Topik Utama FORMULASI GEMUK LUMAS RAMAH LINGKUNGAN (BIODEGRADABLE GREASE) Ratu Ulfiati, M. Rizkia Malik, Pandu Asmoro Bangun Pusat Penelitan dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi "Lemigas"
[email protected]
SARI Telah dikembangkan formula gemuk lumas peralatan dan mesin pertanian (ALSINTAN) dengan bahan dasar minyak jarak (Ricinus Communis L.), di mana base oil performance dan tribological performance dari minyak jarak tersebut ditingkatkan dengan teknologi aditif. Keunggulan gemuk lumas ini mampu menahan tekanan ekstrim, mencegah keausan dan korosi, stabil secara fisika dan kimia serta mampu melekat dengan baik pada logam yang dilumasi. Dibandingkan dengan standar acuan SNI 7069.15:2008, hasil uji scar diameter produk gemuk lumas ini lebih kecil dari batas maksimal standar, yaitu sebesar 0,57 mm. Selain itu, nilai dropping point produk gemuk lumas ini lebih besar dari batas minimal standar, yaitu 192,5oC. Formulasi gemuk lumas berbahan dasar minyak jarak, merupakan inovasi dalam penelitian di bidang pelumas yang berkomitmen untuk menghasilkan jenis-jenis gemuk lumas ramah lingkungan dan terbarukan. Kata kunci : formulasi, peralatan dan mesin pertanian, ramah lingkungan
1. PENDAHULUAN Indonesia adalah negara agraris yang sebagian besar penduduknya memiliki mata pencaharian di sektor pertanian. Iklim dan kondisi tanah yang subur menjadi faktor pendorong kemajuan di sektor ini. Mekanisasi pertanian meliputi penggunaan Alat Mesin Pertanian (ALSINTAN) seperti traktor tangan, mesin perontok gabah (Pedal/Power Thresher), Rice Milling Unit (RMU) dan lain-lain, yang digunakan sejak masa tanam, panen, dan pasca panen (Hardjosoediro, 1983). Peralatan industri pertanian (ALSINTAN) memerlukan gemuk lumas untuk melumasi bagian-bagian yang bergerak/berputar, dan untuk mencegah terbentuknya karat karena selalu bersentuhan dengan air. Bahan dasar gemuk lumas yang umum digunakan untuk ALSINTAN adalah minyak mineral, seperti kita ketahui bahwa minyak mineral biodegradabilitasnya sangat rendah, toksik, karsinogenik dan sumbernya tidak terbarukan (Herdan, JM.,
2000). Oleh karena itu untuk mendapatkan produk yang ramah lingkungan, maka telah dikembangkan formulasi gemuk lumas ALSINTAN dengan bahan dasar minyak jarak (Ricinus Communis L.), di mana base oil performance serta tribological performance dari minyak jarak tersebut ditingkatkan dengan teknologi aditif (Ulfiati, 2011). Minyak jarak terpilih digunakan sebagai bahan dasar pembuatan gemuk lumas ALSINTAN disebabkan karena tanaman jarak (Ricinus Communis L.) merupakan tanaman yang mudah dibudidayakan dan tidak memerlukan teknik budi daya yang tinggi, dapat hidup di tanah yang kurang subur terutama tanah yang berstruktur ringan, di mana tanaman pangan kurang berkembang (Yanto, Tri., 2001). Selain itu, minyak jarak tidak dikonsumsi oleh masyarakat sebagai bahan pangan sehingga tidak akan berdampak terhadap ketahanan pangan.
