BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jarak Pagar 2.1.1 Klasifikasi ...eprints.umm.ac.id/38991/3/BAB II.pdf · Sifat Fisika dan Kimia Minyak Jarak Pagar . Karakteristik Nilai Wujud Cairan ...

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Jarak Pagar

2.1.1 Klasifikasi Ilmiah

Kingdom : Plantae

Divisi : Embryophyta

Kelas : Spermatopsida

Ordo : Malpighiales

Famili : Euphorbiaceae

Genus : Jatropha

Spesies : J. curcas

Nama binomial : Jatropha curcas

(Linnaeus dalam Anonim, 2017)

2.1.2 Tanaman Jarak Pagar

Jarak pagar (Jatropha curcas L., Euphorbiaceae) merupakan tumbuhan semak

berkayu yang banyak ditemukan di daerah tropik. Tumbuhan ini dikenal sangat tahan

kekeringan dan mudah diperbanyak dengan stek. Walaupun telah lama dikenal sebagai

bahan pengobatan dan racun, saat ini ia makin mendapat perhatian sebagai

sumber bahan bakar hayati untuk mesin diesel karena kandungan minyak bijinya. Peran

yang agak serupa sudah lama dimainkan oleh kerabatnya, jarak pohon (Ricinus

communis), yang bijinya menghasilkan minyak campuran untuk pelumas

(Anonim,2017).

7

Tanaman jarak pagar merupakan jenis tanaman dengan tinggi 1-7 m

bercabang tidak teratur. Tanaman ini memiliki batang berkayu, berbentuk silindris

dan tidak tergores mengeluarkan getah. Daun tanaman jarak pagar lebar dan

berbentuk malai dan berwarna kuning kehijauan. Buah tanaman ini berbentuk

telur dengan berdiameter 2-4 cm dan memiliki 3 ruang dengan masing-masing

ruang terdapat satu biji yang berbentuk bulat lonjong berwarna coklat kehitaman.

Biji ini mengandung minyak dengan rendemen 30-50% dan mengandung toksin

sehingga tidak dapat dikonsumsi oleh manusia (Said, Dkk. 2010). Komposisi

yang terdapat dalam biji jarak dapat dilihat pada table 2.1.

Tabel 2.1. Komponen kimia biji jarak

Komponen Jumlah (%)

Minyak

Karbohidrat

Serat

Abu

Protein

55

12

12,5

2,5

18

( Ketaren dalam Said, Dkk. 2010)

Tanaman jarak pagar atau Jatropha curcas L. atau physic nut, merupakan

tanaman semak atau pohon dengan ketinggian 2 – 5 meter, batang penuh tonjolan

bekas daun gugur, cabang pohon menyebar, ranting pendek, daun tunggal, getah putih

keruh. Bunga tanaman jarak pagar berwarna hijau kekuningan, buah bukat kecil

berwarna hijau berdiameter 3 -4 cm dan biji brwarna hitam 2 -4 buah dan termasuk

famili euphorbia. Kelompok Jatropha berasal dari jatrὁs (doctor), trophé (food), yang

digunakan untuk keperluan medis. Curcas adalah nama lain dari physic nut. Tanaman

jarak pagar dapat tumbuh baik pada daerah dengan ketinggian 500 m suhu 20 - 28°C

dengan curah hujan 300 – 1000 mm per tahun. Jarak tanam adalah 2 x 2 m, 2.5 x 2.5 m,

8

atau 3 x3 m untuk kerapatan tanaman 2 500, 1 600 atau 1 111 per hektar. Tanaman

dipanen dengan hasil 2 – 3 ton biji per hektar (Henning dalam Nugrahani, 2008).

Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) sejak lama dikenal sebagai

tanaman konsevasi karena sifatnya yang sangat toleran terhadap jenis tanah dan

iklim. Tanaman ini sangat cepat tumbuh dan struktur akarnya mampu menahan

erosi, terutama apabila ditanam dengan jarak yang sangat rapat (0,25 – 0,30 m).

apabila ditanam dengan jarak tanam lebih lebar yaitu 2 x 3 m dapat digunakan

untuk produksi biji. Pada jarak yang lebih lebar lagi (4 – 5 m), akan dihasilkan

pohon dengan kayu yang baik untuk pembuatan pulp dan papan serat. Tanaman

ini terutama memberikan nilai ekonomis, karena bijinya menghasilkan minyak

sebagai bahan baku pembuatan biodiesel (Heyne dalam Sudrajat, Dkk. 2013).

Penampang gambar tanaman jarak dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Tanaman Jarak Pagar

Selain itu, hampir seluruh bagian tanaman dari tanaman jarak pagar dapat

dimanfaatkan : kayu dan dahan untuk bahan bakar, tempurung biji untuk arang aktif, getah

dan daun untuk biopestisida, kayu tua untuk pupl kertas, papan serat dan serat kulit buah

untuk kompos. Selain itu, dari limbah proses pembuatan biodiesel akan dihasilkan bungkil

untuk makanan ternak, biopestisida serta gliserin untuk bahan kimia kosmetika. Pada areal

tanaman luas, produksi nektarnya dapak di eksplorasi untuk produksi lebah madu.

