BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Kebutuhan minyak pelumas dari tahun ketahun semakin meningkat.

Peningkatan ekonomi dan aktifitas industri mendorong bertambahnya jumlah

kendaraan dan mesin-mesin industri yang berakibat pada naiknya konsumsi

minyak pelumas dalam negeri. Tahun 2010 kebutuhan akan minyak pelumas

di Indonesia mencapai 650.000 kiloliter dan terus meningkat 2-5% tiap

tahunya (Anonim, 2011). Peningkatan jumlah konsumsi minyak pelumas akan

berakibat terhadap pertambahan jumlah minyak pelumas bekas. Potensi

minyak pelumas bekas dapat mencapai 70-80% dari total jumlah konsumsi

minyak pelumas tiap tahun-nya. Minyak pelumas bekas termasuk jenis limbah

bahan berbahaya dan beracun atau disingkat juga dengan B3 yang dalam

penaggulanganya jika tidak ditanggulangi dengan baik dapat mencemari

lingkungan. Penanganan tentang pengelolaan limbah B3 sendiri telah diatur

dalam peraturan pemerintah republik Indonesia nomor 74 tahun 2001 tentang

pengelolaan bahan berbahaya dan beracun.

Minyak pelumas bekas atau yang dalam keseharianya disebut juga

dengan oli bekas pada dasarnya adalah minyak pelumas yang dalam

pemakaianya telah mengalami berbagai macam gesekan dan tercampur

dengan kotoran dari komponen-komponen mesin, sisa pembakaran maupun

debu, hal ini menyebabkan efektifitas minyak pelumas menurun dan

kontaminan yang didalamnya bila dibiarkan terlalu lama akan menjadi partikel

yang abrasive dan merugikan, Jika ditinjau dari segi tersebut maka dengan

menghilangkan sejumlah kontaminan dan mengembalikan sifat pelumasan

yang dimilikinya minyak pelumas sangat berpotensi jika didaur ulang

kembali.

Dalam rangka efisiensi dan penghematan minyak bumi Lube base oil

sebagai bahan dasar pembuatan minyak pelumas merupakan salah satu produk

olahan dari minyak bumi ketersedianya terbatas dan semakin menipis.

1

Produksi lube base oil dalam negeri rata-rata tiap tahunya adalah 2,5 juta barel

(ESDM, 2011), hal ini sangat bergantung pada potensi minyak mentah dan

kapabilitas kilang pengolahan. Produksi minyak mentah dan kilang

pengolahan unit Cilacap menjadi satu-satunya tumpuan produksi lube base oil

dalam negeri, keterbatasan cadangan minyak dan jumlah produksi ini jika

dijadikan sumberdaya utama penghasil minyak pelumas dalam negeri sangat

tidak mencukupi dengan jumlah konsumsi minyak pelumas yang dari tahun ke

tahunya semakin bertambah. Pengolahan kembali minyak pelumas bekas

merupakan salah satu solusi dalam penanganan masalah ini.

Daur ulang minyak pelumas bekas selain merupakan salah satu

alternatif dalam rangka efisiensi dan penghematan konsumsi minyak bumi

juga dapat mengurangi pencemaran. Dan energi yang diperlukan untuk

pengolahan oli bekas hanyalah sepertiga dari yang dibutuhkan-untuk

mengolah minyak mentah menjadi pelumas yang baik. Daur ulang minyak

pelumas dilakukan dengan cara memurnikan kembali kandungan dasar

minyak pelumas (base oil) sehingga dapat digunakan lagi sebagai bahan dasar

oli baru. Metode yang digunakan dapat bermacam-macam mulai dari

teknologi Mohawk CEP, Hylube Process, Cyclon Process, Meinkein Process,

hingga Revivoil Process.

Salah satu metode yang digunakan dalam pemurnian oli bekas yaitu

metode acid and clay yaitu proses pemurnian dilakukan dengan menggunakan

asam kuat sebagai pelarut dan clay dalam menjerap kontaminan dari sisa

pelarutan asam. Asam sulfat (H2SO4) sebagai salah satu senyawa asam kuat

umum kita jumpai penggunaanya sebagai bahan dalam pemrosesan bijih

mineral, oksidator pada karatan besi dan baja serta alkilasi pada pengilangan

minyak. Sifatnya yang dapat bekerja menurunkan tegangan permukaan cairan

dapat digunakan dalam menghilangkan sejumlah kontaminan yang terkandung

dalam minyak pelumas bekas. Dalam prosesnya, penggunaan metode acid

dalam pemurnian oli bekas masih membutuhkan sejumlah perlakuan lebih

lanjut untuk mengembalikan karakteristik minyak pelumas. (Petder,2012)

2

Tanah liat sebagai komoditas bahan galian golongan C di wilayah

NTB khususnya pulau Lombok ketersediaannya cukup memadai.

Dimanfaatkan oleh masyarakat sebagai bahan utama pembuatan kerajinan

gerabah, batu bata dan industri keramik. Tanah liat adalah mineral alam dari

keluarga silikat yang berbentuk kristal dengan struktur berlapis dan

mempunyai ukuran partikel lebih dari 2 mikrometer, bersifat liat jika basah

(bersifat plastis) dan mengeras jika kering. Tanah liat atau lempung

mengandung leburan silika dan aluminium yang halus. Struktur dasar unit

silika dan unit alumina pada tanah liat mempunyai kemampuan untuk

menyerap anion atau kation yang sangat berpotensi bila dimanfaatkan sebagai

absorbant. (Rusmini, 2011)

Beberapa hal yang telah diuraikan tersebut mendasari penulis untuk

melakukan penelitian mengenai daur ulang oli bekas dengan menggunakan

tanah liat untuk dimanfaatkan kembali sebagai bahan dasar pelumas.

1.2 Rumusan Masalah

Pemurnian oli bekas untuk dijadikan bahan dasar minyak pelumas,

haruslah memiliki sifat dan karakteristik yang sesuai untuk dijadikan sebagai

bahan dasar pelumas yang baik. Pemurnian dilakukan tidak hanya bertujuan

untuk menghilangkan sejumlah kontaminan namun dapat mengembalikan lagi

sifat pelumasan yang dimiliki oleh minyak pelumas. Tanah liat sebagai salah

satu sumber daya alam di NTB ketersedianya memadai dan dapat digunakan

sebagai zat pengadsorbsi guna mengembalikan karakteristik maupun

menyerap kontaminan minyak pelumas bekas.

Untuk dari itu dianggap perlu dilakukanya penelitian untuk

menentukan sejauh mana efektifitas H2SO4 dan tanah liat dalam mengikat

kontaminan dan pengaruhnya terhadap karakteristik minyak pelumas hasil

daur ulang.

1.3 Batasan Masalah

a. Tanah liat yang digunakan diambil dari Desa Bundir Kecamatan Praya

Barat Kabupaten Lombok Tengah.

3

b. Konsentrasi asam sulfat yang ditambahkan adalah 5,10 dan 15% (ml).

c. Massa tanah liat yang ditambahkan adalah 300,400 dan 500 gram.

d. Tidak membahas kandungan unsur kimia yang ada dalam kontaminan.

e. Sifat dan karakteristik yang diuji adalah viskositas kinematik, kandungan

air, specific gravity, dan warna.

f. Oli bekas yang digunakan adalah minyak pelumas bekas dari penggunaan

mesin diesel ( Meditran S SAE 40, Pertamina).

g. Ukuran tanah liat yang digunakan adalah 74 mikron (mesh 200).

1.4 Tujuan

1. Untuk mengetahui perbandingan campuran optimal asam sulfat dengan oli

bekas.

2. Untuk mengetahui perbandingan campuran optimal tanah liat dengan oli

bekas.

3. Untuk mengetahui karakteristik oli hasil dari pengolahan oli bekas.

1.5 Manfaat

Untuk mendapatkan oli daur ulang yang dapat digunakan sebagai bahan

dasar pembuatan oli baru (base oil) dari hasil teknologi daur ulang.

1.6 Hipotesis

Adapun dugaan awal yang ingin dibuktikan dalam penelitian pemurnian

minyak pelumas bekas dengan metode acid dan clay ini dapat menghilangkan

sejumlah kontaminan dan mengembalikan karakteristik minyak pelumas dasar

yang dihasilkan.

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan pustaka

Penggunaan tanah liat sebagai adsorben telah banyak digunakan dalam

berbagai macam penelitian dikarenakan sifatnya yang dapat terikat dengan

minyak serta air. Rusmini dan Dina, 2011 dalam jurnalnya yang berjudul

“adsorpsi pengotor solar produksi tradisional Bojonegoro dengan variasi

ukuran dan massa clay “ dikemukakan bahwa bahan-bahan asphaltik pengotor

minyak solar akan terbawa masuk oleh minyak kedalam setiap bagian pori-

pori dari clay, hal tersebut karena adanya kandungan alumina dan silikat yang

terdapat dalam clay yang efektif untuk menarik bahan-bahan asphaltik tersebut

dan mengurungnya di dalam pori-pori, yakni pada bagian aktif dari clay. Dari

penelitian yang dilakukan dapat diungkapkan bahwa dari variasi massa clay

yang ditambahkan dapat dilihat bahwa dengan kenaikan massa clay maka

terjadi penurunan warna solar. Hal ini menunjukkan semakin baiknya kualitas

warna solar. Semakin banyak jumlah clay maka tersedia adsorben dalam

jumlah yang lebih banyak. Sehingga semakin banyak pori yang mampu diisi

oleh pengotor. Dengan demikian solar yang dihasilkan semakin jernih atau

kualitasnya meningkat.

Haryanto, 2004 dalam penelitianya yang berjudul “penjerapan

tembaga (II) dalam air limbah dengan beberapa jenis tanah (tanah

berlempung, tanah lempung pasir dan tanah pasir)” hasil dari peneliatiannya

tersebut menunjukkan bahwa penggunaan tiga jenis tanah alam lokal dari

desa Sunken ,desa Sindon dan desa Glonggong Jawa Tengah pada keadaan

kesetimbangan tanah berlempung, tanah lempung pasir dan tanah pasir

mempunyai kemampuan penjerapan tembaga yang sebanding dengan

konsentrasi awal, pada konsentrasi awal yang sama tanah berlempung

mempunyai kemampuan penjerapan yang lebih besar dari pada tanah lempung

pasir dan tanah pasir. Kondisi ini disebabkan oleh kandungan komponen

5

lempung yaitu alumunium dan silika yang mudah tergantikan oleh tembaga.

Kemampuan penjerapan tanah berlempung dapat mencapai maksimal 98%

pada 12,45 ppm terhadap penyerapan logam berat baik itu tembaga, timah

hitam,kromium,kadmium,nikel,kobat dan seng yang terkandung dalam air

limbah. Untuk tanah lempung pasir pejerapan maksimal 76 % dan tanah pasir

penjerapan dapat mencapai maksimal 72%.

