ANALISA UNJUK KERJA BAHAN BAKAR HASIL PENGOLAHAN OLI

BEKAS PADA MOTOR DIESEL

Abstrak

Oli bekas adalah limbah yang mengandung logam berat dari bensin atau mesin

bermotor. Diketahui bahwa oli bekas memiliki nilai kalor yang cukup besar sehingga

berpotensi digunakan sebagai bahan bakar alternatif. Penelitian ini melakukan

pemanfaatan limbah oli bekas dilakukan dengan treatment terhadap oli bekas

menggunakan media asam sulfat sebagai pelarut residu yang terkandung. Oli bekas

diendapkan dan disaring untuk mengurangi residu yang bersifat makro, kemudian

dipanaskan pada reaktor dengan suhu 150oC dan dilakukan treatment dengan asam

sulfat serta dilakukan pengadukan dengan putaran 300 rpm, , dilanjutkan dengan

melakukan beberapa kali filter dan kemudian penambahan larutan alkali NaOH untuk

mengurangi kadar asam bahan bakar hasil treatment sebelum siap digunakan sebagai

campuran bahan bakar pada mesin diesel. Bahan bakar yang hasil ditreatment diuji

pada mesin diesel yang dikopel pada universal dynamometer. Dari hasil penelitian

didapat karakteristik sifat sampel bahan bakar uji masih mendekati solar. Pengujian

unjuk kerja mesin yaitu torsi dan daya mesin memiliki selisih yang cukup besar

dengan rentang 30 – 68% lebih kecil dari solar nilai 1.540 – 1.273 Nm untuk torsi dan

0.183- 0.149 Hp untuk BHP pada putaran 1000-2000 rpm. BSFC memiliki selisih

lebih besar 20 – 150% dari solar berkisar antara 0.666-0879 kg/hp.jam pada putaran

1000-2000 rpm. Pada pengujian emisi gas buang selisih melebihi 30% dengan solar.

Kata kunci: Oli bekas, asam sulfat, diesel, daya, torsi, konsumsi bahan bakar, emisi gas buang

Keywords: used oil , sulfuric acid , diesel , power , torque , fuel consumption , exhaust,

emission

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Energi merupakan unsur penting dalam kehidupan modern, dimana setelah terbatasnya

dan ketersediaan energi bahan bakar fosil yang akan semakin menipis, maka diperlukan

banyak sumber energi lain sebagai sumber energi alternatif dimasa depan, pemanfaatan energi

yang ada pada masyarakat masih didominasi oleh bahan bakar fosil dimana salah satunya

yaitu minyak bumi. Umumnya, marak dikembangkan sumber energi yang berasal dari

makhluk hidup atau biofuel, atau pun juga sumber energi dari alam yang sumbernya tidak

akan habis seperti sumber energi air ataupun sumber energi dari matahari. Di jaman modern

ini semakin dikhawatirkan rusaknya ekosistem atau habitat makhluk hidup, maka upaya daur

ulang dari dari limbah berbahaya hasil pengolahan industri dan mesin pun juga mulai diteliti

untuk dikembangkan menjadi salah satu sumber energi, baik itu limbah industri, limbah dari

makhluk hidup, limbah pabrik, maupun limbah dari motor bakar. Oli bekas merupakan salah

satu limbah yang berasal dari proses motor bakar dan mengandung logam berat dari bensin

atau mesin bermotor. Penyebaran oli bekas sudah sangat luas dari kota besar sampai ke

wilayah pedesaan sehingga sudah seharusnya kegiatan yang menghasikan banyak oli bekas

harus banyak dikurangi dan cepat ditanggulangi penanganannya.

1.2. Tujuan

Tujuan penelitian adalah menganalisa sifat fisik atau karakteristik bahan bakar serta

unjuk kerja dan emisi gas buang dari bahan bakar yang diperoleh dari pemanfaatan kembali

limbah oli bekas kendaraan bermotor yang bisa dimanfaatkan kembali sebagai suatu produk

bahan bakar cair untuk mesin.

