Volume  8  No.2 Oktober 2019 ISSN : 2252 - 7311 e-ISSN : 2549 - 6840 Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/konversi Email :  jurnalkonversi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A
PENGARUH VARIASI VOLUME MINYAK SAWIT TERHADAP SIFAT KIMIA DAN SIFAT FISIK BIODIESEL CAMPURAN SOLAR-MINYAK SAWIT-ALKOHOL (METANOL, ETANOL,BUTANOL)
Syarifudin 1, Heru Nur Cahyo 2 , Agus Suprihadi 3 , Dairoh 4 1,3 Teknik Mesin, Politeknik Harapan Bersama, Tegal
2 Farmasi, Politeknik Harapan Bersama, Tegal
4 Teknik Informatika, Politeknik Harapan Bersama, Tegal masudinsyarif88@gmail.com
ABSTRAK .  Peningkatan  volume  kendaraan  bermotor  di  Indonesia  mengakibatkan peningkatan kebutuhan bahan bakar fosil dan emisi gas buang. Kelompok alkohol memiliki tingkat  viskositas  yang  rendah  dan  dapat  dijadikan  sebagai  solusi  peningkatan  kebutuhan bahan bakar dan emisi gas buang. Akan tetapi penggunaan alkohol pada basis yang tinggi berdampak  buruk  bagi  performa  kendaraan.  Minyak  sawit  terbukti  dapat  mengurangi peningkatan  kebutuhan  bahan  bakar.  Minyak  sawit  dipilih  karena  ketersediaan  yang melimpah  dan  harga  yang  relatif  murah.  Penelitian  ini  bertujuan  mengevaluasi  sifat  kimia dan sifat fisik biodiesel dengan kandungan minyak sawit yang bervariasi. Sifat kimia dan fisik yang  dievaluasi  adalah  viskositas,  titik  nyala  dan  nilai  kalor.  Berdasarkan  hasil  pengujian yang  dilakukan,  semakin  tinggi  volume  minyak  sawit  dalam  biodiesel,  terjadi  peningkatan viskositas  dan  penurunan  titik  nayala  dan  nilai  kalor.  Biodiesel  dengan  kandungan  minyak sawit  85%  merupakan  biodiesel  dengan  viskositas  tertinggi  serta  nilai  kalor  dan  titik  nyala terendah.
Kata kunci: mesin diesel, biodiesel, viskositas, flash point, nilai kalor .
ABSTRACT . The increase in the volume of motorized vehicles in Indonesia has resulted in an increased in the need for fossil fuels and exhaust emissions. The alcohol group has a low viscosity  level  and  can  be  used  as  a  solution  to  increase  fuel  requirements  and  exhaust emissions. However, the use of alcohol on a high base is bad for vehicle performance. Palm oil has been proven to reduce the increase in fuel demand. Palm oil was chosen because of its abundant availability and relatively cheap prices. This study aims to evaluate the chemical and  physical  properties  of  biodiesel  with  varying  palm  oil  contents.  The  chemical  and physical properties evaluated are the viscosity, flashpoint, and heating value. Based on the results of tests conducted, the higher the volume of palm oil in biodiesel, there is an increase in  viscosity  and  a  decrease  in  flashpoints  and  heat  value.  Biodiesel  with  85%  palm  oil content is biodiesel with the highest viscosity and the lowest heating value and flashpoint.
Keywords: diesel engine, biodiesel, viscosity, flashpoint, heating value

## PENDAHULUAN
Kebutuhan bahan bakar setiap tahun terus terjadi  peningkatan.  Hal  ini  berbanding lurus  dengan  paparan  badan  pusat statistika  Indonesia  (BPS)  bahwa  sampai tahun  2017,  volume  kendaraan  bermotor dan  impor  minyak  dan  gas  terjadi peningkatan. Volume kendaraan bermotor meningkat  sebesar  7,17%  dan  volume impor minyak dan gas meningkat sebesar
29,76% dibandingkan tahun 2016.
