Pengaruh Bahan Bakar Campuran Ethanol dengan Pertamax Terhadap Prestasi Honda Verza 150 CC

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Motor Bakar
Motor bakar pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) merupakan
pesawat kalori yang merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi
mekanis. Energi kimia dari bahan bakar yang bercampur dengan udara diubah
terlebih dahulu menjadi energi termal melalui pembakaran

atau oksidasi,

sehingga temperatur dan tekanan gas pembakaran di dalam silinder meningkat.
Gas ber tekanan tinggi di dalam silinder berekspansi dan mendorong torak
bergerak translasi dan menghasilkan gerak rotasi poros engkol sebagai keluaran
mekanis motor. Demikian pula sebaliknya, gerak rotasi poros engkol akan
menghasilkan gerak translasi pada torak sehingga terjadi gerak bolak -balik torak
di dalam silinder. Disebut motor pembakaran dalam karena proses pembakaran
bahan bakar berlangsung di dalam, motor bakar itu sendiri (lit 13 hal 55).
Motor pembakaran dalam banyak digunakan dalam berbagai aktivitas
manusia, baik sebagai motor penggerak untuk pompa air, generator, mesin
pemotong rumput, maupun sebagai sarana transportasi untuk menunjang mobilitas

manusia dan barang (lit 13 hal 55).
Motor bakar pembakaran luar (External Combustion Engine) adalah
proses pembakaran bahan bakar yang terjadi diluar dari motor itu sendiri. Di
dalam motor pembakaran luar, bahan bakar di bakar diruang bakar tersendiri dan
memanfaatkan air untuk dipanaskan menjadi uap, sehingga uap bertekanan yang
dihasilkan digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin ataupun mendorong torak
sehingga terjadi gerak translasi. Jadi motor tidak digerakkan oleh gas yang
terbakar, akan tetapi digerakkan oleh uap air. Jenis dari ECE (External
Combustion Engine) adalah turbin uap, turbin gas, mesin uap, mesin stirling.
Kelebihan motor pembakaran dalam adalah mesin yang lebih sederhana,
bahan bakar lebih irit, cocok untuk tenaga penggerak pada kendaraan. Kelebihan
motor pembakaran luar adalah dapat digunakan bahan bakar berkualitas rendah
baik bahan bakar padat, cair dan gas, kapasitas lebih besar. Motor pembakaran
luar identik dengan bahan bakar padat seperti batubara (lit 14 hal 55).

22

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.1 A.(Proses Pembakaran Dalam/ICE) dan B.(Proses Pembakaran

Luar/ECE)

(lit 14 hal 55)

2.2 Bahan Bakar Bensin
Bensin merupakan salah satu bahan bakar hasil pengolahan minyak bumi
yang penting. Saat ini, ada beberapa jenis bensin yang beredar di pasaran, seperti
premium, pertalite, pertamax, dan pertamax plus. Harga masing-masing jenis
bensin tersebut tidak sama karena mutunya berbeda. Mutu bensin ditentukan oleh
efektifitas pembakarannya di dalam mesin. Bensin yang baik tidak menimbulkan
ketukan (knocking) pada mesin. Ketukan pada mesin terjadi bila bensin terbakar
tidak pada saat yang tepat sehingga akan mengganggu gerakan piston pada mesin.
Hidrokarbon (HC) merupakan senyawa di mana setiap molekulnya hanya
mengandung hidrogen dan karbon yang dapat dibakar (dioksidasi), membentuk air
(H2O) atau karbondioksida (CO2). Bahan bakar hidrokarbon mempunyai variasi
berat karbon dari 83% sampai 87% dan berat hidrogen dari 11% sampai14%. Pada
umumnya bobot molekular komponen yang lebih besar mempunyai temperatur
didih lebih tinggi. Berdasarkan penelitian, komponen bensin merupakan campuran
dari berbagai macam senyawa hidrokarbon. Oleh karena itu, dilakukan penelitian
untuk menentukan senyawa manakah yang paling efektif digunakan sebagai

