ABSTRAK
Bahan bakar merupakan bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembakaran. Tipe bahan bakar yang dipakai harus sesuai dengan karakter mesin supaya tidak terjadi kesalahan yang menyebabkan kerusakan pada sistem kerja mesin maupun efek yang lain. Bahan bakar yang biasa digunakan pada mobil, motor, genset, dll yaitu bahan bakar minyak yang merupakan olahan dari minyak mentah. Bahan bakar minyak diproduksi melalui proses destilasi dengan memisahkan fraksi-fraksi berdasarkan perbedaan titik didihnya sehingga menghasilkan macam-macam bahan bakar minyak seperti bensin dan solar. Dalam makalah ini dideskripsikan proses pembuatan bahan bakar minyak dan macam-macam bahan bakar minyak khususnya bensin dan solar. Juga mendeskripsikan syarat, sifat, penyimpanan dan proses pembakaran bensin dan solar. Bensin dan solar merupakan bahan bakar minyak mi nyak yang dominan digunakan pada mesin-mesin. Kata kunci : mesin, minyak mentah, bensin dan solar
PENDAHULUAN
Bahan bakar adalah sesuatu yang digunakan untuk melakukan proses pembakaran dan menghasilkan kalor. Bahan bakar dapat digolongkan berdasar dari asal bahan bakar yaitu bahan bakar nabati, mineral, miner al, dan fosil. Ditinjau dari bentuknya bahan bakar dapat dibedakan menjadi tiga bentuk yaitu sebagai berikut : 1. Bahan bakar padat seperti batu bara dan kayu bakar. 2. Bahan bakar cair/minyak seperti bensin, solar, avtur, minyak tanah dan minyak berat. 3. Bahan bakar gas seperti seperti LPG ( liquid propana gas) gas ) dan gas alam. Ada beberapa tipe bahan bakar dan pelumas yang digunakan pada kendaraan bermotor. Beberapa diantaranya berisi racun dan zat kimia yang mudah terbakar dan ini harus di tangani – hati. dengan hati – hati. Penggunaan tipe bahan bakar atau pelumas disesuaikan dengan karaktristik terhadap kebutuhan, agar tidak terjadi kesalahan yang menyebabkan kerusakan pada mesin pembangkit tenaga. Pemakaian bahan bakar yang tidak sesuai dengan karakter mesin mungkin dapat menyebabkan kerusakan pada sistem kerja mesin maupun efek yang lain, yaitu berupa polusi lingkungan. Oleh karena itu sangatlah penting bagi kita untuk mengetahui perbedaan tipe karakteristik pelumas dan bahan bakar, beserta cara penangananya yang benar. Sampai saat ini bahan bakar yang biasa di gunakan pada mobil dan sebagian kendaraan bermotor adalah bensin dan solar (diesel). Beberapa negara ada yang menggunakan alkohol, LPG dan bahan bakar lainya, namun demikian secara garis besar penjelasan dan penggunaan tentang bahan bakar yang ada dipasaran umum yaitu berupa bensin dan solar (diesel) .
BAHAN BAKAR MINYAK
Bahan bakar minyak adalah bahan bakar mineral cair yang di peroleh dari hasil tambang pengeboran sumur – sumur sumur minyak yaitu minyak mentah atau crude oil. Hasil dari pengolahan minyak mentah ini akan menghasilkan bermacam-macam bahan bakar yang memiliki kualitas yang berbeda-beda. Minyak mentah berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C 1 sampai 50. Titik didih hidrokarbon meningkat seiring bertambahnya jumlah atom C yang berada didalam molekulnya. Minyak mentah tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar sebelum diolah.
