B I O D I E S E L Teknologi Industri Kecil dan Menengah Magister Sistem Teknik, Fakultas Teknik

Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, 2010

D o s e n P e n g a m p u

Ir. Supranto, M.Sc. Ph.D

RAW MATERIAL DAN

K A R A K T E R I S T I K

B I O D I E S E L

Oleh

MURLIADI PALHAM NIM : 09/298321/PTK/6714

Kebutuhan dan pemakaian bahan bakar termasuk minyak diesel/solar setiap tahun

semakin meningkat. Di sisi lain, ketersediaan bahan bakar minyak bumi semakin hari

semakin terbatas. Kedua hal ini mendorong pemikiran mengenai perlunya dikembang-

kan sumber energi yang terbarukan. Di samping itu, dunia internasional saat ini juga

sedang berlomba-lomba untuk mengunakan bahan bakar yang ramah lingkungan

dalam rangka mengimplementasikan isu global mengenai CDM (Clean Development

Mechanism).

Salah satu solusi untuk berbagai hal tersebut di atas adalah penggunaan minyak/

lemak dari tumbuhan untuk pengembangan biodiesel. Penggunaan minyak nabati

sebagai bahan bakar telah dicobakan dalam berbagai bentuk mulai dari minyak nabati

murni tanpa modifikasi (biofuel) hingga dalam bentuk metyl atau etyl esternya

(biodiesel).

Biodiesel didefinisikan sebagai metil ester atau etil ester dari asam lemak (fatty

ester) yang diproduksi dari minyak tumbuhan atau hewan dan memenuhi kualitas untuk

digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel (Vicente dkk, 2006). Biodiesel memiliki

sifat menyerupai minyak diesel/solar sehingga dapat menjadi bahan bakar alternatif

bagi mesin diesel baik mesin kendaraan bermotor, kendaraan industri, alat-alat

pertanian, genset, maupun mesin kapal nelayan.

Gambar 1. Stasiun pengisian bahan bakar biodiesel

Kegiatan penyediaan dan pemanfaatan biodiesel dapat dikelompokkan menjadi tiga

kategori utama yaitu :

sisi hulu (penyediaan bahan baku), merupakan prasyarat penentu keberhasilan

pengembangan biodiesel.

sisi tengah (pengolahan), berupa pengembangan teknologi proses.

sisi hilir (pemanfaatan) dan sektor pendukung.

Terdapat berbagai macam minyak yang dapat diproduksi menjadi biodiesel,

meliputi minyak nabati murni, minyak jelantah, lemak hewan, dan algae. Namun yang

paling umum digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel adalah minyak

nabati. Minyak nabati sebagai sumber utama biodiesel dapat dipenuhi oleh berbagai

macam jenis tumbuhan. Hampir semua minyak nabati bisa diolah menjadi biodiesel

baik itu edible oil maupun bukan.

Minyak nabati memilki struktur komponen antara lain :

Campuran Trigliserida dan asam lemak

Asam Lemak bebas

Gum

Karoten

Air

Untuk memilih jenis minyak nabati yang akan digunakan sebagai bahan baku biodiesel terdapat beberapa kriteria yang harus dipenuhi, yaitu :

Tanaman tersebut merupakan kekayaan hayati asli negara yang bersangkutan.

Dapat dibudidayakan dengan mudah di negara tersebut.

Pemanfaatan minyak tersebut sebagai bahan baku tidak menyebabkan terjadinya konflik dengan penyediaan untuk kebutuhan pangan dan produk-produk penting lainnya.

Sebagai negara agraris, Indonesia memiliki potensi yang besar dalam pengem-

bangan biodiesel, karena banyak memiliki hasil alam yang dapat digunakan sebagai

bahan baku biodiesel. Berdasarkan hasil penelitian Badan Pengkajian dan Penerapan

Teknologi (2006), sedikitnya terdapat 49 jenis tanaman Indonesia (pangan maupun non

pangan) yang dapat menghasilkan minyak nabati dan digunakan untuk pengembangan

biodiesel. Jenis-jenis tanaman tersebut disajikan pada Tebel 1.