Formulasi Gemuk Lumas Ramah Lingkungan .......... ; Ratu Ulfiati, M. Rizkia Malik, Pandu Asmoro Bangun
15
Topik Utama 3. PERCOBAAN Mula-mula dibuat beberapa formula gemuk lumas dengan komposisi minyak jarak ditambah aditif dan bahan pengental untuk membuat gemuk lumas dengan spesifikasi National Lubricating Grease Institute (NLGI) 2 pada skala 500 gram. Gemuk lumas yang dihasilkan kemudian diuji sifat kimia fisika dan unjuk kerjanya dengan melakukan pengujian dropping point (ASTM D566), tingkat kekerasan (consistency) (ASTM D217), scar diameter (ASTM D2266) dan copper strip corrosion (ASTM D130). Formula gemuk lumas yang memiliki hasil uji karakteristik kimia fisika dan unjuk kerja terbaik dari skala 500 gram tersebut, kemudian dilakukan blending dengan skala 20.000 gram menggunakan grease reactor kettle (Gambar 2). Produk gemuk lumas yang dihasilkan dari blending pada skala 20.000 gram kemudian diuji kualitasnya dengan melakukan pengujian parameter yang sama. Selanjutnya data hasil pengujian tersebut dibandingkan dengan standar nasional untuk gemuk lumas industri sesuai SNI 7069.15:2008 dan juga spesifikasi gemuk lumas mineral yang beredar di pasaran. 4. HASIL DAN EVALUASI Data hasil uji karakteristik kimia fisika dan unjuk
Gambar 2. Grease Reactor Kettle kerja produk gemuk lumas yang dihasilkan pada blending skala 20.000 kg ditunjukkan pada Tabel 2. Pada Tabel 2 terlihat bahwa hasil uji gemuk lumas ALSINTAN bila dibandingkan dengan standar acuan spesifikasi gemuk lumas industri, SNI 7069.15:2008, nilai wear scar diameter produk gemuk lumas ini lebih kecil dari batas maksimal standar, yaitu sebesar 0,57 mm sedangkan standar SNI sebesar 0,60 mm. Selain itu, nilai dropping point produk gemuk lumas ini lebih besar dari batas minimal standar, yaitu 192,5oC sedangkan standar SNI sebesar 170oC. Kemampuan gemuk lumas ini dalam mencegah terjadinya korosi dan karat pada logam, terlihat sama dengan standar SNI.
Tabel 2. Hasil uji gemuk lumas ALSINTAN
mm/10 mm/10 oC -
307 2 192,5 1a
267 2 306 1a
sesuai NLGI
6
Unworked Penetration Worked Penetration NLGI Dropping Point Copper Strip Corrosion Color
Gemuk Lumas ALSINTAN 255
-
broken white
light brown
7
Wear Scar Diameter
mm
0,57
0,85
sesuai spesifikasi produsen max. 0,60
No.Gambar Karakteristik Satuan 2. Grease Reactor Kettle 1 2 3 4 5
Gemuk Lumas di Pasaran 273
SNI 7069.15:2008 sesuai NLGI
min 170 pass
Formulasi Gemuk Lumas Ramah Lingkungan .......... ; Ratu Ulfiati, M. Rizkia Malik, Pandu Asmoro Bangun
17
Topik Utama Untuk mengetahui kualitas gemuk lumas ALSINTAN yang dihasilkan, selain dibandingkan dengan standar SNI 7069.15:2008, dibandingkan juga dengan gemuk lumas berbahan dasar minyak mineral yang beredar di pasaran, seperti terlihat pada Tabel 2. Pada Tabel 2 terlihat bahwa hasil uji gemuk lumas ALSINTAN yang dihasilkan mempunyai keunggulan pada wear scar diameter yang lebih kecil dibandingkan dengan gemuk lumas mineral, yaitu sebesar 0,57 mm sedangkan gemuk lumas mineral sebesar 0,85 mm. Hal ini membuktikan bahwa gugus polar pada struktur molekul asam ricinoleat yang terkandung pada minyak dasar dapat melekatkan gemuk lumas lebih baik pada logam yang dilumasi, sehingga mempunyai kemampuan menahan terjadinya keausan dengan lebih baik. Pada Tabel 2 juga dapat dilihat bahwa hasil uji gemuk lumas ALSINTAN yang dihasilkan mempunyai keunggulan pada wear scar diameter yang lebih kecil dibandingkan dengan gemuk lumas mineral. Dengan demikian terbukti bahwa gemuk lumas dengan bahan dasar minyak jarak mempunyai keunggulan dalam hal perlindungan terhadap keausan logam. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pembuatan gemuk lumas adalah kondisi proses saponifikasi dan pencampuran bahan baku, yaitu kecepatan, lamanya waktu dan suhu pada saat pengadukan, karena akan berpengaruh pada homogenitas produk gemuk lumas yang dihasilkan. Konsistensi dispersi sabun dalam minyak merupakan parameter kunci kualitas gemuk lumas. Gemuk lumas yang baik harus mempunyai konsistensi ikatan yang kuat antara sabun dengan minyak. 5. POTENSI APLIKASI Gemuk lumas ALSINTAN yang telah dikembangkan ini sangat potensial untuk diaplikasikan di Indonesia mengingat populasi ALSINTAN di Indonesia cukup besar.
