Syntax Literate: Jurnal  Ilmiah  Indonesia – ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398 Vol.  2, No 8 Agustus  2017

## ANALISA  SIFAT  PENGUAPAN  DAN  SIFAT  PEMBAKARAN  PADA  MINYAK SOLAR
Ghusrina  Prihandini,  Dhewangga  Pratama,   Puji  Astuti  Ibrahim Akademi Minyak  dan Gas Balongan  Indramayu ghuzrinaprihandini@yahoo.com

## Abstrak:
Penelitian  ini  difokuskan  pada  karakteristik  dan  spesifikasi  standar  dengan pengujian minyak solar terhadap sifat penguapan  (uji distilasi dan uji flash point) dan sifat pembakaran (uji cetane number) untuk memperoleh emisi gas buang yang lebih ramah lingkungan.  Minyak solar merupakan bahan bakar untuk mesin diesel yang  terdiri  dari  beberapa  campuran  senyawa  hydrocarbon  C 15 sampai C 20 yang dapat terbakar spontan di suhu 350˚C . Metode yang digunakan antara lain ASTM D-86  untuk  uji  distilasi,    ASTM  D-4052  untuk  uji  densitas,  ASTM  D-93  uji Flash Point, ASTM D 4249 untuk analis Sulfur. Digunakan sepuluh sampel yang berbeda untuk  mengetahui  persen  komposis  yang  pas.  Proses  distilasi  digunakan  untuk mengetahui  sifat  volatilitasnya  berdasarkan  kurva  distilasinya.  Dari  hasil pengujian  dan  pembahasan  mengenai  flash  point,  distilasi,  dan  cetane  number diperoleh  nilai  optimum  sebesar  68˚C,  347˚C  pada  90%  volume  penguapan,  dan 51,5 secara berturut-turut yang terdapat pada sampel 1. Dari penelitian ini penulis dapat  menyimpulkan  bahwa  pengujian  flash  point,  distilasi,  dan  cetane  number mendapat hasil maksimum.
Kata Kunci: Sifat  Penguapan,  Sifat  Pembakaran,  Minyak  Solar

