lpl

Gambar Sampul

Pilot Plant Biodiesel PPPTMGB “LEMIGAS”

ISSN: 0125 - 9644

Volume 45, No. 1, April 2011

LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGAS (LPL) adalah media untuk mempromosikan kegiatan penelitian danpengembangan teknologi di bidang minyak dan gas bumi yang telah dilakukan olehPusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”

Alamat Redaksi

Sub Bidang Informasi, Bidang Afiliasi dan Informasi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan GasBumi “LEMIGAS” Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230. Tromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, INDONESIA, STT : No. 119/SK/DITJEN PPG/STT/1976, Telepon : 7394422 - ext. 1222, 1223,1274, Faks : 62 - 21 - 7246150, E-mail: [email protected]

Majalah Lembaran Publikasi Lemigas (LPL) diterbitkan sejak tahun 1970, 3 kali setahun. Redaksi menerimaNaskah Ilmiah tentang hasil-hasil Penelitian, yang erat hubungannya dengan Penelitian Minyak dan Gas Bumi.

Lembaran Publikasi LEMIGAS diterbitkan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi“LEMIGAS”. Penanggung Jawab : Dra. Yanni Kussuryani, M.Si., Redaktur : Ir. Daru Siswanto.

Pemimpin Redaksi : Dra. Yanni Kussuryani, M.Si. (Kimia)

Wakil Pemimpin Redaksi : Ir. Daru Siswanto (Teknik Kimia)

Redaktur Pelaksana : Drs. Heribertus Joko Kristadi, M.Si. (Geofisika)

Mitra Bestari : 1. Prof. Dr. Ir. Septoratno Siregar (Teknik Perminyakan) 2. Prof. Dr. R.P. Koesoemadinata (Teknik Geologi) 3. Prof. Dr. Wahjudi Wisaksono (Energi dan Lingkungan) 4. Dr. Ir. M. Kholil, M.Kom. (Manajemen Lingkungan) 5. Ferry Imanuddin Sadikin, S.T., M.E. (Teknik Elektro)

Dewan Redaksi : 1. Ir. E. Jasfi, M.Sc. APU. (Teknik Kimia) 2. Prof. (R). Dr. Maizar Rahman (Teknik Kimia) 3. Prof. (R). Dr. Suprajitno Munadi (Geofisika) 4. Prof. (R). M. Udiharto (Biologi) 5. Prof. (R). Dr. E. Suhardono (Kimia Industri)

Redaksi : 1. Ir. Bambang Wicaksono T.M., M.Sc. (Geologi Perminyakan) 2. Dr. Ir. Usman, M.Eng. (Teknik Perminyakan) 3. Ir. Sugeng Riyono, M.Phil. (Teknik Kimia) 4. Dr. Ir. Eko Budi Lelono (Ahli Palinologi) 5. Abdul Haris, S.Si., M.Si. (Lingkungan dan Kimia)

Sekretaris : Urusan Publikasi

Penerbit : Bidang Afiliasi dan Informasi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”

Pencetak : Grafika LEMIGAS

i

DAFTAR ISI

HalamanDAFTAR ISI ii

PENGANTAR • iii

LEMBAR SARI DAN ABSTRACT iv

MERAMU BENSIN RAMAH LINGKUNGAN DENGAN PEMANFAATAN BUTANOLOleh : Djainuddin Semar dan Emi Yuliarita 1 - 10

PENANGGULANGAN TANAH TERKONTAMINASI LIMBAH MINYAKMENGGUNAKAN TEKNIK BIOS (SKALA PILOT) Oleh : Zulkifliani 11 - 16

POTENSI PENGEMBANGAN CNG DARAT (TERRESTRIAL CNG) DI INDONESIA Oleh : Aziz Masykur Lubad dan Paramita Widiastuti 17 - 23

PEMBUATAN BAHAN BAKAR MINYAK SOLAR 48 BERTITIK NYALAMINIMUM 550C DAN 520C MELALUI CUTTING DISTILLATION Oleh : Emi Yuliarita 25 - 31

RANCANG BANGUN ADSORBEN MERCURY REMOVALLisna Rosmayati, Yayun Andriani dan Yusep K. Caryana 33 - 45

CADANGAN STRATEGIS MINYAK UNTUK KEAMANAN ENERGI INDONESIAOleh : Maizar Rahman 47 - 53

EVALUASI METODE ESTIMASI VISKOSITAS KINEMATIK CAMPURAN BINERBASE OIL DAN ADITIF VISCOSITY MODIFIERS (VMS)Oleh : Setyo Widodo, Nelson Saksono dan Subiyanto 55 - 60

ANALISIS TINGKAT PENGUAPAN PADA MINYAK LUMAS TRANSMISIOleh : Milda Fibria, Catur Yuliani R dan M. Hanifuddin 61 - 64

PEMANFAATAN BAKTERI THIOBACILLUS THIOPARUS UNTUK MEREDUKSIKANDUNGAN SULFUR DALAM GASOleh : Syafrizal dan Dianursanti 65 - 69

PENGGUNAAN INFRA RED OIL ANALYSER UNTUK MEMANTAU KONDISIMINYAK LUMAS MESIN DIESELOleh : M. Hanifuddin, Milda Fibria dan Shinta Sari Hastuningtyas 71 - 78

RANCANGAN DASAR PERHITUNGAN PROTEKSI KATODIK DENGANMENGGUNAKAN ANODA KORBAN PADA STRUKTUR BAJA ANJUNGANMINYAK DI LINGKUNGAN AIR LAUTOleh : Abdoel Goffar 79 - 90

Volume 45, No. 1, April 2011

ISSN: 0125 - 9644

ii

PENGANTAR

Pembaca yang Budiman,

Lembaran Publikasi LEMIGAS (LPL) mempunyai peranan penting dalam penyebaraninformasi hasil-hasil penelitian dan kajian migas bagi masyarakat dunia ilmu pengetahuan danindustri migas di Indonesia.

LPL Volume 45, No.1, April 2011 menyajikan beberapa tulisan hasil studi dan penelitian,yakni :

1. Meramu bensin ramah lingkungan dengan pemanfaatan butanol sebagai bahan bakarmesin bensin pada pembakaran internal tanpa modifikasi mesin; 2. Penanggulangan tanah yangterkontaminasi oleh limbah minyak menggunakan teknik bios (Skala Pilot) dari tanah yangtercemar hidrokarbon minyak dengan rerata 33.59% dapat diturunkan menjadi 0.98%; 3.Potensipengembangan CNG darat (Terrestrial CNG) di Indonesia sebagai solusi untuk mengatasikendala penyaluran gas bumi ke konsumen; 4. Pembuatan bahan bakar minyak solar 48 bertitiknyala minimum 550C dan 520C melalui Cutting Distillation agar sesuai dengan spesifikasiminyak solar 48 yang berlaku di Indonesia; 5. Rancang bangun adsorben mercury removalsalah satu solusi untuk meminimalkan kandungan merkuri dalam gas bumi; 6. Cadangan strategisminyak untuk keamanan energi Indonesia; 7. Evaluasi metode estimasi viskositas kinematikcampuran biner base oil dan aditif viscosity modifiers (VMs); 8. Analisis tingkat penguapanpada minyak lumas transmisi untuk mengetahui kehilangan minyak lumas roda gigi; 9.Pemanfaatan bakteri thiobacillus thioparus untuk mereduksi kandungan sulfur dalam gasuntuk menghasilkan energy; 10. Penggunaan infra red oil analyser untuk memantau kondisiminyak lumas mesin diesel; dan 11. Rancang dasar perhitungan proteksi katodik denganmenggunakan anoda karbon pada struktur baja anjungan minyak di lingkungan air laut agaranoda yang tersedia dapat memenuhi kebutuhan arus tiang pancang (pile) yang ditentukanhingga 20 tahun dan berjalan sesuai rancangan.

Tim Redaksi berharap LPL edisi April 2011 ini bisa menjadi rujukan bagi para penulis/peneliti.Oleh karena itu saran dan masukan pembaca sangat diharapkan untuk lebih sempurnanya terbitanLPL berikutnya.

Dewan redaksi dan dewan penerbit, serta penanggung jawab majalah LPL mengucapkanterima kasih kepada para penulis, penelaah dan penyunting yang telah bekerja keras hinggaterbitnya majalah LPL edisi ini.

Jakarta, April 2011

Redaksi

iii

iii

ISSN : 0125 - 9644 Terbit : April 2011

Djainuddin Semar1) dan Emi Yuliarita2) (PenelitiMadya1), Peneliti Muda2) pada Pusat Penelitian danPengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi“LEMIGAS”)

Meramu Bensin Ramah Lingkungan denganPemanfaatan Butanol

LPL Vol. 45 No. 1, April 2011 hal. 1 - 10

S A R I

Butanol adalah suatu alkohol yang dapat digunakansebagai bahan bakar mesin bensin pada pembakaraninternal tanpa modifikasi mesin.

Keuntungan dari butanol adalah angka oktana dankandungan energinya tinggi, hanya sekitar 10% lebihrendah daripada bensin. Butanol adalah hidrokarbonrantai panjang bersifat non-polar, tidak larut dalam airdan titik nyalanya tinggi, serta mempunyai tekanan uaprendah (0,3 psi).

Kelemahan utama butanol adalah bersifat toksisitas,dan kenyataan pada proses fermentasi butanol (dapatdibuat dari ganggang, mahkota dewa, buah naga)memancarkan bau busuk. Membuat butanol dariminyak tidak menghasilkan bau tersebut, namunpasokan terbatas.

Pengujian kinerja sepeda motor di atas dinamometersasis. Hasil uji daya rata-rata terhadap waktu akselerasirata-rata mesin sepeda motor yang berbahan bakarbensin yang mengandung 10% volume butanol (Bu

10)

lebih rendah 3,4% dibandingkan ketika memakai bensinyang tidak mengandung butanol (Bu

0). Hasil uji

konsumsi bahan bakar Bu10

dibandingkan dengan bensinBu

0 adalah meningkat 2,13%, sedangkan emisi gas

buang nitrogen oksida, karbon monoksida, hidrokarbondan karbon dioksida masing-masing lebih rendah.

Kata kunci: butanol, kinerja, ramah lingkungan.

ABSTRACT

Butanol is an alhohol which can be used asfuel in most gasoline internal combustion engineswithout the need of engine modification.

Kata Kunci yang dicantumkan adalah istilah bebas. Lembaran Abstrak ini boleh disalin tanpa izin dan biaya.

The advantages of butanol are its high oc-tane rating and high energy content, i.e. onlyabout 10% lower than gasoline. Butanol longerhydrocarbon chain causes it to be fairly non-polar, not water soluble, has a very low vaporpressure (RVP 0,3 psi).

Butanol’s only major disadvantages are itstoxicity and the fact that the fermentation pro-cess (butanol can be made from algae,phaleriamacrocarpa, dragon fruit) for renewablebutanol emits a foul odour. Making butanol fromoil product will not give such odour, but it is lim-ited its supply.

Performance test was done by using motorbike on chassis dynamometer.

The test results show that average power andaverage acceleration time of motor cycle enginethat used gasoline fuel Bu

10 compared to fuel

performance of reference gasoline fuel Bu0 can

be described as follow: the engine power de-creased by 3,4%; the consumption increased by2,13%, the nitrogen oxides, carbon monoxides,hydrocarbon emission and carbon dioxides de-creased.

Author

Keywords: butanol, performance, green fuel

Zulkifliani (Pengkaji Teknologi pada Pusat Penelitiandan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi“LEMIGAS”)

Penanggulangan Tanah Terkontaminasi LimbahMinyak Menggunakan Teknik Bios (Skala Pi-lot)


S A R I

Penanggulangan tanah yang terkontaminasi olehlimbah minyak memerlukan oil separation technol-ogy yang tepat dan tidak menimbulkan masalah lain.

iv

Salah satu usaha penanggulangan limbah tersebutadalah menggunakan teknik yang terintegritas, fea-sible (efektif dan efisien) dan ramah lingkungan yaituteknik Bios. Aplikasi teknik Bios untuk pengolahantanah tercemar minyak skala pilot telah dilakukan padastudi ini dengan hasil yang baik. Tanah yang tercemarminyak dengan total hidrokarbon minyak (TPH-TotalPetroleum Hydrocarbon) dengan rerata 33,59%dapat diturunkan menjadi 0,98%.). Di samping ituberdasarkan analisis laboratorium, minyak yangberhasil diambil kembali (oil recovery) masih dapatdigunakan kembali sebagai oil feed di kilang.

Kata kunci: limbah minyak, separasi minyak,bioekstraksi, total hidrokarbon minyak

ABSTRACT

Combating soil contaminated by oil waste re-quires appropriate oil separation technology thatdoes not cause other problems. One of the effortsto cope with this contaminated soil is by the appli-cation of Bios technique which is integrated, fea-sible (effective and efficient) and environmentallyfriendly. Bios technique application in upgradingoil-contaminated soil has been carried out in thisstudy with good results. Oil-contaminated soil con-taining total petroleum hydrocarbon (TPH) withthe mean of 33.59% can be reduced to 0.98%. Inaddition, based on the laboratory analysis, the oilthat can be successfully recovered from the soil(oil recovery) can still be reused as oil feed in re-fineries.

Author

Keywords: oil sludge, oil separation, bioextraction,Total Petroleum Hydrocarbon

Aziz Masykur Lubad1) dan Paramita Widiastuti1)

Peneliti Pertama1) pada Pusat Penelitian danPengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi“LEMIGAS”

Potensi Pengembangan CNG Darat (TerrestrialCNG) di Indonesia


S A R I

Bahan Bakar Minyak (BBM) masih menjadisumber energi utama di Indonesia hingga saat ini.

Namum demikian, tingginya harga minyak bumi dalambeberapa tahun terakhir telah mendorong konsumenBBM mencari sumber energi alternatif yang lebihmurah. Di tengah ketidakstabilan dan tingginya hargaBBM, gas bumi muncul sebagai salah satu sumberenergi alternatif. Selain harganya lebih murah, gas bumilebih ramah lingkungan. Sejauh ini, kendala utamapemanfaatan gas bumi di Indonesia adalahketersediaan infrastruktur transportasi gas bumi yangbelum memadai. Jaringan pipa transmisi dan distribusiyang selama ini digunakan sebagai moda transportasiutama gas bumi di Indonesia memiliki beberapaketerbatasan seperti jarak sumber gas ke konsumencukup jauh sehingga secara teknis maupunkeekonomian tidak memungkinkan dikembangkanjaringan pipa. Untuk mengatasi hal itu diperlukan suatusolusi alternatif yang ekonomis untuk menyalurkan gasbumi ke sektor konsumen yang membutuhkan. Salahsatu solusi untuk mengatasi kendala tersebut adalahdengan menggunakan teknologi Compressed Natu-ral Gas (CNG) yang saat ini telah digunakan secaraluas di beberapa negara seperti Amerika Serikat, In-dia, Cina, Thailand dan lain-lain. Teknologi inidiharapkan mampu mengakomodasi kendalatransportasi gas bumi ke konsumen-konsumen yangtidak terjangkau oleh infrastruktur jaringan pipa gasbumi.

Kata Kunci : CNG, Cadangan, Transportasi,Keekonomian, Konsumen

ABSTRACT

Liquid petroleum fuel is still the major energyresources in Indonesia until now. Nevertheless,high oil price in recent years has driven the oilfuel consumers to look for alternative energy thatis relatively cheap. In unstable and high oil price,natural gas appears as one of alternative energy.Because, its price is relatively cheap and it is en-vironmental friendly. So far, the main obstacle ofgas utilization in Indonesia is the availability ofnatural gas infrastructure which is not adequate.Transmission and distribution line piping which isused as natural gas primary transportation modein Indonesia, still have some limitations. One ofthem is the distance between gas sources and con-sumers. Hence, it is not feasible technically andeconomical to develop the pipeline network. Al-ternative solution is needed to overcome the prob-

v

lem to deliver gas to the consumer. Using Com-pressed Natural Gas (CNG) that is used over thecountries such as USA, India, China, Thailand,become one of the solution. This technology isexpected to accommodate the obstacle of naturalgas transportation to consumers who are in un-reachable area by gas pipeline infrastructure.

Author

Keywords: CNG, reserve, transportation, economi-cal, consumer

Emi Yuliarita (Peneliti Muda pada Pusat Penelitiandan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi“LEMIGAS”)

Pembuatan Bahan Bakar Minyak Solar 48

Bertitik Nyala Minimum 550C dan 520C MelaluiCutting Distillation


S A R I

Pada saat ini batasan titik nyala yang ditentukanuntuk minyak Solar 48 di Indonesia adalah minimum60°C, yang lebih tinggi dibandingkan dengan negara-negara lain. Oleh karena itu penelitian ini bertujuanuntuk membuat minyak Solar 48 dengan titik nyalaminimum 55oC dan 52oC dengan menggunakanmetode cutting distillation. Proses cutting distil-lation dilakukan terhadap campuran 50:50 minyaktanah dan minyak solar pada temperatur penguapandistilat berkisar antara 10% sampai 40% dari volumedistilat. Sisa campuran bahan bakar yang diperolehdari pemotongan distilasi yang mempunyai angkasetana paling mendekati 48 digunakan sebagaikomponen dasar untuk pembuatan minyak Solar 48bertitik nyala 55oC dan 52oC. Kemudian fraksi naftadigunakan untuk membuat penyesuaian titik nyala.

Berdasarkan hasil uji sifat-sifat fisika/kimiaminyak solar 48 bertitik nyala 55oC dan 52oC yangdihasilkan dalam penelitian ini adalah sesuai denganspesifikasi minyak Solar 48 yang berlaku di Indone-sia sebagaimana diatur dalam Surat Keputusan DirjenMigas No. 3675 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret2006.

Kata kunci: Cutting distilasi, spesifikasi, titik nyala,karakteristik fhysical-kimia.

ABSTRACT

Currently, the flash point limit specified forAutomotive Diesel Oil (ADO) grade 48 in Indo-nesia is at the minimum of 60°C, which is highercompared to that in many other countries. There-fore, this research aims to manufacture ADO 48with the minimum flash points of 55oC and 52oCusing cutting distillation method. The cutting dis-tillation process is carried out on a 50:50 mixtureof kerosene and diesel oil at the temperatures ofdistillate evaporation ranging from 10% up to40% of the distillate volume. Materials obtainedfrom the distillation cuts that have a cetane num-ber close to 48 are used as basic components tomanufacture the diesel oils with the minimum flashpoints of 55oC and 52oC. Then, naphtha frac-tion is used to make adjustments to the flashpoints. Based on the physical chemical charac-teristics, the manufactured diesel oil 48 in thisstudy are in accordance with the specificationsof diesel 48 in Indonesia as stipulated in the de-cree of Director General of Oil and Gasnumber 3675 K/24/DJM/2006 dated 17 March2006.

Author

Keywords: Cutting distilation, specifications, flashpoint, fhysical-chemical characteristics.

Lisna Rosmayati1) dan Yayun Andriani1), Yusep K.Caryana2) (Pengkaji Teknologi1), Peneliti Muda2) padaPusat Penelitian dan Pengembangan TeknologiMinyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”)

Rancang Bangun Adsorben Mercury Removal


S A R I

Sebagian besar gas bumi (natural gas)mempunyai kandungan merkuri dengan jumlah kecil(trace). Kehadiran merkuri dalam gas bumi sekalipundalam jumlah yang kecil dinilai merugikan karenadapat menyebabkan korosi pada peralatan dan fasilitasproses di industri migas. Proses adsorpsi merupakanproses yang paling sesuai untuk memisahkan merkuridalam gas bumi dan rancang bangun alat adsorpsimerkuri merupakan salah satu solusi untukmeminimalkan kandungan merkuri dalam gas bumi.

vi

Kinerja alat rancang bangun adsorben mercury re-moval dengan kondisi percobaan menggunakan dataoptimum dari hasil aktivasi adsorben karbon yangtelah dikarakterisasi. Kondisi optimum percobaanyaitu menggunakan adsorben karbon yang berukuran70 mesh, diaktivasi pada temperature 700oC,direndam setelah aktivasi selama 12 jam dan posisitabung adsorben vertikal. Hasil pengukuran merkuri(Hg) menunjukkan bahwa adsorben karbon aktif padakondisi percobaan tersebut mampu menyerapmerkuri (Hg) sebesar 27.629,94 μg/m3.

Kata kunci : rancang bangun, adsorben, merkuri

ABSTRACT

Most of natural gas contain a trace mercury,However, although its content in natural gas isvery small, mercury can cause corrosion in pro-cess facilities and equipment plant in petroleumindustries. The adsorption process is the best tech-nique and mostly used for mercury separating innatural gas. The engineering equipment of mer-cury removal by activated charcoal adsorbent isone of few solution to minimize mercury contentin natural gas. To obtain the best result of adsor-bent activation, it is very important to run theprocess under optimum condition. There are sev-eral optimum conditions which is obtained fromthe experiment e.g.: The size of the activated car-bon particles is 70 mesh, temperature activationis 700oC approximately, time of immersed in ZnCl

2

after activation is 12 hours and use a verticalposition of adsorbent tube. The result of mercury(Hg) measurement shows that the ability of acti-vated carbon adsorbent to adsorb mercury is27.629,94 μg/m3.

Author

Keywords: engineering,adsorbent,mercury

Maizar Rahman (Peneliti Utama pada PusatPenelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak danGas Bumi “LEMIGAS”)

Cadangan Strategis Minyak untuk KeamananEnergi Indonesia


S A R I

Gangguan pasokan minyak mentah dan bahanbakar minyak berakibat parah kepada perekonomian

negara yang terkena, bahkan juga kepada situasi yangdapat menimbulkan ketidakstabilan sosial politik.Untuk itu diperlukan cadangan penyangga energiuntuk ketahanan energi negara tersebut.

Keamanan energi Indonesia sudah dalam situasirawan terhadap gangguan pasokan, baik dalam haldistribusi bahan bakar minyak di dalam negeri maupundalam pengadaan impor minyak mentah untuk kilang-kilang di dalam negeri dan impor bahan bakar minyak

Undang-undang dan peraturan-peraturan terkaitsudah mengamanatkan ketersediaan energipenyangga ataupun cadangan strategis minyak bumidan penyediaan bahan bakar minyak nasional.

Disarankan agar Indonesia membangun simpananminyak mentah dan bahan bakar minyak, pada tahapawal, sekurangnya untuk 30 hari impor.

Tangki-tangki yang tidak terpakai sepenuhnya yangberada di Pertamina maupun di badan usaha kontrakkerja sama serta di depot-depot dan kilang-kilang dapatdimanfaatkan sebagai penyimpan cadangan minyakdan bahan bakar minyak.

Kerja sama regional ASEAN harus lebihdikonkretkan, untuk dapat memperkuat keamananenergi para anggotanya, terutama di saat kritis ataukelangkaan pasokan.

Setyo Widodo1, Nelson Saksono2, Subiyanto3 (

(Pengkaji Teknologi1), Peneliti Utama3) pada PusatPenelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak danGas Bumi “LEMIGAS”)

Evaluasi Metode Estimasi Viskositas KinematikCampuran Biner Base Oil dan Aditif ViscosityModifiers (VMs)


S A R I

Penyusunan formula minyak lumas selalumelibatkan pencampuran base oil dan aditif melaluitahapan estimasi dan formulasi skala laboratorium,dilanjutkan dengan produksi skala komersial. Param-eter kunci dalam penyusunan formula adalahviskositas kinematik yang nilainya dapat dihitungsecara teoretis dan pengujian laboratorium. Beberapametode estimasi viskositas campuran yang dikenalantara lain persamaan Refutas, metode Wright, danmetode yang dikembangkan dan digunakan dalam

vii

American Society for Testing and Material (ASTMD 7152).

Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari akurasiketiga metode tersebut dalam memprediksi viskositaskinematik campuran biner base oil dan aditif. Sampelcampuran biner tersusun dari dua jenis base oil min-eral produksi PT Pertamina (Persero) dan aditif vis-cosity modifiers (VMs) produksi Lubrizol yangdivariasikan pada kisaran konsentrasi 5-30 % berat.Nilai viskositas kinematik diukur pada temperatur uji40 dan 100oC menggunakan cannon automatic vis-cometer series 2000 (CAV 2000) dengan mengacupada metode uji ASTM D 445. Evaluasi datadilakukan untuk mendapatkan nilai persen averageabsolute deviation (%AAD) sebagai indikatorakurasi hasil estimasi dari setiap metode dibandingkandengan data empiris.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai %AADpada 24 data uji dari 12 sampel campuran biner dantemperatur uji 40oC adalah 10,56 %, lebih rendahdibandingkan persamaan Refutas dan metode ASTM,yaitu 41,19 dan 41,25 %. Pada temperatur uji 100oCnilai %AAD metode Wright adalah 15,03 %, lebihrendah daripada persamaan Refutas dan metodeASTM yaitu 39,15 dan 39,43 %. Berdasarkan hasiltersebut, dapat disimpulkan bahwa metode Wrightmemberikan nilai estimasi yang lebih akuratdibandingkan dengan persamaan Refutas maupunmetode ASTM.

Katakunci: viskositas kinematik, viscosity modifiers,average absolute deviation.

ABSTRACT

Lubricating oil formulation always involvesmixing of base oil and additives through severalsteps of estimation and laboratory scale formu-lation, followed by commercial scale production.Key parameters in the preparation of formula isthe kinematic viscosity whose value can be calcu-lated theoretically and by laboratory testing. Sev-eral viscosity estimation methods of the mixture,known as Refutas equation, the Wright method,and methods developed and used in the AmericanSociety for Testing and Materials (ASTM D 7152).

This research was conducted to study the ac-curacy of these three methods in predicting the

kinematic viscosity of base oil and additives bi-nary mixtures. The sample of binary mixtures com-posed of two types of mineral base oil derivedfrom PT Pertamina (PERSERO),

and concentrations of additive viscosity modi-fiers (VMs,) derived from Lubrizol Indonesia,varied 50-30% by weight. Kinematic viscosityvalues were measured at 40 and 100oC using acannon autotomatic viscometer series 2000 (CAV2000) according to ASTM test method D 445. Thedata were evaluated to obtain the value of per-cent average absolute deviation (% AAD) as anindicator of the accuracy of each method com-pared with empirical data.

The results showed that the % AAD value of24 data from 12 binary-mixtures samples mea-sured at 40oC is 10.56%, lower than Refutas equa-tion and ASTM methods, 41.19 and 41.25% re-spectively. Test result at 100oC show that % AADof Wright’s method is 15.03%, lower than theRefutas equation and ASTM methods, 39.15 and39.43% respectively. Based on these results, it canbe concluded that Wright method gives a moreaccurate compared with both Refutas equationand ASTM methods.

Author

Keywords: kinematic viscosity, viscosity modifi-ers, average absolute deviation.

