## Analisa Konsumsi Penggunaan Bahan Bakar Campuran Biodiesel Jarak Pagar dan Solar pada Boiler

## Mariyamah mariyamah
Fakultas Sains dan Teknologi,UIN Raden Fatah Palembang Email : mariyamah_uin@radenfatah.ac.id

## ABSTRAK
Kebijakan  energi  nasional  yaitu  dengan  dikeluarkannya  Perpres  No.5  Tahun  2006 dan  telah  dikuatkan  dengan  dikeluarkannya  Peraturan  Menteri  ESDM  No.  12  Tahun  2015 dimana penggunaan biodiesel di tahun 2025 dapat mencapai 30 % dari kebutuhan yang ada baik dari sektor transportasi, rumah tangga maupun industri sehingga menuntut untuk dapat segera direalisasikan.
Penggunaan  bahan  bakar  biodiesel  telah  digunakan  di  transportasi  sedangkan penggunaan  bahan  bakar  di  industri  khususnya  boiler  sampai  saat  ini  belum  terpublikasi. Dimana boiler merupakan peralatan industri yang sangat menentukan dalam proses industri, terutama pada industri kimia, pupuk & petrokimia, oil & gas, manufaktur lainnya.
Penelitian  menggunakan  bahan  bakar  campuran  biodiesel  dari  jarak  pagar  yang disubstitusi kedalam solar sebagai bahan bakar boiler dan dianalisa dari pertama kali boiler dihidupkan  hingga  mencapai  kondisi  steady  state  yaitu  kondisi  dimana  steam  sudah  tidak mengandung uap air lagi. Penelitian ini penting dilakukan karena berhubungan erat dengan besarnya  jumlah  konsumsi  bahan  bakar  dalam  produksi  steam  yang  dihasilkan.  Hasil pembakaran di boiler dilihat dari uap saturated steam yang dihasilkan dan tekanan steamserta parameter  uji  yang  diukur/analisa  adalah  konsumsi  bahan  bakar  (%V)  dengan  rasio campuran bahan bakar antara solar dan biodiesel jarak pagar (B5,B10,B15,B20).
Penelitian  terhadap  campuran  bahan  bakar  antara  solar  dan  biodesel  jarak  pagar (B5,B10,B15,B20)  pada  keadaan  steady  state  memberikan  hasil  bahwa  konsumsi  bahan bakar campuran biodiesel dan solar tidak jauh berbeda.
Kata kunci : biodiesel; jarak pagar; konsumsi

## ABSTRACT
Policy of national energy that is with releasing of Perpres No. 5 The year 2006 and has  been  strengthened  it  with  Permen  ESDM  number  12  the  year    2015  where  usage  of biodesel  in  the  year  2025  can  reach  30  %  from  the  requirement  either  from  transportation sector, household and also industry causing claims to be able to soon is realized
Fuel consumption biodiesel has been applied intransportation while fuel consumption in  industry  especially  boiler  till  now  has  not  been  publication.  Where  boiler  is  a  real industrial equipment determines in process of industry, especially at chemistry, fertilizer & petrochemical, oil & gas, and other manufacture
Research  applies  mixture  fuel  biodiesel  from  jatrophacurcassubstitution  by  diesel fuel as component of burning boiler and analysed from the beginning of  boiler burned until reach  condition  of  steady  state  that  is  condition  where  steam  had  didn’t  contain  aqueous vapour  again.  Research  is  important  done  closely  related  with  level  of  number  of  fuel consumptions in produce of steam yielded. Result of combustion in boiler seen from vapour saturated steam yield, pressure steam and test parameter which  analyzed is consumption of fuel  (%V)  with  fuel  mixture  ratio  between  diesel  fuel  jatropha  curcas  biodiesel  (B5,  B10, B15, B20).
Research  to  fuel  mixture  between  diesel  fuels  and  jatrophacurcas  biodiesel  in  the steady  state  gives  result  that  consumption  of  mixture  fuel  biodiesel  and  diesel  fuel  is  not different far.
Keywords : biodiesel; consumption; jatropha curcas

