Ramban JP Pinem, Barlin, Nukman RIMTEK 2013
Nomor
Lampiran
Perihal
: 326/RIMTEK/E/IX/2013
: -
: Pengumuman Penerimaan Makalah
Kepada Yth.
Bapak/Ibu. Barlin
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,
Universitas Sriwijaya
Dengan hormat,
Dengan ini panitia Seminar Nasional RIMTEK 2013 mengumumkan bahwa abstrak Bapak/Ibu
yang berjudul “
Pengaruh Campuran Etanol pada Bahan Bakar Minyak Premium Terhadap
Nilai Kalor dan Angka Oktan
” dengan ID
abstrak RM-1358 diterima untuk dipresentasikan
secara oral dalam seminar tersebut.
Makalah-makalah yang telah lolos review akan diterbitkan pada Prosiding RIMTEK, ISBN
978-602-17952-0-0, yang akan terbit secara online pada Desember 2013.
Bagi yg belum mengisi formulir registrasi, kami mohon untuk dapat mengisi formulir registrasi
yang terdapat di website kami dan mengirimkannya kembali ke e-mail sekretariat Semnas RIMTEK
2013 dengan alamat rimtek@mail.lipi.go.id atau melalui fax ke 022-2504773.
Demikian permohonan kami, atas perhatian dan kerjasamanya, kami ucapkan terima kasih.
Bandung, 9 September 2013
Ketua Umum RIMTEK 2013,
(2)
A. Presentasi Oral
- Alokasi waktu untuk prese o 1 menit persiapan o 10 menit presentasi o 3 menit tanya jaw o 1 menit transisi - Panitia menyediakan kom - Penyaji wajib menyerahkan
jawab ruangan sebelum - Penyaji dibebaskan untuk
Waktu Ruang A
Gd 10, Lt 3
13:00 – 14:30
13:00 – 13:15 RM-1311 13:15 – 13:30 RM-1331 13:30 – 13:45 RM-1344 13:45 – 14:00 RM-1342 14:00 – 14:15 RM-1309 14:15 – 14:30
14:45 – 16:15
14:45 – 15:00 RM-1327 15:00 – 15:15 RM-1326 15:15 – 15:30 RM-1303 15:30 – 15:45 RM-1302 15:45 – 16:00 RM-1340 16:00 – 16:15
Halaman2dari9
Susunan Acara
Sesi Paralel
resentasi oral:
apan dan pembukaan moderator entasi oral
jawab
komputer berbasis windows beserta proyektor LCD ahkansoftcopymakalah yang akan dipresentasikan k
m sesi presentasi dimulai.
tuk memilih template powerpoint yang akan digunakan
Ruang B Gd 10, Lt Basement
Ruang C Gd 20, Lt 2
Presentasi Oral Sesi I
RM-1337 RM-1323 RM-1356 RM-1315 RM-1318 RM-1358 RM-1320 RM-1319 RM-1336 RM-1338 Toleransi waktu
Presentasi Oral Sesi II
RM-1353 RM-1308 RM-1322 RM-1304 RM-1329 RM-1310 RM-1357 RM-1316 RM-1355 RM-1350 Toleransi waktu CD.
an kepada penanggung unakan.
Ruang D Gd 20, Lt 2
RM-1332 RM-1321 RM-1313 RM-1305 RM-1348 RM-1317 RM-1339 RM-1341 RM-1333 RM-1325
(3)
Kode Deskripsi
RM-1357 Pengaruh Penambahan Arifin Nura, Y. Putrasari
a
Pusat Penelitian Tenaga Lis
RM-1358 Pengaruh Campuran E Oktan
Ramban JP.Pinema, Barlin
a
Alumni Jurusan Teknik Mesi
b
Jurusan Teknik Mesin, Fakul
RM-1359 Desain Eksterior dan Muhammad Redho Kurni
a
Pusat Penelitian Tenaga Lis
RM-1360 Proses Desain Interior Muhammad Redho Kurni
a
Pusat Penelitian Tenaga Lis
Halaman9dari9
ahan Bioethanol pada Solar Terhadap Emisi Motor Diese aria, A. Muharama, A. Dimyania, M. Pratamaa
a Listrik dan Mekatronik – LIPI
an Etanol Pada Bahan Bakar Minyak Premium Terhadap
arlinb, Nukmanb
Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya akultas Teknik, Universitas Sriwijaya
an Interior Sedan Listrik LIPI Ditinjau dari Perupaan dan Kurniaa, Sunarto Kalega, Abdul Hapida
a Listrik dan Mekatronik – LIPI
rior Ruang Penumpang Microbus Listrik Executive Mobil Kurniaa, Sunarto Kalega, Abdul Hapida
a Listrik dan Mekatronik – LIPI
iesel Common Rail
adap Nilai Kalor Dan Angka
dan Estetika
(4)
PENGARUH CAMPURAN ETANOL PADA BAHAN BAKAR MINYAK
PREMIUM TERHADAP NILAI KALOR DAN ANGKA OKTAN
THE INFLUENCE OF ETHANOL IN GASOLINE FUEL BLENDS ON
HEATING VALUE AND OCTANE NUMBER
Ramban JP.Pinem
1, Barlin
2, Nukman
21
Alumni Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
2
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang-Prabumulih KM.32 Indralaya, Ogan Ilir Sumatera Selatan 30662 Telp. 0711 580072 Fax. 0711 580072
E-mail : barlin_oemar@yahoo.com
ABSTRAK
Penelitian secara eksperimental telah dilakukan untuk mengetahui pengaruh etanol 70% dan 96% dalam campuran bahan bakar premium + etanol. Berdasarkan hasil penelitian terjadi penurunan nilai kalor rata-rata sebesar 70,7% dan peningkatan angka oktan rata-rata sebesar 3% pada campuran bahan bakar premium+etanol 70% serta 51,2% dan sebesar 4,5% pada campuran bahan bakar premium + etanol 96%. Persentase yang optimal untuk pencampuran bahan bakar premium + etanol 70% adalah 96,25% dan 3,75%, serta 93,125% premium dan 6,875% etanol untuk premium+etanol 96%. Penurunan nilai kalor dan peningkatan angka oktan dalam campuran bahan bakar premium+etanol disebabkan oleh jumlah kadar air dalam etanol 70% dan 96%.
