bab 2 densitas anne
TRANSCRIPT
II-1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Dasar Teori
Bahan Bakar
Secara umum bahan bakar diklasifikasikan berdasarkan kondisi fisiknya menjadi 3
kelompok (Tjokrowisastro dan Widodo, 1990), yaitu bahan bakar padat, sebagai contoh
batubara, kayu dan arang; bahan bakar cair, sebagai contoh minyak bumi dan olahannya serta
methanol dan etanol; dan bahan bakar gas. Minyak bumi (petroleum) berasal dari kehidupan
laut yang membusuk. Minyak mentah (crude oil) biasanya ditemui di dalam kubah karang
berpori yang besar. Yang berperan penting dalam pembentukan minyak bumi hanya 2 unsur,
yaitu C sebesar lebih dari 85% dan H sebesar 12-15%. (Wahyu, 2007)
Minyak bumi dapat diolah lebih lanjut untuk menghasilkan berbagai jenis bahan bakar
minyak dengan proses destilasi atau penyaringan, menjadi :
a. Bensin (gasoline)
Bensin pada umumnya adalah campuran produk yang dihasilkan dari beberapa proses.
Dengan pencampuran ini maka sifat bahan bakar bensin dapat diukur untuk memberikan
karakteristik operasi sesuai dengan yang di inginkan.
b. Minyak tanah (kerosene)
Kerosin biasa digunakan sebagai minyak bakar (burning oil), minyak lampu dan bahan
bakar jet. Pada proses pembakaran, kerosene mempunyai kecenderungan menghasilkan
asap hitam dan putih pada cerobong serta membentuk jamur pada sumbu. Asap hitam
disebabkan karena struktur atom hidrokarbon sementara asap putih disebabkan oleh
disulfida.
c. Bahan bakar diesel (solar)
Bahan bakar diesel yang dijual di pasaran merupakan hasil dari distilasi langsung
(straight-run), cracking atau merupakan campuran (blending). Bahan bakar diesel
memiliki sifat mengeluarkan asap bila dikenai pembakaran dan viskositas yang cukup
tinggi. Viskositas ini berpengaruh terhadap proses pengabutan. Bahan bakar diesel juga
mengandung kadar belerang yang tinggi, yang dapat menyebabkan keausan pada bagian
mesin. Jika pada pembakaran solar dihasilkan excess air yang besar, maka akan terbentuk
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
SO3, yang bila bercampur dengan H2O akan membentuk asam belerang yang bersifat
korosif. Kandungan S dibatasi secara ekonomis sampai 0,5 %.
d. Minyak pelumas (oli)
Oli adalah minyak pelumas mesin kendaraan maupun mesin produksi. Oli bekas dapat
diperoleh dari pabrik-pabrik maupun dari bengkel kendaraan bermotor.
(Wahyu, 2007)
II.1.2 Karakteristik Bahan Bakar Cair
Bahan bakar cair seperti minyak tungku/ furnace oil dan LSHS (low sulphur heavy
stock) banyak digunakan dalam penggunaan industri. Bahan bakar cair mempunyai beberapa
sifat penting yang sangat berpengaruh pada kualitasnya. Berbagai sifat bahan bakar cair
dijelaskan dibawah ini. (Cylirilla, 2011)
a. Densitas
Densitas didefinisikan sebagai perbandingan massa bahan bakar terhadap volum bahan
bakar pada suhu acuan 15°C. Densitas diukur dengan suatu alat yang disebut hydrometer.
Pengetahuan mengenai densitas ini berguna untuk penghitungan kuantitatif dan pengkajian
kualitas penyalaan. Satuan densitas adalah kg/m3. (Cylirilla, 2011)
b. Specific gravity
Specific gravity didefinisikan sebagai perbandingan berat dari sejumlah volum minyak
bakar terhadap berat air untuk volum yang sama pada suhu tertentu. Densitas bahan bakar,
relatif terhadap air, disebut specific gravity. Specific gravity air ditentukan sama dengan 1.
Karena specific gravity adalah perbandingan, maka tidak memiliki satuan. Pengukuran
specific gravity biasanya dilakukan dengan hydrometer. Specific gravity digunakan dalam
penghitungan yang melibatkan berat dan volum. (Cylirilla, 2011)
c. Viskositas
Viskositas suatu fluida merupakan ukuran resistansi bahan terhadap aliran. Viskositas
tergantung pada suhu dan berkurang dengan naiknya suhu. Viskositas diukur dengan Stokes /
Centistokes. Kadang-kadang viskositas juga diukur dalam Engler, Saybolt atau Redwood.