standar dalam menentukan mutu bensin. Penelitian umumnya dilakukan dengan
23

Universitas Sumatera Utara

membuat bensin standar, yaitu bensin yang dibuat dari senyawa n-heptana dan
isooktana. Angka yang digunakan untuk menunjukan mutu bensin ini disebut
bilangan oktan atau bilangan oktana. Semakin tinggi bilangan oktan bensin,
semakin baik mutu bensin tersebut (lit 14 hal 55).
Bahan bakar bensin merupakan campuran senyawa hidrokarbon cair yang
sangat mudah menguap. Bensin terdiri dari parafin, naptalene, aromatic ,dan
olefin, bersama-sama dengan beberapa senyawa organik lain dan kontaminan.
Struktur molekulnya dari C4 – C9.
Angka Oktan Riset/Research Octane Number (RON) Ini adalah cara yang
paling umum digunakan di seluruh dunia. RON ditentukan dengan uji coba
menggunakan test engine dengan variasi compression ratio. Hasilnya akan
dibandingkan untuk mendapatkan campuran yang tepat untuk iso-oktana dan nheptana. karakteristik bahan bakar yang menggambarkan kemampuan bahan bakar
akan atau tidak menyala sendiri. Peringkat oktan didasarkan pada ukuran
kemampuan bahan bakar menahan detonasi. Semakin tinggi peringkat oktan,
semakin kecil kemungkinan untuk menghasilkan ledakan dini (pre-ignition).

Kecenderungan penyalaan dini menimbulkan gejala ketukan (knocking). Motor
dengan rasio kompresi rendah dapat menggunakan bahan bakar dengan angka
oktan lebih rendah, tetapi motor kompresi tinggi harus menggunakan bahan bakar
oktan tinggi untuk menghindari pengapian sendiri dan ketukan (lit 14 hal 55).
Angka Oktan Motor/Motor Oktane Number (MON) ini adalah Cara lain
untuk menetapkan bilangan oktan adalah MON. Metode ini dilakukan
dengan engine test yang sama dengan RON namun menggunakan rotation per
minute (rpm) yang lebih tinggi yaitu 900. RON menggunakan 600 rpm. Perbedaan
lain adalah MON menggunakan pre-heated fuel dan variasi dari ignition timing.
PON atau (Posted Octane Number) beberapa negara seperti Canada, USA,
Brazil dan beberapa lainnya menggunakan rata-rata dari RON dan MON, yang
disebut Anti Knock Index (AKI), biasa ditulis sebagai (R+M)/2.
Pertamax adalah salah satu jenis bahan bakar bensin yang dikeluarkan PT
Pertamina (Persero). Pertamina mengklaim Pertamax memiliki Research Octane
Number (RON) 92. Artinya lebih baik dibandingkan Premium yang memiliki nilai
oktan 88 dan pertalite dengan oktan 90. Pertamina meluncurkan Pertamax untuk

24

Universitas Sumatera Utara

memenuhi Surat Keputusan Dirjen Migas Kementerian Energi dan Sumber Daya
Mineral Nomor 3674. K Tahun 2006 tentang spesifikasi BBM RON 91 / 92.
Tabel Metode Uji Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Jenis
Bensin 92 (Pertamax)
NO.

KARAKTERISTIK

SATUAN

BATASAN
MIN

1.

BilanganOktanaRiset

2.
3.

METODEUJI
MAKS

RON

92,0

-

StabilitasOksidasi

Menit

480

-

KandunganSulfur

%m/m

-

0,05 1)

4.
5.

KandunganTimbal(Pb)
KandunganFosfor

gr/liter
mg/l

-

0,013 2)
-

6.

KandunganLogam(Mn,Fe,dll)

mg/l

-

-

7.

