8
BAB II LANDASAN TEORI
A. Landasan Teori
1. Motor Bakar
Motor bakar adalah suatu jenis mesin penggerak denganmemanfaatkan proses pembakaran yang mengubah energi kalor menjadi energi mekanik
Raharjo dan Karnowo, 2008:65.Motor bakar dibagi menjadi dua jenis, yaitu motor pembakaran dalam, proses pembakaran terjadi di dalam motor
bakar itu sendiri, dan motor pembakaran luar, yang memperoleh energi dari proses pembakaran luar.
Piston pada sepeda motor empat tak harus melakukan empat langkah untuk mendapatkan tenaga melalui proses pembakaran. Empat langkah
tersebut yaitu langkah hisap, langkah kompresi, langkah usaha, dan langkah buang.
Gambar 1. Prinsip kerja motor empat langkah Setiawan, 2012
Langkah hisap yaitu ketika piston bergerak dari TMA ke TMB, katup hisap membuka dan katup buang menutup. Kondisi ini menyebabkan
volume ruang bakar dan kevakuman meningkat,sehingga tekanan di dalam silinder menurun. Udara masuk ke dalam ruang silinder karena terdorong
oleh tekanan atmosfir di luar silinder. Bahan bakar secara otomatis akan terhisap menuju ruang silinder karena kevakuman tersebut.
Langkah kompresi yaitu ketika campuran bahan bakar sudah masuk ke ruang silinder, piston bergerak dari TMB ke TMA, katup hisap dan katup
buang menutup, campuran bahan bakar terkompresi. Penyempitan ruangan yang terjadi pada langkah ini menyebabkan tekanan dan suhu meningkat.
Mendekati langkah akhir kompresi, busi memercikkan bunga api dan terjadilah pembakaran.
Langkah usaha yaitu ketika bahan bakar yang terkompresi dibakar oleh percikan bunga api yang dihasilkan dari busi, katup hisap dan katup buang
masih menutup. Meledaknya bahan bakar karena percikan bunga api dari busi menyebabkan tekanan dan suhu meningkat drastis. Torak terdorong
oleh tekanan tersebut menuju TMB menghasilkan gaya dorong untuk memutar poros engkol.
Langkah buang yaitu piston bergerak dari TMB ke TMA, katup hisap menutup dan katup buang membuka, gas buang terdorong keluar oleh
gerakan piston. 2.
Bahan Bakar Menurut Supraptono 2004:6, bahan bakar adalah bahan-bahan yang
digunakan dalam proses pembakaran.Berdasarkan asalnya, bahan bakar
dibagi menjadi bahan bakar nabati, bahan bakar mineral, dan bahan bakar fosil. Berdasarkan bentuknya, ada bahan bakar padat, bahan bakar cair, dan
bahan bakar gas. a.
Premium Premium merupakan bahan bakar minyak jenis distilat berwarna
kuning jernih warna tersebut akibat adanya zat pewarna tambahan dye Prihandana, dkk, 2008: 4.
Adapun rumus kimia untuk pembakaran pada bensin premium dengan oksigen adalah sebagai berikut:
C
8
H
18
+ 12,5 O
2
→ 8 CO
2
+ 9 H
2
O Pembakaran di atas diasumsikan semua bensin terbakar dengan
sempurna. b.
Bioetanol Bioetanol atau yang sering disebut alkohol, merupakan bahan bakar
yang berasal dari biomassa. Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintesis baik berupa produk maupun
buangan. Biomassa merupakan sumber daya yang terbaharui karena jumlahnya yang berlimpah dan berkesinambungan sehingga berpotensi
sebagai alternatif bahan bakar untuk menggantikan bahan bakar fosil. Bioetanolatau alkohol adalah senyawa hidrokarbon berupa gugus
hydroxyl -OH dengan 2 atom karbon C.Spesies alkohol yang banyak
digunakan adalah CH
3
CH
2
OH yang disebut metal alkohol metanol, C
2
H
5
OH yang disebut iso propil alkohol IPA atau propanal-2 Prihandana, dkk, 2008:26.
