SINTESIS PELUMAS DARI MINYAK JARAK PAGAR DENGAN PEREAKSI ASAM FORMIAT DAN KATALIS ASAM KLORIDA TUGAS AKHIR Dinyatakan Telah Memenuhi Syarat untuk Mendapatkan Gelar Sarjana Terapan pada Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Oleh: DELLA ADHA NUR ALIFA NIM : 1624301023 Jurusan : Teknik Kimia Program Studi : Teknologi Rekayasa Kimia Industri KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE 2020 i KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil’alamin. Puji dan syukur mari sama-sama kita panjatkan atas kehadhirat Allah SWT, yang telah memberikan nikmat kesehatan badan dan pikiran sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, shalawat dan salam penulis hadiahkan kepangkuan alam Nabi besar Muhammad SAW, yang telah menerangi gelapnya pola pikir manusia serta telah membawa manusia dari alam kebodohan menuju alam yang berilmu pengetahuan seperti sekarang ini. Tugas Akhir yang berjudul “Sintesis Pelumas dari Minyak jarak Pagar dengan Pereaksi Asam Formiat dan katalis asam Klorida” ditulis untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Kimia Industri Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Rizal Syahyadi, S.T., M. Eng. Sc., selaku Direktur Politeknik Negeri Lhokseumawe. 2. Bapak Ir. Pardi, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia. 3. Bapak Ir. Sariadi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe serta Pembimbing II. 4. Bapak Ir. Syafruddin, M.Si., selaku Ketua Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Kimia Industri. 5. Ibu Dr. Dra. Adriana, M.Si., selaku pembimbing I. 6. Ibu Ummi Habibah, S.Si., M.Si., selaku Koordinator Tugas Akhir. 7. Ibu Faridah, S.T., M.Sc., Selaku ketua sidang dan Bapak Abdul Haris, S.T., M.T. Selaku sekretaris sidang 8. Bapak Reza Fauzan, S.T., M.Sc., selaku Penguji I. 9. Ibu Dra. Fachraniah, M.Si., selaku Penguji II. 10. Bapak Satriananda, S.T., M.T., selaku Penguji III. 11. Seluruh Dosen, Pegawai Administrasi dan Teknisi Jurusan Teknik Kimia. 12. Orang tua tercinta Ayahanda Muhammad Juned dan Ibunda Nurmila Sari serta seluruh keluarga yang selalu memberikan doa dan kasih sayang baik dalam bentuk v moral maupun material. 13. Syarifah Nurul Carissa dan Utari Handayani sahabat yang selama 4 tahun ini selalu bersama melewati suka dan duka dalam menyelesaikan pendidikan sarjana terapan ini. 14. Teman-teman kelas 4A TRKI angkatan 2016 yang selalu memberikan dukungan dan masukan selama penelitian dan pelaksanaan Tugas Akhir. 15. Seluruh rekan-rekan seperjuangan Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Kimia Industri Jurusan Teknik Kimia angkatan 2016 yang telah bersama-sama dalam melaksanakan Tugas Akhir. 16. Dan semua pihak yang sudah membantu selama penelitian dan pelaksanaan tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu apabila terdapat kekurangan dalam tata cara penulisan maupun isi Tugas Akhir ini, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini dan bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya. Dan semoga Allah SWT, senantiasa membimbing kita ke jalan yang diridhaiNya. Aamiin. Lhokseumawe, 07 Juni 2020 Penulis Della Adha Nur Alifa NIM. 1624301023 vi ABSTRAK Meningkatnya penggunaan mesin-mesin pabrik, sarana transportasi bermotor dan lain-lain, menyebabkan kebutuhan minyak pelumas meningkat pula. Pelumas merupakan bagian yang tak terpisahkan dari sistem pelumas yang menjamin kinerja dan efisiensi mesin. Selain minyak pelumas dari minyak mineral dapat digunakan juga minyak pelumas dari jenis minyak nabati. Penggunaan minyak nabati sebagai bahan dasar pelumas juga jauh lebih ramah lingkungan, karena lebih mampu diuraikan dibanding minyak mineral. Apabila tumpah di tanah, minyak nabati akan terurai 98%, sedangkan produk minyak mineral hanya akan terurai 20% sampai 40%. Salah satu jenis minyak nabati yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai bahan dasar pelumas adalah minyak jarak pagar. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kualitas pelumas yang sesuai dengan standar komersial pelumas pada densitas, viskositas dan titik nyala. Penelitian ini dilakukan dengan mereaksikan minyak jarak pagar dengan reaksi epoksida, dengan asam formiat sebagai pereaksi dan asam klorida sebagai katalis. Penelitian ini menggunakan variabel bebas dengan perlakuan waktu reaksi epoksida 2; 3; 4; 5 jam dan variasi suhu 50; 60; 70 dan 80°C. Nilai viskositas tertinggi sebesar 2,13 mm2/s pada variabel proses waktu 2 jam dengan suhu 50°C, Nilai densitas terbaik dihasilkan pada variabel waktu reaksi 5 jam dan suhu 60°C dan titik nyala yang dihasilkan sebesar 254°C pada variabel waktu reaksi 5 jam dan suhu 60°C. Kata Kunci : minyak nabati, minyak jarak pagar, pelumas, titik nyala, viskositas. vii DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING ................................................................ i LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ............................................................... ii LEMBAR TUGAS......................................................................................................... iii KATA PENGANTAR ................................................................................................... v ABSTRAK ..................................................................................................................... vii DAFTAR ISI.................................................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... x DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xi BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .......................................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................... 3 1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................................... 3 1.3.1 Tujuan Umum .................................................................................................. 3 1.3.2 Tujuan Khusus ................................................................................................. 3 1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................................................