Tiap jenis minyak bakar memiliki hubungan suhu – viskositas tersendiri. Pengukuran
viskositas dilakukan dengan suatu alat yang disebut Viskometer. Viskositas merupakan sifat
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
FTI-ITS SURABAYA
II-2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
yang sangat penting dalam penyimpanan dan penggunaan bahan bakar minyak. Viskositas
mempengaruhi derajat pemanasan awal yang diperlukan untuk handling, penyimpanan dan
atomisasi yang memuaskan. Jika minyak terlalu kental,maka akan menyulitkan dalam
pemompaan, sulit untuk menyalakan burner, dan sulit dialirkan. Atomisasi yang jelek akam
mengakibatkan terjadinya pembentukan endapan karbon pada ujung burner atau pada
dinding-dinding. Oleh karena itu pemanasan awal penting untuk atomisasi yang tepat.
(Cylirilla, 2011)
d. Titik Nyala
Titik nyala suatu bahan bakar adalah suhu terendah dimana bahan bakar dapat
dipanaskan sehingga uap mengeluarkan nyala sebentar bila dilewatkan suatu nyala api. Titik
nyala untuk minyak tungku / furnace oil adalah 66 0C. (Cylirilla, 2011)
e. Titik Tuang
Titik tuang suatu bahan bakar adalah suhu terendah dimana bahan bakar akan tertuang
atau mengalir bila didinginkan dibawah kondisi yang sudah ditentukan. Ini merupakan
indikasi yang sangat kasar untuk suhu terendah dimana bahan bakar minyak siap untuk
dipompakan. (Cylirilla, 2011)
f. Panas Jenis
Panas jenis adalah jumlah kKal yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 kg minyak
sebesar 10C. Satuan panas jenis adalah kkal/kg°C. Besarnya bervariasi mulai dari 0,22 hingga
0,28 tergantung pada specific gravity minyak. Panas jenis menentukan berapa banyak steam
atau energi listrik yang digunakan untuk memanaskan minyak ke suhu yang dikehendaki.
Minyak ringan memiliki panas jenis yang rendah, sedangkan minyak yang lebih berat
memiliki panas jenis yang lebih tinggi. (Cylirilla, 2011)
g. Nilai Kalor
Nilai kalor merupakan ukuran panas atau energi yang dihasilkan., dan diukur sebagai
nilai kalor kotor / gross calorific value atau nilai kalor netto / nett calorific value.
Perbedaannya ditentukan oleh panas laten kondensasi dari uap air yang dihasilkan selama
proses pembakaran. Nilai kalor kotor / gross calorific value (GCV) mengasumsikan seluruh
uap yang dihasilkan selama proses pembakaran sepenuhnya terembunkan/terkondensasikan.
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA
II-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Nilai kalor netto (NCV) mengasumsikan air yang keluar dengan produk pengembunan tidak
seluruhnya terembunkan. Bahan bakar harus dibandingkan berdasarkan nilai kalor netto. Nilai
kalor batubara bervariasi tergantung pada kadar abu, kadar air dan jenis batu baranya
sementara nilai kalor bahan bakar minyak lebih konsisten. (Cylirilla, 2011)
h. Sulfur
Jumlah sulfur dalam bahan bakar minyak sangat tergantung pada sumber minyak
mentah dan pada proses penyulingannya. Kandungan normal sulfur untuk residu bahan bakar
minyak (minyak furnace) berada pada 2-4%. Kerugian utama dari adanya sulfur adalah resiko
korosi oleh asam sulfat yang terbentuk selama dan sesudah pembakaran, dan pengembunan di
cerobong asap, pemanas awal udara dan economizer. (Cylirilla, 2011)
i. Kadar Abu
Kadar abu erat kaitannya dengan bahan inorganik atau garam dalam bahan bakar
