan Kimiawi Minyak Jarak
Minyak jarak berbeda dari minyak nabati lainnya, karena rninyak jarak
rnempunyai bobot jenis, viskositas, bilangan asetil dan kelamtan dalam alkohol
yang tinggi. Ciri khas yang dimiliki minyak jarak ialah kandungan asam lemak
tidak jenuh yang mengandung gugus hidroksil (unsaturatedhydroxy fatty

acid),

cis 9.12 h y d m y octadecenoic acid, yang urnum disebut asam risinoleat
(ricinoleic acid) dengan rumus molekul sebagai berikut (Kirk dan Othmer, 1993:
Patterson, 1994; Crawford et at. 1997).

CHOH

- CH2-

CH = CH

-(

Hasil penelitian terhadap 19 sampel rninyak jarak yang berasal dari
tanaman yang tumbuh di berbagai ternpat di dunia didapat komposisi campuran
dari asam-asam lemak minyak jarak, yaitu asam tisinoleat 91.4 -94,9%, linoleat
4.5-5.0%. dalam jumlah kecil oleat dan asam-asam lemak jenuh tidak lebih dari
1% (Tabel 2).
Tabel 2. Komposisi asam lemak minyak jarak

Agam

Lemak

RmcrsMolekul

.

Jumlah (94)

a)

Risinoleat

Cl.9H3-403

Dihidroksistearat

89.5

C~8H3-304

0,7

Pairnitat

C76H3202

5 .O

Stearat

CqsH3~0z

1 ,O

Oleat

C18fl3402

3,O

b)
89.0 - 89,4

1.4

1.3-

0,s - 1.2
0,7
-

-

-

1.2

3,2- 3.3

3,4 - 3.7

Linoleat

CIBH~~O~

4.2

Linolenat

Cq8H3002

0,3

0.2

Eicosanoat

CieHm02

0.3

tidak disebut

Surnber :a) Kirk dan Othrner (1993), b) Patterson (1994)
Menurut Kirk dan Othrner (1993) minyak jarak dapat larut di dalarn etil
alkohol 95% pada suhu ruang serta pelarut organik polar dan sediki larut di
dalam golongan hidrokarbon alifatis. Kelarutan rninyak jarak yang rendah di
dalarn petroleum dapat digunakan untuk membedakan dari golongan trigliserida
lainnya (Tabel 3).

Tabel 3. Karakteristik fisik dan kimiawj rninyak jarak

Viskositas 25°C (cSt = mm '1s)

675 -790

Bobot Jenis 15.5115.5~C
Bilangan Asarn
B~langanPenyabunan
Sllangan tidak Tersabunkan %
Bilangan lod (Wi~s)
Warna ( A p p e a ~ n c e )

lndeks Bias. 25OC
Kelarutan dalam Alkohol 2 0 ' ~
Bilangan Asetil
T~tikNyala (Tag Close Cup),O C
Tiik Nyala (Cleveland Open Cup). OC
Suhu Pernbakaran, OC
Putaran Optik ( polarimeter, 200 rnrn)

Sumber : Kirk dan Othmer (1993)

3. Pernanfaatan Minyak Jarak
Minyak jarak yang merniliki sifat setengah rnengering dapat d~ubah
sifatnya rnenjadi rninyak pengering, yaitu dengan proses dehidrasi.

Minyak

pengering tersebut cocok untuk industri cat, vemis dan lain-lain lapisan
pelindung. Kecuali itu rninyak jarak dan turunannya dapat digunakan sebagai
minyak pelurnas, minyak rem, pernbuatan sabun, dan tinta cetak.

Kegunaan

lain dari rninyak jarak ialah untuk pembuatan kosmetika, semir, karet remah

(crumb rubber) serta untuk membuat sebacic acid yang merupakan bahan baku
industri plastik dan nilon (Nazarudin, 1993;Sujatmaka, 1991; Kirk dan Othmer,

1993,Jayant Oil Mills, 1999).
Menurut Kirk dan Othmer (1993) minyak jarak yang akan digunakan
untuk keperluan industri harus mengalami pengolahan lebih lanjut. Pengolahan
tersebut antara lain dehidrasi, oksidasi, hidrogenasi, sulfonasi dan penyabunan.
Berbagai jenis pengolahan minyak jarak dan kegunaanya dapat dilihat

pada

Tabel 4.
Tabel 4. Jenis pengolahan dan kegunaan rninyak jarak

Kosrnetik,obat salep, dan sebagai pengganti

sabun,

untuk

persiapan

pembuatan

alkil

risinoleat dan lain-lain
Sumber :Kirk dart Othmer (1993)
4.

