Kajian Eksperimental Terhadap Performansi Mesin Diesel Menggunakan Campuran Pertamina - DEX Dengan Biodiesel Biji Karet

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Bio Diesel
Masalah energi telah menjadi masalah semua negara. Hampir semua

negara terus berupaya meningkatkan produksi biodiesel diantaranya dengan
menetapkan beberapa kebijakan sehingga target-target produksi biodiesel dapat
dicapai. Target penggunaan biofuel dari berbagai negara disajikan pada Tabel 2.1
Table 2.1 Target Penggunaan Biofuel Dari Berbagai Negara (International
E A, 2011)

6
Universitas Sumatera Utara

Biodiesel merupakan salah satu energi terbarukan jenis Bahan Bakar
Nabati (BBN) yang dapat menggantikan Bahan Bakar Minyak (BBM) jenis
Minyak Solar tanpa memerlukan modifikasi pada mesin dan menghasilkan emisi
yang lebih bersih. Seiring dengan semakin meningkatnya konsumsi Bahan Bakar

Minyak jenis minyak Solar dalam negeri dengan laju rata-rata mencapai 5% per
tahun, dengan produksi dalam negeri yang hanya 75% dari total kebutuhan dan
cadangannya yang semakin menipis, maka penggunaan Biodiesel produksi dalam
negeri yang potensinya melimpah di Indonesia sebagai bahan bakar pengganti
minyak solar, merupakan salah satu upaya yang perlu dilakukan untuk
mengurangi defisit anggaran dan ketergantungan pada bahan bakar minyak.
Peningkatan penggunaan Biodiesel produksi dalam negeri sebagai bahan bakar
untuk sektor transportasi, industri dan pembangkit listrik, dapat meningkatkan
pertumbuhan ekonomi nasional (pro-growth), penciptaan lapangan kerja (projob),
pemerataan pembangunan dengan orientasi pengentasan kemiskinan (propoor),
dan kepedulian terhadap lingkungan (pro-environment).
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).

7

Universitas Sumatera Utara

Disamping sifatnya yang menyerupai solar, biodiesel memiliki kelebihan antara
lain :
1. Bahan bakar yang ramah lingkungan karena menghasilkan emisi yang jauh
lebih baik (bebas sulfur, smoke number rendah) sesuai dengan isu-isu
global, asap buangan biodiesel tidak hitam, asap gas buang berkurang
75% dibanding solar biasa, cetane number lebih tinggi (>57) sehingga
efisiensi pembakaran lebih baik dibandingkan dengan minyak solar.
2. Biodegradable (dapat terurai), lebih dari 90% biodiesel dapat terurai dalam
21 hari.
3. Renewable Energy karena terbuat dari bahan alam yang dapat diperbarui.
4. Mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik dibanding solar sehingga
mesin dapat bertahan lebih lama.
5. Titik bakar lebih tinggi dibandingkan solar sehingga memudahkan dalam
penyimpanan dan penanganan.
6. Biodiesel dapat dicampur dengan solar dengan berbagai perbandingan.
7. Secara relatif, bau dari gas buang biodiesel lebih baik dibanding solar.
8. Motor diesel tidak membutuhkan modifikasi khusus untuk menggunakan
biodiesel.

9. Mengurangi gas emisi buang; particulate matter (PM), total hydrocarbon
(THC), dan carbon monoxide (CO), tetapi menambah nitrogen oxides
(NO).

8
Universitas Sumatera Utara

10. Biodiesel mengandung sulfur yang lebih rendah dibanding solar sehingga
tidak terlalu banyak mengeluarkan zat toksik.
11. Keuntungan

komparatif

menyeimbangkan

antara

dalam
pertanian,

penggunaan

biodiesel

pengembangan

ekonomi,

dapat
dan

lingkungan.
Biodiesel dapat diproduksi dari tanaman penghasil minyak, lemak hewani,
atau residu berlemak. Beberapa tanaman penghasil biodiesel adalah Kelapa Sawit,
Jarak (Jatropha), Kedelai, Rapeseed, Jagung, Biji Malapari / Kranji (Pongamia
Pinnata), Tanaman Kapok (Ceiba Pentandra), Biji Nimba (Azadirachta Indica),
Karet (Reutealis Trisperma (Blanco) Airy Shaw), dll (Direktorat Jenderal Energi
Baru Terbarukan, 2013). Biodiesel yang dihasilkan harus memiliki standar dan
mutu (spesifikasi) yang memenuhi persyaratan yang bisa dilihat dalam tabel 2.2 di
bawah ini :