Milda Fibria1), Catur Yuliani R1), M. Hanifuddin1)

(Peneliti Pertama1) pada Pusat Penelitian danPengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi“LEMIGAS”)

Analisis Tingkat Penguapan pada MinyakLumas Transmisi


S A R I

Proses transmisi roda gigi memungkinkanterjadinya slip yang mengakibatkan terjadinyapemanasan ekstrem di dalam gearbox. Kondisi iniselain dapat mengoksidasi minyak lumas dengancepat juga akan menyebabkan penguapan berlebihyang berefek pada berkurangnya pelumasan hingga

viii

tidak mampu lagi melumasi dengan baik. Untukmengetahui kehilangan minyak lumas, maka dilakukanpengujian terhadap beberapa minyak lumas transmisiroda gigi pada laboratorium semi-unjuk kerja minyaklumas. Dengan metode ASTM D 5800, minyak lumasdipanaskan pada suhu 2500C selama satu jam dengantekanan 2 mbar menggunakan alat uji Noack evapo-ration tester. Hasilnya adalah pada beberapa minyaklumas roda gigi SAE 90, penguapan yang terjadi cukupbesar bahkan mencapai lebih dari 30%. Sehinggapemilihan terhadap base oil dari pelumas haruslahdiperhatikan.

Kata kunci: Roda gigi, minyak lumas, penguapan.

ABSTRACT

The gear transmission process may cause skidthat results in extreme heat in the gearbox. Thiscondition will causes rapid oxidation and evapo-ration of lubricating oil in the gearbox. The evapo-ration reduces the function of the lubricating oilthat ultimately makes the oil unable to lubricateproperly. The purpose of this study is to find outthe loss of the oil due evaporation. The methodused refers to ASTM D 5800 using Noack Evapo-ration Tester on fifteen different kinds of lubricat-ing oils from various brands in semi performancelaboratory. The result show that in some gear oilsof SAE 90, evaporation occurrs quite largely thatit can reach more than 30%. Thus attention shouldbe taken into consideration in selecting oil-basedlubricants.

Author

Keywords: Gear, lube oil, evaporation.

Syafrizal1) dan Dianursanti2) (Peneliti Pertama1) padaPusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyakdan Gas Bumi “LEMIGAS”, Dep. Teknik Kimia2),Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Kampus BaruUI, Depok 16424)

Pemanfaatan Bakteri Thiobacillus Thioparus

Untuk Mereduksi Kandungan Sulfur dalam Gas


S A R I

Salah satu solusi untuk mereduksi kandungan sul-fur menggunakan mikroba yang bersifat aerob. Jenismikroba ini dapat mengoksidasi senyawa sulfur untuk

menghasilkan energi. Bakteri sulfur dapat menyimpandan menggunakan sulfur elemental atau komponenorganik sulfur untuk metabolisme selnya.

Dalam penelitian ini bakteri pereduksi sulfur yangdigunakan adalah Thiobacillus thioparus, sedangkansenyawa sulfur yang digunakan natrium tiosulfat(Na

2S

20

3) dengan konsentrasi 200, 400, dan 600 mg/

L.

Hasil penelitian menunjukkan, tingkat ketahananbakteri Thiobacillus thioparus terhadap variasikonsentrasi senyawa sulfur secara umum mengalamifase lag pada 12 jam periode inkubasi. Faseeksponensial terjadi pada periode ini, pertumbuhanbakteri yang sangat cepat selama 30 atau 36 jamdan mengalami penurunan populasi pada jam ke-54.Pada tiga perlakuan tersebut semakin tinggikonsentrasi substrat, maka aktivitas bakteri dalam lajureduksi akan semakin besar.

Kata kunci : Biofilter, Desulfurisasi, Thiobacillusthioparus.

ABSTRACT

One of the solutions to remove sulphur con-tent is by using aerobic microbes. This type ofmicrobes can oxidize sulphur compounds to yieldenergy. Sulphur bacterium can keep and use el-emental organic sulphur component for their me-tabolism of cells.

In this research the sulfur reducer bacteriaused Thiobacillus thioparus, whereas sulfur com-pound used sodium thiosulfat, N

2S

2O

3 with con-

centration of 200, 400, and 600 mg/L.

The result of research, shows the endurancelevel of Thiobacillus thioparus bacteria to vari-ous sulphur compound concentration. Generallythe phase lag accure at 12 hour incubation pe-riod. The exponential phase occurs during thisperiode, the bacterium grew very quickly during30 or 36 hours. Finally the bacterium populationdecreased at 54 hour. Based on the tree treatments,the higher the substrate concentration, the fasterthe reduction rate.

Author

Keyword : Biofilter, Desulfurisation, Thiobacillusthioparus.

ix

M. Hanifuddin1), Milda Fibria1), Shinta SariHastuningtyas2) (Peneliti Pertama1, PenganalisisPelumas2 pada Pusat Penelitian dan PengembanganTeknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”)

Penggunaan Infra Red Oil Analyser untukMemantau Kondisi Minyak Lumas Mesin Die-sel


S A R I

Pelaksanaan program analisis minyak lumas yangbaik akan memberikan petunjuk kondisi minyak lumasselama pemakaian. Analisis ini meliputi karakteristikkandungan aditif, produk-produk oksidasi, dan adanyakontaminan yang terdapat pada minyak lumas. Sampeldiperoleh dari minyak lumas hasil formulasi danminyak lumas produksi Pertamina yang ada di pasaranyang diujicobakan pada kendaraan diesel penumpang.Sampling dilakukan pada jarak tempuh 0 km, 5000km, 10000 km, dan 15000 km. Kemudian dilakukananalisis menggunakan FTIR Oil Analyser, yangmenghasilkan sembilan utama jenis pengukuraninframerah. Berdasarkan hasil uji menggunakan FTIROil Analyser, minyak lumas secara garis besarmenunjukkan karakteristik yang bagus sampai jaraktempuh 15.000 km.

Kata kunci : analisis minyak lumas, FTIR, oilanalyser

ABSTRACT

Implementation of lubricating oil analysis pro-gram on will be able to indicate the condition ofthe oil in use. This analysis includes the charac-teristics of the content of additives, products ofoxidation, and the existence of contaminants con-tained in the formulation of lubricating oil. Lu-bricating oil samples are obtained from the for-mulated oil and by Pertamina’s lubricating oilthat is tested on diesel passengervehicles. Sampling are taken after the oil is usedfor a distance 0 km, 5000 km, 10000 km, and15000 km. The analysis is performed using FTIROil Analyser, which resulted in nine kinds primerof measurements. Based on test results, both ofthe formulated lubricating oil and Pertamina’s lu-bricating oil in general still shows good charac-teristics until the distance of 15000km.

Author

Keywords : lubricant analysis, FTIR, oil analyser

Abdoel Goffar (Peneliti Madya pada Pusat Penelitiandan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi“LEMIGAS”)

Rancangan Dasar Perhitungan Proteksi Katodikdengan Menggunakan Anoda Korban PadaStruktur Baja Anjungan Minyak di LingkunganAir Laut


S A R IPembuatan dokumen setiap pekerjaan proyek

adalah sangat penting. Penelitian dengan perhitunganrancangan dasar proteksi katodik anoda korban padapile di anjungan lepas pantai dilakukan denganmembuat laporan sebagai dokumen. Dokumen iniberisi laporan yang tersusun secara sistematikadengan menerangkan pekerjaan proyek meliputirekayasa dasar untuk perhitungan proteksi katodik danmenggunakan anoda korban (sacrificial anode)untuk melindungi korosi pada tiang baja (steel pile)anjungan minyak di lepas pantai. Paper inimenunjukkan tahapan merancang proteksi katodiksesuai dengan standar dan spesifikasi dari salah satuperusahaan milik negara Eropa yang beroperasi diIndonesia. Rancangan meliputi perhitungan secarateliti kebutuhan arus pile dari anjungan minyak (plat-form) di lingkungan air laut (lepas pantai). Kerja samatim insinyur dari berbagai disiplin ilmu yang masing-masing memiliki data lapangan kemudian terkumpuldalam beberapa arsip (file) dalam komputer yangsebagai jejaring (network), sehingga memudahkanperolehan data secara lengkap. Selain dari pada itudibutuhkan juga gambar autocad guna mengetahuikeadaan sebenarnya instalasi terhadap tiang pancang(pile) anjungan yang diproteksi katodik. Perhitungandilakukan dengan menyusun tabulasi secara sistematisdan memudahkan perhitungan dalam komputer secaracepat,sehingga menjadi praktis dan efisien. Hasil dariperhitungan dapat memberi penjelasan terhadapkebutuhan arus pada pile dan memudahkan koreksiapabila ada kesalahan dengan memasukkan semuaparameter yang diketahui. Rancangan ini dikenaldengan rekayasa dasar (basic engineering) agaranoda yang tersedia dapat memenuhi kebutuhan arustiang pancang (pile) yang telah ditentukan hingga 20tahun dan memastikan sistem berjalan sesuairancangan.

Kata kunci: proteksi katodik, anoda korban, tiangbaja anjungan lepas pantai, perhitungan

x

ABSTRACT

Document report of each project job is veryimportant. The research with basic design calcu-lation for installation of sacrificial anode cathodicprotection in offshore platform is done by mak-ing the report as a document. The document con-sists of the report which is arranged sistematicallyto describe the project which encompasses thebasic engineering for calculation of cathodic pro-tection In this case the project that has been doneis cathodic protection by sacrificial anode in off-shore platform structure. The document list con-sists of various parts of the report which describethe work which encompasses the document. Thereport also describes the basic engineering cal-culation of cathodic protection by using sacrifi-cial anode to protect corrosion on the steel pileof fixed offshore. This paper describes the stepsto design the cathodic protection according toNACE standard and one of Europe companyspecification of oil and gas operation. The de-sign comprises accurate calculation of currentdemand of oil platform pile in offshore field. A

team engineers of miscellaneous science disciplinework together according to their background. Thecompiled data are recorded in computer networkwhich connected each other, so that to make easyto access the complete data. Besides that theautocad drawing is also needed in order to knowactually circumstance in which to install the sac-rificial anode for the platform pile. The calcula-tion is performed to arrange the systematicallytabulation and to make easy the calculation incomputer is very fastly, so that it will be practiceand efficient. The result from the calculation cangive the information on current demand about thepile. And to make easy the correction If there isany mistake with including the all known param-eter. The design is known as the basic engineer-ing in order the supply anode can fulfill the cur-rent demand on the pile Which has been deter-mined until 20 years and must be the running sys-tem according to design.

Author

Keywords: cathodic protection, sacrificial anode,the steel beam offshore platform, the calculation

1

MERAMU BENSIN RAMAH LINGKUNGAN LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASDJAINUDDIN SEMAR DAN EMI YULIARITA VOL. 45. NO. 1, APRIL 2011: 1 - 10

Meramu Bensin Ramah Lingkungan denganPemanfaatan ButanolOleh: Djainuddin Semar1) dan Emi Yuliarita2)

Peneliti Madya1), Peneliti Muda2) pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 20 Januari 2011; Diterima setelah perbaikan tanggal 16 Februari 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Butanol adalah suatu alkohol yang dapat digunakan sebagai bahan bakar mesin bensin padapembakaran internal tanpa modifikasi mesin.

Keuntungan dari butanol adalah angka oktana dan kandungan energinya tinggi, hanya sekitar10% lebih rendah daripada bensin. Butanol adalah hidrokarbon rantai panjang bersifat non-polar,tidak larut dalam air dan titik nyalanya tinggi, serta mempunyai tekanan uap rendah (0,3 psi).

Kelemahan utama butanol adalah bersifat toksisitas, dan kenyataan pada proses fermentasibutanol (dapat dibuat dari ganggang, mahkota dewa, buah naga) memancarkan bau busuk.Membuat butanol dari minyak tidak menghasilkan bau tersebut, namun pasokan terbatas.

Pengujian kinerja sepeda motor di atas dinamometer sasis. Hasil uji daya rata-rata terhadapwaktu akselerasi rata-rata mesin sepeda motor yang berbahan bakar bensin yang mengandung10% volume butanol (Bu

10) lebih rendah 3,4% dibandingkan ketika memakai bensin yang tidak

mengandung butanol (Bu0). Hasil uji konsumsi bahan bakar Bu

10 dibandingkan dengan bensin

Bu0 adalah meningkat 2,13%, sedangkan emisi gas buang nitrogen oksida, karbon monoksida,

hidrokarbon dan karbon dioksida masing-masing lebih rendah.

Kata kunci: butanol, kinerja, ramah lingkungan.

ABSTRACT

Butanol is an alhohol which can be used as fuel in most gasoline internal combustionengines without the need of engine modification.

The advantages of butanol are its high octane rating and high energy content, i.e. onlyabout 10% lower than gasoline. Butanol longer hydrocarbon chain causes it to be fairlynon-polar, not water soluble, has a very low vapor pressure (RVP 0,3 psi).

Butanol’s only major disadvantages are its toxicity and the fact that the fermentationprocess (butanol can be made from algae, phaleriamacrocarpa, dragon fruit) for renew-able butanol emits a foul odour. Making butanol from oil product will not give such odour,but it is limited its supply.

Performance test was done by using motor bike on chassis dynamometer.

The test results show that average power and average acceleration time of motor cycleengine that used gasoline fuel Bu

10 compared to fuel performance of reference gasoline

fuel Bu0 can be described as follow: the engine power decreased by 3,4%; the consump-

tion increased by 2,13%, the nitrogen oxides, carbon monoxides, hydrocarbon emissionand carbon dioxides decreased.

Keywords: butanol, performance, green fuel

2


I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada saat ini bahan bakar alternatif berasal daribahan nabati yang telah banyak diteliti, dikembangkan,dan diaplikasikan untuk bahan bakar bensin di Indo-nesia masih terbatas pada etanol/bioetanol.

Bioetanol di Indonesia sebagian besar dibuat darigula tebu dan singkong. Ditinjau dari bahan bakunya,bioetanol tersebut memiliki kelemahan karena bahanbakunya berasal dari bahan pangan sehinggadikhawatirkan apabila kebutuhan semakin meningkatmaka harga komoditas pangan tersebut akanmeningkat pula.

Bahan bakar yang memiliki potensi cukup besaruntuk dikembangkan tanpa mengganggu pasokanpangan adalah butanol/biobutanol. Bahan bakubiobutanol tanpa mengganggu pasokan pangan, antaralain ganggang air tawar (algae), tandan nipah, buahmahkota dewa (phaleriamacrocarpa), buah naga(dragon fruit), tandan daun nipah.

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakanbutanol sebagai aditif peningkat angka oktana bensin(octane booster additive) dan penggunaaan etanoldimaksudkan untuk mengamati perbedaan pengaruhpemanfaatan butanol dibandingkan denganpemanfaatan etanol sebagai peningkat angka oktanabensin. Populasi kendaraan bermotor jenis sepada mo-tor di Indonesia sangat pesat seperti disajikan padaGambar 2, oleh sebab itu pengujian kinerjamenggunakan sepeda motor di atas dinamometersasis.

B. Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan penelitian ini adalah untukmengamati pengaruh penambahan butanol ke dalambensin terhadap perubahan sifat fisika/kimia, sertaefek pemakaian campuran butanol dan etanol sebagaicampuran bensin terhadap peningkatan angka oktanariset dan kinerja sepeda motor.

C. Metodologi

- Penelitian diawali dengan penyiapan bahan bakubutanol dan etanol. Kemudian melakukanformulasi bensin modifikasi dengan menggunakanoksigenat jenis alkohol yaitu butanol dan etanolsebagai peningkat angka oktana.

- Dilakukan pemilihan sampel formula bensinmodifikasi untuk pengujian sifat-sifat fisika/kimia

dan unjuk kerja pada mesin sepeda motor di atasdinamometer sasis.

- Pengujian sifat-sifat fisika/kimia sampel bahanbakar dengan metode uji standar ASTM dan/ataumetode uji baku lainnya. Evaluasi hasil uji fisika/kimia sampel campuran bensin-butanol danbensin-etanol dilakukan dengan caramembandingkannya dengan spesifikasi Bensin 88yang ditetapkan Pemerintah.

- Pengujian kinerja di atas bangku uji menggunakandua jenis sepeda motor empat langkah.

- Evaluasi hasil-hasil uji kinerja dilakukan denganmembandingkan hasil uji kinerja sampel campuranbensin-butanol dan bensin-etanol dengan kinerjabensin tanpa kandungan oksigenat (butanol atauetanol).

II. TINJAUAN LITERATUR

A. Butanol

1. Bahan Baku Butanol

Bahan baku biobutanol berasal dari ganggang (al-gae), buah naga (dragon fruit), buah makkota dewa(phaleriamacrocarpa), dan lain-lain seperti disajikanpada Gambar 1. Bahan baku bioutanol ini tidakmengganggu pasokan pangan dan cukup banyaktersedia di banyak pulau di Indonesia.

2. Proses Pembuatan Butanol

Senyawa butanol pertama sekali ditemukan padatahun 1852 oleh Wyrtz dengan cara memisahkan n-butanol dari campuran amil alkohol (minyak fusel).Kemudian pada tahun 1871, Lieben dan Rossi berhasilmemperoleh n-butanol dari reduksi n-butiraldehida.

Butanol dapat dibuat dari proses hidrogenasi dan/atau proses fermentasi.

- Proses hidrogenasi menggunakan bahan bakubutiraldehida cair yang terdiri atas 99% volume

Gambar 1Bahan Baku Butanol/Biobutanol

Ganggang(algae)

Buah Naga(Dragon Fruit)

Mahkota Dewa(phaleriamacrocarpa)

4


dengan bensin, butanol mempunyai kecende-rungan yang kecil untuk terpisah jika bahan bakarini terkontaminasi dengan air.

B. Populasi Kendaraan Bermotor di Indonesia

Kebutuhan bahan bakar minyak jenis bensinmeningkat dari tahun ke tahun seiring denganmeningkatnya jumlah kendaraan bermotor berbahanbakar bensin di Indonesia. Data-data yang didapatdari Kepolisian Republik Indonesia menunjukkanbahwa jumlah kendaraan bermotor di Indonesia dariberbagai jenis dan tipe seperti kendaraan penumpang,bus, truk dan sepeda motor pada tahun 2008 adalah65.273.451 unit, di mana sekitar 47.683.681 unit(73,05%) adalah jenis sepeda motor. Populasikendaraan bermotor dari berbagai jenis seperti mobilpenumpang, truk, bis dan sepeda motor dari tahun2004 sampai dengan tahun 2008 disajikan padaGambar 2.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Uji Sifat-Sifat Fisika/Kimia

Identitas bahan bakar bensin yang mengandungbutanol dan etanol sebagai berikut:

- Bu0,

Bu10,

Bu20,

Bu30,

Bu40

bahan bakar bensinmasing-masing mengandung 0%, 10%, 20%, 30%dan 40% volume butanol.

- E10

adalah bahan bakar bensin yang mengandung10% volume etanol.

Hasil-hasil uji sifat-sifat fisika kimia utama sepertiangka oktana riset (research octane number, RON),distilasi (IBP, T

10, T

50, T

90, titik didih akhir), tekanan

uap Reid (Reid vapor pressure, RVP), diuraikan dibawah ini.

1. Angka Oktana Riset

Pengaruh pencampuran butanol dan etanol kedalam bahan bakar bensin mulai dari 10% sampaidengan 40% volume terhadap tingkat angka oktana,seperti disajikan pada Gambar 3. Dari Gambar 3ternyata penambahan butanol tipikal ke dalam bensinmemberikan respon kenaikan angka oktana riset lebihrendah dibandingkan dengan penambahan etanol.

Spesifikasi Bensin 88 menurut Surat KeputusanDirjen Migas No. 3674 K/24/DJM/2006 tanggal 17Maret 2006 menetapkan batasan kandunganoksigenat dalam bensin maksimum 10% volume. DariGambar 2 terlihat bahwa hasil uji angka oktana riset

sebagai berikut:

- Penambahan 10% volume butanol dapatmenaikkan angka oktana riset 1,6 RON

- Penambahan 10% volume etanol dapatmenaikkan angka oktana riset 2,25 RON.

2. Distilasi

Sifat volatilitas bensin berkaitan denganpembentukan campuran udara dan bahan bakar yangberpengaruh pada kemulusan operasi mesinkendaraan (driveability), kemudahan penyalaan padasaat dingin (cold starting), mudah mencapai panas(warm up), meratanya distribusi bahan bakar padasetiap silinder mesin (fuel distribution) dan bensintidak terlalu berat (oil dillution), serta terjadinyasumbatan uap (vapor lock).

Sifat volatilitas diukur dengan menggunakan duametode uji standar, yaitu distilasi metode ASTM D-86 dan tekanan uap Reid metode ASTM D-323.

Kurva Distilasi ASTM merupakan kurva standaryang menyatakan kisaran titik didih bensin. Hasil ujidistilasi sampel yang diramu dari campuran 10% vol-ume butanol sampai dengan 40% volume denganbensin tipikal terhadap temperatur penguapan distilasi,disajikan pada Gambar 3. Dari Gambar 3 terlihatbahwa pencampuran butanol ke dalam bensinmemberikan pengaruh positif terhadap sifat

Gambar 2Populasi Sepeda Motor di Indonesia

5


penguapan bensin dan diuraikan di bawah ini.

- Penambahan butanol dapat meningkatkantemperatur distilasi pada 10% volume penguapan,tetapi masih di bawah temperatur maksimum74oC menurut spesifikasi Bensin 88 yangditetapkan Pemerintah; artinya penambahan 10%butanol ke dalam bensin dapat memudahkanpenyalaan mesin pada suhu dingin (cold start-ing).

- Pada distilasi 50% volume penguapan, ternyatapenambahan 10% volume butanol dalam bensinkendaraan bermotor cenderung meningkatkantemperatur 50% volume penguapan bensin tetapimasih dalam batas temperatur minimum –maksimum : 88oC - 125oC menurut spesifiksiBensin 88 yang ditetapkan Pemerintah; artinyapecampuran butanol dengan bensin sangatmenguntungkan jika ditinjau dari percepatan (ac-celeration) dan mempercepat pemanasan mesin(warm up) mesin kendaraan bermotor.

- Perbedaan pencampuran butanol dan etanolditinjau dari hasil uji temperatur pada distilasi 50%volume penguapan sebagai berikut:

- Penambahan butanol pada bensin cenderungmenaikkan temperatur distilasi 50% volumepenguapan. Keadaan ini akan memperbaikisistim akselerasi dan pemanasan mesinkendaraan bermotor.

- Penambahan etanol pada bensin cenderungmenurunkan temperatur distilasi 50% volumepenguapan. Keadaan ini akan menyebabkanlambatnya akselerasi dan pemanasan mesinkendaraan bermotor.

- Temperatur distilasi pada 90% volume penguapandibatasi maksimum 180oC menurut spesifiksiBensin 88 yang ditetapkan Pemerintah.Pencampuran 10% volume butanol dalam bensinkendaraan bermotor juga dapat menurunkantemperatur 90% volume penguapan bensin;artinya pencampuran 10% volume butanol dalambensin dapat meningkatkan pemerataan distribusibahan bakar bensin di setiap silinder mesinkendaraan (fuel distribution).

- Temperatur titik didih akhir (end point) dibatasimaksimum 215oC menurut spesifiksi Bensin 88yang ditetapkan Pemerintah. Pencampuran 10%volume butanol dalam bensin kendaraan bermotorcenderung menurunkan temperatur titik didih akhir

Gambar 3Efek Butanol dan Etanol dalam Bensin

Terhadap Kenaikan Angka Oktana Riset

bahan bakar bensin; artinya pencampuran 10%volume butanol dengan bensin dapat mencegahkemungkinan terjadinya distribusi bahan bakaryang tidak terbakar ke dalam minyak lumas dikarter mesin kendaraan (fuel dillution).

Seperti diketahui bahwa bahan bakar sebagaibensin yang titik didihnya melebihi batas maksimum215oC lebih sulit terbakar sehingga akan masuk/jatuhke ruang pelumas karter mesin. Bercampurnya bahanbakar dengan pelumas karter mesin akan merusakpelumas karter dan berdampak pada kerusakan padabagian-bagian mesin yang berputar di dalam kartermesin.

3. Tekanan Uap Reid

Tekanan uap Reid (Reid vapor pressure, RVP)spesifikasi Bensin 88 menurut SK Dirjen Migas No.3674 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2004 dibatasimaksimum 62 kPa. Tetapi karena bahan bakar bensin(khususnya Bensin 88) yang dipasarkan di dalamnegeri kadang-kadang mempunyai tekanan uap Reid(RVP) tinggi, maka Dirjen Migas dengan suratKeputusannya No. 5312/14/DJM.T/2008 tanggal 31Maret 2008 memberikan “Dispensasi penyesuaianspesifikasi BBM jenis Bensin 88” yaitu RVPmaksimum 69 kPa.

Spesifikasi bensin dari beberapa negara seperti

6


Jepang (JIS K2202), China, Korea Selatan, Thailand,Malaysia, WWFC (Kategori 1, 2, 3, 4), Eropa (EUROII, III, IV) dan Amerika Serikat (ASTM D 4814-01a)disajikan pada Tabel 4 menetapkan RVP bensinberbeda-beda tergantung kondisi udara sekeliling(atmosfer) dan kebutuhan mesin kendaraan bermotoryang beredar di negara yang bersangkutan.

Butanol mempunyai RVP rendah, sehingga bilabutanol dicampur dengan bahan bakar bensinkendaraan bermotor, maka RVPnya akan turun.Pengaruh pencampuran butanol sampai 40% volumeke dalam bahan bakar bensin terhadap perubahantekanan uap Reid (RVP) disajikan pada Gambar 4.Data hasil uji RVP pada Gambar 4 ternyatapenambahan butanol ke dalam bahan bakar bensinsangat menguntungkan karena dapat menghasilkanRVP yang rendah (< 62 kPa) sehingga dapatmencegah terjadinya sumbatan uap (vapor lock)terutama pada mesin kendaraan bermotor berbahanbakar bensin yang memakai karburator.

4. Sifat Stabilitas dan Kebersihan

Sifat-sifat fisika/kimia lain yang berkaitan denganstabilitas dan kebersihan bahan bakar, sertakeselamatan kerja dan lingkungan antara lain:kandungan timbel, kandungan sulfur, merkaptan,korosi bilah tembaga (copper strip), kestabilanoksidasi (induction periode), getah purwa (existentgum), dan komposisi hidrokarbon.

Kandungan sulfur dalam bensin akanmenghasilkan sulfur dioksida (SOx), sebagai hasilpembakaran dapat berubah menjadi asam sulfit/sulfatyang bersifat korosif pada sistem saluran gas buang.Senyawa sulfur dapat meracuni katalis padakonverter katalitik (three ways catalyst), sehinggapenurunan kadar sulfur dapat meningkatkan efisiensidan umur konverter katalitik tersebut untukmenurunkan emisi VOC, CO, HC, NOx, dan emisiberacun lainnya.

B. Pengujian Kinerja pada DinamometerSasis

1. Data Teknis Kendaraan

Pengujian kinerja dilakukan pada Yamaha VGRdan data teknis Sepeda motor VGR disajikan padaTabel 5. Dari Tabel 5 terlihat bahwa kendaraan inimempunyai perbandingan kompresi 9,0, sehinggamembutuhkan bahan bakar minyak jenis bensin.