2.2 Dasar Teori

2.2.1 Minyak Pelumas

Pada suatu peralatan/mesin dapat dipastikan bahwa terdapat banyak

komponen yang bergerak baik dalam bentuk gerakan angular maupun

gerakan linear. Gerakan relatif antar komponen mesin akan menimbulkan

gesekan, dimana gesekan ini dapat menurunkan efisiensi mesin,

meningkatnya temperatur, keausan, dan berbagai efek negatif lainya.

Gesekan antara komponen mesin tersebut salah satunya dapat diminimalkan

dengan menggunakan minyak pelumas. Minyak pelumas atau oli adalah

suatu bahan (biasanya berbentuk cairan) yang berfungsi untuk mereduksi

keausan antara dua permukaan benda bergerak yang saling bergesekan

(Pratiwi, 2013 ).

Sejarah penggunaan minyak pelumas pada awalnya masih belum

diketahui dengan pasti. Namun, bermacam bentuk bearing telah ditemukan di

Timur Tengah beberapa ribu tahun yang lalu sebelum masehi (SM). Konsep

pelumas sudah dimulai sejak ribuan tahun sebelum masehi meskipun pada

waktu itu hanya menggunakan air. Pelumas yang ada pada waktu itu

dilakukan oleh orang Mesopotamia dengan ditemukannya sebuah roda bagian

dari alat pembuatan tembikar peninggalan 4000 tahun sebelum masehi. Pada

waktu itu, ditemukan bentuk bearing primitive dengan bahan bituminous

menempel pada bearing tersebut. Hal ini sudah diduga adanya penggunaan

pelumas yang berasal dari deposit minyak yang ada dipermukaan tanah. Pada

tahun 3000 SM di Timur Tengah sudah cukup banyak digunakan kereta

tempur dengan roda meski dalam jumlah yang sedikit yang sudah bisa

6

diketahui jenis pelumasnya, yaitu campuran kapur dan lemak binatang.

Selanjutnya pada lukisan dinding dari mesir kuno sekitar tahun 2000 SM,

memperlihatkan patung-patung ditarik diatas tanah dengan menuangkan

cairan yang diduga sebagai bahan pelumas. Menurut Dowson dalam bukunya

yang berjudul “The Histori of Tribology”, menduga patung-patung tersebut

ditarik diatas silinder kayu yang diberi pelumas air, dimana dapat

menguraikan hubungan gesekan pada sistem tersebut dengan besarnya tenaga

para budak yang tergambar dalam hieroglif.

Pada peradaban Romawi dan Yunani kuno telah diproduksi

berbagai peralatan yang menggunakan roda seperti mesin bubut, gear, alat

katrol mekanis, yang ditemukan sekitar tahun 1930 dengan menggunakan

prinsip ballad and roller bearing. Pliny pada abad pertama tahun masehi

telah membuat daftar pelumas yang dapat digunakan pada jaman tersebut,

dimana secara umum adalah penggunaan lemak binatang dan minyak

tumbuhan. Hal ini tetap berlanjut hingga terjadinya revolusi industri dimana

minyak zaitun banyak dipakai sebagai pelumas di Eropa Selatan dan minyak

dari biji-bijian digunakan di Eropa Utara dan Barat. Minyak bumi baru

digunakan di daerah tersebut setelah ditemukannya minyak yang merupakan

rembesan dari Rusia dan Timur Tengah.

Pada awal penggunaannya, minyak mineral dihasilkan dari

destilasi batubara. Pada tahun 1850, minyak bumi dalam skala kecil sudah

mulai diproduksi di Amerika, Kanada, Rusia dan Romania dan terus

berkembang pada industri perminyakan modern. Minyak bumi cair harus

didistilasi dan difraksionasi hingga menjadi produk-produk yang dapat

dieksploitasi lebih jauh. Fraksi yang berat dari minyak bumi dapat digunakan

sebagai minyak pelumas. Tahap selanjutnya ditemukan bahwa dengan

distilasi bertekanan (Vacum Destillation), fraksi berat dapat dipisahkan tanpa

terjadinya oksidasi pada produk. Hal ini disebabkan oleh titik didih fraksi

tersebut lebih rendah karena tekanan vakum dan dengan temperatur lebih

rendah campuran tersebut lebih mudah dipisahkan. Dengan adanya

pengolahan minyak bumi yang menghasilkan produk fraksi minyak lumas

7

yang lebih murni dapat memberikan peningkatan ketahanan beberapa sifat

minyak pelumas.

Pada perkembangan teknologi disemua bidang maka dituntut

pula perkembangan dalam bidang perminyakan pelumas. Hal ini disebabkan

oleh adanya perkembangan dibidang mesin, dimana menghasilkan mesin-

mesin modern yang mempunyai nilai kerja lebih unggul. Mulai tahun 1920

dihasilkan produk pelumas yang baik dengan menggunakan vacuum

distillation dan beberapa fraksinya dikombinasikan dengan sabun untuk

mendapat gemuk. Beberapa aditif untuk meningkatkan performa base oil

(minyak lumas dasar) dari minyak bumi telah dikembangkan dan

penggunaannya meningkat ditahun 1930. Pada awalnya hanya sekedar untuk

meningkatkan sifat-sifat fisik  pelumas, kemampuan mengontrol kerusakan

minyak itu sendiri menjadi semakin penting, karena pemakaian pada

pembakaran mineral engine meningkat. Hal ini mendorong pengembangan

aditif pelumas detergent, baik yang dapat mengurangi oksida minyak maupun

mengurangi penumpukan deposit didalam mesin. Pemakaian aditif jenis ini

meningkat pada mesin diesel pada tahun 1940. Pelumas modern pada saat ini

sudah sangat khusus dan kompleks yang telah memenuhi standar yang sesuai

dengan kombinasi antara minyak dasar dengan aditif. Aditif dari berbagai

jenis dapat digunakan sebagai campuran untuk mendapatkan pelumas yang

lebih berkualitas.( Ribeiro, 2009)

2.2.2 Fungsi

a. Lubricant, oli mesin bertugas melumasi permukaan logam yang saling

bergesekan satu sama lain dalam blok silinder. Caranya dengan

membentuk semacam lapisan film yang mencegah permukaan logam

saling bergesekan atau kontak secara langsung.

b. Coolant pembakaran pada bagian kepala silinder dan blok mesin

menimbulkan suhu tinggi dan menyebabkan komponen menjadi sangat

panas. Jika dibiarkan terus maka komponen mesin akan lebih cepat

mengalami keausan. Oli mesin yang bersirkulasi di sekitar komponen

8

mesin akan menurunkan suhu logam dan menyerap panas serta

memindahkannya ke tempat lain.

c. Sealant oli mesin akan membentuk sejenis lapisan film di antara piston

dan dinding silinder. Karena itu oli mesin berfungsi sebagai perapat

untuk mencegah kemungkinan kehilangan tenaga. Sebab jika celah

antara piston dan dinding silinder semakin membesar maka akan terjadi

kebocoran kompresi.

d. Detergent kotoran atau lumpur hasil pembakaran akan tertinggal dalam

komponen mesin. Dampak buruk 'peninggalan' ini adalah menambah

hambatan gesekan pada logam sekaligus menyumbat saluran oli. Tugas

oli mesin adalah melakukan pencucian terhadap kotoran yang masih

tertinggal.

e. Pressure absorbtion oli mesin meredam dan menahan tekanan

mekanikal setempat yang terjadi dan bereaksi pada komponen mesin

yang dilumasi.

2.2.3 Jenis- Jenis Minyak Pelumas

Pelumas merupakan bahan yang berbentuk cair atau padatan lunak

yang dipakai untuk melumasi komponen-komponen sistem mekanik.

Pelumas cair disebut juga minyak lumas, sedangkan pelumas yang

berbentuk padatan lunak disebut gemuk lumas. Adanya pelumas yang

melingkupi komponen mekanik akan memperkecil gesekan antara

komponen-komponen yang bergerak dan saling bersentuhan sehingga proses

keausan akan diperkecil dan komponen akan lebih awet.

Pembagian pelumas secara umum dapat digolongkan menjadi:

1. Berdasarkan wujudnya, pelumas dibagi menjadi 2 macam:

a. Pelumas Cair (minyak lumas) digunakan dalam bahan dasar

pembentukan pelumas.

b. Pelumas Padat (gemuk lumas) merupakan suatu produk pelumas yang

agak cair hingga padat, umumnya tersusun dari minyak dan sabun.

Kandungan minyaknya sekitar 75-95% dan memiliki sifat lebih tahan

9

karat, tahan oksidasi dan tahan terhadap udara lembab. Penggunaan

gemuk ini apabila pemakaian pelumas mengalami kesulitan karena tidak

ada penutupnya.

2. Berdasarkan bahan bakunya, pelumas dibagi menjadi 3 macam:

a. Pelumas Mineral

Pada pelumas ini bahan baku yang digunakan berasal dari

pengolahan minyak bumi, dimana fraksi minyak bumi yang lebih berat

digunakan sebagai bahan pelumas (SNI, 2005). Pelumas mineral atau

pelumas konvensional umumnya terdiri dari 90% minyak dasar (Crude

Oil), hasil pengolahan dan penyulingan minyak bumi dengan

ditambahkan 10% campuran bahan kimia aditif. Zat aditif yang

biasanya digunakan berupa deterjen, antioksida, dan index viskositas

improver (campuran peningkat kekentalan).

b. Pelumas Semi Sintesis

Pelumas ini dibuat dengan menggunakan minyak dasar, bahan

kimia dicampur dengan minyak mineral. Mineral ini berasal dari hasil

olahan minyak bumi dengan penambahan bahan sintesis lain untuk

mencapai standar mutu yang lebih baik.

c. Pelumas Sintesis

Salah satu bahan utama yang berasal dari hasil reaksi kimia

untuk menghasilkan senyawa dengan karakter terencana dan terukur

yang digunakan untuk pembuatan minyak lumas (SNI, 2005). Artinya

pada pelumas sintesis, bahan baku yang digunakan hampir semuanya

atau keseluruhannya berasal terdiri atas bahan-bahan aditif. Jumlahnya

menentukan jenis pelumas sintesisnya. Pada pelumas sintesis penuh (full

synthetic oil) mengandung 100% bahan aditif, yaitu minyak dasar bahan

kimia yang bukan dihasilkan dari penyulingan minyak bumi. Pelumas

atau oli sintesis biasanya disarankan untuk mesin-mesin berteknologi

terbaru (turbo, supercharger, dohc) dan juga membutuhkan pelumas

yang lebih baik dimana celah antar logam lebih kecil atau sempit dimana

hanya oli sintesis yang bisa melapisi dan mengalir sempurna. Oli

10

sintesis tidak disarankan untuk mesin-mesin yang berteknologi lama

dimana celah part biasanya sangat besar atau renggang sehingga bila

menggunakan oli sintesis biasanya menjadi lebih boros karena oli ikut

masuk ke ruang pembakaran dan ikut terbakar sehingga oli cepat habis.