Minyak Jarak Sebagai Bahan Dasar Pelurnas
Menurut

La Puppung (1986).minyak jarak mempunyai sifat yang kental

(viskous) pada suhu tinggi dan tetap cair pada suhu rendah, artinya minyak jarak
mempunyai potensi digunakan sebagai bahan dasar pelumas otomofi. Sifat fisik,
kimiawi dan kinerja minyak jarak sebagai pelumas dapat dilihat pada Tabel 5.

10

Tabel 5.

Karakteristik minyak jarak sebagai bahan dasar pelumas otomotif"

Sifat-sifat

Minyak Jarak .

Murni
(RBDCO)
Bobot jenis pada suhu 15.5 O
C
lndeks viskositas
Viskositas pada 40 OC( cSt)
pada 100~C(cSt)
Titik tuang ( O C )
Titik nyala (OC)
Tofal Acid Number ( mg KOHIgr)
Sfrong Acid Number( mg KOHIgr)
Total Ease Number ( mg KOH/gr)
Kadar abu,
(%wt)
Kadar air (% vol)
Ujl pembusaan:
- Tendensi pembusaan :
volume busa (ml setelah 5 menit
blowing period ):
Sequence I at 25%
Sequence I1 at 95OC
Sequence 111 at 25OC
- Stabilitas pembusaan:
volume busa(ml setelah 10 menit
Setfling period ):
Sequence I at 25OC
Sequence I1 at 9 5 ' ~
Sequence 111 at 25OC
Kinerja Tekanan Ekstrim
Seizure load (kgf)
Welding point (kgf)
Load wear index

Kasar
(hasil ekstraksi)

0.9603
87
295,4
20.34
-23
307
1.36
Nil
< 0.01
0,004
Trace

0,9606
87
294.9
20,27
-20.5
304
1.44
Nit
0.09
0,007
0.05

20
20
20

20
10
5

0
0
0

0
0
0

80
160
38.74

-

-

^) Sumber : La Puppung (1986)

Asadauskas et a/. (1997) menyebutkan bahwa minyak jarak

memlliki

ketahanan beban (ketahanan terhadap keausan) serta indeks viskositas yang lebih
baik dibandingkan dengan superrefined mineral oil (SRMO) yang merupakan bahan
dasar pelumas. Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6. Karakteristik S R M O dan minyak jarak sebagai
bahan dasar pelumas *)

Karakteristik fisik-kirniawi
Bilangan lod
Viskositas 40°C

SRM0 -)

Minyak Jarak

-

83

72

252

8,4

19.9

(mm2/det)
Viskositas100 OC
(mm2/det)
lndeks Viskositas
Wear Scar diameters (mm)

83

90

0.72

0.622

*) Sumber : Asadauskas et al. (1997)
**) S R M O = Super refined mineral oil

Gambaran manfaat minyak jarak untuk berbagai keperluan industri
dapat dilihat pada Gambar 1 yang menyajikan berbagai jenis reaksi dan produk
pengolahan minyak jarak.

Minvak Jarak

Jenis Reaksi

I
Hidrolisis

H H H
H-C- C - C - H

0
o=c
H- C- H
H-C- H
H-C-H
H-C-H
H-C- B
H-C-H
H-C-H

0

0

Ikatan
Ester

C=O

C=O

H- C- H
H- C- H
H-C-H
H-C-H
H-C- H
H-C- H
H-C-H

H- C- H
H- C- H
H-C-H
H-C-H
H- C- H
H- C- H
KC-H

Saponifikasi

HC

HC

HC

HC

HC

HC

H-C-H

H-C- H

H- C- H

HC - OH HC- OH HC - OH
H- C- H
H- C- H
H- C- H
H- C- H
H- C- H
H- c-H
H

Esteriiikasi
ikoholisis

H-C- H
H-C- H
H- C- H
H- C- H
H-C- H
H- C- H
H

H. C- H
H- C- H
H- C- H
H- C- H
H- C- H
H- C- H
H

Rednksi
Amidasi
Halogenasi

L
ikatan
ganda

Reaktan vane ditambahkan

Produk vane dihasilkan

h a m , enzim, atau katalis
pereaksi Twitchell
Alkohol Monohidrat
Gliserol, glikol,
pentaeriythritd dsb.

h a m lemak, gliserol

Alkali,
Garam alkali dan logam
Na reduksi
Alkil amin, alkanolamin, dsb.
SOClz

Sabun cair
Sabun padat
Alkohol
Garam-garam amin, amida
Asam lemak halogen

Ester
Mono- dan digliserida
Monoglikol dsb.