KandunganSilikon

mg/kg

-

-

ASTM

LAIN

D2699
D525
D2622/D4294
D3237
D3231
D3831

IICP-AES(Merujuk metodeinhousedengan
batasandeteksi=1mg/kg

8.
9.

KandunganOksigen
KandunganOlefin

%m/m
%v/v

-

2.7 3)

10.
11.
12.

KandunganAromatik
KandunganBenzena
Distilasi:

%v/v
%v/v

-

50,0
5,0
70

77

110

130

180

mg/l

-

215
1

mg/100ml
mg/100ml
kPa
kg/m 3

45
715

70
5
60
770

o

C

o

C

10%vol.penguapan

o

C

50%vol.penguapan

4)

D4815
D1319
D1319
D4420
D86

o

13.
14.
15.
16.
17.

C

90%vol.penguapan
Sedimen
UnwashedGum
WashedGum
TekananUap

18.

BeratJenis(padasuhu15 oC)
KorosiBilahtembaga

19.

UjiDoctor

20.
21.

BelerangMercap tan
PenampilanVisual

22.

Warna

23.

KandunganPewarna

merit
%massa

D381
D381
D5191/D323
D4052/D1298
D130

Kelas1
Negatif
-

D5452

IP30
0,002

D3227

Jernihdanterang
Biru
gr/100l

-

0,13

Tabel 2.2 Berdasarkan keputusan Dirjen Migas No.3674.K/24/DJM./2006:
Sumber: (Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia Direktorat Jenderal
Minyak dan Gas Bumi)

Pertamax membuat pembakaran pada mesin kendaraan dengan teknologi
terkini lebih baik dibandingkan dengan premium yang memiliki RON 88 dan
pertalite dengan oktan 90. Keunggulan pertamax adalah:
1. Durability, pertamax dikategorikan sebagai bahan bakar kendaraan yang
memenuhi syarat dasar durability/ketahanan, dimana bbm ini tidak akan
menimbulkan gangguan serta kerusakan mesin, karena kandungan oktan 92 lebih

25

Universitas Sumatera Utara

sesuai dengan perbandingan kompresi kebanyakan kendaraan bermotor yang
beredar di Indonesia (lit 16 hal 55).
2. Fuel Economy, kesesuaian oktan 92 Pertamax dengan perbandingan kompresi
kebanyakan kendaraan beroperasi sesuai dengan rancangannya. Perbandingan Air
Fuel Ratio yang lebih tinggi dengan konsumsi bahan bakar menjadikan kinerja
mesin lebih optimal dan efisien untuk menempuh jarak lebih jauh karena
perbandingan biaya dengan operasi bahan bakar dalam (Rupiah/kilometer) akan
lebih hemat (lit 16 hal 55).
3. Performance, kesesuaian angka oktan Pertamax dan aditif yang dikandungnya
dengan spesifikasi mesin akan menghasilkan performa mesin yang jauh lebih baik
dibandingkan ketika menggunakan oktan 88 dan 90. Hasilnya adalah torsi mesin
lebih tinggi dan kecepatan meningkat (lit 16 hal 55).

2.3 Motor Bakar Bensin
Motor bakar bensin dikenal dengan motor bakar siklus Otto. Siklus otto
pertama sekali dikembangkan oleh seorang insinyur berkebangsaan Jerman
bernama Nikolaus A. Otto pada tahun 1837.
Pada motor bakar bensin, campuran udara bahan bakar dinyalakan oleh
percikan bunga api listrik diantara kedua elektrode busi sehingga motor bensin
juga dikenal sebagai motor pengapian percik (Spark ignition Engines). Busi
mempunyai fungsi untuk penghasil loncatan api yang akan menyalakan gas dari
campuran bahan bakar dan udara. Karburator dan injektor mempunyai fungsi yang
sama antara lain untuk melakukan percampuran serta pengabutan udara dengan
bahan bakar yang akan dibakar di dalam ruang bakar. Terdapat beberapa jenis
mesin otto berdasarkan banyak langkahnya antara lain siklus Otto 2 langkah,
siklus Otto 4 langkah, siklus Otto 6 langkah. Siklus Otto 2 langkah dan 4 langkah
banyak digunakan pada kendaraan yang beredar sebagai transportasi (lit 1 hal 55).

