## PROSES KONVERSI LIMBAH PELUMAS RINGAN JENIS SAE 15W-40 MENJADI FUEL OIL ALTERNATIF

## CONVERTION PROCESS SAE 15W-40 LIGHT LUBRICANT WASTE TO ALTERNATIVE FUEL OIL
Sri Ardhiany 1) , Anggi Wahyuningsi 2) 1,2) Program Studi Teknik Pengolahan Migas Politeknik Akamigas Palembang, 30257, Indonesia Corresponding Author E-mail: sriardhiany@pap.ac.id dan anggi_w@pap.ac.id
Abstract: The need for transportation equipment continues to increase from year to year, along with this, the amount of  light  lubricant  waste  is  also  increasing  so  that  a  process  is  needed  to  process  light  lubricant  waste  into  something more useful by considering the high hydrocarbon content, namely into liquid fuel by the method. thermal cracking using a thermal reactor. This is done by breaking long or heavy carbon chains into shorter or lighter carbon chains through a heating process using a heater, with 2/3 valve openings, and 2L, 4L, 8L feed variations, the highest volume of product is obtained  at  a  temperature  of  400  °  C  with  feed  8L,  a  type  of  used  liquid  lubricant  waste  feed  with  SAE  (Society  of Automotive  Engineers)  15W-40  specifications.  Thus  light  lubricant  waste  is  processed  using  a  thermal  process  to become an alternative fuel oil.
Keywords: thermal reactor, thermal cracking, light lubricant waste
Abstrak : Kebutuhan alat transportasi terus meningkat dari tahun ke tahun, seiring dengan hal tersebut, maka jumlah limbah  pelumas  ringan  juga  semakin  meningkat  sehingga  diperlukan  proses  untuk  mengolah  limbah  pelumas  ringan menjadi  sesuatu  yang  lebih  berguna  dengan  mempertimbangkan  kandungan  hidrokarbon  yang  tinggi,  yaitu  menjadi bahan bakar cair dengan metode thermal cracking menggunakan reaktor thermal. Hal ini dilakukan dengan memecah rantai  karbon  panjang  atau  berat  menjadi  rantai  karbon  yang  lebih  pendek  atau  ringan  melalui  proses  pemanasan menggunakan  heater,  dengan  bukaan  valve  2/3,serta  variasi  feed  sebesar  2L,  4L,  8L  volume  produk  terbanyak diperoleh  pada  temperatur  400°C  dengan  feed  8L,  feed  jenis  limbah  limbah  pelumas  ringan  cair  dengan  spesifikasi SAE (Society of Automotive Engineers) 15W-40. Demikian limbah pelumas ringan diolah menggunakan proses thermal menjadi fuel oil alternatif.
Kata kunci : reaktor thermal, thermal cracking, limbah pelumas ringan

## 1. PENDAHULUAN
Penggunaan  kendaraan  bermotor  di
Indonesia semakin meningkat seiring meningkatnya daya beli masyarakat Indonesia, dan  semakin  mudahnya  kredit  kepemilikan kendaraan  bermotor,  menurut  pernyataan Menteri  Perindustrian  Airlangga  Hartono (Jakarta,  11  mei  2018)  di  mana  pada  2020 diperkirakan  Indonesia  mampu  memproduksi lebih dari 1,29 juta unit kendaraan niaga untuk domestik maupun ekspor. Hal ini menunjukan bahwa  ada  kemungkian  besar  Peningkatan jumlah  kendaraan  berpotensi  meningkatkan jumlah  limbah  pelumas  ringan  kendaraan. Pada kasusnya  yang terjadi dalam masyarakat Indonesia  dimana  sebagian  kecil  masyarakat masih melakukan pembuangan minyak pelumas di sembarang tempat yang berpotensi
mencemari  lingkungan,  karena  dalam  limbah pelumas  ringan  terkandung  kotoran-kotoran logam,  aditif,  sisa  bahan  bakar  dan  kotoran yang lain.
Dari  masalah  di  atas  ditemukan  solusi untuk  memanfaatkan  kembali  limbah  pelumas ringan  menjadi  bahan  bakar  cair  seperti bensin,  minyak,  tanah,  dan  solar.  Pengolahan limbah  oli  menjadi  bahan  bakar  cair  masih sedikit  dilakukan,  karena  khususnya  di Indonesia  limbah  pelumas  ringan  hanya digunakan  untuk  campuran  aspal,  pelumas rantai  sepeda  motor,  bahkan  limbah  pelumas ringan  dibuang  sembarangan.  Deposit  minyak limbah pelumas ringan yang dibuang berlebihan  dalam  tanah,  lambat  laun  akan membentuk suatu emulsi minyak dan air yang dapat  menutupi  pori-pori  di  permukaan  tanah sehingga menghambat resapan air.
Limbah  pelumas  ringan  merupakan salah  satu  sumber  polutan  yang  dapat mengkontaminasi air tanah, dan akan merusak kandungan  airtanah,  bahkan  dapat  membunuh mikroorganisme  di  dalam  tanah  serta  dapat menghambat  proses  oksidasi  biologi  dari sistem lingkungan. Oleh karena itu, kami ingin mengembangkan  pengolahan  limbah  limbah pelumas ringan menjadi bahan bakar cair.
Limbah  pelumas ringan  biasanya tersusun dari campuran minyak pelumas dasar, bahan  yang  tak  terurai  dan  bahan  tambahan terdiri  dari  logam,  minyak  pernis,  getah  karet dan komponen-komponen aspaltik konsentrasi tinggi  yang  berasal  dari  lapisan  di  permukaan bantalan  dan  degradasi  komponen  pelumas baru. Limbah oli atau limbah minyak pelumas residu oli murni berada di antara C 25 sampai ke C 35 (Fantoni, 2014: 45).
Berbagai metode telah dilakukan untuk mengkonversi limbah pelumas ringan menjadi bahan  bakar,  yaitu acid-clay  process dan metode  perengkahan (cracking) .  Minyak pelumas  baru  akan  berubah  komposisinya setelah  digunakan  dalam  proses  pelumasan, sehingga  minyak  limbah  pelumas  ringan mengandung beberapa kontaminan.
Kandungan  sulfur,  hidrokarbon  dan  juga logam-logam ( metals) seperti kromium (chromium) atau  timbal (lead), membuat minyak limbah pelumas ringan sebagai limbah beracun (toxic  waste) . Thermal  cracking bertujuan  untuk  mendapatkan  produk  cair yang  bernilai  dari  pelumas  yang  mengandung kontaminan seperti logam, sulfur, dan pengotor lainnya.