Kata Kunci : bahan bakar premium ,etanol, nilai kalor, angka oktan
ABSTRACT
The experimentally research has conducted to know influence of ethanol 70% and 96% on heating value and octane number in gasoline-ethanol fuel blends. Based on results of experimental, heating value decreased means 70.7% and octane number increased means 3% in gasoline+etanol 70% fuel blends while its decreased about 51.2% and 4.5% in premium+etanol 96%. The optimal percentage of gasoline-ethanol 70% for blending is 96.25% and 3.75%, while 93.125% and 6.875% for premium+etanol 96%.The decreasing of heating value and increasing of octane number in premium+etanol fuel blends is affected by amount of water composition in ethanol 70% and 96%. Keywords : gasoline fuel, ethanol, heating value, octane number
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia sebagai salah satu penghasil minyak bumi di dunia tidak luput dari krisis minyak yang terjadi akhir-akhir ini. Indonesia sudah menjadi “net importercountry” sehingga pencarian bahan bakar alternatif menjadi semakin mendesak. Etanol dapat dengan mudah diproduksi dari beberapa produk pertanian seperti jagung, tebu, bit, beras, dan lain-lain, sehingga etanol menjadi salah satu bahan bakar alternatif terbaik pada motor bensin [1]. Gasohol merupakan bahan bakar hasil campuran bensin dengan alkohol. Apabila kandungan alkohol sebanyak 10 persen, maka bisa disebut gasohol E10. Pemerintah menargetkan penggantian bahan bakar minyak dengan alkohol bisa mencapai 1,8 juta kiloliter dalam beberapa tahun kedepan [2]. Pengaruh pencampuran etanol terhadap nilai kalori bahan bakar dan angka oktan bahan bakar akan dianalisa dengan membandingkan nilai kalori dan angka oktan bahan bakarsebelum penambahan etanol ke dalam bahan bakar premium dan sesudah penambahan etanol. Untuk mengetahui perubahan nilai kalori dan angka oktan pada bahan bakar minyak premium setelah dicampur etanol 70% dan 96% serta mendapatkan campuran yang optimal, maka dilakukan pengujian nilai kalori dan angka oktan bahan bakar dengan menvariasikan persentase campuran etanol pada bahan bakar premium. Pencampuran premium dan etanol dapat meningkatkan angka oktan bahan bakar. Selain dapat meningkatkan angka oktan, pencampuran premium dan etanol dapat meminimalisir getaran mesin kendaraan dan bunyi yang dihasilkan kendaraan lebih halus. Getaran yang terjadi pada mesin diakibatkan
(5)
karena detonasi pada mesin, detonasi sendiri terjadi karena faktor angka oktan bahan bakar yang kurang baik [3].Data-data hasil penelitian dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data hasil pengujian bahan bakar [1]
Spesifikasi Gasoline E25 E50
Density (kg/l at 15C) 0,756 0,769 0,751
Sulfur (wt%) 0,0416 0,0246 0,0398
Distillation temperature ( C )
10 vol% 54,4 58,1 64,5
30 vol% 69,7 66,3 72,2
50 vol% 50,8 71,7 75,3
80 vol% 156,7 146,1 156,2
End Point 188,2 177,9 161,8
Heating value (kJ/kg) 43.263,03 38.046 34.581,14
RON 95,02 95,89 95,92
MON 83,98 86,23 88,42
1.2 Bahan Bakar Premium
Premium berasal dari bensin yang merupakan salah satu fraksi dari penyulingan minyak bumi yang diberi zat aditif, yaitu Tetra Ethyl Lead (TEL). Premium mempunyai rumus empiris Ethyl Benzena (C8H18). Premium adalah bahan bakar jenis disilat berwarna kuning akibat adanya zat berwarna
tambahan. Penggunaan premium pada umumnya adalah untuk bahan bakar kendaraan bermotor bermesin bensin, seperti mobil, sepeda motor, dan lain – lain. Bahan bakar ini juga sering disebut motor gasoline atau petrol dengan angka oktan 88 [4].
1.3 Etanol
Etanol atau etil alkohol (C2H5OH), sering juga disebut grain alcohol atau alkohol. Etanol memiliki
beberapa sifat antara lain cairan tidak berwarna, mudah menguap, dapat bercampur dengan air dengan segala perbandingan dan bilangan oktan antara 106 - 111 [4].
