PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO DIESEL UNTUK PENURUNAN EMISI GAS BUANG PADA KENDERAAN BERMOTOR

  

PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF

PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO

DIESEL UNTUK PENURUNAN EMISI GAS BUANG

PADA KENDERAAN BERMOTOR

TESIS

Oleh :

MARIANI SEBAYANG

  

107006012/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

  

2013

  

PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF

PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO DIESEL

UNTUK PENURUNAN EMISI GAS BUANG

PADA KENDERAAN BERMOTOR

TESIS

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

  Universitas Sumatera Utara

  

Oleh :

MARIANI SEBAYANG

  

107006012/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

  

2013 Judul Tesis : PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO DIESEL UNTUK PENURUNAN EMISI GAS BUANG PADA KENDERAAN BERMOTOR

  Nama Mahasiswa : MARIANI SEBAYANG Nomor Pokok : 107006012 Program Studi : Magister Ilmu Kimia

  

Menyetujui,

Komisi Pembimbing

(Dr. Mimpin Ginting, MS) (Prof.Dr. Tonel Barus) Ketua Anggota Ketua Program Studi Dekan (Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph. D) (Dr. Sutarman, M.Sc) Tanggal Lulus : 04 Juli 2013

  Telah diuji pada Tanggal : 03 Juli 2013

______________________________________________________________________

  PANITIA PENGUJI TESIS KETUA : Dr. Mimpin Ginting, MS Anggota : 1. Prof.Dr. Tonel Barus 2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D.

   3. Prof. Seri Bima Sembiring, MSc

   4. Dr. Hamonangan Nainggolan, MSc

  

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF

PADA BLENDINGBAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO DIESEL

UNTUK PENURUNANEMISI GAS BUANG PADA KENDERAAN

BERMOTOR

  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 , Iuli 2013 Mariani Sebayan NIM : 107006012

PERNYATAN PERS ETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

  Sebagai Sivitas Akademika Universitas Sumatera Utara , saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Mariani Sebayang Nomor Pokok : 107006012 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 bejudul :

  

PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF

PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN

BIO DIESEL UNTUK PENURUNAN EMISI GAS

BUANG PADA KENDERAAN BERMOTOR

  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 sebaga penulis dan sebagai pemenang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

  Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

  Medan , 3 juli 2013 MARIANI SEBAYANG NIM : 107006012

  RIWAYAT HIDUP Nama : Mariani Sebayang

  Tempat/Tanggal lahir : Medan, 5 April 1960 Alamat Rumah : Jl. Medan Tenggara VII no I-2 Komplek PTKI Medan.

  E-mail : mariani.sebayang@yahoo.co.id Instansi : Pendidikan Teknologi Kimia Industri Medan Alamat Kantor : Jl. Medan Tenggara VII Medan

  Pendidikan :

  SD : SD Negeri 36 Medan (1966-1972) SMP : SMP Tunas Kartika Medan (1972-1975) SMA : SMA Tunas Kartika Medan (1975-1979) STRATA-1 : USU Medan Jurusan T.Kimia (1979-1987) STRATA-2 : Universitas Sumatera Utara (2010-2013)

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 Dr. Mimpin Ginting,MS dan Bapak Prof.Dr. Tonel Barus, 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. Seri Bima Sembiring, 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

  Kepada suami saya Firdaus Ginting dan anak anak saya Noel Denista Ginting dan Shania Yosephin Ginting dan keluarga yang telah banyak memberi semangat dan dorongan.