## 2. TEORI DASAR
2.1 Minyak Pelumas (Oli)
Minyak  pelumas  atau  oli  merupakan sejenis  cairan  kental  yang    diberikan  diantara dua  benda  yang  bergerak  untuk  melumasi bagian-bagian  mesin  yang  saling  kontak  dan bergerak  relatif  satu  terhadap  yang  lain  agar mengurangi  gaya  gesek,  sehingga  mencegah dan  meminimalisir  terjadinya  keausan.  Kode pengenal  dari  minyak  pelumas  biasanya berupa  huruf  SAE  yang  merupakan  singkatan dari Society  of  Automotive  Engineers .  Angka
yang mengikuti  di  belakangnya, menunjukkan tingkat  kekentalan  minyak  pelumas  tersebut. Semakin  besar  angka  yang  mengikuti  kode minyak pelumas menandakan semakin kentalnya minyak pelumas tersebut. Sedangkan huruf W yang terdapat di belakang angka awal, merupakan singkatan dari Winter . SAE 15W-40, berarti minyak pelumas tersebut memiliki  tingkat  kekentalan  SAE  15  dan  W berarti  musim  dingin  yang  menandakan pelumas  ini  untuk  kondisi  temperatur  dingin dan  SAE  40  pada  kondisi  temperatur  panas. Dengan  kondisi  seperti  ini,  minyak  pelumas akan  memberikan  perlindungan  optimal  saat mesin start pada  kondisi  ekstrim  sekalipun. Sementara  itu,  dalam  kondisi  temperatur normal, idealnya minyak pelumas akan bekerja pada kisaran angka kekentalan 40-50 menurut standar  SAE.  Beberapa  kriteria  penting  yang harus  dipenuhi  oleh  minyak  pelumas  antara lain:
a. Mengandung  cukup  deterjen  dan  dispersan untuk menyerap endapan atau lumpur yang terbentuk.
b. Fluiditas harus cukup pada saat  awal,  yaitu pada saat peralatan masih dingin.
c. Tahan  terhadap  oksidasi  pada  temperatur tinggi.
d. Viskositas  harus  cukup  kental  untuk menahan  agar  bagian  peralatan  yang bergerak  relatif  terpisah,  tetapi  juga  harus mencegah kebocoran dari perapat ( seal ). e. Tidak  membentuk  emulsi  dengan  air  yang masuk dari perapat ( seal ) yang bocor
f. Dapat  membentuk  film  yang  cukup  kuat untuk pelumasan komponen
Sifat-sifat  penting  minyak  pelumas adalah  sifat  alir  dan  kemampuan  melumasi pada  kondisi  pemakaian  yang  berbeda-beda. Sifat  alir  minyak  pelumas  ditunjukkan  oleh titik  tuang (pour  point) dan  viskosita s. S edangkan kemampuan melumasi ditunjukkan dengan ketahanan oksidasi, kemampuan menahan  beban  gesekan,  kandungan  karbon residu, belerang, abu, flash point dan sifat-sifat lain  yang  ditentukan  dengan  pengujian terstandar. Berdasarkan bahan bakunya, minyak  pelumas  dapat  dibedakan  menurut bahan dasar yang digunakan, yaitu:
a. Minyak pelumas dari mineral minyak bumi (petroleum),  adalah  pelumas  yang  bahan dasarnya  berasal  dari  hasil  penyulingan minyak  bumi.  Minyak  pelumas  hanya dihasilkan sebanyak 0,9% dari total produk penyulingan.
b. Minyak  pelumas  dari  tumbuhan/binatang (lemak binatang), telah dikenal sejak zaman dahulu  untuk  melumasi  roda  pedati.  Jenis pelumas  ini  kurang  cocok  untuk  industri karena jumlahnya terbatas, mudah teroksidasi,  tidak  stabil,  dan  harganya relatif mahal.
c. Minyak  pelumas  sintetis,  adalah  pelumas yang  bahan  dasarnya  berasal  dari  proses sintesa  hidrokarbon  (misalnya Poly  Alpha Olefin ),  golongan  Ester  atau  golongan Alkylated  Naphtalen .  Minyak  pelumas sintetis terdiri  atas minyak pelumas  sintetis murni (full  synthetic) bila  bahan  dasarnya 100%  sintetis,  dan  semi  sintetik (semi syntetic) bila  bahan  dasarnya  merupakan campuran  antara  cairan  sintetis  dengan base-oil  mineral.  Jenis  minyak  ini  biasa dipakai  sebagai  pengganti  minyak  pelumas dari  minyak  bumi (petroleum) karena keterbatasan sifat minyak pelumas petroleum , antara lain karena akan teroksidasi  pada  temperatur  antara  100°C- 125°C. Minyak pelumas sintesis digunakan pada  peralatan  khusus  yang  memerlukan pelumasan  dengan  daya  lumas  lebih  kuat atau  pelumasan  pada  temperatur  tinggi. Minyak  pelumas  sintetik  juga  mempunyai beberapa  kelebihan  dibandingkan  dengan minyak pelumas petroleum yaitu mempunyai  kekentalan  yang  baik  terhadap temperatur  rendah,  lebih  mudah  larut  dan tahan api.
Limbah pelumas ringan dihasilkan dari minyak  pelumas yang  digunakan  pada kendaraan  dan  mesin-mesin.  Pada  dasarnya limbah pelumas ringan tersusun dari komponen organik hidrokarbon rantai panjang yang  sangat  memungkinkan  untuk  dihasilkan produk  cair  yang  bernilai.  Limbah  pelumas ringan  merupakan  salah  satu  sumber  polutan yang  dapat  mengkontaminasi  airtanah,  dan akan merusak kandungan airtanah.
2.2. Proses Treating Limbah Pelumas Ringan
Limbah  Pelumas  Ringan  mengandung berbagai  impuritis  seperti  karbon  residu, belerang,  abu,  dan  logam.  Limbah  pelumas ringan  dapat  digunakan  kembali  sebagai pelumas  mesin  kendaraan  dengan  proses treating terlebih  dahulu  dengan  tujuan mengurangi kandungan impuritis di dalamnya. Berikut  ini  adalah  proses treating limbah pelumas ringan.
a. Acid-clay process Limbah pelumas ringan disaring sehingga  partikel-partikel  metal  akan  hilang dan  limbah  pelumas  ringan  yang  sudah disaring  direaksikan  dengan  asam  sulfur ( sulfuric  acid )  dan  lempung/tanah  liat  ( clay ) pada  temperatur  proses  475  –  625  K  dalam suatu reaktor untuk menghasilkan bahan bakar. Bahan bakar yang dihasilkan disimpan setelah disaring  dan  didinginkan.  Dalam acid-clay process ,  limbah  pelumas  ringan  direaksikan dengan  asam  sulfur,  dimana  akan  bereaksi dengan  oksigen,  nitrogen  dan  senyawa- senyawa  berbasis  sulfur,  aspal  dan  zat-zat resin,  dan  komponen-komponen  logam  yang dapat  larut  membentuk  lumpur  ( sludge ). Masalah utama dalam proses acid-clay adalah cara  pembuangan  yang  aman  sampah  lumpur dalam  jumlah  banyak  dan  mengandung  asam sulfur.
b. Solvent extraction process
Teknik  ekstraksi  menggunakan  bahan perlarut  ( solvents )  adalah  salah  satu  proses yang  paling  murah.  Dalam  proses  ini  zat-zat pencemar  ( contaminants )  dibuang  dalam sebuah  proses  pencampuran  dengan  bahan pelarut  dimana  didapatkan  hasil  yang  lebih baik  daripada  menggunakan  asam  sulfur (sulfuric acid) .
Limbah  pelumas  ringan  dicampur dengan  pelarut  alifatik  seperti propane cair (butane, heptanes , atau hexane) dalam  sebuah reaktor.  Dalam  unit  ini,  bahan  pelarut  bekerja secara selektif, memisahkan fraksi minyak dan meninggalkan  sedikit  kotoran  yang  terlarut. Pelarut  yang  diambil  kembali  dari  campuran pelarut-minyak  pelumas  dalam  sebuah  kolom distilasi  beroperasi  pada  tekanan  atmosfer
Volume 11 No. 02 Desember 2020
sehingga terjadi pengembunan uap-uap pelarut dari  puncak  kolom  tanpa  menggunakan refrigerant .  Sampah  lumpur  yang  dihasilkan dari  proses  perlakuan  dengan  pelarut  dapat dibuang  sebagai  sampah  yang  tak  berbahaya dan  dapat  dijual  sebagai  aditif  untuk  aspal. Proses  ekstraksi  menggunakan  bahan  pelarut hidrokarbon digunakan untuk mengolah limbah  pelumas  ringan.  Bahan  pelarut  yang digunakan adalah kondensat liquefied petroleum  gas (LPG)  dan  kondensat  yang telah  distabilkan.  Produk  cair  yang  dihasilkan adalah 79%. Proses ini dapat digunakan untuk mengurangi  kandungan  aspal  dari  minyak pelumas  yang  diolah  menjadi  0,0106  %w/w. Kandungan  abu  0,108  %w/w,  residu  karbon 0,315  %w/w,  dengan  tingkat  kontaminan logam-logam sangat rendah.

