## PENGARUH PERSENTASE BIODIESEL MINYAK JELANTAH - SOLAR TERHADAP KARAKTERISTIK PEMBAKARAN
DROPLET
Andy Nugraha dan Muhammad Nizar Ramadhan
Program Studi Teknik Mesin Universitas Lambung Mangkurat E-mail: andy.nugraha@ulm.ac.id

## ABSTRACT
Fossil  fuels  need  to  be  replaced  with  alternative  energy  sources  such  as  household waste, used cooking oil. This research utilizes household waste such as used cooking oil as  an  alternative  fuel.  In  this  research  biodiesel  used  waste  cooking  oil  mixed  with diesel  with  a  percentage  of  50%:  50%,  60%:  40%,  70%:  30%,  80%:  20%,  and  90%: 10%. The mixture of waste cooking oil and diesel biodiesel was then made into a 1 mm droplet grain, then a droplet combustion test was carried out. The test results show that the value of ignition delay time increases with increasing percentage of biodiesel used waste cooking oil. The burning rate value increases with the increase in the percentage of used waste cooking oil biodiesel. The temperature value increases with the increasing percentage of biodiesel used waste cooking oil. The maximum fire height value that can be achieved decreases with increasing percentage of used waste cooking oil biodiesel.
Keywords :   Waste cooking oil, diesel oil, droplet

## 1. PENDAHULUAN
Minyak  jelantah  merupakan  minyak  limbah  yang  bisa  berasal  dari  jenis-jenis minyak  goreng  seperti  halnya  minyak  jagung,  minyak  sayur,  minyak  samin  dan sebagainya, minyak ini  merupakan minyak bekas dari hasil penggorengan. Minyak ini mengandung  senyawa-senyawa  yang  bersifat  karsinogenik.  Hal  ini  membuat penggunaan  minyak  jelantah  yang  berkelanjutan  dapat  merusak  kesehatan  manusia, menimbulkan  penyakit  kanker,  dan  akibat  selanjutnya  dapat  mengurangi  kecerdasan generasi  berikutnya.  Karena  sifatnya  yang  merugikan  manusia  jika  digunakan  lagi, maka seringkali minyak jelantah dibuang dan tidak dimanfaatkan lagi.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Minyak  jelantah  mengandung  air  dan  akrolein,  akrolein  terbentuk  dari  hidrasi gliserol yang membentuk aldehida tidak jenuh (Afriyani, 2014). Akrolein terbentuk dari
rantai  karbon,  hidrogen,  dan  oksigen.  Sehingga  membuat  minyak  jelantah  bisa  diolah kembali  menjadi  salah  satu  sumber  energi  alternatif,  yaitu  menjadi  biodiesel  dengan melalui dua tahapan yaitu esterifikasi dan transesterefikasi (Herawati, 2014).
Beberapa keunggulan biodiesel minyak jelantah antara lain: kandungan energi yang dimiliki  cukup  besar,  sehingga  dengan  bobot  atau  volume  yang  tidak  besar  terdapat potensi  kalor  yang  cukup  tinggi,  kondisinya  relatif  masih  dalam  fase  cair  sehingga pengaturan  dalam  operasional  pembakaran  relatif  mudah,  tidak  gampang  meledak sehingga  aman  dan  penyimpanan  persediaannya  tidak  membutuhkan  prosedur  ataupun persyaratan khusus (Hutomo, 2013).
