MINYAK SOLAR

A. Pengertian solar    Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340°C, dan merupakan bahan bakar mesin diesel. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali. Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. Kualitas minyak solar dinyatakan dengan bilangan setana.     Angka setana adalah tolak ukur kemudahan menyala atau terbakarnya suatu bahan bakar di dalam mesin diesel. Saat ini, Pertamina telah memproduksi bahan bakar solar ramah lingkungan dengan merek dagang Pertamina DEX© (Diesel Environment Extra).     Angka setana DEX dirancang memiliki angka setana minimal 53 sementara produk solar yang ada di pasaran adalah 48. Bahan bakar ramah lingkungan tersebut memiliki kandungan sulfur maksimum 300 ppm atau jauh lebih rendah dibandingkan solar di pasaran yang kandungan sulfur maksimumnya mencapai 5000 ppm.

• Kegunaan Minyak Solar antara lain:-Digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin diesel pada kendaraan bermotor seperti bus, truk, kereta api dan traktor . -Memproduksi uap-Mencairkan hasil peridustrian-Membakar batu-Mengerjakan panas dari logam

B. Sifat utama dari bahan bakar diesel / solar

    Bahan bakar diesel biasa juga disebut light oil atau solar, adalah suatu campuran dari hydrocarbon yang telah di distilasi setelah bensindan minyak tanah dari minyak mentah pada temperatur 200 sampai340. Sebagian besar solar digunakan untuk menggerkkan mesin diesel.• Bahan bakar diesel mempunyai sifat utama , yaitu :*   Tidak berwarna atau sedikit kekuning-kuningan dan berbau.       *   Encer dan tidak menguap dibawah temperatur normal.       *   Mempunyai titik nyala tinggi (40 C-100 C).       *  Terbakar spontan pada 350, sedikit dibawah temperatur bensin yangterbakar sendiri sekitar .      *   Mempunyai berat jenis 0,82-0,86.    *   Menimbulkan panas yang besar (sekitar 10.500 kcal/kg).      *   Mempunyai kandungan sulfur lebih besar dibanding bensin.*   Memiliki rantai Hidrokarbon C14 s/d C18.

C. Syarat-syarat Kualitas solar yang diperlukan sebagai berikut.

* Mudah terbakar

*Solar harus dapat memungkinkan engine bekerja lembut dengan sedikit knocking.

*Tetap encer pada suhu dingin (tidak mudah membeku)     Solar harus tetap cair pada temperatur rendah sehingga engine akan mudah dihidupkan dan berputar lembut.

*Daya Pelumasan    Solar juga berfungsi sebagai pelumas untuk pompa injeksi dan nosel Oleh karena itu harus mempunyai sifat daya pelumas yang baik.

*Kekentalan Solar     solar harus mempunyai kekentalan yang memadai sehingga dapat disemprotkan oleh injektor.

*Kandungan Sulfur     Sulfur merusak pemakaian komponen engine, dan kandungan sulfur solar harus sekecil mungkin.

*Stabil     Tidak berubah dalam kualitas, tidak mudah larut selama disimpan.

D. Nomor Cetane(Cetane Number)     Nomor cetane atau tingkatan dari solar adalah satu cara untuk mengontrol bahan bakar solar dalam kemampuan untuk pencegah terjadinya knocking. Tingkatan yang lebih besar memiliki kemampuan yang lebih baik. Ada dua skala indek untuk mengontrol kemampuan solar untuk mencegah knocking dan mudah terbakar yaitu cetane index dan diesel index. Minimal tingkatan cetane yang dapat diterima untuk bahan bakar yang digunakan untuk engine diesel kecepatan tinggi umumnya 40-45. Oleh karena, itu engine diesel perbandingan kompresinya (15:1-22:1) lebih tinggi daripada engine bensin(6:1-12:1) dan juga engine diesel dibuat dengan kontruksi yang jauh lebih kuat dari pada engine bensin.