Beberapa fungsi penambahan bioetanol adalah sebagai a octane booster,
artinya mampu menaikkan angka oktan dengan dampak positif pada efisiensi bahan bakar dan menyelamatkan mesin; b
oxygenating agent,
yakni mengandung
oksigen sehingga
menyempurnakan pembakaran dan meminimalkan pencemaran udara; dan c fuel extender, yaitu menghemat bahan bakar fosil.
Prihandana, dkk, 2008:25. Adapun rumus kimia untuk pembakaran pada bioetanoldengan
oksigen adalah sebagai berikut: C
2
H
5
OH + 3 O
2
2 CO
2
+ 3H
2
O Pembakaran di atas diasumsikan semua bioetanol terbakar dengan
sempurna. 3.
Sifat Fisik Bahan Bakar Cair Wiratmaja 2010: 147-148 menjelaskan sifat fisik bahan bakar minyak
yang perlu diketahui adalah sebagai berikut: a.
Specific Gravityadalah perbandingan berat bahan bakar minyak pada temperatur tertentuterhadap air pada volume dan temperatur
yang sama. b.
Titik Nyala flash point adalah suhu pada uap diatas permukaan bahan bakar minyak yang akan terbakar dengan cepat apabila nyala
api didekatkan padanya, sedangkan titik bakar fire point adalah temperatur pada keadaan dimana uap di atas permukaan bahan bakar
minyak terbakar secara kontinyu jika nyala api didekatkan padanya.
c. Temperatur Penyalaan Sendiri Auto-Ignition Temperature adalah
temperatur terendah yang diperlukan untuk terbakar sendiri dalam container standard
dengan udara atmosfer dengan tanpa bantuan nyala bunga api.
d. Viskositas viscosity adalah suatu angka yang menyatakan besarnya
perlawanan atau hambatan atau ketahanan suatu bahan bakar untuk mengalir.
e. Nilai Kalor heating value adalah suatu angka yang menyatakan
jumlah panas atau kalori yang dihasilkan dari proses pembakaran sejumlah tertentu bahan bakar dengan udara atau oksigen.
Tabel 3. Perbandingan Sifat Fisik Antara Etanol dengan Bensin Property
Ethanol Gasoline
Chemical formula C
2
H
5
OH C
4
– C
10
Composition weight Carbon
52,2 85
– 88
Hydrogen 13,1
12 – 15
Oxygen 34,7
Octane Number Reseach Octane
108 90
– 100 Motor Octane
92 81
– 90 Density lbgal
6,61 6,0
– 6,5 Boiling temp. F
172 80
– 437 Freezing Point º F
-173,22 -40
Flash Point º F 55
-45 Auto Ignition Temp. º F
793 495
Heating value Higher Btugal
84100 124800
Lower Btu gal 76000
115000 Spesific heat Btulb ºF
0,57 0,48
Stoichiometric air fuel, weight 9
14,7 Sumber: www.afdc.doe.gov dalam Wiratmaja 2010:149
4. Sumber Emisi atau Polusi di Bumi
Sumber pencemaran udara yang berasal dari sumber alamiah seperti letusan gunung berapi, gempa bumi yang mengeluarkan zat radioaktif yaitu
radon, aerosol di lautan, peluruhan H
2
S, CO
2
, dan ammonia, nitrifikasi dan denitrifikasi biologi, petir atau loncatan listrik yang dapat memecahkan
molekul N
2
menjadi NO, kebakaran hutan yang terjadi karena kemarau. Sumber pencemaran udara yang berasal dari aktifitas manusia
diantaranya, aktifitas industri yang menghasilkan gas berbahaya seperti Chloro Fluoro Carbon
CFC, emisi kendaraan bermotor, asap rokok, ledakan, persampahan seperti dekomposisi, pembakaran sampah, pertanian
seperti pupuk, pembakaran biomassa, sawah tepatnya dari proses perendaman jerami yang mengeluarkan CO
2
. 5.