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 4 2.1 Pelumas ..................................................................................................................... 4 2.1.1 Definisi Pelumas ............................................................................................. 4 2.1.2 Macam-macam Bahan Dasar Pelumas .............................................................. 5 2.1.3 Pelumas Bio ..................................................................................................... 7 2.2 Jarak Pagar ................................................................................................................ 8 2.2.1 Tanaman Jarak Pagar ....................................................................................... 8 2.2.2 Minyak Jarak Pagar.......................................................................................... 10 2.3 Sertifikasi Standar Minyak Pelumas .......................................................................... 12 2.4 Propertis Minyak Pelumas ......................................................................................... 14 2.4.1 Viskositas ........................................................................................................ 14 2.4.2 Titik Nyala (Flash Point) ................................................................................. 15 2.4.3 Densitas ........................................................................................................... 15 2.5 Epoksidasi Minyak Nabati Menjadi Pelumas.................................................................15 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................... 16 3.1 Tempat Penelitian ...................................................................................................... 16 3.2 Bahan dan Alat .......................................................................................................... 16 3.2.1 Bahan yang digunakan ..................................................................................... 16 3.2.2 Alat yang digunakan ........................................................................................ 16 3.3 Variabel Operasi ........................................................................................................ 16 3.3.1 Variabel Tetap ................................................................................................. 16 3.3 2 Variabel Bebas ................................................................................................. 17 viii 3.3.2 Variabel Terikat ............................................................................................... 17 3.4 Prosedur Percobaan ................................................................................................... 17 3.5 Tahap Pengujian ........................................................................................................ 17 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 20 4.1 Data Hasil Penelitian ................................................................................................. 20 4.2 Pembahasan ............................................................................................................... 21 4.2.1 Pengaruh Waktu Reaksi dan Suhu Reaksi Terhadap Nilai Densitas pelumas .... 21 4.2.2 Pengaruh Waktu Reaksi dan Suhu Reaksi Terhadap Nilai Viscositas pelumas .. 22 4.2.3 Pengaruh Waktu Reaksi dan Suhu Reaksi Terhadap Nilai Flash Point pelumas 23 4.2.4 Produk Pelumas ............................................................................................... 24 BAB V PENUTUP ......................................................................................................... 25 5.1 Kesimpulan ............................................................................................................... 25 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 26 LAMPIRAN 1. Diagram Alir Penelitian ...................................................................... 28 LAMPIRAN 2. Data Pengamatan ................................................................................ 31 LAMPIRAN 3. Dokumentasi Penelitian....................................................................... 34 ix DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Pelumas yang ada dipasaran ......................................................................... 5 Gambar 2.2 Raw Material Biolubricant atau Pelumas Bio................................................ 8 Gambar 2.3 Tanaman Jarak Pagar ................................................................................... 9 Gambar 2.4 Minyak Jarak Pagar ...................................................................................... 10 Gambar 2.5 Reaksi Epoksidasi ........................................................................................ 15 Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Reaksi dan suhu Reaksi Terhadap Nilai Densitas ............... 21 Gambar 4.2 Pengaruh Waktu Reaksi dan suhu Reaksi Terhadap Nilai Viskositas ............ 22 Gambar 4.3 Produk Pelumas ........................................................................................... 24 Gambar L.1 Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 28 Gambar L.3.1 Minyak Jarak Pagar................................................................................... 32 Gambar L.3.2 Hidrogen Peroksida ................................................................................... 32 Gambar L.3.3 Asam Formiat ........................................................................................... 32 Gambar L.3.4 Asam Klorida ............................................................................................ 32 Gambar L.3.5 Proses Percampuran .................................................................................. 33 Gambar L.3.6 Proses Pemisahan ...................................................................................... 33 Gambar L.3.7 Pengujian Densitas .................................................................................... 