minyak. Kadar abu pada distilat bahan bakar diabaikan. Residu bahan bakar memiliki kadar
abu yang tinggi. Garam-garam tersebut mungkin dalam bentuk senyawa sodium, vanadium,
kalsium, magnesium, silikon, besi, alumunium, nikel, dll. Umumnya, kadar abu berada pada
kisaran 0,03 – 0,07 %. Abu yang berlebihan dalam bahan bakar cair dapat menyebabkan
pengendapan kotoran pada peralatan pembakaran. Abu memiliki pengaruh erosi pada ujung
burner, menyebabkan kerusakan pada refraktori pada suhu tinggi dapat meningkatkan korosi
suhu tinggi dan penyumbatan peralatan. (Cylirilla, 2011)
j. Residu Karbon
Residu karbon memberikan kecenderungan pengendapan residu padat karbon pada
permukaan panas, seperti burner atau injeksi nosel, bila kandungan yang mudah menguapnya
menguap. Residu minyak mengandung residu karbon 1 persen atau lebih. (Cylirilla, 2011)
k. Kadar Air
Kadar air minyak tungku/furnace pada saat pemasokan umumnya sangat rendah sebab
produk disuling dalam kondisi panas. Batas maksimum 1% ditentukan sebagai standar. Air
dapat berada dalam bentuk bebas atau emulsi dan dapat menyebabkan kerusakan dibagian
dalam permukaan tungku selama pembakaran terutama jika mengandung garam terlarut. Air
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
FTI-ITS SURABAYA
II-4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
juga dapat menyebabkan percikan nyala api di ujung burner, yang dapat mematikan nyala api,
menurunkan suhu nyala api atau memperlama penyalaan. (Cylirilla, 2011)
l. Penyimpanan Bahan Bakar Minyak
Akan sangat berbahaya bila menyimpan minyak bakar dalam tong. Cara yang lebih
baik adalah menyimpannya dalam tangki silinder, diatas maupun dibawah tanah. Minyak
bakar yang dikirim umumnya masih mengandung debu, air dan bahan pencemar lainnya.
Ukuran tangki penyimpan minyak bakar sangatlah penting. (Cylirilla, 2011)
Perkiraan ukuran penyimpan yang direkomendasikan sedikitnya untuk 10 hari
konsumsi normal. Tangki penyimpan bahan bakar untuk industri pada umumnya digunakan
tangki mild steel tegak yang diletakkan diatas tanah. Untuk alasan keamanan dan lingkungan,
perlu dibuat dinding disekitar tangki penyimpan untuk menahan aliran bahan bakar jika
terjadi kebocoran. (Cylirilla, 2011)
Pengendapan sejumlah padatan dan lumpur akan terjadi pada tangki dari waktu ke
waktu, tangki harus dibersihkan secara berkala: setiap tahun untuk bahan bakar berat dan
setiap dua tahun untuk bahan bakar ringan. Pada saat bahan bakar dialirkan dari kapal tanker
ke tangki penyimpan, harus dijaga dari terjadinya kebocoran-kebocoran pada sambungan,
flens dan pipa-pipa. Bahan bakar minyak harus bebas dari pencemar seperti debu, lumpur dan
air sebelum diumpankan ke sistim pembakaran. (Cylirilla, 2011)
Prinsip-prinsip Pembakaran
Pembakaran merupakan oksidasi cepat bahan bakar disertai dengan produksi panas,
atau panas dan cahaya. Pembakaran sempurna bahan bakar terjadi hanya jika ada pasokan
oksigen yang cukup. Oksigen (O2) merupakan salah satu elemen bumi paling umum yang
jumlahnya mencapai 20.9% dari udara. Bahan bakar padat atau cair harus diubah ke bentuk
gas sebelum dibakar. Biasanya diperlukan panas untuk mengubah cairan atau padatan menjadi
gas. Bahan bakar gas akan terbakar pada keadaan normal jika terdapat udara yang cukup.