2.3.1 Siklus Otto Ideal
Dalam siklus ini, terjadi penyalaan bunga api dengan menggunakan busi
(spark ignition) yang akan membakar campuran bahan bakar dengan udara setelah
melewati proses pengabutan yang dilakukan oleh karburator atau injektor. Siklus

26

Universitas Sumatera Utara

Otto ideal memiliki 4 langkah disebut juga mesin 4-langkah (four stroke engine).
Gambar 2.3 menjelaskan proses 4 langkah pada siklus Otto: (lit 15 hal 55).

Gambar 2.2 Pembagian Langkah pada Siklus Otto (lit 15 hal 55).
Langkah-langkah yang terjadi pada motor bensin siklus Otto ideal adalah sebagai
berikut:
1. Langkah hisap
Diawali dengan posisi torak di TMA dan berakhir dengan posisi torak di TMB,
yang mana menghisap campuran bahan bakar dengan udara ke dalam silinder.
Untuk meningkatkan massa campuran yang dihisap, katup masuk terbuka sesaat
sebelum langkah hisap dimulai dan menutup setelah berakhirnya langkah tersebut.
2. Langkah kompresi
Ketika kedua katup tertutup di mana campuran di dalam silinder dimampatkan
dan volumenya diperkecil. Menjelang akhir langkah kompresi, pembakaran
diaktifkan dan tekanan silinder naik dengan cepat (lit 15 hal 55).
3. Langkah ekspansi
Diawali dengan posisi torak di TMA dan berakhir di TMB ketika temperatur dan
tekanan gas yang tinggi mendorong torak ke bawah dan memaksa poros engkol

27

Universitas Sumatera Utara

untuk berputar. Ketika torak mendekati TMB, katup buang terbuka untuk
mengawali proses buang dan tekanan silinder turun mendekati tekanan buang.
4. Langkah buang
Di mana sisa gas yang dibakar keluar dari silinder ketika torak bergerak ke arah
TMA. Ketika torak mendekati TMA, katup masukan akan terbuka. Sesaat setelah
TMA, katup buang menutup dan siklus dimulai lagi (lit 15 hal 55).
Dalam kondisi ideal siklus Otto dibatasi dua garis isentropik dan dua garis
isovolume. Gambar 2.3 akan menjelaskan diagram siklus otto ideal.

Gambar 2.3 Diagram P-v dan Diagram T-s Siklus otto Ideal
2.4 Unjuk Kerja Motor Bakar Bensin
Performansi dapat disebut juga sebagai unjuk kerja dari motor bakar
bensin. Beberapa hal yang mempengaruhi performansi motor bakar bensin antara
lain seperti rasio udara dan bahan bakar, dan rasio kompresi dari volume silinder
ruang bakar. Kedua hal tersebut saling berpengaruh dengan peningkatan unjuk
kerja mesin, efisiensi mesin dan emisi dari gas buang mesin motor bakar bensin.

2.4.1 Torsi Poros
Perkalian antara gaya dengan jarak dapat disebut sebagai Torsi. Disaat
proses pembakaran pada ruang bakar, dimana piston akan bergerak translasi dan
poros engkol yang menghubungkan piston dengan batang piston akan merubah
gerak translasi menjadi gerak rotasi. Sebelum menghitung torsi, dilakukan
perhitungan gaya tarik yang terjadi pada roda dengan menggunakan persamaan

28

Universitas Sumatera Utara

2.1.
=
Dimana :

� �................................................................(2.1) (lit 15 hal 55).

