PEMANFAATAN MINYAK OLI BEKAS SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF DENGAN PENCAMPURAN MINYAK PIROLISIS 1
La Ode Asman Darsono Asidu 2Muh.Hasbi, ST.,MT, 3Prinob Aksar, ST.,MT 1 Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Halu Oleo Kendari 2,3 Dosen Tenaga Penggajar Jurusan Teknik Mesin Universitas Halu Oleo Kendari J.L. H.E.A Mokodompit Kampus Baru Tridarma, Anduonohu 93232 E-mail:
[email protected] ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan data-data karakteristik sifat fisik meliputi massa jenis dan viskositas dinamik dari hasil pencampuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis, menghasilkan nyala api pada pencampuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis, serta untuk menghasilkan efisiensi penggunaan kompor bertekanan berbahan bakar minyak tanah dan campuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis terhadap penggunaan kompor berbahan bakar gas. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo dan Laboratorium Pendidikan Kimia Riset Terpadu, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Halu Oleo. Hasil penelitian ini menunjukkan Nilai massa jenis dan Viskositas pada tiap-tiap persentase campuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis menggalami peningkatan, Nilai Laju Aliran bahan bakar minyak oli bekas dan minyak pirolisis pada tiap-tiap persentase campuran menggalami Penurunan, Karakteristik Nyala Api yang dihasilkan pada pencampuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis adalah berwarna kuning merah pada setiap persentase pencampuran, dan Penggunaan kompor bertekanan berbahan bakar minyak tanah dan campuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis lebih efisien terhadap penggunaan kompor berbahan bakar gas, dengan perbandingan 4 liter air. Kata Kunci: Minyak Oli Bekas, Minyak Pirolisis, Kompor Gas, Kompor Bertekanan. ABSTRACT The purpose of this research is to produce physical characteristic data, including density and dynamic viscosity from mixing of used oil and pyrolysis oil, producing flame of mixing used oil and pyrolysis oil, and also to produce efficient use of pressured stove kerosene And mixture of used oil and pyrolysis oils towards the use of gas fueled stoves. This research was conducted at University Halu Oleo Faculty of Mechanical Engineering Laboratory and Integrated Chemical Research Laboratory, math and science fakulty University Halu Oleo. The results of this research indicated that the mass density and the viscosity of each percentage of used oil and pyrolysis oil mixture are increased, the rate of flow of spent kerosene oil and pyrolysis oil at each percentage of mixture is sufficient. Decrease in Fuel Flow Rate, Characteristic The flame generated on mixing used oil and pyrolysis oils is red yellow with a maximum height of 25 cm at each percentage of mixing, and The use of pressured stoves fuel and used oil mixtures and pyrolysis oils is more efficient against the use of gas-fired stoves , With a ratio of 4 liters of water. Keywords: Used Oil, Pyrolysis Oil, Pressure Gas, Pressure Cooker.
1
pelumas bekas, antara lain: acid-clay process, solvent extraction process, dan pirolisis. Pada penelitian ini, proses pirolisis dilakukan dengan memanaskan minyak pelumas bekas pada temperatur di atas temperatur jenuhnya pada sebuah reaktor dengan tanpa oksigen menggunakan katalis zeolit 5% (w/w). Temperatur pirolisis divariasi pada 400 °C, 410 °C, 430 °C, 450 °C, 470 °C, 490°C dan 510 °C. Pirolisis dimulai pada temperatur kamar (30°C) dan secara bertahap temperatur dinaikkan dengan laju pemanasan 5°C /menit hingga temperatur pirolisis tertentu tercapai. Setelah temperatur pirolisis tertentu tercapai, temperatur dijaga konstan sampai proses pirolisis selesai. Hasil pirolisis berupa gas yang dapat diembunkan, gas yang tak dapat diembunkan, dan residu padat. Gas yang dapat diembunkan selanjutnya diembunkan di kondensor sehingga diperoleh produk cair yang bernilai.