Dampaknya pada industri hilir yaitu memicu tumbuhnya industri rakyat seperti sabun cuci,

pupuk, biopestisida, gliserin, pulp kertas, papan serat dan lain-lain (Sudrajat dkk. 2013).

9

2.1.3 Minyak Jarak Pagar

Minyak jarak pagar mengandung racun (ester forbol) yang membuat minyak

ini tidak dapat digunakan sebagai minyak makan (Sudrajat dalam Nugrahani, 2008).

Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk memperoleh minyak jarak pagar adalah

dengan ekstraksi biji jarak pagar (press). Untuk menghambat kerja enzim yang dapat

menghidrolisis minyak sehingga cara dioven atau dikukus terlebih dahulu. Ekstraksi

minyak jarak pagar dikeringkan dengan cara lain, seperti ekstraksi menggunakan

pelarut organik, pelarut air masing-masing dengan yield 98% dan 38%, cara lain

menggunakan enzim protease didapatkan yield sebesar 98% (Guibitz dalam Nugrahani,

2008).

Minyak jarak pagar hasil ekstraksi dianalisis sifat fisiko-kimianya, missal

kekentalan, kandungan asam lemak bebas, kadar air, komposisi asam lemak, bilangan

penyabunan dan bilangan iod. Hasil analisis sifat fisiko-kimia minyak jarak pagar

seperti ditunjukkan pada table 2.2.

Tabel 2.2 Jenis asam lemak dan sifat fisiko-kimiawi minyak jarak pagar

Jenis Asam Lemak Komposisi, %

Asam Oleat 35-64

Asam Linoleat 19-42

Asam Palmitat 12-17

Asam Stearat 5-10

Rendemen, % 40-50

Sifat Minyak Nilai

Bilangan Penyabunan (mg KOH/g) 183-191

Bilangan Iod (mg I/g minyak) 96-99

Kerapatan (densitas) (g/ml) 0.919-0.924

Indeks Bias pada 40°C 55-56

(Sudrajat dalam Nugrahani, 2008)

Sumber lain mengatakan dalam Tabel 2.3 dibawah ini :

10

Tabel 2.3. Sifat Fisika dan Kimia Minyak Jarak Pagar

Karakteristik Nilai

Wujud Cairan

Warna

Bening berwarna kuning dan tidak

menjadi keruh meski disimpan dalam

waktu yang lama.

Densitas (ρ ) 78°C 0,8783 kg/liter

μ 71 cp

Indeks Bias 1,477 - 1,478

Angka Iodium 102,8 - 103,1

Angka Penyabunan 176 – 181

% FFA (asam oleat) 5 - 80%

Bilangan Asam 0,4 - 4,0

Kelarutan dalam Alkohol (20°C) Jernih (tidak keruh)

Bilangan Asetil 145 - 154

Titik Nyala 230°C

Titik Api 322

Tegangan Permukaan pada 20°C 39,9 dyne/cm

( Ketaren dalam Said, Dkk. 2010)

2.1.4 Manfaat Minyak Jarak Pagar

Manfaat minyak jarak pagar mengandung minyak dalam jumlah tinggi.

Minyak jarak pagar dapat digunakan untuk menggatikan kerosene dan diesel dan

sebagai pengganti kayu bakar. Minyak ini dapat juga digunakan sebagai pelumas,

bahan baku sabun dan lilin. Jika dicampur sengan oksida besi dapat digunakan

sebagai varnish. Minyak semi drying ini dapat menggantikan bahan bakar diesel

(Augustus dalam Nugrahani, 2008).

2.2 Pelumas

2.2.1 Definisi Pelumas

Pelumas adalah zat kimia, yang umumnya cairan, yang diberikan di antara dua

benda bergerak untuk mengurangi gaya gesek. Zat ini merupakan fraksi hasil destilasi

minyak bumi yang memiliki suhu 105-135 derajat celcius. Pelumas berfungsi sebagai

lapisan pelindung yang memisahkan dua permukaan yang berhubungan (Anonim, 2017).

11

Pelumas atau Oli merupakan cairan yang menentukan kemampuan kerja mesin

dan kendaraan bermotor. Pelumas merupakan bahan yang mampu mengurangi gesekan

antara dua komponen. Pelumas dibagi dalam dua bagian, yaitu pelumas cair dan

pelumas pasta, yang disebut gemuk atau grease. Oli atau pelumas cenderung

dipergunakan pada bagian yang memerlukan fungsi lain selain pelumasan, sebagai

pendingin bagian-bagian yang dilumasi, atau sebagai pembawa kotoran bagian-bagian

mesin. Adapun gemuk dipergunakan untuk bagian-bagian yang memerlukan

pelumasan dengan kekentalan tinggi ( Nugrahani, 2008).