(Cylirilla, 2011)
Hampir 79% udara (tanpa adanya oksigen) merupakan nitrogen, dan sisanya
merupakan elemen lainnya. Nitrogen dianggap sebagai pengencer yang menurunkan suhu
yang harus ada untuk mencapai oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran. Nitrogen
mengurangi efisiensi pembakaran dengan cara menyerap panas dari pembakaran bahan bakar
dan mengencerkan gas buang. Nitrogen juga mengurangi transfer panas pada permukaan alat
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA
II-5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
penukar panas, juga meningkatkan volum hasil samping pembakaran, yang juga harus
dialirkan melalui alat penukar panas sampai ke cerobong. Nitrogen ini juga dapat bergabung
dengan oksigen (terutama pada suhu nyala yang tinggi) untuk menghasilkan oksida nitrogen
(NOx), yang merupakan pencemar beracun. (Cylirilla, 2011)
Karbon, hidrogen dan sulfur dalam bahan bakar bercampur dengan oksigen di udara
membentuk karbon dioksida, uap air dan sulfur dioksida, melepaskan panas masing-masing
8.084 kkal, 28.922 kkal dan 2.224 kkal. Pada kondisi tertentu, karbon juga dapat bergabung
dengan oksigen membentuk karbon monoksida, dengan melepaskan sejumlah kecil panas
(2.430 kkal/kg karbon). Karbon terbakar yang membentuk CO2 akan menghasilkan lebih
banyak panas per satuan bahan bakar daripada bila menghasilkan CO atau asap. (Cylirilla,
2011)
C + O2 → CO2 + 8.084 kkal/kg Karbon
2C + O2 → 2 CO + 2.430 kkal/ kg Karbon
2H2 + O2 → 2H2O + 28.992 kkal/ kg Karbon
S + O2 → SO2 + 2.224 kkal/ kg Karbon
Reaksi di atas menunjukkan bahwa setiap kilogram CO yang terbentuk mengalami
kehilangan panas 5654 kKal (8084 – 2430). (Cylirilla, 2011)
Densitas
Densitas menunjukkan perbandingan massa persatuan volume karakteristik ini
berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh masin diesel persatuan volume
bahan bakar. Massa jenis bahan bakar diesel diukur dengan menggunakan metode ASTM D
287 atau ASTM DI 298 dan mempunyai satuan kilogram/meter kubik (kg/m3).
(http://Universitas-Sumatra-Utara/Bahan-Bakar/ChapterI1.pdf)
Kerapatan suatu fluida dapat didefinisikan sebagai massa per satuan volume, dengan
rumus umum sebagai berikut:
ρ = m v
denganρ = rapat massa (kg/m3)
m = massa (kg)
v = volume (m3)
(http://Universitas-Sumatra-Utara/Bahan-Bakar/ChapterI1.pdf)
Specific Gravity
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
FTI-ITS SURABAYA
II-6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Specific gravity merupakan suatu angka yang menyatakan perbandingan berat dari
bahan bakar minyak pada temperatur tertentu terhadap air pada volume dan temperatur yang
sama. Specific gravity digunakan untuk mengukur berat/massa minyak bila volumenya telah
diketahui. (http://energyswasta.blogspot.com/2010/12/karakteristik-bahan-bakar-minyak.html)
Pengukuran specific gravity dilakukan pada kondisi yang sama yaitu pada temperatur
15,5 oC atau 60 oC dan tekanan 760 mmHg. Bahan bakar minyak umum mempunyai specific
gravity antara 0,74 g/mL dan 0,96 g/mL, dengan kata lain bahan bakar minyak lebih ringan
daripada air. (http://energyswasta.blogspot.com/2010/12/karakteristik-bahan-bakar-minyak.html)
API Gravity
Derajat API (API Gravity) merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan berat
jenis minyak dan digunakan sebagai dasar klasifikasi minyak bumi yang paling sederhana.
Hubungan berat jenis dengan derajat api adalah saling berkebalikan. Makin kecil berat jenis
minyak bumi atau makin tinggi derajat API-nya, makin berharga minyak bumi itu karena
lebih banyak mengandung bensin. (http://doctorgeologyindonesia.blogspot.com/2011/07/derajat-
api-api-gravity.html)
Tinggi rendahnya berat jenis minyak bumi juga berpengaruh pada viskositasnya. Pada
umumnya semakin tinggi derajat API atau makin ringan minyak bumi tersebut, makin kecil
viskositasnya. Tinggi rendahnya derajat API juga berpengaruh pada titik didih minyak bumi,
kalau API Gravity minyak bumi rendah, maka titik didihnya tinggi. Demikian sebaliknya
kalau derajat API-nya tinggi, maka titik didihnya rendah, dan juga lebih mudah terbakar atau
mempunyai titik nyala yang lebih rendah daripada yang derajat API-nya rendah. Ternyata
terdapat hubungan antara berat jenis dengan nilai kalori minyak bumi, pada umumnya minyak