Tabel 1. Jenis tanaman yang menghasilkan minyak nabati

No Nama Nama Latin Sumber % Minyak DM/TDM

1 Akar kepayang Hodgsonia macrocarpa Biji ≈ 65 DM

2 Alpukat Persea gratissima Dg buah 40 – 80 DM

3 Bidaro Ximenia Americana Inti biji 49 – 61 TDM

4 Bintaro Cerbera manghas/odollam

Biji 43 – 64 TDM

5 Bulangan Gmelina asiatica Biji ? TDM

6 Cerakin/Kroton Croton tiglium Inti biji 50 – 60 TDM

7 Cokelat Theobroma cacao Biji 54 – 58 DM

8 Gatep pait Samadera indica Biji ≈ 35 TDM

9 Jagung Zea Mays Germ ≈ 33 DM

10 Jarak kaliki Ricinus communis Biji (seed) 45 – 50 TDM

11 Jarak pagar Jatropha curcas Inti biji 40 – 60 TDM

12 Kacang suuk Arachis hypogeal Biji 35 – 55 DM

13 Kampis Hernandia peltata Biji ? TDM

14 Kapok/randu Ceiba pentandra Biji 24 – 40 TDM

15 Karet Hevea brasiliensis Biji 40 – 50 TDM

16 Kayu manis Cinnamomum burmanni Biji ≈ 30 DM

17 Kecipir Psophocarpus tetrag. Biji 15 – 20 DM

18 Kelapa Cocos nucifera Daging buah 60 – 70 DM

19 Kelor Moringa oleifera Biji 30 – 49 DM

20 Kemiri Aleurites moluccana Inti biji (kernel) 57 – 69 DM

21 Kemiri cina Aleurites trisperma Inti biji ? DM

22 Kenaf Hibiscus cannabinus Biji 18 – 20 TDM

23 Kepoh Sterculia foetida Inti biji 45 – 55 TDM

24 Ketiau Madhuca mottleyana Inti biji 50 – 57 DM

25 Kopi arab (Okra) Hibiscus esculentus Biji 16 – 22 TDM

26 Kursani Vernonia anthelmintica Biji ≈ 19 TDM

27 Kusambi Sleichera trijuga Daging biji 55 – 70 TDM

28 Labu merah Cucurbita moschata Biji 35 – 38 DM

29 Malapari Pongamia pinnata Biji 27 – 39 TDM

30 Mayang batu Madhuca cuneata Inti biji 45 – 55 DM

31 Nagasari (gede) Mesua ferrea Biji 35 – 50 TDM

32 Nimba Azadirachta indica Daging biji 40 – 50 TDM

33 Nyamplung Callophyllum inophyllum Inti biji 40 – 73 TDM

34 Padi Oryza sativa Dedak ≈ 20 DM

35 Pepaya Carica papaya Biji 20 – 25 DM

36 Pulasan Nephelium mutabile Inti biji 62 – 72 DM

37 Rambutan Nephelium lappaceum Inti biji 37 – 43 DM

38 Randu alas/agung Bombax malabaricum Biji 18 – 26 TDM

39 Rosela Hibiscus sabdariffa Biji ≈ 17 TDM

40 Saga utan Adenanthera pavonina Inti biji 14 – 28 DM

41 Sawit Elais guineensis Sabut + Dg buah 45-70 + 46-54 DM

42 Seminai Madhuca utilis Inti biji 50 – 57 DM

43 Sirsak Annona muricata Inti biji 20 – 30 TDM

44 Siur (-siur) Xanthophyllum lanceatum Biji 35 – 40 DM

45 Srikaya Annona squamosa Biji 15 – 20 TDM

46 Tangkalak Litsea sebifera Biji ≈ 35 TDM

47 Tengk. terindak Isoptera borneensis Inti biji 45 – 70 DM

48 Tengkawang tungkul Shorea stenoptera Inti biji 45 – 70 DM

49 Wijen Sesamum orientale Biji 45 – 55 DM

Keterangan: DM = Dapat dimakan; TDM = Tidak dapat dimakan

Sumber: Raw Material Aspects of Biodiesel Production in Indonesia, Tatang H.S.

Dari daftar tersebut di atas, terdapat beberapa tanaman yang mempunyai prospek

dan telah dikembangkan menjadi biodiesel seperti jarak pagar, kelapa sawit, dan

kelapa.