18
Produk gemuk lumas yang dihasilkan dari penelitian ini telah didiseminasikan dan diimplementasikan kepada 100 Kelompok Tani di Provinsi Bali, bekerjasama dengan Dinas Pertanian Provinsi Bali, untuk digunakan pada ALSINTAN (Gambar 3).
Gambar 3. Produk gemuk lumas ALSINTAN Manfaat hasil penelitian ini bagi masyarakat petani dan juga terhadap kelestarian lingkungan adalah : a. Gemuk lumas dari bahan dasar minyak jarak telah memenuhi persyaratan untuk digunakan pada ALSINTAN. b. Minyak jarak dapat menggantikan minyak mineral sebagai bahan dasar gemuk lumas sehingga menghemat penggunaan minyak bumi yang tidak terbarukan. c. Sifat biodegradable gemuk lumas ALSINTAN dapat mengurangi pencemaran lingkungan. 6. KESIMPULAN a. Formula gemuk lumas ALSINTAN berbahan dasar minyak jarak yang diuji coba produksi pada skala 20.000 gram telah memenuhi spesifikasi gemuk lumas industri jenis tekanan ekstrim sesuai SNI 7069.15:2008. b. Keunggulan gemuk lumas dengan bahan dasar minyak jarak dapat melekat sempurna pada permukaan logam yang dilumasi, karena minyak jarak mempunyai gugus
M&E, Vol. 11, No. 3, September 2013
Topik Utama polar, hal ini terlihat dari nilai scar diameter gemuk lumas yang lebih kecil, dan dropping point yang lebih tinggi dari standar SNI.
ASTM D 2266, 2007, Standard Test Method for Wear Preventive Characteristics of lubricating Grease (Four-Ball Method).
c. Formulasi gemuk lumas berbahan dasar minyak jarak, merupakan inovasi dalam penelitian di bidang pelumas yang berkomitmen untuk menghasilkan jenis-jenis gemuk lumas ramah lingkungan dan terbarukan.
Herdan, J.M., 2000, Biodegradable Lubricants, Proceedings of the International Tribology Conference, Nagasaki, Japan.
d. Populasi dan penggunaan ALSINTAN semakin tinggi, hal ini membuka peluang pasar dan lahan bisnis bagi produsen untuk produk gemuk lumas yang telah dikembangkan, sehingga produk ini layak dikomersialkan. DAFTAR PUSTAKA ASTM D 217, 2007, Standard Test Method for Cone Penetration of Lubricating Grease. ASTM D 566, 2007, Standard Test Method for Dropping Point of Lubricating Grease. ASTM D 130, 2007, Standard Test Method for Corrosiveness to Copper from Petroleum Products by Copper Strip Test.
Hardjosoediro, Soekarmanto. 1983. Mekanisasi Pertanian, Kerjasama Badan Pendidikan, Latihan, dan Penyuluhan Pertanian (BPLPP) dengan Japan Cooperation Agensi (JICA). Jakarta. Kirk, R.E dan D. F. Othmer, 1964, Encyclopedia of Chemical Technology, Volume ke-2.The Interscience Encyclopedia Inc., New York. Pakan, T.S., 1991, Gemuk Pelumas (Grease), PPPTMGB "LEMIGAS", Jakarta. SNI 7069.15:2008, Klasifikasi dan Spesifikasi Pelumas - Bagian 15. Gemuk lumas industri. Ulfiati Ratu, 2011, Formulasi Gemuk Lumas Industri Pertanian, Laporan Penelitian, PPPTMGB "LEMIGAS", Jakarta. Yanto, Tri. 2001. Formulasi Rolling Oil dengan Bahan Dasar Minyak Jarak (Ricinus communis L.) [Disertasi]. Program Pascasarjana IPB, Bogor.
Formulasi Gemuk Lumas Ramah Lingkungan .......... ; Ratu Ulfiati, M. Rizkia Malik, Pandu Asmoro Bangun
19