9
Universitas Sumatera Utara

Table 2.2 Daftar spesifikasi Mutu Biodisel Dalam Berbagai Standar
(Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan, 2013)

10
Universitas Sumatera Utara

2.2

Biji karet

Gambar 2.1 Biji Karet

Biji karet berasal dari tanaman karet. Tanaman karet berasal dari bahasa
latin yang bernama Hevea brasiliensis. Tanaman ini merupakan sumber utama
bahan tanaman karet alam dunia. Tanaman karet merupakan pohon yang tumbuh
tinggi, besar dan berbatang cukup besar, tinggi pohon dewasa mencapai 15-25

meter. Tumbuh lurus dan memiliki percabangan yang tinggi diatas. Batang
tanaman ini mengandung getah yang dikenal dengan nama lateks. Daun karet
terdiri dari tangkai daun utama dan tangkai anak daun. Panjang tangkai daun
utama 3-20 cm. Panjang tangkai anak daun sekitar 3-10 cm. Anak daun berbentuk
eliptis, memanjang dengan ujung meruncing, tepinya rata dan gundul.

11
Universitas Sumatera Utara

Biji karet terdapat dalam setiap ruang buah. Jumlah biji berkisar tiga dan
enam sesuai dengan jumlah ruang. Ukuran biji besar dengan kulit keras.
Warnanya coklat kehitaman dengan bercak-bercak berpola yang khas. Sesuai
dengan sifat dikotilnya, akar tanaman karet merupakan akar tunggang.
Lebih lengkapnya, struktur botani tanaman karet ialah tersusun sebagai berikut
(APP, 2008):









Divisi

: Spermatophyta

Subdivisi

: Angiospermae

Kelas

: Dicotyledonae

Ordo

: Euphorbiales

Famili

: Euphorbiaceae

Genus

: Hevea

Spesies

: Hevea brasiliensis

12
Universitas Sumatera Utara

2.3

proses Pembuatan Biodiesel Biji karet

Gambar 2.2 Alur Pembuatan Biodisel Biji Karet
2.31

Ekstraksi

Metode ekstraksi dapat dilakukan menggunakan pelarut heksan yang
dikontakkan langsung dengan biji karet. Sebelum minyak biji karet diolah
menjadi biodiesel, minyak tersebut perlu dipisahkan dari pelarut heksan dengan
menggunakan

evaporator

pada

suhu

70o

C.

Uap

heksan

kemudian

dikondensasikan untuk digunakan kembali dalam proses ekstraksi berikutnya.
Kelebihan dari metode ini adalah perolehan minyak yang dihasilkan lebih besar
dibandingkan dengan metode pengempaan. Kekurangan dari metode ini adalah

13
Universitas Sumatera Utara

diperlukannya proses pemisahan yang membutuhkan energi untuk memisahkan
minyak dari pelarutnya.
2.3.2

Degumming

Degumming merupakan metode pemisahan ‘gum’ (getah) dengan zat lain.
Degumming dapat

dilakukan

dengan

beberapacara

diantaranya

dengan

menggunakan zat pemisah atau secara filtrasi. Bahan yang digunakan untuk
pemisahan getah adalahadsorben zeolit dan karbon aktif.Zeolit telah
banyak diaplikasikan sebagai adsorben, penukarion, dan sebagai katalis.
Zeolit adalah mineral alumina silika tetrahidrat berpori yang mempunyai
struktur kerangka tiga dimensi, terbentuk oleh tetrahedral,[SiO4]4-dan
[AlO4]5- yang saling terhubungkan oleh atom-atom oksigen sedemikian rupa,
sehingga membentuk kerangka tiga dimensi terbuka yang mengandung kanalkanal dan rongga-rongga yang didalamnya terisi oleh ion-ion logam,biasanya
adalah logam-logam alkali atau alkali tanah dan molekul air yang dapat
bergerak bebas.