## 2.3. Cracking Process
Salah  satu  metode  dalam  mengolah limbah pelumas  ringan adalah dengan melalui perengkahan  ( cracking ).  Perengkahan  adalah sebuah proses pengolahanminyak bumi dimana  memecah  atau  merengkahkan  fraksi- fraksi  minyak  bumi  dengan  titik  didih  lebih tinggi  dan  lebih  berat  menjadi  produk-produk yang  lebih  bernilai  seperti  bensin (gasoline) , minyak tanah (kerosene) , fuel oil , dan gas oil . Berbagai teknologi tersedia untuk merengkahkan minyak bekas untuk pemakaian sebagai  bahan  bakar  gas  atau  bahan  bakar. Terdapat  berbagai  macam  proses cracking yaitu thermal cracking, catalytic cracking dan hydrocracking .  Proses  perengkahan  dari  tiga metode  tersebut  menggunakan  cara-cara  yang berbeda, berikut penjelasannya:
a. Thermal  cracking merupakan  suatu  proses dimana  minyak  molekul  besar  dipecah secara thermos menjadi  minyak  yang molekulnya  lebih  kecil  (titik  didihnya rendah), pada saat yang bersamaan
molekul-molekul yang reaktif akan bereaksi dengan molekul-molekul yang lain sehingga ada kemungkinan terbentuk molekul yang besar bahkan lebih besar dari feed .  Molekul-molekul  yang  lebih  stabil meninggalkan  sistem  sebagai cracked gasoline ( pressure  distillate )  dan  yang
reaktif  akan  berpolimerisasi  membentuk cracked  fuel  oil dan  bahkan coke pada penggunaan  komersialnya.  Walaupun  hasil utama  dari cracking  plant adalah gasoline, namun dihasilkan juga minyak intermediate yang  trayek  didihnya  antara gasoline dan fuel  oil . Intermediate ini  disebut recycle stock ,  yang  dapat  ditahan  dalam.  (Proses pengolahan  migas  dan  petrokimia,  2013: 162).
b. Catalytic  cracking yaitu  proses  memecah hidrokarbon  kompleks  menjadi  molekul- molekul  yang  lebih  sederhana.  Proses  ini menyusun kembali struktur molekul senyawa-senyawa hidrokarbon berat menjadi  fraksi-fraksi  yang  lebih  ringan seperti  minyak  tanah (kerosene) ,  bensin (gasoline), dan LPG. Katalis yang digunakan dalam unit cracking penyulingan biasanya  adalah  material  padat (zeolite, aluminum  hydrosilicate,  treated  bentonite clay,  fuller  earth,  bauxite ,  dan silica- alumina).
c. Hydro  cracking adalah  suatu  proses perengkahan  hidrokarbon  secara catalytic dengan  injeksi  H 2 pada  temperatur  dan tekanan  tinggi  untuk  mendapatkan  hasil reaksi  yang  mempunyai  berat  molekul rendah. Jadi, pada dasarnya adalah hidrogenasi menunjang peranannya. Hydrocracking merupakan  unit  proses kilang  minyak  bumi  yang  termasuk kelompok secondary  processing ,  yaitu proses down  stream kilang  minyak  bumi yang  menggunakan  reaksi  kimia  untuk menghasilkan produk - produknya. Walaupun menggunakan katalis dan prosesnya merengkah umpan, namun seringkali hydrocracking tidak dikelompokkan ke dalam catalytic cracking .  (Proses  pengolahan  migas  dan petrokimia 2013: 197). 2.4. Perengkahan Termal ( Thermal
Cracking )
2.4.1 Perengkahan Termal Secara Umum
Secara  komersial,  proses thermal cracking terhadap  petroleum  fraksi  berat  dan residue dilakukan  pada  suhu  tinggi  antara
sekitar  500°C  dan  tekanannnya  antara  10 kg/cm 2 sampai  dengan  25  kg/cm 2 . Cracking merupakan  suatu  proses  dimana  minyak molekul besar dipecah secara thermos menjadi minyak  yang  molekulnya  lebih  kecil  (titik didihnya  rendah),  pada  saat  yang  bersamaan molekul-molekul  yang  reaktif  akan  bereaksi dengan  molekul-molekul  yang  lain  sehingga terbentuk  molekul  yang  besar  bahkan  lebih besar  dari feed stoknya.  Molekul-molekul yang lebih stabil meninggalkan system sebagai cracked gasoline ( pressure distillate ) dan yang reaktif akan berpolimerisasi membentuk cracked  fuel  oil dan  bahkan coke .  Walaupun hasil  utama  dari cracking  plant adalah gasoline, namun  dihasilkan  juga  minyak intermediate yang boiling  range- nya  antara gasoline dan fuel  oil . Intermediate ini  disebut recycle  stock ,  yang  dapat  ditahan  dalam cracking system sehingga mengalami dekomposisi  dengan recycle didalam  sistem yang kontinyu.
2.4.2 Reaksi Kimia Thermal Cracking Ada dua tipe reaksi umum yang terjadi pada perengkahan termal, yaitu:
1. Reaksi primer Reaksi primer yaitu reaksi dekomposisi dari  molekul  besar  menjadi  molekul  yang lebih kecil. Reaksi primer dijelaskan oleh hasil percobaan Hurd dan Spence pada dekomposisi dari n-butane pada 600 °C.
Pada  600  °C  reaksi  pertama  terjadi sampai  55%  dan  yang  kedua  sampai  40% Rekasi-reaksi dehidrogenasi menjadi butane atau butadiene kurang  dari  5%  Reaksi-rekasi dehidrogenasi sebagai berikut:
Hydrocarbon  olefin biasanya  tidak terdapat  dalam raw  petroleum  stock dan karenanya dekomposisi dari olefin dikategorikan  sebagai  reaksi  dekomposisi sekunder.
2. Rekasi sekunder
Reksi  dimana  produk-produk  yang aktif  berpolimerisasi  membentuk  material yang  besar  (berat).  Pada  saat  yang  bersamaan hasil polimerisasi akan mengalami dekomposisi. Cracking lebih  lanjut  dari olefin menjadi diolefine dan parafine.
Polimerisasi  dari  senyawa-senyawa olefin yang  terbentuk  menghasilkan olefin yang berat molekulnya lebih besar, misalnya:
Reaksi cracking disini  pada  dasarnya meliputi reaksi-reaksi dekomposisi, polimerisasi  dan  kondensasi.  Prolich  dan Fueton  menyimpulkan  bahwa  hidrokarbon paraffine adalah yang paling rendah kestabilannya dan kemudian urutannya adalah: olefine, diolefin, naphthene dan aromatic . Hal ini  berlaku  pada  suhu cracking 750  °F  – 1.100°F  dan  pada  senyawa-senyawa  yang berat molekulnya sama.
2.4.3. Parameter  yang  Berpengaruh  Pada