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

  Medan, Juli 2013 Hormat Saya,

  Mariani Sebayang

  

PEMAMFAATAN MINYAK SEREH SEBAGAI ZAT ADITIF

PADA BLENDING BAHAN BAKAR SOLAR DAN BIO DIESEL

UNTUK PENURUNAN EMISI GAS BUANG

PADA KENDERAAN BERMOTOR

ABSTRAK

  Penelitian tentang pemamfaatan minyak sereh (sitronellal oil ) sebagai zat aditif pada blending bahan bakar solar dengan biodiesel untuk penurunan emisi gas buang pada kenderaan bermotor telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan performansi motor diesel yang menggunakan bahan bakar campuran bio solar dengan zat aditif terhadap solar dan untuk memperoleh perbandingan emisi gas buang yang dihasilkan motor diesel berbahan bakar solar dengan zat aditif terhadap solar. Penelitian ini dilakukan dengan skala laboratorium , sebagai objek (bahan ) dalam penelitian ini adalah minyak sereh wangi. Perlakuan yang diperlakukan yaitu mengisolasi minyak sereh dengan destilasi Stalh dan dianalisis komponen kimianya dengan GC-MS. Dari hasil kromatografi gas minyak sereh ditemukan 15 jenis senyawa dengan kandungan senyawa utama adalah Sitronellal 33,17 %. Pemblendingan dengan bahan bakar biosolar ( B20 ) dan bahan aditif minyak sereh dilakukan pada suhu kamar dengan konsentrasi 0,1% , 0,2% , 0,3% , dan 0,4% . Dari hasil blending bahan bakar dan minyak sereh dilakukan uji karakteristik yang meliputi : densitas , viskositas , titik nyala , dan kadar air serta emisi gas buang yang terdiri dari CO , CO

  2 , HC, O

  2

  dan NO . Hasil karateristik untuk penilaian densitas , viskositas , titik nyala dan kadar

  X

  air memenuhi karakteristik dari solar sebagai pembanding dan memenuhi batas spesifikasi solar. Dari hasil uji karakteristik emisi gas buang dengan menggunakan

  

Auto Gas Analyzer , pada blending biosolar B20 dan minyak sereh dengan konsentrasi

  0,4% , diperoleh penurunan dari gas CO

  2 sebesar 6,18% ; CO sebesar 0,3% : O

  2

  sebesar 0,45% : HC sebesar 5,36 ppm dan gas NO x sebesar 0,7 % . Dari hasil penelitian ini mengidentifikasikan bahwa penambahan zat aditif minyak sereh pada blending biosolar merupakan bahan bakar yang lebih ramah lingkungan dibandingkan tanpa menggunakan bahan aditif.

  Kata kunci : Minyak sereh , Zat aditif , Biodisel , Biosolar , Emisi gas buang.

  

THE UTILIZATION OF LEMONGRASS OIL AS THE SUBSTANCE

OF ADDITIVE BLENDING DIESEL FUEL AND BIODIESEL TO

DECREASE EXHAUST GAS EMISSIONS IN MOTOR RACING

ABSTRACT

Research on the utilization of lemongrass oil ( oil sitronellal ) as additives blending

diesel fuel with biodiesel to decrease emissions in motor vehicles has been carried out

. This study aimed to compare the performance of diesel engines using bio- diesel fuel

blend with additives to diesel and to obtain comparative exhaust emissions produced

diesel engine fueled with diesel fuel additives for diesel . The research was carried out

with a laboratory scale , as an object ( material ) in this study is the citronella oil .

Treatment that isolates treated with lemongrass oil distillation Stalh and chemical

components were analyzed by GC - MS . From the results of gas chromatography

lemongrass oil found 15 types of compounds with the main matter content was 33.17

% Sitronellal . The blending with biodiesel fuel ( B20 ) and lemongrass oil additives

performed at room temperature with a concentration of 0.1 % , 0.2 % , 0.3 % , and 0.4

% . From the results of blending fuel oil and lemongrass oil test characteristics

include : density , viscosity , flash point , and moisture content as well as exhaust

emissions consisting of CO , CO

  2 , HC , O 2 and NOx . Assessment results for the

characteristics of density , viscosity , flash point and water content meets the

characteristics of diesel as a comparison and to meet specification limits solar . From

the test results with the exhaust emission characteristics using Auto Gas Analyzer , on

B20 biodiesel blending and lemongrass oils with concentrations of 0.4 % , obtained by

reduction of CO 2 gas by 6.18 %, 0.3% CO : O 2 0.45 % : HC at 5.36 ppm and NOx

gases by 0.7 % . From the results of this study indicated that the addition of

lemongrass oil additives on blending biodiesel is a fuel that is more environmentally

friendly than without the use of aditif.