Pelumasan sendiri dapat diartikan sebagai proses menyisipkan bahan

tertentu (pelumas) diantara dua permukaan yang saling kontak dengan tujuan

untuk mengurangi gaya gesek. Kerugian yang disebabkan oleh gesekan adalah

terjadinya keausan dan kehilangan energy. Seiring dengan meningkatnya

perkembangan teknologi dan pemakaian mesin-mesin industry dan otomotif maka

dapat dipastikan pula bahwa kebutuhan pelumas akan semakin meningkat karena

pelumas merupakan salah satu komponen bahan penunjang untuk hampir semua

komponen mesin. Selain berfungsi mengurangi gaya gesek, pelumas juga

berfungsi mendinginkan dan mengendalikan contaminants atau kotoran guna

memastikan mesin bekerja dengan baik (Yanto dan Septiana, 2012). Berbagai

pelumas yang beredar dipasaran dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Pelumas-pelumas yang ada di Pasaran

12

Menurut Sukirno dalam Effendi dan Adawiyah (2014), Beberapa sifat penting

yang sangat dibutuhkan agar minyak lumas dapat berfungsi dengan baik adalah :

a. Low Volatility atau tidak mudah menguap, terutama pada kondisi operasi.

Volatilitas suatu minyak lumas penting sekali dalam pemilihan jenis pelumas

dasar sesuai pemakaian.

b. Fluiditas atau sifat mengalir dalam daerah suhu operasi.

c. Stabilitas selama periode pemakaian. Sebagian sifat ini ditentukan oleh aditif.

d. Kompatibilitas atau kecocokan dengan bahan lain dalam system.

2.2.2 Macam-macam pelumas

Dilihat dari bahan dasarnya pelumas dapat dibagi menjadi 3 yaitu :

1. Minyak Mineral

Merupakan satu jenis minyak yang banyak digunakan pada saat ini.

Pelumas dasar ini merupakan hidrokarbon yang mengalami serangkaian

proses pemurnian dan dapat digolongkan menjadi empat jenis, yaitu paraffin,

olefin, naftanik, dan aromatic. Kandungan lain di dalam minyak mineral

adalah sulfur, nitrogen, dan logam. Keunggulan penggunaan minyak mineral

sebagai pelumas dasar adalah :

a. Harga murah.

b. Daerah suhu operasi lebar, meliputi seluruh pemakaian dalam iindustri,

mesin-mesin transportasi, alat-alat berat lain.

c. Penambahan bahan aditif dapat meningkatkan mutu dan kinerja.

d. Tidak merusak bantalan.

e. Stabil selama penyimpanan.

13

Kebutuhan minyak mineral meningkat, sedangkan persediaan minyak

bumi di dunia menipis karena bersifat tidak terbarukan. Minyak bumi bersifat

tidak terdegradasi karena mengandung senyawa aromatik dan racun

(Nugrahani, 2008).

2. Minyak Nabati

Pelumas dasar yang berasal dari minyak nabati, misalnya minyak

kedelai, minyak sawit, minyak kelapa, minyak biji bunga matahari dan

minyak biji jarak. Jika minyak nabati dibandingkan dengan minyak mineral

sebagai minyak pelumas dasar, terdapat beberapa keunggulan, yaitu tingginya

kemampuan pelumasan, tingginya indeks viskositas, rendahnya kehilangan

minyak karena penguapan, tingginya kemampuan terdegradasi dan rendahnya

kandungan racun. Minyak nabati sebagai pelumas dasar mempunyai

keterbatasan, yaitu rendahnya stabilitas termal, hidrolitik, dan oksidatif,

karena mengandung asam lemak tidak jenuh. Kelemahan ini dapat diatasi

dengan memodifikasi minyak tersebut dengan menambahkan bahan aditif

(Nugrahani, 2008).

3. Minyak Sintesis

Pelumas sintesis adalah pelumas yang dibuat dengan proses kimiawi

dengan menggabungkan beberapa bahan aditif. Pada awalnya, pelumas yang

digunakan pada kendaraan tempo dulu adalah berasal dari minyak bumi,

pada perkembangannya tidak mampu melayani mesin-mesin dengan

teknologi tinggi maka dilakukan penambahan bahan aditif. Pelumas sintesis

dapat dikelompokkan dalam dua kelas, yaitu ester organic dan hidrokarbon yang

diolah secara sintesis, baik yang berasal dari petrokimia maupun oleokimia.

14

Beberapa pelumas dasar sintesis adalah polialfaolefin (PAO), ester sintesis,

seperti monoester, diester, esterphtalat, polyester (POE), dan ester kompleks dan

polialkilenglikol (PAG), yaitu polimer petrokimia hasil reaksi antara etilen

oksida dan propilen oksida (Askew dalam Nugrahani, 2008).