## PENDAHULUAN
Energi fosil khususnya minyak bumi,merupakan sumber energi utama dan sumber  devisa  negara.  Namun  demikian, cadangan  minyak  bumi  yang  dimiliki Indonesia  jumlahnya  terbatas.  Sementara itu,  kebutuhan  manusia  akan  energi semakin  meningkat  sejalan  dengan  laju pertumbuhan  ekonomi  dan  pertambahan penduduk. Oleh karenanya berbagai upaya telah  dilakukan  untuk  mencari  bahan bakar  alternatif  yang  memiliki  sifat  dapat diperbaharui  (renewable)  dan  ramah lingkungan.
Kebijakan  Energi  Nasional  (KEN) yang ditetapkan pemerintah dalam Perpres No.5/2006  adalah  sebagai  respon  dari krisis energi  yang berdampak pada semua sektor  kehidupan  di  Indonesia.  Dari gambar  1.1  tampak  bahwa  energi  baru terbarukan  ditingkatkan  hingga  17  %, dimana  salah  satunya  yaitu  bahan  bakar nabati  (biofuel)  5  %.  Dalam  rangka percepatan  penyediaan  dan  permanfaatan Bahan  Bakar  Nabati (Biofuel) sebagai Bahan  Bakar  lain  maka  dikeluarkanlah Peraturan  Menteri  ESDM  No.  32  tahun 2008  tentang  Penyediaan,  Pemanfaatan dan  Tata  Niaga  Bahan  Bakar  Nabati (Biofuel)  sebagai  bahan  bakar  lain  dan telah  disosialisasikan  pada  13  Oktober 2008  dan  terakhir  kali  diubah  dengan Peraturan  Menteri  ESDM  Nomor  12 Tahun  2015,  dimana  diharapkan  pada tahun  2025  semua  sector  baik  pelayanan umum,  transportassi  non  PSO,  industry dan  komersial  serta  pembangkit  listrik wajib memanfaatkan biodiesel  sebesar 30 % dari kebutuhan total masyarakat.
Indonesia  dikenal  sebagai  negara yang  kaya  akan  keanekaragam  hayati dengan memilki banyak tanaman
penghasil  minyak  nabati  selain  kelapa sawit,  salah  satunya  adalah  Jarak  Pagar ( Jatropha Curcas). Jarak Pagar merupakan tumbuhan  non  pangan  dan  tumbuhan  ini pun  mencapai  produksi  optimum  5760  kg minyak  per  hektarnya  pada  tahun  ke-6 masa  tanam  dengan  rendemen  30% minyak (Soerawidjaja, 2003).
Namun  Pengalihan  bahan  bakar bersumber  minyak  bumi  ke  minyak biodiesel  tidak  dapat  secara  otomatis diaplikasikan pada mesin diesel. Perbedaan sifat ( properties ) kedua minyak bahan  bakar  tersebut  mempengaruhi konstruksi system saluran bahan bakar dan pengaturan  saat  pembakaran  ( injection timing ).  Kekentalan  minyak  biodiesel lebih  besar  dari  pada  minyak  diesel sehingga  akan  mempengaruhi  laju  aliran di system saluran bahan bakar dan formasi pengabutan bahan bakar oleh injektor.
Flash  point  dan  pour  point kedua bahan bakar berbeda sehingga mempengaruhi pengaturan ( setting ) injeksi bahan bakar ( injection danignation timing )  (Tyson,  2004).  Bahan  bakar biodiesel  mudah  mengeras  ( aging )  dan mengalami  oksidasi  ( oxidation )  sehingga korosi  di  saluran  bahan  bakar  mudah terjadi  (Stombaugh  at.  all.,  2006;  Strawn, 1995).  Bahan  bakar  biodiesel  mempunyai masalah  kestabilan  (stability)  (Tyson, 2004).
Pengujian  bahan  bakar  biodiesel pada  mesin  diesel  menunjukkan  indikasi yang  baik  pada  waktu-waktu  awal  namun untuk  kerjaakan  mengalami  penurunan setelah waktu berjalan agak lama. Durability test menunjukkan bahwa mesin akan  gagal  operasi  secara  awal  ketika beroperasi  dengan  bahan  bakar  campuran yang mengandung minyak tumbuhan.
Tabel. 1 Pentahapan kewajiban minimal pemanfaatan biodiesel (B100) sebagai campuran
bahan bakar minyak Jenis sektor April 2015 Januari 2016 Januari 2020 Januari 2025 keterangan Rumah tangga - - - - Saat ini tidak ditentukan Usaha Mikro, Usaha Perikanan,  Usaha  pertanian, Transportasi,  dan  pelayanan Umum (PSO) 15% 20% 30% 30% Terhadap kebutuhan total Transportasi Non PSO 15% 20% 30% 30% Terhadap kebutuhan total Industri dan Komersial 15% 20% 30% 30% Terhadap kebutuhan total Pembangkit Listrik 25% 30% 30% 30% Terhadap kebutuhan total
Aplikasi  bahan  bakar  petroleum yang  dicampur  dengan  biodiesel  dimana sifat  bahan  bakar  petroleum  cenderung membentuk  endapan  (deposit)  dan  sifat bahan bakar tumbuhan yang bias melumasi ( lubrication ability )
menyebabkan  endapan  bias  lepas  dan bergerak/berpindah  dan  efek  lebih  lanjut dapat menyumbat saluran bahan bakar dan saringan  (Sri  Utami,  2006).  Di  sisi  lain, Biodiesel  juga  mengefisienkan  pemakaian bahan  bakar  dan  pelumasan  mesin, sehingga  jarak  tempuh  dan  umur  mesin lebih panjang (Sri Utami, 2006).
Salah  satu  peralatan  mesin  yang menggunakan  bahan  bakar  diesel  adalah boiler, dimana boiler merupakan peralatan industri  yang  sangat  menentukan  dalam proses  industri,  terutama  pada  industry kimia,  pupuk  dan  petrokimia,  oil  dan  gas, dan manufaktur lainnya.
Boiler  adalah  suatu  alat  yang berfungsi  sebagai  pembuat  steam  yang berupa  bejana  tertutup  dimana  panas pembakaran  dialirkan  ke  air  sampai terbentuk  steam.  Steam  pada  tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas kesuatu proses.
Berdasarkan  uraian  di  atas,  masih banyak  permasalahan  yang  terjadi  dari penggunaan biodiesel maka perlu adanya
penelitian dan pengembangan secara terus –  menerus  hingga  dihasilkan  bahan  bakar
yang layak secara mesin maupun lingkungan.  Hal  tersebut  juga  dalam rangka  mendukung  pemerintah  dalam mengatasi krisis energy dengan menyediakan energy baru terbarukan yang ramah  lingkungan.  Pengujian  penggunaan biodiesel telah banyak dilakukan oleh para peneliti  khususnya  pada  penggunaan biodiesel di transportasi sedangkan penggunaan  biodiesel  pada  alat  –  alat industry seperti boiler masih sedikit. Pada proposal  ini  penulis  ingin  mengetahui bagaimana  tentang  Pengaruh  Persentase Rasio  antara  Biodiesel  Jarak  Pagar  dan Solar  terhadap  Konsumsi  Bahan  Bakar dan Emisi Gas Buang pada Boiler.