Ketergantungan  bahan  bakar  fosil  ini memicu  kemunculan  penelitian  energi terbarukan.  Energi  terbarukan  kelompok alkohol  seperti  metanol,  etanol  dan butanol  banyak  dipakai  sebagai  bahan campuran bahan bakar solar. Selain untuk mengatasi  ketergantungan  bahan  bakar, kelompok  alkohol  juga  digunakan  untuk menurunkan  nilai  viskositas  bahan  bakar solar (Wahyu, 2016). Akan tetapi,
penggunaan  alkohol  dengan  basis  tinggi meningkatkan konsumsi  bahan  bakar  dan penurunan  performa  akibat  rendanhnya nilai  kalor  dalam  alkohol.  Oleh  karena  itu perlu  energi  terbarukan  yang  lain  untuk mengatasi  peningkatan  kebutuhan  bahan bakar (Setiawan, 2016).
Minyak  sawit  adalah  energi  terbarukan dengan  ketersediaan  melimpah  yang dapat  dijadikan  sebagai  pengganti  bahan bakar  fosil  solar.  Penggunaan  biodiesel minyak  sawit  sering  diberikan  simbol  B0, B10  dan  B20.  Menurut  Sasongko  (2018), temperatur maksimum pembakaran droplet  biodiesel  campuran  solar-minyak sawit meningkat seiring  peningkatan persentase minyak sawit. Tingginya temperatur hasil pembakaran salah satunya  dipengaruhi  oleh  nilai  kalor  yang terkandung pada biodiesel. Pada penelitian Septian, bahwa biodisel dengan kandungan minyak sawit 25%
menghasilkan  nilai  torsi  dan  daya  yang mendekati solar murni (Kusuma, 2019).
Dewasa  ini,  penggunaan  minyak  sawit sebagai  campuran  bahan  bakar  fosil  solar menjadi prioritas pemerintah untuk mengurangi  nilai  impor minyak  dan  gas  di Indonesia. Melalui peraturan menteri energi  dan  sumberdaya  manusia  (ESDM) nomor 41 tahun 2018, penggunaan minyak sawit  sebagai  campuran  solar  bagi masyarakat dan industri dilakukan bertahap dan mulai tahun 2018 diprioritaskan  dengan  skala  20%  (B20). Oleh  karena  perlu  adanya  pengujian propertis  biodiesel.  Propertis  biodiesel mempengaruhi  performa  dan  emisi  gas buang mesin diesel (Amin, 2016). Menurut Suprihadi  (2008)  minyak  sawit  memiliki kandungan  viskositas,  flash  point  yang lebih  tinggi  dan  nilai  kalor  yang  rendah dibandingkan  solar.  Namun,  penggunaan minyak  sawit  sebagai  campuran  solar tetap  mengurangi  ketergantungan  bahan bakar  fosil  solar.  kajian  yang  sama  juga dilakukan  oleh  Mega  Nur  Sasongko Sasongko,  dengan  persentase  minyak sawit sampai 100% (Sasongko, 2018).
Penelitian  ini  bertujuan  mengobservasi viskositas,  titik  nyala  dan  nilai  kalor biodiesel  campuran  solar-minyak  sawit- alkohol  metanol,  etanol,  butanol  dengan
persentase  minyak  sawit  yang  bervariatif yang  akan  dikorelasikan  dengan  potensi performa  dan  emisi  gas  buang  yang dihasilkan  oleh  mesin  diesel.  Volume alkohol yang digunakan sebesar 15% dan minyak  sawit  yang  dipakai  sebesar  30%, 40%,  50%,  60%,  70%,  80%,  dan  85% berbasis  volume  yang  disingkat  dengan B30, B40, B50, B60, B70, B80, dan B100.

## METODOLOGI PENELITIAN
Biodiesel yang digunakan adalah campuran solar-minyak sawit-alkohol (metanol/etanol/butanol).  Adapun  daftar persentase  volume  biodiesel  terlihat  pada tabel 1.
