EKSTRAKSI MINYAK ATSIRI SERAIWANGI SEBAGAI BIOADITIF BAHAN

BAKAR MINYAK

Erma Sulistyo .R (2112038018)

Hafizh Maharifansyah Putri (2112038012)

Bagas Marcelyan .S (2112030088)

Jurusan D3 Teknik Mesin, FTI, ITS Surabaya

-ABSTRAK-

Minyak atsiri merupakan produk bahan alam dari keragaman hayati Indonesia yang berpotensi untuk

dimanfaatkan sebagai bioaditif bahan bakar solar. Minyak cengkeh, minyak terpentin, minyak pala,

minyak gandapura, minyak sereh dan minyak kayu putih adalah minyak atsiri yang potensial untuk

dimanfaatkan sebagai bioaditif bahan bakar solar karena senyawa-senyawa penyusunnya memiliki

rantai siklik dan ketersediaan oksigen yang cukup besar. Temuan penelitian ini dapat memberikan

informasi mengenai minyak atsiri yang paling berpotensi untuk dijadikan sebagai bioaditif bahan bakar

solar, yang selanjutnya dapat dilakukan kajian lebih lanjut tentang potensi minyak atsiri tersebut. Secara

umum, penelitian ini dilakukan dalam tiga tahap. Tahap pertama karakterisasi minyak solar dan bioaditif

menggunakan GC-MS, tahap kedua karakterisasi fisik solar-bioaditif pada berbagai komposisi, dan tahap

ketiga penentuan laju konsumsi pada mesin satu silinder skala laboratorium. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa minyak cengkeh dapat menurunkan laju konsumsi bahan bakar sebesar 4,43%

pada penambahan bioaditif 0,6%, minyak terpentin 5,07% pada penambahan bioaditif 10%, minyak pala

0,16% pada penambahan bioaditif 0,4% dan minyak kayu putih 1,82% pada penambahan bioaditif 3%,

sedangkan laju konsumsi bahan bakar yang ditambah minyak gandapura dan minyak sereh lebih tinggi

dibandingkan solar murni. Dapat disimpulkan bahwa minyak cengkeh memiliki kemampuan paling tinggi

dalam menurunkan tingkat laju konsumsi bahan bakar solar.

Kata kunci : minyak seraiwangi, solar, bioaditif

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Kecemasan makin menipisnya cadangan sumber energi Bahan Bakar Minyak (BBM) saat ini

menghantui masyarakat dunia. Bagaimana tidak, ketersediaan sumber energi semakin berkurang,

sementara penggunaannya terus meningkat seiring dengan meningkatnya aktifitas industri, jumlah

kendaraan bermotor, maupun aktivitas lainnya yang terus berjalan sepanjang peradaban manusia.

Untuk mengurangi penggunaan bahan bakar minyak, kebijakan energi nasional mentargetkan

pada tahun 2000-2025 sebesar 5% kebutuhan energi nasional harus dapat dipenuhi melalui

pemanfaatan biofuel sebagai energi baru. Penggunaan biofuel merupakan alternative

pengganti/subtitusi energi yang paling menjanjikan, biofuel yang merupakan sumber energi dari

bahan-bahan materi non-fosil dengan sejumlah keuntungan dari mudahnya diproduksi, bersifat

renewable, sampai pada efek polusi yang tidak membahayakan. Namun menurut IMF, peningkatan

permintaan bahan dasar biofuel memberikan pengaruh besar 15-30% terhadap kenaikan bahan

pangan dunia. Sehingga penggunaan biofuel sebaiknya tidak menggunakan bahan dasar biofuel yang

juga berfungsi sebagai pangan.

Salah satu solusi penghematan bahan bakar minyak lainnya adalah penggunaan bahan aditif

yaitu suatu bahan yang ditambahkan ke dalam bahan bakar minyak (BBM) yang bertujuan untuk

meningkatkan kinerja pembakaran atau menyempurnakan pembakaran dalam ruang bakar mesin,

sehingga tenaga yang dihasilkan menjadi lebih besar, dan volume penggunaan bahan bakar minyak

lebih sedikit setiap jarak tempuh atau satuan waktu pemakaian bahan bakar minyak.