Oksidasi, polimerisasi
Hidrogenasi
Epoksidasi
Halogenasi
Reaksi adisi

Panas, oksigen, cross-link ogenl
Hidrogen (moderatepressure)
Hidrogen peroksida
Ch, Brz, 12
S, asam maleat

Sulfonasi

HzSO4

Sulfonared oil

Katalis dan panas

Dehydrated castor oil
Gsam oktadekadienoik

Sulfastasi

NaOH
Panas tinggi
PCI,, POCb
Etilen dan propilen oksida
Asetat-, fosfor, maleat-,
phthalik anhidrad
HiSol

~ e a k sUretan
i

Isosianat

Asam Sebasik, kapril alkohol
Asam Undesilenik, heptaldehida
Hal~genatedcastor oil
Alkoxylafedcmtor oil
Alkil dan alkilaril ester,
Ester fosfat
SuIfated castor oil
(turkey-redoif)
Uretan polimer

-

{Dehidrasi
gugus hidroksil Hidrolisis, destilasi
Causticfusion
Pirolisis
Halogenasi
Alkoksilasi
Esteriiikasi

,

Minyak polimer
Hidroksistearat
Epoxidized oik
Minyak terhalogenasi
Minyak polimer

Gambar 1. Berbagai jenis reaksi dan produknya pada pengolahan rninyak jarak (Kirk dan Othrner, 1993)

6. PELUMAS
1. Fungsi Pelumas

Pelumas secara urnum dapat dikelompokkan menjadi kelompok pelumas
untuk mesin (engine lubricant) dan kelompok pelumas bukan untuk mesin
(nonengine lubricant). Kelompok pelumas rnesin umumnya diaplikasikan untuk
mesin disel (otornotii. kereta api, kapal, stationary), mesin gasolin, mesin gas
alarn, mesin pesawat terbang,
bensin lainnya.

pelumas mesin dua tak dan pelumas mesin

Pelumas bukan mesin antara lain diperuntukkan pada tluida

transmisi, power steering, shock absoher,

roda gigi (otomotii dan industri).

minyak hidrolik (traktor dan industri), pelumas pengejaan logam (metalworking
lubricant), gemuk (grease) serta pelumas industri lainnya (Rizvi, 1992; Kirk dan
Othmer, 7995).
Perumas m e ~ p a k a n
salah satu kajian dari bidang ilmu tribologi. Menurut
Nusa (2001). tribologi dapat diartikan sebagai ilrnu yang mempelajari tentang
gesekan

(friction) sebagai

penyebab rnasalah,

keausan (wear) sebagai

permasalahannya dan pelurnasan sebagai pemecahan dari permasalahannya.
Pelurnasan sendiri dapat diartikan sebagai proses rnenyisipkan bahan tertentu
(pelumas) diantara dua permukaan yang saling kontak dengan tujuan untuk
mengurangi gaya gesek dan oleh karena itu mengurangi keausan.
Pelumas dapat memperpanjang umur mesin/peralatan karena sifatsifatnya yang antara lain : (1) melumasi untuk mengurangi gesekan (friction) dan
aus (wear) dengan cara rnembentuk lapisan film diantara dua benda yang saling
bergesekan, (2) rnendinginkan dengan mengurangi panas akibat gesekan. (3)
membersihkan kotoran yang terbentuk , (4) rnelindungi/mencegah kerusakan
mesin akibat peristiwa oksidasi dan korosi (AISE. 1996).

Menurut Pertamina (1999), fungsi dasar dari pelumasan adalah (1)
rnengurangi gesekan antara bagian mesin yang bergerak, (2) mendinginkan dan
memindahkan panas keluar dari rnesin dan (3) rnengendalikan kontarninan atau
kotoran. Cara untuk mengurangi gesekan adalah sebagai berikut.
a. Menjaga kedua permukaan metal terpisah. Untuk permukaan metal yang
sernpurna dilapisi dengan film pelurnas, koefisien geseknya lebih kecil dari

0,005.
b. Mernbuat kedua perrnukaan metal menjadi lebih licin.
Menurut Kirk -dan Othmer (1995) koefisien gesek, merupakan fungsi dari
viskositas pelumas. kecepatan dan tekanan (Gambar 5).