  Keywords : lemongrass oil , additives , biodiesel , Biosolar , exhaust emissions .

DAFTAR ISI

  2.7 Biosolar

  15

  2.5.1.1 Esterifikasi

  15

  2.5.1.2 Transesterifikasi

  16

  2.5.2 KarakteristikBiosolar

  17

  2.6 BahanBakarSolar

  19

  19

  15

  2.7.1 KeunggulanBiosolar

  20

  2.7.2 KelemahanBiosolar

  21

  2.8 ZatAditif

  21

  2.9 Blending bioaditifterhadapbahanbakar solar

  23

  2.10 Emisi Gas buang

  23

  2.5.1 PembuatanBiodisel

  Halaman

  ABSTRAK ………………………………………………………………… i ABSTRACT …………………………………………………………….. ii KATA PENGANTAR ……………………………………………………. iii DAFTAR ISI …………………………………………………………….. v DAFTAR TABEL ………………………………………………………… viii DAFTAR GAMBAR …………………………………………………….. ix DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………… x BAB 1 PENDAHULUAN ……………………………………………..

  2.1 TanamanSereh ………………………………………………

  1

  1.1 Latar Belakang ……………………………………………

  1

  1.2 Permasalahan ………………………………………………

  3 1.3 TujuanPenelitian …………………………………………..

  3 1.4 ManfaatPenelitian ………………………………………….

  3 1.5 TempatPenelitian ………………………………………….

  3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………………

  5

  5 2.1.1 PerkembanganTeknologiPengolahanMinyakSereh..

  14

  6 2.1.2 MetodePenyulingan (Destilasi) ……………………..

  7 2.1.3 KandunganMinyakSerehwangi …………………….