14
Universitas Sumatera Utara

2.3.3

Esterifikasi

Ester merupakan salah satu gugus dari fungsi dari senyawa karbon. Ester
adalah senyawa dengan gugus fungsi – COO – dengan struktur R – COO – R,
dimana R merupakan suatu rantai karbon atau atom H, sedangkan R merupakan
rantai karbon. Ester mempunyai rumus umum CnH2nO2. Pemberian nama ester
terdiri dari dua kata yaitu gugus alkil (berasal dari alkoksi) diikuti dengan nama
asam karboksilatnya dengan menghilangkan kata asam. Gugus atom yang terikat
pada atom O (Gugus R) diberi nama alkil dan gugus R – COO – H diberi nama
alkanoat.
Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas (FFA) menjadi
ester. Esterifikasi mereaksikan asam lemak dengan alcohol. Reaksi ini merupakan
reaksi kesetimbangan, jadi memerlukan katalis untuk mempercepat tercapainya
keadaan setimbang. Katalis-katalis yang cocok adalah zat yang berkarakter asam
kuat, dan karena ini asam sulfat, asam sulfonat organic atau resin penukar kation
asam kuat merupakan katalis terpilih dalam praktek industrial.

2.3.4

Transesterifikasi

Saat ini sebagian besar biodiesel muncul dari sumber daya yang dapat
dimakan, seperti lemak hewan, minyak sayur, dan bahkan limbah minyak goreng,
dengan katalis kondisi basa. Namun konsumsi tinggi katalis membuat biodiesel
saat ini lebih mahal daripada bahan bakar yang diturunkan dari minyak bumi.

15
Universitas Sumatera Utara

Transesterifikasi adalah pertukaran alcohol dengan suatu ester untuk membentuk
ester yang baru. Reaksi ini bersifat reversible dan berjalan lambat tanpa adanya
katalis. Penggunaan alcohol atau mengambil alih salah satu produk adalah
langkah untuk mendorong reaksi kearah kanan atau produk.
Tahapan proses transesterifikasi pembuatan biodiesel selalu menginginkan
agar produk biodiesel dengan jumlah yang maksimum. Beberapa kondisi reaksi
yang mempengaruhi konversi serta perolehan biodiesel melalui transesterifikasi
adalah sebagai berikut:
1. Pengaruh air dan asam lemak bebas
Minyak nabati yang akan di transesterifikasi hasrus memiliki angka
asam yang lebih kecil dari 1. Banyak peneliti yang menyarankan agar
kandungan asam lemak bebas lebih kecil dari 0.5%. Selain itu, semua
bahan yang akan digunakanharus bebas dari air. Karena air akan bereaksi
dengan katalis, sehingga jumlah katalis menjadi berkurang. Katalis harus
terhindar dari udara agar tidak mengalami reaksi dengan uap air dan
karbon dioksida.

2. Perbandingan pengaruh molar alkohol dengan bahan mentah
Secara stoikiometri, jumlah alkohol yang dibutuhkan untuk reaksi
adalah 3 mol untuk setiap 1 mol trigliserida, untuk memperoleh 3 mol alkil
ester dan 1 mol gliserol. Perbandingan alkohol dengan minyak nabati 4.8:1
dapat menghasilkan konversi 98%. Secara umum ditunjukkan bahwa
semakin banyak jumlah alkohol yang digunakan maka konversi yang

16
Universitas Sumatera Utara

didapat akan semakin bertambah. Pada rasio molar 6:1, setelah satu jam
konversi yang dihasilkan adalah 98 – 99%, sedangkan pada 3:1 adalah 74
– 89%. Nilai perbandingan yang terbaik adalah 6:1 karena menghasilkan
konversi yang maksimum.