2.2.3 Pelumas Bio

Definisi pelumas bio atau biasa disebut biolubricant adalah pelumas yang

secara tepat dapat terdegradasi (biodegradable) dan tidak beracun (nontoxic) bagi

manusia dan lingkungan (IENECA dalam kuweir, 2010). Pelumas bio

dikembangkan dari bahan dasar berupa lemak hewan, minyak tumbuh-tumbuhan,

ataupun ester sintesis. Pelumas berbahan minyak tumbuhan bersifat

biodegradable dan nontoxic, juga bersifat dapat diperbaharui (renewable).

Selain tidak beracun dan mudah terurai, pelumas bio memiliki beberapa

keunggulan yang lain dibandingkan pelumas mineral dan pelumas sintetis, yaitu :

1. Memiliki sifat pelumasan yang lebih baik karena struktur molekulnya lebih

polar sehingga lebih menempel pada permukaan.

2. Melindungi permukaan dengan baik walaupun pada tekanan tinggi.

3. Memiliki flash point yang tinggi sehingga lebih aman digunakan.

4. Indeks viskositas yang tinggi : viskositasnya tidak terlalu berubah banyak

seperti pelumas mineral terhadap perbahan temperature.

5. Memiliki volatilitas yang rendah sehingga tidak mudah menguap (Honary

dalam kuweir, 2010).

15

Dewasa ini, terjadi peningkatan tuntutan pelumas yang cocok digunakan

sehingga tidak mencemari lingkungan apabila terjadi kontak dengan air, makanan

ataupun manusia. Pelumas bio memenuhi syarat-syarat tersebut karena pelumas bio

terurai di dalam tanah lebih dari 90% (biodegradable) sehingga tidak menyebabkan

polutan bagi lingkungan, tidak seperti pelumas mineral dan sistesis maksimal terurai

hanya 40% yang menyebabkan perlunya penanganan lebih lanjut, selain itu juga

pelumas bio tidak beracun (nontoxic) karena berasal dari minyak tumbuhan.

Pelumas bio dapat dihasilkan dari bermacam-macam jenis tumbuhan

seperti terlihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.3 Raw material biolubricant atau pelumas bio

Pemilihan minyak jarak pagar dari biji jarak pagar adalah karena tanaman

jarak pagar mudah tumbuh serta terdapat kandungan racun dalam minyak tersebut.

Sehingga tidak bersaing dengan minyak foodgrade.

2.3 Sertifikasi Standar Minyak Pelumas

Standar pelumasan berdasarkan viskositas bermacam-macam antara lain

SAE (Society of Automotive Engineers), API (American Petroleum Institute),

ASTM (American Society for Testing and Material), ISO (International

Organization for Standardization) dan JASO (Japanese Automotive Standards

16

Organization). Pelumas di Indonesia biasanya menggunakan lebih dari satu

standar, dan yang paling sering digunakan adalah SAE (Darmanto, 2011).

SAE adalah singkatan dari Society of Automotive Engineers, suatu asosiasi

yang mengatur standarisasi di berbagai bidang seperti bidang rancang desain teknik,

manufaktur, dll. Tulisan seperti ini : SAE 10W-30, 10W-40 atau 20W-40, 20W-50 ,

adalah standarisasi yang dikeluarkan oleh pihak SAE untuk kualitas dari kekentalan

oli. Angka di sebelah kiri tanda W adalah nilai kekentalan oli ketika mesin dingin.

Kemudian angka di sebelah kanan W adalah nilai kekentalan oli ketika mesin

beroperasi pada suhu kerjanya. Semakin besar angkanya (baik kiri maupun kanan) itu

artinya adalah semakin kental pada kondisinya (Anonim, 2017).

Society of Automotive Engineers (SAE), yaitu klasifikasi pelumas mesin

menurut tingkat kekentalannya pada suhu 100°C dan beberapa suhu rendah,

tergantung dari tingkat kekentalannya (SAE). Viskositas pada suhu tinggi

berhubungan dengan tingkat konsumsi pelumas dan karakteristik keausan.

Kekentalan suhu rendah digunakan untuk memprediksi kemudahan start dan

kinerja pelumasan pada suhu rendah. Pelumasan dengan indeks viskositas tinggi

kurang sensitive terhadap perubahan suhu (Nugrahani, 2008).

2.4 Propertis Minyak Pelumas

2.4.1 Viskositas

Viskositas adalah kekentalan suatu minyak pelumas yang merupakan ukuran

kecepatan bergerak atau daya tolak suatu pelumas untuk mengalir (Arisandi.dkk,

2012). Viskositas adalah tegangan geser pada bidang fluida perunit perubahan

kecepatan terhadap bidang normal. Viskositas memiliki satuan mm/s2 atau centistoke

(cSt), semakin tinggi nilai viskositas pelumas akan semakin kental (Darmanto, 2011).