Tabel 1. Daftar variasi volume biodiesel campuran solar-minyak sawit-alkohol
(metanol/etnaol/butanol) No Volume Biodiesel Volume Biodiesel (ml) Solar Minyak Sawit Alkohol 1 D100 100 0 0 2 B30 550 300 150 3 B40 450 400 150 4 B50 350 500 150 5 B60 250 600 150 6 B70 150 700 150 7 B80 50 800 150 8 B100 0 850 150
Pengujian  sifat  kimia  viskositas,  dan  sifat fisik  titik  nyala  dilakukan  di  Laboratorium Teknologi Minyak Bumi Gas dan Batubara Universitas  Gajah  Mada  dengan  metode ASTM  D445-06  dan  ASTM  D93-07. Sedangkan  pengujian  sifat  fisik  nilai  kalor dilakukan  di  Laboratorium  minyak  bumi PPSDM  Migas  Cepu  dengan  metode ASTM  ASTM  D5865-13.  Bahan  bakar solar, minyak sawit, dan alkohol metanol/etanol/butanol
dilakukan
pengukuran volume sesuai daftar persentase  campuran  biodiesel  tabel  1. Sebelum  dilakukan  pengujian  viskositas, titik  nyala,  dan  nilai  kalor,  bahan  bakar  di campur  dan  diaduk  menggunakan  mixer agar tercampur secara homogen.
Pengaruh Variasi Volume Minyak Sawit Terhadap Sifat Kimia Dan Sifat Fisik Biodiesel Campuran Solar- Minyak Sawit-Alkohol (Metanol, Etanol,Butanol) ( Syarifudin, Heru Nur Cahyo, Agus Suprihadi, Dairoh)
Gambar 1. Proses pengadukan bahan bakar
Data  hasil  pengujian  viskositas,  titik  nyala dan nilai kalor kemudian dihimpun menggunakan  ms.  Exel  2010.  Untuk memudahkan  analisa  hasil  pengujian, rekap data sifat kimia  viskositas, dan sifat fisik titik nyala dan nilai kalor dibuat grafik dengan bantuan software Origin 8.0. Tren yang  ditunjukkan  oleh  grafik  menjadi acuan  analisa  untuk  membandingkan dengan  potensi  performa  dan  emisi  yang akan  dihasilkan  saat  digunakan  sebagai bahan  bakar  mesin  diesel  dengan  acuan jurnal penelitian yang relevan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh volume minyak sawit terhadap Viskositas Biodiesel campuran  Solar-minyak  sawit-alkohol metanol/etanol/butanol
Gambar 2 menunjukkan viskositas biodiesel  dengan  persentase  volume minyak sawit yang bervariatif.
Peningkatan  persentase  volume  minyak sawit mengakibatkan peningkatan viskositas biodiesel.
D100 B30 B40 B50 B60 B70 B80 B100 5 10 15 20 25 Biodiesel solar+m.sawit+metanol Biodiesel solar+m.sawit+etanol Biodeisel solar+m.sawit+butanol Kine matic vi sc os ty at 40 °C ( mm ²/s ) Volume Biodiesel (%)

## Gambar 2. Grafik perubahan Viskositas
Biodiesel
Biodiesel  campuran  solar-minyak  sawit- etanol  adalah  biodiesel  dengan  tingkat viskositas yang paling tinggi dibandingkan biodiesel  campuran  solar-minyak  sawit- metanol  atau  biodiesel  campuran  solar- minyak sawit-butanol. Peningkatan
tertinggi diperoleh pada persentase volume minyak sawit 85% (B100) sebesar 1060,50%  dibandingkan  D100.  Biodiesel dengan  persentase  volume  minyak  sawit 85%, memiliki warna kuning cerah. Hal ini akibat tingginya nilai asam dalam Biodiesel (Yustinah, 2014).