Beberapa contoh bahan aditif yang sering digunakan antara lain Matallic 2compound

merupakan bahan antiknock yang mengandung logam, di antaranya adalah tetra ethyl lead (TEL)

dengan rumus kimianya Pb(C2H5)4, tetra methyllead (TML) dengan rumus Pb(CH3)4,

metilcyclopentadienyl manganestricarbonyl (MMT) rumus kimianya adalah CH3C5H4Mn(CO)3. TEL

adalah antiknock yang mengandung timah hitam (Pb) merupakan cairan berat, begitu juga dengan

TML, yang dapat larut dalam bensin dan berfungsi menaikkan angka oktan. Namun jenis aditif ini

mulai ditinggalkan karena kandungan logam Pb dan akan menimbulkan gas buang yang bersifat

toxic, demikian juga dengan MMT.

Ada alternatif aditif yang lebih baik dari itu, salah satunya minyak atsiri yang mempunyai

karakteristik yang menyerupai/mendekati karakteristik bahan bakar minyak, seperti berat jenis, titik

didih, dan sifat mudah menguap adalah minyak seraiwangi. Minyak ini tersusun dari senyawa-

senyawa organik hidrokarbon yang spesifik dan hidrokarbon oksigenat. Minyak seraiwangi dengan

kandungan hidrokarbon yang diharapkan bisa dijadikan sebagai aditif untuk bahan bakar minyak.

Atas dasar itu minyak atsiri dari seraiwangi telah diteliti dan diformulasikan menjadi aditif untuk

meningkatkan kinerja bahan bakar Minyak, yang ditunjukkan untuk mengurangi volume konsumsi

BBM, membersihkan residu pengotor pada mesin dan mengurangi emisi gas buang.

I.2 Tujuan

1. Untuk mengatasi permasalahan emisi akibat pembakaran bahan bakar pada mesin yang tidak

sempurna.

2. Untuk meningkatkan efisiensi pembakaran bahan bakar dan mengurangi pencemaran

I.3 Rumusan Masalah

1. Bagaimana karakterisasi minyak seraiwangi sehingga dapat dijadikan bio-aditif pada bahan

bakar minyak?

TINJAUAN PUSTAKA

a.1 Minyak Atsiri Seraiwangi

Minyak serai wangi diperoleh dari penyulingan tanaman serai wangi (Cymbopogon nardus L)

yang mengandung senyawa sitronellal sekitar 32-45%, geraniol 10-12%, sitronellol 11-15%, geranil

asetat 3-8%, sitronellal asetat 2-4% dan sedikit mengandung seskuiterpen serta senyawa lainnya.

Komponen utama minyak serai wangi adalah sitronellal dan geraniol yang masing-masing

mempunyai aroma yang khas dan melebihi keharuman minyak serai sendiri. Komponen-komponen

tersebut diisolasi lalu diubah menjadi turunannya. Baik minyak, komponen utama atau turunannya

banyak digunakan dalam industri kosmetika,parfum, sabun dan farmasi. Kandungan sitronellal dan

geraniol yang tinggi merupakan persyaratan ekspor.

Minyak yang kurang memenuhi persyaratan ekspor, dijual di pasar dalam negeri sebagai bahan

baku industri sabun,pasta gigi dan obat-obatan. Sebelum Perang dunia kedua, Indonesia merupakan

negara pengekspor utama minyak serai wangi. Namun saat ini negara produsen utama adalah RRC.

Hal ini disebabkan karena produksi minyak serai wangi Indonesia selalu menurun dan mutunya kalah

dibanding China dan Taiwan. Padahal permintaan cukup besar, karena kebutuhan pasar selalu

meningkat 3-5% per tahun.

Untuk meningkatkan produktivitas dan mutu minyak tersebut, Balittro telah mendapatkan 3

varietas unggul seraiwangi produksi tinggi yaitu G1, G2, dan G3 dengan produktivitas minyak masing

– masing 300 – 600 kg/ha/th dengan kadar stronela 44%, 280 – 580 kg/ha/th dengan kadar

sitronella 46%, dan 300 – 600 kg/ha/th dengan kadar sitronela 44%. Pada saat ini pengembangan

tanaman serai wangi dilakukan di Kebun Percobaan Batittro di Monoko, Lambang Bandung.

(a) (b)

Gambar 1. (a) Seraiwangi (b) Tanaman Seraiwangi

Sumber : (a) http://4.bp.blogspot.com

a.2 Zat Aditif

Zat aditif (Total Cetane Plus Diesel) merupakan bahan yang ditambahkan pada bahan bakar

kendaraan bermotor, baik mesin bensin maupun mesin diesel. Zat aditif digunakan untuk

memberikan peningkatan sifat dasar tertentu yang telah dimilikinya seperti aditif anti detonasi solar

untuk bahan bakar mesin diesel. Juga untuk meningkatkan kemampuan bertahan terjadinya oksidasi

pada pelumas.