E. Perbedaan Bahan Bakar Untuk Mesin Diesel Dengan Mesin Besin

Perbedaan antara bahan bakar diesel dengan bahan bakar bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar. Maka dari itu,untuk sebuah mesin kendaraan atau alat berat yang beroperasi dengan menggunakan tenaga diesel, pasti membutuhkan bahan bakar diesel yang kandungannya tersebut harus disesuaikan dengan jenis kendaraan atau apapun itu yang penting menggunakan mesin diesel. Pada mesin bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang dihasilkan oleh dua elektroda busi (spark plug), sedangkan pada mesin diesel pembakaran terjadi

karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi torak hingga mencapai temperatur nyala.

F. Jenis- Jenis Bahan Bakar Mesin Diesel

Untuk jenis bahan bakar untuk mesin diesel mempunyai beberapa jenis dan dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan untuk mesin diesel yang digunakan. Menurut informasi dari Kementrian Pendidikan Nasional dalam website, bahwa jenis bahan bakar untuk mesin diesel dibedakan menjadi sebagai berikut :

Minyak Solar (HSD)

High Speed Diesel (HSD) merupakan bahan bakar jenis solar untuk mesin tenaga diesel yang memiliki angka performa cetane number 45. Mesin diesel yang umum menggunakan bahan bakar ini  mengadopsi sistem injeksi pompa mekanik dan elektronik injeksi. Jenis BBM ini diperuntukkan untuk jenis kendaraan bermotor untuk trasportasi dan mesin industri.

Minyak Diesel (MDF)

Minyak diesel adalah hasil penyulingan minyak yang berwarna hitam yang berbentuk cair pada temperatur rendah. Pada umumnya minyak diesel memiliki kandungan sulfur yang rendah dan dapat diterima oleh mesin diesel berkecepatan sedang di sektor industri. Oleh karena itu, minyak diesel disebut juga Industrial Diesel Oil (IDO) atau Marine Diesel Fuel (MDF).

Minyak Bakar (MFO)

Minyak bakar atau marine fuel oil bukan merupakan hasil destilasi (pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya) tetapi hasil dari jenis residu yang berwarna hitam. Minyak jenis ini memiliki tingkat kekentalan yang tinggi dibandingkan minyak diesel. Biodiesel

Biodiesel merupakan bahan bakar yang cukup baik sebagai sumber bahan bakar pengganti karena dapat terbarukan (renewable). Bahan ini adalah hasil reaksi asam lemak dengan metil alkohol membentuk senyawa metil ester. Biodiesel merupakan bahan bakar yang tidak beracun, karena lebih mudah diurai secara alami, menghasilkan karbon monoksida dan hidrokarbon yang relatif rendah. Hal yang menarik dari biodiesel adalah memiliki kualitas yang memenuhi seluruh persyaratan bahan bakar diesel.

Diesel Performa Tinggi

Bahan bakar ini merupakan bakar mesin diesel modern yang memiliki cetane number 53 dan memiliki kualitas tinggi dengan kandungan sulfur di bawah 300 ppm. Jenis bahan bakar ini direkomendasikan untuk mesin diesel dengan sistem injeksi coomonrail. Sistem common rail adalah sebuah tube bercabang dengan katup injektor yang dikendalikan oleh komputer, dimana masing-masing tube tersebut terdiri atas nozzle mekanis yang sangat presisi dan sebuah plunger yang dikedalikan oleh solenoid dan actuator piezoelectric.