1.4 Bioetanol
Bioetanol merupakan alkohol yang dibuat dengan fermentasi biomassa. Fermentasi dapat dilakukan pada bahan berpati, misalnya singkong, biji jagung, biji sorgum, gandum, kentang; bahan bergula, diantaranya molases (tetes tebu), nira tebu, nira aren, dan nira lontar; dan bahan berselulosa, misalnya limbah pertanian berupa jerami padi, ampas tebu, tongkol jagung, batang pisang, atau serbuk gergaji, dan lain-lain. Bioetanol paling sering digunakan sebagai bahan aditif bahan bakar untuk mengurangi emisi karbon monooksida (CO) dan kandungan asap lainya dari kendaraan bermotor [5].
1.5 Nilai Kalor
Reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigen dari udara menghasilkan panas. Besarnya panas yang ditimbulkan jika satu satuan bahan bakar sempurana disebut nilai kalor bahan bakar. [6]
1.6 Angka Oktan
Angka Oktan adalah suatu bilangan yang menunjukkan sifat anti ketukan (detonasi). Semakin tinggi angka oktan maka semakin berkurang kemungkinan untuk terjadinya detonasi (knocking). Dengan berkurangnya intesitas untuk berdetonasi, maka campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan oleh torak menjadi lebih baik sehingga tenaga motor akan lebih besar dan pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat. Besar angka oktan bahan bakar tergantung pada persentase iso-oktana (C7H18) dan
normal heptana (C7H16) yang terkandung didalamnya. Bahan bakar yang sangat mudah berdetonasi
adalah normal heptana (C7H16) sedangkan yang sukar berdetonasi adalah iso-oktana (C7H18) [6].
2
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian dilakukan untuk mengetahui :
1. Pengaruh pencampuran etanol pada premium murni terhadap nilai kalor campuran bahan bakar premium + etanol
2. Pengaruh pencampuran etanol pada premium murni terhadap angka oktan campuran bahan bakar premium + etanol
(6)
3. Mendapatkan persentase pencampuran yang optimal pada campuran bahan bakar premium+etanol 70% dan premium+ 96%.
3
METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
1. Bahan bakar premium murni
2. Etanol yang berkadar alkohol 70% dan 96%.
3. IROX 2000 untuk mengukur nilai oktan bahan bakar. Prosedur untuk mengukur nilai oktan bahan bakar yaitu :
1) Sambungkan power suplay IROX 2000 ke listrik. Tunggu lima belas menit sampai muncul tulisan ready pada layar;
2) Pada saat menunggu alat uji siap untuk digunakan, dilakukan pencampuran premium + etanol 70% dengan perbandingan campuran seperti yang direncanakan;
3) Input data pengujian ke dalam komputer;
4) Masukkan selang penghisap kedalam gelas ukur yang berisi campuran premium + etanol, lalu tekan RUN pada alat IROX 2000;
5) Tunggu selama kurang lebih 5(lima) menit, hingga alat uji mengeluarkan data pengujian; 6) Kemudian mengoperasikan komputer untuk mencetak hasil penelitian;
7) Melakukan kalibrasidengan menekan tombol “calibrs”;
8) Ulangi langkah dua sampai tujuh untuk melakukan pengujian pada campuran premium etanol 96%.
4. Kalorimeter untuk mengukur nilai kalori bahan bakar
3.2 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian ini dilakukan seperti pada gambar 1. Beberapa prosedur yang dilakukan yaitu : 1. Pengujian nilai kalor dan angka oktan premium murni
2. Pencampuran premium murni + etanol 70 % 3. Pencampuran premium murni + etanol 96 %
4. Pengujian nilai kalor dan angka oktan campuran bahan bakar premium + etanol 70 % 5. Pengujian nilai kalor dan angka oktan campuran bahan bakar premium + etanol 96 %
Gambar 1. Diagram prosedur penelitian
3.3 Prosedur Pengujian
Pengujian dilakukan dengan dua kondisi yang berbeda yaitu pengujian dengan bahan bakar premium murni dan pengujian dengan campuran bahan bakar premium + etanol. Bahan bakar premium dan etanol divariasikan menjadi dua yaitu campuran premium etanol 70% dan campuran premium etanol 96%.
Pengujian dilakukan dengan delapan variasi yang berbeda pada campuran premium etanol 70% dan campuran etanol96%, dengan perbandingan campuran 97,5:2,5, 95:5, 92,5:7,5, 90:10, 87,5:12,5, 85:15,
Premium Murni Etanol 70% dan
96%
PencampuranPremium
+ Etanol
NilaiKalor AngkaOktan
AnalisadanPembahasan
(7)
82,5:17,5, 80:20 dengan satuan volume pada setiap campuran.Data hasil pengujian yang diambil yaitu nilai kalor dan angka oktan bahan bakar.
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Perbandingan Nilai Kalor Campuran Premium + Etanol 70% dan 96%.
Pada gambar 2 ditunjukkan nilai kalor bahan bakar campuran premium + etanol 70% dan campuran premium + etanol 96%. Nilai kalor bahan bakar campuran premium + etanol mengalami penurunan.Persentase penurunan nilai kalor pada campuran premium + etanol 70% rata-rata sebesar 70,7 % sedangkan pada campuran premium + etanol 96% rata-rata sebesar 51,2%. Nilai kalor yang dimiliki etanol 96% lebih tinggi dibandingkan dengan etanol 70%, hal ini kemungkinan dipengaruhi oleh adanya kadar air dalam etanol tersebut. Jika kadar air dalam etanol semakin besar, maka nilai kalor akan semakin menurun dan begitupun sebaliknya.Jika kadar air dalam bahan bakar besar maka akan mempengaruhi proses pembakaran. Kadar air yang besar akan menyebabkan pembakaran menjadi tidak sempurna. Jika proses pembakaran berlangsung tidak sempurna, maka energi kalor yang dihasilkan dari proses pembakaran itu akan menurun. Kadar air pada etanol 96% lebih rendah dibandingkan etanol 70% sehingga nilai kalor yang dihasilkan pada campuran etanol 96% lebih besar dari campuran etanol 70%.
