Kajian Performansi Mesin Diesel Satu Silinder Dengan Bahan Bakar Solar Akrasol dan Campuran Solar Akrasol dengan Minyak Jagung

Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari pengujian dalam
bentuk tabel dan gambar

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Biodiesel

2.1.1

Sejarah Biodiesel

Biodiesel pertama kali dikenalkan di Afrika selatan sebelum perang dunia II
sebagai bahan bakar kenderaan berat. Biodiesel didefinisikan sebagai metil/etil
ester yang diproduksi dari minyak tumbuhan atau hewan dan memenuhi kualitas
untuk digunakan sebagai bahan bakar di dalam mesin diesel. Sedangkan minyak
yang didapatkan langsung dari pemerahan atau pengempaan biji sumber minyak
(oilseed), yang kemudian disaring dan dikeringkan (untuk mengurangi kadar air),
disebut sebagai minyak lemak mentah. Minyak lemak mentah yang diproses

lanjut guna menghilangkan kadar fosfor (degumming) dan asam-asam lemak
bebas (dengan netralisasi dan steam refining) disebut dengan refined fatty oil atau
straight vegetable oil (SVO).
SVO didominasi oleh trigliserida sehingga memiliki viskositas dinamik yang
sangat tinggi dibandingkan dengan solar (bisa mencapai 100 kali lipat, misalkan
pada Castor Oil). Oleh karena itu, penggunaan SVO secara langsung di dalam
mesin diesel umumnya memerlukan modifikasi/tambahan peralatan khusus pada
mesin, misalnya penambahan pemanas bahan bakar sebelum sistem pompa dan
injektor bahan bakar untuk menurunkan harga viskositas. Viskositas (atau
kekentalan) bahan bakar yang sangat tinggi akan menyulitkan pompa bahan bakar
dalam mengalirkan bahan bakar ke ruang bakar. Aliran bahan bakar yang rendah
akan menyulitkan terjadinya atomisasi bahan bakar yang baik. Buruknya

5
Universitas Sumatera Utara

atomisasi berkorelasi langsung dengan kualitas pembakaran, daya mesin, dan
emisi gas buang.
Pemanasan bahan bakar sebelum memasuki sistem pompa dan injeksi bahan
bakar merupakan satu solusi yang paling dominan untuk mengatasi permasalahan

yang mungkin timbul pada penggunaan SVO secara langsung pada mesin diesel.
Pada umumnya, orang lebih memilih untuk melakukan proses kimiawi pada
minyak mentah atau refined fatty oil/SVO untuk menghasilkan metil ester asam
lemak (fatty acid methyl ester - FAME) yang memiliki berat molekul lebih kecil
dan viskositas setara dengan solar sehingga bisa langsung digunakan dalam mesin
diesel konvensional. Biodiesel umumnya diproduksi dari refined vegetable oil
menggunakan proses transesterifikasi. Proses ini pada dasarnya bertujuan
mengubah [tri, di, mono] gliserida berberat molekul dan berviskositas tinggi yang
mendominasi komposisi refined fatty oil menjadi asam lemak methil ester
(FAME).
Konsep penggunaan minyak tumbuh-tumbuhan sebagai bahan pembuatan
bahan bakar sudah dimulai pada tahun 1895 saat Dr. Rudolf Christian Karl Diesel
(Jerman, 1858-1913, Gambar 2.1) mengembangkan mesin kompresi pertama yang
secara khusus dijalankan dengan minyak tumbuh-tumbuhan. Mesin diesel atau
biasa juga disebut Compression Ignition Engine yang ditemukannya itu
merupakan suatu mesin motor penyalaan yang mempunyai konsep penyalaan di
akibatkan oleh kompressi atau penekanan campuran antara bahan bakar dan
oksigen didalam suatu mesin motor, pada suatu kondisi tertentu. Konsepnya
adalah bila suatu bahan bakar dicampur dengan oksigen (dari udara) maka pada
suhu dan tekanan tertentu bahan bakar tersebut akan menyala dan menimbulkan

tenaga atau panas. Pada saat itu, minyak untuk mesin diesel yang dibuat oleh Dr.
Rudolf Christian Karl Diesel tersebut berasal dari minyak sayuran. Tetapi karena
pada saat itu produksi minyak bumi (petroleum) sangat melimpah dan murah,
maka minyak untuk mesin diesel tersebut digunakan minyak solar dari minyak
bumi. Hal ini menjadi inpirasi terhadap penerus Karl Diesel yang mendesain
motor diesel dengan spesifikasi minyak diesel.