Gambar 4Distilasi Bahan Bakar Butanol dalam Bensin

Tabel 4RVP Spesifikasi Bensin di Beberapa Negara

Bensin 88 Maks. 62

Bensin 91/95 45 – 60

Jepang (JIS K 2202) Premium/Regular 44 – 78

Summer Maks. 62

Winter 93

Korea Selatan UL Premium/UL R 45 – 85

Thailand UL Premium/UL R Maks. 62

Pilipina Premium/ UL R Maks. 85

Malaysia URM_ Revision 2 Maks. 70

WWFC Cat 1, 2, 3, 4 45 – 60 (Class A)

II 35 -100

III dan IV 60/70

Class AA 54

Class A 62

Class B 69

Class C 79

Class D 93

Class E 103

EURO

Tekanan Uap Reid (RVP) (kPa)

Amerika Serikat (ASTM D4814-01a)

Negara-NegaraNama Spesifikasi

Bensin

Indonesia

ChinaPremium/Regular/ UL Regular

7


2. Hasil uji kinerja pada Dinamometer Sasis

Penelitian ini menggunakan sebuah sepeda mo-tor berkarburator. Penelitian ini dimaksudkan untukmengetahui efek penggunaan bahan bakar yangmengandung butanol dan/atau etanol dibandingkandengan bahan bakar yang tidak mengandung butanolterhadap kinerja mesin sepeda motor.

Identitas bahan bakar yang digunakan sebagaiberikut:

Bu0 = E

10 : bahan bakar bensin tanpa oksigenat (butanol/etanol)

Bu10

: bahan bakar bensin yang mengandung10% volume butanol

E10

: bahan bakar yang mengandung 10% vo-lume etanol.

a. Waktu akselerasi

Waktu akselerasi diukur dari putaran mesinterendah atau pada gear 1 sampai motor mencapaiputaran mesin maksimum atau gear 4 padakecepatan tertentu. Kecenderungan hasil ujikecepatan (km/jam) motor VGR terhadap waktuakselerasi untuk tiga jenis bahan bakar (Bu

0, Bu

10,

E10

) disajikan pada Gambar 6.

- Kecepatan (km/jam) terhadap waktu akselerasirata-rata mesin sepeda motor VGR yang memakaibensin Bu

10 lebih rendah 3,8% dibandingkan bahan

bakar bensin Bu0.

- Kecepatan (km/jam) terhadap waktu akselerasirata-rata mesin sepeda motor yang memakaibensin E


bakar bensin E0.

b. Daya akselerasi

Kecenderungan hasil uji perubahan daya akselerasimesin terhadap waktu disajikan pada Gambar 7.

- Daya rata-rata (Hp) terhadap waktu akselerasirata-rata mesin sepeda motor VGR yang memakaibensin Bu


bakar bensin Bu0.

- Daya rata-rata (Hp) terhadap waktu akselerasirata-rata mesin sepeda motor VGR yang memakaibensin E


bakar bensin Bu0.

Gambar 5Pengaruh Penambahan Butanol dalam Bensin

terhadap Perubahan RVP

No. UraianData Teknis Motor

VGR

1 Tipe Mes in 4 Langkah, air cooled

2 Diam eter x Langkah 49.0 x 54.0 m m

3 Pola pergantian gigi N-1-2-3-4-N

4 Volum e s ilinder 102 cc

5 Perbandingan kom pres i 9.0 : 1

6 Susunan s ilinder Satu Mendatar

Tabel 5Data Teknis Sepeda Motor VGR

c. Daya Vs Putaran Mesin

Pengujian daya bahan bakar bensin (Bu0) dan

bahan bakar bensin B10

dan bensin E10

dilakukan padaposisi gigi (gear) 4 terhadap putaran mesin di atasbangku uji Sepeda Motor. Kecenderungan hasil ujidaya bahan bakar bensin Bu

0, Bu

10 dan E

10 terhadap

putaran mesin Sepeda Motor di atas Bangku ujimasing-masing disajikan Gambar 8.

- Daya rata-rata (Hp) terhadap putaran mesin rata-rata mesin sepeda motor VGR yang memakaibensin Bu


bakar bensin Bu0.

8


- Daya rata-rata (Hp) terhadap putaran mesin rata-rata mesin sepeda motor VGR yang memakaibensin E


bakar bensin Bu0.

d. Konsumsi bahan bakar

Konsumsi bahan bakar motor bensin merupakannilai atau ukuran keekonomian motor bensin tersebut.Konsumsi bahan bakar diukur dengan mengkurlamanya waktu yang diperlukan untuk menghabiskansejumlah bahan bakar tertentu bahan bakar tersebutpada konsisi mesin idle.

Sebagai acuan bahwa nilai kalor (heating value)etanol, butanol lebih kecil bila dibandingkan dengannilai kalor bensin seperti disajikan pada Tabel 3.Dengan demikian bila etanol atau butanol dicampurdengan bensin akan menghasilkan nilai kalor rendahdibandingkan dengan nilai kalor bensin.

- Konsumsi bahan bakar rata-rata mesin sepedamotor yang memakai bahan bakar bensin Bu

10

lebih tinggi 2,13% dibandingkan bahan bakarbensin Bu

0.

Gambar 6Waktu Akselerasi vs Kecepatan Motor VGR

Gambar 7Waktu Akselerasi vs Daya Motor VGR

Gambar 8RPM vs Daya Motor VGR pada Posisi Gigi4

9


- Konsumsi bahan bakar rata-rata mesin sepedamotor yang memakai bahan bakar bensin E

10 lebih

tinggi 2,23% dibandingkan bahan bakar bensin E0.

e. Emisi gas buang

Pengujian emisi gas buang dilakukan pada mesinbensin pada kondisi idle meliputi: emisi karbonmonoksida (CO), karbon dioksida (CO

2), nitrogen

oksida (NOx) dan hidrokarbon Emisi bensin Bu10

dibandingkan bensin Bu0 diuraikan sebagai berikut:

- Emisi CO lebih rendah 6,0%

- CO2 lebih rendah 3,5%

- NOx lebih rendah 9,34%

- Emisi HC lebih rendah 10,12%.

Emisi bensin E10

dibandingkan bensin E0 diuraikan

sebagai berikut:





IV. KESIMPULAN

Dari data hasil-hasil pengujian percontoh bensinyang mengandung butanol dapat diambil beberapakesimpulan seperti dibawah ini.

A. Sifat-sifat fisika/kimia

a. Butanol dapat menaikan angka oktana bensin

b. Pengujian distilasi dengan metode ASTM D 86,ternyata penambahan butanol dalam bensincenderung menaikkan temperatur penguapanT10 (kemudahan dalam penyalaan mesin), T50(akselerasi dan pemanasan atau accelerationand warm up yang baik), T90 (distibusi yangmerata pada setiap silinder mesin).

c. Stabilitas oksidasi yang baik.

B. Kinerja mesin

a. Waktu akselerasi rata-rata mesin sepeda motoryang memakai bahan bakar mengandung butanol(Bu

10) lebih baik 3,44% dibandingkan bahan

bakar bensin yang tidak mengandung butanol(Bu

0).

b. Daya akselerasi rata-rata mesin sepeda motoryang memakai bahan bakar mengandung butanol(Bu

10) lebih rendah 1,97% dibandingkan bahan

bakar bensin yang tidak mengandung butanol(Bu

0).

c. Konsumsi bahan bakar rata-rata mesin sepedamotor yang memakai bahan bakar mengandungbutanol (Bu

10) lebih tinggi 2,13% dibandingkan

bahan bakar bensin yang tidak mengandung bu-tanol (Bu

0).

d. Emisi Butanol (Bu10

) dibandingkan bensin (Bu0)

diuraikan sebagai berikut:





Dari hasil uji angka oktana riset, sifat volatilitasdan emisi gas buang ini, maka butanol dapat digunakansebagai peningkat mutu bensin yang ramahlingkungan.

C. SARAN

Penelitian ini perlu dilanjutkan dengan memakaiBiobutanol yang dibuat dari limbah, tumbuhan “al-gae”, buah mahkota dewa, dan/atau buah naga denganlingkup penelitian yang lebih komprehensif denganlingkup pengujian sifat-sifat fisika kimia, uji kinerjapada mesin multisilinder dan uji di jalan raya (roadtest) dengan memakai sepeda motor.

KEPUSTAKAAN

1. Hunt, V.D; 1981, The Gasohol Handbook, indus-trial Press Inc; New York 10157.

2. Luc Van Den Hemel, 2005; “In the future, it willbe possible to convert bioethanol refineries to pro-duce biobutanol,” General Director of KingstonResearch.

3. No Name; “Eastman Chemical Company knowl-edgeable in the relevant science. Equipment andmaterials described should be, March 15, 2004Sales Specification”

4. No Name, 2006; Spesifikasi Bahan Bakar MinyakJenis Bensin, Surat Keputusan Dirjen Migas No.3674 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2006.

5. R.P. Verma, DR, 2007; “Butanol-Possible Alter-native Energy Source” International Symposiumon Biofuels New Delhi (India), September 25-26, 2007.

6. Yalun Arifin; Dosen Teknik Kimia UniversitasSurabaya (Ubaya) dan Alumnus Bioteknologi TUDelft, Belanda “ Biofuel” Posted, 1 Oktober 2008.

10


7. Harmanto, N., 2003. Conquering Disease in Uni-son with Mahkota Dewa. Phaleria macrocarpa.1st editon. Jakarta: P.T. Mahkotadewa, Indone-sia.

8. Randall Chase, (2006-06-23), “DuPont, BP jointo make butanol; they say it outperforms ethanolas a fuel additive”

11

PENANGGULANGAN TANAH TERKONTAMINASI LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASZULKIFLIANI VOL. 45. NO. 1, APRIL 2011: 11 - 16

Penanggulangan Tanah TerkontaminasiLimbah Minyak Menggunakan Teknik Bios(Skala Pilot)Oleh: ZulkiflianiPengkaji Teknologi pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 20 Januari 2011; Diterima setelah perbaikan tanggal 16 Februari 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Penanggulangan tanah yang terkontaminasi oleh limbah minyak memerlukan oil separationtechnology yang tepat dan tidak menimbulkan masalah lain. Salah satu usaha penanggulanganlimbah tersebut adalah menggunakan teknik yang terintegritas, feasible (efektif dan efisien) danramah lingkungan yaitu teknik Bios. Aplikasi teknik Bios untuk pengolahan tanah tercemar minyakskala pilot telah dilakukan pada studi ini dengan hasil yang baik. Tanah yang tercemar minyakdengan total hidrokarbon minyak (TPH-Total Petroleum Hydrocarbon) dengan rerata 33,59%dapat diturunkan menjadi 0,98%.). Di samping itu berdasarkan analisis laboratorium, minyakyang berhasil diambil kembali (oil recovery) masih dapat digunakan kembali sebagai oil feed dikilang.

Kata kunci: limbah minyak, separasi minyak, bioekstraksi, total hidrokarbon minyak

ABSTRACT

Combating soil contaminated by oil waste requires appropriate oil separation technol-ogy that does not cause other problems. One of the efforts to cope with this contaminatedsoil is by the application of Bios technique which is integrated, feasible (effective andefficient) and environmentally friendly. Bios technique application in upgrading oil-con-taminated soil has been carried out in this study with good results. Oil-contaminated soilcontaining total petroleum hydrocarbon (TPH) with the mean of 33.59% can be reduced to0.98%. In addition, based on the laboratory analysis, the oil that can be successfullyrecovered from the soil (oil recovery) can still be reused as oil feed in refineries.

Keywords: oil sludge, oil separation, bioextraction, Total Petroleum Hydrocarbon

I. PENDAHULUAN

Teknologi pengolahan limbah yang ada di industrimigas saat ini sudah berkembang pesat denganmenggunakan peralatan modern dan sistem monitor-ing yang kontinu, tetapi pada dasarnya teknikpengolahan limbah itu tetap dilakukan secara fisik/mekanik, termal, kimia, dan biologi. Teknologipengolahan limbah tersebut dapat diaplikasikan secaraterpisah atau dikombinasikan satu dengan lainnyasehingga diperoleh hasil yang maksimal tergantungpada kualitas, kuantitas, dan teknik pengolahan yangdigunakan.

Salah satu teknik yang digunakan untukmembersihkan tanah yang tercemar limbah minyakadalah dengan teknik Bios, yaitu teknik pengolahantanah tercemar minyak secara terpadu, baik melaluiproses pemisahan secara fisika/mekanik, termal,kimia, dan biologi. Dengan teknik Bios ini, minyakyang terdapat dalam tanah atau material padat lainnyadiambil kembali sebanyak mungkin (oil recovery) dantanah hasil olahan dengan kadar total hidrokarbonminyak (TPH-Total Petroleum Hydrocarbon) dibawah 1% dapat dikembalikan ke lingkungan semula(backfill). Teknik Bios mempunyai prospek sebagaisalah satu alternatif teknik remediasi yang feasible

12


dalam pengolahan tanah tercemar minyak dilingkungan industri migas. Keunggulan dari teknikBios adalah diperolehnya kembali minyak dalamjumlah yang maksimal, tanah hasil olahan dapatdikembalikan ke lingkungan, berkurangnya volumelimbah tanah yang tercemar, waktu prosespengolahan limbah relatif lebih cepat, dan dalamprosesnya menggunakan bahan biosolvent yangramah lingkungan (Zulkifliani, 2004).

Kilang minyak merupakan fasilitas prosespengolahan minyak bumi menjadi produk-produkBahan Bakar Minyak (BBM) dan Non Bahan BakarMinyak (Non-BBM). Di samping itu dalam prosesnyadihasilkan material sisa dalam bentuk limbah padat,cair, dan gas yang dapat mencemari tanah, air atauudara. Tanah yang tercemar limbah minyak seringditemukan di area kilang minyak, keberadaannyadapat berasal dari tumpahan atau bocoran pipa saatpengolahan, transportasi dari tanker ke unitpengolahan atau tangki penimbunan, atau rembesandari kolam penampungan (sludge pit). Menurutsumber dan karakteristiknya limbah minyak tergolongdalam limbah B3, seperti disebutkan dalam PP No.18/1999 tentang pengelolaan limbah bahan berbahayadan beracun (B3), bahwa limbah adalah sisa suatuusaha dan/atau kegiatan yang mengandung bahanberbahaya dan/atau beracun yang karena sifat dan/atau konsentrasinya dan/atau jumlahnya, baik secaralangsung maupun tidak langsung, dapat mencemarkandan/atau merusakkan lingkungan hidup, dan/ataudapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan,kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lain.

Metode remediasi yang dapat digunakan dalampengolahan tanah tercemar minyak di antaranyaadalah mencampur tanah tercemar minyak dengantanah yang telah dikultivasi, kemudian minyak yangterkandung dalam tanah didegradasi oleh bakteri,tetapi metode ini mempunyai kendala dalam halbatasan lahan, waktu proses yang lama, dibutuhkanarea yang khusus, dapat menyebabkan kontaminasipada tanah dan berpotensi menyebabkan kontaminasiterhadap air tanah. Metode lain yang bisa digunakanmisalnya sentrifugasi dan pembakaran, tetapi keduametode ini tidak dapat digunakan untuk pengolahantanah yang tercemar oleh minyak fraksi berat karena5-10% minyak masih tersisa dalam tanah (JETRO,2010).

Dalam beberapa kasus yang terjadi di industriminyak, tanah yang terkontaminasi minyak dan sisa

tanah hasil pengolahan awal “dikirim saja” keperusahaan yang mempunyai fasilitas pengolahanlimbah B-3. Di satu sisi masalah yang ada di lokasitempat kejadian dapat diatasi tetapi di sisi lainberpengaruh terhadap lingkungan dan diperlukanbiaya yang lebih besar serta sumber energi(minyaknya) tidak dapat diambil dari tanah tercemar(oil losses), walaupun tanah tersebut masih banyakmengandung minyak. Oleh sebab itu tanah yangtercemar minyak harus diremediasi terlebih dahuludengan metode yang tepat dan tuntas sampai tanahtersebut tidak mengandung lagi bahan-bahanberbahaya dan beracun sehingga aman bagi makhlukhidup dan ekosistem di sekitarnya.

Berdasarkan latar belakang masalah di atas,dilakukan studi yang bertujuan untuk mengolah tanahtercemar minyak secara terpadu dalam suatu reaktormultifungsi (skala pilot), dengan cara mengambilkembali minyak semaksimal mungkin, dapat dilakukandi lokasi lahan tercemar, dan tanpa menimbulkanmasalah baru.

II. BAHAN DAN METODE

Dalam studi penanggulangan tanahterkontaminasi minyak ini digunakan bahanpengekstrak hayati (biosolvent) yang berfungsisebagai bahan pelarut yang mempunyai efektivitasdan efisiensi yang baik dalam mengekstraksi minyakyang mengontaminasi tanah. Bahan ini merupakansuatu senyawa organik yang diisolasi dari organismehidup (biological source) yang sumbernya banyakditemukan di Indonesia.

Jenis sampel tanah tercemar yang digunakandalam studi ini berasal dari lokasi tercemar di salahsatu kilang. Sampel tanah dibagi menjadi tigakelompok yaitu kode NFA yang diambil dari bagianbawah permukaan ± 25-75 cm, mempunyai ciri agakkering, lunak (seperti clay), mempunyai tingkatkeasaman yang rendah dan rerata nilai TPH 39,13%.Sampel tanah kedua adalah NFA SP, mempunyai sifathampir sama dengan NFA, yang berbeda hanyabersifat lebih basah dan memiliki rerata nilai TPH34,32%. Dan yang terakhir adalah jenis sampel NFAMix, yang merupakan gabungan dari beberapa lokasititik sampling yang mempunyai kriteria bertekstur agakkeras dan kasar, bisa basah atau kering, dapatditemukan di atas dan di bawah permukaan,mempunyai tingkat keasaman yang tinggi yaituberkisar antara pH 2-4 dan rerata nilai TPH yanglebih rendah yaitu 27,31%.

13


Regulasi untuk pengolahan tanah tercemar dilingkungan industri minyak saat ini mengacu padaKepmen LH No. 128/2003 tentang tata cara danpersyaratan teknis pengolahan limbah minyak bumidan tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secarabiologis. Dalam regulasi ini disebutkan bahwa ada tigateknik yang dapat digunakan dalam pengolahan limbahminyak bumi yaitu hanya secara biologi (landfarming,biopile, dan composting). Tetapi pada dasarnya,teknologi pengolahan tanah tercemar minyak dapatdilakukan dengan teknik fisik/mekanik, termal, kimia,dan biologi. Oleh karena itu dikembangkan teknikpengolahan tanah tercemar minyak yang terintegrasiantara teknik pengolahan secara fisika/mekanik,termal, kimia, dan biologi dengan efektifitas danefisiensi yang tinggi (selanjutnya disebut teknik Bios).

Peralatan utama yang digunakan adalah reaktormultifungsi atau multi purpose reactor unit (MPRU)yang terbuat dari plat baja 4 mm berbentuk silinderdengan ukuran diameter 80 cm, tinggi 120 cm, dankapasitas pengolahan sekitar 300 kg. Reaktor inidilengkapi dengan plat pengaduk yang digerakkanoleh motor listrik dengan kecepatan 50 rpm. Dalamproses pengolahannya, reaktor dipanaskan antarasuhu 70 s/d 80oC dengan elemen pemanas (heater)yang terdapat pada bagian bawah reaktor dan untukpengontrol suhu reaktor diberi sensor pendeteksi panasyang terhubung dengan panel kontrol. Untukmemperoleh hasil yang lebih baik dalam prosespemisahan antara minyak dari tanah atau materialpadat lainnya, reaktor ini dilengkapi dengan drain, gatevalve, dan ball valve untuk saluran inlet dan outletair bilasan, oil & water recovery, dan pasir hasilolahan (Gambar 1).

Mekanisme pengolahan tanah tercemar limbahminyak dengan teknik Bios mempunyai tiga tahap:

a. Tahap Persiapan (pre-treatment), yaitu tahappengambilan sampel tanah di lokasi tercemar.Selanjutnya sampel dimasukkan ke dalam reaktor(MPRU) untuk proses pemanasan pada suhu70oC sampai 80oC tergantung pada jenis dankonsentrasi minyak dalam tanah tersebut.

b. Tahap Pengolahan (treatment), yaitu tahappenambahan biosolvent dengan jumlahkonsentrasi yang disesuaikan dengan kondisi tanahtercemar atau sesuai hasil uji formulasi dilaboratorium. Setelah percampuran homogen, airpencuci (washing water) ditambahkansecukupnya ke dalam reaktor yang berfungsi

sebagai pencuci sisa hidrokarbon yang mungkinmasih menempel pada tanah dan material padatlainnya. Kemudian campuran fluida tersebutdiendapkan beberapa saat (settling) atau sampaiterbentuk dengan jelas lapisan minyak, lapisan air,dan sedimen pengotor (bagian dasar reaktor).

c. Tahap Pasca Pengolahan (post-treatment)berupa tahap bioremediasi sisa minyak (TPH>1%) yang mungkin masih ada pada tanah(Kepmen LH No. 128/2003). Untuk materialpadat biasanya dilakukan bioremediasi denganmetode yang disesuaikan dengan lahan danperuntukannya di lapangan. Tanah hasil olahanyang sudah sesuai aturan KLH dapatdikembalikan ke lokasi semula (backfill) ataudigunakan sesuai keperluan di lapangan.Sedangkan fase air dialirkan ke WWTU (WasteWater Treatment Unit) untuk dibersihkan darisisa-sisa hidrokarbon dan lain-lain, kemudian airyang sudah bersih digunakan kembali sebagai airpencuci pada proses pengolahan selanjutnya.


A. Survei dan Sampling

Pada studi ini dilakukan pengambilan sampel tanahdi sekitar lokasi yang tercemar minyak sebanyak 12titik sampling. Setelah dianalisis di laboratorium,sampel tanah tercemar di area tersebutdikelompokkan hanya menjadi tiga jenis, yaitu kodeNFA, NFA SP, dan NFA Mix. Sebelum dilakukanpenentuan TPH dan pH, pada sampel tanah tercemarditentukan jumlah populasi mikrobanya. Hasil kultivasi

Gambar 1Peralatan Pengolahan Tanah Tercemar Minyakdengan Teknik Bios (A) Washing Water Con-

tainer, (B) Multi Purpose Reactor Unit & ControlPanel, (C) Water & Oil Recovery Container

14


di media agar menunjukkan bahwa semua jenis sampelyang diambil dari lokasi tercemar tidakmemperlihatkan adanya pertumbuhan mikroba, baikmenggunakan teknik Total Plate Count dan jugateknik Deep Slide Test. Hal ini menunjukkan bahwatanah tersebut telah tercemar minyak dengan kondisiyang parah (ekstrem) dengan pH yang rendah dannilai TPH yang relatif tinggi, sehingga mikroorganisme tidak dapat tumbuh dan berkembang biak.

B. Pelaksanaan Uji Coba

Prosedur pengolahan tanah tercemar limbahminyak yang dilakukan di lapangan hampir samaseperti pada saat uji skala laboratorium, hanyaberbeda dari segi kapasitas reaktor dan jumlahsampel. Dalam uji coba ini, tanah tercemar minyakyang diolah sebanyak 551 kg. Dari jumlah tersebutdihasilkan perolehan minyak kotor atau gross oil re-covery sebanyak 431 kg (64,76%) dan tanah olahanatau treated soil sebanyak 234,5 kg (35,24%). Tetapidari total perolehan minyak kotor tersebut terkandungair sebanyak 137 kg, air tersebut berasal dari limbahawal dan air bilasan (washing water). Selain itu jugamasih mengandung komponen biosolvent sebanyak114,5 kg, sehingga dari 551 kg tanah tercemar yangdiolah diperolehan minyak bersih atau net oil recov-ery sebanyak 179,5 kg (32,58%). Material balancedari pengolahan tanah tercemar minyak dengan teknikBios dapat dilihat pada Tabel 1.

Hasil proses pengolahan tanah tercemar minyakmenggunakan reaktor multifungsi terbagi menjadi tiga

Gambar 2Hasil Pengolahan Tanah Tercemar LimbahMinyak dengan Teknik Bios. (A-1) Washing

Water Container, (A-2) Oil Recovery Container,(B-1) Tanah Hasil Olahan dengan Satu KaliPembilasan dan (B-2) Dua Kali Pembilasan

bagian (lihat Gambar 2), yaitu minyak yang sudahterbebas dari tanah atau material padat lainnya, tanahhasil olahan dengan kandungan minyak atau TPH dibawah 1%, dan air sisa pembilasan. Nilai TPH semuasampel tanah tercemar yang diolah dengan teknikBios mengalami penurunan yang signifikan, yaitu lebihdari 90%. Persentase tertinggi yang mengalamipenurunan nilai TPH adalah sampel NFA SP dari34,32% menjadi 0,26%, diikuti oleh sampel NFA dari39,13% menjadi 0,84% dan penurunan yang terendahadalah NFA MIX dari 27,31% menjadi 1,85%. Padasampel NFA dan NFA SP memiliki sifat yang hampirsama yaitu tekstur sampel yang lunak dan berairsehingga memudahkan dalam proses pemisahannyadengan cara ekstrasi, sedangkan sampel NFA MIXsudah banyak perubahan sifat yaitu telah mengalami

Tabel 1Material Balance (kg) pada Pengolahan Tanah Tercemar Minyak dengan Teknik Bios

TT BIOS B-1 OR TS B-2

1 NFA-3 189 46 235 163 72 235

2 NFA MIX 125 22.5 147.5 91 56.5 147.5

3 NFA SP-1 237 46 283 177 106 283

551 114.5 665.5 431 234.5 665.5

82.80 17.21 100.00 64.76 35.24 100.00

Pre-T =Jumlah sebelum Ekstraksi Post-T = Jumlah setelah EkstraksiTT BIOS

TS OR

B-1 B-2

= Biosolvent

= Oil Recovery

= Berat setelah Ekstraksi

=Tanah Tercemar

= Treated Soil

= Berat sebelum Ekstraksi

Jumlah Total

(%)

Keterangan:

No. Kode SampelJumlah pada Pre-Treatment (kg) Jumlah pada Post-Treatment (kg)

15


pengerasan (karbonisasi) sehingga membutuhkanpanas yang lebih tinggi dan waktu pengolahan yanglama dibandingkan dengan kedua sampel sebelumnya.Tetapi secara umum proses pengolahan tanahtercemar minyak dengan teknik Bios memperlihathasil yang baik, dengan indikator berupa jumlah minyakyang berhasil diperoleh kembali dari tanah tercemarmencapai 32,58% dari 33,59% dan sisa minyak padatanah hasil olahan (treated soil) bisa turun denganrerata mencapai 0,98% (lihat Tabel 2).