Gambar 2. Grafik perbandingan nilai kalor campuran premium etanol 70% dan 96%
4.2 Perbandingan Angka Oktan Campuran Premium + Etanol 70% dan 96%
Pada gambar 3 ditunjukkan angka oktan bahan bakar campuran premium + etanol 70% dan campuran premium + etanol 96%. Angka oktan bahan bakar mengalami kenaikan setelah dilakukan pencampuran etanol pada bahan bakar premuim. Persentase kenaikan angka oktan campuran premium etanol 70% rata sebesar 3% dari angka oktan premium murni, sedangkan pada campuran premium etanol 96% rata-rata sebesar 4,5%. Angka oktan yang dimiliki campuran premium + etanol 96% lebih tinggi dibandingkan dengan campuran premium + etanol 70%. Fenomena ini kemungkinan dipengaruhi oleh besarnya kadar alkohol pada etanol yang dicampurkan. Kadar alkohol etanol 96% lebih tinggi dibandingkan kadar alkohol yang terdapat pada etanol 70%. Hasil pengujian membuktikan bahwa setelah ditambahkan etanol pada bahan bakar premium, maka nilai angka oktan campuran bahan bakar akan meningkat. Hasil pengujian yang didapatkan sama seperti hasil pengujian yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya yang menyimpulkan bahwa penambahan etanol pada bahan bakar premium murni akan meningkatkan angka oktan campuran bahan bakar tersebut [3]. Besar angka oktan bahan bakar tergantung pada persentase iso-oktana (C7H18) dan normal heptana (C7H16) yang terkandung didalamnya. Bahan bakar
yang bersifat iso-oktana (C7H18) akan sukar berdetonasi sedangkan normal heptana (C7H16) akan sangat
mudah berdetonasi[6].Bahan bakar premium murni cenderung kearah sifat normal heptana dengan angka oktan lebih rendah, sebaliknya bahan bakar yang cenderung kearah sifat iso-oktana akan memiliki angka oktan lebih tinggi.Penambahan etanol pada campuran bahan bakar premium akan membuat sifat campuran bahan bakar tersebut cenderung ke arah iso-oktana. Semakin tinggi kadar etanol yang ditambahkan, maka bahan bakar akan cenderung ke arah sifat iso-oktana.
(8)
Gambar 3. Grafik perbandingan angka oktan campuran premium etanol 70% dan 96%
4.3 Hubungan Angka Oktan dan Nilai Kalor Bahan Bakar Terhadap Campuran Etanol 70%
Pada gambar 4 ditunjukkan hubungan antara angka oktan dan nilai kalor bahan bakar premium + etanol 70%. Semakin banyak persentase campuran etanol maka semakin besar meningkat angka oktan bahan bakar tersebut dan semakin banyak persentase campuran etanol maka semakin menurun nilai kalor bahan bakar tersebut. Dari gambar 4 didapatkan juga persentase yang optimal untuk mendapatkan nilai kalor bahan bakar yang seimbang dengan angka oktan bahan bakar tersebut. Persentase campuran yang optimal untuk premium dengan etanol berkadar alkohol 70% berkisar pada persentase campuran 96,25/3,75 atau 96,25% premium dan 3,75% etanol.
Gambar 4. Hubungan antara angka oktan dan nilai kalor campuran premium etanol 70%
4.4 Hubungan Angka Oktan dan Nilai Kalor Bahan Bakar Terhadap Campuran Etanol 96%
Pada gambar 5 ditunjukkan hubungan antara angka oktan dengan nilai kalori bahan bakar premium + etanol 96%. Semakin banyak persentase campuran etanol maka semakin besar meningkat angka oktan bahan bakar tersebut dan semakin banyak persentase campuran etanol maka semakin menurun nilai kalor bahan bakar tersebut.Fenomena ini sama dengan angka oktan dan nilai kalor campuran premium etanol 70% seperti pada gambar 4. Pada campuran premium + etanol 96% nilai kalor bahan bakar lebih tinggi dibanding dengan campuran premium + etanol 70%. Hal tersebut dipengaruhi kadar air yang terdapat pada etanol 96% lebih rendah dibanding etanol 70%. Pada campuran premium dengan etanol berkadar alkohol 96% didapat campuran yang optimal berkisar pada persentase campuran 93,125/6,875 atau 93,125% premium dan 6,875% etanol.
(9)
4.5 Perbandingan Data Hasil Pengujian
Pada tabel 2 dan tabel 3 ditunjukkan perbandingan data nilai kalor dan angka oktan antara hasil pengujian yang dilakukan dengan hasil penelitian yag sudah dilakukan oleh [1]. Dari hasil pada tabel 2 dan tabel 3 didapatkan informasi mengenai etanol yang dicampurkan yaitu 25%, 50%, 70% dan 96%. Perbedaan nilai kalor dan angka oktan yang didapatkan dari hasil penenlitian disebabkan oleh perbedaan persentase etanol yang dicampurkan. Akan tetapi dapat dilihat bahwa kecendrungan hasil penelitian menunjukkan trend yang sama bahwa semakin besar kadar etanol yang dicamurkan maka heating value akan menurun dan octan number akan meningkat.