Pada umumnya aditif ini berasal dari senyawa nitrat, oxygenate dan organologam. Senyawa

nitrat yang banyak digunakan sebagai aditif misalnya isopropylnitrate, isoamylnitrate,

isohexylnitrate, n-exylnitrate, cyciohexylnitrate, 2-ethylhexylnitrate, dan dodecylnitrate. Akan tetapi

penggunaan senyawa nitrat ini diduga dapat menyebabkan peningkatan emisi gas NOx. Senyawa

oxygenate adalah senyawa organik cair yang dapat dicampur ke dalam bahan bakar untuk

menambah kandungan oksigennya, contohnya ditertiary butyl peroxide (DTBP), methyl-tertiary-

butyl ether (MTBE), tri-propylene glycol methyl ether (TPGME), dan di-butyl maleate (DBM).

Senyawa organologam yang sudah digunakan sebagai aditif, misalnya tetraethyl lead (TEL) dan

methyl cyclopentadienyl 6 manganese tricarbonyl (MMT). Aditif ini berfungsi untuk membuat

radikal bebas pada rantai karbon bahan bakar. Dengan adanya radikal bebas, maka akan semakin

mudah rantai karbon tersebut untuk membuat cabang baru. Efek dari timbulnya cabang baru adalah

meningkatnya nilai oktana/setana dan nilai kalori (Adia, 2008). Akan tetapi penggunaan senyawa

organologam berbahaya bagi kesehatan manusia, khususnya bagi otak manusia.

Senyawa lain yang dapat digunakan sebagai aditif bahan bakar solar adalah golongan minyak

atsiri. Minyak atsiri adalah salah satu komoditi yang memiliki potensi besar di Indonesia. Setidaknya

ada 70 jenis minyak atsiri yang selama ini diperdagangkan di pasar internasional dan 40 jenis di

antaranya dapat diproduksi di Indonesia (Balitro, 2006).

Adapun manfaat dari zat aditif untuk meningkatkan performansi mesin mulai dari durabilitas,

akselerasi sampai power mesin. Kegunaan lain dari zat aditif adalah sebagai berikut :

1. Membersihkan karburator/injector pada saluran bahan bakar

2. Mengurangi karbon/endapan senyawa organic pada ruang bakar

3. Menambah tenaga mesin

4. Mencegah korosi

5. Menghemat BBM dan mengurangi emisi gas buang

a.3 Minyak Atsiri sebagai Bioaditif

Penggunaan minyak serai wangi sebagai bio-aditif diawali dengan serangkaian penelitian dari

penyulingan tanaman serai wangi, dan dilanjutkan dengan karakterisasi minyak atsiri seperti

meliputi berat jenis, kekentalan, titik nyala, titik didih, derajat penguapan, residu penguapan, kadar

sulfur, angka kalori dan komposisi kimia menggunakan GCMS. Dari hasil data parameter yang

diperoleh kemudian diformulasikan sebagai bio-aditif. Pengujian formula meliputi berat jenis,

kekentalan, titik nyala, derajat penguapan, residu penguapan, angka octan, angka cetana dan

karakter pembakaran serta pengujian campuran aditif dengan bensin dan solar. Pengujian di lapang

dilakukan untuk aplikasi aditif dan bahan bakar pada kendaraan bermotor. Parameter yang diuji

terdiri dari kinerja pembakaran pada mesin (power performance), residu deposit karbon, komposisi

gas buang dan tingkat penurunan konsumsi bahan bakar.

Penggunaan bio-aditif dari serai wangi dapat menghemat penggunaan bensin 30-50 % pada

kendaraan roda 2, sedangkan pada kendaraan roda 4 penambahan aditif dapat menghemat 15-25%.

Artinya bahwa jarak tempuh kendaraan roda 2 maupun 4 akan lebih jauh dengan penambahan bio-

aditif serai wangi dengan volume bensin yang sama dibandingkan dengan tanpa penambahan bio-

aditif ini.

