APLIKASI BIOPIGMEN SEBAGAI ADITIF PEMBAKARAN (COMBUSTION BOOSTER) PADA BAHAN BAKAR MINYAK: PENURUN EMISI GAS BUANG CO DAN HIDROKARBON YOSIANDA ANDUSIA ISLAMI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2017
30
Embed
APLIKASI BIOPIGMEN SEBAGAI ADITIF PEMBAKARAN … · HASIL DAN PEMBAHASAN 5 ... pertamax, dan pertamax plus dengan angka oktan berturut-turut 88, 92 ... Pusat Penelitian dan Pengembangan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
APLIKASI BIOPIGMEN SEBAGAI ADITIF PEMBAKARAN
(COMBUSTION BOOSTER) PADA BAHAN BAKAR MINYAK:
PENURUN EMISI GAS BUANG CO DAN HIDROKARBON
YOSIANDA ANDUSIA ISLAMI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2017
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Aplikasi Biopigmen
sebagai Aditif Pembakaran (Combustion Booster) pada Bahan Bakar Minyak:
Penurun Emisi Gas Buang CO dan Hidrokarbon adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2017
Yosianda Andusia Islami
G44130030
ABSTRAK
YOSIANDA ANDUSIA ISLAMI. Aplikasi Biopigmen sebagai Aditif
Pembakaran (Combustion Booster) pada Bahan Bakar Minyak: Penurun Emisi
Gas Buang CO dan Hidrokarbon. Dibimbing oleh ARMI WULANAWATI dan
HAIRUNNISA
` Pencemaran udara terjadi akibat perubahan komposisi udara dari keadaan
normal sehingga dapat mengganggu kehidupan makhluk hidup. Pencemaran dapat
diakibatkan oleh pembakaran yang tidak sempurna pada kendaraan bermotor
karena mutu bahan bakar yang rendah sehingga dapat menghasilkan gas buang,
seperti karbon monoksida (CO) dan hidrokarbon (HC). Pencemaran udara dapat
dikurangi dengan menambahkan pendorong pembakaran (combustion booster)
agar dihasilkan produk pembakaran yang lebih baik. Pada penelitian ini,
dilakukan pemanfaatan zat alami berbahan dasar ekstrak kasar klorofil dari daun
eceng gondok (Eichhornia crassipes) dan ekstrak kasar karoten dari minyak sawit
kasar (CPO) untuk menurunkan emisi gas buang. Ekstrak tersebut ditambahkan
dalam berbagai konsentrasi ke dalam bensin RON 88 dengan nisbah
klorofil:karoten sebesar 0:0, 1:0, 3:1, 2:3, dan 0:1. Emisi gas CO menurun 52%
dan hidrokarbon sedikit meningkat sebesar 11% pada nisbah klorofil:karoten 2:3.
Kata kunci: emisi, karbon monoksida, karoten, klorofil, pembakaran
ABSTRACT
YOSIANDA ANDUSIA ISLAMI. Biopigment Application as Combustion
Booster Additive on Fuel Oil: Emission Reduction of CO and Hydrocarbon
Gases. Supervised by ARMI WULANAWATI and HAIRUNNISA.
Air pollution occurs due to changes in air composition from normal
condition, so it can interfere the living things. Pollution is caused due to
incomplete combustion in motor vehicles because of the low qualityfuel that can
produce exhaust gases, such as carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC).
Air pollution could be reduced by adding combustion booster to make combustion
in the machine produce better gases. In this study, chlorophyll extracted from
Eichhornia crassipes (water hyacinth) leaves and crude carotene extracted from
crude palm oil (CPO) were used to decrease the exhaust gases emission. These
extracts were added at various concentrations into RON 88 gasoline with ratios of
chlorophyll:carotene of 0:0, 1:0, 3:1, 2:3, and 0:1. The emissions test of CO gases
resulted in emission reduction of 52% and hydrocarbon enhancement of 11%. at a
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul
penelitian yang dilakukan adalah Aplikasi Biopigmen sebagai Aditif Pembakaran
(Combustion Booster) pada Bahan Bakar Minyak: Penurun Emisi Gas CO dan
Hidrokarbon.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Armi Wulanawati, SSi, MSi dan
Hairunnisa, MSi selaku pembimbing skripsi atas segala bimbingan dan ilmu yang
diberikan kepada penulis selama penelitian dan penyusunan tugas akhir ini.