## Pendahuluan
Minyak  bumi  masih  menjadi  komoditas  utama  di  Indonesia  sampai  saat  ini,  baik menjadi  sumber  energi  atau  sebagai  bahan  dasar  produk  turunan  untuk  memenuhi kebutuhan  masyarakat  ataupun  industri.  Salah  satu  produk  dari  minyak  bumi  ialah minyak  solar.  Minyak  solar  dewasa  ini  menjadi  salah  satu  bahan  bakar  yang  paling sering  dipakai  oleh  masyarakat.  Konsumsi  minyak  solar  di  Indonesia  mencapai  angka 16,24  juta  kilo  liter  per  tahun  atau  sekitar  44.000  kilo  liter  per  hari.  (BP  Statistical Riview  of  World Energy,  2016).
Hampir  semua  jenis  kendaraan  bermotor  diesel  dengan  putaran  rendah  (<300 rpm)  sampai  mesin  dengan  putaran  tinggi  (>1000  rpm)  menggunakan  bahan  bakar  jenis ini.  Permintaan  minyak  solar  semakin  bertambah  seiring  bertambahnya  jumlah kendaraan  bermotor  diesel.  Kelebihan  dari  salah  satu  fraksi  gasoil  ini  adalah  tenaga
yang  besar  dan  konsumsi  bahan  bakar  yang  rendah,  sedangkan  kelemahanya  adalah emisi  gas  buang  yang  dihasilkan  sangat  berbahaya  karena  masih  banyaknya  beberapa impurities  yang  dihasilkan  dari  proses pembakarannya.
Peningkatan  program  ramah  lingkungan  dengan  penurunan  emisi  gas  buang  dari kendaraan  bermotor,  telah  menuntut  pula  peningkatan  persyaratan  bahan  bakar  minyak solar  dengan  pembatasan  kandungan  hidrokarbon  tak-jenuh  dan  sulfur.  Oleh  karena  itu perlu  diadakan  pengujian  agar  didapat  spesifikasi  yang  ramah  lingkungan  saat  menjadi emisi  gas buang  sisa  pembakaran.
Minyak  solar  atau  bahan  bakar  diesel  adalah  suatu  campuran  dari  hydrocarbon yang  dihasilkan  dari  proses  pengolahan  (distilasi  atmosfer  dan hydrocracker )  dari  crude oil  pada  temperatur  200-350 0 C  (Karjono,  2006).  Minyak  solar  juga  terdiri  atas hidrokarbon  parafin,  olefin,  naftena  dan  aromatic,  umumnya  komponen  minyak  solar terdiri  atas  hidrokarbon  distilasi  langsung  dari  minyak  bumi  ( straight  run  gasoil ), namun  komponen  solar  lainnya  seperti  solar  rengkahan  termal  ( visbroken  gasoil dan coker  gasoil )  dan  proses  katalitik  ( cycle  gasoil dan hydrocracked  gasoil )  juga  banyak digunakan.
Mutu  solar  distilasi  langsung  berasal  dari  minyak  bumi  yang  dipengaruhi  oleh sifat  minyak  tersebut,  diantaranya  adalah  komposisi  hidrokarbon  dan  kadar  sulfur. Emisi  gas  buang  dari  kendaraan  bermotor  harus  diturunkan,  antara  lain  hidrokarbon (HC),  gas  racun  (NOx,  CO  dan  SOc)  dan  partikulat  (Zhu,  2012).  Pengaruh  kadar aromatik  dan  angka  setana  pada  emisi  gas  buang  hasil  pembakaran.  minyak  solar  ramah lingkungan  yang  dicirikan  adalah  angka  setana  tinggi,  kadar  aromatik  dan  sulfur  rendah, dan  kisaran  titik  didih  yang  lebih  ketat  yang  dapat  dibuat  dari  komponen  solar  bermutu tinggi  yaitu  solar  hidrorengkahan  ( hydrocracked  gasoil )  dan  solar  hidromurnian ( hydrotreated gasoil ). (Nasution,  2010).
Telah  diketahui  bahwa  mesin  berbahan  bakar  fosil  didesain  dengan  efisiensi pembakaran  yang  tinggi.  Namun  demikian  mesin  memiliki  beberapa  kekurangan,  salah satunya  adalah  polusi  emisi  yang  tinggi  dan  mengandung  substansi  yang  berbahaya termasuk  zat  partikulat  dan  NOx  yang  dihasilkan  selama  proses  pembakaran  (Aslan, 2015).