Viskositas biodiesel yang tinggi menyebabkan  penurunan brake  power . Hal  ini  dikarenakan  terjadi  atomisasi kurang  baik  sehingga  berdampak  pada pembakaran  yang  buruk karena  volatilitas yang  relatif  lebih  rendah  dan  distribusi partikel  bahan  bakar  yang  lebih  besar (Ejilah,  2010;  Dhar,  2014).  Selain  itu, viskositas  yang  tinggi  dalam  biodiesel mengakibatkan peningkatan konsumsi bahan  bakar    dan  penurunan  efisiensi bahan bakar (Khoobbakht, 2019). Semakin tinggi kandungan biodiesel konsumsi  bahan  bakar  semakin  tinggi (Krishna, 2019). Pengaruh volume minyak sawit terhadap Titik nyala Biodiesel campuran  Solar-minyak  sawit-alkohol metanol/etanol/butanol
D100 B30 B40 B50 B60 B70 B80 B100 10 20 30 40 50 60 70 Fl as h Poin t ( °C) Volume Biodiesel (%) Biodiesel solar+m.sawit+metanol Biodiesel solar+m.sawit+etanol Biodeisel solar+m.sawit+butanol
Gambar 3. Grafik perubahan Titik nyala Biodiesel
Gambar  3  menunjukkan  perubahan  nilai titik  nyala  biodiesel  dengan  persentase volume  minyak  sawit  yang  bervariatif. Secara umum kenaikan persentase volume  minyak  sawit  mengakibatkan penurunan  nilai  titik  nyala.  Biodiesel campuran solar-minyak sawit-etanol merupakan  biodiesel  dengan  nilai  titik nyala  paling  tinggi  sedangkan  biodiesel campuran solar-minyak sawit-metanol menghasilkan  nilai  titik  nyala  yang  lebih rendah  dibandingkan  biodiesel  campuran solar-minyak  sawit-etanol  yaitu  sebesar 80,83%.  Penambahan  persentase  volume minyak  sawit  sebesar  85%  menunjukkan penurunan  nilai  titik  nyala  tertinggi  dari semua jenis biodiesel.
Titik  nyala  adalah  temperatur  saat  bahan bakar  akan  menghasilkan  api  (terbakar) jika  dikenai  sumber  api,  dan  kemudian mati dengan sendirinya dalam rentan yang cepat. Penurunan nilai titik nyala menunjukkan  bahan  bakar  lebih  mudah untuk  proses  penyalaan  (Wahyu,  2016). Titik nyala yang rendah akan meningkatkan daya bakar atau flamibilitas bahan  bakar  yang  dapat  mempengaruhi laju  pembakaran  dalam  mesin  bakar. Sehingga semakin cepat laju pembakaran akan  meningkatkan  temperatur  dalam ruang  bakar  yang  selanjutnya  dapat menghasilkan daya kerja yang lebih tinggi pada mesin (Suprihadi,
2008).
Peningkatan  temperatur  ruang  bakar memicu  pembentukan  emisi  NOx(Chang,
2014).  Nilai  titik  nyala  yang  lebih  rendah daripada  solar  murni  memudahkan  bahan bakar  terbakar  lebih  dini  sehingga  terjadi detonasi  dan  akan  menurunkan  performa dan meningkatkan konsumsi bahan bakar
Potensi  Propertis  Nilai  kalor  Biodiesel campuran  Solar-minyak  sawit-alkohol metanol/etanol/butanol
D100 B30 B40 B50 B60 B70 B80 B100 34 36 38 40 42 44 Biodiesel solar+m.sawit+metanol Biodiesel solar+m.sawit+etanol Biodeisel solar+m.sawit+butanol Nilai ka lo r (MJ /Kg) Volume Biodiesel (%)

## Gambar 4. Grafik Propertis Nilai kalor
Biodiesel
Gambar  4  adalah  presentasi  pengukuran propertis  nilai  kalor  biodiesel  campuran solar-minyak
sawit-alkohol
metanol/etanol/butanol. Secara umum, peningkatan  persentase  volume  minyak sawit  mengakibatkan  penurunan  nilai kalor. Penurunan nilai kalor tertinggi terjadi pada pengukuran propertis biodiesel campuran solar-minyak sawit-etanol dibandingkan biodiesel solar-minyak sawit- metanol  dan  biodiesel  solar-minyak  sawit- butanol.  Penurunan  nilai  kalor  tertinggi terjadi  pada  biodiesel  dengan  persentase minyak  sawit  85%  sebesar  19,43% dibandingkan D100.