F = Gaya (N)

G = Percepatan gravitasi (9,86 m/s2)
M = Massa (Kg)
Untuk menghitung torsi pada roda, dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan 2.2.
T roda = F x r..........................................................(2.2) (lit 15 hal 55).
Dimana : T roda = Torsi pada roda (Nm)
r = jari-jari roda = ½ diameter roda
Torsi pada mesin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.3.
..................................................(2.3) (lit 15 hal 55).

T mesin =

Dimana : T mesin = Torsi mesin (Nm)

2.4.2 Daya Poros
Kerja mesin selama waktu tertentu dapat disebut sebagai daya. Besarnya
poros engkol yang bekerja dengan pembebanan merupakan daya poros. Daya
poros berasal dari langkah kerja disaat campuran udara dan bahan bakar meledak
dan menyebabkan piston mengalami dorongan yang menghasilkan kerja pada
poros engkol yang mengubah gerak translasi menjadi gerak rotasi. Prestasi mesin
motor bakar ditentukan oleh daya poros yang telah dibebankan akibat gesekan
seperti pada torak, dinding silinder, poros, dan bantalan. Frekuensi putaran motor
atau disebut dengan RPM (Revolution per Minute) mempengaruhi besarnya daya
poros dimana semakin banyak putaran poros yang terjadi maka semakin besar
daya poros tersebut. Daya poros dapat dicari dengan persamaan 2.4.
PB =

...............................................................(2.4) (lit 15 hal 55).

Dimana : PB = Daya keluaran (W)
N = Putaran mesin (Rpm)
T = Torsi (Nm)

29

Universitas Sumatera Utara

2.4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Specific Fuel Consumption)
Konsumsi bahan bakar spesifik adalah parameter unjuk kerja mesin yang
berhubungan langsung dengan nilai ekonomis sebuah mesin, karena dengan
mengetahui hal ini dapat dihitung jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk
menghasilkan sejumlah daya dalam selang waktu tertentu. SFC dapat dicari
dengan menggunakan persamaan 2.5.(Pulkrabek,Willard W.1997)
Sfc =

..........................................................(2.5) (lit 15 hal 55).

Dimana : Sfc = Konsumsi bahan bakar spesifik (gr/kW.h)
Mf = Laju aliran bahan bakar (gr/jam)
P = Daya (W)
Besarnya laju aliran masssa bahan bakar dihitung dengan persamaan 2.6.
ṁf =

...........................................................(2.6) (lit 15 hal 55).

Dimana : �f = massa jenis bahan bakar (kg/m3)

V = volume bahan bakar yang habis terpakai (m3)
tf = waktu untuk menghabiskan bahan bakar (s)

2.4.4 Air Fuel Ratio (AFR)
Perbandingan udara dan bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar
adalah AFR yang didapat dengan menggunakan persamaan 2.7 – 2.11.
AFR =

=

........................................................(2.7) (lit 15 hal 55).

Dimana : �� = massa udara di dalam silinder per siklus (kg/cyl-cycle)

�� = massa bahan bakar di dalam silinder per siklus (kg/cyl-cycle)
ṁ� = laju aliran udara didalam mesin (gr/jam)

ṁ� = laju aliran bahan bakar di dalam mesin (gr/jam)

Dimana :

ṁₐ = laju aliran udara (gr/jam)

mₐ = laju aliran udara per siklus (kg/cyl-cycle)

ma =

........................................................(2.9) (lit 15 hal 55).

30

Universitas Sumatera Utara

Dimana : mₐ = laju aliran udara per siklus (kg/cyl-cycle)
�� = tekanan udara masuk silinder (1atm = 100 kPa)
�� = temperatur udara masuk silinder
� = konstanta udara (0,287 kJ/kg.K)
� = volume langkah (m3)

� = volume langkah (m3)

........................................................ (2.10) (lit 15 hal 55).