3. Pengaruh jenis alkohol
Pada rasio 6:1, methanol akan memberikan perolehan ester yang
tertinggi dibandingkan dengan menggunakan etanol atau butanol.

4. Pengaruh jenis katalis
Alkali katalis (katalis basa) akan mempercepat reaksi transesterifikasi
bila dibandingkan dengan katalis asam. Katalis basa yang paling popular
untuk reaksi transesterifikasi adalah natrium hidroksida (NaOH), kalium
hidroksida (KOH). Katalis sejati bagi reaksi sebenarnya adalahion metilat
(metoksida). Reaksi transesterifikasi akan menghasilkan konversi yang
maksimum dengan jumlah katalis 0.5 – 1.5% berat minyak nabati.

5. Metanolisis Crude dan Refined minyak nabati
Perolehan metal ester akan lebih tinggi jika menggunakan minyak
nabati refined. Namun apabila produk metal ester akan digunakan sebagai
bahan

17
Universitas Sumatera Utara

2.4 Mesin diesel

Mesin diesel juga disebut “Motor Penyalaan Kompresi” oleh karena
penyalaannya dilakukan dengan menyemprotkan bahan bakar ke dalam udara
yang telah bertekanan dan bertemperatur ringgi sebagai akibat dari proses
kompresi di dalam ruang bakar. Agar bahan bakar diesel dapat terbakar dengan
sendirinya, maka perbandingan kompresi mesin diesel harus berkisar antara 15 –
22, sedangkan tekanan kompresinya mencapai 20 – 40 bar dengan suhu 500 – 700
0C. Aplikasi dari motor diesel banyak pada industri-industri sebagai motor
stasioner ataupun untuk kendaraan-kendaraan dan kapal laut dengan ukuran yang
besar. Hal ini dikarenakan motor diesel mengkonsumsi bahan bakar ± 25% lebih
rendah dari motor bensin, lebih murah dan perawatannya lebih sederhana.
Mesin diesel menghasilkan tekanan kerja yang tinggi, itu sebabnya
konstruksi motor diesel lebih kokoh dan lebih besar. Disamping itu, mesin diesel
menghasilkan bunyi yang lebih keras, warna dan bau gas yang kurang
menyenangkan. Namun dipandang dari segi ekonomi, bahan bakar serta polusi
udara, motor diesel masih lebih disukai.
Siklus diesel (ideal) pembakaran tersebut dimisalkan dengan pemasukan
panas pada volume konstan (Y. A. Çengel dan M. A. Boles, 2006.). Siklus diesel
tersebut ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

18
Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.3 Diagram P-V dan T-S Pada Siklus Diesel (Cengel dan Michael,
2004)

2.4.1

Prinsip Kerja Mesin Diesel

Prinsip kerja mesin diesel 4 tak sebenarnya sama dengan prinsip kerja
mesin otto, yang membedakan adalah cara memasukkan bahan bakarnya. Pada
mesin diesel bahan bakar di semprotkan langsung ke ruang bakar dengan
menggunakan injector. Dibawah ini adalah langkah dalam proses mesin diesel
4 langkah :

 Langkah Isap
Pada langkah ini piston bergerak dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB
(Titik Mati Bawah). Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka
yang menyebabkan tekanan udara di dalam silinder seketika lebih rendah

19
Universitas Sumatera Utara

dari tekanan atmosfer ,sehingga udara murni langsung masuk ke ruang
silinder melalui filter udara.

 Langkah kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup
tertutup. Karena udara yang berada di dalam silinder didesak terus oleh
piston,menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur,sehingga
udara di dalam silinder menjadi sangat panas. Beberapa derajat sebelum
piston mencapai TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh
injector yang berbentuk kabut.

 Langkah Usaha
Pada langkah ini kedua katup masih tertutup, akibat semprotan bahan
bakar di ruang bakar akan menyebabkan terjadi ledakan pembakaran yang
akan meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar. Tekanan yang besar
tersebut akan mendorong piston ke bawah yang menyebkan terjadi gaya
aksial. Gaya aksial ini dirubah dan diteruskan oleh poros engkol menjadi
gaya radial (putar).