Pada uji coba skala pilot ini memperlihatkan bahwabiosolvent yang digunakan mempunyai kemampuanekstraksibilitas bisa mencapai 96,77%, dengan hasilini menunjukkan bahwa biosolvent yang digunakanmempunyai kinerja yang maksimal dalammemisahkan minyak dari tanah atau material padatlainnya dan mempunyai kompatibilitas yang baikterhadap minyak yang akan diekstrak. Selain itu jugatingkat keasaman tanah tercemar pada awalnyarendah, yaitu rerata pH 5,27 (pada beberapa jenissampel NFA bahkan bisa mencapai pH 2 - 4), tetapisetelah melalui ekstraksi menggunakan biosolventrerata pH menjadi 8,71. Kondisi pH tanah yangdemikian sudah sesuai dengan Kepmen LH No. 128/2003, bahwa tingkat keasaman tanah hasil remediasiyang berasal dari industri minyak berkisar antara pH6 s.d 9.

Pengolahan tanah tercemar minyak menggunakanteknik Bios memberikan keuntungan bagi pemulihanekosistem lingkungan, dengan berkurangnya volumetanah yang terkontaminasi limbah minyak dankonsentrasi minyak (TPH) dalam tanah. Selain itu

diperoleh juga minyak (oil recovery) sebanyak32,58% (rerata TPH sebelum ekstraksi adalah33,59%) yang merupakan nilai tambah daripenanggulangan tanah tercemar limbah minyak.

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN

a. Penanggulangan tanah tercemar limbah minyakmenggunakan teknik Bios menunjukkan hasil yangbaik dengan efisiensi ekstraksi mencapai 96,77%.

b. Tanah tercemar yang mempunyai rerata TPHawal sebesar 33,59% dapat diturunkan menjadirerata 0,98%. Hal ini telah memenuhi ketentuanpemerintah sesuai dengan Kepmen LH No. 128/2003, bahwa tanah hasil olahan dari limbah kilangharus mempunyai TPH tidak lebih dari 1%.

c. Setelah melalui pengujian laboratorium, perolehanminyak kembali (oil recovery) yang berjumlah32,58% masih dapat digunakan dan diolah lebihlanjut di kilang sebagai oil feed.

SARAN

1. Pengolahan limbah minyak skala pilot denganteknik Bios ini diharapkan dapat menjadi landasanuntuk implementasi secara komersial di lingkunganindustri migas dengan kapasitas pengolahan yanglebih besar.

2. Perlu dilakukan inventarisasi, karakterisasi danuji coba untuk tanah tercemar yang ada di semuakilang minyak di Indonesia.

Tabel 2Nilai TPH dan pH yang terkandung dalam Tanah Sebelum dan Sesudah Ekstraksi Menggunakan Biosolvent

PRE-T POST-T PRE-T POST-T

1 NFA 39.13 0.84 97.85 5.10 8.82

2 NFA MIX 27.31 1.85 93.23 4.23 8.53

3 NFA SP 34.32 0.26 99.24 6.49 8.77

33.59 0.98 96.77 5.27 8.71

Pre-T = sebelum ekstraksi

Derajat Keasaman (pH)

Nilai Rerata

Keterangan:

No. Kode Sampel

Total Petroleum Hydrocarbon (%) Ekstraktibilitas

(%)

Post-T = setelah ekstraksi

16


KEPUSTAKAAN

1. Anonymous, 1999, Pengelolaan Limbah BahanBerbahaya dan Beracun, Peraturan PemerintahRepublik Indonesia Nomor: 18 Tahun 1999.

2. Anonymous, 2003, Tatacara dan PersyaratanTeknis Pengolahan Limbah Minyak Bumi danTanah Terkontaminasi oleh Minyak Bumi SecaraBiologis, Keputusan Menteri Negara LingkunganHidup Nomor: 128 Tahun 2003.

3. Japan External Trade Organization, 2010, TheStudy on Oil SludgeTreatment Project for SaudiAramco in Saudi Arabia. Toyo Engineering Cor-poration Mitsui & Co. Ltd.

4. Zulkifliani, 2004, Penanggulangan TanahTerkontaminasi oleh Limbah Minyak dari Kilang/Unit Pengolahan dengan Bios Oil Removal padaSkala Laboratorium (Tahap-I), PublikasiLEMIGAS Volume 38, No. 3, Desember 2004,Jakarta.

17

POTENSI PENGEMBANGAN CNG DARAT LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASAZIZ MASYKUR LUBAD DAN PARAMITA WIDIASTUTI VOL. 45. NO. 1, APRIL 2011: 17 - 23

Potensi Pengembangan CNG Darat (TerrestrialCNG) di IndonesiaOleh: Aziz Masykur Lubad dan Paramita WidiastutiPeneliti Pertama pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : [email protected], [email protected] I Tanggal 26 Juli 2010; Diterima setelah perbaikan tanggal 10 Februari 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Bahan Bakar Minyak (BBM) masih menjadi sumber energi utama di Indonesia hingga saatini. Namum demikian, tingginya harga minyak bumi dalam beberapa tahun terakhir telah mendorongkonsumen BBM mencari sumber energi alternatif yang lebih murah. Di tengah ketidakstabilandan tingginya harga BBM, gas bumi muncul sebagai salah satu sumber energi alternatif. Selainharganya lebih murah, gas bumi lebih ramah lingkungan. Sejauh ini, kendala utama pemanfaatangas bumi di Indonesia adalah ketersediaan infrastruktur transportasi gas bumi yang belum memadai.Jaringan pipa transmisi dan distribusi yang selama ini digunakan sebagai moda transportasi utamagas bumi di Indonesia memiliki beberapa keterbatasan seperti jarak sumber gas ke konsumencukup jauh sehingga secara teknis maupun keekonomian tidak memungkinkan dikembangkanjaringan pipa. Untuk mengatasi hal itu diperlukan suatu solusi alternatif yang ekonomis untukmenyalurkan gas bumi ke sektor konsumen yang membutuhkan. Salah satu solusi untuk mengatasikendala tersebut adalah dengan menggunakan teknologi Compressed Natural Gas (CNG) yangsaat ini telah digunakan secara luas di beberapa negara seperti Amerika Serikat, India, Cina,Thailand dan lain-lain. Teknologi ini diharapkan mampu mengakomodasi kendala transportasi gasbumi ke konsumen-konsumen yang tidak terjangkau oleh infrastruktur jaringan pipa gas bumi.

Kata Kunci : CNG, Cadangan, Transportasi, Keekonomian, Konsumen

ABSTRACT

Liquid petroleum fuel is still the major energy resources in Indonesia until now. Never-theless, high oil price in recent years has driven the oil fuel consumers to look for alterna-tive energy that is relatively cheap. In unstable and high oil price, natural gas appears asone of alternative energy. Because, its price is relatively cheap and it is environmentalfriendly. So far, the main obstacle of gas utilization in Indonesia is the availability ofnatural gas infrastructure which is not adequate. Transmission and distribution line pipingwhich is used as natural gas primary transportation mode in Indonesia, still have somelimitations. One of them is the distance between gas sources and consumers. Hence, it isnot feasible technically and economical to develop the pipeline network. Alternative solu-tion is needed to overcome the problem to deliver gas to the consumer. Using CompressedNatural Gas (CNG) that is used over the countries such as USA, India, China, Thailand,become one of the solution. This technology is expected to accommodate the obstacle ofnatural gas transportation to consumers who are in unreachable area by gas pipelineinfrastructure.

Key words: CNG, reserve, transportation, economical, consumer

18


I. PENDAHULUAN

Kebutuhan akan energi di berbagai sektorpengguna mengalami peningkatan setiap tahunnya.Bahan Bakar Minyak (BBM) hingga saat ini masihmerupakan sumber energi utama di Indonesia. Di sisilain, harga minyak bumi dunia dalam lima tahunterakhir mengalami kenaikan yang cukup tajam danbahkan sempat menyentuh level di atas US$ 100/bar-rel pada rentang Februari-September 20081).Kenaikan harga minyak bumi tersebut telahmendorong konsumen BBM non subsidi khususnyakalangan industri untuk mencari sumber energialternatif yang lebih murah. Di tengah gejolak hargadan ketidakstabilan pasokan bahan bakar minyak, gasbumi muncul sebagai salah satu sumber energi. Selainharganya yang murah, gas bumi juga lebih ramahlingkungan. Indonesia memiliki sumber gas bumi yangtersebar hampir di seluruh wilayah Indonesia dengantotal cadangan sekitar 170 TCF (Gambar 1).

Meskipun gas bumi telah digunakan secara luassebagai sumber energi alternatif pengganti BBM,hingga saat ini pemanfaatannya masih belum optimalakibat terkendala ketersediaan infrastruktur. Jaringanpipa transmisi dan distribusi gas bumi yang selama inimenjadi alat transportasi utama gas bumi di Indone-sia, memiliki beberapa keterbatasan khususnya dalammentransportasikan gas bumi berkapasitas kecil ke

konsumen-konsumen yang lokasinya tersebar danberjarak relatif jauh. Faktor teknis dan keekonomianseringkali menjadi hambatan dalam pengembanganinfrastruktur pipa untuk pemanfaatan gas bumiberkapasitas relatif kecil.

Untuk mengatasi kendala keterbatasaninfrastruktur jaringan pipa gas bumi, transportasi gasbumi dalam bentuk CNG merupakaan alternatif yangperlu dipertimbangkan. Moda transportasi CNG dapatdiaplikasikan baik di darat maupun di laut. Jalur darat(terrestrial CNG) menggunakan truck mountedCNG atau CNG trailer sedangkan jalur laut (ma-rine CNG ) menggunakan kapal dengan desainkhusus. Sampai saat ini, marine CNG belumberoperasi secara komersial karena risiko yang terkaitdengan teknologi baru sedangkan CNG darat telahbanyak diaplikasikan secara komersial di beberapanegara maju, terutama di Amerika Serikat danKanada.

Di Indonesia, moda transportasi CNG darat telahmulai dikembangkan. Hingga saat ini sudah ada duaperusahaan yang memanfaatkan moda transportasiCNG darat yaitu PT Bayu Buana Gemilang dan PTOdira Energi Persada. Selain kedua perusahaantersebut, PT PGN juga sedang merencanakanpengembangkan CNG darat di Karawang, JawaBarat. Penggunaan moda transportasi CNG ini

Gambar 1Sebaran Cadangan Gas Bumi di Indonesia2)

19


diharapkan dapat mengakomodasi kendalaketerbatasan pengembangan infrastruktur pipa keberbagai sektor konsumen gas bumi.

II. CNG DARAT (TERRESTRIAL CNG)

Teknologi CNG darat memanfaatkan sifatkompresibilitas dari gas bumi. CNG merupakan gasbumi yang dimampatkan hingga tekanan 250 bar padasuhu atmosferik. Pada tekanan ini, volume CNGsekitar 1/300 dari volume gas sebelum dimampatkan.Gas hasil kompresi inilah yang kemudian akandisalurkan ke konsumen dengan menggunakan tabungsilinder bertekanan tinggi yang diangkut denganmenggunakan trailer. Dengan teknologi CNG,pasokan gas ke konsumen relatif lebih cepatdibandingkan dengan moda jaringan pipa. Hal inidimungkinkan karena infrastruktur CNG lebihsederhana sehingga konstruksinya lebih cepat. Namundemikian ketersediaan infrastruktur jalan merupakanfaktor penting dalam sistem distribusi CNG. Beberapakeuntungan penggunaan teknologi CNG adalahsebagai berikut:

- Jangkauan lebih luas

Daerah-daerah yang jauh dan sulit dijangkau olehjaringan pipa transmisi/distribusi gas bumi masihdapat dilayani kebutuhan gasnya dengan bebaninvestasi yang tidak terlalu tinggi.

- Tekanan stabil

Tabung bertekanan tinggi dari CNG akanmenjamin suplai tekanan yang stabil sesuai dengankebutuhan konsumen.

- Pelayanan lebih cepat

Dengan teknologi CNG, konsumen dapatmendapatkan pasokan gas yang relatif lebih cepatdibandingkan dengan metode tradisional denganmenggunakan jaringan pipa. Hal ini dimungkinkandengan pembangunan instalasi yang lebihsederhana.

Sumber gas bumi untuk CNG dapat berasal darijaringan pipa transmisi, lapangan-lapangan gasmarjinal, maupun dari gas non associated yangdihasilkan dari lapangan minyak bumi sedangkankonsumen CNG sangat beragam mulai dari rumahtangga, transportasi, hingga industri. Kapasitas CNGdarat bervariasi mulai dari 0,1 MMscfd hingga 10MMscfd. Gambar 2 memperlihatkan modatransportasi CNG dari sumber gas ke konsumen.

A. Infrastruktur CNG Darat

Infrastruktur yang diperlukan untukmentransportasikan CNG dari sumber gas kekonsumen terdiri atas fasilitas pengiriman dan fasilitaspenerimaan CNG.

1. Fasilitas Pengiriman CNG

Fasilitas pengiriman CNG atau sering dikenaldengan istilah Mother Station terdiri dari dryer,stasiun kompresor, metering dan trailer CNG. Dryerberfungsi untuk mengurangi kandungan air dalamCNG. Drier untuk pengeringan CNG pada umumnyamenggunakan padatan seperti zeolit dan molecularsieve. Gambar 3 memperlihatkan contoh CNGdryer 3).

Gambar 2Moda Transportasi CNG

dari Sumber Gas ke Konsumen

Gambar 3Contoh CNG Dryer

20


Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanangas hingga mencapai kurang lebih 250 bar dansekaligus juga mendorong gas masuk ke tabung-tabung kaskade yang akan diangkut melalui trailer.Pemilihan lokasi stasiun kompresor tergantung padalokasi sumber gas seperti lapangan-lapangan gas atautitik koneksi dari pipa transmisi atau distribusi gas bumiyang ada. Secara umum, stasiun kompresor ini terdiriatas compressor pack (untuk menaikkan tekanangas), cooling system (untuk mendinginkan suhu gashasil kompresi), input filter (untuk memisahkan debuatau cairan yang terbawa dalam aliran gas), con-densation collector (menampung kondensat yangterbentuk), control switchboard, safety and alarmsystem, dan storage (menyimpan gas pada tekanantinggi). Gambar 4 memperlihatkan stasiun kompresorCNG berkapasitas 800 kW dan 800 kW installedpower, 288.000 NM3/hari kapasitas 2).

Trailer CNG berfungsi untuk mengangkut tabung-tabung kaskade yang berisi CNG. Jenis tabung CNGbervariasi ada yang vertikal dan horizontal. Gambar5 memperlihatkan trailer CNG yang dioperasikan olehsalah satu perusahaan CNG di Indonesia.

2. Fasilitas Penerimaan CNG

Fasilitas penerimaan CNG atau sering dikenaldengan istilah daughter station terdiri dari stasiundekompresi atau CNG regulating station. Di dalamstasiun dekompresi terdapat beberapa fasilitas operasiyang berfungsi untuk mengukur dan menurunkantekanan CNG antara lain regulator, metering, geater,filter, odorizer, safety dan alarm, serta services.Gambar 6 memperlihatkan tipikal daughter stationsedangkan Gambar 7 memperlihatkan contoh daugh-ter station untuk kendaraan.

CNG dari sumber gas, yang telah disimpan dalamtabung-tabung CNG, diangkut dengan menggunakantrailer menuju ke lokasi-lokasi konsumen. Di lokasikonsumen seperti industri, Stasiun Pengisian BahanBakar Gas (SPBG) untuk kendaraan serta rumahtangga, tabung-tabung CNG diturunkan di fasilitaspenerimaan (daughter station) yang disediakan.Gambar 7 memperlihatkan contoh stasiun penerimaanCNG.

B. Keekonomian CNG Darat

Keekonomian CNG darat tergantung padakapasitas, jarak dari sumber gas ke konsumen, sertakomposisi dan kondisi operasi sumber gas.

Gambar 4Stasiun Kompresor CNG

Gambar 5Contoh Trailer CNG

Gambar 6Tipikal Daughter Station

21


1. Biaya Investasi CNG Darat

Biaya investasi untuk membangun infrastrukturCNG darat untuk kapasitas 1,4 MMscfd adalah sekitarUS$ 1.745.000 (tahun 2006). Biaya tersebut terdiriatas biaya peralatan dan biaya kerja untuk motherstation, CNG trailer, dan daughter station.

- Mother Station

Biaya investasi untuk mother station untukkapasitas 1,5 MMscfd adalah US$ 765.000 denganperincian seperti dalam Tabel 1.

- Daughter Station

Biaya investasi untuk daughter station untukkapasitas 1,5 MMscfd adalah US$ 285.000 denganperincian seperti dalam Tabel 2 berikut;

- Daughter Station

Biaya investasi untuk CNG trailer untuk kapasitas1,5 MMscfd adalah US$ 624.000 dengan perincianseperti dalam Tabel 3 berikut.

Dari data biaya investasi di atas dapat diperolehpersentasi biaya investasi dari masing-masing fasilitasseperti diperlihatkan dalam Gambar 8.

Tabel 1Biaya Investasi Mother Station

Tabel 2Biaya Investasi Daughter Station

No Item Total

I.1 Investasi

I.1 Peralatan

a 3st Compressor Package

b Commisioning

Subtotal

I.2 Pre-operation

a AMDAL

b Perijinan

Subtotal 760.000

II Working Capital

II.1 Human Resources

a Recruitment & Training

Subtotal 5.000

Total Investasi 765.000

Mother StationTabel 3

Biaya Investasi CNG Trailer

No Item Total

I.1 Investasi

I.1 Peralatan

a Cylinder Vessel Package (capacity :2.500 Nm3)

b Commisioning

Subtotal 600.000

I.2 Pre-operation

a Down Payment of operation vehicle

b AMDAL

c Legal Permitt

Subtotal 15.000

Subtotal Investasi 615.000

II Working Capital

II.1 RENT

a Head trailer rental

b Service charges

c Security deposit (refundable)

Total Working Capital 9.000

Total Budget 624.000

Trailer

No Item Total

I.1 Inves tas i

I.1 Peralatan

a PR/S

b Com m isioning

Subtotal

I.2 Pre-operation

a AMDAL

b Perijinan

Subtotal 280.000

II Work ing Capital

II.1 Hum an Resources

a Recruitm ent & Training

Subtotal 76.000

Total Inves tas i 356.000

Daughter Station

23


Kapasitas IRR NPV POT

(MMscfd) (%) ($) (Year)

1.4 42.29 1,666,318 2.20

2 51.97 2,918,108 1.80

2.5 56.31 3,772,016 1.70

3 60.09 4,640,008 1.60

3.5 63.46 5,518,974 1.50

Tabel 5Pengaruh Kapasitas terhadap Indikator

Keekonomian pada Biaya Produksidan Distribusi US$ 3/MMbtu

Analisis sensitivitas dilakukan untuk melihatpengaruh kapasitas terhadap indikator keekonomianpada biaya produksi dan distribusi CNG yangditetapkan sebesar US$ 3/MMBTU sepertidiperlihatkan dalam Tabel 5.

III. KESIMPULAN

1. Moda transportasi CNG darat dapat diaplikasikankhususnya untuk wilayah-wilayah yang sulitdijangkau oleh jaringan pipa gas bumi.

2. Moda transportasi CNG darat dapat diaplikasikanuntuk sumber-sumber gas yang produksinya relatifkecil dengan lokasi konsumen yang relatif jauhdan menyebar.

3. Komponen biaya terbesar dalam pengembanganmoda transportasi CNG darat adalah stasiunkompresor (43%) dan CNG trailer (35%).

4. Berdasarkan studi kasus yang dilakukan, biayaoperasi dan distribusi CNG yang layak adalahberkisar antara 2-5 US$/MMBTU bergantungpada target IRR yang ditetapkan.

KEPUSTAKAAN

1. www.iea.org

2. http://dtwh2.esdm.go.id/

3. http://www.cnwelluck.com/

4. http://www.safe-ita.com/

5. http://www.odira.co.id/

6. www.PGN.co.id/7. http://bekas.bkpm.go.id/

25

PEMBUATAN BAHAN BAKAR MINYAK SOLAR 48 LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASEMI YULIARITA VOL. 45. NO. 1, APRIL 2011: 25 - 31

Pembuatan Bahan Bakar Minyak Solar 48Bertitik Nyala Minimum 550C dan 520CMelalui Cutting DistillationOleh: Emi YuliaritaPeneliti Muda pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 19 Januari 2011; Diterima setelah perbaikan tanggal 25 Februari 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Pada saat ini batasan titik nyala yang ditentukan untuk minyak Solar 48 di Indonesia adalahminimum 60°C, yang lebih tinggi dibandingkan dengan negara-negara lain. Oleh karena itu penelitianini bertujuan untuk membuat minyak Solar 48 dengan titik nyala minimum 55oC dan 52oC denganmenggunakan metode cutting distillation. Proses cutting distillation dilakukan terhadapcampuran 50:50 minyak tanah dan minyak solar pada temperatur penguapan distilat berkisarantara 10% sampai 40% dari volume distilat. Sisa campuran bahan bakar yang diperoleh daripemotongan distilasi yang mempunyai angka setana paling mendekati 48 digunakan sebagaikomponen dasar untuk pembuatan minyak Solar 48 bertitik nyala 55oC dan 52oC. Kemudianfraksi nafta digunakan untuk membuat penyesuaian titik nyala.

Berdasarkan hasil uji sifat-sifat fisika/kimia minyak solar 48 bertitik nyala 55oC dan 52oCyang dihasilkan dalam penelitian ini adalah sesuai dengan spesifikasi minyak Solar 48 yangberlaku di Indonesia sebagaimana diatur dalam Surat Keputusan Dirjen Migas No. 3675 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2006.

Kata kunci: Cutting distilasi, spesifikasi, titik nyala, karakteristik fhysical-kimia.

ABSTRACT

Currently, the flash point limit specified for Automotive Diesel Oil (ADO) grade 48 inIndonesia is at the minimum of 60°C, which is higher compared to that in many othercountries. Therefore, this research aims to manufacture ADO 48 with the minimum flashpoints of 55oC and 52oC using cutting distillation method. The cutting distillation processis carried out on a 50:50 mixture of kerosene and diesel oil at the temperatures of distillateevaporation ranging from 10% up to 40% of the distillate volume. Materials obtainedfrom the distillation cuts that have a cetane number close to 48 are used as basic compo-nents to manufacture the diesel oils with the minimum flash points of 55oC and 52oC.Then, naphtha fraction is used to make adjustments to the flash points. Based on thephysical chemical characteristics, the manufactured diesel oil 48 in this study are in ac-cordance with the specifications of diesel 48 in Indonesia as stipulated in the decree ofDirector General of Oil and Gas number 3675 K/24/DJM/2006 dated 17 March 2006.

Keywords: Cutting distilation, specifications, flash point, fhysical-chemical characteris-tics.

I. PENDAHULUAN

Spesifikasi bahan bakar diesel Word Wide FuelCharter (WWFC) tahun 2006 yang disusun olehasosiasi pabrik kendaraan bermotor di dunia seperti

AAMA, EMA, ACEA, EAM, JAMA, yang telahmeberikan arah global harmonisasi spesifikasi BBMdi seluruh dunia membatasi titik nyala bahan bakardiesel minimum 55oC pada kategori 1, 2, 3 dan 4.

26


Demikian juga spesifikasi EURO (1 dan 2), spesifikasimenurut ASTM D 975 (4D) dan spesifikasi Filipina(PNS/DOE QS:004:2007) masing-masingmenetapkan titik nyala bahan bakar diesel minimum55oC. Spesifikasi di India menetapkan titik nyalaminyak diesel mesin putaran tinggi (HSDO II) mini-mum 35°C, mendekati batasan tersebut adalah titiknyala bahan bakar diesel menurut ASTM D 975 (1D)sebesar minimum 38°C. Sedangkan spesifikasimenurut EMA/TMC, US LSD # 2 dan ASTM D975 (2D) masing-masing menetapkan titik nyala bahanbakar diesel minimum 52oC.

Pada saat ini batasan spesifikasi titik nyala minyakSolar 48 di Indonesia adalah minimum 60°C. Angkaini cukup tinggi dibandingkan dengan titik nyala minyaksolar di negara lain. Bahkan Thailand dan Filipinapunya spesifikasi titik nyala lebih rendah lagi yaitu52oC.

Yang dimaksud dengan minyak Solar 48 adalahbahan bakar untuk mesin diesel putaran tinggi denganspesifikasi titik nyala (flash point) minimum 60oC,angka setana minimum 48, dan sifat fisika/kimialainnya memenuhi spesifikasi yang ditetapkanPemerintah melalui Surat Keputusan Dirjen MigasNo. 3675 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2006.Spesifikasi minyak Solar 48 disajikan pada Tabel 1.

Menurunkan titik nyala minimum minyak solar 48dari 60oC menjadi 55oC atau 52oC, dapatmeningkatkan jumlah produksi minyak solar dalamnegeri, maksudnya bertambah rendah titik nyala mini-mum minyak solar memberi peluang terhadapbertambahnya kandungan fraksi ringan dalamminyak solar dan ini dapat dilakukan denganmemanfaatkan ekses minyak tanah di kilang-kilangPertamina. Dengan demikian dapat menambahjumlah minyak solar sehingga mengurangi jumlahimpor minyak solar untuk memenuhi kebutuhannasional.

Titik nyala tidak berhubungan langsung dengankinerja mesin, tetapi merupakan karakteristik pentingdari bahan bakar minyak solar yang diperlukan untukkeamanan selama penanganan dan penyimpanan(safety handling and storage). Titik nyala adalahtemperatur terendah di mana uap dari bahan bakarmulai terbakar. Perubahan titik nyala minyak solarselama penanganan dan penyimpanan merupakanindikasi terjadinya perubahan mutu melalui proseskontaminasi(5).

Tujuan penelitian ini adalah membuat bahan bakarminyak Solar 48 bertitik nyala minimum 55oC dan52oC melalui metode cutting distillation daricampuran minyak tanah dan minyak solar denganperbandingan 50:50 di mana minyak solar yangdihasilkan tersebut mempunyai sifat-sifat fisika/kimianya masih memenuhi spesifikasi minyak solar48 yang ditetapkan Pemerintah dan melihatpengaruhnya terhadap perobahan karakteristik fisika/kimia lainnya.

Metode ini dapat diterapkan di kilang-kilang dalamrangka meningkatkan jumlah produksi minyak solardalam negeri dengan memanfaatkan ekses minyaktanah. Hasil kajian ini diharapkan dapat menjadi acuandalam pemanfaatan ekses minyak tanah di kilangPertamina akibat konversi minyak tanah ke LPG danpengembangan spesifikasi minyak solar Indonesiakhususnya penurunan batasan minimum spesifikasititik nyala minyak solar yang berlaku di Indonesia.

Dalam rangka melakukan pengembanganspesifikasi bahan bakar minyak solar di Indonesiakhususnya spesifikasi titik nyala minyak Solar 48dilakukan dengan mengacu pada spesifikasi titik nyaladi beberapa negara lain maupun organisasi bahanbakar internasional. Perbandingan batasan spesifikasititik nyala di beberapa negara maupun dari organisasibahan bakar internasional disajikan pada Tabel 2.