## Thermal Cracking
Seperti telah diuraikan diawal, thermal cracking pada  dasarnya  meliputi  proses dekomposisi,  polimerisasi  dan  kondensasi. Karena  dalam cracking terhadap straight  run stock seperti residue atau heavydistilate gasoline,  cracked  distilate , cracked  residue
serta sedikit coke. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi hasil cracking adalah:
1. Feed Stock
Macam feed  stock merupakan  salah satu variable yang  penting  dalam  suatu cracking.  Crackbility dari  hasil-hasil  minyak bumi  tergantung  pada boilling  range dan komposisi kimiawinya yang ada.
2. Waktu
Proses cracking merupakan  kombinasi dari  sejumlah  reaksi  yang  bermacam-macam sehingga  tidak  mungkin  untuk  mengukur kecepatan  reaksi  matematis  secara  sempurna tetapi dengan melakukan perumpamaan terjadinya:
a. Gas,
b. Gasoline , dan
Volume 11 No. 02 Desember 2020
c. dan hasil-hasil cracking lainnya.
3. Temperatur
Secara  sederhana  pengaruh  temperatur pada cracking dapat  dilakukan  bahwa  makin tinggi temperatur maka makin banyak gas dan gasoline yang  dihasilkan  dan  makin  sedikit recycle yang  didapat.  Tetapi  pembentukan coke akan bertambah cepat terjadinya.
4. Tekanan
Secara  teoritis  pada  reaksi  tingkat pertama,  dapat  dikatakan  tidak  tergantung pada  tekanan  dimana  tidak  mempengaruhi waktu dari cracking . Tetapi pada reaksi tingkat kedua dimana terjadi polimerisasi dan kondensasi  pengaruh  tekanan  akan  terlihat. Tekanan  mempunyai  pengaruh  yang  besar terhadap  sejumlah feed  stock yang  harus ditahan sebagai cairan didalam kolom reaktor. Gambaran  pengaruh  tekanan  dalam cracking dapat  dikemukan  bahwa  tekanan  yang  rendah (6  -  20  atm)  akan  dihasilkan  banyak  gas  dan sedikit gasoline . Dan pada tekanan yang tinggi (20  -  60  atm)  akan  dihasilkan  sedikit  gas  dan banyak gasoline.
5. Ratio recycle
Untuk  pengaturan  hasil  yang  didapat khususnya untuk mempertinggi hasil gasoline , proses cracking biasanya  dilengkapi  dengan system recycle .  Pengertian recycling disini setelah  terlebih  dahulu  didinginkan  dibawah temperatur  reaksi cracking . Recycle  ratio dapat  dikontrol  dengan  mengubah  kondisi operasi  atau  mengeluarkan  sebagian  dari recycle product . Dengan memilih recycle ratio yang  tepat, crack  per  pass melalui furnace akan  dapat dikontrol.