Keuntungan oli sintesis ini dibandingkan dengan oli mineral adalah oli

sintesis lebih stabil pada temperatur tinggi, mencegah dan mengontrol

terjadinya endapan karbon pada mesin, sirkulasi lebih lancar pada waktu

start dipagi hari atau cuaca dingin, dapat melumasi dan melapisi logam

lebih baik dan mencegah terjadinya gesekan antara logam yang berakibat

kerusakan mesin, tahan oksidasi sehingga lebih tahan lama, lebih

ekonomis dan efisien serta dapat pula mengurangi terjadinya gesekan,

meningkatkan tenaga dan mesin lebih ringan.

3. Berdasarkan Viskositas Indeks (VI), pelumas dibagi menjadi 3 macam

yaitu:

a. HVI (High Viscosity Index) yaitu minyak lumas yang mempunyai harga

VI berkisar 95-100.

b. MVI (Medium Viscosity Index) yaitu minyak lumas yang memiliki harga

VI berkisar 30-85.

c. LVI (Low Viscosity Index) yaitu minyak lumas yang berkualitas rendah

karena harga VI-nya hanya 0 – 10. (Mudjiraharjo, 2005)

4. Berdasarkan faktor kekentalan pelumas, pelumas dibagi menjadi 2

macam yaitu:

a. Pelumas Single Grade (SG) merupakan pelumas yang tingkat

kekentalannya diukur pada temperatur kerja mesin 0 – 98,9 ºC. Hal ini

dapat dibaca pada kemasan yang dinyatakan dengan SAE 30, SAE 40

dan lain-lain.

b. Pelumas Multi Grade (MG) merupakan pelumas dengan tingkat

kekentalan yang tidak dipengaruhi oleh perubahan temperatur atau

sering dikenal sebagai pelumas segala medan.

11

5. Berdasarkan Kegunaannya, Pelumas dapat disebutkan sebagai berikut:

a. Minyak pelumas Hidrolik.

b. Minyak pelumas roda gigi industri (roda gigi tertutup dan roda gigi

terbuka).

c. Minyak pelumas kendaraan bermotor (2 Tak dan 4 Tak).

d. Gemuk lumas.

2.2.4 Bahan Baku Pelumas

Secara umum, proses pembuatan pelumas berkualitas tinggi

menggunakan dua jenis bahan baku, yaitu:

1. Base Oil (minyak dasar pelumas)

2. Aditif pelumas.

Komposisi terbesar pada pelumas terletak pada kandungan base

oil. Semakin tinggi kualitas base oil maka semakin tinggi pula kualitas

pelumas tersebut. Sedangkan aditif diperlukan pelumas untuk melengkapi

sifat-sifat atau karakteristik yang belum dimiliki base oil dan untuk

meningkatkan kinerja pelumas yang dipengaruhi oleh jenis dan volume

(secara kuantitatif) serta kualitas aditif yang digunakan. Secara umum

komposisi pelumas adalah base oil sekitar 70% dan komposisi aditif

sekitar 30% dari total pelumas (Nassar, 2011).

a. Base oil

Base oil adalah bahan dasar pelumas yang diperoleh dari crude oil

(minyak mentah) dengan fraksi berat pengolahan dan penyulingan minyak

bumi. Namun tidak semua crude oil dapat diolah menjadi base oil. Hanya

minyak mentah dari jenis paraffinik, naftenik saja yang menghasilkan base

oil berkualitas tinggi sebagai bahan dasar pelumas. Secara umum base oil

mempunyai titik didih relatif tinggi diatas 400°C (700°F). Bahan dasar

yang digunakan untuk pembuatan base oil berasal dari senyawa

hidrokarbon yang mempunyai jumlah atom C berkisar 25 hingga 40 (C25

– C40) per molekulnya.

12

1. Berdasarkan sifat bahan baku senyawaan hidrokarbonya, base oil dapat

digolongkan menjadi 3 jenis golongan antara lain (Mudjirahardjo,

2005):

a. Parafinik.

Merupakan senyawa hidrokarbon jenuh (tidak mempunyai

ikatan rangkap) dengan rantai atom karbon lurus (normal parafin)

dan rantai atom C bercabang (iso parafin). Senyawa ini mempunyai

viskositas paling rendah di antara naftenik dan aromatik tetapi

memiliki viskositas indeks (VI) paling tinggi. Normal paraffinic

dan parafin mempunyai sedikit cabang mempunyai titik beku

tinggi sehingga dapat meningkatkan titik tuang (Pour Point) dari

minyak pelumas. Selain itu khas dari parafinik ialah memiliki

kestabilan terhadap panas dan oksidasi yang tinggi.

b. Naftenik.

Merupakan senyawa hidrokarbon jenuh dengan rantai atom

karbon tertutup. Sifatnya secara umum memiliki indeks viskositas

lebih rendah dari pada parafin serta mempunyai titik beku rendah

dan tahan oksidasi. Naftenik ini juga disebut asphaltic, sifat

lumas kondisi boundary baik, sifat alir temperatur rendah dan sifat

pelarutnya baik.

c. Aromatik.

Senyawa ini mirip dengan naftenik, hanya pada aromatik

berupa senyawa hidrokarbon tak jenuh yang mempunyai ikatan

rangkap. Sifat pada senyawa aromatik adalah memiliki indeks

viskositas rendah, mudah teroksidasi karena adanya ikatan

rangkap tetapi tahan terhadap termal serta dapat membentuk asam

dan lumpur (acid and sludge).

2. Jenis Lube Base Oil Berdasarkan Metode Produksi:

a. Neutral (diberi tanda: N)

13

Bahan baku dari neutral lube base oil dihasilkan dari

produk bagian atas kolom vacuum seperti LVGO dan HVGO. Lube

base oil yang dibuat dari atmospheric residue bersifat asam tetapi

lube yang dibuat dari produk atas kolom vakum unit bersifat netral.

Oleh karena itu, lube base yang dihasilkan dari produk vakum unit

tersebut disebut dengan “neutral”.

b. Brigth Stock (diberi tanda: BS)

Bahan baku “bright stock” dihasilkan dari bottom product

vacuum unit seperti HCGO atau short residue (SR). Bahan baku ini

berwarna gelap, tetapi di Kilang LBO bahan baku ini dirubah

menjadi lube base oil yang berwarna cerah/terang (bright). Dengan

alasan tersebut, jenis lube base ini disebut juga dengan “bright

stock”.

Pada proses pembuatan base oil terjadi melalui beberapa

tahap yaitu sebagai berikut:

Proses pemisahan mineral-mineral seperti pelumas diesel maupun

bensin

Proses penyulingan untuk menentukan tingkat viskositas.

Proses pencairan untuk meningkatkan fluiditas (sifat cair) pada

temperatur rendah

Proses kestabilan untuk meningkatkan ketahanan oksidasi dan

stabilitas panas

Proses pemurnian (solvent Refining Process)

Secara sederhana proses pembuatan base oil dapat

dijelaskan sebagai berikut, Pada awalnya, minyak ringan seperti

disel dan dipisahkan dari minyak mentah pada penyulingan dengan

tekanan atmosfer. Setelah dipisahkan,dimasukkan kedalam tower

penyulingan dengan hampa udara (vacuum) untuk menentukan

tingkat viskositas tertentu. Kemudian dimasukkan ke dalam tower

ekstraksi dimana dimasukkan larutan seperti furfural dan dicampur

14

untuk menyerap kurang lebih 70-90% material aromatik yang ada.

Selajutnya cairan tadi didinginkan pada temperatur rendah untuk

membuang material atau cairan kuning yang kental dan dapat

meningkatkan sifat cair pada temperatur rendah. Pada tahap akhir

adalah proses finishing dengan menambahkan aditif dan zat

pewarna yang disesuaikan dengan pemakaian. Proses ini

dinamakan Mild Hydro Finishing dan dapat diilustrasikan pada

gambar 2.1 (http://www.petrocanada-imp.com)

Gambar 2.1 Proses Pembuatan Base oil

3. Berdasarkan API (American Petroleum Institut), pelumas dapat

diklasifikasikan menjadi 5 (lima) group antara lain:

a. Base Oil group I

Merupakan base oil yang paling sederhana atau

konvensional yang diproduksi dengan metode proses pemurnian

biasa (solvent refining process). Base oil tipe ini banyak digunakan

sebagai bahan baku pembuatan pelumas yaitu sekitar 90%.

Meskipun demikian, kualitas yang dimilikinya baik dan mampu

bersaing harga dengan base oil group lainnya. Base oil ini harus

mempunyai kandungan sulfur diatas 0,03% atau kandungan

pengotor antara 20-30% termasuk kandungan logam seperti Fe,

Zn, Ni, dan Cu. Selain itu, kandungan senyawa hidrokarbon jenuh

kurang dari 90% dan stabilitas viskositas kurang dari 80-120 atau

15

viskositas sebesar ± 4 centiStokes serta memiliki warna kuning

lebih jernih dan pelumas yang dihasilkan merupakan pelumas jenis

mineral.

b. Base Oil group II.

Komposisi yang harus dimiliki oleh base oil group ini

hampir sama dengan group I, yaitu kandungan sulfur kurang dari

0,03%, kandungan pengotor dibawah 10%, senyawa hidrokarbon

jenuh >90% dan indeks viskositas 80-120 sehingga base oil group

II ini lebih murni, lebih jenuh dan lebih stabil. Base oil jenis ini

lebih baik dibandingkan dengan base oil group I. Namun,

penggunaan pelumas base oil ini di dunia masih belum begitu

besar. Pelumas yang dihasilkan dari group II juga berupa pelumas

sintetik.

c. Base Oil group III.

Kualitas base oil group ini lebih unggul dimana kandungan

sulfurnya kecil hanya dibawah 0,03% dengan warna coklat muda,

kandungan senyawa hidrokarbon jenuh diatas 90% serta indeks

viskositasnya minimal 120.

d. Base Oil group IV

Superioritas base oil ini diakui oleh banyak kalangan

sebagai base oil yang paling canggih. Base oil ini digunakan untuk

mobil-mobil formula I, balap dan mobil ekstrim lain yang

menuntut penggunaan pelumas berkualitas tinggi. Jenis pelumas

yang dihasilkan yaitu pelumas sintetik pada senyawa sintesis kimia

Poli Alfa Olefin (PAO).Namun kelemahannya harga pelumasnya

sangat mahal.

e. Base Oil group V

API menyadari banyaknya base oil di dunia ini sehingga

base oil yang tidak termasuk dalam ke-4 group diatas dimasukkan

dalam kategori ini. Kualitasnya yang dimiliki beragam atau

berfariasi.

16

Jika dilihat dari ke-5 jenis base oil diatas produksi pelumas

yang paling baik adalah base oil group IV dengan warna coklat

pekat. Secara garis besar ke-5 base oil tersebut dapat dilihat pada

tabel berikut ini:

Tabel 2.1 Karakteristik Base Oil

Selain itu juga dikenal beberapa istilah yang biasa digunakan,

antara lain sebagai berikut:

Composite yaitu base oil yang langsung diambil dari kapal tanker

Before yaitu base oil sebelum diterima oleh packcel baku.