JARAK PAGAR ( Jatropha curcas )

Biodiesel berbahan baku minyak jarak sangat prospektif dikembangkan di

Indonesia karena memiliki beberapa keunggulan seperti dapat tumbuh dilahan kritis

serta dapat tumbuh sampai 20 tahun dengan produktifitas stabil setelah tahun pertama.

Keunggulan lainnya adalah karena jarak pagar bukan merupakan bahan makanan

sehingga tidak mengganggu pasokan pangan manusia.

Jarak pagar dapat tumbuh hampir pada semua tempat, termasuk pada tanah

berpasir, atau pada tanah padas berbatu. Tanaman jarak pagar tumbuh sangat baik di

saerah tropis. Pohon jarak ini dapat hidup subur pada lahan kering dan gersang. Jarak

varietas genjah dan tengahan mulai berbunga pada umur 2,5 bulan dan dapat dipanen

pada umur 3,5 bulan dengan hasil 0,75 sampai 1 kg biji jarak kering per pohon

(Sujatmoko, 1992). Jarak Pagar (Jatropha curcas, Linn) mempunyai ciri-ciri sebagai

berikut :

Family Euphorbiaceae.

Tanaman perdu, tinggi 1 – 7 m, bercabang tidak teratur.

Batang kayu slindris, bila terluka mengeluarkan getah.

Daun lebar, berbentuk jantung/bulat telur melebar dengan panjang 5 – 15 cm.

Bunga berwarna kuning kehujauan, berupa bunga menjemuk berbentuk malai,

berumah satu.

Umur tanaman dapat mencapai 20 tahun lebih.

Minyak jarak mempunyai kandungan asam lemak dengan komposisi seperti

disajikan dalam Tabel 2.

Sifat fisik dan kimia minyak jarak disajikan dalam Tabel 3.

Gambar 2. Tanaman, buah, kernel, dan minyak biodiesel jarak pagar

Tabel 2. Komposisi Asam Lemak Jarak Pagar

Komponen Kimia Jumlah %

Asam risinoleat 86

Asam dihidroksistearat 1 - 2

Asam stearat 0,5 – 2,0

Asam oleat 8,5

Asam linoleat 3,5

Sumber : Bailey, E.A. (1950)

Tabel 3. Sifat fisik dan kimia minyak jarak

Sebagai alternatif bahan bakar minyak, maka minyak jarak sudah memenuhi syarat

ideal sebuah bahan bakar, yaitu nilai kalorinya 53,58 MJ/kg, bilangan asam 3,08 mg

KOH/g, titik nyala 290 oC, viscositas 50,80 cSt, dan densitas 0,0181 g/cm3. Minyak

jarak berwarna kuning bening, memiliki bilangan iodine tinggi yaitu 105,2 mg yang

berarti kandungan minyak tak jenuhnya sangat tinggi, terutama terdiri atas asam oleat

dan linoleat yang mencapai 90 persen (Trubus, 2005).

Tanaman jarak pagar yang umumnya dapat dipanen setelah berusia enam sampai

delapan bulan ini mampu menghasilkan buah yang optimal pada usia lima tahun. Dari

tiap 12,5 tonnya memiliki kandungan minyak sekitar 1.900 liter. Sebab, baik biji maupun

kulit (karnel) buah jarak itu sama-sama memiliki kandungan minyak, yaitu masing-

masing 33% dan 50%.

Beberapa hal berkaitan dengan penyediaan jarak pagar untuk biodiesel :

a. Berdasarkan kriteria tersebut di atas, tanaman jarak pagar potensial dikembang-

kan untuk bahan baku biodiesel di Indonesia. Oleh karena itu, untuk menjamin

pasokan bahan baku bagi upaya pengembangan biodiesel di Indonesia, maka

upaya budidaya tanaman jarak pagar skala besar harus segera dilakukan.

b. Pengembangan jarak pagar sebagai sumber energi alternatif dilakukan dengan

prinsip kehati-hatian, dalam arti pengembangan dalam skala besar dilakukan

setelah tersedia kesiapan pengembangan, terutama dari aspek bahan tanaman,

teknologi budidaya serta kepastian teknologi pemanfaatan dan pemasarannya.

c. Setelah dilakukan identifikasi dan seleksi terhadap jarak pagar, pada tanggal 16