## Metode Penelitian
Solar  48,  gas  O2  dan  beberapa  solvent  diambil  dari  sumber  komersil. Seperangkat  alat  destilasi  dari  merk  Tanaka  sedangkan  alat  uji  densitas,  chamber  dan vessel  dari  Parr  instrument.  Alat  uji  cetane  number  dari  merk  Cooperative  Fuels Research  (CFR)  F5  dan  X-Ray  Sulfur  Analyzer  dari  Oxford  Instrument.  Sampel  yang akan  digunakan,  disimpan  pada  botol  polietilen  dan  diisolasi  kemudian  didinginkan pada  temperatur  8-15 0 C  untuk  menghindari  penguapan  dari  komponen  yang  volatil.
Pada penelitian  ini  menguji  solar  48 dengan  10 macam  sampel.
Dari  proses  distilasi  diperoleh  IBP,  T10  (10%  volum  distilat)  sampai  dengan T90  (90%  volum  distilat)  dan  FBP.  Percobaan  distilasi  dilakukan  pada  tekanan atmosferis  menggunakan  seperangkat  alat  destilasi  dengan  mengikuti  prosedur  pada ASTM  D86.  Untuk  tes  analisa  100  mL  sampel  yang  didinginkan  sebelumnya  diletakkan pada  spesifik  distilation  flask  coupled  untuk  di  sensor  dan  dipanaskan  dengan  rate ditilasi  sebesar  4-5  mL/menit.  Uap  yang  terdistilasi  terkondensasi  dan  dikumpulkan pada beaker glass  sehingga  diperoleh  kurva  distilasi.
Pengujian  Flash  point  dengan  menggunakan  metode  ASTM  D-93.  Sampel  pada oil  cup  dipanaskan  hingga  naik  6-7 0 C  permenit.  Nyala  flame  tester  diatur  hingga membentuk  sudut  90 0 C  satu  sama  lain,  dimana  kedua  ujungnya  bertemu  dalam  satu titik  nyala  api.  Ukuran  nyala  api  sebesar  ±4  mm  (api  biru).  Sampel  distirrer  hingga mencapai  suhu  17 0 C dibawah  titik  nyala  api.
Pengujian  penyalaan  dilakukan  dengan  mendekatkan  flame  tester  keats permukaan  contoh  selama  1  detik.  Pengujian  penyalaan  diulang  setiap  kenaikan temperatur  2 0 C.  Pengujian  cetan  number  dengan  menggunakan  metode  ASTM  D-613. Kondisi  operasi  dibawah  temperatur  tinggi  sehingga  diperlukan  air  pendingin  agar  tidak terjadi  overheat  pada mesin.
Sebelumnya  mesin  dipanaskan  selama  30-45  menit  dan  katup  air  pendingin dibuka.  Setelah  sampel  masuk  pada  bahan  bakar  dilakukan  fleshing  dan  setting Injection  Advance  bahan  bakar  menjadi  130  sampai  konstan.  Perhitungan  angka  Setana dilakukan  dengan  menginterpolasi  pada pembacaan  handwheel  dengan  persamaan.
Dilakukan  pembanding  Reference  T  -  Bahan  bakar  solar  dengan  angka  setana rata-rata  (CNARV)  berkisar  73-75  dan  Reference  U  -  Bahan  bakar  solar  dengan  angka
setana  rata-rata (CNARV)  berkisar  20-22. Persamaan  1
HW S - HW LRF
CN S = CN LRF + ───────     (CN HRF – CN LRF )
HW HRF - HW LRF
Keterangan:
CN S = Angka  Setana Sampel CN LRF
= Angka  Setana renda
Reference 2 CN HRF
= Angka  Setana tinggi Reference 1 HW S = Pembacaan Handwheel Sampel
Metode  yang  digunakan  menggunakan  ASTM  D  4294.  Sebelumnya,  pada  alat mesin  dilakukan  kalibrasi  terlebih  dahulu,  setelah  sampel  terukur,  hasil  kandungan sulfur  yang  tertera  adalah  dalam  bentuk  % massa.

## Hasil dan Pembahasan
Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengujian  terhadap  sepuluh  sampel  bahan  bakar minyak  solar  jenis  48 menggunakan  beberapa metode  uji  seperti  dibawah  ini

## 1. Densitas
Densitas  merupakan  salah  satu  property  bahan  bakar  yang  sangat  penting karena  mempengaruhi  proses  produksi,  transportasi  dan  distribusi  bahan  bakar. Dengan  alasan  tersebut,  maka  keakuratan  densitas  bahan  bakar  menjadi  hal  yang penting  untuk  perhitungan  konsumsi  energi  karena  mempengaruhi  massa  dan injeksi  bahan  bakar  dan  heating  value  (Ramirez,  2012).  Densitas  bersama  dengan tekanan  uap,  difusivitas  uap  dan  tegangan  permukaan  mempengaruhi  struktur  spray bahan  bakar, pembakaran  dan karakteristik  emisi.
Pada  uji  bahan  bakar  minyak  solar  batasan  minimal  densitas  adalah  45 kg/m3  dan  maksimal  870  kg/m3.  Pada  Tabel.  1  didapat  hasil  pengujian  dalam  rho API pada 15 0 C, menunjukkan  bahwa  densitas  tertinggi  diperoleh  pada sampel  1.