After yaitu base oil yang diperoleh dari hasil pencampuran antara base

oil composite dan before. Istilah-istilah ini juga biasa digunakan untuk

aditif.

b. Additive Pelumas

Additive merupakan bahan kimia yang ditambahkan ke dalam base

oil yang bertujuan untuk meningkatkan kinerja pelumas (Mudjirahardjo,

2005). Berbagai macam additive tersebut diberi nama menurut sifatnya

dalam pelumas. Jenis bahan tambahan tersebut (aditif) antara lain bahan

tambahan untuk menurunkan titik beku, meningkatkan indeks viskositas

serta sebagai pemurni dan penyebar. Untuk dapat bercampur dengan base

oil, maka ada beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh additive sebagai

pelumas yang berkualitas yaitu: (Ribeiro, 2009).

a. Dapat larut dalam minyak pelumas dasar (base oil)

b. Harus memiliki kestabilan yang baik untuk jangka waktu yang

lama

c. Tidak memiliki bau yang merangsang

d. Dapat bercampur dengan bahan-bahan additive lainnya.

17

Additive dapat dibagi menjadi 2 bagian berdasarkan sifat atau

karakteristiknya yaitu:

a. Additive yang mempunyai karakteristik Kimia. Meliputi anti

oksidasi, anti korosi, anti keausan, deterjen dispersan, larutan

alkali, oilness, tekanan ekstrim, dan lain sebagainya.

b. Additive yang mempunyai karakteristik Fisika. Meliputi penurunan

titik tuang, index viscosity improver, anti busa dan lain sebagainya.

Beberapa jenis additive penting yang diperlukan dalam proses

pembuatan pelumas antara lain sebagai berikut:

a. Detergent Dispersant

Bahan additive deterjen yang digunakan untuk menjaga

minyak lumas dalam kondisi tetap bersih. Additive ini aktif

menghalangi terbentuknya endapan dan timbulnya lumpur pada

operasi mesin kondisis normal. Adanya deterjen, lumpur dan

endapan tetap larut dalam minyak lumas. Jika deterjen aktif untuk

menghalangi terbentuknya endapan dan lumpur pada suhu normal

mesin maka additive dispersan akan menghalangi terbetuknya

endapan dan lumpur pada suhu tinggi. Pada kondisi kerja yang

berat (heavy duty) dispersan akan aktif bekerja. Bahan yang

terdapat didalam deterjen ini antaralain Alkil Poliamide, Alkil

P2SS Product, Suksinimida, Sulfonat logam netral, deterjen

polimerik dan senyawa Amina.

b. Indeks Viskositas Improver

Kondisi ideal dari suatu minyak pelumas adalah

mempunyai viskositas atau kekentalan yang tetap walaupun

temperatur berubah secara ekstrim. Namun, minyak pelumas tidak

ada yang mampu untuk mempertahankan viskositas karena

perubahan temperatur. Hasil pengolahan secara modern dari

minyak bumi dapat menghasilkan fraksi minyak pelumas yang

mempunyai perubahan viskositas relatif kecil terhadap perubahan

18

temperatur. Akan tetapi hal tersebut belum dapat mengatasi

kondisi ekstrim lingkungan seperti pada daerah beriklim sedang

(memiliki 4 musim). Oleh karena itu diperlukan indeks viskositas

improver untuk dapat meningkatkan kembali kemampuan minyak

pelumas dalam mempertahankan viskositasnya terhadap perubahan

temperatur, mengurangi, konsumsi bahan bakar, mengurangi

penguapan pelumas dan menambah kemudahan penyalaan mesin

pada suhu rendah pada start mesin awal. Senyawa yang berperan

antara lain Poliisobutilena, metakrilat, polimer akrilat, dan

kopolimer olefin. Dengan penambahan bahan additive ini

diharapkan minyak pelumas dapat digunakan dengan baik didalam

segala kondisi cuaca.

c. Penghindar Oksidasi Dan Korosi

Oksidasi merupakan reaksi kimia antara minyak pelumas

dengan oksigen. Oksigen yang bereaksi dengan minyak pelumas

tidak hanya oksigen dari udara, akan tetapi juga dari kontaminasi

seperti masuknya air kedalam minyak lumas. Senyawa yang

berperan adalah sulfonat logam berbasa tinggi, ZDTP (Zinc

Dithio Phosphates) dan amina aromatis. Reaksi oksidasi ini akan

dipercepat jika suhunya semakin tinggi. Hasil dari reaksi oksidasi

merupakan endapan, terbentuknya lumpur dan timbulnya asam-

asam yang bersifat korosi. Fungsi dari bahan penghindar oksidasi

(Oxidation Inhibitor) yaitu mencegah terjadinya oksidasi,

mencegah terbentuknya lumpur, mencegah terbentuknya asam dan

membatasi kenaikan viskositas.

d. Pour Point Depressan

Additive pour point depressan merupakan bahan yang

menurunkan temperatur titik tuang dari minyak pelumas. Senyawa

yang berperan adalah Metha Crylate Polymers dengan berat

molekul rendah, senyawa alkil naphtalene dan fenol.

19

e. Pembersih dan Anti Foam

Additive sebagai pembersih mengandung larutan pembersih

kotoran logam dan didalam pelumas itu sendiri. Kotoran-kotoran

tersebut akan larut dan mengalir bersama pelumas sehingga

akhirnya melewati saringan dan akan tertahan. Sedangkan additive

anti busa dibutuhkan untuk mencegah munculnya buih pada

pelumas akibat putaran mesin tinggi. Adanya gelembung udara

akan mengganggu proses pelumasan jika gelembung tersebut

menempel pada logam mesin. Logam yang berada tepat di bawah

gelembung tidak terlapisi pelumasan. Sehingga pada saat

gelembung pecah, logam dengan logam akan saling bergesekan

sehingga mempercepat keausan. Senyawa yang berperan adalah

polimer silikon.

f. Additive-additive Lainnya

Bahan additive lainnya yang digunakan sebagai bahan

tambahan dalam proses pembuatan pelumas diantaranya sebagai

berikut:

Ekstrem Pressure anti wear, berperan dalam membentuk

lapisan film pelindung pada mesin, mengurangi keausan dan

menghindarkan goresan. Senyawa yang berperan antara lain

ZDTP, tri-crecylphosphate, organic phosphat, senyawa klorin

dan senyawa sulfur.

Friction Modifier, dapat mengurangi gesekan dan menaikan

ekonomi konsumsi bahan bakar. Senyawa yang berperan

adalah senyawa polar rantai panjang seperti amida.

Rust Inhibitor, berperan dalam mencegah pembentukan logam

melalui pembentukan rust pada permukaan logam melalui

pembentukan lapisan film atau menetralkan asam yang

terbentuk. Senyawa yang berperan adalah aditif basa tinggi,

sulfonat, asam organik (ester) dan amina.

20

Metal Deactivator, berperan dalam membentuk lapisan film

sehingga permukaan logam tidak menjadi katalis terhadap

oksidasi pelumas. Dalam hal ini dapat mengurangi efek katalis

dari partikel-partikel keausan mesin dalam mencegah

akselerasi proses oksidasi pelumas. Senyawa yang berperan

adalah ZDTP, phenat logam, dan senyawa nitrogen organik.

2.2.5 Badan / Lembaga Standarnisasi Pelumas

Mutu dari suatu pelumas pada dasarnya tidak hanya dilihat dari

karakteristik secara fisika dan kimia tetapi juga dilihat pada kinerja di dalam

mesin atau peralatan yang ditunjukkan oleh produsen kepada konsumen

harus memiliki sertifikat kelayakan pemakaian. Sertifikat-serifikat ini

haruslah berasal dari badan atau lembaga independen dan harus diakui

secara internasional sebagai standar pelumas. Yaitu antara lain:

1. SAE (Sosiety of Automotive Engineers)

Badan SAE membuat klasifikasi pelumas mesin berdasarkan

tingkat kekentalan (Viskositas) pada temperatur 40°C, 100°C dan

beberapa temperatur rendah (dibawah 0°C). Beberapa pabrik

kendaraan menentukan persyaratan minimal bagi kekentalan pelumas

mesin yang dapat digunakan. Contohnya SAE 40, SAE 15W/40.

Angka yang terletak dibelakang huruf menunjukkan tingkat

kekentalan. Sehingga pada SAE 40 menunjukkan pelumas tersebut

mempunyai tingkat kekentalan 40 menurut standar SAE. Semakin

tinggi angkanya maka semakin kental pelumasnya. Adapula kode angka

multi grade seperti 10W/50 yang menandakan pelumas mempunyai

kekentalan yang dapat berubah-ubah sesuai temperatur disekitarnya.

Huruf W dibelakang angka 10 merupakan singkatan winter (musim

dingin). Maksudnya pelumas yang mempunyai tingkat viskositas sama

dengan SAE 10 pada suhu udara dingin dan SAE 50 ketika udara panas.

Pelumas seperti ini sekarang banyak dipasaran karena kekentalannya

21

fleksibel dan tidak cenderung mengental saat udara dingin sehingga

mesin mudah dihidupkan dipagi hari.

2. API (American Petroleum Institute)

Kualitas pelumas disimbolkan oleh API. Klasifikasi kualitas

sebuah pelumas ditandai pada kemasannya dengan kode huruf, biasanya

ada dua bagian yang dipisahkan dengan garis miring. Misalnya API

service SG/CD, SH+/CE+. Ada dua type API yaitu S (Spark) atau bisa

juga disingkat (S) dan C (Compression). Pada type S dapat diartikan

sebagai spark-plug ignition, yang digunakan pada spesifikasi

pemakaian pelumas untuk mesin bensin. Sedangkan type C

menunjukkan pada spesifikasi pemakaian pelumas mesin diesel.

Kemudian untuk huruf kedua pada kode adalah tingkatan kualitas

sesuai dengan urutan alfabet. Semakin mendekati huruf Z maka

semakin tinggi atau baik kualitasnya. Istilah lainnya untuk penggunaan

huruf kedua setelah kode tersebut, menunjukkan peruntukkan bagi

kendaraan yang diproduksi pada tahun tertentu. Misal AP service SL

berarti pelumas tersebut diperuntukkan bagi kendaraan bermesin bensin

produksi tahun 2004 dan sebelumnya. Sedangkan pada API mesin

diesel, misalnya adalah CI-4 yang digunakan untuk mesin berkecepatan

tinggi, four stroke engines yang didesain untuk memenuhi standar emisi

tahun 2004 dengan kandungan sulfur kurang dari 0.5%. Pelumas CI-4

diformulasikan untuk menjaga durabilitas mesin dimana gas buangnya

sirkulasi ulang. Bila menggunakan mesin diesel berbeda dengan

pelumas mesin bensin karena karakter diesel yang banyak

menghasilkan kontaminasi jelaga sisa pembakaran lebih tinggi.