Dimana :

Vd = volume langkah (m3)
B = bore (m)
S = stroke (m)

Dimana : Vc = volume langkah (m3)
r = rasio kompresi

2.4.5 Efisiensi Volumetris
Jika sebuah mesin empat langkah dapat menghisap udara pada kondisi
isapnya sebanyak volume langkah toraknya untuk setiap langkah isapnya, maka
proses ini ideal. Tetapi dalam kondisi aktual dimana massa udara yang dapat
dialirkan selalu lebih sedikit dari perhitungan teoritis. Hal tersebut terjadi akibat
efek pemanasan yang mengurangi kerapatan udara ketika memasuki silender
mesin. Efisiensi Volumetris dapat dicari dengan persamaan 2.12 dan 2.13.
...............................................(2.12) (lit 15 hal 55).
.............................................................. (2.13) (lit 15 hal 55).
Dimana : η� = efisiensi volumetris (%)
��= massa udara dalam silinder per siklus (kg/cyl-cycle)
�d = volume langkah (m3)
�= densitas udara (kg/m3)

Ta = temperatur udara lingkungan (K)

31

Universitas Sumatera Utara

2.4.6 Efisiensi Thermal
Kerja berguna yang dihasilkan selalu lebih kecil dari pada energi yang
dibangkitkan piston karena sejumlah energi hilang akibat adanya rugi-rugi
mekanis seperti gesekan, kerja pompa oli dan pompa pendingin, dan panas yang
terbuang. Maka Efisiensi Thermal dapat dicari dengan persamaan 2.14.
ηb =

.................................................(2.14) (lit 15 hal 55).

Dimana : LHV = Nilai kalor bawah bahan bakar (kJ/kg)

2.5 Nilai Kalor Bahan Bakar
Reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigen dari udara menghasilkan
panas. Besarnya panas yang ditimbulkan jika satu satuan bahan bakar dibakar
sempurna disebut nilai kalor bahan bakar (Caloric Value, CV). Berdasarkan
asumsi ikut tidaknya panas laten pengembunan uap air dihitung sebagai bagian
dari nilai kalor suatu bahan bakar, maka nilai kalor bahan bakar dapat dibedakan
menjadi nilai kalor atas dan nilai kalor bawah.
Nilai kalor atas (High Heating Value, HHV), merupakan nilai kalor yang
diperoleh secara eksperimen dengan menggunakan bom kalorimeter dimana hasil
pembakaran bahan bakar didinginkan sampai suhu kamar sehingga sabagian besar
uap air yang terbentuk dari pembakaran hydrogen mengembun dan melepaskan
panas latennya. Secara teoritis, besarnya nilai kalor atas (HHV) dapat dihitung
bila diketahui komposisi bahan bakarnya dengan menggunakan persamaan 2.15.
HHV = (T2 – T1 – Tkp) x Cv...............................(2.15) (lit 15 hal 55).
Dimana:

HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)
T1 = Temperatur air pendingin sebelum penyalaan (0C).
T2 = Temperatur air pendingin sesudah penyalaan ( 0C).
Cv = Panas jenis bom kalorimeter (73529.6 kJ/kg 0C).
Tkp = Kenaikan temperatur akibat kawat penyala (0.05 0C).

Dan nilai kalor bawah dapat dihitung dengan persamaan 2.16.
LHV = HHV –3240 .............................................(2.16) (lit 15 hal 55).
Dimana : LHV = Nilai kalor bawah (kJ/kg)
HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)

32

Universitas Sumatera Utara

Jika diketahui komposisi bahan bakar maka besarnya nilai kalor atas
dapat dihitung juga dengan menggunakan persamaan Dulong.[9 Hal 43]
HHV = 33950 C + 144200 ( H2Dimana:

) + 9400 S ...(2.17) (lit 15 hal 55).

HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)
C = Persentase karbon dalam bahan bakar
H2 = Persentase hidrogen dalam bahan bakar
O2 = Persentase oksigen dalam bahan bakar
S = Persentase sulfur dalam bahan bakar

Nilai kalor bawah (Low Heating Value, LHV), merupakan nilai kalor
bahan bakar tanpa panas laten yang berasal dari pengembunan uap air. Umumnya
kandungan hidrogen dalam bahan bakar cair berkisar 15% yang berarti setiap satu
satuan bahan bakar 0,15 bagian merupakan hidrogen. Pada proses pembakaran
sempurna, air yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar adalah setengah dari
jumlah mol hidrogen.
Selain berasal dari pembakaran hidrogen, uap air yang terbentuk pada
proses pembakaran dapat pula berasal dari kandungan air yang memang sudah ada
di dalam bahan bakar. Panas laten pengkondisian uap air pada tekanan parsial 20
kN/m2 (tekanan yang umum timbul pada gas buang) adalah sebesar 2400 kJ/kg,
sehingga besarnya nilai kalor bawah (LHV) dapat dihitung berdasarkan
persamaan 2.18.
LHV = HHV – 2400 (M + 9 H2) .........................(2.18) (lit 15 hal 55).
Dimana: LHV = Nilai Kalor Bawah (kJ/kg)
M

= Persentase kandungan air dalam bahan bakar (moisture)

Dalam perhitungan efisiensi panas dari motor bakar dapat menggunakan nilai
kalor bawah (LHV) dengan asumsi pada suhu tinggi saat gas buang meninggalkan
mesin tidak terjadi pengembunan uap air. Namun dapat juga menggunakan nilai
kalor atas (HHV) karena nilai tersebut umumnya lebih cepat tersedia. Peraturan
pengujian berdasarkan ASME (American of Mechanical Engineers) menentukan
penggunaan nilai kalor atas (HHV), sedangkan peraturan SAE (Society of
Automotive Engineers) menetukan penggunaan nilai kalor bawah (LHV).

33

Universitas Sumatera Utara

2.6 Sejarah Etanol
Etanol telah digunakan manusia sejak zaman prasejarah dari masa
Neolitik. Campuran dari etanol yang mendekati kemurnian untuk pertama kali
ditemukan oleh Kimiawan Muslim yang mengembangkan proses distilasi pada
masa Kalifah Abbasid dengan peneliti yang terkenal waktu itu adalah Jabir ibn
Hayyan (Geber), Al-Kindi (Alkindus) dan al-Razi (Rhazes). Catatan yang disusun
oleh Jabir ibn Hayyan (721-815) menyebutkan bahwa uap dari wine yang
mendidih mudah terbakar. Al-Kindi (801-873) dengan tegas menjelaskan tentang
proses distilasi wine. Sedangkan etanol absolut didapatkan pada tahun 1796 oleh
Johann Tobias Lowitz, dengan menggunakan distilasi saringan arang.
Antoine Lavoisier menggambarkan bahwa etanol adalah senyawa yang
terbentuk dari karbon, hidrogen dan oksigen. Pada tahun 1808 Nicolas-Théodore
de Saussure dapat menentukan rumus kimia etanol. Limapuluh tahun kemudian
(1858), Archibald Scott Couper menerbitkan rumus bangun etanol. Dengan
demikian etanol adalah salah satu senyawa kimia yang pertama kali ditemukan
rumus bangunnya. Etanol pertama kali dibuat secara sintetis pada tahu 1829 di
Inggris oleh Henry Hennel dan S.G.Serullas di Perancis. Michael Faraday
membuat etanol dengan menggunakan hidrasi katalis asam pada etilen pada tahun
1982 yang digunakan pada proses produksi etanol sintetis hingga saat ini.
Pada tahun 1840 etanol menjadi bahan bakar lampu di Amerika Serikat,
pada tahun 1880-an Henry Ford membuat mobil quadrycycle dan sejak tahun
1908 mobil Ford model T telah dapat menggunakan etanol sebagai bahan
bakarnya. Namun pada tahun 1920an bahan bakar dari petroleum yang harganya
lebih murah telah menjadi dominan menyebabkan etanol kurang mendapatkan
perhatian. Akhir-akhir ini, dengan meningkatnya harga minyak bumi, etanol
kembali mendapatkan perhatian dan telah menjadi alternatif energi yang terus
dikembangkan (lit 20 hal 56).