33 Gambar L.3.8 Pengujian Viskositas ................................................................................. 33 Gambar L.3.9 Pengujian Flash Point................................................................................ 34 x DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komponen Kimia Biji Jarak ............................................................................. 8 Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak pada Minyak Jarak Pagar .......................................... 11 Tabel 2.3 Sifat Fisika dan Kimia Minyak Jarak Pagar.........................................................12 Tabel 2.4 Klasifikasi Viskositas SAE pelumasan Roda Gigi Otomatif SAE 20W-50 ....... 13 Tabel 2.5 Karakteristik Pelumas Komersial ..................................................................... 14 Tabel 3.1 Rancangan data pengamatan ............................................................................ 19 Tabel 4.1 Tabel Hasil Data Pengamatan .......................................................................... 20 Tabel 4.2 Data Hasil Analisa Pelumas Untuk Densitas .................................................... 22 Tabel 4.3 Data Hasil Analisa Pelumas Untuk Viscositas .................................................. 23 Tabel 4.4 Data Hasil Analisa Pelumas Untuk Flash point ................................................ 24 Tabel 4.5 Titik Nyala Pelumas Komersial ........................................................................ 23 Tabel L.2.1 Data Pengamatan Densitas ............................................................................ 29 Tabel L.2.2 Data Pengamatan Viskositas ......................................................................... 30 Tabel L.2.3 Data Pengamatan Flash Point........................................................................ 31 \ xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Meningkatnya penggunaan mesin-mesin pabrik, sarana transportasi bermotor dan lain-lain, menyebabkan kebutuhan minyak pelumas meningkat pula. Pelumas merupakan bagian yang tak terpisahkan dari sistem pelumas yang menjamin kinerja dan efisiensi mesin. Pelumas yang banyak beredar dipasaran adalah jenis pelumas dengan bahan dasar minyak mineral. Pelumas dibutuhkan tidak hanya pada mesin transportasi tetapi dibutuhkan dalam mesin-mesin industri (Triaji, dkk 2017). Hal ini menjadi tantangan bagi industri pelumas karna ketersediaan bahan baku pelumas yang umumnya berasal dari minyak mineral yang tidak terbarukan, tetapi terbatas jumlahnya. Pada saat ini perkembangan teknologi untuk menggantikan atau mensubstitusi minyak mineral sebagai bahan dasar pelumas terus dilakukan, selain itu dapat digunakan juga minyak pelumas dari jenis minyak nabati, keadaan ini memacu penggunaan minyak pelumas nabati sebagai bahan dasar pelumas. Penggunaan minyak nabati sebagai bahan dasar pelumas jauh lebih ramah lingkungan, karena lebih mampu diuraikan dibanding minyak mineral. Apabila tumpah di tanah, minyak nabati akan terurai 98%, sedangkan produk minyak mineral hanya akan terurai 20% sampai 40%. Minyak nabati mempunyai struktur kimia yang mirip dengan minyak mineral dalam hal kandungan karbonnya, sehingga minyak nabati dapat dijadikan sebagai bahan dasar pelumas. Salah satu jenis minyak nabati yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai bahan dasar pelumas adalah minyak jarak pagar (Guritno dalam Yanto dkk, 2012). Minyak biji jarak juga memiliki keunggulan tersendiri dibandingkan dengan minyak nabati lainnya, dimana minyak biji jarak memiliki nilai viskositas (30°C) sebesar 49,15 Cp dan titik nyala sebesar 236°C, (Gunawan, dkk 2017). Pembuatan minyak jarak pagar menjadi epoksi sebagai pelumas pernah dilakukan oleh Sudradjat R, dkk (2007), dengan penambahan H2O2 (hidrogen peroksida) sebagai oksidator dengan katalis H2SO4 (asam sulfat) dengan pereaksi yang digunakan adalah CH3COOH (asam asetat) dan menunjukkan kondisi terbaik dicapai pada 3 jam operasi dengan suhu 60°C. 1 Dari penelitian yang telah dilakukan (Nurulaini, dkk 2018) pembuatan pelumas dengan menggunakan bahan baku minyak jarak pagar, dengan pereaksi yang digunakan adalah CH2O2 (asam formiat), dengan katalis H2SO4 (asam sulfat), dan penambahan H2O2 (hidrogen peroksida) sebagai oksidator. Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu reaksi dan volume pereaksi asam formiat yang terbaik adalah dengan 2 jam reaksi dan 50 ml asam formiat dengan suhu 50°C, dan didapatkan densitas sebesar 0,9143 g/ml. Selanjutnya penelitian yang telah dilakukan Rokhani dkk, (2019) pembuatan pelumas dengan menggunakan bahan baku minyak jarak pagar, dengan pereaksi yang digunakan adalah asam asetat (CH3COOH), dengan katalis asam klorida (HCl). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai densitas terbaik dihasilkan pada variabel waktu reaksi 5 jam dan suhu 70°C, dengan nilai densitas 0,9718 g/ml. Pelumas berpengaruh terhadap suhu dan waktu, Perubahan viskositas yang disebabkan pengaruh kenaikan suhu ini merupakan hal yang sangat penting untuk dipertimbangkan pada berbagai jenis penerapan minyak pelumas (Suhartini, dkk 2009). Semakin tinggi temperatur reaksi dan semakin lama waktu reaksi maka akan menghasilkan pelumas yang lebih baik. Pada usulan penelitian ini menggunakan minyak jarak sebagai bahan baku pelumas dikarenakan saat ini kebutuhan minyak bumi meningkat, sedangkan persediaan menipis. Keadaan ini memacu penggunaan minyak nabati sebagai bahan dasar pelumas dan mudah terurai dalam tanah akan ramah lingkungan. Keunggulan minyak jarak sebagai pelumas yang bahan dasarnya berasal dari nabati ini antara lain (PPPTMGB Lemigas, 1998): 1. Sebagai alternative pengganti minyak pelumas yang berasal dari minyak bumi, sehingga mengurangi ketergantungan terhadap minyak bumi. 2. Bahan baku yang tersedia relative mudah diperoleh, karena biji tanaman jarak tumbuh baik di iklim Indonesia dan bukan komoditas pangan. 3. Minyak jarak bersifat ramah lingkungan dalam arti limbahnya tidak mencemari lingkungan. Selain berfungsi untuk mengurangi gaya gesek, pelumas juga berfungsi mendinginkan atau mengendalikan panas yang keluar dari mesin untuk memastikan mesin bekerja dengan baik (Sukirno, 2010). 