Julin 2006 telah dilepas 3 komposit benih unggul jarak pagar yang berasal dari

kebun perercobaan Pakuwon (untuk wilayah Basah), Asem Bagus (untuk wilayah

Kering) dan Mukti Harjo (untuk wilayah Sedang). Benih tersebut telah didistribusi-

kan kepada 14 propinsi untuk dikembangkan sebagai kebun induk masing-

masing 10 ha.

d. Beberapa perusahaan dan kelompok masyarakat telah mulai melakukan

penanaman jarak pagar walaupun masih dalam luasan yang terbatas berkisar

antara 1 - 100 ha. Sementara untuk mengembangkan biodiesel dari jarak pagar

dibutuhkan kontinuitas pasokan bahan baku biji jarak pagar dalam jumlah besar.

Selayaknya komersialisasi penanaman jarak pagar harus dilakukan dalam skala

besar. Sebagai gambaran, penanaman jarak pagar seluas 1 juta ha mampu

menghasilkan biodiesel sebanyak 25.000 barrel/hari.

e. Wilayah pengembangan jarak pagar diutamakan di kawasan timur Indonesia,

yaitu NTB, NTT, Sulawesi, Papua, sebagian Jawa dan kawasan barat Indonesia

sepanjang wilayah tersebut memungkinkan untuk pengembangan jarak pagar.

KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis)

Tanaman Kelapa Sawit termasuk ke dalam famili Palmae dan sub-kelas Mono-

cotyledoneae. Kelapa Sawit merupakan salah satu sumber minyak nabati dan saat ini

menjadi komuditas utama dan unggulan Indonesia, khususnya dalam pembuatan CPO

(crude plam oil) yang merupakan bahan dasar pembuatan minyak goreng, sabun dan

lain-lain, baik untuk keperluan di dalam negeri maupun eskpor.

Secara anatomi buah kelapa sawit tersusun dari pericarp atau daging buah dan

biji. Pericarp terdiri dari kulit luar buah yang keras dan licin dan mesokarp, yaitu bagian

daging buah yang berserabut. Mesokarp merupakan bagian yang mengandung minyak

dengan rendemen paling tinggi. Biji kelapa sawit tersusun dari endokarp (tempurung)

yang merupakan lapisan keras dan berwarna hitam, dan endosperm (kernel) yang

berwarna putih. Kernel akan menghasilkan minyak inti atau palm kernel oil.

Gambar 3. Tanaman, tandan buah, kernel, dan minyak biodiesel kelapa sawit

Syarat-syarat pohon sawit induk yang baik adalah :

Pertumbuhan vegetatifnya lambat.

Produksi tinggi.

Persentase buah per tandan sekitar 60-70 %.

Kadar minyak daging buah 60 % dan kadar minyak per tandan 27 %.

Bentuk pohonnya baik dan sudut pelepahnya tidak sempit.

Tumbuh subur dan bebas dari gangguan hama dan penyakit.

Komposisi asam lemak jarak pagar disajikan dalam Tabel 4.

Tabel 4. Komposisi asam lemak kelapa sawit

Saat ini Indonesia merupakan negara produsen CPO nomor 2 terbesar di dunia

setelah Malaysia, dan dalam waktu dekat kemungkinan akan menggeser posisi

Malaysia sebagai produsen CPO terbesar didunia. Kelapa sawit sebagai tanaman

penghasil CPO merupakan tanaman perkebunan yang terdapat di hampir seluruh

wilayah Indonesia. Wilayah Sumatera saat ini merupakan wilayah yang mempunyai

lahan kelapa sawit terbesar di Indonesia, khususnya Sumatera Utara, disusul Riau dan

Sumatera Selatan.

Hanya saja pemanfaatan CPO sebagai bahan baku untuk produksi biodiesel

perlu dilaksanakan secara bijaksana dan hati-hati, karena fungsinya saat ini sebagai

bahan baku minyak goreng yang termasuk bahan makanan. Oleh karena itu supaya

tidak mengganggu pasokan CPO untuk kebutuhan non energi, maka penggunaan CPO

parit untuk memenuhi kebutuhan bahan baku biodiesel perlu dipertimbangkan. CPO

parit merupakan limbah proses pembuatan CPO, tetapi masih memiliki kandungan

minyak yang dianggap kurang ekonomis untuk diproses sebagai CPO. Potensi CPO

parit yang dapat diperoleh untuk pemanfaatan biodiesel. biasanya mencapai satu atau

dua persen dari total produksi CPO. Potensi ekstraksi bahan baku biodiesel dari CPO

parit diperkirakan mencapai dua persen dari total produksi CPO.