bumi dengan API tinggi menghasilkan kalori yang lebih kecil daripada minyak bumi dengan
API lebih rendah. (http://doctorgeologyindonesia.blogspot.com/2011/07/derajat-api-api-
gravity.html)
Berdasarkan derajat API, minyak mentah dibagi kedalam lima jenis minyak mentah
yaitu: minyak mentah ringan, minyak mentah ringan sedang, minyak mentah berat sedang,
minyak mentah berat, minyak mentah sangat berat. (http://doctorgeologyindonesia.blogspot.com/
2011/07/derajat-api-api-gravity.html)
Oli Mesrania 2T Super
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA
II-7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Oli Mesrania 2T Super merupakan pelumas bermutu tinggi yang dirancang untuk
mesin diesel yang bertenaga sedang dengan turbocharger dan mesin bensin yang keduanya
dipergunakan pada armada angkutan serta mesin alat-alat besar yang menghendaki pelumas
jenis ini. Oli ini cocok untuk perusahaan-perusahaan dengan armada kendaraan bermesin
bensin dan diesel. Pelumas ini diformulasikan dari bahan dasar yang memiliki viscosity index
yang tinggi serta mengandung detergent yang tinggi, anti oksidasi,anti karat,antiaus dan anti
busa. Sifat lainya dari pelumas ini adalah tidak menimbulkan lumpur endapan (sludge)
walaupun mesin bekerja dengan suhu rendah, mengingat sifat ini diperlukan pada kendaraan
yang bekerja ringan. Pelumas ini sangat sesuai untuk pelumasan mesin diesel kendaraan
bertenaga besar tanpa turbocharger maupun yang bertenaga sedang dengan turbocharger.
(MSDS Oli Mesrania 2T Super PT. Pertamina)
Karakteristik Oli Mesrania 2T Super dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel II.1 Spesifikasi Mesrania 2T Super
No. Karakteristik Nilai Metode Uji
1 Viscosity Kinematic at 40°C, cSt 44.52 ASTM D-445
100°C, cSt 7.48 ASTM D-445
2 Viscosity Index 134 ASTM D-2270
3 Spesicific Gravity 15/4 °C 0.8766 ASTM D-1298
4 Colour ASTM Dark B ASTM D-1500
5 Flash Point (COC), °C 82 ASTM D-92
6 Pour Point, °C -36 ASTM D-97
7 TBN - ASTM D-2896
(MSDS Oli Mesrania 2T Super PT. Pertamina)
Premium
Premium terutama terdiri atas senyawa-senyawa hidrokarbon dengan 5 sampai 10
atom karbon yang diperoleh dari minyak bumi. Sebagian diperoleh langsung dari hasil
penyulingan bertingkat minyak bumi (fraksi dengan titik didih berkisar 30 oC – 200 oC),
sebagian besar lagi dari hasil proses pada kilang minyak yang mengubah fraksi yang lebih
ringan dan yang lebih berat dari premium menjadi premium dengan reaksi reformasi.
(http://Universitas-Sumatra-Utara/Premium/ChapterI1.pdf)
Karakteristik bahan bakar Premium ditunjukkan dalam tabel berikut ini:
Tabel II.2 Spesifikasi Premium
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
FTI-ITS SURABAYA
II-8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
No. Karakteristik Satuan
BatasanMetode Uji
ASTMTanpa Timbal Bertimbal
Min Maks Min Maks
1 Bilangan Oktana
- RON RON 88,0 - 88,0 - D 2699-86
- MON D 2700-86
2 Stabilitas Oksida menit 360 - 360 - D 525-99
3 Kandungan Sulfur % m/m 0,05 1) 0,05 1) D 2622-98
4 Kandungan Timbal Gr/l - 0,013 - 0,3 D 3237-97
5 Distilasi : D 86-99a
10% vol. Penguapan oC - 74 - 74
50% vol. Penguapan oC 88 125 88 125
90% vol. Penguapan oC 180 180
Titik didih akhir oC - 215 - 205
Residu %vol - 2,0 2,0
6 Kandungan oksigen %m/m - 2,7 2) - 2,7 2) D 4815-94a
7 Washed gum mg/
100ml
- 5 - 5 D 381-99
8 Tekanan uap kPa - D 5191/D 323
9 Berat jenis (15 oC) kg/m3 715 780 715 780 D4052/D1298
10 Korosi bilah tembaga menit Kelas 1 Kelas 1 D 130-94
11 Sulfur Mercaptan % massa negatif negatif
12 Penampilan visual - 0,002 - 0,002 D 3227
13 Warna jernih & terang jernih & terang
14 Kandungan pewarna gr/100 l Merah Merah
15 Bau dapat dipasarkan dapat dipasarkan
Catatan Umum
1. Aditif harus kompatibel dengan mesin (tidak menambah kotoran mesin/kerak)
2. Aditif yang mengandung komponen abu (ash forming tidak diperbolehkan)
3. Pemeliharaan secara baik untuk mengurangi kontaminasi (debu, air, bahan bakar, dll)
Catatan Kaki
Catatan 1 Batasan 0,05% setara dengan 500 ppm
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA
II-9
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2 Bila digunakan oksigenat, jenis ether lebih disukai. Penggunaan etanol
diperbolehkan sampai dengan maksimum 10% volum (sesuai ASTM). Alkohol
berkarbon lebih tinggi (C>2) dibatasi maksimal 0,1% volum. Penggunaan
metanol tidak diperbolehkan.