2 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana pemanfaatan minyak biji jarak pagar untuk bahan baku pembuatan pelumas dengan metode epoksidasi? 2. Bagaimana pengaruh waktu dan suhu terhadap nilai densitas, viskositas, dan flash point yang sesuai dengan standar komersial pelumas? 1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini meliputi tujuan umum dari tujuan khusus 1.3.1 Tujuan Umum Penelitian ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Kimia Industri Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negri Lhokseumawe. 1.3.2 Tujuan Khusus 1. Mendapatkan kondisi optimum dari variabel proses pada proses pembuatan minyak pelumas dari minyak jarak pagar. 2. Mendapatkan suhu reaksi dan waktu reaksi terhadap nilai densitas, viskositas, dan titik nyala yang sesuai dengan standar komersial pelumas. 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat Penelitian ini memberi informasi tentang kelayakan pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai bahan baku pembuatan pelumas yang memberikan peluang meminimalisasi pencemaran lingkungan dengan penggunaan menggunakan bahan baku minyak nabati, dan juga mendapat cara mengatasi semakin menipisnya ketersediaan minyak bumi. 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pelumas Pelumas merupakan bagian yang tak terpisahkan dari mesin. Pelumas digunakan pada mesin untuk melindungi komponen-komponen mesin dari keausan. Prinsip dasar dari pelumasan itu sendiri adalah mencegah terjadinya solid friction atau gesekan antara dua permukaan logam yang bergerak (Ridha, 2016), sehingga gerakan dari masingmasing logam dapat lancar tanpa banyak energi yang terbuang. Bagian mesin yang membutuhkan pelumasan adalah semua bagian yang bergerak. 2.1.1 Definisi Pelumas Pelumas merupakan zat kimia (cairan) yang diberikan di antara dua benda bergerak dan saling bersinggungan yang bertujuan untuk mengurangi gaya gesek yang terjadi antara keduanya. Menurut Rokhani (2019), pelumas dibuat dari minyak dasar (base oil) ditambah aditif dengan perbandingan tertentu, sesuai spesifikasi yang diinginkan. Bahan aditif yang ditambahkan bukan berasal dari minyak bumi melainkan bahan kimia yang dapat berfungsi meningkatkan kualitas. Diharapkan pelumas yang dihasilkan dapat melayani pelumasan pada mesin atau peralatan sesuai dengan spesifikasi. 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 kontaminasi atau kotoran guna memastikan mesin bekerja dengan baik (Yanto, dkk 2012). Gambar 2.1 contoh berbagai macam pelumas yang beredar dipasaran. 4 Gambar 2.1 Pelumas-pelumas yang ada di Pasaran 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. Sifat ini dapat diperbaiki dengan penambahan bahan aditif b) Fluiditas atau sifat mengalir dalam daerah suhu operasi. Karakteristik dipengaruhi sebagian besar oleh minyak dasar. Fluiditas adapat diperbaiki dengan aditif > Pour point depressant untuk memperbaiki aliran pada suhu, viscosity modifier untuk memperbaiki aliran pada suhu tinggi. c) Stabilitas selama periode pemakaian. Sebagian sifat ini ditentukan oleh sifat minyak dasar, namun terutama ditentukan oleh aditif yang memperbaiki stabilitas. Stabilitas pelumas dapat ditentukan oleh kondisi lingkungan seperti temperature, potensial oksidasi dan kontaminasi dengan air, fraksi bahan-bahan yang tak terbakar, dan asam-asam korosif membatasi umur pelumas. Aditif sangat berperan menaikkan kinerja dan umur pelumas. d) Kompatibilitas atau kecocokan dengan bahan lain dalam system. Kompatibilitas pelumas dengan seals, bearing, clucth plates, sebagian ditentukan oleh sifat minyak dasar. Namun aditif juga dapat memiliki pengaruh besar dalam memperbaiki sifat ini. 2.1.2 Macam-macam Bahan Dasar Pelumas Dilihat dari bahan dasarnya pelumas dapat dibagi menjadi 3 yaitu : 1. Minyak Mineral Minyak mineral merupakan satu jenis minyak yang banyak digunakan pada saat ini. Pelumas dasar ini merupakan hidrokarbon yang mengalami serangkaian proses 5 pemurnian dan dapat digolongkan menjadi empat jenis, yaitu paraffin, olefin, naftanik, dan aromatic. Kandungan lain di dalam minyak mineral adalah sulfur, nitrogen, dan logam (Askew, 2004). Minyak mineral merupakan minyak yang diperoleh dari hasil pengolahan minyak bumi yang termasuk pada fraksi destilat berat, yang mempunyai titik didih lebih dari 3000C. Minyak bumi yang diperoleh diproses sehingga menghasilkan lube base oil bersama dengan produk yang lain, seperti bahan bakar dan aspal. Lube base oil ini diproses kembali sehingga menjadi bahan dasar minyak mineral. Bahan mineral minyak bumi, yang merupakan bahan yang dapat menghasilkan bahan bakar, dan minyak pelumas, mayoritasnya terdiri dari elemen-elemen hidrogen dan karbon. Hidrogen dan kabon merupakan elemen organik yang membentuk ikatan yang dikenal dengan dengan nama hidrokarbon (Kuwier, 2010). 2. Minyak Nabati Pelumas dasar yang berasal dari minyak nabati, misalnya minyak kedelai, minyak sawit, minyak kelapa, 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. Jika berada dalam pelat logam, minyak nabati berbeda dengan minyak mineral. Minyak nabati memiliki kelebihan dibandingkan dengan minyak mineral yaitu minyak nabati akan mengalir ke bagian pelat logam yang paling panas, sedangkan minyak mineral tetap ditempat semula (tidak mengalir). Sifat minyak nabati tersebut disebabkan karena penurunan tegangan permukaan yang begitu cepat akibat kenaikan suhu, sehingga meningkatkan daya penetrasi dan sifat menyebar minyak pada permukaan pelat logam. 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 (Askew, 2004). 6 2.1.3 Pelumas Bio Pelumas yang dapat terdegradasi serta tidak memiliki racun bagi lingkungan dan manusia disebut dengan biopelumas. Pelumas pada dasarnya terbuat dari minyak bumi, namun saat ini kebutuhan akan minyak bumi meningkat, sedangkan persediaannya menipis. Disamping itu, dengan meningkatnya rasa ingin aman dan selamat, maka tuntutan terhadap penggunaan bahan-bahan yang ramah lingkungan serta terbarukan juga semakin mendapat perhatian dan himbauan. Keadaan ini memacu penggunaan minyak nabati dan hewani sebagai bahan dasar untuk memproduksi berbagai macam barang atau bahan, termasuk bahan pelumas. 