Terima kasih penulis pada Bapak Adam Zulma, SSi yang telah membantu dan
membimbing selama melakukan penelitian di Lemigas. Di samping itu, ucapan
terima kasih penulis sampaikan kepada pimpinan di Laboratorium Kelompok
Analitik dan Kimia Terapan, KPPP Teknologi Proses, Pusat Penelitian dan
Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi (PPPTMGB) LEMIGAS,
Jakarta Selatan yang telah membantu penulis dalam penelitian. Ucapan terima
kasih yang tak terhingga juga penulis sampaikan kepada Bapak Kapten Czi
Nuryetrizal dan Ibu Siti Salwati serta seluruh keluarga atas segala doa, nasehat
dan kasih sayang yang telah diberikan. Selanjutnya ucapan terima kasih penulis
sampaikan kepada teman-teman kos sq, Heru Wirzal Ksatria, Mazidah N Inayah,
Friska Sinaga, Sonia Ayu Anggraeini, Nur Rahmayani, Asih Gayatri, dan Regina
Bunga Pebriani atas bantuan, saran, dan motivasi selama ini. Semoga skripsi ini
bermanfaat.
Bogor, November 2017
Yosianda Andusia Islami
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Waktu dan Tempat Penelitian 2
METODE 2
Alat dan Bahan 2
Prosedur Kerja 2
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Karakteristik Karoten dan Klorofil 5
Kinerja Aditif dalam Menurunkan Emisi Gas Buang CO dan Hidrokarbon 10
SIMPULAN DAN SARAN 13
Simpulan 13
Saran 13
DAFTAR PUSTAKA 14
LAMPIRAN 16
DAFTAR TABEL
1 Spesifikasi sepeda motor 5 2 Hasil identifikasi ekstrak kasar klorofil 8 3 Puncak serapan spektrum FTIR standar dan ekstrak kasar klorofil,
karoten 9
DAFTAR GAMBAR
1 Spektrum UV-Vis standar dan ekstrak kasar karoten 6 2 Spektrum UV-Vis (a) standar (Harbone 1987) dan (b) ekstrak kasar
klorofil 6 3 Hasil uji KLT (a) ekstrak kasar dan (b) standar karoten 7 4 Hasil uji KLT ekstrak kasar klorofil 7 5 Pembentukan feofitin dari klorofil 8 6 Spektrum FTIR (a) ekstrak kasar dan (b) standar karoten 9 7 Spektrum FTIR ekstrak kasar klorofil 9 8 Karoten pada proses pembakaran (Fennema et al. 2008) 11 9 Pembentukan pirofeofitin dari klorofil pada proses pembakaran
(Fennema et al. 2008) 12 10 Kadar emisi gas buang (a) CO, (b) CO2, dan (c) HC pada bahan bakar 13
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian 16 2 Rendemen (%) ekstrak kasar klorofil dan karoten 16 3 Kadar emisi gas buang CO, CO2, dan HC pada bahan bakar minyak 17
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pencemaran udara terjadi akibat adanya perubahan komposisi udara dari
keadaan normal, sehingga dapat mengganggu kehidupan makhluk hidup.