Emisi Gas Buang Emisi gas buang adalah sisa hasil pembakaran bahan bakar di dalam
mesin pembakaran dalam, mesin pembakaran luar, mesin jet yang dikeluarkan melalui sistem pembuanganmesin. Beberapa gas yang
terkandung dalam emisi gas buang adalah HC hidrokarbon, CO karbon monoksida, NO nitrogen oksida, dan Pb timah hitam. Masing-masing
gas tersebut mempunyai bahaya masing-masing pada kadar tertentu. HC merupakan gas yang terdiri dari ikatan hidrogen dan karbon. Adanya
HC dalam gas buang karena ada sebagian bahan bakar yang tidak terbakar karena pembakaran yang tidak sempurna. Gas sisa yang meninggalkan
ruang pembakaran pada mesin SI mengandung lebih dari 6000 ppm komponen hidrokarbon, setara dengan 1-1,5 dari bahan bakar Pulkrabek:
278. Solikin 1997:155 menyatakan dampak HC, pada konsentrasi 100 ppm
dapat menyebabkan iritasi membran mukosa dimana mata terasa pedih. Menghirup udara yang mengandung HC dengan konsentrasi 3000 ppm
selama ½-1 jam akan menyebabkan lemas. Pada konsentrasi 20000 ppm selama 5-10 menit dapat menyebabkan kematian. Pada tanaman, HC
dapat menghambat pertumbuhan daun dan kematian bagian bunga. CO merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau tapi beracun.
Ketersediaan oksigen yang tidak cukup untuk mengubah semua karbon menjadi CO
2
, beberapa bahan bakar tidak terbakar dan beberapa karbon menjadi CO, biasanya sisa dari mesin sekitar 0,2 hingga 5 karbon
monoksida Pulkrabek: 285. CO mempunyai kekuatan untuk diikat haemoglobin 200 kali lebih kuat
daripada oksigen. Faktor penting yang menentukan pengaruh CO pada manusia adalah konsentrasi COHb CO dalam Hb semakin besar
pengaruhnya pada manusia ditunjukkan pada tabel 4. Tabel 4. Pengaruh konsentrasi CO dalam darah terhadap kesehatan.
Konsentrasi COHb dalam darah
Pengaruh pada kesehatan 1,0
1,0-2,0 2,0-5,0
Tidak ada pengaruhnya Penampilan tidak normal
Pengaruh pada sistem syaraf sentral, reaksi panca indra tidak normal, pandangan kabur.
Perubahan fungsi jantung dan pulmonary. Kepala pening, mual-mual, berkunang-kunang, pingsan,
sukar bernapas, kematian. Sumber: Solikin 1997:155
NO merupakan gas yang tidak berwarna dan berbau. Gas sisa dari mesin dapat mengandung nitrogen oksida lebih dari 2000 ppm Pulkrabek: 285.
Tugaswati menyatakan, data epidemilogi tentang bahaya NO
2
pada manusia belum lengkap, maka evaluasinya didasarkan pada data
eksperimen menggunakan binatang percobaan. Pengaruh yang membahayakan seperti misalnya meningkatnya kepekaan terhadap
radang saluran pernafasan, dapat terjadi setelah mendapat pajanan sebesar 100 µgm3 . Percobaan pada manusia menyatakan bahwa kadar
NO2sebsar 250 µgm3 dan 500 µgm3 dapat mengganggu fungsi saluran pernafasan pada penderita asma dan orang sehat.
Arismunandar 1988:87 dalam Solikin 1997:155 menyatakan, timah
hitam keluar dari knalpot dalam bentuk partikel yang sangat halus, adanya polutan pb karena pada bensin diberikan bahan tambah berupa PbC
2
H
5 4
yaitu tetra ethyl lead sebagai upaya untuk meningkatkan angka oktan. 6.