A. Proses pembuatan bahan bakar minyak
Adapun proses pengolahan minyak mentah menjadi bahan bakar minyak adalah sebagai berikut : 1. Destilasi Destilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Fraksi minyak bumi yang dihasilkan berdasarkan rentang titik didihnya dapat dilihat pada table berikut ini : Table A.1 Fraksi minyak mentah berdasarkan titik didihnya. No. 1 2 3 4 5 6
Fraksi-fraksi Fraksi-fraksi Gas Bensin ( gasoline) gasoline) Kerosin Solar Minyak Berat Residu
Rentang rantai karbon C1 – C5 C6 – C11 C12 – C20 C21 – C30 C31 – C40 > C40
◦
Trayek titik didih C 0 – 50 50 50 – 85 85 85 – 105 105 105 – 135 135 135 – 300 300 > 300
2. Konversi (cracking (cracking ) konversi adalah penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil. Terdapat tiga cara untuk proses konversi antara lain sebagai berikut : a. Cara panas (thermal cracking), cracking), yaitu dengan penggunaan suhu tinggi dan tekanan yang rendah. b. Cara katalis katalis (catalytic cracking), cracking), yaitu dengan penggunaan katalis. Katalis yang digunakan biasanya SiO2 atau Al2O3 bauksit. Reaksi dari perengkahan katalitik melalui mekanisme perengkahan ion karbonium. c. Hidrocracking merupakan kombinasi antara perengkahan dan hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa yang jenuh. 3. Alkilasi Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini menggunakan katalis asam kuat seperti H2SO4, HCl, AlCl3 (suatu asam kuat Lewis). 4. Proses Pengolahan (treatment (treatment ). ). treatment Proses Proses ini dimaksudkan untuk menyiapkan fraksi-fraksi hidrokarbon untuk diolah lebih lanjut, juga untuk diolah menjadi produk akhir.
5. Formulasi dan Pencampuran ( Blending ) Blending yaitu yaitu proses pencampuran fraksi-fraksi hidrokarbon dan penambahan bahan aditif untuk mendapatkan produk akhir dengan spesikasi tertentu. 6. Proses-proses lainnya, antara lain meliputi: pengolahan limbah, proses penghilangan air asin ( sour-water sour-water stripping ), ), proses pemerolehan kembali sulfur ( sulphur recovery), recovery), proses pemanasan, proses pendinginan, proses pembuatan hidrogen, dan proses proses pendukung lainnya. B. Macam-macam Bahan Bakar Minyak 1. Bensin Bensin adalah hidrokarbon yang dibentuk oleh C 7H16 dan C8H18 yang mempunyai kemampuan untuk menguap pada suhu rendah. Bensin juga dikenal dengan sebutan gasoline/petrol, yang efisien digunakan pada mesin dengan pengapian busi dan juga dapat digunkan pada mesin kompressi tinggi pada kondisi biasa. Bensin pada dasarnya adalah persenyawaan jenuh dari hidro karbon, dan merupakan komposisi isooctane dengan normal-heptana.Serta normal-heptana.Serta senyawa molekulnya tergolong dalam kelompok senyawa hidrokarbon alkana. Kualitas bensin dinyatakan dengan angka oktan, atau octane number. Angka octan adalah prosentase volume isooctane di dalam campuran antara isooctane dengan normal heptana yang menghasilkan intensitas knocking atau daya ketokan dalam proses pembakaran ledakan dari bahan bakar yang sama dengan bensin yang bersangkutan. Bensin yang ada di pasaran di kenal ada tiga kelompok : (1) Regular – grade, grade, (2) Premium – grade, grade, dan (3) Third-grade Gassoline. Gassoline. Adapun diIndonesia pertamina mengelompokkanya menjadi : bensin, premium, aviation gas dan super. Berdasarkan jumlah C 7H16 dan C8H18 bensin dibedakan menjadi beberapa jenis je nis yaitu sebagai berikut: 1. Premium ( 87 % C 8H18 dan 13% C 7H16), memiliki rasio kompressi (7-9 :1) 2. Pertamax ( 92 % C 8H18 dan 8% C 7H16), memiliki perbandingan kompressi ( 9-10 : 1) 3. Pertamax plus ( 95 % C 8H18 dan 5% C 7H16), memiliki perbandingan kompressi ( 10-11 :1 ) 4. Untuk jenis bensin yang memiliki 100% C 8H18 sering digunakan pada kejuaraan F1 dan MOTO GP. 2. Solar Solar adalah bahan bakar minyak hasil sulingan dari minyak bumi mentah, bahan bakar ini mempunyai warna kuning cokelat yang jernih. Minyak solar ini biasanya digunakan sebagai bahan bakar pada semua jenis motor Diesel dan juga sebagai bahan bakar untuk pembakaran langsung di dalam dapur – dapur dapur kecil yang menghendaki hasil pembakaran yang bersih. Minyak ini sering disebut juga sebagai gas oil, ADO, HSD, atau Dieseline. Pada temperatur biasa, artinya pada suhu kamar tidak menguap, dan titik nyalanya jauh lebih tinggi dari pada bahan bakar bensin. Kualitas solar dinyatakan dengan angka setane atau cetane number (CN). Bilangan setane yaitu besar prosentase volume normal cetane dalam campuranya dengan methylnapthalene yang menghasilkan karakteristik pembakaran yang sama dengan solar yang bersangkutan (Drs. Warsowiwoho : 1976). Secara umum solar dapat diklasifikasikan sebagai berikut: (1) Light Diesel Fuel (LDF) mempunyasi CN = 50, (2) Medium Diesel Fuel (MDF) mempunyasi CN = 50, dan (3) Heavy Diesel Fuel (HDF) mempunyasi CN = 35.