Klasifikasi sesuai dengan tingkat kemampuan pelumas dimulai dari

terendah hingga tertinggi yaitu:

a. Untuk mesin bensin: SA, SB, SD, SE, SF, SG, SH, SJ, SL, Dan

SM.

b. Untuk mesin disel: CA, CB, CC, CE, CF-4, CH-4 dan CI-4

22

3. JASO (Japan Automobile Standard Organization)

JASO adalah organisasi yang mengatur standardisasi otomotif

buatan Jepang. Standar pelumasan ini diklasifikasikan menjadi :

a. Spesifikasi 2T

Japanese produsen sepeda motor menemukan batas-batas

yang dituntut oleh spesifikasi API TC terlalu longgar. Minyak

pertemuan API TC standar masih diproduksi asap berlebihan dan

tidak bisa mencegah memblokir knalpot. Oleh karena itu JASO

memperkenalkan spesifikasi sebagai berikut:

1. JASO FB : Peningkatan pelumasan, detergent, asap knalpot

dan sistem pembuangan memblokir persyaratan di atas FA.

2. JASO FC : Deposit minyak sedikit dan membuat asap sangat

sedikit.

3. JASO FD : Sama seperti FC dengan kebutuhan aditif jauh lebih

tinggi.

b. 4T spesifikasi

Minyak mesin mobil penumpang modern mengandung

pengubah gesekan lebih dan lebih. Sementara ini adalah hal

yang baik bagi mereka segmen (mengurangi keausan dan

konsumsi bahan bakar) itu buruk bagi sepeda motor. Setidaknya

bagi sepeda motor yang menggunakan oli mesin untuk

melumasi transmisi dan kopling basah. JASO MA

memperkenalkan spesifikasi dan MB untuk membedakan antara

minyak mesin dan gesekan gesekan diubah non dimodifikasi.

Kebanyakan empat langkah motor dengan cengkeraman basah

memerlukan minyak JASO MA.

1. JASO MA : merupakan oli motor berkopling basah (sport dan

bebek), namun bisa juga dipakai untuk motor berkopling kering

(skutik).

2. JASO MB : hanya untuk motor yang berkopling kering.

4. ACEA (European Automobile Manufacture Association)

23

Di Eropa, viskositas SAE yang sama sistem kelas yang

digunakan meskipun nilai yang berbeda seperti SAE 10W-40 mungkin

disarankan. Kualitas kinerja biasanya diukur dengan sistem yang

dikembangkan oleh Automobile Eropa Produsen 'Association, ACEA

(Association des Constructeurs d'Automobiles Européens). Kategori

dimulai dengan "A" (contoh ACEA A3-96) adalah untuk mesin

bensin mobil penumpang, sedangkan kategori dimulai dengan "B"

adalah untuk mesin diesel mobil penumpang. Banyak minyak

berkualitas tinggi akan memenuhi lebih dari satu kategori, misalnya

ACEA A3-96, B3-96. Minyak mesin tugas berat di Eropa

diidentifikasi oleh ACEA kategori "E".

Tabel 2.2 Kategori Minyak Pelumas ACEA

2.2.6 Sifat/Karakteristik

Minyak pelumas selain mengikuti standar seperti telah disebutkan

di atas juga memiliki sifat atau karakteristik khusus yang menjadi kriteria

untuk dijadikan minyak pelumas yang sesuai. Selain itu karakteristik

sangat besar pengaruhnya terhadap mutu suatu pelumas. Diantara beberapa

karakteristik itu antara lain:

24

1. Viskositas Kinematik

Viskositas kinematik merupakan suatu ukuran tahanan yang

diberikan oleh suatu bahan cair untuk mengalir pada suhu tertentu.

Viskositas akan berubah dengan adanya perubahan temperatur. Satuan

internasional untuk viskositas kinematik yang digunakan adalah

centistokes (cSt = mm2/s). Selama mesin bekerja, suhu di dalam mesin

semakin lama akan semakin meningkat. Kenaikan suhu menyebabkan

viskositas pelumas semakin menurun. Hal ini sangat mempengaruhi

gesekan antara bagian mesin yang bergerak. Untuk mengurangi gesekan

antar metal yang dapat mengakibatkan keausan pada mesin diperlukan

pelumas yang mempunyai viskositas index tinggi.

Pengujian viskositas pelumas menggunakan metode ASTM D-445

dengan mengamati waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan pelumas

dalam kapiler pada suhu tertentu sehingga didapatkan harga viskositas

kinematik dan pelumas. Sampel dengan volume tertentu di tempatkan

dalam viskosimeter tube dan temperatur disesuaikan pada temperatur

pemeriksaan kemudian dialirkan melalui kapiler dan dicatat waktu

pengalirannya.

v = C.t ………………………………………...... (1)

Dimana:v = viskositas kinematik (mm2/s)C = konstanta kalibrasi viskometer (mm2/s2)t = waktu alir (s)

2. Specific Gravity

Specific gravity (kerapatan relatif) didefinisikan sebagai perbandingan

antara kerapatan dari cairan tersebut dengan kerapatan air.

SG= ρ cairanρ air …………………………………………...(2)

Dengan ρ (densitas) adalah suatu ukuran dari konsentrasi massa dan

dinyatakan dalam bentuk massa tiap satuan volume. Kerapatan cairan dapat

25

didefinisikan sebagai : massa tiap satuan volume pada suatu temperatur dan

tekanan tertentu.

ρ=mv ……………………………………………….(3)

Dimana:

ρ = kerapatan zat (g/ml)

m= massa cairan (g)

v = volume cairan (ml)

3. Kadar air

Kandungan air dalam minyak pelumas akan menimbulkan korosi, oksidasi dan bisa membentuk emulsi dengan oli. Oleh karena itu kandungan air dalam minyak pelumas harus dikurangi seminimal mungkin guna menghindari akibat buruk yang ditimbulkan.

4. Warna

Warna minyak pelumas selain menunjukkan kemurnian dan daya

tarik produk juga dapat dipakai sebagai dasar untuk mengetahui tingkat

kontaminasi minyak pelumas, sistem pembakaran pada suhu tinggi di

dalam mesin kendaraan menyebabkan komposisi minyak terdegradasi dan

menghasilkan senyawa-senyawa oksida yang bersifat polar dengan warna

coklat kehitaman (Monika, 2008). Warna bertindak sebagai indikasi dan

tingkat kemurnian bahan. dimana bila kisaran warna produk diketahui

maka variasi diluar kisaran yang ditentukan dapat merupakan indikasi

kemungkinan terkontaminasi dengan produk lain Warna menunjukkan

terang gelapnya suatu minyak pelumas yang diukur dari intensitas cahaya

yang dapat menembus sejumlah minyak tertentu.

2.2.7 Minyak pelumas bekas

Minyak pelumas yang telah digunakan dalam waktu cukup lama akan

mengalami perubahan komposisi atau susunan kimia, Selain itu juga akan

mengalami perubahan sifat fisis, maupun mekanis. Hal ini disebabkan

26

karena pengaruh tekanan dan suhu selama penggunaan dan juga kotoran-

kotoran yang masuk ke dalam minyak pelumas itu sendiri.

2.2.8 Kontaminasi Minyak pelumas

Penggunaan pelumas pada mesin kemungkinan dapat terjadi

kontaminasi dengan adanya benda-benda asing atau partikel pencemar

didalam pelumas. Ada 8 macam pencemar (kontaminasi) yang biasa

terdapat dalam pelumas, yaitu: (Ribeiro, 2007)

1. Keausan elemen. Hal ini menunjukkan beberapa elemen biasanya

terdiri dari tembaga, besi, kromium, alumunium, timah, molibdenum,

silikon, nikel atau magnesium.

2. Kotoran atau jelaga. Kotoran dapat masuk ke dalam pelumas melalui

hembusan udara lewat celah-celah ring dan melalui celah lapisan

pelumas tipis kemudian merambat menuruni dinding silinder. Jelaga

timbul dari bahan bakar yang tidak habis. Kepulan asap hitam dan

kotornya filter udara menunjukkan adanya jelaga.

3. Bahan bakar. Bahan bakar untuk kendaraan bermotor perlu pula

kesesuaiannya dengan pelumas yang digunakan.

4. Air. Hal ini merupakan produk sampingan pembakaran dan biasanya

terjadi melalui timbunan gas buang. Air dapat memadat di crankcase

ketika temperatur operasional mesin kurang memadai.

5. Etilen glikol digunakan sebagai anti beku. Namun, penggunaan zat ini

kurang populer di Indonesia.

6. Produk-produk belerang atau asam.

7. Produk-produk oksidasi mengakibatkan pelumas bertambah kental.

Daya oksidasi meningkat oleh tingginya temperatur udara masuk.

8. Produk-produk Nitrasi. Nitrasi tampak pada mesin berbahan bakar gas

alam.

27

2.2.9 Jenis Minyak pelumas bekas

Secara umum terdapat 2 macam oli bekas, yaitu: (Raharjo, 2007 )

a. Oli bekas industri (light industrial oil) yaitu oli bekas yang peroleh dari

pemakaian mesin-mesin industri yang cenderung tidak mengalami

perubahan warna karena pada umumnya hanya berupa pelumasan

terhadap gearbox dan tidak bersentuhan dengan mesin pembakaran.

Sehingga warna oli bekas yang dihasilkan tidak terlalu hitam jika

dibandingkan dengan oli bekas dari combustion engine.

b. Oli hitam (black oil) yaitu oli bekas dari mesin pembakaran yang

menyisakan warna hitam/gelap.

2.2.10 Usaha Pemanfaatan Kembali Minyak pelumas bekas

Minyak pelumas bekas yang dikeluarkan dari peralatan biasanya

dibuang begitu saja bahkan ada yang dimanfaatkan kembali tanpa melalui

proses daur ulang yang benar. Oleh karena itu akan lebih aman dan tepat

apabila minyak pelumas bekas dapat diolah kembali. Minyak pelumas

bekas termasuk jenis limbah bahan berbahaya dan beracun atau disingkat

juga dengan B3 yang dalam penaggulanganya jika tidak ditanggulangi

dengan baik dapat mencemari lingkungan. Penanganan limbah B3 sendiri

telah diatur dalam peraturan pemerintah no 18 tahun 1999 tentang

pengelolaan limbah bahan berbahaya dan beracun.

Usaha-usaha yang dapat dilakukan dalam penanggulangan

pencemaran dan pemanfaatan kembali terhadap pelumas bekas antara lain

yang pernah dilakukan adalah (Sani, 2010):

1. Dipergunakan sebagai bahan bakar (fuel oil) untuk industri, untuk

maksud tersebut dibutuhkan alat-alat yang khusus seperti dapur

khusus dan electrostatic pracipitatus guna membersihkan gas

buang, cara ini ditinjau dari segi ekonomis lebih mahal dari bahan

bakar biasa.