Teori Pembentukan CO dan HC pada Emisi Gas Buang Bahan bakar akan habis terbakar jika pembakaran terjadi secara
sempurna, namun hal ini sangat sulit dicapai karena kondisi mesin di lapangan yang senantiasa mengalami perubahan. Pembakaran yang tidak
sempurna melepaskan hidrokarbon yang tidak terbakar dan juga menghasilkan CO yang berbahaya bagi kesehatan.
Kadar HC yang tinggi pada emisi dapat disebabkan oleh campuran yang kaya, biasanya terjadi pada putaran mesin rendah. Pada putaran rendah, saat
pengapian cenderung dimundurkan sehingga pembakaran terlambat menyebabkan ada sebagian bahan bakar tidak terbakar. Bentuk ruang bakar
yang rumit akan sulit dijangkau oleh api pembakaran, menyebabkan bahan
bakar pada daerah tersebut sulit terbakar. Bahan bakar yang tidak terbakar akan keluar bersama gas buang sehingga konsentrasi HC menjadi tinggi.
Kadar CO yang tinggi pada emisi juga dapat disebabkan oleh campuran yang kaya, yang terjadi pada putaran mesin rendah, karena pada putaran
rendah, saat pengapian cenderung dimundurkan sehingga pembakaran terlambat yang menyebabkan sebagian unsur C dan O tidak berubah
menjadi CO
2
. Rendahnya temperatur pembakaran juga menyebabkan reaksi pembakaran tidak mampu mengubah unsur C dan O menjadi CO
2
, karena suhu yang dibutuhkan untuk membentuk CO
2
lebih besar dari pada pembentukan CO yang menyebabkan emisi mengandung kadar CO yang
tinggi. 7.
Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Sesuai Peraturan Pemerintah
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2006, tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Lama menjelaskan,
Tabel 5. Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Lama Kategori
Tahun Pembuatan Parameter
Metode Uji CO HC ppm
Sepeda motor 2 langkah
2010 4,5
12000 idle
Sepeda motor 4 langkah
2010 5,5
2400 Idle
Sepeda motor 2 langkah dan 4
langkah ≥ 2010
4,5 2000
idle Sumber: Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor5 tahun 2006
tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Lama.
8. Kandungan Emisi Gas Buang yang Baik
Kandungan emisi gas buang yang sempurna adalah ketika bahan bakar terbakar sempurna tanpa menghasilkan sisa, namun hal ini sulit untuk
tercapai mengingat kondisi mesin yang mempengaruhi proses dan hasil pembakaran sehingga sebagai patokan yang digunakan untuk mengukur
emisi yang baik adalah keputusan yang telah ditetapkan oleh Menteri Lingkungan Hidup yang tertuang dalam Peraturan Menteri Lingkungan
Hidup nomor 5 tahun 2006. 9.
AFR Air Fuel Ratio Menurut Syahrani, 2006:263 Air Fuel Ratio adalah perbandingan
udara dan bahan bakar bensin yang masuk ke dalam ruang bakar mesin. Teori stoikiometri menyatakan AFR yang ideal adalah 14,7:1,artinya untuk
membakar 1 gram bensin dibutuhkan 14,7 gram udara untuk menghasilkan pembakaran yang sempurna. AFR yang terbentuk tidak selalu secara
teoritis, karena pada kenyataannya mesin bekerja pada kondisi yang tidak konstan tergantung beban yang dibawa oleh mesin.
Untuk menghitung seberapa besar penyimpangan jumlah udara dalam campuran dibandingkan dengan kebutuhan secara teori dirumuskan suatu
perhitungan yang disebut dengan istiah Lambda.Secara sederhana, dirumuskan sebagai berikut:
� = Jumlah udara sesungguhnya
jumlah udara sesuai teori stoikiometri jika udara sesungguhnya 14,7, maka:
λ = 14,714,7 = 14,714,7 = 1,0
artinya: λ = 1, berarti campuran ideal, karena yang terjadi pada kondisi nyata
tersebut sesuai dengan teori stoikiometri. λ 1, berarti campuran kurus, udara yang dimasukkan lebih banyak dari
kebutuhan teori. λ 1, berarti campuran gemuk, udara yang dimasukkan kurang dari
kebutuhan teori. 10.