6
Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.1 Rudolf Christian Karl Diesel

2.1.2

Penjelasan Biodiesel
Biodiesel terdiri dari asam lemak alkil ester dalam rantai lurus

panjang yang diperoleh melalui reaksi transesterifikasi minyak nabati dan
lemak hewani dengan alkohol beserta kehadiran katalis yang cocok
(Rezaei R., M. Mohadesi G.R. Moradi, 2013). Biodiesel merupakan salah

satu bahan bakar alternatif ramah lingkungan, tidak mempunyai efek
terhadap kesehatan dan dapat dipakai sebagai bahan bakar kendaraan
bermotor serta dapat lebih menurunkan emisi bila dibandingkan dengan
minyak diesel. Biodiesel mempunyai sifat pembakaran yang serupa
dengan minyak solar, sehingga dapat dipergunakan langsung pada mesin
berbahan bakar minyak solar tanpa mengubah mesin. Reaksinya
membutuhkan katalis yang umumnya merupakan basa kuat, sehingga
akan memproduksi senyawa kimia baru yang disebut metil ester (, J.V
Gerpen, 2005).
Biodiesel

juga

merupakan

energi

terbarukan

yang

dapat

diperbaharui, bersifat biodegradable, ramah lingkungan karena hampir
tidak ada membuang gas karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2),
sulfur dioksida (SO2), hidrokarbon (HC) dan partikel-partikel lain yang
mengganggu pernafasan (M., D. Hilligoss Bowman dan S. Rasmussen,
2006). Karakteristik biodiesel itu berbeda-beda tergantung dari sumbernya

7
Universitas Sumatera Utara

apakah nabati atau hewani. Hal ini pun berhubungan dengan struktur
kimianya, seperti jumlah karbon dan jumlah ikatan karbon rangkap
(Shawn P, Conley, , 2012).
Biodiesel bisa digunakan dengan mudah karena dapat bercampur dengan
segala komposisi dengan minyak solar, mempunyai sifat fisik yang hampir sama
dengan solar biasa sehingga dapat diaplikasikan langsung untuk mesin-mesin
diesel yang telah ada hampir tanpa modifikasi, dapat terdegradasi dengan mudah
(biodegradable), memiliki angka cetana yang lebih baik dari minyak solar biasa,

asap buangan biodiesel tidak hitam, tidak mengandung sulfur dan senyawa
aromatik sehingga emisi pembakaran yang dihasilkan ramah lingkungan. Angka
cetana adalah bilangan yang menunjukkan ukuran baik tidaknya kualitas solar
berdasarkan sifat kecepatan bakar dalam ruang bakar mesin. Semakin tinggi
bilangan cetana, semakin cepat pembakaran dan semakin baik efisiensi
termodinamisnya. Biodiesel memiliki sifat pembakaran yang mirip dengan diesel
(solar) dari minyak bumi, dan dapat menggantikannya dalam banyak kasus.
Namun, biodiesel lebih sering digunakan sebagai penambah untuk diesel
petroleum, meningkatkan bahan bakar diesel petrol murni ultra rendah belerang
yang rendah pelumas(Rafael Luque, dkk, 2011).
Penggunaan dan produksi biodiesel meningkat dengan cepat, terutama di
Eropa, Amerika Serikat, dan Asia, meskipun dalam pasar masih sebagian kecil
saja dari penjualan bahan bakar. Pertumbuhan SPBU membuat semakin
banyaknya penyediaan biodiesel kepada konsumen dan juga pertumbuhan
kendaraan yang menggunakan biodiesel sebagai bahan bakar. Jumlah kendaraan
yang beroperasi semakin meningkat dan juga jumlah perindustrian yang semakin
bertambah menjadikan biodiesel manjadi bahan bakar yang sangat dibutuhkan
dalam jumlah yang semakin bertambah. Di jaman sekarang ini banyak yang
melakukan berbagai riset mengenai perkembangan biodiesel itu sendiri, baik
dalam hal penemuan biodiesel baru maupun modifikasi atau penelitian dalam hal

penggabungan dari berbagai biodiesel untuk mendapatkan biodiesel yang lebih
baik lagi.

8
Universitas Sumatera Utara

Biodiesel adalah Bahan Bakar Nabati mesin/motor diesel berupa ester
metil asam lemak yang terbuat dari minyak nabati/hewani yang memenuhi standar
mutu yang disyaratkan. Di Indonesia Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar
Nabati (Biofuel) Jenis Biodiesel ditetapkan dan diatur dalam Keputusan Direktur
Jenderal energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi Nomor : 723
K/10/DJE/2013, yang mengacu pada SNI 7182:2012 Biodiesel (Direktorat
Jenderal Energi Baru Terbarukan, 2013). Karakteristik biodiesel jagung dapat
dilihat pada Lampiran 2
Tabel 2.1 Karakteristik Biodiesel

Parameter

Satuan

Standar
Nasional
Indonesia

Biodiesel
Standard
in ASTM

Jarak
pagar

Jagung

Angka Asam

Mg
KOH/g

Maks 0.8

Maks 0.5

0.298

tidak diuji

Air dan
Sedimen

%vol

Maks 0.05

Maks
0.05