II. BAHAN DAN METODE

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalahbahan bakar jenis minyak Solar 48, minyak tanah danfraksi nafta yang masing-masing percontoh diambildari kilang Pertamina.

Metodologi yang digunakan dalam penelitianpembuatan bahan bakar minyak Solar 48 bertitik nyala55oC dan 52oC adalah metode pemotongan fraksidistilasi (cutting distillation) dari campuran minyaktanah dan minyak solar dengan perbandingan 50:50.Pemotongan dilakukan berdasarkan temperaturdistilasi pada 10%, 20%, 30% dan 40% volumepenguapan. Residu/sisa distilasi ditampung dan di berikode SM-B-10, SM-B-20, SM-B-30 dan SM-B-40masing-masing sesuai dengan persentasi volumepenguapan. Selanjutnya dilakukan pengujian titik nyaladan angka setana. Kemudian bahan bakar minyaksolar yang mempunyai angka setana paling mendekatispesifikasi minyak solar diambil dan digunakansebagai komponen minyak solar dasar pembuatanminyak solar bertitik nyala 55oC dan 52oC.

27


Selanjutnya dilakukan blending fraksi nafta denganpersentasi penambahan bervariasi sehinggadidapatkan percontoh minyak solar bertitik nyala 55oCdan 52oC yang diberi kode MS-

55 dan MS-

52.

Kemudian dilakukan analisis karakteristik fisika/kimianya dengan menggunakan metode ASTM sesuaidengan spesifikasi minyak solar yang ditetapkanPemerintah.

Evaluasi karakteristik fisika/kimia minyak solarMS-

55 dan MS-

52 dilaksanakan dengan cara

membandingkan hasil pengujiannya terhadapspesifikasi minyak Solar 48 yang ditetapkanPemerintah menurut Surat Keputusan Dirjen MigasNo. 3675 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2006.


Komposisi hasil pemotongan distilasi daricampuran minyak tanah dan minyak Solar 48 denganperbandingan 50:50 dan dilakukan pada porsentasivolume penguapan bervariasi disajikan pada Tabel 3ini.

A. Hasil Pengujian Sifat Fisika Kimia

Karakteristik fisika/kimia yang pertama dilakukanadalah pengujian titik nyala dan angka setana darimasing-masing percontoh residu hasil pemotongancampuran minyak solar dan minyak tanah denganperbandingan 50:50. Dari hasil pengujian angkasetana, maka didapatkan komponen dasar untukpembuatan minyak solar bertitik nyala 55oC dan 52oCyaitu sisa hasil pemotongan distilasi pada 40% vol-ume penguapan (SM-B-40) dengan angka setana 48dan titik nyala 80oC. Selanjutnya untuk mendapatkanbahan bakar minyak solar modifikasi yang mempunyaititik nyala 55°C dan 52°C sesuai target adalah denganmenambahkan komponen naphta masing-masingsebanyak 4,0 % dan 4,6 % volume. Kedua minyaksolar modifikasi tersebut diberi kode MS-

55 dan MS-

52.

Hasil pengujian angka setana dan titik nyala darimasing-masing percontoh residu hasil cuttingdistilation dan percontoh minyak solar modifikasibertitik nyala 55oC dan 52oC di sajikan pada Table 4.

Kecenderungan perubahan angka setana terhadapperubahan % volume pemotongan distilasi disajikanpada Gambar 1, sedangkan kecenderungan perubahantitik nyala terhadap perubahan % volume pemotongandistilasi disajikan pada Gambar 2.

Min. Maks.

1 Angka Setana 48 - D 613

2 Indeks Setana 45 - D 4737

3 Berat jenis pada 15oC kg/m3 815 870 D 1298/D 4052

4 Viskositas pada 40oC mm2/s 2 5 D 445

5 Kandungan sulfur % m/m - 0,352) D 2622

6 Distilasi: D 86

-T95 oC - 370

7 Titik Nyala oC 60 - D 93

8 Titik Tuang oC - 18 D 97

9 Residu karbon % m/m - 0,1 D 4530

10 Kandungan Air mg/kg - 500 D 1744

11 Biological Growth -

12 Kandungan FAME % v/v - 10

13Kandungan Metanol dan Etanol

% v/v D 4815

14 Korosi Bilah Tembaga merit - kelas 1 D 130

15 Kandungan Abu % m/m - 0,01 D 482

16 Kandungan Sedimen % m/m - 0,01 D 473

17 Bilangan Asam Kuat mg KOH/g - 0 D 664

18 Bilangan Asam Total mg KOH/g - 0,6 D 664

19 Partikulat mg/L - - D 2276

20 Penampilan Visual -

21 Warna No. ASTM - 3 D 1500

ketetapan pemerintah. Menurut SK Dirjen Migas No.3675 K/24/DJM/2006

tanggal 17 Maret 2006

Keterangan :

1) Khusus Minyak Solar yang mengandung Biodiesel, jenis dan spesifikasi Biod

2) Batasan 0.35% setara dengan 3500 ppm.

Nihil

Tak terdeteksi

Jernih dan terang

Metode Uji ASTM/Lain

No. Sifat-Sifat Fisika/Kimia UnitBatasan 1)

Tabel 1Spesifikasi Bahan Bakar Minyak

Jenis Minyak Solar 481)

Gambar 1Hasil Pengujian Angka Setana Hasil

Pemotongan Distilasi

29


uji. Sehingga evaluasi angka setana yang diperolehuntuk MS-

55 adalah 47,8 + 0,7 menjadi 48,5 dan untuk

MS-52

adalah 47,5 + 0,7 menjadi 48,2. Dengandemikian hasil uji angka setana untuk bahan bakarminyak solar bertitik nyala 55oC dan 52oC masihmemenuhi spesifikasi minimum yang ditetapkanpemerintah yaitu 48.

2. Berat Jenis(2)

Hasil pengujian berat jenis minyak solar MS-60

yang mempunyai titik nyala 60oC adalah 861 kg/m.Sedangkan hasil pengujian berat jenis minyak solarMS-

55 dan minyak solar MS-

52 masing-masing adalah

853 kg/m3; 846 kg/m3. Hasil pengujian berat jenisminyak solar bertitik nyala 55oC dan 52oC ini sedikitlebih rendah dari berat jenis minyak solar MS-

60. Hal

ini di sebabkan karena terjadinya penambahan fraksiringan dalam minyak solar. Namun hasil ini masihmemenuhi spesifikasi minyak Solar 48 yang ditetapkanyaitu 815 kg/m3 – 870 kg/m3 .

3. Viskositas(2)

Hasil pengujian viskositas minyak solar MS-60

adalah 3,63 mm/s2. Sedangkan hasil pengujian minyaksolar MS-

55 dan minyak solar MS-

52 masing-masing

adalah 2,36 mm/s2 dan 2.34 mm/s2. Hasil pengujianviskositas minyak solar bertitik nyala 55oC dan 52oCini lebih kecil dari viskositas minyak solar MS-

60.

Viskositas kinematik dari ke tiga jenis minyak solardi atas

masih berada dalam batasan range spesifikasi

minyak Solar 48 yaitu 2,0 mm/s2 – 5,0 mm/s2.

4. Kandungan Sulfur(2)

Hasil pengujian kandungan sulfur untuk minyaksolar MS-

60 adalah 0,0732 % m/m. Sedangkan hasil

pengujian kandungan sulfur minyak solar MS-55

danminyak solar MS-

52 masing-masing adalah 0,0648%m/

m dan 0,0645% m/m. Hasil pengujian kandungan sul-fur minyak solar bertitik nyala 55oC dan 52oC inilebih kecil dibandingkan minyak solar MS-

60, Ketiga

jenis minyak solar mempunyai kandungan sulfur masihberada jauh di bawah batasan maksimum spesifikasiminyak Solar 48 yaitu maksimum 0,35%m/m.

5. Lubrisitas(2)

Hasil pengujian lubrisitas untuk minyak solar MS-

60 adalah 285 μm. Sedangkan hasil pengujian lubrisitas

minyak solar MS-55

dan minyak solar MS-52

masing-masing adalah 311 μm dan 315 μm. Hasil pengujianlubrisitas minyak solar bertitik nyala 55oC dan 52oCini lebih tinggi dibandingkan MS-

60, Namum

peningkatan nilai lubrisitas yang terjadi dengan

Angka Setana

DensityFlash Point

1 SM-B-10 46,4 0.8440 63

2 SM-B-20 46,8 0.8491 67

3 SM-B-30 47,3 0.8521 73

4 SM-B 40 48 0.8566 80

5 MS-55 47,8 0,8525 55

6 MS-52 47,5 0,8475 52

No.Kode

Percontoh

Hasil Pengujian

Tabel 4Hasil Uji Angka Setana dan Titik NyalaPercontoh Minyak Solar Dasar Hasil

Pemotongan Distilasi

Gambar 2Hasil Pengujian Titik NyalaHasil Pemotongan Distilasi

turunnya flash point minyak solar tidak terlalu besar,dan masih memenuhi spesifikasi minyak Solar 48 yaitumaksimal 460 μm.

Pembuatan minyak solar bertitik nyala minimum55oC dan 52oC melalui metode cutting distillationterhadap campuran minyak tanah dan minyak solar48 dengan perbandingan 50:50 dapat dilakukan danmenghasilkan produk di mana karakteristik fisika/kimianya dapat memenuhi spesifikasi bahan bakarminyak solar 48 yang berlaku di Indonesia. Dari hasilanalisis karakteristik fisika/kimia masing-masingminyak solar bertitik nyala minimum 55oC dan 52oC,karakteristik yang paling kritis yang dihasilkan adalahangka setana yaitu masing-masing 47,8 dan 47,5.Spesifikasi angka setana minimum minyak solar 48dapat dipenuhi dengan memasukkan nilai toleransi alatuji CFR F-5 sebesar 0,5 dan nilai repeatability sebesar0,2. Sedangkan untuk nilai lubrisitas walaupun terjadi

30


peningkatan, yang berarti sifat/kemampuanpelumasan dari bahan bakar minyak solar yangdihasilkan menurun dibandingkan minyak solar 48bertitik nyala 60oC, namun masih jauh di bawahbatasan spesifikasi minyak solar yang berlaku di In-donesia.

IV.KESIMPULAN

Dari hasil penelitian yang diperoleh daripembuatan minyak solar bertitik nyala 55°C dan52°C melalui cutting distillation dapat disimpulkamsebagai berikut:

1. Minyak Solar bertitik nyala 55°C (MS-55

)didapatkan melalui cutting distillation padatemperatur diperolehnya 40% volume penguapandengan penambahan 4,0% komponen nafta.

2. Minyak Solar bertitik nyala 52°C (MS-52

)didapatkan melalui cutting distillation padatemperatur diperolehnya 40% volume penguapandengan penambahan 4,6% komponen nafta.

3. Karakteristik fisika/kimia minyak Solar 48 bertitiknyala 55°C dan 52°C yang dihasilkan, secarakeseluruhan dapat memenuhi spesifikasi MinyakSolar 48 yang ditetapkan Pemerintah sesuai SKDirjen Migas No. 3675 K/24/DJM/2006 tanggal17 Maret 2006.

4. Semakin rendah titik nyala minyak solarmemberikan indikasi terjadinya penurunankemampuan pelumasan minyak solar tersebut.

V. SARAN

Untuk menghasilkan minyak solar 48 bertitiknyala minimum 55°C dan 52°C melalui metode cut-ting distillation yang mempunyai karakteristik angkasetana tidak kritis, di sarankan menggunakan bahandasar minyak Solar 48 bertitik nyala minimum 60°Cmempunyai angka setana > 50.

Tabel 5Hasil Uji Karakteristik Fisika/Kimia Percontoh Minyak Solar bertitik nyala 60oC, 55oC, 52oC

MS-60 MS-55 MS-52 Min Maks

1 Angka Setana 49,5 47,8 47,5 48 - D 613

2 Berat jenis pada 15oC, kg/m3 861 853 848 815 870 D1298/D4052

3 Viskositas pada 40oC mm2/s 3,63 2,36 2,34 2 5 D 445

4 Kandungan sulfur, %m/m 0,0732 0,0648 0,0645 - 0,35 D 2622

5 Distilasi: T90, °C 349 - - D 86

Distilasi T95, °C - - - - 370

6 Titik Nyala , °C 60 55 52 60 - D 93

7 Titik Tuang , °C 4 -3 -3 - 18 D 97

8 Residu karbon, % m/m 0,006 0,005 0,005 - 0,1 D 4530

9 Kandungan Air, mg/kg 97,75 Nil Nil - 500 D 1744

10 Korosi Bilah Tembaga 1a 1a 1a - 1 D 130

11 Kandungan Abu, %m/m 0 0 0 0,01 D 482

12 Kandungan Sedimen, %m/m 0 0 0 0,01 D 473

13 Bilangan Asam Kuat Nil Nil Nil 0 D 664

14 Bilangan Asam Total 0,085 0,057 0,053 0,6 D 664

15 Nilai Kalori, MJ/kg 44,7 44,242 44,23 D 240

16 Warna L 1.0 L 1.0 L 1.0 3 D 1500

17 Lubrisitas, µm 285 311 315 460* D 607

Metode Uji ASTM/Lain

Batasan Spesifikasi

No. Karakteristik

Jenis Percontoh Minyak Solar

31


KEPUSTAKAAN

1. ACEA, Aliance, EMA, JAMA, ‘World Wide FuelCharter Committe”, 2006.

2. ASTM”, Annual Book of ASTM Standards, Sec-tion 5, The American Society for Testing andMaterials,”Fuel and Lubricant,” Philadelphia,Amerika Serikat, 2009

3. Laporan Penelitian,” Kajian PerubahanSpesifikasi Flash Point dari Minimum 60°CMenjadi 52°C Produk Minyak Solar 48",Lemigas-Pertamina Jakarta, 2009

4. Spesifikasi Minyak Solar Menurut SuratKeputusan Direktur Jenderal Minyak dan GasBumi No. 3675 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret2006.

5. Weismann, Main Characteristics of Fuel Oils andInfluence on the Functioning of Engines,Furnances, and other Fuel Utilization, LembagaMinyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”, Jakarta,1992

33

RANCANG BANGUN ADSORBEN MERKURI REMOVAL LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASLISNA ROSMAYATI, YAYUN ANDRIANI DAN YUSEP K. CARYANA VOL. 44. NO. 1, APRIL 2011: 33 - 45

Rancang Bangun AdsorbenMercury RemovalOleh : Lisna Rosmayati1) dan Yayun Andriani1), Yusep K. Caryana2)

Pengkaji Teknologi1), Peneliti Muda2) pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, 62-21-7222978, Faksimile : 62-21-7246150, 62-21-7222978Teregistrasi I Tanggal 9 Desember 2010; Diterima setelah perbaikan tanggal 13 Januari 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Sebagian besar gas bumi (natural gas) mempunyai kandungan merkuri dengan jumlah kecil(trace). Kehadiran merkuri dalam gas bumi sekalipun dalam jumlah yang kecil dinilai merugikankarena dapat menyebabkan korosi pada peralatan dan fasilitas proses di industri migas. Prosesadsorpsi merupakan proses yang paling sesuai untuk memisahkan merkuri dalam gas bumi danrancang bangun alat adsorpsi merkuri merupakan salah satu solusi untuk meminimalkan kandunganmerkuri dalam gas bumi. Kinerja alat rancang bangun adsorben mercury removal dengan kondisipercobaan menggunakan data optimum dari hasil aktivasi adsorben karbon yang telahdikarakterisasi. Kondisi optimum percobaan yaitu menggunakan adsorben karbon yang berukuran70 mesh, diaktivasi pada temperature 700oC, direndam setelah aktivasi selama 12 jam dan posisitabung adsorben vertikal. Hasil pengukuran merkuri (Hg) menunjukkan bahwa adsorben karbonaktif pada kondisi percobaan tersebut mampu menyerap merkuri (Hg) sebesar 27.629,94 μg/m3.

Kata kunci : rancang bangun, adsorben, merkuri

ABSTRACT

Most of natural gas contain a trace mercury, However, although its content in naturalgas is very small, mercury can cause corrosion in process facilities and equipment plant inpetroleum industries. The adsorption process is the best technique and mostly used formercury separating in natural gas. The engineering equipment of mercury removal byactivated charcoal adsorbent is one of few solution to minimize mercury content in naturalgas. To obtain the best result of adsorbent activation, it is very important to run the processunder optimum condition. There are several optimum conditions which is obtained from theexperiment e.g.: The size of the activated carbon particles is 70 mesh, temperature activa-tion is 700oC approximately, time of immersed in ZnCl

2 after activation is 12 hours and use

a vertical position of adsorbent tube. The result of mercury (Hg) measurement shows thatthe ability of activated carbon adsorbent to adsorb mercury is 27.629,94 μg/m3.

Keywords: engineering,adsorbent,mercury

I. PENDAHULUAN

Sebagian besar gas bumi (natural gas)mempunyai kandungan merkuri dengan jumlah kecil(trace). Kehadiran merkuri dalam gas bumi sekalipundalam jumlah yang kecil dinilai merugikan karenadapat menyebabkan korosi pada peralatan dan fasilitasproses di industri migas. Khusus di industri migas,

karbon aktif berpotensi dijadikan adsorben dalammeningkatkan kualitas produksi migas sehingga dapatmenaikkan harga dan nilai jual produk migas tersebut.

Penelitian dan pemanfaatan adsorben gas bumiuntuk menghilangkan Hg dari gas bumi sudahdilakukan di beberapa negara termasuk Indonesia,akan tetapi masih banyak kendala dalam keefektifan

34


penyerapan merkuri dan regenerasinya dari adsorbenyang digunakan. Untuk itu suatu kajian rancangbangun adsorben Hg removal untuk gas bumi, perludilakukan untuk mendapatkan alternatif adsorben Hgremoval gas bumi yang dapat digunakan oleh industrimigas. Kegiatan yang dilakukan ini sesuai dengan UUNo. 22 tahun 2001 tentang Minyak dan Gas Bumidan Peraturan Pemerintah No. 74 Tahun 2001Tentang Pengelolaan Bahan Berbahaya dan Beracun,yang mengamanatkan agar memperoleh hasil produkyang aman dan tidak membahayakan lingkunganterhadap produk yang dihasilkan oleh industri migas.

Ruang lingkup rancang bangun adsorpsi mercuryremoval meliputi usaha dan konsep untukmenghasilkan sistem rancangan alatyang berfungsi untuk mengeliminasikandungan merkuri dalam gas bumi,merekayasa karakteristik material/bahan ke dalam bentuk, ukuran, danfungsi yang diinginkan. Olehkarenanya, penguasaan teknologirancang bangun alat dalam skalalaboratorium membutuhkan suatupemahaman yang terintegrasi yangdimulai dari pemahaman dasar, teknikdesain dan analisis laboratorium untukmencapai tujuan yang diinginkan.

Kinerja alat adsorpsi merkuridilakukan untuk melihat sejauh manakemampuan adsorben yang terpasangpada alat mercury removal mampumengadsorpsi kandungan merkuridalam gas. Sebelum percobaanadsorpsi merkuri tersebutdilaksanakan, terlebih dahulu dilakukanpercobaan pendahuluan untuk melihatapakah alat tersebut telah siap ujidengan mengalirkan compressed airpada laju alir tertentu. Setelah itudilakukan pengujian tanpa adaadsorben dengan mengalirkan merkuristandar untuk mengetahui konsentrasimerkuri awal.

Kemampuan dari adsorben yangterpasang pada alat mercury removaldapat diketahui dengan melakukananalisis pada konsentrasi Hg yangterukur dalam media cairan penangkapHg. Kondisi percobaan yang optimum

diperoleh dengan menggunakan adsorben karbon yangberukuran 70 mesh, diaktivasi pada temperature700oC dan direndam selama 12 jam setelah aktivasidilakukan. Posisi tabung adsorben pada saatpercobaan mercury removal dalam posisi vertikal.Hasil pengujian pengukuran merkuri (Hg)menunjukkan bahwa adsorben karbon aktif padakondisi percobaan tersebut mampu menyerap merkuri(Hg) sebesar 27.629,94 μg/m3.

II. METODOLOGI

Metodologi yang digunakan dalam melakukankajian ini adalah melalui tahapan sebagai terlihat padagambar 1:

Gambar 1Metodologi tahapan kegiatan penelitian

35


III.SIFAT DAN BAHAYA MERKURI SERTAPOTENSI ADSORBEN KARBONAKTIF

A. Sifat dan Bahaya Merkuri (Hg) dalam GasBumi di Lingkungan Industri Migas

Pada umumnya gas bumi mengandung merkuridengan konsentrasi yang sangat rendah namunbeberapa lapangan gas di Indonesia diketahuimempunyai kandungan yang cukup tinggi, salahsatunya sumur-sumur gas di wilayah laut Natuna,sehingga dikhawatirkan dapat merusak fasilitas,terutama fasilitas yang berkaitan dengan prosesrefrigerasi/pendinginan gas. Senyawa merkuri dapatmenyebabkan terjadinya korosi dengan alumuniumatau alumunium alloy dengan membentuk amalgam.Selain menyebabkan terjadinya korosi, merkuriberbahaya bagi kesehatan terutama bila berbentuksenyawa alkil merkuri rantai pendek yang stabil danbersifat racun serta dapat mengakibatkan kerusakansyaraf.

Unsur merkuri dan spesies senyawa merkurilainnya ditemukan dalam senyawa hidrokarbon yangterdapat di dalam batu bara, gas bumi, gas kondensatdan minyak bumi di hampir semua lapangan minyakdan gas di seluruh dunia. Kebanyakan merkuri dalamgas bumi berada dalam bentuk unsur bebas atau logammurni, namun di dalam kondensat dan petroleum yangditemukan dalam jumlah yang cukup signifikan adalahsenyawa organomerkuri sedangkan unsur merkuridalam bentuk bebas hanya sedikit.

Merkuri di dalam gas bumi, kondensat dan minyakbumi dapat mengganggu proses produksi dan bersifatkorosif terhadap fasilitas pengolahan hidrokarbonmelalui beberapa mekanisme, antara lain membentukHg amalgam yaitu merkuri yang berinteraksi denganbeberapa jenis logam, termasuk alumunium, tembaga,brass, seng, kromium, besi, dan nikel. Ketika bentukamalgam ini berikatan dengan komponen logam dalamperalatan, menghasilkan korosi pada peralatan. Bentukamalgam ini lebih lemah daripada bentuk logam bebasmerkuri (Leeper,1980; Bingham 1990), atau dalampembentukan logam amalgam aluminium, reaksi amal-gam menghasilkan bentuk logam ditambah merkuribebas, yang menyebabkan proses korosi terjadi secaraberkelanjutan, (Crippen dan Chao 1997). Korosi alu-minium sering terjadi pada alat pertukaran panas (heatexchanger) cryogenic, pintu dan aliran katup kepalasumur.

Hg bersifat racun yang mengakibatkanpenurunan aktivitas katalis dalam masa pakai katalisitu (Hennico,1991). Formasi amalgam Hg pada dindingpipa baja mengakibatkan proses dan produksimenggunakan alat itu menjadi berbahaya. Pengolahangas dan cairan menyebabkan perubahan salah satubentuk merkuri menjadi bentuk lainnya. Contohnyaadalah reaksi merkuri murni dengan komponen sul-fur. Teori menyebutkan, proses dengan tekanan tinggihydrotreating pada penyaringan dapat mengkonversidialkilmerkuri dan merkuri kompleks menjadi unsurmurninya.

1. Sifat dan Karakterisasi Merkuri (Hg)

Beberapa lapangan gas di indonesia diketahuimempunyai kandungan merkuri yang cukup tinggisalah satunya sumur-sumur gas di wilayah lautNatuna, sehingga dikhawatirkan dapat merusakfasilitas, terutama fasilitas yang berkaitan denganproses refrigerasi/pendinginan gas, Senyawa merkuridapat menyebabkan terjadinya korosi denganalumunium atau aluminium alloy dengan membentukamalgam. Selain menyebabkan terjadinya korosi,merkuri berbahaya bagi kesehatan terutama bilaberbentuk senyawa alkilmerkuri rantai pendek yangstabil dan bersifat racun serta dapat mengakibatkankerusakan syaraf.

Unsur merkuri dan spesies senyawa merkurilainnya ditemukan dalam senyawa hidrokarbon yangterdapat di dalam batu bara, gas bumi, gas kondensatdan minyak bumi di hampir semua lapangan minyakdan gas di seluruh dunia. Kebanyakan merkuri dalamgas bumi berada dalam bentuk unsur bebas atau logammurni, namun di dalam kondensat dan petroleum yangditemukan dalam jumlah yang cukup signifikan adalahsenyawa organomerkuri sedangkan unsur merkuridalam bentuk bebas hanya sedikit.

2. Spesifikasi dan Jenis-Jenis SenyawaMerkuri

Berdasarkan EPA -600/R-01-066, Mercury inPetroleum And Natural Gas, USA, 2001,didalamminyak bumi dan gas, kondensat dikenal beberapabentuk kimia merkuri, yang memiliki perbedaan sifatkimia dan fisik masing-masing ,dapat dilihat sebagaiberikut.

a. Merkuri (HgO)

Merkuri murni dan dapat larut dalam minyak bumidan cairan hidrocarbon dalam bentuk atomnya sampai

36


beberapa ppm saja. Merkuri murni dapat berikatandengan komponen logam (pipa,vessel dll), lilintersuspensi, pasir, dan bahan padatan tersuspensi padacairan.

b. Senyawa organik merkuri (R-HgR dan R-HdX), dimana R = -CH

3, C

2H

5, dan X = -Cl

atau ion organik lainnya)

Komponen organik merkuri sangat mudah larutpada minyak bumi dan kondensat. Komponen organikmerkuri hampir sama dengan merkuri murni dalamsifat adsorptivitasnya tetapi mempunyai titik didih,kelarutan, fraksi pemisahan menjadi bentuk yangberbeda dengan HgO. Dialkil merkuri termasukkedalam kategori ini (misalnya dimetil merkuri, dietilmerkuri) dan monometilmerkuri halida (ion organiklainnya).

c. Garam merkuri anorganik (ionik) (Hg2+

Xatau Hg

2+X

2), di mana X adalah ion

anorganik)

Garam merkuri (kebanyakan halida) larut dalamminyak dan kondensat. Tetapi lebih banyak dalam fasecair. Klorida merkuri memiliki kelarutan yang tinggidalam cairan organik (10 kali lipat dari merkuri murni).Garam organik kemungkinan juga memiliki sifat fisiktersupensi dalam minyak atau terikat menjadi partikeltersuspensi.

d. Merkuri kompleks (HgK atau HgK2),

Merkuri dapat berikatan dengan hidrokarbonsebagai kompleks, di mana K adalah ligand sepertiasam organik,forfirin, atau tiol.

e . Komponen merkuri tersuspensi

Beberapa contoh yang bisa tergolong kelompokini adalah merkuri sulfida (HgS) dan selenida (HgSe),di mana keduanya tidak dapat larut di dalam air danminyak tetapi keberadaannya berupa partikel padatyang tersuspensi dan berukuran sangat kecil (koloid).

f. Merkuri yang terikat dan tersuspensi

Kategori ini termasuk merkuri murni dan merkuriorganik yang tidak larut tetapi terikat pada partikelinert seperti pasir dan lilin. Merkuri tersuspensi dankomponen merkuri tersuspensi dapat dipisahkan daricairannya dengan teknik pemisahan secara fisikseperti filtrasi dan sentrifugasi.