## METODOLOGI PENELITIAN
Peralatan dan Alat uji a. Jenis Bahan Bakar
Sebelum  dilakukan  pengujian  bahan bakar  pada  boiler,  dicari  karakterisasi bahan  bakar  solar  dan  biodiesel  jarak pagar. Solar yang digunakan merupakan produksi Pertamina.
Biodiesel  jarak  pagar  diproduksi  oleh laboratorium  biodiesel  Unsri  dengan karakterisasi  seperti  diberikan  pada tabel 2 dan tabel 3 tentang komposisi biodiesel jarak pagar
Tabel 2. Karakterisasi Bahan Bakar Karakteristik Kimia Fisik Solar Biodiese l Jarak Pagar Metyl Ester (%) - - Iso paraffin+Napthen es (%) 55 - Paraffin (%) 20 - Aromatic (%) 25 - Density (g/cm3) 0,852 0 - 0,875 0 0,9253 Viscosity (cSt) 3,2 – 4,0 6,77 Flash point (oC) 55 – 176 170 Cetane number 50 – 53 56 Water content (%)  0,005 – 0,3 0,1 LHV (MJ/kg) 43,43 41,16 Tabel 3. Komposisi Biodiesel Jarak Pagar (dalam persen) Miristat - Palmitat 1 Stearat - Oleat 89,22 Linoleat 4,6 Linolenat 0,39 b. Peralatan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  boiler  yang digunakanuntukmenghasil steam dimana  steam  tersebutbergunadalam proses pembuatan biodiesel b. Alat uji Untukmengetahuikonsumsi
bahan bakardengan  rasio  campuran  bahan bakar  biodiesel  jarak  pagar  dan  solar B5, B10, B15 dan B20 dengan selang waktu  0  sampai  45 menit  maka  dapat dilihat  dari  adanya  pengurangan volume  bahan  bakar  yang  diletakkan di  dalam  Tangki  dengan  indikator gelas.