Perhitungan Rumus-rumus Pembakaran Kimia Bioetanol C
2
H
5
OH dan Premium C
8
H
18
. a.
Pembakaran Sempurna dengan Oksigen Senyawa C
2
H
5
OH. Setiap proses pembakaran membutuhkan oksigen. Jumlah oksigen
yang dibutuhkan disesuaikan dengan kebutuhan senyawa yang dibakar dan menghasilkan hasil pembakaran yang setara dengan jumlah
senyawa sebelum proses pembakaran, atau tidak menyisakan sisa pembakaran. Proses ini secara teori disebut proses pembakaran yang
sempurna. Rumus pembakaran sempurna C
2
H
5
OH dengan oksigen adalah sebagai berikut:
C
2
H
5
OH + O
2
CO
2
+ H
2
O + energi Rumus pembakaran diatas belumbisa dikatakan setimbang, karena
jumlah unsur C, H, dan O pada sisi kiri sebelum proses pembakaran tidak sesuai dengan jumlah unsur C, H, dan O pada sisi kanan setelah
proses pembakaran, maka untuk menemukan persamaan reaksi yang setimbang dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
C
2
H
5
OH + aO
2
b CO
2
+ c H
2
O + energi untuk pembakaran sempurna 1 molekul senyawa C
2
H
5
OH dibutuhkan a mol unsur O
2
dan menghasilkan b molekul unsur CO
2
dan c molekul unsur H
2
O. Untuk menentukan besarnya a, b, dan c maka digunakan cara sebagai berikut:
UNSUR SISI KIRI
SISI KANAN C
2 b
H 6
2c O
1 + 2a 2b + c
Maka: 2 = b 6 = 2cc = 62 = 3
1 + 2a = 2b + c 1 + 2a = 22 + 3 = 7
2a = 7-1 = 6 a
= 62 = 3 Setelah menemukan besaran nilaia, b, dan c, maka selanjutnya
dimasukkanke dalam rumus pembakaran C
2
H
5
OH sehingga menjadi: C
2
H
5
OH + 3O
2
2CO
2
+ 3H
2
O + energi untuk membakar 1 molekul senyawa C
2
H
5
OH membutuhkan 3 molekul O
2
dan menghasilkan 2 molekul CO
2
dan 3 molekul H
2
O. 2C
2
H
5
OH + 6O
2
4CO
2
+ 6H
2
O + energi untuk membakar 2 molekul senyawa C
2
H
5
OH membutuhkan 6 molekul O
2
dan menghasilkan 4 molekul CO
2
dan 6 molekul H
2
O.
b. Pembakaran Sempurna dengan Oksigen Senyawa C
8
H
18
Serupa dengan perhitungan di atas, maka rumus pembakaran sempurna C
8
H
18
dengan oksigen adalah sebagai berikut: C
8
H
18
+ a O
2
b CO
2
+ c H
2
O + energi UNSUR
SISI KIRI SISI KANAN
C 8
b H
18 2c
O 2a
2b + c Maka: 8 = b
18 = 2cc = 182 = 9 2a = 2b + c
2a = 28 + 9 = 25 a
= 252 = 12,5 sehingga rumus pembakaran sempurna yang terjadi untuk senyawa
C
8
H
18
adalah C
8
H
18
+ 12,5 O
2
8 CO
2
+ 9 H
2
O + energi untuk membakar 1 molekul senyawa C
8
H
18
membutuhkan 12,5 molekul O
2
dan menghasilkan 8 molekul CO
2
dan 9 molekul H
2
O. Membandingkan rumus-rumus pembakaran sempurna dengan
oksigen antara C
2
H
5
OH + 3O
2
2CO
2
+ 3H
2
O + energi, dan C
8
H
18
+ 12,5 O
2
8 CO
2
+ 9 H
2
O + energi kesimpulannya bahwa oksigen yang dibutuhkan untuk membakar
senyawa bioetanol lebih sedikit dibandingkan oksigen yang dibutuhkan untuk membakar bensin. Gas hasil pembakaran bioetanolpun lebih
sedikit dibandingkan hasil pembakaran bensin.Hal ini membuktikan bahwa bahan bakar bioetanol lebih ramah lingkungan.