C. Sifat dan Syarat Bahan Bakar Minyak 1. Bahan Bakar Bensin Bensin mengandung hidrokarbon hasil sulingan dari produksi minyak mentah. Bensin mengandung gas yang mudah terbakar, umumnya bahan bakar ini di pergunakan untuk mesin dengan pengapian busi. Sifat yang di miliki bensin antara lain: a. Mudah menguap pada temperatur normal, b. Tidak berwarna, tembus pandang dan berbau, c. Titik nyala rendah (-10° sampai -15°C), d. Berat jenis rendah (0,60 s/d 0,78), e. Dapat melarutkan oli dan karet, f. Menghasilkan jumlah panas yang besar (9,500 s/d 10,500 kcal/kg), g. Setelah di bakar sedikit meninggalkan karbon.
Adapun syarat – – syarat syarat bensin yang baik dan memberikan kerja mesin yang lembut, yaitu sebagai berikut: a. Mudah terbakar, artinya mampu tercipta pembakaran serentak di dalam ruang
bakar dengan sedikit knocking atau dentuman, dentuman, b. Mudah menguap, artinya bensin harus mampu membentuk uap dengan mudah untuk memberikan campuran udara dengan bahan bakar yang tepat saat menghidupkan mesin yang masih dingin, c. Tidak beroksidasi dan bersifat pembersih, artinya sedikit perubahan kualitas dan perubahan bentuk selama di simpan. Selain itu juga bensin harus mencegah pengendapan pada sistem intake, d. Angka octane, adalah suatu angka untuk mengukur bahan bakar bensin terhadap daya anti knock characteristic. Bensin dengan nilai oktan yang tinggi akan tahan terhadap timbulnya engine knocking. 2. Bahan bakar solar Bahan bakar Diesel biasa juga di sebut dengan light oil atau solar, yaitu suatu campuran dari hidro karbon yang telah di destilase setelah bensin dan minyak tanah dari minyak mentah pada temperatur 200°C sampai 340°C. Bahan bakar jenis ini atau biasa disebut sebagai bahan bakar solar sebagian besar digunakan untuk menggerakkan mesin Diesel. Bahan bakar Diesel mempunyai sifat utama yaitu sebagai berikut : a. Tidak berwarna atau sedikit kekuning-kuningan dan berbau, b. Encer dan tidak menguap di bawah temperatur normal, c. Titik nyala tinggi (40°C sampai 100°C), d. Terbakar spontan pada 350°C, sedikit di bawah bensin, e. Berat jenis 0,82 s/d 0,86, f. Menimbulkan panas yang besar (10,500 kcal/kg), dan g. Mempunyai kandungan sulfur yang lebih besar di banding dengan bensin. Syarat – – syarat syarat pengunaan solar sebagai bahan bakar harus memperhatikan kualitas solar, antara lain adalah sebagai berikut: a. Mudah terbakar, artinya waktu tertundanya pembakaran harus pendek/singkat,
sehingga mesin mudah dihidupkan. Solar harus memungkinkan kerja mesin yang lembut dengan sedikit knocking,
b. Tetap encer pada suhu dingin (tidak mudah membeku), menunjukan Solar harus
c.
d. e.
f.