Penggunaan bio-aditif pada kendaraan roda 4 dengan bahan bakar solar juga dapat menghemat

15-40%. Bio-aditif serai wangi 100% bahan baku dari minyakatsiri (nabati), tidak mengandung bahan

sintetis, dapat berfungsi sebagai katalisator dan mempunyai sifat detergensi pada system bahan

bakar mesin sehingga memberikan manfaat; menghemat BBM, menyempurnakan proses

pembakaran BBM, membersihkan sistem bahan bakar (fuel system) sejak dari tangki,

karburator/injection sampai ruang bakar, menghaluskan suara mesin, mempertahankan temperatur

mesin pada kondisi normal hingga terhindar dari over heating, menurunkan kadar emisi dari gas

buangan beracun, mengurangi asap hitam, tidak menimbulkan iritasi kulit, tidak bersifat korosif dan

tidak explosive.

Bio-aditif berbasis seraiwangi untuk sementara diberi nama Gastrofac untuk BBM bensin dan,

Cetrofac untuk solar, dan telah dilaunching pada acara ENIP 2010 (Expo Nasional Inovasi

Perkebunan) 12-14 November 2010. Penggunaan bio-aditif ini dapat dilakukan dengan

menambahkan 1 ml bio-aditif ke dalam 1000 ml bahan bakar minyak bensin atau solar kendaraan,

tunggu 4-6 detik, dan dapat dirasakan bedanya ketika dikendarai. Pengembangan formula bio-aditif

berbasis minyak seraiwangi kini masih terus dikembangkan oleh Balai Penelitian Tanaman Obat dan

Aromatik, bekerjasama dengan PT. Sinergi Alam Bersama. Penggunaan aditif nabati diharapkan

dapat membantu program penghematan BBM, berkontribusi dalam mengurangi polusi udara dan

pemanasan global, meningkatkanpenggunaan bahan dalam negeri, serta upaya dalam

pemberdayaan petani

METODOLOGI

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan sample bahan bakar minyak berupa solar dalam tiga

tahap, dengan tahapan penelitian sebagai berikut :

1. Tahan Karakterisasi Solar dan Bioaditif

Minyak seraiwangi dan solar murni dikarakterisasi dengan menggunakan Spektrofotometer FTIR dan

GCMS untuk memperoleh gambaran struktur dan komposisinya

2. Tahap Karakteristik Fisik Solar – Bioaditif

Karakterisasi fisik solar – bioaditif diperoleh dari data pengukuran parameter Spesific Gravity,

Viskositas, titik anilin, flash point, API Gravity dan indeks diesel. Data yang diperoleh selanjutnya

dibandingkan dengan spesifikasi minyak solar berdasarkan peraturan IRJEN MIGAS

3. Tahap Uji Kinerja Solar – Bioaditif pada Mesin Satu Silinder

Setelah diketahui komposisi optimum solar – bioaditif, dilakukan uji kinerja bioaditif pada mesin satu

silinder skala laboratorium, dengan parameter pengukuran laju konsumsi. Mesin yang digunakan

adalah mesin satu silinder KUBOTA

Adapun bagan alir dari penelitian ini ditunjukkan pada gambar berikut :

Minyak Seraiwangi Minyak Solar

Karakterisasi GCMS &FTIR

Reformulasi Solar dengan Bioaditif

Karakterisasi Fisik

Uji Kinerja pada Mesin Satu Silinder

Skala Laboratorium

Diagram 1. Metodologi Penelitian

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Eksplorasi Minyak Atsiri sebagai Bioaditif Bahan Bakar Solar. http://jpmipa.fpmipa.upi.edu/

2013/01/26/eksplorasi-minyak-atsiri-sebagai-bioaditif-bahan-bakar-solar/. Diakses pada tanggal

25 Maret 2013.

Arya, Dhani. 2012. Penggunaan Minyak Seraiwangi sebagai Bahan Bio-Aditif Bahan Bakar Minyak. http://

pmkpkrai.blogspot.com/2012/04/minyak-serai.html. Diakses pada tanggal 25 Maret 2013.

Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik. 2010. Penggunaan Minyak Seraiwangi sebagai Bahan Bio-

Aditif Bahan Bakar Minyak. http://pustaka.litbang.deptan.go.id/inovasi/kl10114.pdf. Diakses

pada tanggal 25 Maret 2013.

Kadarohman, Asep. Eksplorasi Minyak Atsiri sebagai Bioaditif Bahan Bakar Solar. http://id.pdfsb.com/

readonline/5a564e4b65417835566e422f43336c6d56454d3d-4328055. Diakses pada tanggal 25

Maret 2013.

Minyak Seraiwangi + Solar

Data Laju Konsumsi

Spesific gravity, viskositas, titik anilin, indeks diesel, API gravity

Karakteristik Fisik Solar - Bioaditif