Tabel 5. Rencana Pengembangan Pabrik Biodiesel dan Lahan untuk Bahan Baku sampai Tahun 2009

Beberapa hal berkaitan dengan penyediaan kelapa sawit untuk biodiesel :

a. Dalam jangka pendek, penyediaan CPO untuk biofuel dipenuhi dari sebagian

alokasi ekspor CPO. Kondisi ini memungkinkan kalau harga CPO untuk

biodiesel lebih tinggi dari harga ekspor, yaitu harga solar tanpa subsidi atau

subsidi yang berlaku saat ini untuk BBM juga dikenakan untuk biofuel (kebijakan

ini sebagai salah satu indikasi pemerintah dalam upaya pelestarian fungsi

lingkungan hidup).

b. Dalam jangka menengah dan panjang perlu pengembangan kebun khusus

(dedicated area) sebagai kebun energi. Upaya ini sangat memungkinkan

terutama dengan memanfaatkan izin usaha perkebunan (IUP) yang telah

dikeluarkan tetapi belum dimanfaatkan. Sebagai informasi, selama periode 2000-

2005, telah dikeluarkan IUP Pusat maupun daerah dengan luasan lebih dari 2

juta ha.

c. Penyediaan benih kelapa sawit relatif tersedia terutama dari produsien benih di

dalam negeri. Dari 7 (tujuh) produsen benih (PPKS Medan, PT. Socfin, PT.

Lonsum, PT. Dami Mas, PT. Tunggal Yunus, PT. Bina Sawit Makmur dan PT.

Tania Selatan), mampu menyediakan bahan tanaman kelapa sawit unggul

sebanyak 147 juta benih setahun atau setara dengan pengembangan tanaman

seluas 700 ribu ha.

d. Pada tahap awal, penggunaan CPO untuk biofuel diarahkan pada lokasi

kebun-kebun kelapa sawit di daerah remote dengan pembangunan biodiesel

plant skala kecil (kapasitas 20 ton/hari dengan biaya investasi sekitar Rp 15

milyar) yang digunakan untuk kebutuhan energi pabrik kelapa sawit (PKS) dan

perkebunan kelapa sawit serta kebuthan masyarakat sekitar. Untuk dedicated

area ataupun daerah sentra penghasil CPO besar, dapat dikembangkan

biodiesel plant skala besar.

e. Berdasarkan pengamatan industri minyak kelapa sawit di seluruh Indonesia

diperkirakan seluruh jenis kelapa sawit di Indonesia diharapkan dapat dipakai

sebagai bahan baku industri biodiesel. Mengingat CPO saat ini telah mempunyai

pasar sendiri yaitu untuk pembuatan minyak goreng, maka CPO sebagai bahan

baku biofuel harus dari hasil areal kelapa sawit baru. Luas areal Kelapa Sawit di

Indonesia tahun 2004 menunjukkan angka 5,24 Juta Hektare, dimana Sumatera

sebesar 4,19 juta Hektare dan Kalimantan seluas 1,050 Juta Hektare. Berbagai

pihak mengharapkan pembukaan areal kelapa sawit adalah dengan

memanfaatkan lahan kritis yang cukup luas di Indonesia, misalnya di Kalimantan

Timur luas lahan kritis mencapai 6,4 Juta hektare.

f. Kapasitas produksi setiap lahan Kelapa Sawit berbeda,1 hektare kebun sawit di

Sumatera per tahun (124 ton Tandan Buah Segar) mampu menghasilkan

biodiesel sebanyak 1,5 – 2,3 kilo liter per tahun, dan di Kalimantan hanya

mencapai sekitar 1,2 - 1,7 kilo liter per tahun. Pada tahun 2004 produksi CPO di

Sumatera mencapai 9,89 juta Ton, dan Kalimantan sebesar 1,51 Juta Ton,

dengan produksi CPO rata-rata di Indonesia sebesar 2,176 ton per Hektare.