## 2.5. Sifat-sifat Bahan Bakar Cair
Bahan  bakar  minyak  bumi  didapatkan dari  minyak  mentah  ( crude  oil ).  Analisis ultimate minyak mentah menunjukkan komposisi  kurang  lebih  terdiri  dari  84% karbon  sebagai  unsur  utama,  3%  sulfur,  0,5% nitrogen,  0,5%  oksigen,  sedikit  metal  dan mineral. Proses penyulingan ( distilation ) untuk mendapatkan  produk  seperti  bensin  ( gasoline ) solar, minyak tanah, minyak bakar ( fuel oil ).
Secara kimiawi, minyak mentah terdiri dari  unsur  utama  alkana  ( parafine )  dengan
formula  C n H 2n+2 , cycloalkana (nafta)  dengan formula C n H 2n , dan aromatik. Minyak mentah juga  mengandung  alkena  (olefin)  dengan formula C n H 2n dimana 2 atom yang bersebelahan membentuk ikatan ganda.
Sifat  –  sifat  bahan  bakar  cair  yang penting  adalah  nilai  kalor, specific  gravity , viskositas, flash point , temperatur autoignition , kurva distilasi, kandungan sulfur. Kandungan vanadium dan timbal, angka oktan (untuk bensin), angka cetan (untuk solar), dan smoke point (untuk bahan bakar turbin gas). Sifat-sifat  fisik  produk  cair  hasil Thermal Cracking selanjutnya akan dibandingkan dengan properties standar untuk bahan bakar mesin bensin ( spark ignition ) dan mesin  diesel  ( compression  ignition )  produk Pertamina.  Spesifikasi  standar  bahan  bakar diesel  ASTM  D  975  dan  Spesifikasi  standar bahan bakar mesin SI otomotif ASTM D 4818 juga digunakan sebagai data pembanding. a. Nilai kalor pembakaran (heating value) Nilai  kalor  rendah  (LHV, lower  heating value )  adalah  jumlah  energi  yang  dilepaskan dalam  proses  pembakaran  suatu  bahan  bakar dimana  kalor  laten  dari  uap  air  tidak diperhitungkan atau setelah terbakar temperatur  gas  pembakaran    dibuat  150  ºC. Pada  temperatur  ini  air  berada  dalam  kondisi fasa  uap.  Jika  jumlah  kalor  laten  uap  air diperhitungkan atau setelah terbakar temperatur gas hasil pembakaran dibuat 25 ºC, maka  akan  diperoleh  nilai  kalor  atas  (HHV, high  heating  value ).  Pada  temperatur  ini  air akan berada dalam kondisi fasa cair.
Salah  satu  cara  untuk  mengukur  nilai kalor  suatu  bahan  bakar  adalah  dengan menggunakan bomb  calorimeter .  Caranya adalah  dengan  membakar  bahan  bakar  yang akan diuji menggunakan arus listrik, kemudian mencatat  kenaikan  suhu  yang  terjadi  pada kalorimeter  kemudian  membandingkannya dengan standar asam benzoat untuk mendapatkan nilai kalor bahan bakar tersebut. b. Specific gravity Specific  gravity adalah  densitas  bahan bakar  cair  dibagi  dengan  densitas  air  pada temperatur standar. Specific gravity merupakan  petunjuk  awal  apakah  produk  cair
hasil thermal cracking lebih mendekati bensin, solar  atau  minyak  bakar. Spesific  gravity disebut  juga  sebagai  densitas  relatif.  Pada beberapa literatur, digunakan American Petroleum  Institute (API) specific  gravity . Hubungan  antara  API specific  gravity (G) dengan specific  gravity konvensional (SG) adalah:
Densitas atau massa jenis adalah pengukuran  massa  setiap  satuan  volume benda.  Semakin  tinggi  massa  jenis  suatu benda,  maka  semakin  besar  pula  massa  setiap volumenya.  Massa  jenis  rata-rata  suatu  benda adalah  total  massa  dibagi  dengan  total volumenya.  Sebuah  benda  yang  memiliki massa  jenis  yang  lebih  tinggi  akan  memiliki volume  yang  lebih  rendah  daripada  benda bermassa  sama  yang  memiliki  massa  jenis lebih  rendah.  Satuan  SI  massa  jenis  adalah kg/m 3 .  Rumus  untuk  menentukan  massa  jenis adalah:
Dimana: 𝝆 = massa jenis (kg/m 3 ) m = massa (kg)
v
= volume (m 3 )
Alat  untuk  mengukur  SG  adalah hidrometer.  Untuk  bahan  bakar,  standar ASTM  yang digunakan adalah ASTM D1298. SG diukur pada 60/60ºF.
c. Viskositas kinematik Viskositas fluida adalah ukuran resistensi  fluida  untuk  mengalir.  Untuk  bahan bakar  cair,  viskositas  mengindikasikan  mudah tidaknya  untuk  dipompa  atau  diatomisasi. Viskositas berkurang dengan naiknya temperatur. Viskositas diukur dengan menggunakan viskometer.
ASTM  D  445  menyebutkan  tentang metode pengujian standar viskositas kinematik untuk cairan transparan dan keruh serta ASTM D 446 tentang spesifikasi standar dan prosedur operasional  gelas  kapiler  pengukur  viskositas kinematik. Terdapat 3 jenis viskometer standar untuk  mengukur  viskositas  kinematic,  yaitu: viskometer ostwald termodifikasi untuk cairan
transparan, viskometer level  tersuspensi untuk cairan  transparan  dan  viskometer  aliran  balik untuk cairan transparan dan keruh. Viskometer aliran  balik  lebih  fleksibel  karena  dapat digunakan  untuk  mengukur  viskositas  cairan yang  tembus  cahaya  maupun  yang  tidak tembus  cahaya.  Viskometer  jenis  ini  dapat digunakan  untuk  mengukur  viskositas  sampai dengan 300.000 mm²/s.
d. Volatilitas
Volatility adalah  kemampuan  bahan bakar untuk menguap. Ada tiga sifat volatilitas yang biasa digunakan dalam spesifikasi antara lain:  kurva  distilasi,  tekanan  uap,  dan perbandingan  V/L.  Dua  parameter  pertama digunakan dalamspesifikasi bensin di Indonesia.  Sedangkan  parameter  ketiga  belum digunakan  di  Indonesia.  Kurva  distilasi berkaitan  dengan  masalah  operasi  dan  unjuk kerja kendaraan bermotor. Bagian ujung depan kurva  distilasi  berkaitan  dengan  kemudahan mesin dinyalakan pada waktu dingin, penyalaan pada waktu panas dan kecenderungan  mengalami  pembentukan  es pada karburator. Bagian ujung belakang kurva berkaitan  dengan  masalah  pembentukan  getah bensin,  pembentukan  endapan  di  ruang  bakar dan  busi  serta  pengenceran  terhadap  minyak pelumas.  Sedangkan  bagian  tengah  berkaitan dengan  daya  dan  percepatan,  kemulusan operasi serta konsumsi bahan bakar. Beberapa sifat  bagian  depan  kurva  distilasi  yang disebutkan  di  atas  berkaitan  dengan  ukuran kedua volatilitas, yaitu tekanan uap.
Pada  spesifikasi  bensin  digunakan pengukuran  tekanan  uap  yang  agak  khusus, yaitu tekanan uap reid (RVP), dimana tekanan uap  diukur  dalam  tabung  tekanan  udara  pada temperatur  100 o F.  Kurva  distilasi  biasanya disajikan  dalam  grafik  hubungan  antara temperatur  didih  dengan  fraksi  volume  yang terdistilasi.    Dalam  aplikasinya  untuk  bahan bakar  bensin,  kurva  distilasi  adalah  salah  satu indikator  yang  paling  menentukan  sifat penyalaan,  kedinamisan  akselerasi  kendaraan bermotor,  dan  rentan  atau  tidaknya  bensin menghadapi  fenomena vapour  lock dan pembekuan karburator ( carburetor icing ).
Kurva  distilasi  juga  salah  satu  faktor terbesar dalam menentukan keekonomisan dari operasi  suatu  mesin.  Tekanan  uap,  seperti halnya  kurva  distilasi,  menentukan  karakter sifat volatilitas dan penyalaan awal.
Kurva  distilasi  dihasilkan  dari  distilasi hidrokarbon  menurut  metode  baku  ASTM  D 86.  Uji  distilasi  dilakukan  pada  tekanan atmosfer.  Komponen  utama  unit  uji  distilasi adalah  labu  distilasi,  kondenser    dan penampung  air  pendingin,  pelindung  labu distilasi,  pemanas,  dudukan  labu  distilasi, termometer  dan  labu  penampung  destilat. Hasil uji kurva distilasi juga dapat ditampilkan dalam  bentuk  tabel  yang  memuat  persentase evaporasi atau recovered versus temperatur. e. Pour point
Titik  tuang  ( pour  point )  digunakan sebagai indikator paling mudah untuk mengetahui  viskositas. Pour  point adalah indikasi  temperatur  terendah  dimana  bahan bakar  cair  dapat  disimpan  dan  masih  dapat mengalir  dengan  gaya  yang  sangat  kecil  pada apparatus terstandar.
Untuk    produk    bahan    bakar    cair, penentuan pour  point menggunakan standar ASTM  D  97.  Sampel  pertama-tama  diberi pemanasan  awal  kemudian  didinginkan  pada laju  tertentu  sambil  diamati  setiap  penurunan 3ºC.  Temperatur  terendah  dimana  masih  ada pergerakan sampel merupakan titik tuang yang dicari.
f. Flash point
Temperatur  terendah  dimana  bahan bakar  akan  dengan  cepat  terbakar  apabila berada di dekat nyala api di atas permukaanya. Kemampuan menyala campuran  di  atas  bahan bakar  pada  beberapa  tangki  bahan  bakar menjadi  contoh  dari  perlu  diketahuinya flash point suatu  bahan  bakar.  Misal  :  bensin  ( flash point - 43 o C) biasanya sangat mudah menguap ( volatile )  sehingga  campuran  diatasnya  sangat kaya  sehingga  mudah  terbakar,  solar  ( flash point 52 o C)  sangat  sukar  menguap  sehingga campurannya sangat miskin untuk terbakar.
Standar  ASTM  yang  digunakan  untuk menentukan flash  point adalah  ASTM  D  93. Alat  yang  digunakan  adalah Pensky-Martens Closed  Cup  Apparatus/ PMCC.  Aparatus  ini
terdiri  dari  cup,  penutup  dan shutter ,  alat pengaduk, sumber pemanas, sumber nyala, air bath dan plat atas.
g. Angka oktan (octan number) Menunjukkan
kecenderungan
terjadinya  ketukan  ( knock )  pada  pembakaran motor    bensin    ketika    rasio    kompresinya dinaikkan.    Angka    oktan    merupakan  ukuran kecenderungan bensin untuk mengalami pembakaran tidak normal  yang timbul sebagai ketukan  mesin.  Semakin  tinggi  angka  oktan suatu  bahan  bakar,  semakin  berkurang kecenderungannya  untuk  mengalami  ketukan dan  semakin  tinggi  kemampuannya  untuk digunakan  pada  rasio  kompresi  tinggi  tanpa mengalami ketukan.
Angka oktan diukur dengan menggunakan mesin standar, yaitu mesin CFR ( cooperative  fuel  research )  yang  dioperasikan pada  kondisi  tertentu,  dimana  bahan  bakar dibandingkan  dengan  bahan  bakar  rujukan yang terbuat  dari  n  – heptana  (angka  oktan  0) dan  isooktana  (angka  oktan  100).  Ada  dua macam angka oktan,  yaitu  angka  oktan  riset (RON) yang memberikan gambaran  mengenai unjuk  kerja  dalam  kondisi  pengendaraan biasa  dan  angka  oktan  motor  (MON)  yang memberikan  gambaran  mengenai  unjuk  kerja dalam kondisi pengendaraan yang lebih berat.
Metode  riset  dijalankan  pada  kondisi temperatur  udara  inlet  125 o F  pada  putaran 600  rpm  dengan  kemajuan  percik  api  13 o sebelum  titik  mati  atas  (TMA).  Metode  riset memberikan rating oktan  yang  lebih  tinggi bila  dibandingkan  dengan  metode  oktan motor  yang  dijalankan  pada  kondisi  udara inlet 300 o F  pada  putaran  900  rpm  dengan kemajuan  percik  api  antara  19-26 o . Perbedaan numerik  pada  dua  angka  rating  ini  disebut sensitivity dan  bernilai  nol  pada  bahan  bakar rujukan. Sensitivity bervariasi  tergantung  dari komposisi kimia bahan bakar.
Kecenderungan  bahan  bakar  untuk mengalami  ketukan  bergantung  pada  struktur kimia  hidrokarbon  yang  menjadi  penyusun bensin. Pada umumnya, hidrokarbon aromatik,  olefin  dan  isoparafin  mempunyai sifat  anti  ketuk  yang relatif  baik,  sedangkan n–paraffin  mempunyai  angka  oktan    yang
kurang  baik,  kecuali  yang  berat  molekulnya rendah.
Bensin  yang  digunakan  sebagai  bahan bakar  harus  memiliki  nilai  oktan  yang  sesuai. Untuk  mendapatkan  bensin  dengan  angka oktan  yang  cukup  tinggi,  dapat  dilakukan dengan cara – cara sebagai berikut:
1. Memilih  minyak  bumi  yang  mempunyai kandungan  aromatik  tinggi,  dalam  trayek titik didih bensin.
2. Meningkatkan kandungan aromatik melalui pengolahan reformasi, atau alkana bercabang,  atau  olefin  bertitik  didih rendah.
3. Menambah  aditif  peningkat  angka  oktan seperti  timbal  alkil,  biasanya  timbal  tetra etil (TEL) dan timbal tetra metil (TML).
4. Menggunakan  komponen  berangka  oktan tinggi  sebagai  ramuan,  misalnya  alkohol atau eter
h. Angka cetan (cetane number)
Menunjukkan  besarnya ignition  delay (waktu  antara  mulai  injeksi  dan  mulai  proses pembakaran)  pada  motor  diesel.  Peringkat angka  cetan  (CN)  suatu  bahan  bakar berdasarkan ignition  delay ketika  dilakukan tes  standar.  Karena  cetane  (n-hexadecane) adalah  salah  satu  hidrokarbon  yang  paling mudah  menyala  pada  bahan  bakar,  maka dijadikan memiliki angka cetan 100.  Isocetane (heptametilnonane)  menyala  dengan  lambat dan  dijadikan  standar  angka  oktan  15.  Bahan bakar  dibandingkan  dengan  campuran  bahan bakar  rujukan  pada  sebuah  mesin diesel  pre- chamber terstandar  dan  dinilai  dengan campuran  yang  paling  mendekati ignition delay bahan  bakar  uji.  Angka  cetan  campuran rujukan didefinisikan sebagai berikut:
CN=(% n- cetane)+0,15(% heptamethylnonane)
Pada  pengujian  angka  cetan,  injeksi diatur  tetap  pada  13 o sebelum  titik  mati  atas (TMA)  dan  rasio  kompresi  diubah  sampai pembakaran  bahan  bakar  uji  dimulai  pada  t mati  atas.  Campuran  standar  ditemukan, yang   memberikan ignition  delay yang  sama pada  keadaan  waktu  injeksi  dan  rasio kompresi  yang  telah  ditentukan  tersebut.  Tes dilakukan  pada  putaran  900  rpm  dengan
temperatur air  212 o F  dan  udara  inlet  159 o F. Karena  mesin  tes  berdesain pre-chamber , angka  cetan  berada  paling  baik  hanya sebuah  skala  relatif  ketika  diaplikasikan pada mesin open chamber .
Jika  mesin  tes  tidak  tersedia  atau keadaan dimana jumlah sampel tidak mencukupi  untuk  menyalakan  mesin  tes, angka Cetan dapat ditentukan dengan rumusan.  Angka  cetan  ini  disebut  Angka Cetan  Hitung/ Calculated  Cetane  Index (CCI). Rumusan  Angka  Cetan  Hitung  merupakan cara  untuk  mendekati  angka  Cetan  bahan bakar  menurut  standar  ASTM  D  976  dengan variabel API  gravity dan  50%  titik  didih kurva distilasi.
i. Warna
Penentuan  warna  suatu  bahan  bakar sangat  penting  untuk  pengontrolan  proses produksi  dan  warna  merupakan  karakteristik kualitas yang penting karena warna merupakan    hal    pertama    yang    diamati oleh    pengguna.      Warna    juga  merupakan indikator  sempurna  atau  tidaknya  proses pemurnian  bahan  bakar.  Jika  rentang  warna suatu  bahan  bakar  sudah  diketahui,  maka warna selain pada rentang tersebut merupakan indikasi adanya pengotor atau pencemar.
Standar  ASTM    yang  digunakan untuk  menentukan    warna  bahan  bakar petroleum adalah ASTM D1500. Pengujian ini dilakukan secara visual. Pertama- tama sampel diletakkan  pada  suatu  gelas  bening  terstandar, dengan  penerangan  lampu      terstandar kemudian   dibandingkan   dengan   piringan- piringan      gelas  berwarna  terstandar  yang mempunyai  rentang  nilai  dai  0,5-8,0.  nilai warna ini selanjutnya disebut warna ASTM.