2. METODE

2.1. Prosedur Penelitian dan Persamaan

Secara teknis bahan bakar cair merupakan sumber energi yang terbaik, mudah ditangani,

mudah dalam penyimpanan dan nilai kalornya cenderung konstan. Sifat-sifat fisik dari bahan

bakar cair merupakan bagian yang penting untuk diambil sebagai dasar perhitungan mengenai

hal-hal yang berhubungan dengan bahan bakar. Beberapa sifat fisik bahan bakar cair antara

lain :

1. Flash Point

2. Fire point

3. Temperatur penyalaan sendiri (Auto ignition Temperature).

4. Viskositas

5. Nilai kalor

6. Densitas

2.1.1 Brake Horse Power

Brake Horsepower (Bhp) merupakan besaran untuk mengindikasikan horsepower aktual

yang dihasilkan oleh sebuah mesin. Bhp biasanya diukur dengan peralatan pengukur daya

yang ditempatkan pada driveshaft mesin.. Sebuah peralatan dapat digunakan untuk mengukur gaya-gaya yang bekerja pada mesin

dan menghitung besarya nilai gaya tersebut yang diukur adalah torsi dan kecepatan sudut dari

daya poros yang dihasilkan oleh mesin. Alat yang digunakan untuk mengukur torsi adalah

dynamometer.

2.1.2 Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (BSFC)

Pemakaian bahan bakar spesifik adalah perbandingan banyaknya pemakaian bahan bakar

setiap jam tiap daya yang dihasilkan. Nilai pemakaian bahan bakar spesifik yang makin

kecil/rendah menunjukkan efisiensi yang main tinggi. Besar pemakaian bahan bakar spesifik

dihitung dengan persamaan berikut

(Kg / Hp. jam)

Bhp

FC

BSFC = (2)

Dimana :

FC = Konsumsi bahan bakar ( Kg/jam)

Bhp = Daya output (Hp)

2.1.3 Alat Pengujian

Alat pengujian berupa reaktor pengolah limbah oli bekas berfungsi untuk mentreatment

bahan baku oli bekas yang nantinya akan diolah untuk menjadi bahan bakar mirip diesel.

Elemen-elemen atau bagian-bagian yang terkandung dalam alat pengolah limbah oli bekas

meliputi ; pompa yang berfungsi untuk memompa fluida, kemudian heater sebagai pemanas

dalam reaktor, termometer sebagai pencatat suhu atau temperatur, dan filter berbagai jenis

yang berfungsi untuk menyaring residu pada oli bekas, baik sebelum dan setelah proses

treatment dengan asam sulfat.

Komponen – kompenen dari reaktor pengolah limbah oli bekas antara lain :

a. Saluran input

b. Filter

c. Tabung penyimpanan dan penyaringan tahap I

d. Pompa

e. Reaktor pemanas

f. Mesin pengaduk

g. Pemanas / heater

h. Thermometer

i. Filter multi layer

j. Pasir zeolit

k. Tabung penyimpanan dan penyaringan tahap II

l. Tabung tempat pengolahan dengan NaOH

m. Tabung penyimpanan hasil akhir pengolahan limbah oli bekas.

Prinsip kerja dari reaktor pengolah limbah oli bekas secara garis besar terdiri dari

beberapa tahap sebagai berikut, pertama oli bekas sebelum memasuki bak penampungan

dilakukan penyaringan tahap I, hal ini bertujuan untuk memisahkan kotoran-kotoran yang

terdapat pada bahan baku oli bekas. Kemudian dari tanki penampungan bahan baku oli bekas

dipompa ke reaktor pemanas. Di dalam reaktor pemanas oli bekas dipanaskan dengan heater

sampai suhu 1500C dan ditreatment dengan asam sulfat dengan konsentrasi 5%, dalam proses

ini pada waktu proses treatment juga dilakukan pengadukan dengan alat pengaduk 200 rpm

selama 2 jam. Setelah proses treatment dilakukan, oli bekas dalam reaktor kemudian

didiamkan selama 24 jam, kemudian dipompa ke bak penampungan berikutnya yang akan

disaring dengan menggunakan pasir zeolit, setelah disaring oli hasil tretament juga

ditambahkan larutan alkali yaitu NaOH untuk mengurangi sifat asam akibat asam sulfat

dengan konsentrasi 5%, kemudian dilakukan kembali penyaringan dengan pasir zeolit

kembali untuk menyerap air yang terkandung akibat penambahan NaOH, dan berlanjut ke

penyaringan terakhir dengan filter sebelum oli treatment siap digunakan sebagai bakar cair.