(MSDS Premium PT. Pertamina)
Premium digunakan sebagai bahan bakar mesin-mesin yang dirancang khusus
menggunakan bahan bakar premium. Premium yang baik dengan sifat anti – ketukan,terdiri
atas senyawa-senyawa hidrokarbon yang ;
1. Memiliki berat molekul yang relatif rendah ( C5- C10)
2. Memiliki rantai karbon yang bercabang
3. Memiliki ikatan-ikatan tak jenuh,siklik,dan terutama aromatik.
(http://Universitas-Sumatra-Utara/Bahan-Bakar/ChapterI1.pdf)
Kemampuan premium terbakar tanpa ketukan ditunjukkan dengan bilangan oktannya.
Pada awalnya rentang nilai oktan adalah 0 sampai 100, dengan normal heptana diberi nilai 0
dan 2,2,4-trimetil pentane (isooktana) bernilai oktana 100. Suatu contoh, bila suatu bahan
bakar premium memiliki sifat bakar seperti yang ditunjukkan campuran 88 persen volum
isooktana dengan 12 persen volum normal heptana, maka premium itu bernilai oktana 88.
Berdasarkan Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi bernomor : 3674
K/24/DJM/2006 tanggal: 17 Maret 2006 premium standar bernilai oktan 88. (http://Universitas-
Sumatra-Utara/Bahan-Bakar/ChapterI1.pdf)
II.2 Metode Standar dan Peralatan
Penentuan nilai densitas, specific gravity dan API gravity minyak bumi dan produknya
dapat dilakukan dengan beberapa metode atau alat, salah satunya adalah dengan
menggunakan hidrometer (ASTM D 1298-99) yang umumnya untuk minyak mentah dan
produknya yang berupa cairan yang memiliki tekanan uap 179 kPa atau kurang dari 26 lb.
ASTM D 1298-99
Alat Uji Densitas
1. Hidrometer, dari kaca, lulus dalam satuan kepadatan, kepadatan relatif, atau gravitasi API
yang diperlukan, sesuai dengan Keterangan E 100 atau ISO 649-1, dan persyaratan yang
diberikan pada Tabel II.3. Dan di bawah ini adalah contoh hidrometer yang biasa
digunakan dalam percobaan penentuan densitas.
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
FTI-ITS SURABAYA
II-10
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Gambar II.1 Alat Hidrometer
Tabel II.3 Hidrometer yang Direkomendasi
Satuan Range Skala Meniskus
TotalMasing-masing
unitInterval Eror Koreksi
Densitas, kg/m3
pada 15°C
600-1100 20 0,2 ±0,2 +0,3
600-1100 50 0,5 ±0,5 +0,7
600-1100 50 1,0 ±1,0 +1,4
Relative density
(specific gravity),
60/60°F
0,600-1,100 0,020 0,0002 ±0,0002 +0,0003
0,600-1,100 0,050 0,0005 ±0,0003 +0,0007
0,600-1,100 0,050 0,0005 ±0,0006 +0,0014
Relative density
(specific gravity),
60/60°F
0,650-1,100 0,050 0,0005 ±0,0005
API -1 ±101 12 0,1 ±0,1
2. Pengguna harus memastikan bahwa instrumen yang digunakan untuk tes ini sesuai
dengan persyaratan yang ditetapkan di atas sehubungan untuk bahan, dimensi, dan
kesalahan skala. Dalam kasus di mana instrumen dilengkapi dengan sertifikat kalibrasi
yang diterbitkan oleh diakui standardisasi tubuh, instrumen yang digolongkan sebagai
bersertifikat dan koreksi yang sesuai yang tercantum harus diterapkan untuk pembacaan
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA
II-11
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
yang diamati. Instrumen yang memenuhi persyaratan dari metode tes, tetapi tidak
dilengkapi dengan diakui sertifikat kalibrasi, diklasifikasikan sebagai uncertified.