Tabel 2. Data nilai kalor dan angka oktan [1]
Spesifikasi Gasoline E25 E50
Heating value (kJ/kg) 43.263,03 38.046 34.581,14
RON 95,02 95,89 95,92
Tabel 3. Data nilai kalor dan angka oktan hasil pengujian
Spesifikasi Gasoline E70 E96
Heating value (kJ/kg) 75.100 53.025 38.400
RON 93,2 95,996 97,394
5
KESIMPULAN
1. Pada campuran premium etanol 70%, penurunan rata-rata nilai kalor sebesar 70,7%, sedangkan pada campuran premium etanol berkadar alkohol 96% sebesar 51,2%.
2. Pada campuran premium etanol 70%, kenaikan rata-rata angka oktan sebesar 3%, sedangkan pada campuran premium etanol 96% sebesar 4,5%.
3. Persentase optimal campuran premium + etanol 70% sebesar 96,25% premium dan 3,75% etanol, sedangkan pada premium etanol 96% sebesar 93,125% premium dan 6,875% etanol.
REFERENSI
[1] Setiyawan, A, 2002, “Pengaruh Ignition Timing dan Compression Rasio Terhadap Unjuk Emisi Gas Buang Motor Bensin Berbahan Bakar Campuran Etanol 85% dan Premium 15% (E-85)”. [2] Anonimus, 22 April 2006, “Kilang Rusak, Impor BBM April Membengkak”, KOMPAS, Hal 17,
Jakarta, 2006..www.kompas.com
[3] Keskin, A, 2010, “The Influence of Ethanol-Gasoline Blends on Spark Ignition Engine Vibration Characteristics and Noise Emissions”, Tarsus Technical Education Faculty, Mersin University, Tarsus Mersin, Turkey.
[4] Arfah,Rugaiyyah, 2004, “Pemanfaatan Limbah Serbuk Gergaji untuk Produksi Etanol dengan Menggunakan Enzim Selulase dari Usus Sapid dan Bakteri Zymomonas Mobilis”, Skripsi, Jurusan Kimia FMIPA Unhas: Makasar.
[5] Hambali, E, dkk, 2007, “Teknologi Bioenergi”, Agro Media: Jakarta.
(1)
PENGARUH CAMPURAN ETANOL PADA BAHAN BAKAR MINYAK
PREMIUM TERHADAP NILAI KALOR DAN ANGKA OKTAN
THE INFLUENCE OF ETHANOL IN GASOLINE FUEL BLENDS ON
HEATING VALUE AND OCTANE NUMBER
Ramban JP.Pinem
1, Barlin
2, Nukman
21
Alumni Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya 2
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang-Prabumulih KM.32 Indralaya, Ogan Ilir Sumatera Selatan 30662 Telp. 0711 580072 Fax. 0711 580072
E-mail : barlin_oemar@yahoo.com
ABSTRAK
Penelitian secara eksperimental telah dilakukan untuk mengetahui pengaruh etanol 70% dan 96% dalam campuran bahan bakar premium + etanol. Berdasarkan hasil penelitian terjadi penurunan nilai kalor rata-rata sebesar 70,7% dan peningkatan angka oktan rata-rata sebesar 3% pada campuran bahan bakar premium+etanol 70% serta 51,2% dan sebesar 4,5% pada campuran bahan bakar premium + etanol 96%. Persentase yang optimal untuk pencampuran bahan bakar premium + etanol 70% adalah 96,25% dan 3,75%, serta 93,125% premium dan 6,875% etanol untuk premium+etanol 96%. Penurunan nilai kalor dan peningkatan angka oktan dalam campuran bahan bakar premium+etanol disebabkan oleh jumlah kadar air dalam etanol 70% dan 96%.