Telah  diketahui  bahwa  minyak  jelantah  bisa  diolah  menjadi  biodiesel  dan  dapat dimanfaatkan  menjadi  bahan  bakar  alternatif  untuk  mesin  diesel  dengan  cara dicampurkan bersama solar dengan persentase tertentu. Proses pemasukan bahan bakar ke  ruang  bakar  pada  mesin  diesel  menggunakan  injektor  yang  membuat  bahan  bakar tidak  berbentuk  cair  lagi  tapi  sudah  berbentuk  kumpulan  butiran  bahan  bakar.  Untuk mengetahui  fenomena  pembakaran  ( ignition  delay  time,  burning  rate ,  temperatur maksimum,  dan  tinggi  api)  yang  terjadi  pada  butiran  ini  maka  dilakukan  pengujian pembakaran droplet pada campuran biodiesel minyak jelantah – solar.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Butir droplet campuran biodiesel minyak jelantah – solar dibuat dengan persentase, yaitu 50%:50%, 60%:40%, 70%:30%, 80%:20%, 90%:10%, solar tanpa campuran, dan biodiesel minyak jelantah tanpa campuran, dengan volume total tiap persentase sebesar 100 ml. Kemudian setiap campuran dimasukkan ke dalam injeksi droplet dan diteteskan dengan ukuran diameter 1 mm ke atas thermocouple . Butiran droplet kemudian dibakar dan  dilakukan  pengamatan  fenomena  pembakarannya,  seperti: ignition  delay  time, burning  rate ,  temperatur  maksimum,  dan  tinggi  api.  Adapun  instalasi  pembakaran droplet ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Instalasi pembakaran droplet
Untuk  mempermudah  pengolahan  data  penelitian  maka  persentase  campuran biodiesel minyak jelantah dan solar diberikan simbol, yaitu:
1.  Solar tanpa campuran disimbolkan BS.
2.  Persentase  volume  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar  50%:50% disimbolkan BMS1.
3.  Persentase  volume  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar  60%:40% disimbolkan BMS2.
4.  Persentase  volume  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar  70%:30% disimbolkan BMS3.
5.  Persentase  volume  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar  80%:20% disimbolkan BMS4.
6.  Persentase  volume  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar  90%:10% disimbolkan BMS5.
7.  Biodiesel minyak jelantah tanpa campuran disimbolkan BM.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  pengujian  pembakaran  droplet  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  –  solar dapat di lihat dalam Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Hasil pengujian pembakaran droplet ( flash point , ignition delay time, burning rate (lama pembakaran), dan tinggi api)
Tabel 2. Hasil pengujian pembakaran droplet (temperatur pembakaran)
Hubungan  antara  persentase  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar terhadap flash point dan ignition delay time ditunjukkan dalam Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 2. Grafik flash point
Gambar 3. Grafik ignition delay time
Gambar  3  menjelaskan  grafik  hubungan  antara  persentase  campuran  biodiesel minyak  jelantah  dan  solar  terhadap ignition  delay  time .  Nilai ignition  delay  time terendah  ada  pada  BS  yaitu  0,26  detik  dan  nilai ignition  delay  time tertinggi  ada  pada BM  yaitu  1,5  detik. Ignition  delay  time mengalami  peningkatan  seiring  bertambahnya campuran  biodiesel  minyak  jelantah.  Hal  ini  disebabkan  biodiesel  minyak  jelantah memiliki nilai flash  point yang lebih tinggi  yaitu sebesar 204,67 0 C dibandingkan solar yang  memiliki  nilai flash  point yang  lebih  rendah  yaitu  sebesar  53,67 0 C,  seperti  yang terlihat dalam Gambar 2.
53.67 121.33 141  158.67 172.67 191 204.67 0 50 100 150 200 250 BS BMS1 BMS2 BMS3 BMS4 BMS5 BM T em pera tur ( 0 C) Campuran Biodiesel 0.26 0.62 0.78 0.97 1.18 1.33 1.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 BS BMS1 BMS2 BMS3 BMS4 BMS5 BM Ig nitio n De la y ( s) Campuran Biodiesel
Flash  point sendiri  merupakan  titik  nyala  dari  suatu  bahan  bakar  pada  suhu terendah  dimana  bahan  bakar  menghasilkan  uap  dan  bercampur  dengan  udara  dan membentuk  campuran  yang  dapat  menyala  atau  terbakar  (Misbachudin,  et  al  2017). Sehingga  semakin  tinggi  nilai flash  point suatu  bahan  bakar  maka  waktu  penyalaan bahan  bakar  tersebut  semakin  lama,  karena  kecepatan  penguapannya  ( volatility )  yang lambat.