2. Diolah kembali sehingga minyak pelumas “baru”, cara pengolahan

minyak pelumas bekas ini dimungkinkan karena pada hakikatnya

28

minyak pelumas bekas berasal dari minyak pelumas yang

mengalami pengotoran.

Teknologi daur ulang minyak pelumas bekas dapat dilakukan dengan

bermacam-macam metode, berdasarkan proses utama yang digunakan

teknologi pemurnian minyak pelumas bekas dapat dikelompokkan menjadi

tiga kelompok: (Petder,2012)

1. Hydroprocessing

Pemurnian minyak pelumas bekas dilakukan dengan

Hydrotreating Unit guna mengeliminasi sejumlah kontaminan

dimana dalam prosesnya terjadi hidrogenasi katalitik yang juga

dapat menjenuhkan hidrokarbon.

Beberapa teknologi pemurnian yang menggunakan metode ini

antara lain:

- CEP Process

- Mohawk Process

- Hylube Process

- Revelvoil Process

- Cyclon Process

- Snamprogetti process

2. Solvent Extraction

Merupakan proses daur ulang minyak pelumas bekas

berdasarkan pada proses ekstraksi superkritis menggunakan pelarut

sebelum proses distilasi atmosferik. Pada proses ekstraksi, pelarut

(biasanya menggunakan pelarut propana) digunakan untuk

menghilangkan sebagian besar senyawa aditif pada minyak

pelumas bekas. Proses ini menghasilkan beberapa kelompok

senyawa, yaitu aspal, padatan tersuspensi dan minyak yang

mengandung pelarut. Aspal dan padatan tersuspensi merupakan

residu dari proses ekstraksi menggunakan pelarut. Sedangkan

29

minyak yang mengandung pelarut akan dilakukan proses oil-

solvent separation untuk memisahkan minyak dengan pelarut.

Beberapa teknologi pemurnian yang menggunakan metode ini

antara lain:

- Avista Oil Solvent Extraction Process

- Rose Process

- Proterra Process

- Interline Process

3. Acid and Clay Process

Yaitu pemurnian oli bekas yang dalam prosesnya secara

umum dilakukan dengan cara memisahkan material pengotor

(kontaminan) dengan menggunakan senyawa asam kuat dan

dilanjutkan dengan treatment dengan adsorbent (umumnya clay)

Beberapa teknologi pemurnian minyak pelumas bekas yang

proses utamanya menggunakan metode ini antara lain:

- Meinkein Process

Minyak pelumas bekas dilewatkan pada filter untuk

menghilangkan kotoran padat dan didewatering dengan

distilasi. Minyak pelumas yang sudah didewatering

diperlakukan dengan tanah liat aktif 4-5% untuk adsorpsi

dan disaring sebelum dikirim ke film evaporator. Film

evaporator beroperasi pada temperatur 2900C dan 10-15

kPa.

- Atomic Vacuum Process

Tahap pertama dilakukan dengan memisahkan

kontaminan secara substansial dengan menggunakan

polimer alam. Distilasi molekuler digunakan dalam proses

ini untuk mendaur ulang 95% dari minyak yang tersedia.

Minyak pelumas yang sudah didistilasi dibleaching

menggunakan tanah liat aktif untuk mendapatkan minyak

pelumas dasar (base oil). Tanah liat juga digunakan untuk

30

meningkatkan warna dan bau dari produk akhir. Digunakan

sekitar 180 gram tanah liat untuk mendaur ulang 4 liter

minyak pelumas bekas.

- Matthys - Garap Process

Dalam metode ini pemulihan kembali minyak

pelumas dilakukan dengan proses pretreatment sentrifugasi.

Langkah pertama dari proses ini adalah sentrifugasi dari

limbah minyak dibawah temperatur 800C untuk

memisahkan partikel besar dalam minyak. setelah

dilakukan pretreatment dengan sentrifugasi minyak yang

disuling pada 3600C dalam kolom distilasi vakum sehingga

minyak dan produk berat dipisahkan. Setelah minyak

didinginkan, dicampur dengan asam dan dilanjutkan lagi

dengan penyulingan. Setelah minyak pelumas dinetralkan

dengan menggunakan clay maka akan didapatkan hasil

akhir berupa base oil. Saat ini ada dua fasilitas pemurnian

oli di Prancis menggunakan metode ini sebagai teknologi

pemurnian oli bekas.

2.2.11 Asam Sulfat

Asam sulfat (H2SO4) Merupakan cairan yang bersifat korosif tidak

berwarna, tidak berbau, sangat reaktif dan mampu melarutkan berbagai

logam. Bahan kimia ini dapat larut dengan segala perbandingan.

Mempunyai titik leleh 10,340C dan titik didih pada 336,85 0C tergantung

kepekatan serta pada temperatur 3000C atau lebih terdekomposisi

menghasilkan sulfur trioksida. Asam sulfat (H2SO4) dapat dibuat dari

belerang (S), pyrite (FeS) dan juga beberapa sulfid logam (CuS, ZnS,

NiS). Pada umumnya asam sulfat diproduksi dengan kadar 78%-100%

serta bermacam-macam konsentrasi oleum.

Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh industri besi dan

baja untuk menghilangkan oksidasi, karat, dan kerak air sebelum dijual ke

31

industri otomobil. Asam yang telah digunakan seringkali didaur ulang

dalam kilang regenerasi asam bekas spent acid regeneration plant (SAR).

Kilang ini membakar asam bekas dengan gas alam, gas kilang, bahan

bakar minyak, ataupun sumber bahan bakar lainnya. Proses pembakaran

ini akan menghasilkangas sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3)

yang kemudian digunakan untuk membuatasam sulfat yang "baru". Berikut

beberapa sifat dan karakteristik Asam sulfat:

a. rumus molekul H2SO4 ,

b. masssa mol 98,08 g/mol dan

c. densitas 1,84 g/cm3, cair

d. titik didih 290 °C

e. viskositas 26,7 cP pada 20°C

f. Sangat korosif

2.2.12 Asam Sulfat Dalam Pemurnian Minyak Pelumas Bekas

Asam adalah zat yang melepaskan ion hidrogen atau proton ketika di

tempatkan dalam larutan air. Kekuatan Asam ini ditentukan oleh berapa

banyak akan meluruh, atau memisahkan, ketika ditempatkan dalam

larutan. Asam yang memecah sepenuhnya dan mengeluarkan banyak ion,

atau proton, dianggap asam kuat. Contoh asam kuat termasuk asam sulfat,

asam klorida, asam perklorat, dan asam nitrat.

Sebagai asam, asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan basa dan

logam, menghasilkan garam sulfat. Asam sulfat dalam pemurnian minyak

pelumas bekas dalam prosesnya dapat mengendapkan sejumlah

kontaminan. Pengendapan dilakukan dengan cara menambahkan zat kimia

berupa asam sulfat yang dapat menetralkan logam berat dijadikan ikatan

garam yang mudah mengendap sehingga mudah dipisahkan antara

endapan logam berat dan larutan jernih yang bebas logam berat.

Reaksi antara asam sulfat dengan logam biasanya akan menghasilkan hydrogen seperti yang ditunjukkan pada persamaan berikut.

Fe (s) + H2SO4 (l) → H2 (g) + FeSO4 (aq)

32

Al (s) +H2SO4 (l) → AlSO4 (aq) + H2 (g)

Sn (s) + 2H2SO4 (l) → SnSO4 (aq) + 2 H2O (l) + SO2 (g)Cu (s) + 2H2SO4 (l) → CuSO4 (aq) + SO2 (g) + 2H2O (l)

Timbal dan tungsten tidak bereaksi dengan asam sulfat. Namun reaksi dengan timah akan menghasilkan sulphur dioksida daripada hidrogen. Hal ini dikarenakan asam pekat umumnya berperan sebagai oksidator, Sehingga ketika asam pekat bereaksi dengan seng, timah, dan tembaga, ia akan menghasilkan garam, air dan sulfurdioksida.

2.2.13 Tanah Liat

Tanah lempung atau tanah liat atau clay merupakan salah satu material

anorganik yang melimpah di kerak bumi yang merupakan hasil pelapukan

batuan. Secara ilmiah, tanah lempung merupakan silicate clay atau silica,

karena sebagian besar kandungan tanah lempung merupakan silika.

Komposisi dan kandungan silika pada tanah lempung bervariasi, bergantung

pada keadaan geologi lokasi pembentukkannya.

Tanah lempung umumnya memiliki kandungan kuarsa yang melimpah,

sedangkan feldspar dan mica dalam jumlah yang relatif sedikit. Tanah

lempung mempunyai ukuran partikel < 2 µm, memiliki muatan elektrik pada

permukaan, bersifat plastis saat basah, cenderung terflokulasi, serta mampu

membentuk suspensi koloid saat didispersikan dalam air.

Tanah lempung merupakan mineral liat yang tergolong dalam

aluminosilikat subkelompok phyllosilicate. Tanah lempung merupakan

campuran beberapa jenis mineral liat, seperti kaolinit, smektit, illite, dan

chlorite, yang disertai sejumlah pengotor, seperti allophane, kuarsa, feldspar,

zeolit, mica, hidroksida besi, karbonat, oksida barium, kalsium, natrium,

kalium, besi, serta materi organic (humat dan derivatnya).

2.2.14 Jenis Tanah Liat

Berdasarkan asal atau proses terbentuknya tanah liat dapat dibagi ke dalam 2

kelompok yaitu:

33

1. Tanah liat primer

Yang disebut tanah liat primer (residu) adalah jenis tanah liat

yang dihasilkan dari pelapukan batuan feldspatik oleh tenaga endogen

yang tidak berpindah dari batuan induk (batuan asalnya), karena tanah

liat tidak berpindah tempat sehingga sifatnya lebih murni dibandingkan

dengan tanah liat sekunder. Selain tenaga air, tenaga uap panas yang

keluar dari dalam bumi mempunyai andil dalam pembentukan tanah liat

primer. Karena tidak terbawa arus air dan tidak tercampur dengan bahan

organik seperti humus, ranting, atau daun busuk dan sebagainya, maka

tanah liat berwarna putih atau putih kusam. Suhu matang berkisar antara

13000C–14000C, bahkan ada yang mencapai 17500C. Yang termasuk

tanah liat primer antara lain: kaolin, bentonite, feldspatik, kwarsa dan

dolomite, biasanya terdapat di tempat-tempat yang lebih tinggi daripada

letak tanah sekunder. Pada umumnya batuan keras basalt dan andesit

akan memberikan lempung merah sedangkan granit akan memberikan

lempung putih. Mineral kwarsa dan alumina dapat digolongkan sebagai

jenis tanah liat primer karena merupakan hasil samping pelapukan

batuan feldspatik yang menghasilkan tanah liat kaolinit.