 Langkah Buang
Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di flywheel akan menaikkan
kembali piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu juga katup buang

20
Universitas Sumatera Utara

terbuka sehingga udara sisa pembakaran akan di dorong keluar dari ruang
silinder menuju exhaust manifold dan langsung menuju knalpot

2.4.2

Performansi Mesin Diesel

1. Nilai Kalor Bahan Bakar.

Nilai pembakaran merupakan jumlah energi kimia yang terdapat
dalam satu massa atau volume bahan bakar. Ada dua macam nilai
pembakaran, yaitu nilai pembakaran tinggi (High Heating Value) atau
bruto dan nilai pembakaran rendah (Low Heating Value) (Laboratorium
Motor Bakar, Tanpa Tahun). Nilai kalor bahan bakar pada masing-masing
spesimen didapat melalui percobaan bom kalorimeter. Analisa percobaan
dilakukan dengan menggunakan rumus :
HHV = (T2-T1-Tkp) x Cv (KJ/Kg)

Nilai pembakaran rendah atau LHV didapat menggunakan rumus :

LHV = HHV – 3240 (KJ/Kg)
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)
21
Universitas Sumatera Utara

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) menentukan penggunaan nilai
kalor bawah (LHV).

2. Torsi

Torsi merupakan sebuah ukuran dari kemampuan mesin untuk
melakukan kerja. Torsi mesin biasanya diukur dengan menggunakan
Dynamometer . Mesin direkatkan pada meja uji dan poros dihubungkan

dengan rotor pada dynamometer.

Gambar 2.4 skema operasi dynamometer (Pulkrabek, 1997)

22
Universitas Sumatera Utara

Rotor dikopel secara elektromagnetik, hidrolik, maupun dengan
gesekan mekanis terhadap stator, yang di topang dengan bantalan gesekan
rendah. Stator diseimbangkan dengan rotor secara stasioner. Torsi yang
terjadi pada stator ketika rotor berputar diukur dengan menyeimbangkan
stator dengan beban statis, pegas, dan sebagainya (Pulkrabek, 1997).
Berdasarkan gambar diatas, jika torsi disimbolkan dengan T, maka :

T = F.b

3. Daya

Daya mesin adalah besarnya kerja mesin selama waktu tertentu. Pada
motor bakar daya yang berguna adalah daya poros, dikarenakan poros
tersebut menggerakan beban. Daya poros dibangkitkan oleh daya indikator
, yang merupakan daya gas pembakaran yang menggerakan torak
selanjutnya menggerakan semua mekanisme, sebagian daya indikator
dibutuhkan untuk mengatasi gesekan mekanik, seperti pada torak dan
dinding silinder dan gesekan antara poros dan bantalan. Prestasi motor
bakar pertama-tama tergantung dari daya yang dapat ditimbulkannya.
Semakin tinggi frekuensi putar motor makin tinggi daya yang diberikan
hal ini disebabkan oleh semakin besarnya frekuensi semakin banyak
langkah kerja yang dialami pada waktu yang sama.

23
Universitas Sumatera Utara

Dengan demikian besar daya poros itu adalah :

Pb

4. Ai r/Fuel Ratio (AFR)

Di dalam mesin, bahan bakar dibakar oleh udara. Udara kering
merupakan sebuah campuran berbagai gas yang memiliki komposisi
representatif 20% oksigen, 78,09% nitrogen, 0,93% argon, dan beberapa
kandungan karbon dioksida, neon, helium, metana, dan gas-gas lainnya.
Pada pembakaran, oksigen merupakan komponen reaktif dari udara. Bahan
bakar yang digunakan di dalam motor bakar merupakan campuran dari
berbagai komponen hidrokarbon yang didapat melalui proses penyulingan
minyak maupun minyak kasar. Bahan bakar ini didominasi oleh karbon
dan hidrogen (sekitar 86% karbon, dan 14% hidrogen) walaupun demikian
bahan bakar diesel bisa mengandung kadar sulfur hingga 1%. Pada
pengujian mesin, aliran massa udara dan aliran massa bahan bakar
biasanya diukur. AFR merupakan rasio aliran massa udara dengan aliran
massa bahan bakar yang terjadi di dalam ruang bakar . Rentang AFR yang
normal untuk mesin berpenyalaan kompresi (mesin diesel) dengan bahan
bakar diesel adalah 18 ≤ AFR ≥ 70.