1. Pendahuluan Selama ini oli bekas baik yang berasal dari sepeda motor maupun mobil hanya menjadi limbah bagi lingkungan dan bahkan dapat mencemari perairan di sekitarnya. Oli bekas pada umumnya hanya digunakan untuk melumasi rantai motor dan tentu saja hal ini tidak efektif untuk memanfaatkan oli bekas yang memiliki kandungan hidrokarbon yang cukup tinggi. Produksi sampah rumah tangga selama ini juga menjadi permasalahan yang tidak lepas dari kehidupan manusia. Sampah dihasilkan setiap hari sebagai bukti dari aktivitas manusia dan lingkungannya. Pernyataan ini membuktikan bahwa manusia adalah penghasil sampah, tetapi kemudian pernyataan ini perlahan-lahan ditepis dengan adanya pengolahan sampah menjadi sumber energi atau produk subtitusi lainnya yang memiliki fungsi dan tujuan yang sama. Pengolahan sampah dalam rangka memenuhi kebutuhan energi menunjukkan adanya upaya untuk menguraikan sampah menjadi fungsi tambahan, seperti sampah pastik yang tidak mudah terurai. Sampah plastik ini diolah menjadi sumber energi dalam bentuk minyak pirolisis. Dengan proses mengkomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen. 2. Pustaka Terdahulu Wahyu Purwo Raharjo, (2004) meneliti Pemanfaatan oli bekas sebagai salah satu alternatif solusi untuk mengurangi kebutuhan minyak bakar. ada dua alternatif solusi untuk mengatasi masalah pelumas bekas yaitu dengan cara dibakar dengan incinerator untuk mengurangi pencemaran udara dan didaur ulang menjadi minyak bakar. Metode pendaur ulangan oli bekas dapat dilakukan dengan penambahan asam sulfat pekat dan lempung. Walaupun lebih murah namun proses ini beresiko menimbulkan pencemaran baru bila H2SO4 dan lempung yang telah dipakai dibuang sembarangan. Metoda pengolahan oli bekas yang lain adalah dengan mendestilasikan oli bekas sehingga didapatkan hasil atas yang berada di antara fraksi solar dan Industrial Diesel Oil (IDO). Hasil bawah dapat dimanfaatkan sebagai pelumas dengan penambahan aditif. Gama Askaditya, (2010) meneliti Berbagi metode dilakukan untuk mengolah kembali minyak
Minyak pelumas bekas Minyak pelumas bekas dihasilkan dari minyak pelumas yang digunakan pada kendaraan dan mesin-mesin. Minyak pelumas bekas merupakan salah satu sumber polutan yang dapat mengkontaminasi air tanah, dan akan merusak kandungan air tanah, bahkan dapat membunuh mikro-organisme di dalam tanah serta minyak pelumas bekas dapat menghambat proses oksidasi biologi dari sistem lingkungan. Sampah Plastik Plastik adalah suatu material organik sintetik atau material organik semi sintetik yang berasal dari minyak bumi dan gas alam. Dari produk plastik, dihasilkan polyethylene terephthalate (PET), high density polyethylene (HDPE), polyvinyl chloride (PVC), low density polyethylene (LDPE), polypropylene (PP), polistirena (PS), polyurethane dan polifenol, (K & Zainuri, 2014). Pirolisis Pirolisis merupakan proses penguraian material organik secara thermal pada temperatur tinggi tanpa adanya oksigen. Produk pirolisis umumnya terdiri dari tiga jenis, yaitu gas (H2, CO, CO2, H2O, dan CH4), tar (pyrolitic oil), dan arang. A.S Chaurasia., B.V Babu, dalam (Santoso, 2010). 2
Titik leleh beberapa jenis plastik khususnya plastik polypropilene dapat dilihat di dalam tabel 2.1. Tabel 2.1 Titik leleh beberapa jenis plastic (Mujiarto, 2005). Gambar 2.1 Viskometer Oswald (Sumber: http//:Penentuan Viskositas Cairan Dengan Alat Viskometer Oswald – KIMIATIP htm). Pada penilitian ini viskositas diukur hanya pada kondisi suhu kamar (30°C). dimana : ƞ=
ₓ ₓ ₐ ₐ
ƞx
(2.1)
Dimana : ηx = kekentalan zat cair (Ns/m2 ). ta = waktu alir zat cair rata-rata (s) tx = waktu alir air rata-rata (s) ρa = massa jenis air (g/ml) ρx = massa jenis zat cair (g/ml)
Bahan Bakar Cair Bahan bakar cair merupakan gabungan senyawa hidrokarbon yang diperoleh dari alam maupun secara buatan. Bahan bakar cair umumnya berasal dari minyak bumi. (Wiratmaja, 2010).