Tanah liat primer memiliki ciri-ciri:

- warna putih sampai putih kusam

- cenderung berbutir kasar

- tidak plastis

- daya lebur tinggi

- daya susut kecil

- bersifat tahan api

Dalam keadaan kering, tanah liat primer sangat rapuh sehingga

mudah ditumbuk menjadi tepung. Hal ini disebabkan partikelnya yang

terbentuk tidak simetris dan bersudut-sudut tidak seperti partikel tanah

liat sekunder yang berupa lempengan sejajar. Secara sederhana dapat

dijelaskan melalui gambar penampang irisan partikel kwarsa yang telah

34

dibesarkan beberapa ribu kali. Dalam gambar di bawah ini tampak kedua

partikel dilapisi lapisan air (water film), tetapi karena bentuknya tidak

datar/asimetris, lapisan air tidak saling bersambungan, akibatnya

partikel-partikel tidak saling menggelincir.

2. Tanah liat Sekunder

Tanah liat sekunder atau sedimen (endapan) adalah jenis tanah

liat hasil pelapukan batuan feldspatik yang berpindah jauh dari batuan

induknya karena tenaga eksogen yang menyebabkan butiran-butiran

tanah liat lepas dan mengendap pada daerah rendah seperti lembah

sungai, tanah rawa, tanah marine, tanah danau. Dalam perjalanan karena

air dan angin, tanah liat bercampur dengan bahan-bahan organik maupun

anorganik sehingga merubah sifat-sifat kimia maupun fisika tanah liat

menjadi partikel-partikel yang menghasilkan tanah liat sekunder yang

lebih halus dan lebih plastis.

Jumlah tanah liat sekunder lebih banyak dari tanah liat primer.

Transportasi air mempunyai pengaruh khusus pada tanah liat, salah

satunya ialah gerakan arus air cenderung menggerus mineral tanah liat

menjadi partikel-partikel yang semakin mengecil. Pada saat kecepatan

arus melambat, partikel yang lebih berat akan mengendap dan

meninggalkan partikel yang halus dalam larutan. Pada saat arus tenang,

seperti di danau atau di laut, partikel – partikel yang halus akan

mengendap di dasarnya. Tanah liat yang dipindahkan biasanya terbentuk

dari beberapa macam jenis tanah liat dan berasal dari beberapa sumber.

Dalam setiap sungai, endapan tanah liat dari beberapa situs cenderung

bercampur bersama. Kehadiran berbagai oksida logam seperti besi,

nikel, titan, mangan dan sebagainya, dari sudut ilmu keramik dianggap

sebagai bahan pengotor. Bahan organik seperti humus dan daun busuk

juga merupakan bahan pengotor tanah liat. Karena pembentukannya

melalui proses panjang dan bercampur dengan bahan pengotor, maka

tanah liat mempunyai sifat: berbutir halus, berwarna

krem/abu-abu/coklat/merah jambu/kuning, suhu matang antara 9000C-

35

14000C. Pada umumnya tanah liat sekunder lebih plastis dan mempunyai

daya susut yang lebih besar daripada tanah liat primer.

Semakin tinggi suhu bakarnya semakin keras dan semakin kecil

porositasnya, sehingga benda keramik menjadi kedap air. Dibanding

dengan tanah liat primer, tanah liat sekunder mempunyai ciri tidak

murni, warna lebih gelap, berbutir lebih halus dan mempunyai titik lebur

yang relatif lebih rendah. Setelah dibakar tanah liat sekunder biasanya

berwarna krem, abu-abu muda sampai coklat muda ke tua.

Tanah liat sekunder memiliki ciri-ciri:

- Kurang murni

- Cenderung berbutir halus

- Plastis

- Warna krem/abu-abu/coklat/merah jambu/kuning, kuning muda,

kuning kecoklatan, kemerahan, kehitaman

- Daya susut tinggi

- Suhu bakar 12000C–13000C, ada yang sampai 14000C (fireclay,

stoneware, ballclay)

- Suhu bakar rendah 9000C–11800C, ada yang sampai 12000C

(earthenware)

Warna tanah alami terjadi karena adanya unsur oksida besi dan

unsur organis, yang biasanya akan berwarna bakar kuning kecoklatan,

coklat, merah, warna karat, atau coklat tua, tergantung dan jumlah oksida

besi dan kotoran-kotoran yang terkandung. Biasanya kandungan oksida

besi sekitar 2%-5%, dengan adanya unsur tersebut tanah cenderung

berwarna lebih gelap, biasanya matang pada suhu yang lebih rendah,

kebalikannya adalah tanah berwarna lebih terang atau pun putih akan

matang pada suhu yang lebih tinggi.

2.2.15 Potensi Tanah Liat Wilayah NTB

Tanah liat sebagai komoditas bahan galian golongan C diwilayah NTB

khususnya pulau Lombok ketersediaannya cukup memadai. Dimanfaatkan

36

oleh masyarakat sebagai bahan utama pembuatan kerajinan gerabah, Batu

bata, dan Industri Keramik. Umumnya tanah liat di wilayah NTB berasal dari

tanah liat sekunder yang terbentuk karena endapan. Potensi terbesar tanah liat

di wilayah NTB dapat ditemukan di Kabupaten Lombok Tengah yang

tersebar di beberapa desa antara lain desa Sukarara, Sade ,Loyok dan

Penujak.

Tabel 2.3 Potensi Tanah Liat (ESDM NTB, 2009)

No Kabupaten/Kota Jumlah (m3)

1 Kota Mataram -

2 Lombok barat 1.375.000

3 Lombok Utara -

4 Lombok Tengah 290.790.731

5 Lombok timur 392.349

6 KSB 1.401.864

7 Sumbawa 11.459.082

8 Dompu 330.867

9 Kota Bima 3.145.000

10 Bima 8.298.314

Total: 317.193.207

2.2.16 Tanah Liat Sebagai Adsorbent

Adsorbsi sendiri dapat diartikan sebagai terserapnya atau terikatnya

suatu substansi (adsorbet) pada permukaan yang dapat menyerap (adsorben).

Absorbsi dapat terjadi diantara zat padat dan zat cair, zat padat dengan gas,

zat cair dengan zat cair, dan zat cair dengan gas. Adsorbsi terjadi karena

molekul-molekul pada permukaan zat yang memiliki gaya tarik dalam

keadaan tidak setimbang yang cenderung tertarik kearah dalam (gaya kohesi

adsorben lebih besar dari gaya adhesinya). Ketidakseimbangan gaya tarik

tersebut mengakibatkan zat yang digunakan sebagai adsorben cenderung

menarik zat-zat lain yang bersentuhan dengan permukaannya.

37

Proses adsorpsi berbeda dengan absorpsi, dimana fluida terserap oleh

fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan. Penetrasi adsorbat ke dalam

adsorben dapat terjadi pada ketebalan beberapa lapis dari permukaan

adsorben. Jika penetrasi molekul terjadi pada seluruh bagian molekul padat,

maka prosesnya disebut absorpsi. Absorpsi merupakan suatu proses dimana

suatu partikel terperangkap ke dalam suatu media dan seolah-olah menjadi

bagian dari keseluruhan media tersebut (Gilang, 2013).

Adsorben merupakan suatu padatan berpori yang menghisap (adsorp)

dan melepaskan (desorp) suatu fluida. Pada dasarnya, adsorben dibagi

menjadi tiga jenis, yaitu adsorben yang mengadsorpsi secara fisik, adsorben

yang mengadsorpsi secara kimia, dan composite adsorbent yang

mengadsorpsi secara kimia dan fisik. Contoh adsorben yang mengadsorpsi

secara fisik diantaranya adalah arang aktif, bentonit, dan zeolit. Berdasarkan

interaksi molekular antara permukaan adsorben dengan adsorbet, adsorbsi

dibagi menjadi dua bagian, yaitu adsorbsi fisika dan absorbsi kimia.

Adsorbsi fisika terjadi bila gaya intermolekuler lebih besar dari gaya tarik

antar molekul atau gaya tarik menarik yang relatif lemah antara adsorbet

dengan permukaan adsorben, gaya ini disebut gaya Van der Waals.

Adsorbsi ini berlangsung cepat, dapat membentuk lapisan jamak

(multilayer), dan dapat bereaksi balik (reversible) karena energi yang

dibutuhkan relatif rendah. Adsorbsi kimia terjadi karena adanya reaksi

antara molekul-molekul adsorbet dengan adsorben dimana terbentuk ikatan

kovalen dengan ion. Gaya ikat adsorben ini bervariasi tergantung pada zat

yang bereaksi. Adsorbsi jenis ini bersifat irreversible dan hanya dapat

membentuk lapisan tunggal atau monolayer (Zulhelmi, 2011).

Adsorpsi merupakan salah satu metode yang sering digunakan

untuk menghilangkan ion logam berat dari limbah industri kimia Adsorpsi

dianggap sangat kompetitif dengan biaya yang ekonomis dan efektif

serta proses yang efisien untuk menghilangkan zat warna, logam berat,

dan material atau senyawa berbahaya lainnya seperti pengotor organik dan

38

anorganik dari limbah cair (Lilik, 2012). Zat yang sering digunakan dalam

adsorpsi salah satunya adalah tanah liat.

Kandungan silika (SiO2) dan Alumunium Oksida(Al2O3) dalam tanah

liat memiliki kemampuan dalam mengikat unsur pengotor, tanah liat

merupakan salah satu jenis material berpori alam yang memiliki daya

adsorpsi yang tinggi, sehingga dapat digunakan untuk menurunkan kadar

ion logam berat dari limbah industri (Lilik, 2012). Struktur dasar unit

silika dan unit alumina pada tanah liat mempunyai kemampuan untuk

menyerap anion atau kation. Berdasarkan sifat tersebut maka tanah liat

sangat berpotensi sebagai adsorben. Struktur tanah liat memiliki luas

permukaan yang relatif besar untuk mengadsorpsi air atau liquid. Sisa

permukaan yang ada akan digantikan oleh struktur ikatan mineral yang

menyerap air di dalam lapisannya sampai 4 lapisan. Lapisan-lapisan tersebut

biasanya sampai kehilangan bentuknya, namun tidak sampai meninggalkan

permukaannya (Rusmini, 2011). Kandungan Al2O3 dalam tanah liat

mempengaruhi pengikatan adsorbat. Dengan adanya Al2O3 yang memiliki

partikel berupa kristal kuarsa dalam adsorben tanah liat menjadikan

adsorben dapat mengikat dan mengendapkan adsorbat yang terserap

(Rusmini, 2011). Clay treatment juga bisa dipakai untuk menghilangkan

resin-resin dan warna dari minyak pelumas setelah dilakukan ekstraksi

pelarut. Tanah liat biasanya langsung ditambahkan ke dalam minyak dan

diaduk dengan dipanaskan (Rusmini, 2011).

39

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode studi

literatur (library research), yaitu dengan memperajari literatur - literatur yang

berkaitan dengan masalah yang dibahas pada penelitian ini dan metode

eksperimental yaitu dengan cara menyediakan hubungan sebab akibat dari

kondisi perlakuan dengan menggunakan alat peraga atau pengujian.