2.6.1 Etanol
Etanol adalah bahan bakar alternatif yang dapat meningkatkan efisiensi
pembakaran bensin dan ramah lingkungan, dengan bilangan oktan 112 adalah
Etanol. Etanol ini memiliki keunggulan dibanding saudaranya TEL dan MTBE,

34

Universitas Sumatera Utara

tidak mengandung timbal dan bisa diuraikan oleh mikroorganisme sehingga tidak
mencemari udara/lingkungnan. Disamping itu, etanol bisa didapat dari hasil
fermentasi tumbuh-tumbuhan sehingga di alam ketersediannya cukup melimpah
dan juga dapat dibudidayakan (lit 20 hal 56).
Alkohol adalah bahan bakar dari jenis oksigenat. Molekul alcohol
memiliki satu atau lebih oksigen yang memberikan kontribusi untuk pembakaran.
Alkohol dinamai sesuai molekul dasar dari hidrokarbon turunannya, misalnya
metanol atau metil alkohol (CH3OH), etanol atau etil alkohol (C2H5 OH), propanol
(C3H7OH), butanol (C4H9OH). Secara teoritis, setiap molekul organik dari jenis
alkohol dapat digunakam sebagai bahan bakar (lit 20 hal 56).
Penggunaan etanol sebagai bahan bakar mobil selama bertahun-tahun telah
dilakukan di berbagai negara di dunia. Brazil adalah pemakai yang terkemuka, di
mana pada tahun 1900-an, 4,5 juta kendaraan dioperasikan dengan bahan bakar
93% etanol. Selama beberapa tahun, etanol telah tersedia pada stasiun pompa
bahan bakar di Brazil (lit 20 hal 56).
Dua kombinasi campuran yang umum adalah E85 (85% etanol) dan E10
(10% etanol). E85 pada dasarnya suatu bahan bakar alkohol dengan 15% bensin
ditambahkan untuk meniadakan sebagian permasalahan dalam penggunaan
alkohol murni yaitu start dingin, tangki mudah terbakar, dan lain-lain. E10
mengurangi penggunaan bensin dengan tanpa memerlukan modifikasi motor
mobil. Motor berbahan bakar fleksibel dapat beroperasi pada setiap rasio etanolbensin (lit 20 hal 56).
Etanol merupakan bahan bakar dari tumbuhan yang memiliki sifat
menyerupai minyak premium. etanol adalah etanol yang dihasilkan dari
fermentasi glukosa (gula) yang dilanjutkan dengan proses distilasi. Proses distilasi
dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai
bahan bakar (biofuel) perlu lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99 % yang
lazim disebut fuel grade etanol (lit 20 hal 56).
Bahan baku pembuatan etanol dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :
1. Bahan sukrosa
Bahan-bahan yang termasuk kedalam kelompok ini antara lain nira, tebu,
nira nipati, nira sargum manis, nira kelapa, nila aren, dan sari buah mete.

35

Universitas Sumatera Utara

2. Bahan berpati
Bahan-bahan yang termasuk ke dalam kelompok ini adalah bahan-bahan
yang mengandung pati. Bahan tersebut antara lain, tepung-tepung ubi ganyong,
jagung, sagu, bonggol pisang, ubi kayu, ubi jalar, dan lain-lain.
3. Bahan berselulosa
Bahan berselulosa (lignoselulosa) artinya adalah bahan tanaman yang
mengandung selulosa (serat), antara lain kayu, jerami, batang pisang, dan lainlain.
Etanol jika dilihat dari segi bahan baku, maka proses pembuatan masingmasing bahan baku berbeda (lit 20 hal 56).

36

Universitas Sumatera Utara