3. Termometer memiliki jangkauan interval skala kesalahan maksimum yang diijinkan.
4. Alat ukur alternatif atau sistem dapat digunakan, dengan ketentuan bahwa ketidakpastian
total sistem dikalibrasi ada lebih besar daripada ketika menggunakan cairan-in-kaca
termometer.
5. Hidrometer Silinder kaca, jelas, plastik, atau logam. Diameter dalam dari silinder harus
paling sedikit 25 mm lebih besar dari diameter luar hidrometer dan
tinggi harus sedemikian bahwa hidrometer yang sesuai mengapung di bagian uji dengan
sedikitnya 25 izin mm antara bawah hidrometer dan bagian bawah silinder.
6. Hidrometer silinder terbuat dari bahan plastik
7. Harus tahan terhadap perubahan warna atau serangan oleh sampel minyak dan tidak akan
mempengaruhi bahan yang diuji. Mereka tidak akan menjadi buram di bawah kontak
yang terlalu lama terhadap sinar matahari.
8. Suhu Bath konstan, jika diperlukan. Dimensi sedemikian rupa sehingga dapat
mengakomodasi silinder dengan hidrometer bagian tes sepenuhnya tenggelam di bawah
cair bagian uji permukaan, dan sistem kontrol suhu mampu mempertahankan suhu Bath
dalam 0,25 °C dari suhu uji sepanjang durasi ujian.
9. Pengadukan Rod, opsional, dari kaca atau plastik, sekitar 400 mm.
Dengan berkembangnya teknologi, saat ini juga telah berkembang alat pengukur
densitas yang lebih canggih yakni Digital Density Meter yang penggunaannya lebih praktis
dibandingkan dengan alat hidrometer. Bentuk alat Digital Density Meter dapat dilihat pada
gambar berikut ini:
Gambar II.2 Alat Digital Density Meter
(http://www.kittiwake.com/Test-Solution/Density-Meter.pdf)II.3 Aplikasi Industri
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
FTI-ITS SURABAYA
II-12
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
PREPARASI BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH KELAPA SAWIT
I W. Suirta
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Bukit Jimbaran
BBM digunakan secara terus-menerus dan cenderung meningkat akibat pertumbuhan
penduduk dan industri, sementara cadangan minyak semakin menipis dan tidak dapat
diperbaharui. Hal ini sangat potensial menimbulkan krisis energi pada masa yang akan
datang. Untuk mengatasi persoalan tersebut dan mengurangi ketergantungan pada BBM perlu
diadakan diversifikasi energi dengan cara mencari energi alternatif yang terbarukan. Salah
satunya adalah energi alternatif yang berasal dari minyak tanaman/tumbuhan (Posman, 2003).
Indonesia berpeluang besar untuk mengembangkan penggunaan bioenergi dari
tumbuhan, misalnya biodiesel dari minyak kelapa sawit 'palm biodiesel', sebab bahan
bakunya melimpah, yakni kelapa sawit. Kelapa sawit (elaeis guinensis JACQ) merupakan
salah satu dari beberapa tanaman golongan palm yang dapat menghasilkan minyak.
Dalam penggunaannya, minyak goreng mengalami perubahan kimia akibat oksidasi
dan hidrolisis, sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada minyak goreng tersebut. Melalui
proses-proses tersebut beberapa trigliserida akan terurai menjadi senyawa-senyawa lain, salah
satunya Free Fatty Acid atau asam lemak bebas (Ketaren, 1996). Kandungan asam lemak
bebas inilah yang kemudian akan diesterifikasi dengan metanol menghasilkan biodiesel.
Sedangkan kandungan trigliseridanya ditransesterifikasi dengan metanol, yang juga
menghasilkan biodiesel dan gliserol. Dengan kedua proses tersebut maka minyak jelantah
dapat bernilai tinggi.