Tabel 2.2 Viskositas beberapa jenis fluida (Santoso, 2010)
Karakteristik (sifat fisik) Bahan Bakar Cair Secara umum, sifat-sifat fisik bahan bakar minyak yang perlu diketahui adalah berikut : 1. Specific Gravity dan API Gravity 2. Titik Nyala (Flash Point) dan Titik Bakar (Fire Point) 3. Temperatur Penyalaan Sendiri (AutoIgnition Temperature) 4. Viskositas (Viscosity) 5. Massa jenis 6. Nilai Kalor (Heating Value)
No
1
2
3
Pengujian Karakteristik Minyak Oli Bekas dan Minyak Pirolisis Pengujian karakteristik sifat fisik Minyak Oli Bekas dan Minyak Pirolisis yaitu: 1. Viskositas Viskositas adalah ketidak leluasaan aliran cairan dan gas yang disebabkan oleh gesekan antara bagian cairan tersebut, dan menyebabkan atau disebut juga kekentalan. Viscometer Oswald untuk mengukur sampel yang encer atau kurang kental. Berikut contoh gambar dari Viskometer Oswald.
Jenis Minyak
Air Alkohol Ethyl Minyak Mesin (SAE 10)
Suhu (°C)
Viskositas (Cp)
25
0,89
20
1,2
30
200
4
Gliserin
20
1500
5
Udara Hidroge n Minyak tanah
20
0,018
0
0,009
8
Bensin
20
0,294 3,34 0,625
9
Alkohol
27
0,8609
27
0,34
6 7
10
Aseton
28
Pustaka Handbook of Pharmaceutical Excipient, 6th edition
Dounglas C. Giaancouli, D.C., 1997
http://www.en. wikipedia.org Percobaan di Laboratorium MIPA UNS, 2011
2. Massa jenis Massa jenis suatu zat dapat ditentukan dengan berbagai alat, salah satunya adalah dengan menggunakan piknometer. Piknometer adalah suatu alat yang terbuat dari kaca, bentuknya menyerupai botol parfum atau 3
sejenisnya.. piknometer.
Berikut
contoh
gambar
dari
Aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliran (Q): Q=V/t (2.3) Dimana : Q = Debit Aliran (ml/s) V = Volume (ml) t = waktu (s)
Gambar 2.2 Piknometer (Sumber:http//:ALAT LABOR cara menggunakan, fungsi dan pengertian PIKNOMETER.htm). Satuan SI massa jenis adalah kg/m³. Rumus untuk menentukan massa jenis adalah: ρ= Dimana : ρ = massa jenis (kg/m³) m = massa (kg) atau gram/ml V = volume (m³) atau ml
3. Metode Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2016 bertempat di Laboratorium Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo dan Laboratorium pendidikan kimia, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidkan, Universita Halu Oleo Kendari. Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Kompor Bertekanan 2. Viskometer Oswald 3. Piknometer 4. Stopwatch 5. Termokopel 6. pompa sepeda/ tangan 7. Kamera Digital 8. Mistar Besi Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Minyak pirolisis dari plastik jenis polyproplyiene (PP). 2. Minyak oli bekas (SEA 10W-40).