24
Universitas Sumatera Utara

5. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)

Pada pengujian performansi mesin, konsumsi bahan bakar diukur
sebagai laju aliran massa bahan bakar. Parameter yang lebih berguna
adalah konsumsi bahan bakar spesifik atau biasa disebut SFC (Specific
Fuel Consumption). SFC merupakan laju aliran massa per daya keluaran.

Konsumsi bahan bakar spesifik mengukur seberapa efisien mesin
menggunakan bahan bakar untuk menghasilkan daya. Untuk mesin
berpenyalaan kompresi, nilai terbaik SFC didapat dibawah 200 g/kWh
atau 0,2 Kg/kWh.

6. Efisiensi Volumetris

Parameter yang digunakan untuk mengukur keefektivan dari proses
isap sebuah mesin adalah efisiensi volumetris. Efisiensi volumetris
didefinisikan sebagai volum aliran udara yang memasuki sistem isap
dibagi dengan laju aliran yang digunakan oleh piston. Nilai efisiensi
volumetris biasanya berada di rentang 80% - 90% untuk mesin bensin.
Efisiensi volumetris untuk mesin diesel biasanya lebih tinggi ketimbang
mesin bensin.

25
Universitas Sumatera Utara

7. Efisiensi Termal

Efisiensi thermal efektif merupakan daya poros dibagi oleh hasil kali
jumlah bahan bakar terpakai per satuan waktu dan nilai kalor bawah bahan
bakar tersebut (Arismunandar dan Koichi, 1979). Kerja berguna yang
dihasilkan selalu lebih kecil dari pada energi yang dibangkitkan piston
karena sejumlah energi hilang akibat adanya rugi-rugi mekanis
(mechanical losses). Dengan alasan ekonomis perlu dicari kerja
maksimum yang dapat dihasilkan dari pembakaran sejumlah bahan bakar.
Efisiensi ini disebut juga sebagai efisiensi termal brake.

8. Heat Loss Exhaust

Estimasi Heat Loss Exhaust dapat dihitung dengan mengukur
perbedaan antara temperatur gas buang (Te) dan temperatur ambien (Ta ),
dan mengasumsikan nilai tipikal 1 kJ/kgK untuk panas spesifik dari
temperatur gas buang.

26
Universitas Sumatera Utara

9. Emisi Gas Buang

Bahan pencemar (polutan) yang berasal dari kendaraan bermotor dapat
diklasifikasikan menjadi beberapa kategori sebagai berikut :


Sumber
Polutan dibedakan menjadi polutan primer atau sekunder. Polutan primer
seperti nitrogen oksida (NOx) dan hidrokarbon (HC) langsung dibuangkan
ke udara bebas dan mempertahankan bentuknya seperti pada saat
pembuangan. Polutan sekunder seperti ozon (O3) dan peroksiasetil nitrat
(PAN) adalah polutan yang terbentuk di atmosfer melalui reaksi fotokimia,
hidrolisis atau oksidasi.



Komposisi Kimia
Polutan dibedakan menjadi organik dan inorganik. Polutan organik
mengandung karbon dan hidrogen, juga beberapa elemen seperti oksigen,
nitrogen, sulfur atau fosfor, contohnya : hidrokarbon, keton, alkohol, ester
dan lain-lain. Polutan inorganik seperti : karbon monoksida (CO),
karbonat, nitrogen oksida, ozon dan lainnya.



Bahan Penyusun
Polutan dibedakan menjadi partikulat atau gas. Partikulat dibagi menjadi
padatan dan cairan seperti : debu, asap, abu, kabut dan spray, partikulat
dapat bertahan di atmosfer. Sedangkan polutan berupa gas tidak bertahan
di atmosfer dan bercampur dengan udara bebas.