2. Sistem Pelumasan
Pelumasan pada prinsipnya dibagi dalarn tiga sistem pelumasan, yait~t
(1) pelumasan hidrodinamik.

(2)

pelumasan elastohidrodinamik dan (3)

pelumasan batas (Kirk dan Othmer 1995; Nusa. 2001. Lubrizol, 2002)

a. Pelumasan Hidrodinamik
Menurut Nusa (2003).

pelurnasan hidrodinarnik adalah pelumasan

dirnana logam-logam yang dilumasi dapat dipisahkan secara utuh oleh pelurnas,
sehingga kontak atau gesekan antar logarn tidak terjadi.

Pelumas dapat

mengalir dengan aliran laminer di antara dua logarn yang dilumasi.

Sistem

pelurnasan hidrodinamik terjadi biasanya pada kondisi kerja dengan beban
rendah dan kecepatan tinggi (Gambar 2).

-

- -- -- -

I

- - ---

-

---

-.

.

--

---

- .---- -

1

beban rendah

Blirsn laminer pelumas

LOGAM

L

tebal lapisan s e l ~ p u minynk
t
jauh tebih besar daripada kekasapan permukaan bantahn

Garnbar 2. Kondisi pelurnasan hidrodinarnik (Nusa, 2001)

b. Pelumasan ~tastohidrodinamik
Pelumasan elastohidrodinarnik biasanya tejadi pada kondisi kerja dengan
beban berat dan kecepatan rendah.

Pada sistem ini aliran laminer pelumas

terganggu tetapi tetap masih dapat mengalir.

-

Kontak atau gesekan antara

logam dengan logarn pada daeratie tertentu sudah rnulai terjadi.

Kondisi

pelurnasan sistem elastohidrodinamik disajikan pada Garnbar 3 di bawah.

beban tinggi
kecepatan
rendah

-

-

. 4

i

tebal iapisan setaput
sema dengan keknsnpan
permukaan bantalan

diran laminer peluuias
muhi tergnnggn

Garnbar 3. Kondisi pelumasan elastohidrodinamik (Nusa, 2001)
c. Pelumasan Batas (boundary lubrication)

Pelumasan batas rnerupakan sistern pelurnasan di mana permukaan
logam satu dengan permukaan logarn yang lain saling bersentuhan. Sentuhan

yang terjadi tersebut,

diusahakan untuk tidak menimbulkan kerusakan atau

keausan pada permukaan logam yang dilumasi.
diusahakan seminimal rnungkin.

Jika pun terjadi keausan

Terjadinya sentuhan antara logam dengan

logarn diusahakan merupakan tumbukan lenting sernpuma.

Oleh karena itu.

biasanya pelurnas yang digunakan mengandung aditif bahan kirnia yang dapat
bereaksi dengan permukaan logam yang di lumasi dengan rnernbentuk
pelindung.

Pelindung ini bersifat sebagai pegas jika terjadi sentuhan antara

permukaan logam yang di lumasi.

Dengan dernikian terjadi tumbukan lenting

sempurna jika terjadi turnbukan antara logam dengan logam. Oleh karena itu
dapat dihindari atau dikurangi terjadinya kerusakan atau keausan diantara
logam-logam yang saling bersentuhan (Gambar 4).

Gambar 4. Kondisi pelumasan batas (Nusa, 2001)

Sistem pelumasan batas umurnnya terjadi pada kondisi kerja dengan
beban sangat berat dan kecepatan sangat rendah.

Dengan memperkirakan

kondisi kerja dan suatu mesin sehubungan dengan sistem pelumasannya dapat
ditentukan jenis minyak pelurnas yang akan digunakan.

Hubungan antara

kondisi pelumasan dan koefisien gesek digambarkan oleh Kirk dan Othmer
(1995) seperti disajikan pada Gambar 5 di bawah ini.