c. Penghitungan Pembakaran antara Bahan Bakar dengan Udara di
dalam Mesin Otto. Pembakaran bahan bakar yang terjadi di dalam mesin otto tidak lagi
dengan oksigen murni tetapi dengan bantuan udara.Udara di bumi mengandung berbagai unsur penyusun di dalamnya, diantaranya 78
per satuan volume gas Nitrogen N
2
, 21 per satuan volume gas Oksigen O
2
, dan 1 per satuan volume untuk berbagai gas dengan persentase yang sangat kecil.
Udara yang masuk ke dalam ruang bakar bersama bahan bakar terdiri dari 78 N
2
dan 21 O
2
dan untuk 1 yang terdiri dari berbagai gas tidak ikut ke dalam perhitungan karena persentase setiap gas yang
sangat kecil. Rumus pembakaran etanol dengan udara yang terjadi adalah
C
2
H
5
OH + 3O
2
+3,71 N
2
2CO
2
+ 3H
2
O + 11,13 N2 + Energi. Kondisi motor bakar sangat bervariasi namun jika pembakaran terjadi
secara sempurna, maka akan menghasilkan reaksi seperti rumus di atas. Rumus pembakaran bensin dengan udarayang terjadi adalah
C
8
H
18
+ 12,5 O
2
+ 3,71 N
2
8 CO
2
+ 9 H
2
O + 46,37N
2
+ Energi, untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna, maka dibutuhkan
komposisi udara dan bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar.Perbandingan udara dan bahan bakar selanjutnya disebut dengan
AFR Air Fuel Ratio.
AFR =
� ℎ
Pulkrabek:56 Sebelum melakukan penghitungan AFR, kita harus mengetahui
masing-masing Ar dari setiap unsur yang terkandung dalam bahan bakar dan udara. Nilai masing-masing Ar adalah H=1, C=12, N=14, dan
O=16 Bambang, 5. Pembakaran etanol dengan oksigen:
AFRstoi =
��
=
3 � 2��
1 � 2�� �+6�� �+1��
=
3 �32
1 �46
= 2,08 Pembakaran etanol dengan udara:
AFRstoi =
�
=
3 � 2�� +3,71�2��
1 � 2�� �+6�� �+1��
=
3 �32+51,95
1 �46
=
407 ,64 46
= 8,87 Pembakaran bensin dengan oksigen:
AFRstoi =
�� �
=
12 ,5 � 2��
1 � 8�� �+18�� �
=
12,5 �32
96+18
= 3,51 Hasil penghitungan AFR di atas didapatkan dari massa oksigen dibagi
dengan massa bensin murni atau tanpa memperhitungkan unsur zat penambah pada bensin.
Pembakaran bensin dengan udara: AFRstoi =
� �
=
12,5 � 2�� +3,71�2��
1 � 8�� �+18�� �
=
12,5 �32+103,8
114
=
1698 ,5 114
= 14,90 Hasil penghitungan AFR di atas didapatkan dari massaudara dibagi
dengan massa bensin murni atau tanpa memperhitungkan unsur zat penambah pada bensin.