tetap cair pada suhu rendah sehingga mesin akan mudah di hidupkan dan berputar lembut, Daya pelumasan, artinya Solar juga berfungsi sebagai pelumas untuk pompa injeksi dan nossel. Oleh karena itu harus mempunyai sifat dan daya lumas yang baik, Kekentalan, berkait dengan syarat melumas dalam arti Solar harus memiliki kekentalan yang baik sehingga mudah untuk dapat di semprotkan oleh injektor, Kandungan sulfur, karakteristik Sulfuir yang dapat merusak pemakaian komponen mesin sehingga mempersyaratkan kandungan sulfur solar harus sekecil mungkin (< 1 %), dan Angka cetane, Yaitu suatu cara untuk mengontrol bahan bakar solar dalam kemampuan untuk mencegah terjadinya knocking, tingkat yang lebih besar memiliki kemampuan yang lebih baik.
D. Penyimpanan Bahan Bakar Minyak Cara penyimpanan yang aman untuk bahan bakar yaitu sebagai berikut.
1. Selama penyimpanan pada tangki, kualitas bahan bakar dapat meningkat karena kotoran yang bercampur selama proses dan pengeringan dapat berpisah, disamping itu, air yang ada dalam bahan bakar mengendap sehingga bahan bakar menjadi lebih murni. 2. Timbulnya oksidasi apabila penyimpanannya terlalu lama. Untuk mengatasinya dilakukan pembungkusan dengan gas nitrogen. Oksidasi berbahaya karena dapat menghasilkan kotoran dan bensin mudah terbakar apabila temperature naik. E. Proses Pembakaran Pembakaran Bensin dan Solar Di Dalam Mesin
Pembakaran adalah reaksi antara bahan bakar dengan udara ( oksigen/O2 ) yang terjadi pada suhu yang yang merupakan titik bakar bahan bakar untuk menghsilkan panas serta panas dan nyala. Pada proses pembakaran bensin, ada tiga syarat yang harus dipenuhi agar proses pembakaran dapat terjadi yaitu adanya bahan bakar( bensin ), oksigen dan nyala api. Untuk mendapatkan pembakaran sempurna, maka campuran bahan bakar dan udara yang ideal adalah 15 kg udara dengan 1 kg bensin atau setara dengan 900 liter udara dengan 1 liter bensin. Untuk reaksi pembakaran bensin dapat dituliskan sebagai berikut. C + O2
→
CO2
2C + O2
→
2CO
2H2 + O2 S + O2 C8H18 + 12,5O 2 + N2
→
2H2O
→SO2
→ 9H2O
+ 8CO2 + N2 + ENERGI
Sedangkan proses pembakran pada bahan bakar solar adalah udara yang diisap ke dalam ruang bakar akan dikompresi oleh gerakan piston. Bahan bakar diinjeksikan pada + 150 sebelum TMA pada langkah kompresi hingga + 100 setelah TMA ke udara tekan dan bersuhu tinggi. Akibatnya, bahan bakar terbakar te rbakar dengan sendirinya oleh udara kompresi. Suhu udara kompresi harus di atas 500 C0 (9320 F).
KESIMPULAN
Berdasar uraian di atas dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Bahan bakar adalah bahan – bahan yang diperlukan untuk untuk proses pembakaran. 2. Bahan bakar yang di pakai di masyarakat beraneka macam, maka harus pandai memilih bahan bakar yang baik dan tepat untuk proses pembakaran. 3. Bahan bakar yang sering di pakai adalah bensin dan solar. Untuk mengetahui bensin yang baik dengan melihat angka octan-nya, octan-nya, sedangkan solar yang baik dapat di lihat dari angka cetan-nya. cetan-nya.
DAFTAR PUSTAKA
http://j4ngandibuk4.blogspot.com/p/proses-pengolahan-minyak-bumi.html diakses pada hari kamis 9 Oktober 2014 pukul 20:30 WITA. supmwaiheru.kkp.go.id/Uploaded/ BAHAN %20BAKAR.pdf Diktat Diktat ilmu bahan, bahan bakar dan BAHAN %20
pelumas file pdf. diakses pada hari kamis 9 Oktober 2014 2014 pukul 20:30 WITA. WITA.
BAHAN BAKAR MINYAK (Bensin dan Solar)
NAMA : SUPRIADI NIM
:
PRODI :
D211 12 002 TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN 2014