  8

  2.1.4 StandarMutuMinyaksereh …………………………

  11

  2.2 Refinery Bleached Deodorized Palm Oil

  12

  2.3 Metanol

  13

  2.4 Katalis

  2.5 Biodiesel

  2.11 Pengaruh zat aditif terhadap emisi gas buang

  4.1.1 Hasil Trasesterifikasi RBDPO dan Hasil Isolasi Minyak sereh dari sereh wangi

  4.1.4 Struktur Kimia Minyak Sereh

  39

  4.1.3 Hasil Analisa dengan GC-MS dari Minyak sereh

  38

  4.1.2 Analisa Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS) Biodiesel

  38

  38

  4.1.5 Hasil Analisis dengan GC-MS bahan bakar

  4.1 Hasil Penelitian

  38

  37 BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

  3.3.3 Diagram alir Blending MinyakserehdanBiosolar

  36

  3.3.2 Diagram alir proses produksiBiodiesel

  35

  42

  44

  34

  4.2.1 Hasil Pengujian Densitas

  2

  4.2.4 Hasil Pengujian Emisi gas buang CO

  59

  4.2.3 Hasil Pengujian Titik nyala

  59

  4.2.2 Hasil Pengujian Viskositas

  52

  52

  4.1.6 Hasil Uji Karakteristik

  4.2 Pembahasan

  4.1.9 Hasil pengujian Emisi gas buang Nox pada rpm 1600-2400 51

  50

  4.1.8 Hasil Pengujian Gas Buang O2 pada rpm 1600-2400

  47

  4.1.7 Hasil pengujian Emisi Gas Buang pada rpm 1600-2400

  45

  3.3.1 Diagram alir perolehan Minyak sereh

  3.2.3.4 ProsedurPelaksanaanEmisi gas buang

  25

  2.12.4 Kromatografi Gas SpektrometriMassa(GC-MS)

  29 BAB 3 METODE PENELITIAN

  2.12.7 PengujianEmisi Gas buang

  28

  2.12.6 Spektrum Massa

  28

  2.12.5 KromatografiGas

  27

  27

  3.1 Alat dan Bahan

  2.12.3 Pengukuran Densitas

  26

  2.12.2 Titiknyala

  26

  2.12.1 Viskositas

  26

  2.12 Analisa Karakteristik dan Emisi gas buang

  30

  30

  33

  31

  3.2.3.3 Penentuan Flash point(Titiknyala)

  33

  3.2.3.2 Pengukuran Densitas

  32

  3.2.3.1 Penentuan Viskositas

  31

  3.2.3 Pemblendingan atau Proses pencampuran

  3.2.2 Proses pembuatan biodiesel dari RBDPO

  3.1.1 Alat

  30

  3.2.1 Pengolahan Minyak sereh

  30

  3.2 Prosedur Penelitian

  30

  3.1.2 Bahan

  30

  59

  4.2.5 Hasil Pengujian Emisi gas buang CO

  2

  60

  4.2.6 Hasil Pengujian Emisi gas buang HC

  60

  4.2.7 Hasil Pengujian Emisi gas buang O

  2

  60

  4.2.8 Hasil Pengujian Emisi gas buangNO X .

  61 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  62

  5.1 Kesimpulan

  62

  5.2 Saran

  62 DAFTAR PUSTAKA

  63 LAMPIRAN

  71

  

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

  38

  51 pada rpm 1600-2400

  4.9 Hasil Pengujian Gas Buang NOx pada rpm 1600-2400

  2

  4.8 Hasil pengujian Gas Buang O

  49

  4.7 Hasil Pengujian Gas Buang HC pada rpm 1600-2400

  40

  41

  4.6 Hasil Pengujian Gas Buangan CO pada 1600-2400

  2

  4.5 Hasil Pengujian Gas Buangan CO

  39

  4.4 Hasil Uji karakteristik Biodiesel, Solar, Minyak Sereh dan Hasil Blending B20+Minyak Sereh

  4.3 Hasil Analisa GC-MS Solar

  2.1 Standar Mutu Minyak Sereh Wangi di Indonesia

  37

  4.2 Komponen Senyawa Minyak Sereh

  39

  4.1 Komponen senyawa biodiesel dari RBDPO

  35

  3.1 Komposisi blending minyak sereh, Biodiesel dan solar (B20)

  28

  2.4 Nilai baku mutu emisi gas buang kenderaan bermotor

  19

  2.3 Kualitas Minyak Solar

  11

  2.2 Standar Biodisel ASTM (ASTM D6751)

  12

  50

  

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

  4.11 Fragmetasi dari sitronellal

  4.8 Grafik % O

  2

  4.9 Grafik % NOx terhadap produk Bahan Bakar

  52 terhadap produk Bahan Bakar

  51

  4.10 Spektra massa dari sitronellal

  53

  41

  4.7 Grafik % HC terhadap produk Bahan Bakar

  4.12 Spektra massa dari sitronellol

  55

  4.13 Fragmentasi dari sitronellol

  56

  4.14 Spektra massa dari geraniol

  57

  4.15 Pola Fragmentasi dari Geraniol

  50

  49

  2.1 Tanaman Sereh Wangi

  2.5 Reaksi Proses Transestrifikasi

  6

  2.2 Struktur Sitronelal

  9

  2.3 Struktur Geraniol

  10

  2.4 Struktur Sitronellol

  10

  13

  4.6 Hasil Pengujian Gas Buang HC pada rpm 1600-2400

  4.2 Kromatogram GC Sampel Minyak Sereh

  30

  4.3 Struktur Kimia Minyak Sereh

  44

  4.4 Kromatogram GC Sampel Bahan Bakar Solar

  44

  4.5 Hasil Pengujian Gas Buang CO pada rpm 1600-2400

  48

  58