(2.2)
Tabel 2.3 Massa jenis beberapa fluida (Santoso, 2010) No
Jenis Minyak
Massa Jenis (kg/L)
Pustaka
1
Bensin
0,68
Giancouli, D.C., 1997
2
Alkohol
0,79
3
Air laut
1,025
4
Raksa
1,36
5
Air
1
Udara
1,29 x 10¯³
Minyak tanah
0,78 0,81
6
7
Giancouli, D.C., 1997
4. Pembahasan Grafik Massa Jenis Bahan Bakar Dari hasil penelitian yang dilakukan maka di peroleh massa jenis pada masing-masing persentase pencampuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis dapat dilihat pada grafik di bawah ini
http://www.en.wikipedia.o rg
Laju Aliran Bahan Bakar Fluida adalah zat yang dapat mengalir. Kata Fluida mencakup zat car, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir, sebaliknya batu dan benda-benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan kedalam fluida karena tidak bisa mengalir. Susu, minyak pelumas, dan air merupakan contoh zat cair. dan Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida. Zat gas juga dapat mengalir dari satu satu tempat ke tempat lain.
Grafik 4.1 Massa jenis (gram/ml) vs Persentase Campuran (%)
4
Dari grafik 4.1 dapat dilihat bahwa massa jenis minyak oli bekas dan minyak pirolisis pada tiap-tiap persentase campuran menggalami peningkatan nilai massa jenisnya, disebabkan persentase pencampuran minyak oli bekas pada setiap persentase campuran cenderung semakin bertambah, sedangkan minyak pirolisis cenderung semakin berkurang persentase campurannya, karena nilai massa jenis minyak oli bekas lebih tinggi dibandingkan dengan minyak pirolisis. Grafik 4.3 Laju aliran (Q) vs Persentase Campuran (%). Dari grafik 4.3 dapat dilihat bahwa Laju Aliran bahan bakar minyak oli bekas dan minyak pirolisis pada tiap-tiap persentase campuran menggalami Penurunan nilai Laju Aliran bahan bakarnya, disebabkan persentase pencampuran minyak oli bekas pada setiap persentase campuran cenderung semakin bertambah, sedangkan minyak pirolisis cenderung semakin berkurang presentase campurannya, karena kekentalan minyak oli bekas lebih tinggi dibandingkan dengan minyak pirolisis, sehingga memperlambat laju aliran bahan bakar.
Grafik Viskositas Bahan Bakar Dari hasil penelitian yang dilakukan maka di peroleh viskositas pada masing masing persentase pencampuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis dapat dilihat pada grafik di bawah ini :
Bentuk Api dan pengujian Temperatur Api Dari hasil penelitian diperoleh temperatur api pada pembakaran pencampuran minyak Oli Bekas dan minyak Pirolisis dapat dijadikan bahan bakar alternatif, pada data hasil pengujian masingmasing persentase pencampuran dilakukan tiga (3) kali pengujian yang dimana pengambilan data temperatur api pada setiap pengujian dilakukan sebanyak lima (5) kali pengulangan, antara lain dapat dilihat pada gambar Posisi bnetuk api berikut ini. 1. Posisi Bentuk Api dan dan Temperatur Api pada Persentase pencampuran 10% : 90%.
Grafik 4.2. Viskositas bahan bakar (Ns/m²) vs Persentase Campuran (%). Dari grafik 4.2 dapat dilihat bahwa Viskositas minyak oli bekas dan minyak pirolisis pada tiap-tiap persentase campuran menggalami peningkatan nilai Viskositasnya, disebabkan persentase pencampuran minyak oli bekas pada setiap persentase campuran cenderung semakin bertambah, sedangkan minyak pirolisis cenderung semakin berkurang persentase campurannya, karena nilai Viskositas minyak oli bekas lebih tinggi dibandingkan dengan minyak pirolisis.
Tinggi 3 = 20 Cm dan Temperatur Api Rata-rata =270,6°C
Laju Aliaran Bahan Bakar Dari hasil penelitian yang dilakukan maka
Tinggi 2 = 14 Cm dan Temperatur Api Rata-rata =256,2°C
di peroleh Laju aliran bahan bakar pada masingmasing persentase pencampuran minyak oli bekas
Tinggi 1 = 9 Cm dan Temperatur Api Rata-rata =222,2°C
dan minyak pirolisis dapat dilihat pada grafik di bawah ini.