17

Dalam penelitian Sudrajat, dkk (2007) membahas mengenai sifat fisik

minyak jarak pagar sebagai pelumas dasar diharapkan sama atau mendekati sifat-

sifat dasar minyak mineral dalam tabel 2.4. jika dibandingkan dengan indeks

viskositas minimum beberapa pelumas dengan angka viskositas SAE rangkap

seperti yang terdapat pada tabel 2.5, maka indeks viskositas minyak jarak pagar

lebih tinggi daripada pelumas dengan SAE rangkap tersebut.

Tabel 2.4 Perbandingan sifat fisik pelumas dasar beberapa minyak nabati dan

mineral.

Jenis Minyak Viskositas

40°C cSt

Viskositas

100°C cSt

Indeks

Viskositas

Titik

tuang

(Pour

Point) °C

Titik nyala

(Flash

Point) °C

Minyak Nabati

Minyak Jarak

Pagar

34,1 7,95 217 0 270

Minyak Jarak 295,4 20,34 87 -10 307

Minyak Kelapa 27,7 6,1 175 - -

Minyak Bunga

Matahari

39,9 8,6 206 -12 252

Minyak Lobak 36,2 8,2 211 -18 346

Minyak Kedelai 28,9 7,6 246 -9 325

Minyak Kelapa

Sawit

39,7 8,2 188 18 -

Minyak Mineral

HVI-60 - 4,5-5,0 103 0 204

HVI-95 - 6,9-7,6 100 15 210

HVI-160S - 11,1-12,2 100 15 230

HVI-160B - 11,1-12,2 99 15 230

HVI-650 - 31,6-34,7 96 15 267

HVI-350 - 50-54 - 15 267

PAO

(Polyalphaolefin)

2-100 2-100 125-140 -50 -

POE

(Polyolester)

76,7 11,3 214 - 285

(La Puppung dalam Sudrajat, dkk. 2007)

18

Berdasarkan tabel 2..4 viskositas minyak jarak pagar pada 100°C sebesar 7,95

cSt terletak antara HVI-95 dan HVI 160S. Jika dibandingkan dengan tingkat viskositas

pelumas motor, maka viskositas minyak jarak pagar setingkat SAE 20. Tabel 2.5

Indeks Viskositas minimum beberapa pelumas dengan angka viskositas SAE

SAE viskositas rangkap

(Double SAE viscosity)

Indeks viskositas minimum

(Minimum viscosity index)

5W-20 127

5W-30 180

5W-50 230

10W-30 145

10W-40 169

10W-50 190

20W-40 113

20W-50 133

(La Puppung dalam Sudrajat, dkk. 2007)

Berdasarkan tabel 2.6 tentang klasifikasi pelumas industri menurut ISO (ASTM

2422), maka tingkat viskositas minyak jarak pagar setara dengan ISO VG 32. Nilai

viskositas minyak jarak pagar ini termasuk pada spesifikasi viskositas minyak mineral

yang saat ini digunakan sebagai formulasi pelumas otomotif maupun industri.

Tabel 2.6 Klasifikasi pelumas industri menurut ISO (ASTM 2422)

Identifikasi

kualifikasi system

viskositas

Titik tengah viskositas

pada 40°C

Limit kinematic viskositas pada

40°C

ISO VG 2 2,2 1,98 2,42

ISO VG 3 3,2 2,88 3,52

ISO VG 5 4,6 4,14 50,6

ISO VG 7 6,8 6,12 7,48

ISO VG 10 10 9,00 11,0

ISO VG 15 15 13,5 16,5

ISO VG 22 22 19,8 24,2

ISO VG 32 32 28,8 35,2

ISO VG 46 46 41,4 50,6

(La Puppung dalam Sudrajat, dkk. 2007)

19

2.4.2 Indeks Viskositas

Indeks viskositas merupakan kecepatan perubahan kekentalan suatu

pelumas dikarenakan adanya perubahan temperatur (Arisandi.dkk, 2012). Indeks

viskositas merupakan hubungan antara viskositas/kekentalan pelumas terhadap

perubahan temperature. Temperature kerja yang semakin tinggi akan menurunkan

viskositas pelumas, demikian juga sebaliknya semakin rendah temperature kerja

kekentalan pelumas akan naik (Darmanto, 2011).

Mengutip dari Sudrajat.Dkk,(2007), Indeks viskositas merupakan pengukuran

perubahan viskositas relative terhadap perubahan temperatur antara suhu 40°C dan

100°C. Nilai indeks viskositas pelumas terbagi menjadi 3 golongan, yaitu :

1. Indeks viskositas rendah atau Low Viscosity Index (LVI)

Adalah pelumas yang memiliki indeks viskositas lebih rendah dari 40.

2. Indeks viskositas sedang atau Medium Viscosity Index (MVI)

Adalah pelumas yang memiliki indeks viskositas antara 40 sampai dengan 80.

3. Indeks viskositas tinggi atau High Viscosity Index (HVI)

Adalah pelumas yang memiliki indeks viskositas lebih besar dari 80.