## 2.6. Reaktor
Reaktor  adalah  suatu  alat  proses terjadinya  suatu  reaksi  kimia  berlangsung. Menurut  Caccavale  (2011:10),  “Reaksi  kimia terjadi  hampir  di  mana-mana  dilingkungan, Namun  bahan  kimia  reaktor  didefinisikan sebagai perangkat yang dirancang dengan baik untuk  membiarkan  reaksi  terjadi  di  bawah kondisi  terkendali  terhadap  produk  yang ditentukan”.  Pada  desain  reaktor  sangat  sulit
untuk  menentukan  berapa  ukuran  dan  tipe reaktor  serta  metode  operasi  yang  paling  baik untuk  digunakan.  Karena,  temperatur  dan komposisi  dari  fluida  yang  bereaksi  mungkin berbeda-beda  dalam  reaktor,  yang  tergantung pada  karakteristik  dari  reaksi  eksotermis  dan tergantung  pada  laju  penambahan  panas  atau penghilangan  pan  dari  sistem.  Pengaruhnya dikarenakan  beberapa  faktor  yang  harus dipertimbangkan untuk memprediksi peformance reaktor.
Reaktor  kimia  adalah  sebuah  alat industri  kimia,  dimana  terjadi  reaksi  bahan mentah menjadi hasil jadi yang lebih berharga, untuk mendukung agar reaktor dapat berfungsi maksimal dan aman terkendali maka diperlukan  sistem  pengendalian  proses  yang menggunakan  beberapa  alat  tambahan  atau asesoris.
Beberapa  contoh  dari  asesoris  tersebut umumnya adalah:
1. Pressure Controller (PC), Suatu alat yang bertugas  untuk  menjaga  agar  tekanan dalam  reaktor  masih  berada  pada  kisaran yang ditetapkan.
2. Temperature  Controller (TC),  Suatu  alat yang  bertugas  agar  suhu  di  dalam  reaktor masih berada dalam kisaran suhu operasinya.