G. Hasil Penelitian dan Pembahasan

Sintesis Ester dan ME      Hasil yang diperoleh dari sintesa ester dan metil ester (ME) adalah ester yang berwarna kuning jernih dan lebih jernih dari warna minyak sawit yang digunakan. Hasil sintesis berupa campuran padat dan cair, padatan yang terbentuk merupakan campuran antara sabun dan gliserin sedangkan cairan yang berada dibagian atas adalah metil ester. Secara visual dapat dianalisis bahwa metil ester memiliki viskositas yang jauh lebih rendah dari minyak sawit.       ME hasil sintesis berwarna coklat tua. Warna ME hasil sintesis tersebut berbeda dengan warna EHN yang berwarna kuning jernih. Hal ini disebabkan bahan baku yang berbeda antara sintesis ME dan EHN. Walaupun terjadi perbedaan warna antara keduanya, ME memiliki kelarutan yang sama dengan EHN dimana keduanya larut sempurna dalam solar. ME hasil sintesis masih tercampur dengan sisa asam dan sisa katalis sehingga harus dipisahkan dengan dekantasi. ME berada dibagian atas campuran sedangkan asam dan katalis dibagian bawah. Hasil pemisahan merupakan ME dengan pH antara 1 sampai 2. Proses pencucian 2 sampai 3 kali dengan air akan menaikkan pH ME mendekati 6. Mengingat pH minyak solar juga berkisar antara 6, maka pH ME sebesar 6 dapat dianggap memenuhi syarat untuk dicampurkan kedalam solar sebagai aditif.

Apabila rumus bangun ME dibandingkan dengan rumus bangun EHN, terlihat kemiripan antara keduanya. Karena kemiripan antara dua senyawa organik nitrat ini, diharapkan ME juga memiliki sifat seperti EHN yaitu dapat meningkatkan angka setana minyak solar. 

CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – O – NO2                          CH2                                                                 CH3

Gambar . Rumus Bangun EHN     Selanjutnya, untuk mengetahui kelarutan dan homogenitas ME dalam solar dilakukan juga analisis menggunakan spektra IR terhadap solar dan campuran solar dengan ME dimana sampel diambil pada beberapa posisi dalam labu pencampur.       Spektra IR campuran solar dan ME  pada berbagai komposisi menunjukkan adanya spektra nitrat pada 1635 cm-1 dengan intensitas yang sama untuk setiap posisi pengambilan sampel. Hal ini mengindikasikan bahwa ME larut sempurna dalam solar sehingga terbentuk campuran yang homogen. Kelarutan sempurna aditif dalam solar merupakan syarat mutlak yang

harus dipenuhi karena pengendapan aditif akan menganggu kinerja pompa injektor serta menimbulkan kerak di ruang bakar.

Perhitungan Cetane Index (CI) dan Cetane Number (CN)      CN dapat ditentukan dengan metode ASTM D-631 menggunakan mesin uji. CN dapat juga diprediksi menggunakan angka Cetane Index (CI) yang merupakan fungsi titik didih komponen penyusun solar serta densitas solar. Akibat penambahan ME pada solar juga menyebabkan kenaikan temperatur distilat dengan kenaikan sebesar 13% akibat penambahan 1,5% ME. Kenaikan kedua parameter ini disebabkan oleh sifat ME yang terutama merubah kestabilan termal solar

Perhitungan Yield Reaksi      Perhitungan yield reaksi dilakukan untuk menentukan berapa banyak nitrat yang bereaksi dengan metil ester. Perhitungannya dilakukan dengan menggunakan hasil FTIR dari NH4NO3  dan metil ester nitrat yang telah ditambahkan asam asetat (CH3COOH) sebagai zat pembanding.       Hasil dari perbandingan spektra ini menunjukkan bahwa asam asetat pada NH4NO3 dan ME muncul pada spektrum 3394 cm-1 dan 3316 cm-1. Spektrum asam asetat yang digunakan sebagai referensi untuk menghitung NO2 pada ME adalah yang berada pada  3394 cm-1. Dengan menggunakan data tinggi puncak pada masing-masing spektrum serta membandingkan dengan tinggi puncak pada spektrum referensi, diperoleh yield sebesar 73%. Angka ini mengindikasikan banyaknya nitrat yang bereaksi dengan metil ester. Data ini menunjukkan bahwa  sintesis ME menggunakan metode ini cukup efektif karena mendapatkan yield lebih dari 50%.