Pencemaran udara terbesar di Indonesia berasal dari kendaraan bermotor yang
dalam kurun waktu 10 tahun terakhir telah mengalami peningkatan yang sangat
pesat sekitar 70% hidrokarbon (Ismiyati et al. 2014). Pada kendaraan bermotor di
Indonesia, bahan bakar yang biasa digunakan adalah bensin yang terdiri atas 3
jenis, yaitu premium, pertamax, dan pertamax plus dengan angka oktan berturut-
turut 88, 92, dan 95 (Ismiyati et al. 2014). Angka oktan adalah angka yang
menunjukkan seberapa besar tekanan maksimum yang diberikan di dalam mesin
sebelum bensin terbakar secara spontan (Mulyono et al. 2013). Pembakaran tidak
sempurna pada bahan bakar disebabkan oleh rendahnya kualitas bahan bakar
sehingga dapat meningkatkan emisi gas buang berbahaya, seperti karbon
monoksida (CO) dan hidrokarbon (HC) (Ismiyati et al. 2014).
Emisi gas buang CO dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna
hidrokarbon karena kurangnya oksigen di dalam pembakaran (Jayanti et al. 2014).
Menurut Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup (PERMEN LH) No 5
Tahun 2006 Tentang Emisi Gas Buang CO dan hidrokarbon untuk Sepeda Motor
dengan Tahun pembuatan 2010 berturut-turut sebesar 4.5% dan 2000 ppm.
Emisi gas buang CO berbahaya bagi kesehatan sehingga dapat dikurangi dengan
menambahkan zat aditif pembakaran sintetik, seperti Tetra Ethyl Lead (TEL),
metanol, dan etanol. Penggunaan etanol sebanyak 10 mL dapat mengurangi emisi
gas buang dengan persentase penurunan sebesar 77.78%, namun efek samping
penggunaannya dapat menimbulkan gas formaldehida yang dapat menyebabkan
gangguan kesehatan serius, seperti kejang, koma, kebutaan dan kematian
(Octaviani et al. 2010). Oleh karena itu berbagai penelitian terkait zat aditif alami
cenderung meningkat, seperti klorofil dan karoten yang berturut-turut berasal dari
eceng gondok dan wortel yang dapat menurunkan emisi gas buang CO dan HC
berturut-turut sebesar 63.12% dan 44.59% (Adriany et al. 2011). Hal ini
disebabkan oleh karoten yang merupakan biopigmen yang bersifat sebagai
antioksidan sehingga dapat menghambat pembentukan kerak di dalam mesin,
pelarut atau penangkap radikal oksigen dan melindungi klorofil dari oksidasi
dengan cara mendonorkan satu atom protonnya sehingga membuat radikal bebas
stabil (Dia et al. 2015) sedangkan klorofil berperan sebagai penangkap oksigen,
menyempurnakan reaksi pembakaran HC dengan cara memperkaya oksigen dan
mendekatkan pencampuran antara oksigen dan bahan bakar, serta mengurangi
daerah kaya bahan bakar dan jumlah panas maksimum yang dikeluarkan
(Sudarmanta et al. 2008). Namun wortel banyak dikonsumsi masyarakat sehingga
penggunaannya sebagai sumber zat aditif dikhawatirkan akan berkompetisi
dengan pemenuhan kebutuhan pangan. Selain itu, kandungan karoten dalam crude
palm oil (CPO) lebih banyak 2.5% dibandingkan dengan wortel (Holden et al.
1999).
Berdasarkan hal tersebut maka pada penelitian ini dilakukan pemanfaatan
2
karoten dari CPO dan klorofil dari eceng gondok sebagai zat aditif pembakaran
pada bahan bakar premium. Penelitian dengan penambahan zat aditif ini
diharapkan dapat menghasilkan pembakaran yang sempurna, meningkatkan
performa mesin, dan menurunkan emisi gas buang CO dan HC.
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Februari hingga Juli 2017 di
Laboratorium Kelompok Analitik dan Kimia Terapan, KPPP Teknologi Proses,
Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi
(PPPTMGB) LEMIGAS, Jakarta Selatan.
METODE
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan, yaitu pengaduk bermagnet, peralatan gelas,