Variabel bebas sampel pengujian terdiri dari tiga buang sampel antara lain ; BBC 40 (bahan

bakar oli hasil treatment 40%, solar 60%), BBC 50 (bahan bakar oli hasil treatment 50%,

solar 50%), BBC 60 (bahan bakar oli hasil treatment 40%, solar 60%). Pada dynamometer

putaran mesin divariasikan dari 1000rpm, 1200rpm, 1400rpm, 1600rpm, 1800rpm dan

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Gambar dan Tabel

Dari hasil pengujian didapat karakteristik sifat sampel bahan bakar uji yaitu BBC 40, BBC

50 dan BBC 60 masih mendekati solar dengan nilai densitas sampel BBC berkisar antara

0,821-0,829 kg/lt, viskositas dengan rentang nilai dari 4.874-8.213 centistokes, sedangkan

untuk nilai flash point memiliki nilai berkisar antara 62-66oC dan 65-68oC untuk nilai fire

point. Nilai kalor BBC berkisar antara 41,102-43,091 MJ/kg untuk HHV dan 39,182-40,926

0.805

0.81

0.815

0.82

0.825

0.83

0.835

Solar BBC 40 BBC 50 BBC 60

Specific Gravity

Sampel bahan bakar

0.805

0.81

0.815

0.82

0.825

0.83

Solar BBC 40BBC 50 BBC 60

Densitas kg/lt

Sampel bahan bakar

0

2

4

6

8

10

Solar BBC 40BBC 50BBC 60

Viskositas

(Centistokes􀀋􀀃

Sampel bahan bakar

55

60

65

70

Solar BBC

40

BBC

50

BBC

60

Temperatur oC

Sampel bahan bakar

Flash Point

Fire Point

36

38

40

42

44

46

Solar BBC 40BBC 50BBC 60

Nilai kalor (MJ/kg􀀋􀀃 Sampel bahan bakar

HHV

LHV

MJ/kg untuk LHV􀀑􀀃Selain viskositas, nilai karakteristik sampel BBC terpaut tidak terlalu jauh

dengan bahan bakar solar, karakteristik viskositas sampel bahan bakar BBC dipengaruhi

besaran jumlah konsentrasi campuran dengan solar, dimana hal ini menunjukkan bahwa

viskositas dari bahan baku yaitu oli bekas tidak berubah secara signifikan dalam proses

treatment dengan asam sulfat, namun dari besaran nilai kalor yang tidak terpaut jauh dengan

bahan bakar solar sehingga bisa dikatakan cukup layak diproses pada mesin diesel.

Pengujian unjuk kerja mesin yaitu torsi dan daya mesin memiliki selisih yang cukup besar dengan

rentang 30 – 68% lebih kecil dari solar nilai 1.540 – 1.273 Nm untuk torsi dan 0.183- 0.149 Hp untuk

BHP pada putaran 1000-2000 rpm. BSFC memiliki selisih lebih besar 20 – 150% dari solar berkisar

antara 0.666-0879 kg/hp.jam pada putaran 1000-2000 rpm. Meskipun BBC 40, 50 dan 60 memiliki

Nilai kalor yang cukup besar, rendahnya nilai torsi dan Bhp yang diperoleh disebabkan

karakteristik viskositas BBC yang cukup tinggi sehingga berpengaruh terhadap besaran

droplet yang disemprotkan dalam ruang bakar memiliki dampak pada pada proses atomisasi

campuran bahan bakar dengan udara yang mengakibatkan kinerja mesin menjadi menurun.