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) (Ridha, 2016). 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) Tidak cepat menguap karena memiliki tingkat volatilitas yang rendah. 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 2.2 7 Gambar 2.2 Raw material biolubricant atau pelumas bio 2.2 Jarak Pagar 2.2.1 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 makin mendapat perhatian sebagai sumber bahan bakar hayati untuk mesin diesel karena kandungan minyak bijinya (Rokhani,2019). Tanaman jarak pagar merupakan jenis tanaman 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 3050% dan mengandung toksin sehingga tidak dapat dikonsumsi oleh manusia (Said, dkk 2010). Komposisi yang terdapat dalam biji jarak dapat dilihat pada tabel 2.1. Tabel 2.1. Komponen Kimia Biji Jarak Pagar No 1 2 Komponen Minyak Karbohidrat Jumlah (%) 55 12 3 Serat 12,5 4 Abu 2,5 5 Protein 18 (Sumber : Said, 2010) 8 Nama Jatropha berasal dari jatros (doctor) dan trophe (food) yang digunakan untuk keperluan medis. Curcas adalah nama lain dari physic nut. Tanaman ini memiliki pohon dengan tinggi 2-5 meter, batang penuh tonjolan akibat daun gugur, cabang pohon menyebar, ranting pendek, daun tunggal dan getah putih keruh. Bunga dari tanaman ini berwarna hijau kekuningan, buah bulat kecil berwarna hijau dan memiliki biji berwarna hitam. Tanaman jarak pagar dapat tumbuh baik pada daerah dengan ketinggian 500 m pada suhu 20 – 28℃ Jarak pagar memiliki daun tunggal, berwarna hijau muda sampai hijau tua, permukaan bawah lebih pucat daripada bagian atasnya. Bentuk daun agak menjari dengan jumlah lekukan berkisar 5-7 dengan panjang 6-15 cm yang tersusun secara berselang-seling. Daunnya dilengkapi tangkai daun dengan panjang antara 4-15 cm. Batang mempunyai struktur kayu bentuk silindris dengan percabangan tidak teratur. Gambar 2.3 Tanaman Jarak Pagar Penampakan gambar tanaman jarak dapat dilihat pada gambar 2.3 diatas, 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 pulp 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 dapat 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. 9 2.2.2 Minyak Jarak Pagar Minyak jarak pagar mengandung racun (ester forbol) yang membuat minyak ini tidak dapat digunakan sebagai minyak makan. Minyak jarak pagar mempunyai 77,3% asam lemak tak jenuh, asam oleat (35-64%), asam linolenat (19-24%), asam palmitat (12-17%) yang berpotensi sebagai bahan baku untuk pembuatan bio-pelumas (Sudradjat, 2004) . Minyak jarak pagar termasuk sebagai non-edible oil atau merupakan minyak yang tidak dapat dikonsumsi karena adanya senyawa ester beracun yang terkandung di dalamnya. Dengan demikian, minyak jarak pagar (Jathropa curcas sp.) dianggap bisa memberikan alternatif pasokan yang cukup sebagai bahan baku pembuatan bio-pelumas dengan biaya yang murah karena tidak bersaing dengan edible oil atau minyak yang dapat dikonsumsi atau digunakan sebagai bahan makanan (Debbie, 2016) Gambar 2.4 Minyak Jarak Pagar Komposisi asam lemak pada minyak jarak pagar seperti ditunjukkan pada tabel berikut ini : 10 Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak Pada Minyak Jarak Pagar sebagai bahan baku pelumas (Sudrajat, 2004). Sumber: (Sudradjat, 2004) Minyak jarak pagar memiliki ciri berwarna kuning terang dan mempunyai bilangan iodium yang tinggi (sekitar 105,2 mg iod/g), menunjukkan tingginya hidrokarbon tak jenuh. Jenis asam lemak minyak jarak pagar mirip dengan jenis minyak lainnya, namun kandungan asam oleat dan linoleat berkisar 90%. Struktur dan komposisi kimianya menyebabkan minyak jarak pagar lebih disukai sebagai pengganti palm oil pada aplikasi non pangan. Minyak ini dapat digunakan untuk menggantikan kerosene dan diesel dan sebagai pengganti kayu bakar. Minyak ini dapat juga digunakan sebagai bahan baku sabun, lilin dan pelumas (Yanto, 2012). Minyak jarak pagar dihasilkan dengan mengekstrak biji keringnya secara mekanis atau kimiawi. Ekstraksi mekanis dengan pengempaan (pressing) baik secara batch atau kontinu yang biasanya lebih mudah dan murah karena tidak membutuhkan teknologi proses yang rumit dan mahal. Kandungan minyak jarak pagar dalam bijinya 30-40% (basis kering) dan daging bijinya (kernel) 40-50% (basis kering) (Harimurti, 2011). Minyak jarak pagar hasil ekstraksi dianalisis sifat fisiko-kimianya, misal 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 tabel 2.3. 11 Tabel 2.3. Sifat Fisika dan Kimia Minyak Jarak Pagar Sifat Nilai Densitas 15°C 0,918 Viskositas pada 40°C (cSt) 35,4 Viskositas pada 100°C (cSt) 7,9 Indeks Viskositas 205 Titik Nyala (°C) 186 Bilangan Iod (mg I2/g) 92 Bilangan Oksiran (%) 0 ( Sumber : Bhakri, 2016) 2.3 Sertifikasi Standar Minyak Pelumas Standar pelumas 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 StandardsOrganization). 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 disebelah 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). Menurut Gawrilow (2003), pelumas diklasifikasikan ke dalam 2 golongan : 1. Pelumas mesin: minyak mesin diesel, minyak diesel (otomotif, minyak stasioner, kereta api, kapal, kapal terbang), dan minyak mesin. 12 2. Pelumas bukan mesin: fluida transmisi, meringankan putaran roda kemudi (power steering), peredam kejut, hidraulik, fluida kerja logam, dan gemuk. Berbagai kelompok klasifikasi kinerja pelumas yang dapat digunakan sebagai standar adalah sebagai berikut. 1. Society of Automotive Engineers (SAE), yaitu klasifikasi pelumas mesin menurut tingkat kekentalannya pada 100°C dan beberapa suhu rendah, tergantung dari tingkat kekentalannya (SAE). Viskositas pada suhu tinggi berhubungan dengan tingkat konsumsi pelumas dan karakteristik keausan. Tabel 2.4 Klasifikasi Viskositas SAE pelumasan Roda Gigi Otomotif SAE 20W-50 PARAMETER SAE 20W-50 Densitas @15°C, ASTM D-1298 0,8920 Viskositas pada 40°C, (cSt) 185,91 Viskositas pada 100°C (cSt) 20.19 Indeks Viskositas 126 Titik Tuang (°C) -27 Titik Nyala (°C) 240 TRNmg KOH/gr 10.69 Sumber : (Nugrahani, 2008) 2. API (American Petroleum Institute). Klasifikasi kinerja pelumas untuk mesin bensin menggunakan simbol S (SA – SJ), klasifikasi kinerja dari mesin diesel dengan simbol C (CA- CG). 