Koefisien gesek

p
N

P

= viskositas pelurnas
= kecepatan
= tekanan

Garnbar 5. Hubungan antara koefisien gesek dan kondisi pelumasan
(Kirk dan Othrner. 1995)

3. Bahan Dasar Pelumas (Lubricant Base Stocks)
Bahan dasar rninyak pelurnas urnurnnya dapat dibagi dalam tiga golongan
besar, yaitu (1) minyak mineral, yang diperoleh dari pengolahan minyak bumi
dan (2) minyak nabati dan hewani yang diekstrak dari bahan-bahan yang berasal
dari tanarnan dan hewan, (3) bahan pelurnas sintetis (La Puppung, 1986; Dinas

PPM Pertarnina. 1999)
a.

Minyak Mineral
Kontawa (1993) menyebutkan bahwa rninyak rninerallrninyak bumi
rnerupakan hidrokarbon yang dapat digolongkan atas ernpat jenis yaitu parafin.
olefin, naflenik dan arornatik.

Perbedaan tersebut mernberikan pengaruh

terhadap sifat dan kegunaannya.
Keunggulan penggunaan minyak mineral sebagai bahan dasar pelurnas
adalah (1) harga relatii murah dan tersedia dalarn jumlah yang cukup besar, (2)

daerah suhu operasi cukup lebar, meliputi hampir seluruh pemakaian dalam
industri, mesin-mesin transportasi, alat-alat berat, dan mesin-mesin lainnya. (3)
dapat dicampur dengan bahan-bahan aditif sehingga dapat meningkatkan mutu
dan kinerja. (4) Tidak rnenrsak perapat (seal) dan (5) stabil selama penyimpanan
(La Puppung, f 986).
Pelumas yang berbasis minyak burni setidaknya dapat memiliki empat
fungsi yaitu melumasi, mendinginkan, mengarnbil kotoran dan bila perlu bertindak
sebagai medium hidraulik. Dalam pengolahan minyak mineral dapat

dihasilkan

beberapa jenis minyak pelumas dengan tingkat viskositas dan sifat fisik yang
berbeda satu dengan lainnya.

Selain kelebihan tersebut minyak mineral juga

memiliki kelemahan sebagai berikut. (1) Minyak mineral cenderung membentuk
bola-bola kecil (sphere) diatas pemukaan pelat.

Hal ini disebabkan karena

holding force antara molekul. (2) Kemampuan minyak mineral untuk melumasi
pemukaan logam terbatas pada suhu tertentu saja (tidak lebih dari 205

OC),dan

kemampuan melumas akan menurun pada suhu lebih tinggi, karena itu minyak
mineral sulit bergerak ke bagian pelat yang bersuhu lebih tinggi (3)

sutit

membentuk emubi dengan air (Wartawan, 1983; Kirk dan Othmer, 1995).
b. Minyak Nabati dan Hewani

Jenis minyak yang tidak dapat rnembentuk lapisan film disebut minyak
bukan pengering (non-drying oil).

Adapun contoh rninyak bukan pengering

adalah minyak kelapa, kelapa sawit, kacang tanah, dan lemak sapi.

Minyak

bukan pengering dapat digunakan sebagai campuran minyak pelumas mineral
(Ketaren, 1986).
Minyak mineral berbeda dengan minyak nabati jika berada pada pelat
logam. Minyak nabati akan mengalir ke bagian pelat logarn yang paling panas,
sedangkan minyak mineral tetap ditempat semula (tidak mengalir). Sifat minyak
nabati tersebut,

disebabkan karena penurunan tegangan perrnukaan yang

begitu cepat akibat kenaikan suhu, sehingga meningkatkan daya penetrasi dan
sifat menyebar (spreading property) minyak pada permukaan pelat bgarn.
Menurut La Puppung (1986) keunggulan dan kelemahan minyak nabati
sebagai minyak pelurnas adalah sebagai berikut. (1) Minyak nabati mudah
mengalir dari suhu lebih rendah ke bagian pelat bersuhu paling tinggi, karena
kekentalan minyak bertambah kecil akibat kenaikan suhu, (2) Minyak nabati dan
hewani dengan air mudah membentuk emulsi jika dibubuhi emulsifier dan emulsi
yang terbentuk relatif stabil.