Hubungan  antara  persentase  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar terhadap burning rate ditunjukkan dalam Gambar 4.
Gambar 4. Grafik burning rate
Gambar  4  menjelaskan  grafik  pengaruh  hubungan  antara  persentase  campuran biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar  terhadap burning  rate ,  dimana  nilai  burning  rate terendah  ada  pada  BS  yaitu  0,61  mm 2 /s  dan  nilai  burning  rate  tertinggi  ada  pada  BM yaitu 1,15 mm 2 /s. Nilai burning rate diperoleh dari hasil perbandingan antara diameter droplet terhadap lama waktu bahan bakar habis terbakar, semakin lama waktu nyala api pembakaran droplet maka kecepatan pembakarannya semakin lambat.
Burning  rate mengalami  peningkatan  seiring  bertambahnya  persentase  campuran biodiesel  minyak  jelantah.  Hal  ini  terjadi  dikarenakan  biodiesel  minyak  jelantah memiliki atom oksigen pada molekulnya sedangkan solar tidak memiliki atom oksigen pada  molekulnya.  Kandungan  atom  oksigen  ini  ketika  dipanaskan  akan  dengan  cepat bereaksi  dengan    atom  C  (karbon)  dan  atom  H  (hidrogen)  yang  terdapat  pada  solar,
0.61 0.68 0.78 0.85 0.91 0.97 1.15 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 BS BMS1 BMS2 BMS3 BMS4 BMS5 BM B urnin g Ra te (m m 2 /s ) Campuran Biodiesel
sehingga  menyebabkan  reaksi  pembakarannya  semakin  cepat  dan  meningkatkan  nilai burning rate .
Hubungan  antara  persentase  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar terhadap temperatur maksimum ditunjukkan dalam Gambar 5.
Gambar 5. Grafik temperatur maksimum
Gambar  5  menjelaskan  grafik  pengaruh  hubungan  antara  persentase  campuran biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar  terhadap  temperatur  maksimum,  dimana  nilai temperatur maksimum terendah ada pada BS yaitu 438,33 0 C dan temperatur maksimum tertinggi    ada  pada  BM  yaitu  617,38 0 C.  Dari  Gambar  5  terlihat  semakin  tinggi persentase  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  maka  semakin  meningkat  juga temperatur  maksimum  pembakarannya,  hal  ini  disebabkan  burning  rate  yang  tinggi mengakibatkan  kecepatan  penguapan  bahan  bakar  biodiesel  minyak  jelantah  dan kecepatan  reaksinya  terhadap  oksigen  lebih  cepat  dibandingkan  solar  dan mengakibatkan laju pelepasan panas pada bahan bakar biodiesel minyak jelantah lebih besar.
Hubungan  antara  persentase  campuran  biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar terhadap tinggi api ditunjukkan dalam Gambar 6.
438 509 529 551 574 592 617 0 100 200 300 400 500 600 700 BS BMS1 BMS2 BMS3 BMS4 BMS5 BM T em pera tur M a k sim um ( 0 C) Campuran Biodiesel
Gambar 6. Grafik tinggi api
Gambar  6  menjelaskan  grafik  pengaruh  hubungan  antara  persentase  campuran biodiesel  minyak  jelantah  dan  solar  terhadap  dimensi  api  (tinggi  api).  Tinggi  api terendah ada pada BM yaitu 14,2 mm dan Tinggi api tertinggi ada pada BS yaitu 25,35 mm.  Tinggi  api  mengalami  penurunan  seiring  bertambahnya  persentase  campuran biodiesel minyak jelantah.
Tinggi api dipengaruhi oleh reaksi pembakaran dan burning rate (Misbachudin, et al  2017).  Semakin  cepat burning  rate maka  waktu  nyala  api  yang  dihasilkan  relatif singkat sehingga tinggi api yang dihasilkan semakin rendah. Biodiesel minyak jelantah memiliki  reaksi  pembakaran  lebih  cepat  dibandingkan  solar  karena  terdapatnya  atom oksigen didalam biodiesel minyak jelantah, sehingga mengakibatkan reaksi pembakaran terjadi baik di luar maupun di dalam butir dropletnya. Hal ini juga tentu mempengaruhi tinggi api yang terbentuk.