2.4.3 Titik Nyala (Flash Point)

Flash point atau titik nyala, menunjukkan pada titik temperatur dimana

pelumas akan dan terus menyala sekurang-kurangnya selama 5 detik

(Arisandi.dkk, 2012). Flash point atau titik nyala digunakan untuk mengetahui

saat awal pelumas akan terbakar atau timbul nyala api saat berada dalam mesin

(Sudrajat. Dkk, 2007).

20

Mentri energi dan sumber daya mineral republik Indonesia mengeluarkan

keputusan mengenai syarat dan mutu (spesifikasi) pelumas yang dipasarkan

didalam negri dengan nomor : 2808 k/20/mem/2006. Beberapa nilai flash point

dapat di lihat pada tabel 2.7 berikut:

Tebel 2.7 Spesifikasi Pelumas Yang Dipasarkan Didalam Negri

Keperluan Satuan / Metode

uji

Nilai flash point

Minyak lumas motor bensin empat langkah kendaraan

bermotor tingkat mutu unjuk kerja API (SE/SF/SG/SH/SJ

dan ILSAC GF-2/SL dan ILSAC GF-3/SM)

°C / ASTM D92 Min. 200

Minyak lumas motor bensin empat langkah kendaraan

sepeda motor tingkat mutu unjuk kerja API

SE/SF/SG/SH/SJ/SL)

°C / ASTM D92 Min. 200

Minyak lumas motor bensin empat langkah kendaraan

sepeda motor tingkat mutu unjuk kerja JASO MA dan

JASO MB

°C / ASTM D92 Min. 200

Minyak lumas motor bensin dua langkah berpendingin

udara tingkat mutu unjuk kerja API (TB/TC)

°C / ASTM D92 Min. 70

Minyak lumas motor bensin dua langkah berpendingin

udara tingkat mutu unjuk kerja JASO FB / ISO EGB,

JASO FC / ISO EGC, ISO EGD

°C / ASTM D92 Min. 70

Minyak lumas motor bensin dua langkah berpendingin air

tingkat mutu unjuk kerja NMMA / TC-W

°C / ASTM D92 Min. 75

Minyak lumas motor diesel putaran tinggi tingkat mutu

unjuk kerja API (CC/CD/CD-II/CE/CF/CF-2/CF-4/CG-

4/CH-4/CI-4)

°C / ASTM D92 Min. 200

Minyak lumas motor diesel putaran menengah untuk

industry dan kapal tingkat mutu unjuk kerja API CC

°C / ASTM D92 Min. 200

Minyak lumas silinder motor diesel putaran rendah untuk

industry dan kapal

°C / ASTM D92 Min. 200

Minyak lumas transmisi manual dan garden tingkat mutu

unjuk kerja API (GL-4/GL-5/MT-1)

°C / ASTM D92 Min. 200 (Monograde)

Min. 150 (SAE

75WXX)

Min. 165 (SAE

80WXX)

Min. 180 (SAE

85WXX)

Minyak lumas transmisi otomatis tingkat mutu unjuk kerja

Dexron II / IID, IIE

°C / ASTM D92 Min. 160

Minyak lumas transmisi otomatis tingkat mutu unjuk kerja

Dexron III

°C / ASTM D92 Min. 170

Minyak lumas transmisi otomatis tingkat mutu unjuk kerja

MERCON

°C / ASTM D92 Min. 177

Minyak lumas transmisi otomatis tingkat mutu unjuk kerja

MERCON V

°C / ASTM D92 Min. 180

Minyak lumas roda gigi industry tertutup °C / ASTM D92 Min. 200

Minyak lumas transformator °C / ASTM D92 Min. 95

2.5 Epoksidasi

2.5.1 Epoksida

Epoksida merupakan salah satu jenis dari eter (ROR). Eter memiliki ikatan

yang mirip dengan air dan bersifat polar. Eter dapat bersifat rantai terbuka maupun

21

siklik. Bila besar cincin (termasuk oksigaen) lima anggota atau lebih, maka sifat eter

itu mirip dengan eter rantai terbuka padanannya. Epoksida lebih reaktif daripada eter

lain karena ukuran cincin lebih kecil (Fessenden dalam Nugrahani, 2008).

Epoksida adalah senyawa ester siklik dengan cincin yang memiliki tiga

anggota. Struktur dasar dari sebuah epoksida berisi sebuah atom oksigen yang

diikat pada dua atom karbon berdekatan yang berasal dari hidrokarbon. Tegangan

dari cincin dengan tiga anggota ini membuat senyawa epoksida menjadi lebih

reaktif daripada eter asiklik. Senyawa eposida merupakan senyawa yang sangat

penting sama seperti produk kimia lainnya, misalnya resin. Proses produksinya

yang telah diketahui adalah oksidasi senyawa olefin dengan peracids, seperti asam

m-klorobenzoat, asam perasetat, dan peroksida organik seperti tert-butyl

hydroperoxide (Allundaru & Sitio, 2010).