3. Bahaya Merkuri (Hg)

a. Bahaya terhadap kesehatan manusia

Senyawa merkuri organik dianggap lebih

berbahaya dan dapat larut dalam lapisan lemak padakulit yang menyelimuti korda saraf (Volkovic, 1977).Metil merkuri merupakan merkuri organik yang selalumenjadi perhatian serius dalam toksikologi. Karenametil merkuri ini dapat diserap secara langsung melaluipernapasan dengan kadar penyerapan 80%. Uapnyadapat menembus membran paru-paru dan apabilaterserap ke dalam tubuh, akan terikat dengan proteinsulfurhidril seperti sistein dan glutamin. Di dalamdarah, 90% dari metil merkuri diserap ke dalam seldarah merah dan metil merkuri juga dijumpai dalamrambut. Menurut Irving et al. (1975), jumlah merkuriyang dimasukkan ke dalam akar rambut adalahberbanding dengan kepekatan metil merkuri di dalamdarah.

b. Efek korosi yang ditimbulkan senyawamerkuri (Hg)

Merkuri di dalam gas bumi, kondensat dan minyakbumi dapat mengganggu proses produksi dan bersifatkorosif terhadap fasilitas pengolahan hidrokarbonmelalui beberapa mekanisme, antara lain membentukHg amalgam yaitu merkuri yang berinteraksi denganbeberapa jenis logam, termasuk aluminium, tembaga,brass, seng, kromium, besi, dan nikel. Ketika bentukamalgam ini berikatan dengan komponen logam dalamperalatan, menghasilkan korosi pada peralatan, bentukamalgam ini lebih lemah daripada bentuk logam bebasmerkuri (Leeper,1980 ; Bingham 1990), atau dalampembentukan logam amalgam aluminium, reaksi amal-gam menghasilkan bentuk logam ditambah merkuribebas, yang menyebabkan proses korosi terjadi secaraberkelanjutan, (Crippen dan Chao 1997). Korosi alu-minium sering terjadi pada alat pertukaran panas (heatexchanger) kryogenik, pintu dan aliran katup kepalasumur.

Hg bersifat racun yang mengakibatkanpenurunan aktivitas katalis dalam masa pakai katalisitu (Hennico,1991). Formasi amalgam Hg dalamdinding pipa baja mengakibatkan proses dan produksimenggunakan alat itu menjadi berbahaya. Pengolahangas dan cairan menyebabkan perubahan salah satubentuk merkuri menjadi bentuk lainnya. Contohnyaadalah reaksi merkuri murni dengan komponen sul-fur. Teori menyebutkan, proses dengan tekanan tinggihydrotreating pada penyaringan dapat mengkonversidialkil merkuri dan merkuri kompleks menjadi unsurmurninya.

Kemampuan memisahkan senyawa merkuri daridalam produk dan aliran pada proses pengolahan

37


minyak dan gas bumi sangat ditentukan oleh sifatkelarutannya. Tabel 2.4 menyajikan hubungankelarutan beberapa spesies dalam larutan. Dalamcairan hidrokarbon senyawa merkuri tersuspensi yangbiasa ditemukan adalah HgS. Senyawa merkuritersuspensi ini biasanya ditemukan paling besarkonsentrasinya dibanding dengan kandungan totalmerkuri dalam sampel cairan hidrokarbon yangdiproduksi, sehingga harus dipisahkan terlebih dahulu.

B. Adsorptivitas Karbon (Arang) dariTempurung Kelapa

1. Sifat Fisika-Kimia Karbon TempurungKelapa

Arang aktif adalah karbon yang berbentuk amorf,berwarna hitam, tidak berbau, tidak berasa, sertamempunyai daya serap yang jauh lebih besardibandingkan dengan arang yang belum menjalaniproses aktivasi. Unsur karbon adalah suatu zat inert,tidak larut dalam air, basa, asam encer, dan pelarutorganik. Arang yang baik mutunya adalah arang yangmempunyai kadar karbon tinggi dan kadar abu sertakadar air rendah.

Arang adalah suatu bahan padat yang berpori-pori dan merupakan hasil pembakaran dari bahan yangmengandung unsur C. Sebagian besar dari pori-porinya masih tertutup dengan hidrokarbon dansenyawa organik lain. Komponennya terdiri atas fixedcarbon, abu, air, nitrogen dan sulfur. Arang tempurungadalah arang yang dibuat dengan cara karbonisasi daritempurung/batok kelapa.

Arang aktif merupakan senyawa karbon amorf,yang dapat dihasilkan dari bahan-bahan yangmengandung karbon atau dari arang yangdiperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkanpermukaan yang lebih luas. Luas permukaan arangaktif berkisar antara 300-3500 m2/gram dan iniberhubungan dengan struktur pori internal yangmenyebabkan arang aktif mempunyai sifat sebagaiadsorben. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas dansenyawa-senyawa kimia tertentu atau sifatadsorpsinya selektif, tergantung pada besar pori-poridan luas permukaan. Daya serap arang aktif sangatbesar, yaitu 25-1000% terhadap berat arang aktif.

Arang aktif terdiri atas pelat-pelat datar, disusunoleh atom-atom C yang terikat secara kovalen dalamsuatu kisi heksagonal. Pelat-pelat itu bertumpuk satusama lain membentuk kristal-kristal dengan sisa-sisa

hidrokarbon yang tertinggal pada permukaannya.Kristal-kristal tersebut biasanya tersusun dari 3 hingga4 lapisan atom karbon yang terdiri atas 20 sampai 40atom karbon di setiap lapisannya. Denganmenghilangkan hidrokarbon pada permukaan tersebut,permukaan akan menjadi lebih luas sehingga dayaserap lebih besar.

Arang aktif merupakan suatu bahan yang berupakarbon amorf yang sebagian besar terdiri atas karbonbebas serta memiliki permukaan dalam sehinggamempunyai kemampuan daya serap yang baik.Keaktifan untuk menyerap dari arang aktif initergantung dari jumlah senyawaan karbonnya.

2. Sifat Adsorpsi Arang Aktif

Adsorpsi adalah suatu peristiwa fisik penyerapansuatu zat pada permukaan bahan penyerap. Efisiensiadsorpsi oleh arang tergantung dari perbedaan muatanlistrik antara arang dengan zat yang diserap (Ketaren,1986). Bahan yang mempunyai muatan listrik positifakan diserap lebih efektif oleh arang dalam larutanyang bersifat basa dan sebaliknya.

Peristiwa adsorpsi ini terjadi karena pada arangterdapat pori-pori dalam molekul karbon tersebut.Bila pori-pori ini tertutup, maka daya serap arang akanberkurang atau hilang. Tertutupnya pori-pori tersebut

Gambar 2Struktur Grafit dari Arang AktifSumber : JANKOWSKA, 1991

38


disebabkan terisi oleh tar, hidrokarbon dan zat organiklainnya. Suatu zat terlarut cenderung bermigrasi keadsorben karena empat hal, yaitu :

1. Sifat alamiah hidrofobik dari zat terlarut

2. Adanya gaya Van der Waals

3. Atraksi listrik antar permukaan dengan adsorben

4. Terjadinya penyerapan secara kimia.

Dari keempat hal ini, yang paling mungkin terjadiadalah karena adanya gaya Van der Waals, karenaadsorpsi dan desorpsi terjadi secara berkelanjutan danmolekul yang terserap bebas bergerak di sekitarpermukaan.

3. Penetapan Bilangan Iodin

Penetapan bilangan iodium merupakan suatupengujian kemampuan dari arang yang sudahdiaktivasi (AWWA B604-74, 1974). Penetapantersebut berdasarkan pada metode titrasi iodometri.Arang yang telah diaktivasi Akan mengadsorbsi iodyang ditambahkan, sisa iod yang tidak teradsorbsi oleharang akan dititrasi dengan larutan tio 0, 1 N yangtelah distandardisasi. Titik akhir titrasi ditandai denganlenyapnya warna I

2 setelah ditambahkan dengan

indikator, yaitu dari coklat tua menjadi kuning lalumenjadi tak berwarna. Dari volume tio yangdigunakan maka dapat ditentukan kemampuan arangaktif tersebut dalam menyerap iodium. Reaksi yangterjadi dalam proses titrasi tersebut yaitu :

−→←

− +−+ 264

2322 22 OSlOSl

Nilai bilangan iod tersebut dapat diketahui dengantahapan perhitungan menggunakan rumus :

sampelvolume

NxtiovolumeC

2=

sampelbobot

tiovolumexBA

m

x

m

x )2,2(−=

Dm

x

m

xiodinnilai =

Keterangan :

X/m = miligram iodin yang teradsorb per gramkarbon

N1

= normalitas iodin

N2 = normalitas natrium tiosulfat

A = N1 x 12693

B = N2 x 126,93

D = faktor koreksi

Dan untuk mengetahui kemampuan daya serapiodium dapat menggunakan rumus :

%1009,126)(

xcontohmiligram

xNxabserapDaya

−=

Keterangan :

b = volume blanko

a = volume contoh

N = Normalitas natrium tiosulfat

126,9 = bobot atom iodium

4. Luas Permukaan dan Pori

Arang aktif merupakan suatu padatan berporiyang mengandung 85-95% karbon. Dihasilkan daribahan-bahan yang mengandung karbon denganpemanasan pada suhu tinggi. Ketika pemanasanberlangsung, diusahakan agar tidak terjadi kebocoranudara di dalam ruangan pemanasan sehingga bahanyang mengandung karbon tersebut hanyaterkarbonisasi dan tidak teroksidasi. Arang selaindigunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakansebagai adsorben (penyerap). Daya serap ditentukanoleh luas permukaan partikel dan kemampuan inidapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebutdilakukan aktivitas dengan aktif faktor bahan-bahankimia ataupun dengan pemanasan pada temperaturtinggi. Dengan demikian, arang akan mengalamiperubahan sifat-sifat fisika dan kimia. Arang yangdemikian disebut sebagai arang aktif.

Luas permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m2/g dan ini berhubungan dengan sktruktur poriinternal yang menyebabkan arang aktif mempunyaisifat sebagai adsorben. Arang aktif dapatmengadsorbsi gas dan senyawa-senyawa kimiatertentu atau sifat adsorbs selektif, tergantung padabesar atau volume pori-pori dan luas permukaan.Daya serap arang aktif sangat besar, yaitu 25-100%terhadap berat arang aktif.

Arang aktif dibagi atas 2 tipe, yaitu arang aktifsebagai pemucat dan sebagai penyerap uap. Arangaktif sebagai pemucat, biasanya terbentuk powderyang sangat halus, diameter pori mencapai 1000 ú,digunakan dalam fase cair, berfungsi untukmemindahkan zat-zat pengganggu yang

39


menyebabkan warna dan bau yang tidak diharapkan,membebaskan pelarut dari zat-zat penggangu dankegunaan lain yaitu pada industri kimia dan industribaju. Diperoleh dari serbuk-serbuk gergaji, ampaspembuatan kertas atau dari bahan baku yangmempunyai densitas kecil dan mempunyai strukturyang lemah. Arang aktif sebagai penyerap uap,biasanya berbentuk granular atau pellet yang sangatkeras diameter pori berkisar antara 10-200A , tipepori lebih halus, digunakan dalam fase gas, berfungsiuntuk memperoleh kembali pelarut, katalis, pemisahandan pemurnian gas. Diperoleh dari tempurung kelapa,tulang, batu bata atau bahan baku yang mempunyaistruktur keras.

Berdasarkan teori Brunauer, Emmett, dan Teller(BET), yaitu bahwa seseorang dapat memperkirakanjumlah molekul yang diperlukan untuk menutupipermukaan adsorben dengan sebuah monolayermolekul teradsorpsi seperti yang terdapat padaGambar 3. Gambar tersebut menunjukkan sekitar 30% dari padatan telah mengalami kejenuhan. Denganmelakukan pengukuran BET maka kita dapatmengetahui perilaku material sebagai bahan yangbereaksi dengan lingkungannya melalui permukaan.Bahan yang luas permukaannya lebih tinggi, memilikikemampuan untuk bereaksi lebih cepat, lebih cepatlarut, dan mampu menyerap gas lebih banyakdibandingkan dengan bahan yang sama dan memilikiluas permukaan yang lebih rendah (QuantachromeCorporation, 2007).

Dengan penambahan molekul gas pada bagianluar monolayer secara terus-menerus maka akanmenyebabkan pembentukan multilayer seperti padaGambar 4. Pada gambar tersebut terlihat bahwapadatan sekitar 70% telah mengalami kejenuhan.

Kemudian pada akhirnya, maka pori-pori adsorbenakan terisi penuh oleh adsorbat seperti pada Gambar5. Maka dari banyaknya adsorbat yang terisi dalampori, kita dapat mengetahui luas permukaan sertaukuran dari pori tersebut.

5. Aktivasi Kimia dengan ZnCl2

Untuk aktivasi kimia, activator yang digunakanadalah bahan-bahan kimia seperti: hidroksida logamalkali garam-garam karbonat, klorida, sulfat, fosfatdari logam alkali tanah dan ZnCl

2. Zink klorida

merupakan salah satu bahan kimia yang dapatdigunakan sebagai aktivator bagi karbon aktif. SelainZnCl

2, CaCl

2 dapat pula digunakan sebagai aktivator

Gambar 3Monolayer pada Molekul Teradsorpsi

Gambar 4 Multilayer Tahap Kondensasi

Gambar 5Pori Telah Terisi Sepenuhnya

40


arang. Namun, menurut Prawirakusuma dan Utomo(1970), arang yang diaktifkan dengan bahan pengaktifZnCl

2 mempunyai rendemen lebih dibandingkan

dengan CaCl2. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh

senyawa ZnO yang melekat pada kisi-kisi heksagonpada pelat-pelat datar arang terikat lebih kuatdibandingkan dengan CaO. Karena sifat kristal ZnOlebih tajam dibandingkan dengan CaO, sehingga padaproses pencucian arang, senyawa-senyawa CaObanyak yang terikut bersama air pencuci. Suhu 600οCsampai 700οC merupakan suhu optimum untuk aktifasidengan bahan pengaktif ZnCl

2 (Smisek, 1970).

Berbagai zat aktivasi lainnya seperti kalium hidroksidadan zink khlorida telah digunakan, tetapi faktamembuktikan bahwa aktivasi kimia dengan ZnCl

2

menghasilkan luas permukaan dan volume pori yanglebih baik bila dibandingkan dengan zat aktivasi yanglain.

IV. TEKNIK RANCANG BANGUNADSORPSI MERKURI DALAM GASBUMI

A. Skema dan Lay Out Alat

Lihat gambar 6.

Gambar 4.2.Rancang Bangun Adsorben Mercury Removal

Gambar 6Skema Alat Merkuri Removal

B. Spesifikasi dan Prinsip Kerja Alat

1. Water bath ukuran 40 x 30 x 40 cm

2. 2 buah Tube mercury ukuran diameter 2,5 cm,tinggi 30 cm

3. Absorben karbon aktif diameter 2 cm , panjang25 cm

4. Pressure gauge 2 buah max 100 psig

5. Valve 6 buah

6. Tee Connection ¼ “ 4 buah

7. Tubing ¼ “

8. Flow meter 2 buah

Prinsip kerja alat ini adalah gas yang dialirkanakan mendorong uap merkuri masuk ke dalam mediaadsorben. Merkuri yang teradsorpsi akan tertahan,sedangkan yang lewat media adsorben akan ditangkapoleh cairan penangkap merkuri yang selanjutnya akandiukur konsentrasi merkurinya dengan menggunakanMercury Analyzer (WA4). Gas yang dialirkan akandiketahui volumenya dengan melihat putaran alat dariwet test meter. Setiap kali pengujian, volume gas yangdialirkan diusahakan tetap atau tidak jauh berbeda.

C. Uji Kemampuan Adsorpsi Adsorben denganAnalisis Bilangan Iod

Untuk mengetahui kemampuan adsorpsi dariadsorben (karbon aktif) dilakukan pengujian denganmenggunakan ASTM D-510 sehingga dapat diketahuinilai iod dari masing-masing sampel. Hasil analisisuntuk sampel arang I dengan suhu aktifasi 500oCdapat dilihat pada Tabel 1.

D. Teknik Percobaan Adsorpsi Merkuri dalamGas Bumi

1. Pengukuran Merkuri Standar

a. Gas dari sumber masuk ke dalam tube merkuriyang ada dalam water bath pada kondisi tem-perature 37oC.

41


b. Aliran gas yang keluar dari tube merkuri langsungmenuju cairan penangkap merkuri (KMnO

4 +

H2SO

4) .

c. Cairan penangkap merkuri dianalisis denganmenggunakan Mercury Analyzer (Lumex 91)

d. Konsentrasi merkuri di dalam cairan penangkapterukur dalam satuan μg/m3.

2. Pengukuran Merkuri setelah melaluiAdsorben Karbon Aktif

a. Gas dari sumber masuk ke dalam tube merkuriyang ada dalam water bath pada kondisitemperatur 37oC.

b. Aliran gas yang keluar dari tube merkuridilewatkan melalui adsorben karbon aktif,kemudian langsung menuju cairan penangkapmerkuri (KMnO4 + H

2SO

4)

c. Cairan penangkap merkuri dianalisis denganmenggunakan Mercury Analyzer (Lumex 91)

d. Konsentrasi merkuri di dalam cairan penangkapterukur dalam satuan μg/m3.

3. Pengukuran Konsentrasi Merkuri denganMercury Analyzer (WA-4)

Persiapan

Persiapan peralatan (alat dan PC harus dalamkeadaan mati dan tidak terhubung ke sumbertegangan)

Tabel 1Hasil Analisis Bilangan Iodium

Pemanasan (oC)Bobot Sampel

(gram)Volume Titrasi

Sampel (ml)Vol. Titrasi blanko (ml)

Daya Serap (%) Rata-rata (%)

1,2125 13,33 56,23 48,58

1,2125 13,32 56,16 48,51 48,54

700 1,2127 13,3 56,23 48,61

1,2127 13,31 56,18 48,54 48,58

1,807 12,2 62,33 38,09

1,807 12,21 62,28 37,8 37,94

900 1,8072 12,17 62,33 38,11

1,8072 12,17 62,27 38,06 38,08

Tabel 2Kemampuan Daya Serap Karbon Aktif

- Tempatkan lumex dengan display unit berada diatas.

- Jika analisa menggunakan PC, hubungkan RA-915 ke PC dengan menggunakan kabel RS-232atau koneksi lain yang sesuai.

- Hubungkan output adapter ke RA-915.

- Rangkai RP-91 dengan single path sepertigambar di bawah ini.

2,0024 15,4 79

2 15,1 83

2,0021 13,92 101

2 13,5 108

2,0015 16,4 64

2,0014 15,66 75

2,001 14,31 95

2 14,63 884 100

No

1 50

2 70

Ukuran Sampel (mesh)

Bobot Sampel (gram)

Volume Tio (mL)

Bilangan Iodium (mg/g)

3 80

42


Pembuatan kurva kalibrasi

- Masukkan 2 ml pereduksi ke dalam scrubber.

- Tekan run pada tool bar.(akan muncul displaystart).

- Jika tombol start telah aktif, tekan start dandengan segera masukkan 5 ml blanksample(K

2Cr

2O

7 4%) ke dalam scrubber.

- Setelah 60 detik atau peak mencapai/mendekati0, klik end.

- Hasil dari sample yang dianalisa akan secaraotomatis masuk ke dalam tabel.

- Lepas penjepit, buang cairan dalam scrubber, danbilas dengan menggunakan air suling. Pasangkembali penjepitnya.

- Masukkan volume blanko yang digunakan padalangkah 7.3.3. pada kolom V di tabel(mL).

- Isikan “BLANK” pada kolom kedua. UntukStandar, isikan “Std__xxx”(xxx= konsentrasimerkuri dalam ng/L).

- Untuk standar, ulangi langkah 8.5.1 - 8.5.8.gunakan 0.20, 0.40, 0.60, 0.80, 1 mL standar 0.01ppm sebanyak 3 kali untuk tiap standar.

- Untuk sampel, ulangi langkah 8.5.1 - 8.5.8.gunakan volume di mana didapatkan hasil merkuriyang areanya berada dalam kurva kalibrasi.Ulangi pengukuran sampel sebanyak 3 kali.

- Pada menu bar, pilih table, select.

- Pilih semua deret kalibrasi yang digunakandengan menekan tombol ctrl.

- Pada menu bar pilih calculation, calibrationgraph.

- Pilih check list disebelah kanan atas windowuntuk mengapply kurva kalibrasi. Tutup window.

- Pilih semua sampel yang digunakan. Klik calcu-late.

- Rata-rata hasil pengukuran dapat diketahuidengan memilih ulangan sampel yang dilakukan.Kemudian pada toolbar calculation klik spread.

- Buka single path cell dengan melepas singlepath cell dari RA-915, membuka (memutar)bagian kaca, membersihkan cell dan kaca denganmenggunakan wol yang dibasahi pelarut. Rangkaikembali.

- Catat hasil analisis berupa area dan berat sampel/standarnya.

Gambar 9Rangkaian Single Patch Cell

untuk Analisa Hg dalam Liquid

Gambar 10Grafik Kalibrasi Pengukuran

Konsentrasi Merkuri

Gambar 8Volume dan Konsentrasi Standar,

Sampel dan Blanko

43


4. Analisis SEM dan EDX

Peralatan yang digunakan adalah model SEMJEOL JSM-6390LA yang dilengkapi dengan JEOL-EDAX dan program untuk melihat sampel. Sampeldilapisi dengan menggunakan alat carbon coaterJEOL JEC-560 dan fine gold/palladium coaterJEOL JFC - 1600

V. HASIL DATA SEM DAN EDX

Gambar 11Prosentasi Cl pada Sampel Adsorben T = 700OC

Sebelum Aktivasi

Gambar 12Hasil Foto SEM Sampel Adsorben T = 700OC

sebelum Aktifasi

Gambar 13Hasil Analisis Kuantitatif

Gambar 14Prosentasi Cl Sampel Adsorben T = 700OC,

Perendaman Setelah Aktifasi

Gambar 15Hasil Foto SEM Sampel Adsorben T = 700OC,

Perendaman Setelah Aktifasi

1 Tanpa ads orben 27.633,04

2 Ads orben tanpa ZnCl2 2.653

Pos is i horizontal

3 Ads orben tanpa ZnCl2 2.564

Pos is i horizontal

Pengujian Jenis SampelHasil pengukuran

merkuri (µg/m3)

Tabel 3Konsentrasi Hg yang Terukur dalam Media

Cairan Penangkap

44


Horrisontal Vertikal

12 jam sebelum aktivas i 8,27 tidak diuji

12 jam setelah aktivas i 3,87 3,1

Konsentrasi merkuri yang tidak

terserap adsorben (µg/m3)W aktu Perendaman

Konsentrasi merkuri yang tidak

terserap adsorben (µg/m3)

Tabel 4Konsentrasi Hg yang Terukur dalam Media Cairan Penangkap dengan Perendaman ZnCl

2

Sebelum dan Setelah Aktivasi

4. Kondisi percobaan yang optimum diperolehdengan menggunakan adsorben karbon yangberukuran 70 mesh, diaktivasi pada temperatur700oC, direndam setelah aktivasi selama 12 jamdan posisi tabung adsorben pada saat percobaanmerkuri removal dalam posisi vertikal.

KEPUSTAKAAN

1. AWWA.1974.Standard for Granular Carbon.AWWA B604-74. Colorado.

2. ASTM D 4607-94. Standard Test Method for De-termination of Iodine Number of Activated Car-bon.

3. ASTM D 1510-03. Standard Test Method for De-termination of Carbon Black-Iodine AdsorptionNumber

KESIMPULAN

1. Kinerja dari alat adsorpsi mercury removal(rancang bangun alat mercury removal) mampu

mengeliminasi kontaminan merkuri dalam gassecara signifikan.

2. Rancangan alat adsorpsi mercury removal dibuatdalam skala laboratorium untuk mengkaji sejauhmana kemampuan adsorben karbon aktif terhadapmerkuri.

3. Peranan ZnCl2 sebagai aktifator kimia sangatlah

penting karena selain dapat menghasilkan pori-pori baru yang mampu meningkatkan kemampuanadsorpsi merkuri, perendaman ZnCl

2 juga dapat

menghasilkan terbentuknya ikatan C-Cl di managugus Cl tersebut dapat mengikat merkuri (Hg)secara ikatan kimia menjadi HgCl atau HgCl

2.

Gambar 16Hasil Analisis Kuantitatif

45


4. Radisav D.Vidic, Control of Mercury Emissionsin Flue gases by Activated Carbon Adsorption,University of Pittsburgh, PA 15261.

5. Rong Yan; Yuen Ling Ng, Bench-Scale Experi-mental Study on The Effect of Flue gas Compo-sition on Mercury Removal by Activated carbonAdsorption.

6. Hessler, J.W. 1951. Active Carbon. Chemical Pub-lishing Co Inc. Brooklyn.

7. Jankowska, H., Swiatkowski, And Choma, J.(1991). Active Carbon. Elis Horwood Ltd.

8. Kirk-Othmer. 1964. Encyclopedia of ChemicalTechnology. Vol-4. Second Edition. USA.

9. Dasar- Dasar Aplikasi Karbon Aktif pada IndustriGas Bumi, Workshop kerjasama PPPTMGB“LEMIGAS” dan Universitas Kristen WidyaMandala Surabaya.

10. Sudrajat, Endang. S. B. 1991. Aktivasi ArangTempurung Kelapa Dengan Menggunakan SengKlorida. Teknologi Indonesia Jilid XIV, No 1 : 39-45.

11. Quantachrome Corporation. 2007. Nova®e Se-ries High-Speed Surface Area & Pore Size Ana-lyzers. Boynton Beach, USA.

47

CADANGAN STRATEGIS MINYAK LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASMAIZAR RAHMAN VOL. 44. NO. 1, APRIL 2010: 47 - 53

Cadangan Strategis Minyak untuk KeamananEnergi IndonesiaOleh: Maizar RahmanPeneliti Utama pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 18 April 2011; Diterima setelah perbaikan tanggal 19 April 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Gangguan pasokan minyak mentah dan bahan bakar minyak berakibat parah kepadaperekonomian negara yang terkena, bahkan juga kepada situasi yang dapat menimbulkanketidakstabilan sosial politik. Untuk itu diperlukan cadangan penyangga energi untuk ketahananenergi negara tersebut.