## 5. KESIMPULAN
1. Ignition  delay  time mengalami  peningkatan  seiring  bertambahnya  persentase campuran biodiesel minyak jelantah terhadap solar.
2. Burning  rate mengalami  peningkatan  seiring  bertambahnya  persentase  campuran biodiesel minyak jelantah terhadap solar.
3.  Temperatur  maksimal  nyala  api  mengalami  peningkatan  seiring  bertambahnya persentase campuran biodiesel minyak jelantah terhadap solar.
4.  Tinggi  api  mengalami  penurunan  seiring  bertambahnya  persentase  campuran campuran biodiesel minyak jelantah terhadap solar.
25.35
19.99 18.83  17.17 16.45 15.02 14.2 0 5 10 15 20 25 30 BS BMS1 BMS2 BMS3 BMS4 BMS5 BM T ing g i A pi (m m ) Campuran Biodiesel

## DAFTAR PUSTAKA
Adhari,  Hamsyah.,  Yusnimar,  dan  Syelvia  Putri  Utami.  2016.  Pemanfaatan  Minyak Jelantah  Menjadi  Biodiesel  Dengan  Katalis  ZnO  Presipitan  Zinc  Karbonat  : Pengaruh Waktu Reaksi Dan Jumlah Katalis. Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2.
Afriyani,  Reni.  2014.  Efisiensi  Termal  Kompor  Tekan  Minyak  Jelantah  (Pengaruh Rasio  Optimal  Campuran  Minyak  Jelantah  Dan  Kerosin).  Politeknik  Negeri Sriwijaya.
Herawati,  Fitriani.  2014.  Biodiesel  Dari  Minyak  Jelantah  Dan  Ampas  Segar  Kelapa Sawit Dengan Proses Transesterifikasi  In Situ Memanfaatkan Katalis Abu Tandan Kosong Kelapa Sawit. Politeknik Negeri Sriwijaya.
Hutomo,  Sri  Gati.  2013.  Pengaruh  Pencampuran  Minyak  Tanah  Dengan  Berbagai Persentase Pada Proses Pembakaran Jelantah. Universitas Janabadra Yogyakarta.
Misbachudin, Lilis Yuliati, dan Oyong Novareza. 2017. Pengaruh Persentase Biodiesel Minyak  Nyamplung  –  Solar  Terhadap  Karakteristik  Pembakaran  Droplet.  Jurnal Rekayasa Mesin Vol.8, No.1.
Mustiadi,  L.  2016.  Karakteristik  Laju  Pembakaran  Minyak  Jarak  Pagar  Dengan Penambahan Partikel Karbon Bio. Proceeding SenasPro Universitas Muhammadiyah Malang.
Rosyadi,  Ahmad  Adib.  2013.  Pengaruh  Microexplosion  Terhadap  Karakteristik Pembakaran  Bahan  Bakar Minyak Jarak Pagar (Jathropa Curcas l.) Pada Berbagai Diameter Droplet. Jurnal ROTOR, Volume 6 Nomor 1.
Setiawati, Evy., dan Fatmir Edwar. 2012. Teknologi Pengolahan Biodiesel Dari Minyak Goreng  Bekas  Dengan  Teknik  Mikrofiltrasi  Dan  Transesterifikasi  Sebagai Alternatif Bahan Bakar Mesin Diesel. Jurnal Riset Industri Vol. VI No. 2.
Yandri,  V.R.  2012.  Pemanfaatan  Minyak  Jelantah  Sebagai  Biodiesel  Untuk  Bahan Bakar Bus  Kampus UNAND Di Padang. Jurnal Aplikasi Ipteks untuk Masyarakat Vol. 1, No. 2.
Halaman ini sengaja dikosongkan