2.5.2 Reaksi Epoksidasi

Epoksidasi adalah pembentukan tiga eter siklik (oksiran), karena reaksi

antara perasida (peroksida) dan hidrogen peroksida dengan olefinikdan ikatan

rangkap aromatik. Senyawa epoksi dikarakterisasi dengan kelompok oksiran yang

dibentuk oleh oksidasi suatu olefin atau ikatan rangkap aromatik. Reaksi

epoksidasi terhadap ikatan rangkap aromatic dapat dilihat pada gambar 2.7.

Gambar 2.4 Reaksi epoksidasi terhadap ikatan rangkap aromatik membentuk

oksiran (Kirk & Othmer dalam Nugrahani, 2008).

22

Reaksi yang terjadi melalui 2 tahap, yaitu reaksi oksidasi asam menjadi

asam peroksida alkena oleh asam peroksida (Kirk & Othmer dalam Nugrahani,

2008). Reaksi epoksidasi dapat dilakukan dengan pereaksi asam perasetat dan

asam performat.

1. Asam Perasetat dibuat dari oksidasi asetaldehid oleh hidrogen peroksida

2. Asam Performat dibuat dari oksidasi formaldehid.

Meskipun ada beberapa jalur untuk pembuatan perasida, tetapi yang penting

adalah :

1. Asam perasetat preformed (Oksidasi udata terhadap asetaldehid)

2. Asam performat insitu

Proses Epoksidasi dapat dibagi dalam 2 jenis dasar yaitu pembentukan

perasida in situ dan perasida preformed. Komposisi dan kinerja produk

dipengaruhi oleh kosolven, substrat olefin dan katalis yang dipilih, metode

penambahan komponen dan pengolahan setelah epoksidasi. Reaksi yang terjadi

pada asam perasetat preformed terlihat pada gambar 2.8 di bawah ini.

Gambar 2.5 Reaksi pembentukan gugus oksiran.

Proses in situ lebih aman dibandinkan dengan proses perasida preformed.

Hidrogen peroksida dan asam organik dengan adanya katalis asam membentuk

perasida terlihat pada gambar 2.9.

Gambar 2.6 Reaksi pembentukan perasida

23

Untuk mencegah reaksi eksotermik yang tidak terkontrol dan untuk

mengoptimalkan epoksidasi, larutan peroksida ditambahkan sedikit demi sedikit

dengan pengadukan. Epoksidasi bersifat reversible dan ada reaksi samping, maka

sebaiknya dilakukan pada suhu dan waktu yang mencapai tingkat oksidasi yang di

inginkan (Nugrahani, 2008).

Menurut Milchert & Smagowicz dalam Siswahyu & Hendrawati (2013),

reaksi epoksidasi merupakan reaksi yang paling cocok untuk penjenuhan minyak

nabati yang dapat memberikan efek peningkatan ketahanan terhadap oksidasi.

Peracid seperti asam perasetat dan asam performat adalah reagen yang paling

sering digunakan untuk direaksikan dengan minyak nabati membentuk oksiran

(eter) sebagai pengganti rantai rangkap. Reaksi ini biasanya berjalan pada

temperatur 40 - 80°C, lamanya waktu reaksi sangat bervariasi tergantung seberapa

banyak ikatan rangkap yang akan dijenuhkan dan katalis yang digunakan.

Dari beberapa percobaan yang dilakukan, pembentukan rantai oksiran dan

masuknya senyawa HX maka dihasilkan beberapa senyawa baru yang

memberikan sifat fisik baik pada minyak nabati. sebagai contoh epoksida minyak

nabati kemudian dilanjutkan dengan penambahan Boron triflouride etherate,

waktu reaksi 3 jam temperatur 50°C menghasilkan diester dengan tingkat pour

point dan kestabilan terhadap oksidasi yang meningkat dari minyak nabatinya

(Siswahyu & Hendrawati, 2013).

2.6 Penelitian-Penelitian Terdahulu Berkaitan dengan Penelitian

Ariatmi, Mangunwidjaja, Machfud & Sudrajat (2008) dalam penelitiannya

Optimasi Proses dan Kinetika Reaksi Epoksidasi Minyak Jarak Pagar (Jatropha

24

Curcas L.) dengan Hidrogen Peroksida. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui

pengaruh peubah perbandingan mol pereaksi, jumlah katalis, suhu, optimasi

proses dan kinetika epoksidasi minyak jarak pagar dengan asam parasetat secara

insitu. Penelitian ini dilakukan dengan mereaksikan Jarak Pagar (Jatropha Curcas

L.) secara kimia dengan reaksi epoksidasi. Dengan variasi suhu 53-87°C dan

variasi rasio mol 1:5,4 – 1:6,2. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa semakin

besar rasio pereaksi maka waktu yang diperlakukan untuk memperoleh bilangan

oksiran yang tinggi juga lebih singkat, pada suhu melebihi suhu optimum

pembentukan epoksi mengalami penurunan yang cukup signifikan, karena pada

suhu tinggi memicu terbukanya cincin oksiran yang telah terbentuk menjadi

poliol, sehingga bilangan oksiran akan mengalami penurunan dan ditandai dengan

meningkatnya kekentalan, pada suhu 70°C nisbah mol pereaksi 1:5,9 dan

konsentrasi katalis 1% nilai bilangan oksiran minimum 5,1%.