3.2 Variabel Penelitian

Yang menjadi variabel dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Variabel terikat, yaitu yang menjadi penelitian utama dari penelitian.

Tujuan utama dari penelitian adalah menjelaskan variabel terikat. Dengan

menganalisa variabel terikat diharapkan dapat ditemukan jawaban atau

penjelasan masalah. Yang menjadi variabel terikat pada penelitian ini

adalah karakteristik minyak pelumas yang dihasilkan dapat berupa :

- Viskositas kinematik

- Kadar air

- Specific gravity

- Warna

b. Variabel bebas yaitu variabel yang mempengaruhi variabel terikat. Adapun

yang menjadi variabel bebas yaitu kondisi yang dikehendaki oleh peneliti,

dalam penelitian ini variabel bebas yakni: massa tanah liat dan volume

H2SO4 yang ditambahkan.

40

3.3 Alat Dan Bahan

3.3.1 Alat

1. Saringan

- Screen mesh 200

Berfungsi sebagai penyaring tanah liat guna mendapatkan ukuran

tanah liat yang diinginkan

Gambar 3.1 Screen mesh

2. Alat ukur

- timbangan Digital

Berfungsi untuk mengukur massa tanah liat

Gambar 3.2 Neraca digital

- Gelas ukur 50, 500 dan 1000 ml

Guna mengukur volume oli serta volume H2SO4

3. Media pencampuran

- Toples kaca

Sebagai media pencampuran minyak pelumas dengan H2SO4 maupun

dengan tanah liat

41

- Bor tangan

Digunakan untuk megaduk minyak pelumas

4. Viskometer Kapiler Otomatis

Alat ukur viskositas

Gambar 3.3 Viskometer

5. Colorimeter

Digunakan untuk mengukur warna minyak pelumas

Gambar 3.4 Colorimeter

42

6. Oven

Digunakan untuk menghilangkan kadar air dalam tanah liat dan minyak

pelumas.

7. Density meter

Alat ukur massa jenis

Gambar 3.5 Digital Density Meter

3.3.2 Bahan

1. Minyak pelumas Bekas Meditran S SAE 40

2. Tanah liat

3. Asam Sulfat (H2SO4)

3.4 Prosedur Penelitian

1. Persiapan

a) Persiapan alat

b) Persiapan bahan

43

1.1 Diagram persiapan bahan tanah liat

Untuk menentukan campuran perbandingan tanah liat merah dengan

hitam sebelumnya telah dilakukan uji coba (trial blend) dalam menentukan

campuran optimal tanah liat merah dan hitam yaitu didapatkan pada

perbandingan 4:1.

2. Tahap pencampuran H2SO4 dengan minyak pelumas (acid treatment)

a) Dilakukan pengujian awal terhadap minyak pelumas bekas guna

mengetahui karakteristik awal minyak pelumas bekas berupa

viskositas , kadar air dan specific gravity.

b) Dilakukan pengukuran volume minyak pelumas dan asam sulfat. 1000

ml minyak pelumas untuk setiap sampel asam sulfat (50ml, 100ml, dan

150ml).

44

Penggilingan kasar tanah liat primer (merah) dan sekunder (hitam)

Pencampuran tanah liat merah dan hitam perbandingan 4:1

Campuran tanah liat dilarutkan dalam air dan diaduk merata

Pengeringan tanah liat menjadi lumpur

Lumpur tanah liat di permukaan diangkat dipisahkan dari pasir yang mengendap

Lumpur tanah liat dikeringkan dengan oven dan digiling halus

Dilakukan penyaringan dengan screen mesh 200

c) Dilanjutkan dengan tahap pencampuran minyak pelumas dengan asam

sufat kedalam media toples kaca dan diaduk selama 30 menit.

d) Campuran didiamkan selama 21 hari pada suhu kamar guna

mengendapkan kontaminan didasar campuran.

e) Setelah kontaminan terendap, minyak pelumas yang berada di bagian

atas diangkat guna dipisahkan dengan kontaminan yang mengendap di

dasar tabung.

f) Pengujian yang sama juga dilakukan untuk volume asam sulfat dengan

jumlah 100 ml maupun 150 ml.

3. Campuran Tanah liat dengan minyak pelumas (clay treatment)

Hasil dari minyak pelumas bekas yang diperoleh pada tahap

pencampuran dengan asam sulfat (acid treatment) selanjutnya dilakukan

pencampuran dengan tanah liat (clay treatment), clay treatment dilakukan

dengan tahapan sebagai berikut :

a) Tanah liat disaring dengan menggunakan screen mesh 200.

b) Tanah liat dioven dengan teperatur 110o C selama 30 menit guna

menghilangkan kadar air.

c) Dilakukan pengukuran volume minyak pelumas yang digunakan.

d) Tanah liat ditimbang dengan menggunakan neraca digital dengan

massa 300,400 dan 500 gram.

e) Tanah liat dicampurkan kedalam larutan minyak pelumas yang sudah

diperlakukan dengan asam sulfat dengan menggunakan metode

pencampuran sebagai berikut :

A/T T300 T400 T500

A5 A5 T300 A5 T400 A5 T500

A10 A10 T300 A10 T400 A10 T500

A15 A15 T300 A15 T400 A15 T500

Tabel 3.1 campuran tanah liat dan Asam sulfat

45

Dimana:

- T300 = Tanah liat 300 gram.

- T400 = Tanah liat 400 gram.

- T500 = Tanah liat 500 gram.

- A5 = Minyak pelumas, dengan campuran Asam sulfat 50 ml.

- A10 = Minyak pelumas, dengan campuran Asam sulfat 100 ml.

- A15 = Minyak pelumas, dengan campuran Asam sulfat 150 ml.

f) Tahap pencampuran minyak pelumas dengan tanah liat dilakukan pada

temperatur kamar dan diaduk selama 30 menit.

g) Campuran didiamkan selama 21 hari guna mengendapkan tanah liat

dan kontaminan yang terserap.

h) Setelah kontaminan terendap, minyak pelumas yang berada dibagian

atas diangkat guna dipisahkan dengan kontaminan yang mengendap di

dasar tabung.

i) Dilakukan pengujian pengujian karakteristik untuk masing-masing

sampel.

46

3.1 Diagram proses daur ulang

Untuk menentukan lama pengadukan serta rpm pengadukan

sebelumnya telah dilakukan uji coba dalam menentukan lama waktu

minimal pengadukan dan putaran pengadukan, di dapatkan waktu minimal

dengan putaran ±900 rpm adalah 30 menit.

4. Pengujian Karakteristik

a) Viskositas Kinematik (ASTM D 7279)

Proses atau cara pengujiannya yaitu :

1. Mengatur suhu kedua bath pada 40°C dan 100°C

47

Pengovenan tanah liat salama 1 jam temperatur 120o C

Pencampuran tanah liat dengan minyak pelumas

Pengadukan selama 30 menit dengan putaran ±900 rpm

Pengendapan kontaminan selama 3 minggu

Pemisahan kontaminan dengan minyak pelumas

Pengukuran massa tanah liat

Pengukuran volume minyak pelumas bekas dan asam sulfat

Pencampucaran asam + minyak pelumas bekas

Pengadukan selama 30 menit dengan putaran ±900 rpm

Pengendapan kontaminan selama 3 minggu

Pemisahan kontaminan dengan minyak pelumas

2. Menyalakan kompresor untuk membersihkan tabung kapiler dengan

cairan pembersih ditunggu sampai cairan pembersihnya

dihilangkan dan pipa kapiler dalam keadaan ready ditandai dengan

lampu tombol berwarna hijau.

3. Memasukkan sampel pelumas kedalam viskosimeter tube dengan

volume 6 ml pada bath 40°C dan 4 ml pada viskometer dengan

bath temperatur 100°C.

4. Mengalirkan sampel melalui kapiler dari batas atas ke bawah yang

telah ditentukan pada kapiler dengan menekan tombol start.

5. Minyak pelumas yang dialirkan telah mencapai batas bawah pipa

kapiler pada layar viskometer akan ditunjukkan nilai viskositas

kinematik dari sampel yang diuji.

b) Density (ASTM D 4052)

Proses atau cara pengujiannya yaitu :

1. Mengatur suhu pengukuran density meter pada temperatur 15o C.

2. Memasukkan pelumas ke dalam density meter dengan

menggunakan pompa tangan.

3. Pengukuran dikakukan setelah sampel minyak suhunya telah

mencapai suhu pengukuran yang telah diatur dengan menekan

tombol measure.

4. Mencatat hasil pengukuran densitas yang ditunjukkan pada layar.

c) Warna (ASTM D1500)

Pengujian warna sesuai dengan metode ASTM D-1500. Adapun

peralatan dan prosedur pengujiannya yaitu :

A. Peralatan dan bahan yang digunakan berupa :

1. Colorimeter, terdiri dari sumber cahaya, gelas warna standar dan

rumah tabung contoh bertutup.

2. Tabung contoh. untuk pembanding yang diisi dengan air suling.

48

3. Tabung uji. ntuk tempat pelumas yang akan diuji warnanya.

B. Proses atau cara pengujiannya yaitu :

1. Menempatkan tabung contoh pada rumah tabung yang telah

diisi dengan air suling paling sedikit sampai kedalaman 50 mm

dalam kompartemen colorimeter.

2. Memasukkan pelumas kedalam tabung uji sampai tanda batas.

3. Memasukkan tabung uji yang sudah berisi pelumas kedalam

kompartemen Colorimeter.

4. Menutup kontainer (tutupan Colorimeter) untuk mencegah

masuknya cahaya dari luar.

5. Menghidupkan sumber cahaya pada Colorimeter

6. Mencatat nilai dari warna dari minyak pelumas yang tertera

pada Colorimeter.

d) Kadar air

1. Pengujian kadar air dilakukan dengan metode pengovenan

dilakukan selama 60 menit dengan temperatur 110o C.

2. Dilakukan pengukuran terhadap massa minyak pelumas sebelum

pemanasan dan massa setelah pemanasan.

5. Tahap perhitungan dan analisa data

Berdasarkan data uji karakteristik minyak pelumas maka dilakukan

pengolahan data dan dianalisa menggunakan metode statistik anova untuk

mengetahui pengaruh variasi volume asam sulfat serta variasi massa tanah

liat yang di tambahkan.

49

3.5 Diagram Alir Penelitian

Adapun tahap dan proses yang dilakukan dalam penelitian adalah

mengikuti diagram alir di bawah ini.

Gambar 3.12 Diagram alir penelitian

50

Mulai

Pembuatan dan persiapan alat dan bahan

Pengambilan data karakteristik awal Viskositas kinematik Kadar air Specific Gravity

Sampel Pengujian A5T300,A5T400 Dan A5T500

A10T300,A10T400 Dan A10T500

A15T300,A15T400 Dan A15T500

Pengambilan data karakteristik akhir Viskositas kinematik Kadar air Specific Gravity Warna

Analisa data

Kesimpulan dan saran

Selesai