3. JASO, standarisasi yang dikeluarkan oleh (Japanese Automobile Standard Organization) terkait jenis oli dimana saja bagian mesin yang boleh dilumasi oleh oli tersebut. 4. ILSAC (International Lubricant Standard and Approval Commite). 13 Tabel 2.5 Karakteristik Pelumas Komersial Parameter Jenis Pelumas Densitas (gr/ml) GC LUBE M 68* MASRI RG 68* TURBOLUBE 68* SEBANA P 68* Indeks Titik Tuang Viskositas (ºC) Titik Nyala (ºC) 0,9675 107 -39 258 0,8774 100 -9 226 0,8799 107 -18 230 0,8782 99 -9 255 Sumber: (Lasma, 2017) 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, 2012). Viskositas adalah tegangan geser pada bidang fluida perunit perubahan kecepatan terhadap bidang normal. Viskositas memiliki satuan mm2/s atau centistoke (cSt), semakin tinggi nilai viskositas pelumas akan semakin kental (Darmanto, 2011). A. 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). 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. 14 3) Indeks viskositas tinggi atau High Viscosity Index (HVI) Adalah pelumas yang memiliki indeks viskositas lebih besar dari 80. 2.4.2 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 (dalam Rokhani, 2019). 2.4.3 Densitas Densitas/kerapatan dari carian dapat diukur seperti padatan, dengan mengukur massa dan volume dari sampel. Densitas/kerapatan dapat digunakan untuk mengukur karakteristik suatu senyawa yang bernilai tetap. Untuk cairan, perubahan yang relatif kecil pada suhu dapat menyebabkan perubahan yang besar pada densitas, namun memerlukan perubahan tekanan yang besar untuk meningkatkan perubahan yang sangat besar. Makin kental pelumas makin tinggi berat jenisnya. 2.5 Epoksidasi Minyak Nabati Menjadi Pelumas Kelemahan yang terdapat pada pelumas disebabkan oleh struktur dari trigliserida yang terdapat dalam minyak nabati akibat dari ikatan rangkap tersebut. Telah banyak dilakukan modifikasi untuk menghilangkan ikatan rangkapnya adalah epoksidasi. Senyawa Epoksida tidak mengandung ikatan rangkap sehingga memiliki stabilitas termal yang lebih tinggi dibandingkan dengan Asam lemak bebas. Untuk menstabilkan minyak nabati dari reaksi oksidasi, adalah dengan cara memodifikasi minyak atau trigliserida menjadi senyawa Epoksi melalui reaksi epoksidasi (Santi,2016). Epoksidasi adalah reaksi pembentukan gugus oksirana atau epoksida, yaitu reaksi antara ikatan rangkap olefin maupun aromatic dengan asam peroksida. Reaksi yang terjadi melalui 2 tahap, yaitu asam peroksi mengoksidasi ikatan rangkap sehingga terjadi pemutusan ikatan rangkap dan pembentukan gugus oksiran (Kuwier, 2010). Gambar 2.5 Reaksi Epoksidasi 15 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Satuan Proses Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe dari 17 Februari – 20 Apri 2020. 3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan yang digunakan 1. Minyak Jarak Pagar 2. Hidrogen Peroksida 3. Asam Formiat 4. Asam Klorida 3.2.2 Alat-alat yang digunakan 1. Seperangkat Reaktor Berpengaduk 2. Beaker glass 100 ml 3. Gelas ukur 4. Ball pipet 5. Pipet volume 6. Corong pisah 7. Stirrer dan Rotor 8. Piknometer 3.3 Variabel Operasi 3.3.1 Variabel Tetap a) Minyak jarak pagar : 100 ml b) HCl 10 N : 2 ml c) Asam Formiat : 70 ml d) Hidrogen peroksida (H2O2) 30% : 30 ml 16 3.3.2 Variabel Bebas a) Suhu reaksi : 50°C, 60°C, 70°C, 80°C b) Waktu reaksi : 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam 3.3.3 Variabel Terikat a) Viskositas b) Densitas c) Flash point 3.4 Prosedur Keja 1. Hidrogen peroksida (H2O2) 30% sebanyak 30 ml dan Asam Formiat sebanyak 70 ml dimasukkan kedalam reaktor, kemudian secara perlahan diaduk. 2. Melalui corong penetes dimasukkan katalis HCl 10 N sebanyak 2 ml dan diaduk secara perlahan-lahan pada suhu 50°C selama 1 jam. 3. Selanjutnya melalui corong penetes dimasukkan minyak jarak pagar 100 ml, diaduk secara perlahan dengan suhu yang divariasikan 50°C, 60°C, 70°C, 80°C selama waktu yang divariasikan 2; 3; 4; 5 jam. Pengadukan dilakukan agar minyak terdispersi. 4. Campuran dimasukkan kedalam corong pemisah kemudian dicuci dengan aquadest dengan cara dikocok. Lapisan air akan berada di bawah dan pelumas berada di lapisan atas. 3.5 Tahap Pengujian Pengujian yang dilakukan pada penelitian adalah sebagai berikut : A. Pengujian Densitas Penentuan massa jenis dilakukan menggunakan piknometer, dengan cara sebagai berikut : 1. Piknometer dibersihkan dan dikeringkan dengan cara memanaskanya dalam oven pada suhu 105⁰C selama 15 - 30 menit sampai didapatkan berat konstan. 2. Piknometer dikeluarkan dan dimasukkan dalam desikator selama 10 - 15 menit. 3. Ditimbang piknometer kosong dan dicatat beratnya (a) 4. Dimasukkan hasil sampel kedalam piknometer sampai penuh 5. Piknometer berisi sampel ditimbang dan dicatat massanya (b) 17 𝜌= (𝑏 − 𝑎) 𝑣 𝜌 = Massa jenis (gram/ml) b = piknometer + isi (gram) a = piknometer kosong (gram) v = Volume piknometer (ml) B. Pengujian Viskositas Penentuan viskositas dilakukan dengan menggunakan viskometer ostwald 500 ml dan mencatat waktu yang diperlukan suatu fluida untuk mencapai batasan tertentu. Pengujian viskositas dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : 1. Oil bath disiapkan pada suhu 40°C 2. Diisi viskometer dengan sampel yang akan diuji dan kondisikan suhu sampel sesuai oil bath dengan membiarkan viskometer dengan sampel dalam oil bath selama beberapa waktu. 3. Gunakan penghisap (bulb) untuk menghisap sampel sampai batas dari viskometer tersebut 4. Catat waktu pengaliran dari batas atas sampai batas bawah pada viskometer 5. Hitung viskositas kinematik dengan rumus µ 𝑣= 𝜌 Keterangan: 𝑣 = Viskositas kinematik (m2/s) ρ = Densitas Cairan (Kg/m3) µ = Viskositas absolute (kg/m.s) C. Flash Point Flash point adalah suhu terendah dimana uap dari benda uji menyala bila dikenai sumber pengapian pada kondisi pengujian yang ditentukan. Berikut merupakan prosedur analisisnya : 1. Sample diisi dengan hati-hati 50-100 ml kedalam cup yang sebelumnya telah dibersihkan. Kemudian dipasang penutup (lid) bersama termometer pada tempatnya. 