Tabel 6. Proyeksi pengembangan biodiesel dari kelapa sawit

Secara umum kualitas biodiesel ditentukan oleh empat faktor yaitu :

1. Kualitas bahan baku,

2. Kompoisi asam lemak dari minyak dan lemak,

3. Proses produksi dan material yang digunakan adalam proses produksi,

4. Parameter (karakteristik) pasca produksi.

Proses pembuatan biodiesel sangat sensitive terhadap keberadaan air. Kandungan

air dalam bahan baku dipersyaratkan tidak lebih dari 1%. Kandungan air yang tinggi

menyebabkan terjadinya reaksi penyabunan. Bahan baku biodiesel juga harus difilter

untuk memisahkan partikel agar tidak masuk ke dalam proses produksi. Filter 100 µm

akan memberikan yang baik utuk menyaring bahan baku. Meskipun begitu biodiesel

produk juga harus disaring menggunakan 5 µm.

Karakteristik yang umum perlu diketahui untuk menilai kinerja bahan bakar diesel

antara lain viskositas, angka setana, berat jenis, titik tuang, nilai kalor pembakaran,

volatilitas, kadar residu karbon, kadar air dan sedimen, indeks diesel, titik embun, kadar

sulfur, dan titik nyala.

Viskositas adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa kapiler

terhadap gaya gravitasi, biasanya dinyatakan dalam waktu yang diperlukan untuk

mengalir pada jarak tertentu. Karakteristik ini sangat penting karena mempe-ngaruhi

kinerja injektor pada mesin diesel. Atomisasi bahan bakar sangat bergantung pada

viskositas, tekanan injeksi serta ukuran lubang injektor.Jika viskositas semakin tinggi,

maka tahanan untuk mengalir akan semakin tinggi.

Viskositas yang lebih tingi akan membuat bahan bakar teratomisasi menjadi tetesan

yang lebih besar dengan momentum tinggi dan memiliki kecenderungan untuk

bertumbukan dengan dinding silinder yang relatif lebih dingin. Hal ini menyebabkan

pemadaman flame dan peningkatan deposit dan emisi mesin.

Bahan bakar dengan viskositas lebih rendah memproduksi spray yang terlalu halus dan

tidak dapat masuk lebih jauh ke dalam silinder pembakaran, sehingga terbentuk daerah

fuel rich zone yang menyebabkan pembentukan jelaga.

VISCOSITAS

Viskositas juga menunjukkan sifat pelumasan atau lubrikasi dari bahan bakar.

Viskositas yang relatif tinggi mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik. Pada

umumnya, bahan bakar harus mempunyai viskositas yang relatif rendah agar dapat

mudah mengalir dan teratomisasi Hal ini dikarenakan putaran mesin yang cepat

membutuhkan injeksi bahan bakar yang cepat pula. Namun tetap ada batas minimal

karena diperlukan sifat pelumasan yang cukup baik untuk mencegah terjadinya

keausan akibat gerakan piston yang cepat.

Angka setana menunjukkan kemampuan bahan bakar untuk menyala sendiri (auto

ignition). Skala untuk angka setana biasanya menggunakan referensi berupa campuran

antara normal setana (C16H34) dengan alpha methyl naphtalene (C10H7CH3) atau

dengan heptamethylnonane (C16H34).

Normal setana memiliki angka setana 100, alpha methyl naphtalene memiliki angka

setana 0, dan heptamethylnonane memiliki angka setana 15. Angka setana suatu

bahan bakar biasanya didefinisikan sebagai persentase volume dari normal setana

dengan campurannya tersebut. Angka setana yang tinggi menunjukkan bahwa bahan

bakar dapat menyala pada temperatur yang relatif rendah, dan sebaliknya angka

setana rendah menunjukkan bahan bakar baru dapat menyala pada temperatur yang

relatif tinggi.

Penggunaan bahan bakar mesin diesel yang mempunyai angka setana yang tinggi

dapat mencegah terjadinya knocking karena begitu bahan bakar diinjeksikan ke dalam

silinder pembakaran maka bahan bakar akan langsung terbakar dan tidak terakumulasi.

Berat jenis menunjukkan perbandingan berat per satuan volume, karakteristik ini

berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel per satuan

volume bahan bakar. Berat jenis bahan bakar diesel diukur dengan menggunakan

metode ASTM D287 atau ASTM D1298 dan mempunyai satuan kilogram per meter

kubik (kg/m3).