Menurut  Huang  (2017)]  bahwa  nilai  kalor yang  rendah  dari  biodiesel  mengurangi tekanan  puncak  dalam  silinder  dan pelepasan panas puncak sehingga mengakibatkan peningkatan konsumsi bahan  bakar.  Tendensi  juga  terjadi  pada Dhar.  2014;  Elzahaby,  2018).  Selain  itu, nilai  kalor  yang  rendah  dari  bahan  bakar biodiesel mengakibatkan penurunan brake power  dan  brake  torque.  Semakin  tinggi kandungan  biodiesel  brake  power  dan brake  torque  semakin  menurun.  Hal  ini
Pengaruh Variasi Volume Minyak Sawit Terhadap Sifat Kimia Dan Sifat Fisik Biodiesel Campuran Solar- Minyak Sawit-Alkohol (Metanol, Etanol,Butanol) ( Syarifudin, Heru Nur Cahyo, Agus Suprihadi, Dairoh)
dikarenakan  penurunan  temperatur  ruang bakar akibat rendahnya nilai kalor biodiesel  (Tan,  2017;  Syarifudin,  2019). Penurunan  temperatur  akan  mengurangi produksi  emisi  NOx  namun meningkatkan emisi  jelaga    Bakar  (Sugeng,  2014;  Isik, 2017) .

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  propertis biodiesel solar-minyak sawit-alkohol metanol/etanol/butanol yang telah dilakukan disimpulkan sebagai berikut:
1.  Semakin  tinggi  persentase  volume minyak  sawit  dalam  biodiesel,  sifat kimia (viskositas) semakin tinggi.
2.  Penambahan persentase volume
minyak sawit dalam biodiesel mengakibatkan  penurunan  sifat  fisik nilai kalor dan flash point.
3.  Pengunaan biodiesel dengan viskositas yang  tinggi,  nilai  kalor  dan  flashpoint yang  rendah  berpotensi  buruk  bagi performa  dan  emisi  gas  buang  mesin diesel.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimakasih;
mengucapkan terimakasih kepada Direktorat Pengembangan Teknologi Industri, Direktorat  Jenderal  Penguatan  Riset  dan Pengembangan, Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia
karena telah membantu membiayai penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Aa  Setiawan  &  Syaiful,  2016. Pengaruh Campuran  High  Purity  Metanol  (HPM)- solar menggunakan Sistem EGR terhadap Performa  dan  Emisi  Jelaga  pada  Mesin
Diesel Injeksi Langsung . Jurnal
Mechanical,  Universitas  Lampung.  Vol.7, No.1.
Aly M.E, Medhat E, Hagar A.B, Saad M.E, Abdel  M.M,  2018. Kinetic  Modeling  and Experimental  Study  on  The  Combution, Performance and Emission Characteristics
of  a  PCCI  Engine  Fueled  with  Ethanol- Diesel  Blends .  Egyptian  Journal  of Petroleum. pp.27, 927-937.
Atul D & Ayinash K.A, 2014. Performance, Emission  and  Combution  Characteristics of  Karanja  Biodiesel  in  a  Transportation Engine . Fuel, pp.119, 70-80.
A.  Amin,  A.  Gadallah,  A.K.  El  Morsi,  N.N. El Ibiari, G.I. El Diwani, 2016.
Experimental  and  Empirical  Study  of Diesel  and  Castor  Biodiesel  Blending Effect  on  Kinematic,  Viscosity,  Density, and  Calorific  Value .  Egyptian  Journal  of Petroleum.
Ejilah  I.R,  Asere  A.A,  Adisa  A.B,  Ejila  A, 2010. The  Effect  of  Diesel  Fuel-Jatropha Curcas  of  Methyl  ester  Blend  on  The performance of A Variable Speed Compression  Ignition  Engine ,  Australian Journal  of  Agricultural  Engineering,  pp.3, 80-85.