## Tabel 1
Densitas minyak solar pada  sepuluh  sampel Sampel Densitas (g/cm 3 ) 1 0,8328 2 0,8339 3 0,8267 4 0,8577 5 0,8533 6 0,8325 7 0,8261 8 0,8324 9 0,8252 10 0,8329

## 2. Distilasi
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  secara  kuantitatif  karateristik batasan  titik  didih  pada  produk  petroleum.  Saat  pengujian  setiap  volume  penguapan yang  terjadi  akan  tercatat  berapa  temperaturnya,  namun  data  yang  diambil  adalah pada  saat  terjadi  90%  volume  penguapan.  Untuk  bahan  bakar  minyak  solar  batasan maksimum  uji  Distilasi  adalah  370 0 C.  Dari  hasil  percobaan  Tabel  2 mengindikasikan  untuk  uji  temperatur  akhir  penguapan  (FBP)  pada  sepuluh  sampel bahwa  pada  sampel  1  sampai  dengan  6  suhu  akhir  bekisar  350 0 C  kemudian  terus meningkat  pada  sampel  7  sampai  9  mencapai  suhu  360 0 C.  Pada  Tabel  2,  hasil pengujian  distilasi  yang  dinyatakan  memenuhi  standar  spesifikasi  SK  Dirjen  Migas No.  933  K/10/DJM.S/2013  pada  distilasi  10%  volume  penguapan,  50%  volume penguapan,  90% volume.
Tabel. 2 Distilasi solar 48 pada  90% volum  penguapan Sampel Suhu  ( 0 C) 1 347 2 349 3 357 4 350 5 360 6 348 7 363,5 8 353,5 9 362,5 10 348
3. Flash point
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengukur  suhu  terendah  dimana  campuran uap  minyak  sampel  dan  udara  terbakar  sesaat  pada  saat  api  pencoba  dilewatkan diatasnya.  Dari  pengujian  ini  akan  diketahui  bahan  bakar  tersebut  termasuk  bahan bakar  yang  mudah  terbakar  atau  tidak.  Bakar  minyak  solar  mempunyai  batasan minimum  flash  point  nya  adalah  52 0 C.  Dari  hasil  uji  flash  point  manual  didapat hasil  pada Tabel  3.
Tabel. 3 Flash point solar 48 pada sepuluh  macam  sampel Sampel Suhu  ( 0 C) 1 68 2 63 3 67 4 80 5 78 6 69 7 66 8 69 9 68 10 69

## 4. Cetane Number
Pengujian  tersebut  untuk  mengukur  cetane  number  yaitu  kemampuan  bahan bakar  menyala  dengan  sendirinya  ( auto  ignition )  dalam  ruang  bakar  dari  motor diesel.  Semakin  tinggi  cetane  number  menandakan  bahan  bakar  tersebut  semakin bersih  dari  timbal  yang  menjadi  impurities.
Batas  minimal  cetane  pada  bahan  bakar  minyak  solar  adalah  48.  Hal  ini tentu  lebih  rendah  jika  komparasikan  dengan  bahan  bakar  biodiesel  yang  cetane number  nya  bisa  diatas  55,  namun  bahan  bakar  biodiesel  flash  point  nya  sangat tinggi  sehingga  lebih  susah  terbakar  karena  perlu  suhu  yang  tinggi  hingga  lebih  dari 140 0 C.
Jadi  sekarang  ini  untuk  mengefektifkan  bahan  bakar  pada  mesin  diesel minyak  solar  di  blending  dengan  biodiesel  menjadi  biosolar,  hal  ini  agar  didapatkan cetane  number  yang  lebih  tinggi  dari  minyak  solar  dan  flash  point  yang  lebih
rendah  jika  dibandingkan  biodiesel.
Tabel 4