Sifat ini menguntungkan untuk tujuan pelurnasan

terientu, misalnya dalam mlling oil dan cuffing oil, (3) Daya lumas minyak nabati
dan hewani lebih baik daripada minyak mineral, (4) Melekat lebih baik pada
bidang-bidang logarn yang basah atau iernbab. Lebih lanjut La Puppung (1986 )
menyebutkan kelernahan minyak nabati seperti dipaparkan di bawah ini.
(1). Minyak nabati dan hewani rnengandung asarn lemak tidak jenuh yang bersifat labil dan mudah teroksidasi sehingga membentuk senyawa-senyawa
dengan bobot molekul rendah, seperti aldehida, keton dan asam yang
mengakibatkan rnesin dapat berkarat.
(2). Minyak yang kontak dengan panas pada suhu tinggi akan rnenghasilkan

sejurnlah senyawa polimer yang ditandai dengan wama minyak menjadi
lebih gelap dan meningkatnya bobot jenis, nilai kekentalan, serta daya
lurnasnya berkurang.
(3). Proses oksidasi dan hidrolisis rninyak nabati tidak hanya tejadi selama

digunakan pada operasi pelumasan, tetapi juga dapat terjadi selama
penyirnpanan minyak pelurnas tersebut akibat pengaruh udara, cahaya dan
air.
(4). Minyak dan lemak nabati dapat dirusak oleh mikroorganisme,terutama
selama penyirnpanan, sehingga minyak sering dibubuhi dengan zat anti
mikroorganisme atau minyak harus selalu dalam keadaan steril.

Untuk penggunaan tertentu, keunggulan-keunggulan dari minyak mineral
dipadukan dengan keunggulan-keunggulan dari rninyak nabati dan hewani.
Kedua jenis rninyak tersebut dapat dicarnpur dengan perbandingan tertentu
sehingga diperoleh suatu jenis rninyak pelurnas yang rnerniliki kualitas dan
kernarnpuan yang febih baik.

c. Bahan Pelumas Sintetis
Bahan pelumas sintetis umumnya rnerupakan bahan krrnia mumi yang
dibuat secara khusus.

Bahan dasar tersebut dibuat dengan spesifik yang

disesuaikan dengan penggunaan yang akan dilakukan. Bahan dasar pelurnas
sintetis urnumnya bukan bahan yang berasal dari rninyak burni.

Oleh karena

dibuat secara khusus, kemarnpuan atau kineja pelumas tersebut relatif lebih baik
jika dibanding pelumas konvensional (Wartawan, 1985;Brown, 1993; Kirk dan
Othrner 1995).
Bahan-bahan yang saat ini digunakan sebagai bahan dasar pelumas
sintetis antara lain polialfa olefin, silikon, poliglikol, poliester, ester fosfat, diester,
ester silikat,

serta klor hidrokarbon (Brown, 1993; Kirk dan Othrner. 1995;

Pertarnina, 1999). Menurut Nachtrnan dan Kalpakjian (1985) karena harganya
yang relatii rnasih sangat tinggi, penggunaan bahan pelurnas sintetis untuk
pelurnas pengejaan logarn (metalworking lubricant) rnasih jarang dilakukan.

4. Rolling Oil

Pelumas secara umurn dapat dikelompokkan rnenjadi kelornpok pelumas
untuk rnesin (engine lubficanf) dan kelornpok pelurnas bukan untuk mesin

(nonengine lubricant).

Pelurnas bukan rnesin antara lain diperuntukkan pada

fluida transrnisi, power steering, shock absorber, roda gigi (otornotif dan indugri),
minyak hidrolik (traktor dan industri), pelumas pengerjaan logarn, gernuk serta

pelumas industri Lainnya (Rizvi. 1992).

Pelumas pengerjaan logam secara

umum dapat dikelompokkan lagi menjadi removal fluids, forming fluids, protection
fluids dan treating fluids. Rolling oil sendiri, merupakan salah satu jenis pelumas
pengejaan logam kelompok metal forming fluids.
Dalam proses penipisan pelat baja diperlukan rninyak pelumas yang
memiliki efek mendinginkan dan mengurangi gesekan antara permukaan pelat
baja dan tandem.

Dengan demikian, fungsi utama rolling oil menurut Cook

(1982)ialah untuk

mendinginkan dan melindungi ternbaran pelat (strip) dan

permukaan tandem dari goresan (abrasi), karat dan kerusakan lainnya seh~ngga
dihasilkan pelat baja yang rata, bersih dan tak bergores.
Menurut Blazynski (1993)proses penipisan logam dengan proses rolling
dilakukan dengan melewatkan lembaran logarn melalui dua buah roll yang
mernutar berlawanan.

Lembaran