Kata Kunci : bahan bakar premium ,etanol, nilai kalor, angka oktan
ABSTRACT
The experimentally research has conducted to know influence of ethanol 70% and 96% on heating value and octane number in gasoline-ethanol fuel blends. Based on results of experimental, heating value decreased means 70.7% and octane number increased means 3% in gasoline+etanol 70% fuel blends while its decreased about 51.2% and 4.5% in premium+etanol 96%. The optimal percentage of gasoline-ethanol 70% for blending is 96.25% and 3.75%, while 93.125% and 6.875% for premium+etanol 96%.The decreasing of heating value and increasing of octane number in premium+etanol fuel blends is affected by amount of water composition in ethanol 70% and 96%. Keywords : gasoline fuel, ethanol, heating value, octane number
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia sebagai salah satu penghasil minyak bumi di dunia tidak luput dari krisis minyak yang terjadi akhir-akhir ini. Indonesia sudah menjadi “net importercountry” sehingga pencarian bahan bakar alternatif menjadi semakin mendesak. Etanol dapat dengan mudah diproduksi dari beberapa produk pertanian seperti jagung, tebu, bit, beras, dan lain-lain, sehingga etanol menjadi salah satu bahan bakar alternatif terbaik pada motor bensin [1]. Gasohol merupakan bahan bakar hasil campuran bensin dengan alkohol. Apabila kandungan alkohol sebanyak 10 persen, maka bisa disebut gasohol E10. Pemerintah menargetkan penggantian bahan bakar minyak dengan alkohol bisa mencapai 1,8 juta kiloliter dalam beberapa tahun kedepan [2]. Pengaruh pencampuran etanol terhadap nilai kalori bahan bakar dan angka oktan bahan bakar akan dianalisa dengan membandingkan nilai kalori dan angka oktan bahan bakarsebelum penambahan etanol ke dalam bahan bakar premium dan sesudah penambahan etanol. Untuk mengetahui perubahan nilai kalori dan angka oktan pada bahan bakar minyak premium setelah dicampur etanol 70% dan 96% serta mendapatkan campuran yang optimal, maka dilakukan pengujian nilai kalori dan angka oktan bahan bakar dengan menvariasikan persentase campuran etanol pada bahan bakar premium. Pencampuran premium dan etanol dapat meningkatkan angka oktan bahan bakar. Selain dapat meningkatkan angka oktan, pencampuran premium dan etanol dapat meminimalisir getaran mesin kendaraan dan bunyi yang dihasilkan kendaraan lebih halus. Getaran yang terjadi pada mesin diakibatkan
(2)
karena detonasi pada mesin, detonasi sendiri terjadi karena faktor angka oktan bahan bakar yang kurang baik [3].Data-data hasil penelitian dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data hasil pengujian bahan bakar [1]
Spesifikasi Gasoline E25 E50
Density (kg/l at 15C) 0,756 0,769 0,751
Sulfur (wt%) 0,0416 0,0246 0,0398
Distillation temperature ( C )
10 vol% 54,4 58,1 64,5
30 vol% 69,7 66,3 72,2
50 vol% 50,8 71,7 75,3
80 vol% 156,7 146,1 156,2
End Point 188,2 177,9 161,8
Heating value (kJ/kg) 43.263,03 38.046 34.581,14
RON 95,02 95,89 95,92
MON 83,98 86,23 88,42
1.2 Bahan Bakar Premium
Premium berasal dari bensin yang merupakan salah satu fraksi dari penyulingan minyak bumi yang diberi zat aditif, yaitu Tetra Ethyl Lead (TEL). Premium mempunyai rumus empiris Ethyl Benzena (C8H18). Premium adalah bahan bakar jenis disilat berwarna kuning akibat adanya zat berwarna
tambahan. Penggunaan premium pada umumnya adalah untuk bahan bakar kendaraan bermotor bermesin bensin, seperti mobil, sepeda motor, dan lain – lain. Bahan bakar ini juga sering disebut motor gasoline atau petrol dengan angka oktan 88 [4].
1.3 Etanol
Etanol atau etil alkohol (C2H5OH), sering juga disebut grain alcohol atau alkohol. Etanol memiliki
beberapa sifat antara lain cairan tidak berwarna, mudah menguap, dapat bercampur dengan air dengan segala perbandingan dan bilangan oktan antara 106 - 111 [4].
1.4 Bioetanol
Bioetanol merupakan alkohol yang dibuat dengan fermentasi biomassa. Fermentasi dapat dilakukan pada bahan berpati, misalnya singkong, biji jagung, biji sorgum, gandum, kentang; bahan bergula, diantaranya molases (tetes tebu), nira tebu, nira aren, dan nira lontar; dan bahan berselulosa, misalnya limbah pertanian berupa jerami padi, ampas tebu, tongkol jagung, batang pisang, atau serbuk gergaji, dan lain-lain. Bioetanol paling sering digunakan sebagai bahan aditif bahan bakar untuk mengurangi emisi karbon monooksida (CO) dan kandungan asap lainya dari kendaraan bermotor [5].
1.5 Nilai Kalor
Reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigen dari udara menghasilkan panas. Besarnya panas yang ditimbulkan jika satu satuan bahan bakar sempurana disebut nilai kalor bahan bakar. [6]
1.6 Angka Oktan
Angka Oktan adalah suatu bilangan yang menunjukkan sifat anti ketukan (detonasi). Semakin tinggi angka oktan maka semakin berkurang kemungkinan untuk terjadinya detonasi (knocking). Dengan berkurangnya intesitas untuk berdetonasi, maka campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan oleh torak menjadi lebih baik sehingga tenaga motor akan lebih besar dan pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat. Besar angka oktan bahan bakar tergantung pada persentase iso-oktana (C7H18) dan
normal heptana (C7H16) yang terkandung didalamnya. Bahan bakar yang sangat mudah berdetonasi
adalah normal heptana (C7H16) sedangkan yang sukar berdetonasi adalah iso-oktana (C7H18) [6].
2
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian dilakukan untuk mengetahui :
1. Pengaruh pencampuran etanol pada premium murni terhadap nilai kalor campuran bahan bakar premium + etanol
2. Pengaruh pencampuran etanol pada premium murni terhadap angka oktan campuran bahan bakar premium + etanol
(3)
3. Mendapatkan persentase pencampuran yang optimal pada campuran bahan bakar premium+etanol 70% dan premium+ 96%.
3
METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
1. Bahan bakar premium murni
2. Etanol yang berkadar alkohol 70% dan 96%.
3. IROX 2000 untuk mengukur nilai oktan bahan bakar. Prosedur untuk mengukur nilai oktan bahan bakar yaitu :
1) Sambungkan power suplay IROX 2000 ke listrik. Tunggu lima belas menit sampai muncul tulisan
ready pada layar;
2) Pada saat menunggu alat uji siap untuk digunakan, dilakukan pencampuran premium + etanol 70% dengan perbandingan campuran seperti yang direncanakan;
3) Input data pengujian ke dalam komputer;
4) Masukkan selang penghisap kedalam gelas ukur yang berisi campuran premium + etanol, lalu tekan RUN pada alat IROX 2000;
5) Tunggu selama kurang lebih 5(lima) menit, hingga alat uji mengeluarkan data pengujian; 6) Kemudian mengoperasikan komputer untuk mencetak hasil penelitian;
7) Melakukan kalibrasidengan menekan tombol “calibrs”;
8) Ulangi langkah dua sampai tujuh untuk melakukan pengujian pada campuran premium etanol 96%.