 (a) Kandungan gas buang CO, (b) kandungan gas buang CO2

 (c) Kandungan HC pada gas buang, (d) kandungan O2 pada gas buang

Kadar kepekatan asap

(a) (b)

(c) (d)

Emisi gas buang BBC hasil treatment lebih didominasi karena nilai kalor dan properties

bahan bakar sehingga berpengaruh terhadap emisi gas yang dihasilkan, dibanding sifat fisik

bahan bakar yang lain (densitas dan viskositas). Dengan kata lain meskipun densitas dan

viskositas tinggi, BBC hasil treatment bisa terbakar dengan cukup baik dan gas buang yang

dihasilkan masih memenuhi syarat.

4. keSIMPULAN

Sampel bahan bakar BBC 40, 50 dan 60 yang diuji masih memiliki karakteristik sifat

fisik yang mendekati solar, unjuk kerja mesin dan kadar emisi juga tidak terpaut terlalu jauh

dibandingankan bahan bakar solar. BBC bisa digunakan pada mesin diesel dengan cukup

baik, namun karena viskositas yang masih cukup tinggi sebaiknya hanya digunakan pada

mesin diesel statis dengan putaran rendah.

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Arpa and Yumrutas, 2009, Production of diesel-like fuel from waste engine oil by

pyrolitic distilation, Science Direct.

[2]. Arpa and Yumrutas, 2009, Experimental investigation of the effects of diesel-like fuel

obtained from waste lubrication oil on engine performance and exhaust emission,

Science Direct.

[3]. Emam and Shoaib, 2012, Re-refining of Used Lubed Oil, II-by Solvent/Clay and

Acid/Clay-Percolation Processes, Egypt, ARPN Journal of science and technology Vol,

2 No 11

[4]. Raharjo, 2007, Pemanfaatan TEA ( Three Ethyl Amin) Dalam Proses Penjernihan Oli

Bekas Sebagai Bahan Bakar Pada Peleburan Aluminium, Surakarta, Jurnal Penelitian

Sains dan Teknologi Vol. 8, No.2, 2007

[5]. SV Gupta, 2002, Practical density measurement and hydrometry, institute of physics,

New Delhi, Institute of Physics Publishing Bristol and Philadelphia

[6]. Wongkhorsub. C, Chindapraset.N, 2013, A Comparison of the use of Pyrolysis Oils in

Diesel Engine, Bangkok, Thailand, Energy and Power Engineering, 2013,5,350-355

[8]. Kompas 20 Februari, 2014, Limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) Bisnis yang

menggiurkan (Diakses tanggal : 15 Nopember 2015)

[9]. Keputusan Dirjen Migas No. 3675K/24/DJM/2006 pasal no 59

[10]. VOA Indonesia 2013, 10 Tahun pasca invasi AS (Diakses tanggal : 20 Nopember 2015)

[11]. Miller. Freedrich, 2010, Dynamometer: Force, Torque, Power (physics), Heat Engine,

Motor, Rotational Speed, Revolutions Per Minute, Tribology, Physical Therapy,

Kinesiology, Ergonomics, Dynamometer Car, Engine Test Stand, Hand Strength,

Alphascript Publishing, 2010

Resume : Agung Pratama Hardiansyah ( STTJ - TEKNIK MESIN )

AGUNG PRATAMA HARDIANSYAH

1)S1 sekolah tinggi teknologi jakarta

2)Jurusan Teknik Mesin, SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI JAKARTA

     Kampus  A      jl. JATIWARINGIN

Refrensi By :

 Dewa Gede Angga Pranaditya1*)*, Ainul Ghurri 1,2)** , Wayan Nata Septiadi 2,2)**
1)S2 Teknik Mesin Program Pascasarjana Universitas Udayana
Jl. Sudirman, Denpasar, Bali 80114
*Email: untd@ymail.com
2)Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362
**Email: a.ghurri@gmail.com