2. Dihidupkan penyala, atur hingga nyala baik dan konstan. 18 3. Diatur pemanas sample sedapat mungkin sampai diperoleh lagi kenaikan temperature 1°C 4. Untuk mendapatkan titik nyala, diarahkan lidah api kedalam cup dengan cepat (tidak lebih dari 1 detik) 5. Diulangi langkah 4 pada setiap kenaikan 1°C hingga diperoleh titik nyala 6. Bila titik nyala telah diperoleh (uap sample cup menyala) dihentikan pemanasan. Catat titik nyala yang diperoleh. 19 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Dari penelitian ini diperoleh hasil berupa data pengamatan, analisa dan pengolahan data seperti berikut. 4.1 Data Hasil Penelitian Tabel 4.1 Tabel Hasil data Pengamatan Suhu Waktu (ºC) (Jam) 50 60 70 80 Titik Nyala Viskositas Densitas (mm2/s) (gr/ml) 2 200 2,13 0,9431 3 230 2,12 0,9448 4 208 1,97 0,9471 5 220 2,03 0,9483 2 242 2,07 0,9415 3 254 1,97 0,9477 4 205 1,94 0,9459 5 232 1,90 0,9569 2 217 1,97 0,9436 3 242 1,90 0,9489 4 210 1,85 0,9499 5 230 1,93 0,9509 2 215 2,03 0,9455 3 240 1,84 0,9459 4 217 1,85 0,9479 5 205 1,58 0,9519 20 Pada penelitian ini dilakukan reaksi epoksi dengan mereaksikan minyak jarak pagar dengan pereaksi asam formiat. Asam klorida (HCl) sebagai katalis untuk pereaksi. Penelitian ini dilakukan analisa densitas, viskositas, dan kemudian dilakukan analisa titik nyala. 4.2 Pembahasan 4.2.1 Pengaruh Waktu Reaksi dan Suhu Reaksi Terhadap Nilai Densitas Pelumas Dari hasil uji didapat densitas minyak jarak sebelum epoksidasi sebesar 0,8923 Densitas (g/ml) gr/ml. Berikut adalah hasil analisa untuk densitas : 0.958 0.956 0.954 0.952 0.95 0.948 0.946 0.944 0.942 0.94 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 6 waktu (jam) Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Reaksi dan Suhu Reaksi Terhadap Nilai Densitas Dari gambar 4.1 pengaruh waktu reaksi dan suhu reaksi terhadap nilai densitas pelumas dapat dilihat bahwa nilai densitas yang didapatkan semakin meningkat dengan bertambahnya suhu dan waktu reaksi. Pada suhu 50˚C nilai densitas yang didapat semakin meningkat dengan bertambahnya waktu reaksi yaitu 0,943-0,948 g/ml, begitu juga pada suhu 60˚C, 70˚C, 80˚C. Nilai densitas terbaik dihasilkan pada variabel waktu reaksi 5 jam dan suhu 60°C, dikarenakan semakin besar nilai densitas menandakan bahwa semakin banyaknya ikatan rangkap yang terputus pada minyak dengan nilai densitas 0,9569 g/ml. Dari data densitas minyak jarak pagar hasi penelitian dapat disimpulkan bahwa dengan semua variabel memenuhi standart mutu. Parameter densitas untuk standart 21 pelumas komersial adalah 0,926-0,966 g/ml (www.globalsources; Kirk dan Othmer 1993). 4.2.2 Pengaruh Waktu Reaksi dan Suhu Reaksi Terhadap Nilai Viskositas Pelumas Viskositas (mm2/s) 3 2.5 50 2 60 70 80 1.5 1 0 1 2 3 4 5 6 Waktu (jam) Gambar 4.2 Pengaruh Waktu Reaksi dan Suhu Reaksi Terhadap Nilai Viskositas Dari gambar 4.2 pengaruh waktu reaksi dan suhu reaksi terhadap nilai viscositas pelumas,dilihat bahwa nilai viskositas yang didapatkan semakin menurun seiring bertambahnya waktu dan suhu reaksi. Hal ini terjadi karena menurunnya kekuatan gaya antar molekul pada senyawa epoksi minyak jarak akibat adanya perubahan struktur rantai karbon pada asam lemak . Semakin kuat gaya antar molekul maka zat akan semakin sulit untuk mengalir dan mengakibatkan zat semakin kental. Pelumas dasar minyak nabati termasuk minyak jarak pagar yang mempunyai indeks viskositas yang sangat tinggi dibandingkan dengan minyak mineral. Indeks viskositas merupakan pengukuran perubahan viskositas relatif terhadap perubahan temperatur antara suhu 40 C dan 100 C. Spesifikasi mutu minyak lumas 1,98-2,42. Nilai indeks viskositas pelumas terbagi menjadi 3 golongan : (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 22 viskositas tinggi atau High Viscosty Index (HVI) adalah pelumas yang memiliki indeks viskositas lebih besar daripada 80. Nilai viskositas tertinggi sebesar 2,13 mm2/s2 pada variabel proses waktu 2 jam dengan suhu 50°C. Pelumas yang baik adalah pelumas yang memiliki nilai viskositas yang tinggi. Pelumas akan mengalami perubahan viskositas apabila terjadi perubahan temperatur, dimana jika terjadi kenaikan temperatur viskositas pelumas akan menurun dan sebaliknya jika terjadi penurunan temperatur viskositas pelumas akan tinggi. 4.2.3 Pengaruh Waktu Reaksi dan Suhu Reaksi Terhadap Nilai Flash point Pelumas Tabel 4.5 Titik nyala pelumas komersial Jenis pelumas Titik Nyala GC LUBE 68* 258 MASRI 68* 226 TURBOLUBE 68* 230 SEBANA 68* 255 Sumber: (Lasma, 2017) Flash point atau titik nyala, menunjukkan pada titik temperatur dimana pelumas akan dan terus menyala sekurang-kurangnya selama 5 detik (Arisandi dkk, 2012). Penentuan flash point dalam spesifikasi pelumas bertujuan untuk menghindari terjadinya kebakaran di dalam mesin. Titik nyala pelumas komersial yang titik nyalanya dibawah 260 0C. Hal ini terjadi karena bahan dasar pembentukan pelumas yaitu minyak Jarak pagar memiliki titik nyala yang tinggi. Titik nyala yang tinggi pada pelumas menunjukkan bahwa pelumas yang dihasilkan dapat digunakan pada mesin yang beroperasi pada temperatur tinggi. Pada penentuan titik nyala digunakan variabel proses pada waktu reaksi 3 jam dengan suhu 60°C, titik nyala yang dihasilkan sebesar 254°C. Dimana produk pelumas pada penelitian ini memiliki titik nyala yang besar. Hal ini menunjukkan bahwa pembuatan pelumas yang dilakukan telah berhasil, karena apabila titik nyala dari suatu pelumas rendah maka pelumas tersebut akan mudah terbakar. 23 4.2.4 Produk Pelumas Dari penelitian ini diperoleh hasil pelumas seperti gambar dibawah ini : Gambar 4.3 Produk Pelumas Produk pelumas adalah objek dalam penelitian ini. Variasi suhu dan waktu menjadi faktor yang menjadi parameter dalam penelitian. Setelah melakukan beberapa analisa seperti densitas, viskositas, dan titik nyala, maka hasil yang didapat sesuai dengan pelumas komersial, warna produk yang berbeda disebabkan pada saat pengujian titik nyala, dimana melibatkan sampel suatu unsur atau senyawa ke dalam nyala api panas. Pada penentuan titik nyala digunakan variabel proses pada waktu reaksi 3 jam dengan suhu 60°C, titik nyala yang dihasilkan sebesar 254°C. Dimana produk pelumas pada penelitian ini memiliki titik nyala yang lebih besar. 