Sudrajat, Ariatmi & Setiawan (2007) dalam penelitiannya Pengolahan Minyak

Jarak Pagar menjadi Epoksi sebagai Bahan Baku Minyak Pelumas. Tujuan penelitian ini

untuk mengetahui karakteristik minyak jarak pagar dihubungkan dengan penggunaannya

sebagai minyak pelumas, untuk mendapatkan kondisi optimum pada proses pembuatan

minyak epoksi sebagai produk antara pada pembuatan minyak pelumas dari minyak

jarak. Penelitian dilakukan dengan mereaksikan Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) secara

kimia dengan reaksi epoksidasi dengan suhu 70°C dan variasi waktu 0, 0,5, … , 5,5 jam,

rasio mol pereaksi 1:0,07, 1:0,15, 1:0,22, 1:0,30. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

semakin besar konsentrasi asam asetat, maka waktu yang diperlukan untuk memperoleh

bilangan oksiran tinggi lebih singkat, sehingga asam asetat tidak hanya sebagai pereaksi

namun juga sebagai semi katalis. Pada 30 menit pertama sampai 30 menit ke enam

25

bilangan oksiran meningkat mencapai 4,25%, namun pada 30 menit ketujuh bilangan

oksiran mengalami penurunan mencapai 3,9%. Hal ini terjadi karena epoksidasi memiliki

efek samping, sehingga harus dilakukan sesingkat mungkin. Kondisi terbaik dicapai pada

3 jam operasi dengan suhu 60°C rasio mol 1:0,07 dengan bilangan oksiran 4,26%, indeks

viskositas 217 dan pour point 0°C.

Debbie, Irdoni & Nirwana (2016) dalam penelitiannya Sintetis Bio-

Pelumas dari Minyak Biji Jarak : Pengaruh Rasio Mol dan Waktu Reaksi. Tujuan

penelitian ini utnuk mempelajari sintetis bio-pelumas dari minyak biji jarak :

pengaruh rasio mol dan waktu reaksi. Penelitian ini dilakukan dengan

mereaksikan minyak jarak pagar secara kimiawi dengan metode esterfikasi.

Dengan kondisi operasi : temperature reaksi 180°C, kecepatan pengadukan 200

rpm, variasi waktu reaksi 2, 4, 6 jam serta rasio mol terhadap etilon glikol 1:3,

1:4, 1:5. Hasil penelitian menunjukkan bahwa minyak jarak pagar dapat dijadikan

sebagai bahan baku pembuatan bio-pelumas dengan nilai oksiran sebesar 48,72%.

Dengan kondisi operasi : rasio mol 1:4, waktu 6 jam. Indeks viskositas 145,596,

pour point 302°C.

Siswahyu & Hendarwati (2013) dalam penelitiannya Studi Pustaka

Modifikasi Minyak Nabati sebagai Sumber Bahan Baku Bio Pelumas. Penelitian

ini bertujuan untuk (1) Mengumpulkan metode yang dapat dilakukan untuk

melakukan modifikasi minyak nabati sebagai sumber bahan baku bio pelumas. (2)

Mempetakan peningkatan sifat fisik dari minyak nabati melalui metode

penambahan additive, genetik, kimiawi. Modifikasi dengan rekayasa genetik

mampu mengubah gen dalam tanaman, sehingga mengubah komposisi minyak

yang dihasilkan. Modifikasi secara kimia dengan gugus karboksil melalui reaksi

26

transesterifikasi dan pembentukan fatty amina, serta dengan memodifikasi rantai

hidrokarbon dengan reaksi hidrogenasi, epoksidasi, ozonisasi, karboksilasi dan

olefin methatesis menjadi pilihan dalam rangka meningkatkan ketahanan oksidasi

dan kemampuan tuang pada suhu rendah untuk minyak nabati. Hasil modifikasi

dengan rekayasa gen mampu mengubah komposisi kandungan ikatan tak jenuh

menjadi ikatan jenuh sehingga mampu meningkatkan sifat minyak nabati yang

dihasilkan. Hasil modifikasi dengan cara kimia menghasilkan senyawa baru

dengan rantai hidrokarbon yang lebih pendek, jenuh dan memilki cabang sehingga

kualitasnya setara dengan bahan baku pelumas berbasis minyak bumi. Modifikasi

rantai hidrokarbon dengan metode epoksidasi merupakan metode yang paling baik

dalam meningkatkan kualitas minyak nabati sebagai bahan baku pelumas bio.