Campuran udara dan bahan bakar yang terjadi terlalu gemuk, dengan kata lain udara yang bercampur dengan bahan bakar terlalu sedikitdari
standar AFR yang ideal, maka contoh pembakaran yang terjadi adalah sebagai berikut;
C
8
H
18
+ 10 O
2
+ 3,71 N
2
3 CO
2
+ 5 CO + 9 H
2
O + 37,1 N
2
+ Energi Sisa pembakaran menghasilkan gas CO, salah satu yang berbahaya
bagi kesehatan, karena kurangnya O
2
untuk bereaksi dengan unsur C yang seharusnya berubah menjadi CO
2
setelah pembakaran. Penghitungan AFR untuk pembakaran di atas adalah sebagai berikut:
� �
=
10 � 2�� +3,71�2��
1 � 8�� �+18�� �
=
10 �32+103,8
114
=
1358 114
= 11,91 Campuran udara dan bahan bakar yang terjadi terlalu kurus, dengan
kata lain udara yang bercampur dengan bahan bakar terlalu banyak dari standar AFR yang ideal, maka contoh pembakaran yang terjadi adalah
sebagai berikut; C
8
H
18
+15 O
2
+ 3,71 N
2
8 CO
2
+ 9 H
2
O + 5NO + 50,65 N
2
+ Energi Terdapat sisa gas NOpada hasil pembakaran. Campuran bahan bakar
dan udara yang terlalu kurus dapat menyebabkan mesin cepat panas. Penghitungan AFR untuk pembakaran di atas adalah sebagai berikut:
� �
=
15 � 2�� +3,71�2��
1 � 8�� �+18�� �
=
15 �32+103,8
114
=
2037 114
= 17,87
11. Rumus Reaksi Pembakaran dan Penghitungan AFR untuk Variasi Bahan
Bakar E10, E20, E30, E40, dan E50 Kita perlu mengetahui massa udaradan massa bahan bakar sebelum
melakukan penghitungan. Massa udara adalah 135,88, massa bioetanol adalah 46, dan massa bensin adalah 114.
Rumus Reaksi Pembakaran E10
0,1 C
2
H
6
O + 11,8 O
2
+3,71 N
2
7,9 CO
2
+ 8,4 H
2
O + 43,17 N
2
+ Energi 0,9 C
8
H
18
AFR Bahan Bakar E10
� ℎ
=
11 ,8 � 32+103,8
0,1 � 46 + 0,9 � 114
= 14,576 Rumus Reaksi Pembakaran E20
0,2 C
2
H
6
O + 10,6 O
2
+3,71 N
2
6,8 CO
2
+ 7,8 H
2
O + 39,326 N
2
+ Energi 0,8 C
8
H
18
AFR Bahan Bakar E20
� ℎ
=
10,6 � 32+103,8
0,2 � 46 + 0,8 � 114
= 14,345 Rumus Reaksi Pembakaran E30
0,3 C
2
H
6
O + 9,65 O
2
+3,71 N
2
6,2 CO
2
+7,2 H
2
O + 35, 802 N
2
+ Energi 0,7 C
8
H
18
AFR Bahan Bakar E30
� ℎ
=
9,65 � 32+103,8
0,3 � 46 + 0,7 � 114
= 14,1297
Rumus Reaksi Pembakaran E40
0,4 C
2
H
6
O + 8,7 O
2
+3,71 N
2
5,6 CO
2
+ 6,6 H
2
O + 32,277 N
2
+ Energi 0,6 C
8
H
18
AFR Bahan Bakar E40
� ℎ
=
8,7 � 32+103,8
0,4 � 46 + 0,6 � 114
= 13,619 Rumus Reaksi Pembakaran E50
0,5 C
2
H
6
O + 7,75 O
2
+3,71 N
2
5 CO
2
+ 6 H
2
O + 28,7525 N
2
+ Energi 0,5 C
8
H
18
AFR Bahan Bakar E50
� ℎ
=
7,75 � 32+103,8
0,5 � 46 + 0,5 � 114
= 13,163 12.