## Nilai Cetane Number
Sampel CN HRF dan CN LRF HW S HW HRF dan HW LRF Nilai Angka Setana 1 50,1 dan 45,1 15,78 15,70 dan 15,45 51,5 2 50,1 dan 45,1 15,95 16,78 dan 15,96 49,8 3 50,1 dan 45,1 15,61 15,70 dan 15,45 48,3 4 55,1 dan 50,1 15,75 15,99 dan 15,70 51 5 55,1 dan 50,1 15,79 15,99 dan 15,70 51,7 6 55,1 dan 50,1 15,80 15,99 dan 15,70 51,8 7 50,1 dan 45,1 15,60 15,70 dan 15,45 48,1 8 55,1 dan 50,1 15,76 15,99 dan 15,70 51,1 9 50,1 dan 45,1 15,62 15,70 dan 15,45 48,3 10 55,1 dan 50,1 15,78 15,99 dan 15,70 51,6

## 5. Analisa  Sulfur
Pada  pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengukur  kandungan  Sulfur  yang terdapat  pada  sampel  dengan  hasilnya  dalam  % massa .  Semakin  banyaknya kandungan  sulfur  yang  terdapat  dalam  minyak  solar  akan  menurunkan  nilai  kalori pada  minyak  solar  tersebut,  oleh  karena  itu  keberadaan  sulfur  sangat  dibatasi. Untuk  bahan  bakar  minyak  solar  batasan  maksimum  kandungan  Sulfurnya  adalah 0,30 % m/m.  Dari  hasil  uji X-Ray Sulfur Analyzer dapat dilihat  pada Tabel.5
Tabel 5 Kandungan  Sulfur  pada sepuluh  sampel Sampel % Massa 1 0,03 2 0,04 3 0,06 4 0,132 5 0,121 6 0,072 7 0,092 8 0,073 9 0,09 10 0,073

## Kesimpulan
Hasil  pengujian  distilasi  digunakan  90% volume penguapan  sebagai  FBP diperoleh  hasil  maksimum  pada  sampel  1.  Pada  uji flash  point diperoleh  hasil  terbaik pada  sampel  4.  Pada  uji cetane  number diperoleh  hasil  terbaik  pada  sampel  6. Sedangkan  untuk  uji  Sulfur  hasil  terbaik  diperoleh  pada  sampel  1.  Namun  secara keseluruhan  untuk  semua  uji  diperoleh  hasil  optimum  pada  sampel  1  dengan  nilai flash point ,  distilasi,  dan cetane  number sebesar  68 ˚C,  3 47 ˚C  pada  90%  volume penguapan,
dan 51,5 secara berturut-turut.

## BIBLIOGRAFI
Aslan  R,  Altimis  K,  Keskin  A.  2015. The  pollutant  emissions  from  diesel  engine vehicles  and  exhaust  after  treatment  system .  Clean  technol  environ,  Vol.  17,  pp. 15-27.
Karjono. 2006. Proses Pengolahan Minyak dan Gas Bumi . Cepu:
Nasution,  As.  2010. Proses  Pembuatan Bensin Dan Solar Ramah Lingkungan . Jakarta : PPPTMBG  Lemigas.
NN. 2016. Statistical Review of World Energy 2016. Disudur dari https://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energy-economics/statistical-review-
2016/bp-statistical-review-of-world-energy-2016-full-report.pdf (21 Juli 2017
pukul  14.32 WIB)
Ramirez-Verduzco  Dkk.  2012. A  predicting  cetan  number,  kinematic  viscosity,  density and higher heating value of biodiesel from its fatty acid methyl ester composition. Fuel  pp.102-111
ZHU  L,  CHEUNG  Z,  HUANG  Z.  2011. Combustion  performance  and  emissions characteristic  of  a  diesel  engine  fueled  with  ethanol-biodiesel  blend .  Fuel characteristic,  Vol.  90, pp. 1743.