Gambar 4.1 Posisi penggambilan temperatur api 10% : 90%. 5
2. Posisi Bentuk Api dan dan Temperatur Api pada Persentase pencampuran 20% : 80%.
4. Posisi Bentuk Api dan Temperatur Api pada Persentase Pencampuran 40% :60%.
Tinggi 3 = 20 cm dan Temperatur Api Rata-rata =317,8 °C
Tinggi 3 = 20 cm dan Temperatur Api Rata-rata =366,6 °C
Tinggi 2 = 15 cm dan Temperatur Api Rata-rata =275,6 °C
Tinggi 2 = 15 cm dan Temperatur Api Rata-rata =357,6 °C
Tinggi 1 = 10 cm dan Temperatur Api Rata-rata =237,6 °C
Tinggi 1 = 10 cm dan Temperatur Api Rata-rata =329 °C
Gambar 4.2 Posisi penggambilan temperatur api 20% : 80%. 3. Posisi Bentuk Api dan dan Temperatur Api pada Persentase pencampuran 30% : 70%.
Gambar 4.4 Posisi penggambilan temperatur api 40% : 60%. 5. Penutup Kesimpulan 1. Karakteristik sifat fisik pencampuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis adalah sebagai berikut : a. Nilai massa jenis dan Viskositas pada tiap-tiap persentase campuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis menggalami peningkatan. b. Nilai Laju Aliran bahan bakar minyak oli bekas dan minyak pirolisis pada tiap-tiap persentase campuran menggalami Penurunan nilai Laju Aliran bahan bakarnya. 2. Karakteristik Nyala Api yang dihasilkan pada pencampuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis adalah berwarna kuning merah dengan ketinggian maksimal 25 cm pada setiap persentase Pencampuran. 3. Penggunaan kompor bertekanan berbahan bakar Pencampuran minyak oli bekas dan minyak pirolisis lebih efisien terhadap penggunaan kompor berbahan bakar gas, dengan perbandingan 4 liter air. Saran
Tinggi 3 = 21 cm dan Temperatur Api Rata-rata =348,2 °C Tinggi 2 = 15 cm dan Temperatur Api Rata-rata =329 °C Tinggi 1 = 10 cm dan Temperatur Api Rata-rata =324,2 °C
Gambar 4.3 Posisi penggambilan temperatur api 30% :70%.
Perlu dilakukan penyaringan terlebih dahulu sebelum di masukkan kedalam tabung
6
bahan bakar, karena akan menyumbat aliran minyak keruang bakar. Daftar Putaka Askaditya, G. (2010). Studi Eksperimental Pirolisis Minyak Pelumas Bekas Menggunakan Katalis Zeolit. K, D. M., & Zainuri, F. (2014). Pirolisis Sampah Plastik HIingga Suhu 900oC SebagaiI Upaya Menghasilkan Bahan Bakar Ramah Lingkungan. Simposium Nasional RAP XIII- 2014 FT UMS , 98-99. Mujiarto, I. (2005). Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif. Staf Pengajar AMNI Semarang , 65. Raharjo, W. P. (2004). Pemanfaatan Oli Bekas Sebagai Salah Satu Alternatif Solusi Untuk Mengurangi Kebutuhan Minyak Tanah. Staf Pengajar Jurusan TekniK Mesin FT UNS, Mekanik Vol 3. No 1, September . Santoso, J. (2010). Uji Minyak Pirolisis dan Uji Performasi Kompor Berbahan Bakar Minyak Pirolisis dari Sampah Plastik. 4, 7, 8, 10, 11. Wiratmaja, I. G. (2010). Pengujian KarakteristikFisika Biogasoline Sebagai Bahan Bakar Pengganti Bensin Murni. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakra.M Vol.4 No.2 Oktober 2010 , 147-148.
7
8