4. Kalorimeter untuk mengukur nilai kalori bahan bakar
3.2 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian ini dilakukan seperti pada gambar 1. Beberapa prosedur yang dilakukan yaitu : 1. Pengujian nilai kalor dan angka oktan premium murni
2. Pencampuran premium murni + etanol 70 % 3. Pencampuran premium murni + etanol 96 %
4. Pengujian nilai kalor dan angka oktan campuran bahan bakar premium + etanol 70 % 5. Pengujian nilai kalor dan angka oktan campuran bahan bakar premium + etanol 96 %
Gambar 1. Diagram prosedur penelitian
3.3 Prosedur Pengujian
Pengujian dilakukan dengan dua kondisi yang berbeda yaitu pengujian dengan bahan bakar premium murni dan pengujian dengan campuran bahan bakar premium + etanol. Bahan bakar premium dan etanol divariasikan menjadi dua yaitu campuran premium etanol 70% dan campuran premium etanol 96%.
Pengujian dilakukan dengan delapan variasi yang berbeda pada campuran premium etanol 70% dan campuran etanol96%, dengan perbandingan campuran 97,5:2,5, 95:5, 92,5:7,5, 90:10, 87,5:12,5, 85:15,
Premium Murni Etanol 70% dan 96% PencampuranPremium
+ Etanol
NilaiKalor AngkaOktan
AnalisadanPembahasan
(4)
82,5:17,5, 80:20 dengan satuan volume pada setiap campuran.Data hasil pengujian yang diambil yaitu nilai kalor dan angka oktan bahan bakar.
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Perbandingan Nilai Kalor Campuran Premium + Etanol 70% dan 96%.
Pada gambar 2 ditunjukkan nilai kalor bahan bakar campuran premium + etanol 70% dan campuran premium + etanol 96%. Nilai kalor bahan bakar campuran premium + etanol mengalami penurunan.Persentase penurunan nilai kalor pada campuran premium + etanol 70% rata-rata sebesar 70,7 % sedangkan pada campuran premium + etanol 96% rata-rata sebesar 51,2%. Nilai kalor yang dimiliki etanol 96% lebih tinggi dibandingkan dengan etanol 70%, hal ini kemungkinan dipengaruhi oleh adanya kadar air dalam etanol tersebut. Jika kadar air dalam etanol semakin besar, maka nilai kalor akan semakin menurun dan begitupun sebaliknya.Jika kadar air dalam bahan bakar besar maka akan mempengaruhi proses pembakaran. Kadar air yang besar akan menyebabkan pembakaran menjadi tidak sempurna. Jika proses pembakaran berlangsung tidak sempurna, maka energi kalor yang dihasilkan dari proses pembakaran itu akan menurun. Kadar air pada etanol 96% lebih rendah dibandingkan etanol 70% sehingga nilai kalor yang dihasilkan pada campuran etanol 96% lebih besar dari campuran etanol 70%.
Gambar 2. Grafik perbandingan nilai kalor campuran premium etanol 70% dan 96%
4.2 Perbandingan Angka Oktan Campuran Premium + Etanol 70% dan 96%
Pada gambar 3 ditunjukkan angka oktan bahan bakar campuran premium + etanol 70% dan campuran premium + etanol 96%. Angka oktan bahan bakar mengalami kenaikan setelah dilakukan pencampuran etanol pada bahan bakar premuim. Persentase kenaikan angka oktan campuran premium etanol 70% rata sebesar 3% dari angka oktan premium murni, sedangkan pada campuran premium etanol 96% rata-rata sebesar 4,5%. Angka oktan yang dimiliki campuran premium + etanol 96% lebih tinggi dibandingkan dengan campuran premium + etanol 70%. Fenomena ini kemungkinan dipengaruhi oleh besarnya kadar alkohol pada etanol yang dicampurkan. Kadar alkohol etanol 96% lebih tinggi dibandingkan kadar alkohol yang terdapat pada etanol 70%. Hasil pengujian membuktikan bahwa setelah ditambahkan etanol pada bahan bakar premium, maka nilai angka oktan campuran bahan bakar akan meningkat. Hasil pengujian yang didapatkan sama seperti hasil pengujian yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya yang menyimpulkan bahwa penambahan etanol pada bahan bakar premium murni akan meningkatkan angka oktan campuran bahan bakar tersebut [3]. Besar angka oktan bahan bakar tergantung pada persentase iso-oktana (C7H18) dan normal heptana (C7H16) yang terkandung didalamnya. Bahan bakar
yang bersifat iso-oktana (C7H18) akan sukar berdetonasi sedangkan normal heptana (C7H16) akan sangat
mudah berdetonasi[6].Bahan bakar premium murni cenderung kearah sifat normal heptana dengan angka oktan lebih rendah, sebaliknya bahan bakar yang cenderung kearah sifat iso-oktana akan memiliki angka oktan lebih tinggi.Penambahan etanol pada campuran bahan bakar premium akan membuat sifat campuran bahan bakar tersebut cenderung ke arah iso-oktana. Semakin tinggi kadar etanol yang ditambahkan, maka bahan bakar akan cenderung ke arah sifat iso-oktana.