Keamanan energi Indonesia sudah dalam situasi rawan terhadap gangguan pasokan, baikdalam hal distribusi bahan bakar minyak di dalam negeri maupun dalam pengadaan impor minyakmentah untuk kilang-kilang di dalam negeri dan impor bahan bakar minyak

Undang-undang dan peraturan-peraturan terkait sudah mengamanatkan ketersediaan energipenyangga ataupun cadangan strategis minyak bumi dan penyediaan bahan bakar minyak nasional.

Disarankan agar Indonesia membangun simpanan minyak mentah dan bahan bakar minyak,pada tahap awal, sekurangnya untuk 30 hari impor.

Tangki-tangki yang tidak terpakai sepenuhnya yang berada di Pertamina maupun di badanusaha kontrak kerja sama serta di depot-depot dan kilang-kilang dapat dimanfaatkan sebagaipenyimpan cadangan minyak dan bahan bakar minyak.

Kerja sama regional ASEAN harus lebih dikonkretkan, untuk dapat memperkuat keamananenergi para anggotanya, terutama di saat kritis atau kelangkaan pasokan.

I. PENDAHULUAN

Gangguan pasokan minyak mentah dan bahanbakar minyak berakibat parah kepada perekonomiannegara yang terkena, bahkan juga kepada situasi yangdapat menimbulkan ketidakstabilan sosial politik.Untuk itu diperlukan cadangan penyangga energiuntuk ketahanan energi negara tersebut. Di banyaknegara, terutama negara pengimpor minyak,pemerintah terkait mewajibkan keberadaan Strate-gic Petroleum Reserve, yang dipergunakan dalamkeadaan kelangkaan ataupun gangguan pasokanminyak mentah maupun bahan bakar minyak.

Undang-undang No. 30 Tahun 2007 tentangEnergi menyatakan: Cadangan penyangga energiadalah jumlah ketersediaan sumber energi dan energiyang disimpan secara nasional yang diperlukan untuk

memenuhi kebutuhan energi nasional pada kuruntertentu.

Sementara itu Undang-undang No. 22 Tahun2001 tentang Minyak dan Gas Bumi menyatakankewajiban Pemerintah untuk menyediakan CadanganStrategis Minyak Bumi. Selanjutnya dalam PeraturanPemerintah No. 36/2004 tentang Kegiatan Hilir Migasdinyatakan kewajiban Pemerintah untuk penyediaanCadangan Bahan Bakar Minyak Nasional. Keduaregulasi terakhir ini berkenaan dengan persiapantanggapan terhadap terjadinya kelangkaan pasokanminyak bumi maupun bahan bakar minyak.

Minyak adalah energi yang paling fleksibel danmudah dalam transportasi dan pemakaian. Padaumumnya cadangan penyangga energi di dunia lebihdifokuskan kepada minyak bumi. Karena itu, tanpa

48


mengesampingkan pentingnya jenis energi lainnya,tinjauan ini difokuskan kepada Cadangan StrategisMinyak Bumi dan Cadangan Bahan Bakar MinyakNasional.

II. KETATNYA PRODUKSI MINYAKDUNIA SEBAGAI FAKTORKERAWANAN PASOKAN

Sampai tahun 2035 dunia diperkirakan akanmengalami pertumbuhan GDP sebesar 3.2% dan lebihterfokus di negara-negara berkembang di Asia.Permintaan minyak dunia juga akan meningkat rata-rata 1.1 juta bph (barel per hari) per tahun sehinggadibanding tahun 2010 konsumsi minyak dunia tahun2030 akan naik sebesar 19 juta bph atau menjadi 105.5juta bph.

Permintaan minyakpun paling cepat di Asiasedangkan di negara-negara maju (OECD)permintaan menurun berkat upaya efisiensi dandiversifikasi energi mereka di samping jumlahkonsumsi per kapita mereka sudah sangat besardibanding negara-negara berkembang.

Dalam masa waktu sampai tahun 2030 tersebutpertumbuhan produksi OPEC akan lebih dua kali non-OPEC sehingga pangsa OPEC akan naik dari 40%pada tahun 2010 menjadi 45% pada tahun 2030.Sebagian besar lapangan minyak di negara-negaranon-OPEC mengalami penurunan produksi kecualidi Rusia, negara-negara laut Kaspia dan Afrika.

Cadangan minyak dunia pun mulai menyusutkarena minyak yang ditemukan sejak 20 tahun yanglalu lebih kecil daripada yang diproduksikan (Gambar1). Di samping itu saat ini dunia merasa was-wasakan kemampuan produksi dunia untuk memenuhipermintaan sehingga ke depan diantisipasi terjadinyasituasi pasokan yang ketat dan dapat menjadi faktorkelangkaan pasokan. Kita menyaksikan sekarangnegara-negara pengimpor minyak berlomba mendekatinegara-negara penghasil minyak untuk mengamankanpasokan jangka panjang kebutuhan minyak mereka.

Lebih dari 70 % pasokan minyak untuk AsiaTimur berasal dari Timur Tengah (Gambar 2) sehinggaterjadi ketergantungan besar terhadap satu wilayahsumber yang juga rawan secara politik. Ini jugamerupakan suatu kerawanan impor minyak mentahIndonesia terhadap kemungkinan hambatan pasokan.

Area \ Tahun 2010 2020 2030

Negara-negara OECD 46.1 44.7 43.1

Negara-negara Berkem bang 35.7 46.3 56.8

- As ia 19.0 26.2 34.0

- Luar As ia 16.7 19.9 22.8

Dunia 86.5 96.2 105.5

Pertumbuhan Permintaan Minyak Asia Tercepat di Dunia, Juta barel/hari

4.8 5.2 5.6Negara-negara Trans is i (Rus ia dan lain-lain)

Tabel 1Pertumbuhan Permintaan Minyak Asia Tercepat

di Dunia, Juta barel/hari

III. GANGGUAN PASOKAN MINYAKDUNIA

Gangguan pasokan minyak yang menonjol terjadibeberapa kali di Timur Tengah, sekali di Venezueladan di Nigeria, semuanya disebabkan faktor geopolitik,yang kadang-kadang terjadi bersamaan (Venezueladan Nigeria) dan faktor cuaca (Badai Katrina danRita di Amerika, September 2005), maupun karenakerusakan instalasi produksi atau transportasi minyak(pipa minyak Alaska dan Norwegia, November-Desember 2010). Kekurangan pasokan minyakberkisar antara 1.5-5.6 juta bph (Gambar 3).Pemanfaatan stok penyangga pernah dilakukan duakali, yaitu waktu Perang Teluk tahun 1991 dan BadaiTeluk Meksiko th 2005.

Gangguan pasokan masih mungkin terjadi karenaberbagai faktor berikut:

- Ketegangan geopolitik dan ancaman terrorismasih tinggi di negara-negara penghasil minyak.

- Bencana alam yang dapat memutus jalur pasokanmasih mungkin terjadi.

- Kapasitas produksi dunia, baik minyak mentahmaupun bahan bakar minyak masih sangat ketatsehingga dapat terjadi ketidakmampuanmemenuhi permintaan.

- Sumber minyak terlokasi hanya di beberapanegara dan investor tidak dapat masuk karenabatasan dari undang-undang dari negara terkait.Dapat terjadi tidak selarasnya peningkatankapasitas dengan peningkatan permintaan minyakdunia yang berarti gangguan kelancaran pasokan.

49


- Untuk wilayah Asia Timur, 12 juta bph minyakdiangkut dari Timur Tengah melalui Selat Malakadan meliwati celah sempit di selatan Singapurayang lebarnya hanya 3 kilometer. Selat tersebutdilalui 60 ribu kapal per tahun yang membuatnyamenjadi titik lewat yang kritis. Makinmeningkatnya impor minyak dan perdaganganakan makin meningkatkan kerawanan lalu lintasyang dapat mengganggu pasokan minyak ke arahAsia Timur.

IV. PENGELOLAAN CADANGANSTRATEGIS PETROLEUM DINEGARA-NEGARA LAIN

Cadangan strategis petroleum terdapat di negara-negara yang tergabung dalam OECD beranggotakan28 negara. 20 dari anggota sudah memiliki cadanganstrategis dan memiliki sebesar 4.1 miliar barel yangmampu memenuhi 150 hari impor (Gambar 4).Gangguan pasokan terbesar yang pernah terjadimencapai sekitar 5 juta bph sehingga CPE merekadapat memenuhi hampir setahun kekurangan.

Kebijakan cadangan strategis merekadikoordinasikan oleh IEA. Negara-negara tersebutmenjamin kewajiban melalui stok yang dimilikipemerintah dan kewajiban industri untukmempertahankan stok minimum. Stok yang dimilikipemerintah sebesar 1.5 miliar barel sedangkan industri2.6 miliar barel yang terdiri dari stok komersial danstok wajib. Kewajiban stok dikenakan berdasarkanstatus impor, karena itu anggota OECD yangberstatus pengekspor murni seperti Kanada, Denmarkdan Norwegia tidak diwajibkan memiliki stok wajib.Rata-rata di seluruh anggota IEA, stok total terdiriatas 59% minyak mentah dan 41% BBM yangbervariasi antar-negara.

Pengisian kewajiban stok oleh industri dapatdilakukan sendiri atau melalui perusahaan penyediajasa untuk itu baik yang berada di negara sendirimaupun yang berada di negara tetangga.Ketidakpatuhan dikenai sanksi denda atau hukumanbadan.

Langkah-langkah dan mekanisme tanggap dalamsituasi gangguan pasokan dapat berupa pelepasanstok, mengurangi permintaan, pemindahan ke bahanbakar lain dan peningkatan produksi (Gambar 5).

Pembiayaan dari cadangan strategis petroleumdi negara-negara anggota IEA dapat merupakan

Gambar 1Cadangan Baru Minyak Dunia

Makin Sulit Ditemukan

Gambar 2Asia Timur Sangat Tergantung

Minyak Timur Tengah

Gambar 3Major World Oil Supply Disruptions

50


beban anggaran pemerintah atau dibebankan kepadapublik melalui biaya BBM.

V. FAKTOR- FAKTOR KERAWANANPASOKAN MINYAK INDONESIA

Faktor-faktor kerawanan pasokan minyak Indo-nesia adalah gangguan terhadap impor dan gangguandistribusi domestik. Produksi minyak Indonesia sejak10 tahun terakhir turun sebesar 35 % dari 1.33 jutabph menjadi 0.88 juta bph sedangkan konsumsi saatini sudah mencapai 1.2 juta bph. Demikian juga rasiocadangan minyak minyak terbukti yang dapatdiproduksikan tinggal untuk 12 tahun. Kenyataan inimenunjukkan bahwa Indonesia sedang menuju atau'sudah' berstatus pengimpor murni. Saat ini Indone-sia mengimpor 400 ribu bph minyak mentah,mengekspor 400 ribu bph, dan mengimpor 340 ribubph bahan bakar minyak. Dengan demikian Indone-sia akan dapat terkena risiko gangguan pasokan dariimpor. Konsumsi Indonesia akan terus meningkatsejalan dengan pertumbuhan ekonomi sehingga In-donesia juga harus mengamankan sumber-sumberimpor minyak untuk jangka panjang.

Karena harus melayani wilayah kepulauan makamata rantai distribusi bahan bakar minyak di Indone-sia cukup panjang dan rumit yang menuntuttersedianya kemampuan prima fasilitas transportasidan fasilitas distribusi lainnya (Gambar 6). Kelangkaansering terjadi di berbagai tempat karena terlambatnyapasokan dan tipisnya persediaan simpanan bahanbakar minyak.

Gangguan pasokan ke wilayah-wilayah konsumenterjadi akibat gangguan yang disebabkan oleh faktorfasilitas distribusi, faktor alam dan faktor-faktorlainnya sehingga cadangan penyangga juga harustersebar di dekat lokasi konsumen.

VI. PENYIMPANAN MINYAK MENTAH DIINDONESIA

Minyak mentah di Indonesia disimpan di tangkisimpan perusahaan-perusahaan minyak hulu dankilang-kilang Pertamina. Tingkat pemakaian tangki-tangki Pertamina bidang Hulu yang tersebar diberbagai wilayah operasi dan berkapasitas seluruhnya3,6 juta barel hanya sekitar 25 % sehingga masihmemberikan ruang untuk dipakai untuk cadanganstrategis. Juga terdapat potensi pada tangki-tangkisimpan yang dioperasikan perusahaan-perusahaankontrak bagi hasil lainnya.

Pemakaian tangki-tangki minyak mentahPertamina Pengolahan dilaporkan sudah maksimumsehingga tidak terdapat lagi ruang untuk cadanganstrategis minyak bumi pemerintah.

VII. PENYIMPANAN DAN DISTRIBUSI BAHAN BAKAR MINYAK DI INDONESIA

58% dari bahan bakar minyak dikonsumsi di PulauJawa-Bali, 24 % di Pulau Sumatra, 10% diKalimantan, 6% di Sulawesi dan 2 % di Papua(Gambar 7).

Kilang-kilang Pertamina tersebar di 6 lokasi ( duadi Sumatera, dua di Jawa, satu di Kalimantan Timurdan satu di Papua) dengan kapasitas total 1,046 jutabph.

Gambar 4Stok Minyak Negara-Negara Anggota IEA

Gambar 5Sistem Tanggap Darurat IEA

51


Bahan bakar minyak di Indonesia dewasa inidisimpan di tangki simpan kilang-kilang minyak dandepot-depot Pertamina. Dengan adanya liberalisasimigas hilir swasta juga sudah mulai membanguntangki-tangki simpannya sendiri.

Tangki-tangki bahan bakar minyak di kilang-kilangPertamina, di depot-depot Pertamina, di Perkapalanberkapasitas total sekitar 8 juta kiloliter atau 60 jutabarel yang tingkat pengisiannya bervariasi dari satuwilayah ke wilayah lain, namun secara nasional barutermanfaatkan sekitar 50 % sehingga berpeluanguntuk dipakai sebagai penyimpanan cadangan bahanbakar minyak nasional.

IX. KERJA SAMA REGIONALKETAHANAN CADANGAN MINYAKMENTAH DAN BAHAN BAKARMINYAK.

ASEAN merupakan kawasan net-negatif dalampasokan-permintaan minyak di mana dari permintaan4.3 juta bph, 2.8 juta bph diproduksi sendiri dan 1.5juta bph diimpor. Tahun 2010 net impor diperkirakanakan naik menjadi 2,9 juta bph. Pada tahun 2015diperkirakan semua negara ASEAN akan menjadiimportir minyak.

Mengingat besarnya ketergantungan impornegara-negara ASEAN maka dirasakan bersamaperlunya kemampuan menjawab situasi darurat energidengan jaminan ketersediaan minyak mentah danbahan bakar minyak. Tahun 1986 ASEANmenerbitkan kesepakatan regional yang dikenalsebagai 1986 ASEAN Petroleum Security Agreement(1986 APSA), yang dirancang untuk mengalokasikanminyak mentah dan bahan bakar minyak di antaraanggota bilamana dalam keadaan gangguan pasokanataupun kelebihan pasokan.

Pada waktu the 14th ASEAN Summit in Thai-land 1 Maret 2009 telah diperbaharui APSA and itsAnnex on Coordinated Emergency Response Mea-sures (CERM). Kesepakatan APSA yang baru inimeletakkan berbagai opsi untuk memperkuatkeamanan energi anggota-anggota ASEAN, secarabersama atau sendiri-sendiri. Mekanisme CERMdirancang untuk memfasilitasi aktivasi/deaktivasitindakan-tindakan darurat untuk membantu anggota-anggota ASEAN yang berada dalam kesulitan danmerintis kerja sama yang erat antara Anggota-anggotaASEAN dengan industri perminyakan.

Gambar 6Pola Pasokan dan Distribusi Bahan Bakar

Sangat Rumit

Gambar 7Konsumsi Bahan Bakar Minyak

Gambar 8Seluruh Negara Asean akan Menjadi Importir

Mulai 2015

52


Mengingat Indonesia merupakan konsumenminyak terbesar dengan kondisi geografi yang rumit(Gambar 9) maka kesiagaan dalam cadanganpenyangga minyak akan jauh lebih prioritas dibandingnegara-negara ASEAN lainnya.

X. STRATEGI CADANGAN STRATEGISMINYAK BUMI DAN CADANGANBAHAN BAKAR MINYAK NASIONALDI INDONESIA

A. Strategi

Cadangan strategis minyak bumi di Indonesiaditujukan untuk mengatasi kelangkaan pasokanminyak mentah pada kondisi darurat yangmenyebabkan terganggunya pasokan minyak mentahyang reguler baik dari dalam negeri maupun impor.Cadangan bahan bakar minyak nasional ditujukanuntuk mengatasi kelangkaan pasokan bahan bakarminyak pada kondisi darurat yang menyebabkanterganggunya pasokan bahan bakar minyak yangreguler baik dari kilang-kilang dalam negeri maupunimpor. Indonesia juga memiliki kondisi yang palingrumit karena wilayahnya berupa kepulauan yang jarakantara masing-masingnya sangat jauh.

Kapasitas cadangan strategis minyak bumidiusulkan dapat mengisi 30 hari impor bersihberdasarkan waktu angkut minyak impor. Cadanganbahan bakar minyak nasional terdiri atas cadanganbahan bakar minyak di wilayah-wilayah konsumsi,Bersama-sama dengan cadangan bahan bakarminyak komersial cadangan bahan bakar nasionalharus dapat mengisi minimal 30-60 hari konsumsimenurut lokasi.

Kontrak bagi hasil eksplorasi dan produksisebaiknya diarahkan untuk dapat mengalokasikanseluruh atau sebagian produksi minyak untukmengatasi keadaan darurat kelangkaan minyakmentah dalam negeri.

Pada situasi kritis, pemakaian cadangan harussehemat mungkin dengan juga menggunakan cara-cara lain yang dapat mengurangi pemakaian minyakseperti pengurangan pemakaian minyak dengan carapenjatahan, pemindahan ke bahan bakar lain,peningkatan produksi minyak dalam negeri. Prioritasiharus diberikan kepada pemakai minyak yangmenyangkut kepentingan publik dan kegiatan ekonomiyang vital.

Lokasi cadangan strategis minyak bumisebaiknya di dekat kilang-kilang minyak dan lokasicadangan bahan bakar minyak nasional berada didekat konsumen.

Pada tahap awal dapat dimanfaatkan kapasitastak terpakai (idle) tangki-tangki simpan yang sudahada di berbagai perusahaan minyak hulu dan hilir.Pembangunan tangki simpan yang baru dilakukansetelah pemanfaatan optimal kapasitas yang sudahada. Penanganannya dapat melalui suatu Badan yangdibentuk itu atau bekerja sama dengan swasta denganpendekatan bisnis. Di samping itu badan usaha dibidang produksi minyak mentah maupun di bidangproduksi dan distribusi bahan bakar minyak dapatdikenai aturan penyimpanan minimum dari produkmereka, baik atas beban mereka (yang kemudiandikenakan kepada harga produk) maupun atas bebannegara.

Pembangunan kilang-kilang baru akan dapatmeningkatkan kapasitas cadangan minyak mentahdan bahan bakar minyak karena kilang baru dengankapasitas 300 ribu barel per hari sedikitnya akanmemiliki simpanan minyak mentah dan produk untuksatu minggu. Apabila impor bahan bakar minyak saatini sebesar 400 ribu barel per hari digantikan olehproduksi dua kilang baru maka akan dimiliki tambahansimpanan minyak mentah maupun bahan bakarminyak masing-masing 4 juta barel.

Kerja sama regional dalam cadangan strategistetap harus dikembangkan.

Gambar 9Infrastuktur Minyak Asean

53


B. Dasar Hukum

Undang-undang No. 30 tahun 2007 menyatakankewajiban penyediaan cadangan penyangga energiyang pengaturannya dilakukan oleh Dewan EnergiNasional.

Undang-undang No. 22 tahun 2001 tentangMinyak dan Gas Bumi menyatakan tugas Pemerintahuntuk menyediakan Cadangan Strategis Minyak Bumiguna mendukung penyediaan Bahan Bakar Minyakdalam negeri. Cadangan Strategis Minyak Bumidipakai pada saat terganggunya pasokan MinyakBumi guna mendukung penyediaan Bahan BakarMinyak dalam negeri.

Dalam Peraturan Pemerintah No. 36/2004tentang Kegiatan Usaha Hilir Migas dijelaskanpengaturan tentang Cadangan Bahan Bakar MinyakNasional. Cadangan ini hanya dipergunakan pada saatterjadinya Kelangkaan Bahan Bakar Minyak.Pemerintah menetapkan jumlah dan jenis bahan bakarsedangkan pengaturan dan pengawasan dilaksanakanoleh Badan Pengatur.

Di sini dapat dilihat bahwa aturan-aturanCadangan Strategis Minyak Bumi dan CadanganBahan Bakar Minyak Nasional merupakan suaturangkaian pengaturan yang saling terkait dalamtujuannya.

Dasar hukum yang sudah ada ini sudah mencakuphal-hal pokok dan akan merupakan landasan dalampenyusunan aturan yang lebih operasional.

XI. KESIMPULAN PENUTUP

Keamanan energi Indonesia sudah dalam situasirawan terhadap gangguan pasokan, baik dalam haldistribusi bahan bakar minyak di dalam negeri maupundalam pengadaan impor minyak mentah untuk kilang-kilang di dalam negeri dan impor bahan bakar minyak.

Undang-undang dan peraturan-peraturan terkaitsudah mengamanatkan ketersediaan energipenyangga ataupun cadangan strategis minyak bumidan penyediaan bahan bakar minyak nasional.

Disarankan agar Indonesia membangun simpananminyak mentah dan bahan bakar minyak, pada tahapawal, sekurangnya untuk 30 hari impor.

Tangki-tangki yang tidak terpakai sepenuhnyayang berada di Pertamina maupun di badan usahakontrak kerja sama serta di depot-depot dan kilang-kilang dapat dimanfaatkan sebagai penyimpan awalcadangan minyak dan bahan bakar minyak.

Kerja sama regional ASEAN harusdidayagunakan untuk memperkuat keamanan energipara anggotanya, terutama di saat kritis ataukelangkaan pasokan.

KEPUSTAKAAN

1. World Oil Outlook 2010, OPEC Secretrariat, 2010,Vienna, Austria

2. World Energy Outlook 2010, © OECD/IEA, 2010,International Energy Agency, Paris, France

3. OPEC Annual Statistical Bulletin 2009, OPECSecretrariat, 2009, Vienna, Austria

4. Oil Supply Security, Emergency Response of IEACountries 2007, © OECD/IEA, 2010, Interna-tional Energy Agency, Paris, France

5. Pertamina

6. http://www.asean.org/4948.htm

7. Undang-undang No. 30 Tahun 2007 tentangEnergi

8. Undang-undang No. 22 Tahun 2001 tentangMinyak dan Gas Bumi

9. Peraturan Pemerintah No. 36/2004 tentangKegiatan Hilir Migas.

55

EVALUASI METODE ESTIMASI VISKOSITAS LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASSETYO WIDODO, NELSON SAKSONO DAN SUBIYANTO VOL. 45. NO. 1, APRIL 2011: 55 - 60

Evaluasi Metode Estimasi ViskositasKinematik Campuran Biner Base Oil danAditif Viscosity Modifiers (VMs)Oleh: Setyo Widodo1, Nelson Saksono2dan Subiyanto3

Pengkaji Teknologi1), Peneliti Utama3) pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Departemen Teknik Kimia2)-Universitas IndonesiaJl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : [email protected] I Tanggal 11 Februai 2011; Diterima setelah perbaikan tanggal 28 Februari 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Penyusunan formula minyak lumas selalu melibatkan pencampuran base oil dan aditif melaluitahapan estimasi dan formulasi skala laboratorium, dilanjutkan dengan produksi skala komersial.Parameter kunci dalam penyusunan formula adalah viskositas kinematik yang nilainya dapatdihitung secara teoretis dan pengujian laboratorium. Beberapa metode estimasi viskositas campuranyang dikenal antara lain persamaan Refutas, metode Wright, dan metode yang dikembangkandan digunakan dalam American Society for Testing and Material (ASTM D 7152).

Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari akurasi ketiga metode tersebut dalam memprediksiviskositas kinematik campuran biner base oil dan aditif. Sampel campuran biner tersusun daridua jenis base oil mineral produksi PT Pertamina (Persero) dan aditif viscosity modifiers (VMs)produksi Lubrizol yang divariasikan pada kisaran konsentrasi 5-30 % berat. Nilai viskositaskinematik diukur pada temperatur uji 40 dan 100oC menggunakan cannon automatic viscometerseries 2000 (CAV 2000) dengan mengacu pada metode uji ASTM D 445. Evaluasi data dilakukanuntuk mendapatkan nilai persen average absolute deviation (%AAD) sebagai indikator akurasihasil estimasi dari setiap metode dibandingkan dengan data empiris.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai %AAD pada 24 data uji dari 12 sampel campuranbiner dan temperatur uji 40oC adalah 10,56 %, lebih rendah dibandingkan persamaan Refutas danmetode ASTM, yaitu 41,19 dan 41,25 %. Pada temperatur uji 100oC nilai %AAD metode Wrightadalah 15,03 %, lebih rendah daripada persamaan Refutas dan metode ASTM yaitu 39,15 dan39,43 %. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa metode Wright memberikan nilaiestimasi yang lebih akurat dibandingkan dengan persamaan Refutas maupun metode ASTM.

Katakunci: viskositas kinematik, viscosity modifiers, average absolute deviation.

ABSTRACT

Lubricating oil formulation always involves mixing of base oil and additives throughseveral steps of estimation and laboratory scale formulation, followed by commercialscale production. Key parameters in the preparation of formula is the kinematic viscositywhose value can be calculated theoretically and by laboratory testing. Several viscosityestimation methods of the mixture, known as Refutas equation, the Wright method, andmethods developed and used in the American Society for Testing and Materials (ASTM D7152).

This research was conducted to study the accuracy of these three methods in predictingthe kinematic viscosity of base oil and additives binary mixtures. The sample of binarymixtures composed of two types of mineral base oil derived from PT Pertamina (PERSERO),

58


dilakukan pada temperatur 40 dan 100oC berdasarkanmetode uji ASTM D445 menggunakan alat cannonautomatic viscometer series 2000 [12]. Analisis danevaluasi data dilakukan dengan menghitungpenyimpangan hasil estimasi dibandingkan dataempiris yang direpresentasikan dalam persen aver-age absolute deviation (%AAD).

%100.%

empiris

empirisestimasi

X

XXAAD (17)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis dan evaluasi dilakukan terhadap profilnilai viskositas kinematik pada 24 data empiris dari12 sampel campuran biner base oil – VMs. Akurasihasil estimasi dihitung dengan membandingkan nilainyaterhadap data empiris dan direpresentasikan dalamnilai %AAD.

A. Viskositas Kinematik Campuran

Data viskositas kinematik pada temperatur uji 40dan 100oC dari 24 sampel menunjukkan nilai yangsemakin besar dengan penambahan VMs ke dalamkedua jenis base oil (Gambar 3 dan Gambar 4). Profilkurva nilai viskositas kinematik campuranmenunjukkan bahwa penambahan konsentrasi VMske dalam base oil (B.1 dan B.2) menyebabkanpeningkatan nilai viskositas kinematik secaraeksponensial. Fenomena ini terjadi pada nilai viskositaskinematik di kedua temperatur uji (40 dan 100oC).