Golmohammad  K,  Mahmoud  K,  Kamran K, 2019. Effect of Biodiesel-Ethanol-Diesel Blends  on  The  Performance  Indicators  of a  Diesel  Engine:  a  Study  by  Response
Surface Modeling . Applied Thermal
Engineering. pp.148, 1385-1394
Haozhong  H,  Qingsheng  L,  Wenwen  T, Qingxin  W,  2017. The  Potentials  for Improving  Combution  Performance  and Emission  in  Diesel  Engines  by  Fueling  N- butanol/Diesel/POD3-4  Blends .  Energy Procedia. pp.105, 914-920.
Mega  N.S,  2018. Pengaruh  Prosentase
Minyak Goreng Bekas terhadap Karakteristik Pembakaran Droplet Biodiesel .  Flywheel,  Jurnal  Teknik  Mesin Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Vol.4, No.2.
M. Zerrakki I, Hasan B, Bahattin I, Huseyin A,  2017. The  Effect  of  n-butanol  Additive on  Low  Load  Combution,  Performance and  Emissions  of  Biodiesel-diesel  Blends in  a  Heavy  Duty  Diesel  Power  Generator . Journal  of  The  Energy  Institute.  pp.90, 174-184.
P.Y.  Topo  S  &  Korinus  N.  W,  2008. Pengembangan  Bahan  bakar  Hijau  untuk
Mesin Diesel . Prosiding Seminar Nasional Teknoin, Universitas Islam Indonesia.
Sachin  M.K,  P.  Abdul  S,  Manida  T, Nuwong  C,  2019. Performance  and Emission Asessment of Optimally Blended Biodiesel-Diesel-Ethanol  ini  Diesel  Engine Generator .  Applied  Thermal  Engineering. pp.155, 525-533.
Septian  T.K,  R.  Bagus  S.M,  Novi  L.I, 2019. Torsi  dan  Daya  Mesin  Diesel  2,5 liter  berbahan  bakar  Biodiesel  Campuran Minyak  Kelapa  Sawit .  Prosiding  Seminar Nasional  Energi  &  Teknologi,  Universitas Islam “45” Bekasi.
Sobri & Syaiful, 2014. Pengaruh Methanol terhadap  Penurunan  Emisi  Jelaga  (SootO Gas  Buang  Mesin  Diesel  dengan  Sistem Cold  EGR  menggunakan  bahan  bakar
Campuran Biosolar dan Jatropa. Proseding Seminar Nasional Teknik
Mesin, Universitas Trisakti.
Syarifudin  &  Syaiful,  2019. Pengaruh Penggunaan  Energi  Terbarukan  Butanol terhadap  Penurunan  Emisi  Jelaga  Mesin Diesel  Injeksi  Langsung  berbahan  bakar Biodiesel  Campuran  Solar  dan  Jatropa . Jurnal  Infotekmesin,  Politeknik  Negeri Cilacap. Vol.10, No.01.
Wahyu  A,  Patria  R,  Hadi  H,  Bayu  S.P, Wishnu  P, Karakteristik  Bahan  bakar Diesel  dengan  Penambahan  Etanol  dan Metanol . Jurnal Teknologi Terpadu, Politeknik Negeri Balikpapan. Vol.4, No.2.
Yie H.T, Mohammad O.A, Cirilo N, Nur S, Ahmad  Z,  Georgie  W.A,  2017. Engine Performance and Emissions Characteristics  of  a  Diesel  Engine  Fueled with Diesel-biodiesel-bioethanol Emulsions . Energy Conversion and Management. pp.132, 54-64.
Yustinah  &  Rosdiana,  2014. Pengaruh Konsentrasi Asam Sitrat terhadap Penurunan Bilangan Asam dan Kepekatan
Warna  Minyak  Jelantah  melalui  Proses Adsorpsi. Jurnal  Konversi.  Universitas Muhammadiyah Jakarta. Vol.3, No.1.
Yu-Cheng  C,  Wen-Jhy  L,  Tser  S.W, Chang-Yu  W,  Shui-Jen  C,  2014. Use  of
Water  Containing  Acetone-butanol-etanol for  NOx-PM  (Nitrogen  Oxide-Particulate Matter)  Trade-off  in  The  Diesel  Engine Fueled with Biodiesel . Energy. pp.64, 678- 687.