## 2.6.1 Tujuan pemilihan reaktor adalah:
Dalam  pemilihan  reaktor  ada  beberapa tujuan yang akan dicapai, yaitu:
1. Mendapat keuntungan yang besar
2. Biaya produksi rendah
3. Modal kecil/volume reaktor minimum
4. Operasinya sederhana dan murah
5. Keselamatan kerja terjamin
6. Polusi  terhadap  sekelilingnya  (lingkungan) dijaga sekecil-kecilnya
2.6.2  Pemilihan  jenis  reaktor  dipengaruhi oleh:
1. Fase zat pereaksi dan hasil reaksi
2. Tipe  reaksi  dan  persamaan  kecepatan reaksi, serta ada tidaknya reaksi samping
3. Kapasitas produksi
4. Harga alat ( reactor ) dan biaya instalasinya.
5. Kemampuan reactor untuk  menyediakan luas permukaan yang cukup untuk pemindahan panas.

## 2.6.3 Jenis-jenis Reaktor
a. Berdasarkan bentuknya
1. Reaktor tangki
Dikatakan  reaktor  tangki  ideal  bila pengaduknya  sempurna,  sehingga  komposisi di  dalam  reaktor  setiap  saat  selalu uniform . Dapat dipakai untuk proses batch , semi batch , dan proses alir.
2. Reaktor pipa Biasanya
menggunakan tanpa pengaduk  sehingga  disebut  reaktor  alir  pipa. Dikatakan  ideal  bila  zat  pereaksi  yang  berupa gas atau cairan, mengalir di dalam pipa dengan arah sejajar sumbu pipa.
b. Berdasarkan prosesnya
1. Reaktor Batch Reaktor batch adalah  reaktor  di  mana tidak terjadinya aliran masuk atau berkapasitas kecil.  Biasanya  untuk  reaksi  fase  cair  dan digunakan pada kapasitas produksi yang kecil.
Keuntungan reaktor batch :
1) Lebih mudah operasinya
2) Lebih mudah dikontrol Kerugian reaktor batch:
1) Tidak  begitu  baik  untuk  reaksi  fase  gas (mudah  terjadi  kebocoran  pada  lubang pengaduk)
2) Waktu  yang  dibutuhkan  lama,  tidak produktif  (untuk  pengisian,  pemanasan zat  pereaksi,  pendinginan  zat  hasil, pembersihan reaktor, waktu reaksi)
2. Reaktor alir (continous flow)
Ada dua jenis: 1) RATB (Reaktor Alir Tanki Berpengaduk) Reaktor  Alir  Tanki  Berpengaduk  hampir sama  dengan  reaktor  batch  tetapi  umpan dan  produk  mengalir  secara  kontinu  dan pada  reaktor  RATB  dilengkapi  dengan  alat penambahan  zat  pereaksi  dan  pengambilan produk secara kontinu Keuntungan RATB:
a) Suhu  dan  komposisi  campuran  dalam reaktor sama.
b) Volume  reaktor  besar,  maka  waktu tinggal  juga  besar,  berarti  zat  pereaksi lebih lama bereaksi di reaktor.
Kerugian RATB:
a) Tidak  efisien  untuk  reaksi  fase  gas  dan reaksi yang bertekanan tinggi.
b) Kecepatan  perpindahan  panas  lebih rendah dari RAP
c) Untuk  menghasilkan  konversi  yang sama,  volume  yang  dibutuhkan  RATB lebih besar dari RAP.
2) RAP (Reaktor Alir Pipa )
RAP  merupakan  reaktor  di  mana  reaksi kimia
berlangsung secara kontinu sepanjang sistem aliran. RAP ini digunakan untuk  memperkirakan  sifat-sifat  reaktor kimia. Dikatakan ideal jika zat pereaksi dan hasil  reaksi reaksi mengalir  dengan kecepatan yang sama di seluruh penampang pipa.
Keuntungan  RAP  adalah  memberikan volume  yang lebih kecil dari RATB, untuk konversi yang sama.
Kerugian RAP:
a) Harga alat dan biaya instalasi tinggi
b) Memerlukan  waktu  untuk  mencapai kondisi steady state
c) Untuk  reaksi  eksotermis  kadang-kadang terjadi hot  spot (bagian  yang  suhunya sangat  tinggi)  pada  tempat  pemasukan.
Dapat  menyebabkan  kerusakan  pada dinding reaktor.
3) Reaktor Semi Batch
Reaktor Semi Batch atau semi alir biasanya berbentuk  tangki  yang  berpengaduk.  Cara operasinya dengan jalan memasukan sebagian  zat  pereaksi  atau  salah  satu  zat pereaksi  ke  dalam  reaktor  sedangkan  zat pereaksi yang lain atau sisanya dimasukkan secara kontinyu ke dalam reaktor.
Dalam  perancangan  yang  Penulis  lakukan menggunakan  reaktor batch (sederhana) dengan  jenis  reaktor  pipa.  Reaktor Batch adalah  reaktor  di  mana  tidak  terjadinya aliran  masuk  atau  berkapasitas  kecil, biasanya  untuk  reaksi  fase  cair  dan digunakan  pada  kapasitas  produksi  yang kecil  sedangkan  reaktor  pipa  biasanya digunakan tanpa pengaduk sehingga disebut
reaktor pipa. Tetapi dalam perancangan alat ini  penulis  menggunakan  bahan  baku dengan  fase liquid untuk  dirubah  menjadi fase  gas  dengan  menggunakan thermal (panas)  tanpa  menggukan  katalis  sebagai pereaksi.  Jadi  alat  yang  penulis  buat  bisa disebut dengan reaktor batch jenis pipa.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1 Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini antara lain:
1. Reaktor thermal,
2. Heater,
3. Condensor,
4. Air cooler,
5. Termokopel,
6. Pressure gauge,
7. Pompa sentrifugal,
8. Elenmeyer,
9. Gelas ukur, dan
10. Hand tools.

## 3.2 Bahan
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian ini antara lain:
1. Limbah Pelumas Ringan jenis SAE 15W- 40, dan
2. Aquadest .

## 3.2 Langkah Kerja
Cara  kerja  yang  digunakan  pada penelitian ini antara lain:
1. Aktifkan cooling circulation system
2. Atur  suhu  maksimum  pada  temperatur  400 °C  maka  ini  akan  mengatur  pemanas  agar menjadikan  kondisi  operasi  reaktor  dimana dengan  temperatur  maksimal  400  °C  lalu aktifkan pemanas ( heater )
3. Aktifkan  pemanas  reactor  maka  sistem pemanas  akan  terus  memasok  energi  panas kedalam  reaktor  dari  temperature  ruangan hingga  mencapai  temperatur  maksimal yang telah diatur.
4. Pada  reaktor,  sebelumnya  telah  dipasang termokopel  tipe  K  yang  terhubung  dengan thermocouple  reader dan  termokontroler sedemikian  rupa  sehingga  termokopel secara kontinyu dapat mendeteksi
perubahan  temperatur  yang  diamati  dan  di catat setiap kenaikan suhu 60 o C. 5. Setelah beberapa saat, gas-gas hasil thermal cracking setelah  melalui  kondensor  akan keluar  menjadi  produk  cair.  Produk  cair thermal  cracking ini  ditampung  dalam bejana  yang  terbuka  sehingga  produk  yang dapat terkondensasi akan menjadi kondensat  dan  produk  yang  tak  dapat terkondensasi akan terbuang kelingkungan.
6. Setelah  sampai  240  menit  maka  waktu operasi reaktor
dihentikan. Untuk
selanjutnya  mematikan  pemanas  listrikdan pompa  sirkulasi  air  kondensor,  kemudian mengukur produk yang tertampung menggunakan gelas ukur.
7. Melakukan  analisa  sifat-sifat (properties) produk  cair  hasil thermal  cracking minyak pelumas bekas yang diperoleh.
8. Mengulangi  langkah-langkah  ini  untuk variasi volume feed .
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Berdasarkan running 01 sampai running 03 dengan volume feed 2 liter, 4 liter, 8  liter,  yaitu  pengamatan  proses thermal cracking limbah  pelumas  ringan  dengan variabel tetap bukaan valve 2/3, tekanan 1 atm, suhu  maksimum  400  ºC,  lama  waktu  tinggal 240 menit dan variabel bebas, yaitu temperatur dengan  volume  produk.  Metode  pengamatan perubahan  setiap  60 o C,  didapatkan  produk yang dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data Volume Total Produk