Bahan yang digunakan adalah minyak jelantah; asam oksalat; KOH; asam sulfat
(H2SO4) 95%; KOH alkoholis; metanol; NaOH; natrium thiosulfat; Magnesium sulfat
anhidrid; etanol 95%; indikator phenolphthalein 1%; indikator amilum 1%; HCl N; larutan
K2Cr2O7; KI 15% ; Iodin, akuades. Alat yang diperlukan : labu leher tiga dilengkapi
kondensor untuk sintesis, Seperangkat alat titrasi, piknometer, viskometer Ostwald, pengaduk
magnetik, pH-meter, alat-alat gelas laboratorium.
Survey dan pengambilan minyak jelantah kelapa sawit ke pedagang kaki lima di
seputaran Kampus Bukit Jimbaran. Perlakuan awal meliputi penghilangan kotoran padatan
dengan penyaringan, penghilangan air dengan pemanasan yang diikuti pemisahan air dengan
corong pisah. Eksperimen di Laboratorium meliputi : Penyiapan dan pembuatan reagen kimia,
sintesis biodiesel melalui reaksi esterifikasi dan dilanjutkan dengan transesterifikasi. Sintesis
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA
II-13
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
biodiesel dilakukan dengan metoda two stage acid-base melalui dua tahap reaksi, yaitu tahap
Esterifikasi, dilakukan dengan mereaksikan sejumlah volume minyak jelantah dengan
metanol pada suhu 35 °C dengan katalis asam dan disertai dengan pengadukan selama 5
menit, dilanjutkan dengan pengadukan tanpa pemanasan selama 1 jam. Kemudian didiamkan
selama 24 jam. Setelah itu dilanjutkan dengan tahap kedua yaitu Reaksi Transesterifikasi.
Campuran hasil tahap pertama ditambahkan dengan larutan natrium metoksida, kemudian
dipanaskan pada suhu 55 °C selama 2,5 jam diikuti dengan pengadukan. Setelah itu campuran
dipindahkan ke dalam corong pisah dan didiamkan selam 1 jam, akan terbentuk lapisan
gliserol dan lapisan biodiesel. Pisahkan lapisan biodiesel dan dicuci pada pH netral beberapa
kali dengan air. Keringkan air yang terdistribusi dalam biodiesel dengan garam penarik air
(MgSO4 anhidrid). Pisahkan biodiesel dari garam-garam yang mengendap dengan
penyaringan. Filtrat yang diperoleh merupakan senyawa metil ester (biodiesel) hasil sintesis.
Identifikasi dan interpretasi hasil sintesis dengan GC-MS yakni biodiesel hasil sintesis
dianalisis dengan GC-MS di Lab Kimia Organik Jurusan Kimia FMIPA UGM, untuk
memastikan hasil yang diperoleh benar merupakan metil ester (biodiesel). Penentuan sifat
fisika dan sifat kimia biodiesel hasil sintesis, meliputi : densitas, viskositas, bilangan asam
dan bilangan iod.
Dari hasil percobaan dapat dinyatakan bahwa hasil sintesis dari penelitian ini adalah
memang benar merupakan senyawa biodiesel, yakni metil ester. Senyawa metil ester yang
diperoleh adalah metil miristat, metil palmitat, metil linoleat, metil oleat, metil stearat, metil
arakhidat. Senyawa metil ester yang diperoleh tersebut sesuai dengan kandungan asam lemak
yang terdapat pada bahan dasar minyak kelapa sawit yang digunakan untuk sintesis ini
seperti: asam palmitat, asam miristat, asam stearat, asam linoleat, asam oleat. Namun senyawa
metil arakhidat tidak sesuai dengan kandungan asam lemak pada kelapa sawit.
Untuk menentukan massa jenis (densitas) dan viskositas biodiesel, masing-masing
pengerjaan dilakukan 3 kali ulangan. Dari perhitungan tersebut diperoleh hasil densitas
biodiesel pada suhu 15 °C masih dalam range standar biodiesel DIN V 51606 yaitu 0,85- 0,90
g/mL. Dari hasil perhitungan, viskositas biodiesel pada suhu 40 °C masih memenuhi range
standar biodiesel standar DIN V 51606 yakni 3,5 -5,0 mm2/s. Bilangan asam (0,4238 ± 0,0397
mg KOH/g), dan bilangan iod (9,3354 ± 0,0288)g Iod/100 g sampel). Dari hasil pengamatan
sifat kimianya dan setelah dibandingkan dengan standarnya,maka biodiesel hasil sintesis
dapat digunakan sebagai bahan bakar diesel.
LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
FTI-ITS SURABAYA
II-14