27
Universitas Sumatera Utara

1) Partikulat
Polutan partikulat yang berasal dari kendaraan bermotor
umumnya merupakan fasa padat yang terdispersi dalam udara dan
membentuk asap. Fasa padatan tersebut berasal dari pembakaran
tak sempurna bahan bakar dengan udara, sehingga terjadi tingkat
ketebalan asap yang tinggi. Selain itu partikulat juga mengandung
timbal yang merupakan bahan aditif untuk meningkatkan kinerja
pembakaran bahan bakar pada mesin kendaraan.
Apabila butir-butir bahan bakar yang terjadi pada
penyemprotan kedalam silinder motor terlalu besar atau apabila
butir–butir

berkumpul

menjadi

satu,

maka

akan

terjadi

dekomposisi yang menyebabkan terbentuknya karbon–karbon
padat atau angus. Hal ini disebabkan karena pemanasan udara yang
bertemperatur tinggi, tetapi penguapan dan pencampuran bahan
bakar dengan udara yang ada didalam silinder tidak dapat
berlangsung sempurna, terutama pada saat–saat dimana terlalu
banyak bahan bakar disemprotkan yaitu pada waktu daya motor
akan diperbesar, misalnya untuk akselerasi, maka terjadinya angus
itu tidak dapat dihindarkan. Jika angus yang terjadi itu terlalu
banyak, maka gas buang yang keluar dari gas buang motor akan
bewarna hitam.

28
Universitas Sumatera Utara

2) Unburned Hidrocarbon (UHC)
Hidrokarbon yang tidak terbakar dapat terbentuk tidak
hanya karena campuran udara bahan bakar yang gemuk, tetapi bisa
saja pada campuran kurus bila suhu pembakarannya rendah dan
lambat serta bagian dari dinding ruang pembakarannya yang dingin
dan agak besar. Motor memancarkan banyak hidrokarbon kalau
baru saja dihidupkan atau berputar bebas (idle) atau waktu
pemanasan.
Pemanasan dari udara yang masuk dengan menggunakan
gas buang meningkatkan penguapan dari bahan bakar dan
mencegah pemancaran hidrokarbon. Jumlah hidrokarbon tertentu
selalu ada dalam penguapan bahan bakar, di tangki bahan bakar
dan dari kebocoran gas yang melalui celah antara silinder dari
torak masuk kedalam poros engkol, yang disebut dengan blow by
gasses (gas lalu). Pembakaran tak sempurna pada kendaraan juga

menghasilkan gas buang yang mengandung hidrokarbon. Hal ini
pada motor diesel terutama disebabkan oleh campuran lokal udara
bahan bakar tidak dapat mencapai batas mampu bakar.
3) Carbon Monoksida (CO)
Karbon dan Oksigen dapat bergabung membentuk senyawa
karbon monoksida (CO) sebagai hasil pembakaran yang tidak
sempurna dan karbon dioksida (CO2) sebagai hasil pembakaran
sempurna. Karbon monoksida merupakan senyawa yang tidak

29
Universitas Sumatera Utara

berbau, tidak berasa dan pada suhu udara normal berbentuk gas
yang tidak berwarna. Gas ini akan dihasilkan bila karbon yang
terdapat dalam bahan bakar (kira–kira 85 % dari berat dan sisanya
hidrogen) terbakar tidak sempurna karena kekurangan oksigen.
Hal ini terjadi bila campuran udara bahan bakar lebih
gemuk dari pada campuran stoikiometris, dan terjadi selama idling
pada beban rendah atau pada output maksimum. Karbon
monoksida tidak dapat dihilangkan jika campuran udara bahan
bakar gemuk. Bila campuran kurus karbon monoksida tidak
terbentuk.
4) Oksigen (O2)
Oksigen (O2) sangat berperan dalam proses pembakaran,
dimana oksigen tersebut akan diinjeksikan keruang bakar. Dengan
tekanan yang sesuai akan mengakibatkan terjadinya pembakaran
bahan bakar

30
Universitas Sumatera Utara