## Terhadap Temperatur
Volume feed 2 L Volume feed 4 L
Volume feed 8 L T ( o C) Volume Produk (ml) T ( o C) Volume Produk (ml) T ( o C) Volume Produk (ml) 60 0 60 0 60 0 120 0 120 0 120 0 180 0 180 0 180 0
240 0 240 0 240 0 298* 0
298 0 298* 27,7 300 0 300 0 300 0 333* 3,1 333 0 333* 0 355* 0
355* 16 355* 0 360 0 360 0 360 83,3 400 9,3 400 48 400 139 Volume Total Produk 12,4 Volume Total Produk 64 Volume Total Produk

## 4.2 Pembahasan
Gambar 4.1 Hubungan Antara Volume Total Produk Terhadap Temperatur Pada Feed 2 Liter
Berdasarkan  gambar  di  atas  terlihat bahwa  semakin  tinggi  temperatur  operasi maka akan semakin besar jumlah produk yang dihasilkan.  Pada  bukaan valve 2/3,  volume produk maksimal terjadi pada range temperatur  360 o C-400 o C  dengan  hasil  volume produk  sejumlah  9,3  ml  dan  total  produk keseluruhan  sebanyak  12,4  ml  yang  artinya 0,62% dari jumlah feed awal, yaitu 2000 ml.
Gambar 4.2 Hubungan Antara Volume Total Produk Terhadap Temperatur Pada Feed 4 Liter
Berdasarkan  grafik  di  atas  terlihat bahwa  semakin  tinggi  temperatur  operasi maka akan semakin besar jumlah produk yang dihasilkan.  Pada  bukaan valve 2/3,  volume produk maksimal terjadi pada range temperatur  360 o C-400 o C  dengan  hasil  volume produk  sejumlah  35,6  ml  dan  total  produk
keseluruhan  sebanyak  64  ml  yang  artinya 1,6% dari jumlah feed awal, yaitu 4000 ml.
Gambar 4.3 Hubungan Antara Volume Total
Produk Terhadap Temperatur Pada Feed 8 Liter Berdasarkan  grafik  di  atas  terlihat bahwa  semakin  tinggi  temperatur  operasi maka akan semakin besar jumlah produk yang dihasilkan.  Pada  bukaan  valve  2/3,  volume produk maksimal terjadi pada range temperatur  360 o C  -  400 o C  dengan  hasil volume produk  sejumlah  139 ml.   Untuk  total produk  keseluruhan  sebanyak  250  ml  yang artinya  3,125%  dari  jumlah feed awal  yaitu 8000 ml.
Gambar 4.4 Produk Running 2 liter
Gambar 4.6 Produk Running 8 liter 1. Perhitungan persentase produk
a. Volume feed 2 L
V sisa  =  V feed – V produk =  2.000 ml – 12,4 ml
=  1.987,6 ml % produk  = ( ) x100 % = ( ) x100 % = 0,0062x100 % = 0,62%
b. Volume feed 4 L
V sisa  =  V feed – V produk =  4.000 ml – 64 ml
=  3.936 ml
% produk = ( ) x100 %
= ( ) x100 % =  0,016x100 % =  1,6%
c. Volume feed 8 L
V sisa  =  V feed – V produk =  8.000 ml – 250 ml
=  7.750 ml
% produk   = ( ) x100 % = ( ) x100 % =  0,03125x100 % = 3,125%
2. Perhitungan  analisa  viskositas  ASTM  D- 445
Run 01 = tidak terukur Run 02 = 28,85 detik x C = 28,85 detik x 0,05 = 1,4425 cst Run 03 = 27,94 detik x C
= 27,94 detik x 0,05 = 1,397 cst Viskositas Feed = 1.045 detik x C
= 1.045 detik x0,05= 52,25 cst
3. Perhitungan Analisa SG Produk Run 01= densitas Tidak terukur Run 02 = 7,09 g/10ml = 0,709 g/ml Run 03 = 7,7 g/10ml = 0,77 g/ml SG Run 01= tidak terukur at 30°C Run 02 = = 0,709  at 30°C Run 03= = 0,77 at 30°C Faktor Koreksi Suhu C = (1,313454 – (0,132674 x T°F) + 2,057793
x 10 -3 x (86 2 )) – (2,627634 x 10 -6 x (T°F) Temperatur pengukuran 30°C = (9/5) + 32 = 86°F C = (1,313454 – (0,132674 x 86°F) + 2,057793 x 10 -3 x (86 2 )) – (2,627634 x 10 - 6 x (86°F) = 5,12270 C = 5,12270 SG terkoreksi SG produk Run 01 = tidak terukur SG produk Run 02 = SG + 0,001x C = 0,709 + 0,001x5,12270 = 0,714
SG produk Run 03 = SG + 0,001x C = 0,77 + 0,001x5,12270 = 0,7751

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil sebagai berikut:
1. Limbah  pelumas  bekas  dapat  dikonversi menjadi  bahan  bakar  cair  dengan  cara metode Thermal cracking
2. Semakin  tinggi  temperatur  yang  terjadi maka  semakin  banyak  volume  produk yang didapat, parameter
yang
mempengaruhi produk seperti Temperatur operasi, Volume feed, dan Jenis feed.
3. Semakin  banyak  volume feed yang digunakan  maka  kenaikan  temperature
akan semakin lambat dan semakin banyak volume  feed  yang  digunakan  maka volume  produk  yang  dihasilkan  juga semakin banyak.

## DAFTAR PUSTAKA
Amin. Mustaghfirin. 2014. Proses Pengolahan Migas  dan  Petrokimia. Jakarta:  Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan RI.
Caccavale.  2011. Control  and  Monitoring  of Chemical  Batch  Reactors,  Advances  in Industrial Control. London: Springer.
Demirbas.  A.  2005. Potential  Applications  of
Renewable Energy Sources, Biomass Combustion  Problems  in  Boiler  Power Systems and
Combustion Related Environmental Issues. Progress in Energy and Combustion  Science. Washington  DC:  US Deptartment of Energy Report.
Fantoni,  Zainuddin.  2014. Produk  Migas . Palembang: Politeknik Akamigas Palembang.
Kern.  D.  Q.  1950. Process  Heat  Transfer . Tokyo:  McGraw-Hill  International  Book Company.
Perry. R. H. dan Green. D. W. 2007. Chemical Engineer Handbook. New York: McGraw-Hill International Book Company.
Pertamina.  2015. Heavy  Duty  Diesel  Oil. Jakarta: Pertamina.