(5)
Gambar 3. Grafik perbandingan angka oktan campuran premium etanol 70% dan 96%
4.3 Hubungan Angka Oktan dan Nilai Kalor Bahan Bakar Terhadap Campuran Etanol 70%
Pada gambar 4 ditunjukkan hubungan antara angka oktan dan nilai kalor bahan bakar premium + etanol 70%. Semakin banyak persentase campuran etanol maka semakin besar meningkat angka oktan bahan bakar tersebut dan semakin banyak persentase campuran etanol maka semakin menurun nilai kalor bahan bakar tersebut. Dari gambar 4 didapatkan juga persentase yang optimal untuk mendapatkan nilai kalor bahan bakar yang seimbang dengan angka oktan bahan bakar tersebut. Persentase campuran yang optimal untuk premium dengan etanol berkadar alkohol 70% berkisar pada persentase campuran 96,25/3,75 atau 96,25% premium dan 3,75% etanol.
Gambar 4. Hubungan antara angka oktan dan nilai kalor campuran premium etanol 70%
4.4 Hubungan Angka Oktan dan Nilai Kalor Bahan Bakar Terhadap Campuran Etanol 96%
Pada gambar 5 ditunjukkan hubungan antara angka oktan dengan nilai kalori bahan bakar premium + etanol 96%. Semakin banyak persentase campuran etanol maka semakin besar meningkat angka oktan bahan bakar tersebut dan semakin banyak persentase campuran etanol maka semakin menurun nilai kalor bahan bakar tersebut.Fenomena ini sama dengan angka oktan dan nilai kalor campuran premium etanol 70% seperti pada gambar 4. Pada campuran premium + etanol 96% nilai kalor bahan bakar lebih tinggi dibanding dengan campuran premium + etanol 70%. Hal tersebut dipengaruhi kadar air yang terdapat pada etanol 96% lebih rendah dibanding etanol 70%. Pada campuran premium dengan etanol berkadar alkohol 96% didapat campuran yang optimal berkisar pada persentase campuran 93,125/6,875 atau 93,125% premium dan 6,875% etanol.
(6)
4.5 Perbandingan Data Hasil Pengujian
Pada tabel 2 dan tabel 3 ditunjukkan perbandingan data nilai kalor dan angka oktan antara hasil pengujian yang dilakukan dengan hasil penelitian yag sudah dilakukan oleh [1]. Dari hasil pada tabel 2 dan tabel 3 didapatkan informasi mengenai etanol yang dicampurkan yaitu 25%, 50%, 70% dan 96%. Perbedaan nilai kalor dan angka oktan yang didapatkan dari hasil penenlitian disebabkan oleh perbedaan persentase etanol yang dicampurkan. Akan tetapi dapat dilihat bahwa kecendrungan hasil penelitian menunjukkan trend yang sama bahwa semakin besar kadar etanol yang dicamurkan maka heating value
akan menurun dan octan number akan meningkat. Tabel 2. Data nilai kalor dan angka oktan [1]
Spesifikasi Gasoline E25 E50
Heating value (kJ/kg) 43.263,03 38.046 34.581,14
RON 95,02 95,89 95,92
Tabel 3. Data nilai kalor dan angka oktan hasil pengujian
Spesifikasi Gasoline E70 E96
Heating value (kJ/kg) 75.100 53.025 38.400
RON 93,2 95,996 97,394
5
KESIMPULAN
1. Pada campuran premium etanol 70%, penurunan rata-rata nilai kalor sebesar 70,7%, sedangkan pada campuran premium etanol berkadar alkohol 96% sebesar 51,2%.
2. Pada campuran premium etanol 70%, kenaikan rata-rata angka oktan sebesar 3%, sedangkan pada campuran premium etanol 96% sebesar 4,5%.
3. Persentase optimal campuran premium + etanol 70% sebesar 96,25% premium dan 3,75% etanol, sedangkan pada premium etanol 96% sebesar 93,125% premium dan 6,875% etanol.
REFERENSI
[1] Setiyawan, A, 2002, “Pengaruh Ignition Timing dan Compression Rasio Terhadap Unjuk Emisi Gas Buang Motor Bensin Berbahan Bakar Campuran Etanol 85% dan Premium 15% (E-85)”. [2] Anonimus, 22 April 2006, “Kilang Rusak, Impor BBM April Membengkak”, KOMPAS, Hal 17,
Jakarta, 2006..www.kompas.com
[3] Keskin, A, 2010, “The Influence of Ethanol-Gasoline Blends on Spark Ignition Engine Vibration Characteristics and Noise Emissions”, Tarsus Technical Education Faculty, Mersin University, Tarsus Mersin, Turkey.
[4] Arfah,Rugaiyyah, 2004, “Pemanfaatan Limbah Serbuk Gergaji untuk Produksi Etanol dengan Menggunakan Enzim Selulase dari Usus Sapid dan Bakteri Zymomonas Mobilis”, Skripsi, Jurusan Kimia FMIPA Unhas: Makasar.
[5] Hambali, E, dkk, 2007, “Teknologi Bioenergi”, Agro Media: Jakarta.