24 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian pembuatan pelumas dari minyak jarak dapat disimpulkan bahwa : 1. Semakin lama waktu reaksi dan suhu reaksi yang tinggi memberikan nilai densitas yang tinggi, Nilai densitas terbaik dihasilkan pada variabel waktu reaksi 5 jam dan suhu 60°C . Dari data densitas minyak jarak pagar hasi penelitian dapat disimpulkan bahwa dengan semua variabel memenuhi standart mutu. Parameter densitas untuk standart pelumas komersial adalah 0,926-0,966 g/ml. 2. Nilai viskositas tertinggi sebesar 2,13 mm2/s pada variabel proses waktu 2 jam dengan suhu 50°C. Pelumas akan mengalami perubahan viskositas apabila terjadi perubahan temperatur, dimana jika terjadi kenaikan temperatur viskositas pelumas akan menurun dan sebaliknya jika terjadi penurunan temperatur viskositas pelumas akan tinggi. 3. Pada penentuan titik nyala digunakan variabel proses pada waktu reaksi 3 jam dengan suhu 60°C, titik nyala yang dihasilkan sebesar 254°C. Dimana produk pelumas pada penelitian ini memiliki titik nyala yang lebih besar. 4. Dari hasil penelitian didapatkan nilai densitas, viskositas dan titik nyala yang sesuai dengan karakteristik pelumas komersial berdasarkan standar nasional indonesia (SNI). 25 DAFTAR PUSTAKA Askew MF, (2004). Bio-Lubricants-Market Data Sheet : IENICA-Inform Project. Arisandi M, dkk, (2012). Analisa Pengaruh Bahan Dasar Pelumas Terhadap Viskositas Pelumas dan Konsumsi Bahan Bakar. Momentum, Vol. 8, No. 1: 56-6, Semarang. Alamsyah R, dkk, (2009). Pembuatan Pelumas Dasar Rolling Oil Dari Minyak Jarak Kepyar (Castor Oil) Dengan Penambahan larutan Kitosam. Diunduh dari www.globalsources. Darmanto. (2011). Mengenal Pelumas pada Mesin. Momentum, Vol. 7, No. 1: 5-10, Semarang. Debbie A, dkk , (2016). Sintesis Bio-Pelumas dari Minyak Biji Jarak: Pengaruh Rasio Mol Dan Waktu Reaksi. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Riau Kampus Binawidya. Gawrilow, I,(2003). “Palm Oil Usage In Lubricants”. Presented at 3 Global Oils and Fats Business Forum USA “ Interfacing with the Global Oils and Fats Business” Gunawan dkk. (2017). Sintesis Biopelumas Dari Minyak Biji Jarak : Pengaruh Kecepatan Pengadukan dan Suhu Reaksi. Nurul Aini, dkk, (2018). Pembuatan Pelumas Dari Minyak Jarak Pagar Dengan Variasi Waktu Reaksi Dan Volume Pereaksi Asam Formiat. Progam Studi Teknologi Rekayasa Kimia Industri, Politeknik Negri Lhokseumawe. Ridha, dkk, (2016). Sintesis Bio-Pelumas Dari Minyak Limbah Ikan Patin Dengan Pengaruh Kecepatan Pengadukan Dan Suhu Reaksi” Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Riau Kampus Binawidya. Rokhani, dkk, (2019). Pemanfaatan Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Sebagai Bahan Baku Pembuatan Biopelumas. Progam Studi Teknologi Rekayasa Kimia Industri, Politeknik Negri Lhokseumawe. Said M, dkk, (2010). Studi Kinetika Reaksi Pada Metanolisis Minyak Jarak Pagar, Jurnal Teknik Kimia, No. 1 Vol. 17. Palembang. Sudradjat R, dkk, (2004). Optimalisasi proses Estrans pada Pembuatan dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas, L.). Pusat Litbang Teknologi Hasil Hutan. Sudradjat R, dkk , (2007), Pengolahan Minyak Jarak Pagar Sebagai Bahan Baku Pelumas. Pusat Litbang Teknologi Hasil Hutan. Suhartini Meri, dkk, (2009). Penambahan Lateks Karet Alam Kompolimer Radiasi dan Pengangkatan Indeks Viskositas Minyak Pelumas Sintetis Olahan. Jakarta. Sukirno. (2010). Kuliah Teknologi Pelumas 3. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Kuwier, Y. S. (2010). Pembuatan Pelumas, Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Jakarta. 26 Triaji Ahmad Muhammad Rizki, dkk, (2017). Karakteristik Awal Pelumas Dari Minyak Goreng Bekas Yang Telah Diolah Dan Ditambah Dengan Bioaditif. Jurusan Teknik Kimia, Universitas Muhamadiyah Jakarta. Yanto Tri, dkk , (2013). Karakteristik Pelumas Food Grade Grase Berbahan Dasar Minyak Sawit Dengan Tambahan Antioksidan. Jurusan Teknologi Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman. Yanto T, dkk, (2012). Pemanfaatan Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Sebagai Bahan Dasar Pelumas Grease. Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman. 27 LAMPIRAN I BLOK DIAGRAM PROSES H2O2 30% 30 ml HCL 10N 2 ml Asam Fomiat 70 ml T = 50°C t = 1 Jam Pencampuran II Minyak Jarak Pagar 100 ml Aquadest Pencampuran I Pencampuran III Variasi suhu : 50°C, 60°C, 70°C, 80°C Variasi waktu : 2, 3, 4, 5 jam Pemisahan Pengadukan Air Sisa Pelumas Pengujian: Densitas, Viskositas, Titik nyala Gambar L.1 Diagram Alir Penelitian 28 LAMPIRAN II DATA PENGAMATAN Tabel L.2.1 Data Pengamatan Densitas Variasi Suhu (˚C) Waktu (Jam) 2 Densitas (gr/ml) 0,9431 3 0,9448 4 0,9471 5 0,9483 2 0,9415 3 0,9477 4 0,9459 5 0,9569 2 0,9436 3 0,9489 4 0,9499 5 0,9509 2 0,9455 3 0,9459 4 0,9479 5 0,9519 50 60 70 80 29 Tabel L.2.2 Data Pengamatan Viskositas 30 Tabel L.2.3 Data Pengamatan Flash Point 31 LAMPIRAN III DOKUMENTASI PENELITIAN Gambar L.3.1 Minyak jarak pagar Gambar L.3.2 Hidrogen Peroksida Gambar L.3.3 Asam Formiat Gambar L.3.4 Asam Klorida 32 Gambar L.3.5 Proses Percampuran Gambar L.3.6 Proses Pemisahan Gambar L.3.7 Pengujian Densitas Gambar L.3.8 Pengujian Viskositas 33 Gambar L.3.9 Pengujian Flash Point 34 BIODATA PENULIS Nama : Della Adha Nur Alifa Nim : 1624301023 Jurusan : Teknik Kimia Prodi : Teknologi Rekayasa Kimia Industri Tempat / Tanggal Lahir : Lhokseumawe, 07 April 1998 Agama : Islam No. Hp / Email : 082248352293 / [email protected] Alamat : Jl. Medan Banda Aceh, Batuphat timur, Kecamatan Muara Satu,Kota Lhokseumawe, Aceh. Identitas Orang Tua Ayah : Muhammad Juned Ibu : Nurmila Sari Riwayat Pendidikan 2003 – 2004 2004 – 2010 2010 – 2013 2013 – 2016 2016 – 2020 TKS Tunas Harapan Pim SDS Iskandar Muda Pim MTS Misbahul Ulum SMAS Sukma Bangsa Lhokseumawe Politeknik Negeri Lhokseumawe Judul Tugas Akhir: Sintesis Pelumas dari Minyak Jarak Pagar dengan Pereaksi Asam Formiat dan Katalis Asam Klorida