ANGKA SETANA

BERAT JENIS

Titik tuang adalah titik temperatur terendah dimana mulai terbentuk kristalkristal parafin

yang dapat menyumbat saluran bahan bakar. Titik tuang ini dipengaruhi oleh derajat

ketidakjenuhan (angka iodium),semakin tinggi ketidakjenuhan maka titik tuang semakin

rendah. Titik tuang juga dipengaruhi oleh panjang rantai karbon, semakin panjang rantai

karbon maka semakin tinggi titik tuang. Karakteristik ini ditentukan dengan mengguna-

kan metoda ASTM D97.

Titik nyala adalah titik temperatur terendah dimana bahan bakar dapat menyala. Hal ini

berkaitan dengan keamanan dalam penyimpanan dan penanganan bahan bakar.

Nilai kalor pembakaran menunjukkan energi kalor yang dikandung dalam tiap satuan

massa bahan bakar. Nilai kalor dapat diukur dengan bomb kalorimeter kemudian

dimasukkan dalam rumus

Nilai kalor H, C, dan O dinyatakan dalam persentase berat setiap unsur yang

terkandung dalam satu kilogram bahan bakar.

Indeks diesel adalah suatu parameter mutu penyalaan pada bahan bakar mesin diesel

selain angka setana. Mutu penyalaan dari bahan bakar diesel dapat diartikan sebagai

waktu yang diperlukan untuk bahan bakar agar dapat menyala di ruang pembakaran

dan diukur setelah penyalaan terjadi. cara menentukkan indeks diesel dari suatu bahan

bakar mesin diesel dapat dihitung dengan menggunakan rumus di bawah ini

Dari rumus di atas dapat diketahui bahwa nilai indeks diesel dipengaruhi oleh titik anilin

dan berat jenisnya.

TITIK TUANG

NILAI KALOR PEMBAKARAN

INDEKS DIESEL

TITIK NYALA

Volatilitas adalah sifat kecenderungan bahan bakar untuk berubah fasa menjadi fasa

uap. Tekanan uap yang tinggi dan titik didih yang rendah menandakan tingginya

volatilitas.

a. Kadar Residu Karbon

Kadar residu karbon menunjukkan kadar fraksi hidrokarbon yang mempunyai titik

didih lebih tinggi dari range bahan bakar. Adanya fraksi hidrokarbon ini

menyebabkan menumpuknya residu karbon dalam ruang pembakaran yang dapat

mengurangi kinerja mesin. Pada temperatur tinggi deposit karbon ini dapat

membara, sehingga menaikkan temperatur silinder pembakaran.

b. Kadar Air dan Sedimen

Pada negara yang mepunyai musim dingin kandungan air yang terkandung dalam

bahan bakar dapat membentuk kristal yang dapat menyumbat aliran bahan bakar.

Selain itu, keberadaan air dapat menyebabkan korosi dan pertumbuhan mikro

organisme yang juga dapat menyumbat aliran bahan bakar. Sedimen dapat

menyebabkan penyumbatan juga dan kerusakan mesin.

Titik embun adalah suhu dimana mulai terlihatnya cahaya yang berwarna suram relatif

terhadap cahaya sekitarnya pada permukaan minyak diesel dalam proses pendinginan.

Karakteristik ini ditentukan dengan menggunakan metoda ASTM D97.

Kadar sulfur dalam bahan bakar diesel dari hasil penyulingan pertama (straight-run)

sangat bergantung pada asal minyak mentah yang akan diolah. Pada umumnya, kadar

sulfur dalam bahan bakar diesel adalah 50-60% dari kandungankandungan dalam

minyak mentahnya.

Kandungan sulfur yang berlebihan dalam bahan bakar diesel dapat menyebabkan

terjadinya keausan pada bagian-bagian mesin. Hal ini terjadi karena adanya partikel-

partikel padat yang terbentuk ketika terjadi pembakaran dan dapat juga disebabkan

karena keberadaan oksida belerang seperti SO2 dan SO3. Karakteristik ini ditentukan

dengan menggunakan metode ASTM D1551.