## Deskripsi Penelitian
1. Persiapan bahan bakar& tangkinya
Tangki  bahan  bakar  yang  akan digunakan  dicek  dan  dikalibrasi ukurannya Bahan bakar biodiesel
ditambahkan  ke  dalam  campuran solar dengan rasio 5 : 95 yaitu dengan dimasukkan  ke  dalam  tangki  bahan bakar dengan dimasukkan  dulu  solar  sebagian  lalu ditambahakan biodiesel dan selanjutnya  dimasukkan  lagi  sisa  dari solar tersebut. Setelah itu bahan bakar diaduk  sekitar  5  menit  dengan hipotesa  awal  bahwa  pencampuran yang  terjadi  antara  biodiesel  jarak pagar  dan  solar  akan  bercampur secara homogen karena rasio biodiesel  yang  ditambahkan  cukup sedikit dan langsung untuk menghidupkan boiler.
2. Persiapan boiler
Boiler  yang  akan  digunakan  dicek semua  peraltan  yang  ada.  Sistem bahan bakar, sistem steam dan sistem air  umpan  dicek  apakah  masih berjalan normal
3. Penelitian
Boiler dihidupkan dan sejak boiler dihidupkan  selama  45  menit  dengan selang  waktu  3  menit,  dilakukan pengukuran pengurangan bahan bakar yang  terjadi  yang  dapat  dilihat  pada tangki bahan bakar.
4. Analisa Hasil Penelitian Analisa  jumlah  konsumsi  bahan bakar  yaitu  berupa  volume  konsumsi bahan  bakar,  akan  dilihat  apakah dengan  pencampuran  rasio  bahan bakar  antara  biodiesel  dan  solar lebih efisien dibandingkan 100 % solar

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  yang  dilakukan dilihat dari kondisi awal (kondisi unsteady state) dimana pada kondisi ini steam yang diproduksi  masih  mengandung  uap  air
sampai  pada  kondisi  steady  state  dimana sudah dalam fase uap (saturated steam)
Konsumsi  bahan  bakar  dianalisa dengan  rasio  campuran  bahan  bakar biodiesel  jarak  pagar  dan  solar  5:95, 10:90, 15:85 dan 20:80 (B5, B10, B15 dan B20)  dengan  selang  waktu  0  sampai  45 menit.  Konsumsi  bahan  bakar  dilihat  dari adanya  pengurangan  volume  bahan  bakar yang  diletakkan  di  dalam  tangki  dengan indikator  gelas,  hasil  analisa  dapat  dilihat pada gambar 1 di bawah ini :
Gambar 1. Hubungan volume konsumsi bahan bakar terhadap lamanya waktu operasional boiler
Bila dilihat dari penggunaan campuran  bahan  bakar  terlihat  bahwa konsumsi  bahan  bakar  solar  lebih  sedikit dibandingkan  dengan  campuran  bahan bakar biodiesel jarak pagar. Semakin besar rasio  bahan  bakar  biodiesel  jarak  pagar maka  semakin  banyak  konsumsi  bahan bakar  yang  diserap.  Perbedaan  jumlah konsumsi  bahan  bakar  biodiesel  B20  dan solar adalah 2 % lebih tinggi dibandingkan solar.  Hal  ini  terjadi  karena  jenis  mesin yang  digunakan  tanpa  modifikasi  khusus untuk  campuran  biodiesel  dan  menurut Y.V.  Hanumantha  Rao  et  al.,  dan  M.K. Paswan  et  al.,  (2009)  hal  ini  juga dikareankan  gravitasi  sesifik  yang  lebih tinggi  dan  nilai  kalor  yang  lebih  rendah dari  bahan  bakar  biodiesel  dibandingkan solar.
Sifat  bahan  bakar  biodiesel  tergantung juga  dengan  kondisi  temperatur  sekitar. Ketika  suhu  udara  sekitar  lebih  rendah maka  densitas  biodiesel  jarak  pagar  lebih besar  sehingga  massa  bahan  bakar
biodiesel lebih besar dibandingkan dengan solar  dengan  volume  yang  sama.  Karena banyaknya  massa  bahan  bakar  campuran biodiesel  jarak  pagar  lebih  banyak  yang mengalir  ke  burner  maka  konsumsi  yang terjadi  juga  semakin  besar.  Hal  ini  dapat dihindari dengan menginstal ualang sistem penginjeksian  bahan  bakar  dari  burner boiler tersebut atau bahan bakar dipanaskan terlebih dahulu sebelum masuk ke burner dengan temperatur dijaga konstan  walaupun  pada  saat  suhu  sekitar lebih rendah ataupun lebih tinggi

## KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasilpenelitian
yang telahdilakukanyaitupenggunaanbahanbaka rcampuranantara  biodiesel  jarakpagardan solar denganrasio B5, B10, B15, B20 pada boiler, dapatditarikkesimpulanbahwa:
1. Konsumsi  bahan  bakar  campuran
biodiesel dan solar tidak jauh berbeda 2. Suhu udara sekitar yang mempengaruhi  densitas  bahan  bakar berpengaruh terhadap banyaknya bahan  bakar  yang  masuk  ke  sistem pembakaran
Saran :
a. Agar  lebih  efisien  dalam  penggunaan campuran  biodiesel  dan  solar  maka perlu adanya modifikasi mesin karena sifat  kedua  bahan  bakar  tersebut sedikit  berbeda  walaupun  hampir sama
b. Perlu  adanya  kajian  secara  lebih mendalam tentang pengaruh
penggunaan  bahan  bakar  biodiesel terhadap bagian – bagian mesin boiler apabila digunakan pada jangka waktu yang cukup lama

## DAFTAR PUSTAKA
_____. Bahan Bakar & Pembakaran _____.Boiler & Pemanas Fluida Termis
0 1 2 3 4 5 6 0 6 12 18 24 30 36 42 B0 B5
B10 B15
B20
Chakrabarti, M.H and M. Ali. 2009.Performance  of  Compreeion Ignition  Engine  with  Indigenous Castor  Oil  Biodiesel  in  Pakistan.

## NED University Journal of Research
Djokosetyardjo,M.J.  2006.  Ketel  Uap.  PT Pradnya Paramita. Jakarta Fajar,  R.  et  al.  2002.  Indonesian
Experience in Using biodiesel
Emissin and Performance Testing on engine  Test  Bed  and  Chassis
Dynamometer. International  Oil
Palm Conference .
Handayani,  S.U,  S.  Darmanto,  M.  T.
Susanti  dan  W.  Soediono.  Produksi Biodiesel  Kapuk  Randu  dan  Uji
Unjuk Kerja di Mesin Diesel.
Knothe,  G.,  C.A.  Sharp  and  W.  Ryan.
2005. Exhaust Emissions of Biodiesel,  Petrodiesel,  Neat  Methyl Esters  and  Alkanes  in  a  New
Technology Engine.
Mulyantara,  L.T.  dan  Koes  Sulistiadji.
Biodiesel,  Bahan  Bakar  Campuran Ramah  Lingkungan.  Balai  Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian. Pudjanarsa,  A.dan  D.  Nursuhud.  2006.
Mesin  Konversi  Energi.  Penerbit ANDI Yogyakarta Pugazhvadivu, M and S. Rajagopan. 2009. Investigations  on  a  Diesel  Engine Fuelled  with  Biodiesel  Blends  and
Diethyl Ether as an Additive. Indian Journal  of  Science  and  Technology ,
2.
Rao,  T.V.,  G.P.  Rao  and  K.H.C.  Reddy. 2008.  Experimental  Investigation  of
Pongamia,  Jatropha  and  Neem Methyl  Esters  as  Biodiesel  on  C.I. Engine. Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering , 2:117–122.
Rao,  T.V.,  R.S.  Voleti,  A.V.S.  Raju  and
P.N.  Reddy.  2009.  Experimental
Investigations  on  Jatropha  Biodiesel and  Additive  in  Diesel  Engine.
Indian  Journal  of  Science  and
Technology , 2.
Shaha, A.K. 1974. Combustion
Engineering  and  Fuel  Technology. Oxford & IBH Publishing CO. India Shields, C.D.  Boilers. McGraw-Hill Book
Company, New York.
Sugiarto,  B,  Frans  Setiawan  dan  T.
Suryantoro.  2005.StudiEmisi  Dan Heat Release Biodiesel MinyakSawit Dan MinyakJarakPadaMesin Diesel Indirect Injection. Jurnal Teknologi, 2 .
Soerawidjaja,  T.H  dan  A.  Tamar.  2003. Hubungan antara Komposisi Minyak
Nabati Bahan Mentah dengan Kualitas  Bahan  Bakar  Biodiesel.
Prosiding  SRKP  2003  Teknik  Kimia UNDIP .
Soni, S.W. 2000. Potential of
Jatrophacurcas  L.,  Institution  for Design Engineering and Technology System  Agency  for  the  Assessment and  Application  of  Technology, Joint Task 40 /ERIA workshop,Tsukuba, Japan.
Trubus 432. November 2005 Trubus 442. September 20065
TSI  Incorporated.  2004.  Combustion Analysis Basics
Van  Gerpen,  et  al.  1995.  Determining  the
Optimum Composition of a Biodiesel Fuel. Iowa State University.