Pengaruh Penambahan Bioetanol Terhadap Emisi Gas Buang Penambahan bioetanol terhadap bahan bakar premium akan
menghasilkan emisi gas buang yang lebih baik. Hal ini sesuai dengan sifat fisik bioetanol yang mengandung oksigen sehingga menyempurnakan
pembakaran dan meminimalkan pencemaran udara. Variasi campuran bahan bakar premium-etanol terhadap kadar gas
polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun 2009. Hasil rata-rata uji emisi dapat dibaca pada tabel 6berikut :
Tabel 6. Hasil uji emisi sepeda motor Honda Supra X 125 tahun 2009 E0
E15 E30
E45 CO
1,40 1,087
0,88 0,24
HC ppm 442,33
506 629,33
697,67 Sumber: Suparyanto, dkk
13. Perjalanan BBM menuju BBN
Pada tahun 192, di USA bensin ditambah zat aditif berupa timbal atau timah hitam yang bernama Tetra Ethyl Lead TEL oleh Thomas Midgley di
pusat riset General Motor Prihandana, dkk, 2008:10.Tetra Ethyl Lead TEL adalah zat aditif yang berfungsi sebagai anti knocking, juga untuk
meningkatkan angka oktan. TEL merupakan suatu paduan kimia yang terdiri dari ikatan antara karbonC dan timbal Pb dengan formula kimianya
adalah CH
3
CH
2 4
Pb. Timbal dengan rumus kimia C
2
H
5 4
Pb yang ditambahkan ke bensin berfungsi untuk meningkatkan angka oktan dan sebagai pelumas antara
katup mesin dan dudukannya, namun berbahaya bagi kesehatan manusia Prihandana, dkk, 2008:10.Pengaruh timbal berada di udara, konsentrasi 1
µgm
3
menyebabkan peningkatan kadar timbal dalam darah antara 2,5-5,3 µgdl. Sementara ambang batas WHO sebesar 10 µgdl Prihandana, dkk,
2008:12. Penelitian UNPAD menunjukkan bahwa di Bandung 40 polisi lalu
lintas dan 30 supir angkot memiliki kadar Pb dalam darah sebesar 40 µgdl, Yogyakarta 2 µgm
3
, Makasar 9 µgm
3
dampak 90 anak-anak usia sekolah memiliki kadar timbal 10 µgdl, dan Semarang 9 µgm
3
. Hal yang sama terjadi di Surabaya dan Surakarta Prihandana, dkk,
2008:13.
Melalui Program Langit Biru dan SK Menteri Pertambangan dan Energi No. 1585.k32-MPE1999, tanggal 13 Oktober 1992, pemerintah berupaya
untuk menghapus bensin bertimbal. salah satunya dengan penggunaan aditif methyl tertiary butyl ether
MTBE. MTBE adalah senyawa organik beroksigen berfungsi meningkatkan pembakaran mesin.Dampaknya
mengurangi emisi bahan bakar seperti karbon monoksida CO.MTBE
merupakan zat yang tidak mengalami perombakan nondegradable dan suka air hidrofil sehingga mencemari air.
Dalam upaya memperoleh bensin bebas timbal, pemerintah menetapkan penggunaan high octane motorgas component HOMC, yakni bahan baku
pembuatan bensin premium yang memiliki oktan tinggi yang diterapkan secara bertahap.
Produksi HOMC membutuhkan biaya sangat mahal. Deputi Direktur Pemasaran dan Niaga Pertamina menyatakan bahwa harga jual HOMC
sebesar US90, sehingga penggantian timbal membutuhkan biaya sekitar Rp 1,5-Rp 1,8 triliuntahun. Dampaknya, keuntungan Pertamina turun
sekitar US11 jutabulan atau sekitar Rp 99 miliar Prihandana, dkk, 2008:16.
Upaya pemerintah selanjutnya dalam mengatasi permasalahan lingkungan dan bensin bebas timbal adalah dengan mengeluarkan INPRES no.1 tahun
2006 penyediaan dan pemanfaatan bahan bakar nabati biofuel sebagai bahan bakar lain.
B. Kerangka Berfikir