VOLATILITAS

TITIK EMBUN

KADAR SULFUR

Biodiesel sebagai bahan bakar motor diesel dapat digunakan dalam keadaan

murni atau dicampur dengan minyak diesel dengan perbandingan tertentu. Spesifikasi

biodiesel yang dihasilkan tergantung pada minyak nabati yang digunakan sebagai

bahan baku dan kondisi operasi pabrik serta modifikasi dari peralatan yang digunakan.

Tabel 7. Menunjukkan perbandingan sifat fisika kimia antara petrodiesel dengan

biodiesel.

Tabel 7. Perbandingan sifat fisika kimia antara petrodiesel dengan biodiesel

Agar dapat dan aman digunakan sebagai alternatif bahan bakar minyak dan layak

untuk diperjualbelikan, maka biodiesel harus memenuhi standar yang telah ditentukan

badan standar Amerika (ASTM) dengan property seperti disajikan pada Tabel 8.

Indonesia telah membuat standar terhadap biodiesel yang diproduksi berupa

Standar Nasional Indonesia (SNI) Biodiesel yaitu SNI 04-7182-2006 (Tabel 9). SNI

biodiesel ini disusun dengan memperhatikan standar sejenis yang sudah berlaku di luar

negeri seperti ASTM D6751 di Amerika Serikat dan EN 14214:2002 (E) untuk negara

Uni Eropa di mana di wilayah-wilayah tersebut pemakaian biodiesel sudah meluas dan

mencapai tahap komersia-lisasi. Pertimbangan lainnya adalah ketersediaan bahan

baku biodiesel di tanah air. Metode pengujian mutu biodiesel mengacu pada ASTM

dan OACS sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 10.

Tabel 8. Spesifikasi biodiesel

Tabel 9. Syarat mutu biodiesel ester alkil

Tabel 10. Metode uji mutu biodiesel ester alkil

Beberapa keuntungan penggunaan biodiesel :

1. Angka Cetane tinggi (>50), yakni angka yang menunjukan ukuran baik tidaknya

kualitas Solar berdasarkan sifaf kecepatan bakar dalm ruang bakar mesin.

Semakin tinggi bilangan Cetane, semakin cepat pembakaran semakin baik

efisiensi termodinamisnya.

2. Titik kilat tinggi, yakni temperatur terendah yang dapat menyebabkan uap

Biodiesel menyala, sehingga Biodiesel lebih aman dari bahaya kebakaran pada

saat disimpan maupun pada saat didistribusikan dari pada solar

3. Tidak mengandung sulfur dan benzene yang mempunyai sifat karsinogen, serta

dapat diuraikan secara alami

4. Menambah pelumasan mesin yang lebih baik daripada solar sehingga akan

memperpanjang umur pemakaian mesin

5. Dapat dengan mudah dicampur dengan solar biasa dalam berbagai komposisi

dan tidak memerlukan modifikasi mesin apapun

6. Mengurangi asap hitam dari gas asap buang mesin diesel secara signifikan

walaupun penambahan hanya 5% - 10% volume biodiesel kedalam solar

7. Angka Cetane tinggi (>50), yakni angka yang menunjukan ukuran baik tidaknya

kualitas Solar berdasarkan sifaf kecepatan bakar dalm ruang bakar mesin.

Semakin tinggi bilangan Cetane, semakin cepat pembakaran semakin baik

efisiensi termodinamisnya.

8. Titik kilat tinggi, yakni temperatur terendah yang dapat menyebabkan uap

Biodiesel menyala, sehingga Biodiesel lebih aman dari bahaya kebakaran pada

saat disimpan maupun pada saat didistribusikan dari pada solar

9. Tidak mengandung sulfur dan benzene yang mempunyai sifat karsinogen, serta

dapat diuraikan secara alami

10. Menambah pelumasan mesin yang lebih baik daripada solar sehingga akan

memperpanjang umur pemakaian mesin

11. Dapat dengan mudah dicampur dengan solar biasa dalam berbagai komposisi

dan tidak memerlukan modifikasi mesin apapun

12. Mengurangi asap hitam dari gas asap buang mesin diesel secara signifikan

walaupun penambahan hanya 5% - 10% volume biodiesel kedalam solar

Tabel 11. Perbandingan emisi gas antara bahan bakar biodiesel dan petrodiesel