Perbedaan nilai estimasi viskositas kinematikdengan data empiris dari campuran base oil (B.1/B.2) dengan aditif (VMs) pada temperatur uji 40oCuntuk persamaan refutas dan metode ASTM masing-masing berada pada kisaran 8,94-284,28 cSt dan 8,96-284,50 cSt, sedangkan metode Wright menunjukkanperbedaan nilai viskositas kinematik pada kisaran 3,10-57,86 cSt. Penyimpangan nilai estimasi pada tempera-ture uji 100oC menunjukkan nilai yang lebih kecil padaketiga metode Refutas, ASTM dan Wright masing-masing 1,69-29,71 cSt; 1,72-29,87 cSt dan 0,78-9,10cSt.

B. Penyimpangan Nilai Estimasi

Perbandingan nilai estimasi viskositas kinematikcampuran dengan data empiris dari campuran baseoil (B.1/B.2) dengan aditif (VMs) pada temperaturuji 40 dan 100oC dari 24 sampel menunjukkan adanyapenyimpangan yang signifikan.

Gambar 2Metode pelaksanaan penelitian

Gambar 3Profil Nilai Viskositas Kinematik Campuran

pada Temperatur Uji 40oC

(a)Campuran B.1-VMs

(b)Campuran B.2-VMs

59


Penyimpangan nilai viskositas direpresentasikanoleh persen average absolute deviation (%AAD).Hasil analisis dan evaluasi data menunjukkan bahwapenyimpangan nilai estimasi pada persamaanRefutas, metode ASTM dan metode Wright padatemperatur uji 40oC masing-masing 41,19; 41,25 dan10,56 %, sedangkan pada temperatur uji 100oC, nilai% AAD dari ketiga metode tersebut masing-masing39,15; 39,43 dan 15,03 % (Gambar 5 dan Gambar 6).

Dari ketiga persamaan yang digunakan dalamestimasi nilai viskositas kinematik campuran, diketahuibahwa hampir semua data uji menunjukkan nilaiestimasi yang hampir sama pada persamaan Refutasdan metode ASTM. Namun demikian, kedua metodetersebut menunjukkan penyimpangan nilai yang cukupbesar, sedangkan metode Wright dapat memberikannilai estimasi yang lebih akurat dibandingkankeduanya. Akurasi hasil estimasi yang lebih baik pada

Gambar 4Profil Nilai Viskositas Kinematik Campuran

pada Temperatur Uji 100oC.

(a)Campuran B.1-VMs

(b)Campuran B.2-VMs

metode Wright dipegaruhi oleh penggunaan param-eter yang lebih lengkap dalam aplikasinya, yaitumenggunakan data viskositas komponen pada duakondisi temperatur uji. Hal ini dapat memperkecilkemungkinan penyimpangan nilai estimasi,dibandingkan dengan dua metode lainnya yang hanyamenggunakan data viskositas kinematik komponenpada satu kondisi temperatur uji [9-11]. Viskositaskinematik cairan sangat dipengaruhi oleh temperatursehingga rumusan persamaan estimasi yangmelibatkan parameter temperatur akan lebih akurat.

V. KESIMPULAN

Viskositas kinematik sebagai salah satu param-eter kunci dalam tahapan formulasi minyak lumasskala laboratorium memerlukan metode estimasi yangtepat sehingga diperoleh produk yang sesuai denganspesifikasi yang ditargetkan. Hasil penelitian

Gambar 5Profil Penyimpangan Nilai Estimasi (%AAD)

pada Temperatur Uji 40oC.

(a)Campuran B.1-VMs

(b)Campuran B.2-VMs

60


menunjukkan bahwa nilai %AAD pada 24 data ujidari 12 sampel campuran biner dan temperatur uji40oC adalah 10,56 %, lebih rendah dibandingkanpersamaan Refutas dan metode ASTM, yaitu 41,19dan 41,25 %. Pada temperatur uji 100oC nilai %AADmetode Wright adalah 15,03 %, lebih rendah daripadapersamaan Refutas dan metode ASTM, yaitu 39,15dan 39,43 %. Berdasarkan hasil tersebut, dapatdisimpulkan bahwa metode Wright memberikan nilaiestimasi yang lebih akurat dibandingkan denganpersamaan Refutas maupun metode ASTM. Namundemikian, secara keseluruhan, penyimpangan nilaiyang masih cukup besar ( > 10%) menyebabkanpenyusunan formula minyak lumas harus dilakukansecara iterative untuk menghasilkan formula yangtepat. Pengembangan metode yang lebih akurat danaplikatif sangat diperlukan untuk mempermudahpenyusunan formula dalam skala industri.

KEPUSTAKAAN

1. Fein, R.S. (1992), Liquid Lubricants, (ASTMHandbook Vol.18) Friction, Lube and Wear Test.USA : ASM International.

2. Freeman, P.(1962), Lubricantion and friction,USA : Sir Isaac Pitman & Sons Ltd.

3. O’Connor and Boyd. (1968), Standard Hand-book of Lubrication Engineering, New York :McGraw Hill Inc.

4. Booser, E.R. (1996), Handbook of LubricantTheory and Practice of Tribology, (Vol.I),Aplication and Maintenance. Florida.

5. Booser, E.R. (1996), Handbook of LubricantTheory and Practice of Tribology, (Vol.II),Aplication and Maintenance. Florida.

6. Wartawan, A.L. (1998), Pelumas Otomotif danIndustri, Jakarta : Balai Pustaka.

7. Fuel and Lubricants, (Vol. I, Part 12). (2002).SAE Handbook.

8. Srinivasan, S., et al. (2007), Viscosity Modifierfor Lubricant Compositions. USA : US Pat-ents Publication.

9. Wright, W.A., (1946). Prediction of Oil Viscos-ity Blending. American Chemical Society, At-lantic City Meeting.

10. Maples, R.E. (2000), Petroleum Refinery Pro-cess Economics, (2nd Edition). Oklahoma :Pennwell Books, ISBN 0-87814-779-9.

11. Annual Book of ASTM Standard (Vol. 05.04).(2009). ASTM D 7152-05e1 “Standard Practicefor Calculating Viscosity of a Blend PetroleumProduct”, USA : ASTM International.

12. Annual Book of ASTM Standard (Vol. 05.01).(2009). ASTM D 445-06, Standard Test Methodfor Kinematic Viscosity of Transparent andOpaque Liquids (and Calculation of DynamicViscosity). USA : ASTM International.

Gambar 6Profil penyimpangan nilai estimasi (%AAD) pada temperatur uji 100oC.

(b)Campuran B.2-VMs

(a)Campuran B.1-VMs

61

ANALISIS TINGKAT PENGUAPAN LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASMILDA FIBRIA, CATUR YULIANI R, M. HANIFUDDIN VOL. 45. NO. 1, APRIL 2011: 61 - 64

Analisis Tingkat Penguapan pada MinyakLumas TransmisiOleh: Milda Fibria1), Catur Yuliani R1), M. Hanifuddin1)

Peneliti Pertama1) pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 10 Januari 2011; Diterima setelah perbaikan tanggal 04 Maret 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Proses transmisi roda gigi memungkinkan terjadinya slip yang mengakibatkan terjadinyapemanasan ekstrem di dalam gearbox. Kondisi ini selain dapat mengoksidasi minyak lumasdengan cepat juga akan menyebabkan penguapan berlebih yang berefek pada berkurangnyapelumasan hingga tidak mampu lagi melumasi dengan baik. Untuk mengetahui kehilangan minyaklumas, maka dilakukan pengujian terhadap beberapa minyak lumas transmisi roda gigi padalaboratorium semi-unjuk kerja minyak lumas. Dengan metode ASTM D 5800, minyak lumasdipanaskan pada suhu 2500C selama satu jam dengan tekanan 2 mbar menggunakan alat ujiNoack evaporation tester. Hasilnya adalah pada beberapa minyak lumas roda gigi SAE 90,penguapan yang terjadi cukup besar bahkan mencapai lebih dari 30%. Sehingga pemilihan terhadapbase oil dari pelumas haruslah diperhatikan.

Kata kunci: Roda gigi, minyak lumas, penguapan.

ABSTRACT

The gear transmission process may cause skid that results in extreme heat in the gear-box. This condition will causes rapid oxidation and evaporation of lubricating oil in thegearbox. The evaporation reduces the function of the lubricating oil that ultimately makesthe oil unable to lubricate properly. The purpose of this study is to find out the loss of theoil due evaporation. The method used refers to ASTM D 5800 using Noack EvaporationTester on fifteen different kinds of lubricating oils from various brands in semi perfor-mance laboratory. The result show that in some gear oils of SAE 90, evaporation occurrsquite largely that it can reach more than 30%. Thus attention should be taken into consid-eration in selecting oil-based lubricants.

Key words: Gear, lube oil, evaporation.

I. PENDAHULUAN

Minyak lumas secara umum dapat dikelompokkanmenjadi dua kelompok minyak lumas untuk bidangotomotif dan untuk bidang industri. Untuk bidangotomotif terbagi menjadi minyak lumas mesin (en-gine lubricant) dan minyak lumas bukan mesin (non-engine lubricant). Pelumas mesin diperuntukkanantara lain untuk melumasi cylinder liner, camshaft,cam lobe, crankshaft, valve, dan bagian mesinlainnya. Pelumas bukan mesin diperuntukkan antara

lain pada fluida transmisi baik yang transmisi manualataupun transmisi otomatis (ATF), power steering,shock absorber, roda gigi diferensial, dan gemuklumas. Minyak lumas industri antara lain adalahminyak lumas kompresor, minyak lumas turbin, minyaklumas transformator, minyak hidraulik, minyak lumaspengerjaan logam serta minyak lumas industri lainnya.Berbagai minyak lumas tersebut memiliki beberapakategori bentuk, yaitu padat, semi-padat dan cairan.Minyak lumas transmisi merupakan satu minyaklumas kategori cairan yang banyak beredar dipasaran.

62


Minyak lumas transmisi adalah pelumas cair hasilproses pencampuran minyak lumas dasar yangberasal dari minyak bumi, minyak lumas daur ulangdan bahan lainnya termasuk bahan sintetis ditambahaditif yang dipergunakan untuk tujuan pelumasantransmisi dan gardan otomotif 2). Minyak lumas yangdigunakan untuk melumasi komponen transmisimanual di dalam gearbox dapat juga digunakan untukmelumasi gardan otomotif yang komponen utamanyaadalah roda gigi diferensial. Baik komponen utamatransmisi maupun gardan adalah rangkaian roda gigi,sehingga umum dipakai istilah minyak lumas roda gigi(gear oil).

Minyak lumas roda gigi berbeda dari minyaklumas mesin. Sebagian besar orang menganggapminyak lumas roda gigi SAE 90 (viskositas kinematikpada suhu 100oC adalah 13,5 cSt sampai lebih kecildari 18,5 cSt) lebih kental dibanding minyak lumasmesin SAE 40 (viskositas kinematik pada suhu 100oCadalah 12,5 cSt sampai dengan lebih kecil dari 16,3cSt) atau SAE 50 (viskositas kinematik pada suhu100oC adalah 16,3 cSt sampai dengan lebih kecil dari21,9 cSt). Padahal mereka memiliki viskositas yanghampir sama berdasarkan tabel SAE J 300 untukpelumas mesin dan tabel SAE J 306 untuk gear oil9). Perbedaan yang paling mendasar adalah aditifnya.Baik minyak lumas mesin maupun minyak lumas rodagigi memiliki aditif anti aus. Tetapi minyak lumas rodagigi menahan beban tekanan jauh lebih tinggi, sepertipada gardan otomotif. Tekanan dan gesekan dapatmenyeka minyak lumas dari permukaan roda gigi.

Roda gigi memiliki kemampuan mentransmisikandaya besar dan putaran yang cepat, serta mampumenaikan dan menurunkan putaran secara kontinu4).Proses transmisi memungkinkan terjadinya slip, yaitupertemuan yang tidak match antar-gigi yangmenyebabkan gesekan pada gigi-gigi tersebut. Akibatgesekan antar-gigi atau slip tadi adalah timbulnyapanas berlebih (extreme thermal) di dalam gearbox.Kondisi ini selain dapat mengoksidasi minyak lumasdengan cepat yang ditandai dengan warna hitam danberbau hangus6), juga akan menyebabkan penguapanberlebih pada minyak lumas. Penguapan padatemperatur tinggi harus diperhatikan untukmenghindari kegagalan pelumasan1). Berkurangminyak lumas akibat penguapan juga menyebabkanborosnya penggunaan minyak lumas hingga jika tidaksegera diantisipasi dengan baik maka kekuranganminyak lumas menyebabkan tidak mampu lagi

melumasi dengan baik yang berujung pada rusaknyasistem transmisi roda gigi. Temperatur seringdigunakan untuk mengukur kebutuhan pelumasan,peningkatan temperatur akan mengurangi umurminyak lumas secara signifikan. Temperatur yangtinggi akan menimbulkan beberapa masalah diantaranya adalah ‘volatility losses’7). Sehingga perludilakukan pengujian mengenai penguapan yang terjadipada beberapa minyak lumas transmisi (gear oil)yang ada dipasaran dengan tingkat kekentalan yangumum digunakan pada transmisi roda gigi yaitu SAE90 dan SAE 140.

II. METODOLOGI

Metodologi pengujian terhadap hilangnya minyaklumas akibat penguapan, mengacu pada metodestandar ASTM D 5800 menggunakan alat uji Noackevaporation tester (Gambar 1), di mana sampel ujisebanyak 65 gram dipanaskan dengan temperatur250οC selama 1 jam dengan tekanan 2 mbar.Kemudian ditimbang untuk mengetahui berat minyaklumas yang berkurang akibat penguapan. Sampel ujiberjumlah 15 gear oil dari berbagai merk.

Noack Evaporation Tester (VP 250), standarDIN 51581 dan standar European CEC L-40Amerupakan blok pemanas dengan daya listrik 1sampai 2.5 KW dan diatur pada 250oC. Alat tersebutjuga dilengkapi dengan temperature controler dantime controller 3).


Berdasarkan data hasil pengujian dapat diketahuibahwa minyak lumas transmisi (gear oil) sangatbervariasi. Tabel 1 menunjukkan bahwa penguapanyang terjadi ada yang sedikit, dan ada yang sangatbanyak penguapannya.

Gambar 1Noack Evaporation Tester

63


Penguapan yang terjadi padaminyak lumas dengan tingkat kekentalanSAE 140 sudah cukup baik, terlihat darijumlah penguapan yang cenderungsedikit. Hal itu karena minyak lumasdengan SAE 140 memiliki kekentalanyang lebih dibandingkan minyak lumasdengan tingkat kekentalan SAE 90 yangmemang lebih encer. Besarnyapenguapan yang terjadi pada beberapaminyak lumas SAE 90 menandakanbahwa base oil (minyak dasar) yangdigunakan berasal dari minyak lumasyang encer. Losses akibat penguapanini secara normal dipengaruhi olehkandungan bahan yang bersifat volatildan semakin bertambah apabila terdapatkandungan bahan yang mudahterengkah secara termal1). Stabilitasgear oil lebih banyak dipengaruhi olehkandungan minyak mineral dibandingkandengan aditif8). Secara kimia minyaklumas encer dipengaruhi oleh ikatankarbon yang pendek yang menyebabkantitik didihnya rendah sehingga mudahmenguap, sedangkan minyak lumas yangkental dipengaruhi ikatan karbon yangpanjang yang menyebabkan titik didihyang tinggi sehingga penguapannya akan lebih kecildibanding minyak lumas yang encer5).

Mutu minyak lumas roda gigi industri tertutupharus memenuhi persyaratan spesifikasi karakteristikfisika kimia dan parameter unjuk kerja yang memuatbatasan nilai minimum dan atau maksimum sesuaidengan tingkat mutu unjuk kerja David BrownS1.53.101, DIN 51517 Part 3, AGMA 9005-D94(5EP), Cincinnati Machine dan US Steel 22410).Namun sayangnya, SNI tidak mensyaratkan batasmaksimum penguapan gear oil untuk industri,sehingga dikhawatirkan minyak lumas gear oil untukindustri yang diproduksi oleh produsen pelumasmemiliki tingkat penguapan tinggi penyebab terjadinyaoil consumption berlebih yang berimbas pada highcost untuk konsumen yang dalam hal ini adalah pelakuindustri.

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan terhadap datapengujian pada laboratorium semi-unjuk kerja minyak

Tabel 1Hasil Uji Tingkat Penguapan Minyak Lumas Transmisi

lumas, dapat disimpulkan bahwa minyak lumastransmisi (gear oil) yang beredar di pasaran, memilikitingkat penguapan yang sangat bervariasi. SementaraSNI tidak menetapkan batas nilai maksimumpenguapan pada minyak lumas roda gigi, sehinggadikhawatirkan minyak lumas gear oil untuk industriyang diproduksi oleh produsen pelumas memilikitingkat penguapan tinggi penyebab terjadinya oil con-sumption berlebih. Oleh karena itu hasil analisis inidiharapkan dapat menjadi masukan untuk pemerintahdalam menyusun rancangan SNI dalam hal tingkatpenguapan pada gear oil untuk industri.

KEPUSTAKAAN

1. A.E. Baker, 1983, “Lubricant Properties AndTest Methods”, CRC Handbook of LubricationVol.1, Florida.

2. Anton L.Wartawan , 1981, “Dasar-dasarPelumas dan Pelumasan”, Gramedia, Jakarta.

3. ASTM Standards, 2005, “Standard TestMethode for Evaporation Loss of Lubricat-

Sampel Tingkat Kekentalan Penguapan (%)

Minyak Lumas 1 SAE 90 12.14















Jumlah Penguapan yang Terjadi pada Beberapa Minyak Lumas Transmisi (Gear Oil )

64


ing Oils by the Noack Method”, ASTMVol.05.03, USA.

4. Badan Standarisasi Nasional, 2005, “Klasifikasidan spesifikasi pelumas- bagian 6: Minyaklumas transmisi manual dan gardan”, SNI 06-7069.6-2005.

5. Caines, A.J. , Robert Haycock, 1996, Automo-tive Lubricants Reference Book, SAE Inc.,USA, 53pp.

6. Fein, Richard S., 1992, Liquid Lubricants, ASMHandbook vol.18 Friction, Lube and Wear Test,ASM International, USA, p:82-87.

7. John W. Swain, Jr., 1983 “Used Oil Reclama-tion And Environmental Considerations”, CRCHandbook of Lubrication Vol.1, Florida.

8. J.B. Stucker, 1983, “ Rear Axle And Gear BoxLubricants” CRC Handbook of LubricationVol.1, Florida.

9. M. Hanifuddin, 2009, “Laporan PenelitianFormulasi Minyak Lumas Roda Gigi UntukKendaraan Tugas Berat” PPPTMGB Lemigas,Jakarta.

10. Badan Standarisasi Nasional, 2005, “Klasifikasidan spesifikasi – Pelumas Bagian 10: Minyaklumas roda gigi industri tertutup” SNI 06-7069.10-2005.

65

PEMANFAATAN BAKTERI THIOBACILLUS THIOPARUS LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASSYAFRIZAL DAN DIANURSANTI VOL. 45. NO. 1, APRIL 2011: 65 - 69

Pemanfaatan Bakteri Thiobacillus ThioparusUntuk Mereduksi Kandungan Sulfur dalamGasOleh: Syafrizal1) dan Dianursanti2)

Peneliti Pertama1) pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Dep. Teknik Kimia2), Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Kampus Baru UI, Depok 16424Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 12 Januari 2010; Diterima setelah perbaikan tanggal 21 Maret 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Salah satu solusi untuk mereduksi kandungan sulfur menggunakan mikroba yang bersifataerob. Jenis mikroba ini dapat mengoksidasi senyawa sulfur untuk menghasilkan energi. Bakterisulfur dapat menyimpan dan menggunakan sulfur elemental atau komponen organik sulfur untukmetabolisme selnya.

Dalam penelitian ini bakteri pereduksi sulfur yang digunakan adalah Thiobacillus thioparus,sedangkan senyawa sulfur yang digunakan natrium tiosulfat (Na

2S

20

3) dengan konsentrasi 200,

400, dan 600 mg/L.

Hasil penelitian menunjukkan, tingkat ketahanan bakteri Thiobacillus thioparus terhadap variasikonsentrasi senyawa sulfur secara umum mengalami fase lag pada 12 jam periode inkubasi. Faseeksponensial terjadi pada periode ini, pertumbuhan bakteri yang sangat cepat selama 30 atau 36jam dan mengalami penurunan populasi pada jam ke-54. Pada tiga perlakuan tersebut semakintinggi konsentrasi substrat, maka aktivitas bakteri dalam laju reduksi akan semakin besar.

Kata kunci : Biofilter, Desulfurisasi, Thiobacillus thioparus.

ABSTRACT

One of the solutions to remove sulphur content is by using aerobic microbes. This typeof microbes can oxidize sulphur compounds to yield energy. Sulphur bacterium can keepand use elemental organic sulphur component for their metabolism of cells.

In this research the sulfur reducer bacteria used Thiobacillus thioparus, whereas sul-fur compound used sodium thiosulfat, N

2S

2O

3 with concentration of 200, 400, and 600

mg/L.

The result of research, shows the endurance level of Thiobacillus thioparus bacteriato various sulphur compound concentration. Generally the phase lag accure at 12 hourincubation period. The exponential phase occurs during this periode, the bacterium grewvery quickly during 30 or 36 hours. Finally the bacterium population decreased at 54hour. Based on the tree treatments, the higher the substrate concentration, the faster thereduction rate.

Key word : Biofilter, Desulfurisation, Thiobacillus thioparus.

I. PENDAHULUAN

Masih cukup tingginya cadangan gas bumi di In-donesia, mendorong peningkatan produksi gas bumiuntuk mendukung kebutuhan energi nasional. Namun

demikian, banyak produk gas bumi dengan kualitasyang kurang baik. Hal ini disebabkan tingginyakandungan gas non-hidrokarbon dalam gas bumi.Senyawa non-hidrokarbon yang dapat membuat mutu

66


gas bumi menurun, di antaranya berupa kandungansenyawa sulfur.

Hidrogen sulfida mempunyai bau seperti telurbusuk dan kadang lebih toksik daripada karbonmonoksida. Hidrogen sulfida dapat dideteksi padakonsentrasi yang rendah (0,002 mg/L) dan memilikisifat yang beracun serta mempunyai sifat korosif dandapat terbakar (Merck, 1983).

Reduksi kandungan sulfur dalam gas bumi dapatdilakukan dengan banyak cara. Salah satu caradengan memanfaatkan bioteknologi, yaitu teknologiyang didukung oleh aktivitas mikroorganisme in situdan bila perlu dapat ditambah mikroorganisme dariluar (eksogen). Salah satu aplikasi teknologi tersebutdalam bentuk biofilter. Teknologi ini cukup efektifuntuk mengolah emisi gas buang dari berbagai industridengan volume gas yang besar namun mempunyaikonsentrasi polutan yang rendah.

Beberapa jenis bakteri aerob sepertiThiobacillus, Pseudomonas, Beggiatoa, Thiotrixdapat mengoksidasi senyawa hidrogen sulfida untukmenghasilkan energi. Kelompok bakteri ini termasukjenis bakteri sulfur (sulfur bacteria). Bakteri sulfurdapat menyimpan dan mempergunakan sulfur el-emental atau komponen organik sulfur untukmetabolisme selnya. Berdasarkan hasil beberapapenelitian, bakteri sulfur menunjukkan bahwa jenisThiobacillus thioparus merupakan spesieskemotropik yang baik (Wahyuni, 2004).

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji prosesdesulfurisasi oleh bakteri Thiobacillus thioparus.Dalam hal ini untuk mengetahui tingkat ketahananbakteri Thiobacillus thioparus terhadap variasikonsentrasi senyawa sulfur dan menentukan lajudegradasi sulfurnya.

II. METODE PENELITIAN

A. Organisme dan kultivasi

Bahan - bahan yang digunakan dalam penelitianini, antara lain bakteri kultur tunggal Thiobacillusthioparus, Nutrient Agar (NA), Nutrient Broth (NB),larutan tiosulfat (Na

2S

2O

3.5H

2O) dengan konsentrasi

200, 400 dan 600 mg/L dan medium uji, yang terdiriatas: 1,2 gram KH

2PO

4, 1,2 gram K

2HPO

4, 0,4 gram

NH4Cl, 0,22 gram MgCl

2.6H

2O, 1 liter air RO (re-

verse osmosis) (Cho et al., 1992).

Diawali dengan pembiakan kultur bakteriThiobacillus thioparus dengan media agar miring

Nutrient Agar. Kultur dipindahkan ke media cairNutrient Broth yang berfungsi sebagai mediapertumbuhan bagi Thiobacillus thioparus.Selanjutnya ditumbuhkan dalam media uji yang kayaakan sufur dengan penambahan Na

2S

2O

3 dan

FeSO4.7H

2O. Media uji tersebut untuk meningkatkan

populasi bakteri Thiobacillus thioparus. Setelahbakteri Thiobacillus thioparus teradaptasi dantumbuh dengan baik dalam media yang kaya sulfat,selanjutnya bakteri tersebut dimasukkan ke dalammedia uji dengan kandungan sulfatnya sangat rendah.Tujuan penanaman bakteri ini untuk menyiapkankultur bakteri lapar sulfur. Dalam kondisi demikiandiharapkan ketika dialirkan senyawa sulfat sepertithiosulfat, bakteri Thiobacillus thioparus mampumelakukan proses reduksi senyawa sulfur secaraoptimum.

Proses reduksi thiosulfat oleh bakteriThiobacillus thioparus dilakukan pada konsentrasi200, 400 dan 600 mg/L. Pada penelitian ini, datadiambil selama 54 jam dengan rentang waktu setiaptiga jam sekali untuk empat pengamatan pertama,selanjutnya enam jam sekali untuk pengamatan ke-7,8 dan 9, sedangkan untuk data ke-6 dan ke-10dilakukan setelah 12 jam. Pengambilan waktu inididasarkan penelitian sebelumnya (Fierdaus, 2006).Pada fase pertumbuhan optimum bakteri atau log faseterjadi pada hari ke-1 sampai hari ke-2 atau jam ke-24 sampai jam ke-48. Fase logaritmik merupakansuatu siklus dari pertumbuhan mikroorganisme,dimana pada fase ini jumlah populasi selnya meningkatpesat seiring dengan bertambahnya waktu (Lay danSugyohastowo, 1989).

B. Alat

Gambar 1Skema Alat

67


Keterangan:

1. Kompresor udara

2. Flow Meter

3. Larutan thiosulfat (200, 400 dan 600 mg/L)

4. Trapper (Iodin)

5. Bakteri Thiobacillus Thioparus dalam media ujibersulfur rendah

6. Trapper (Iodin)

Percobaan ini dilaksanakan dalam suaturangkaian alat seperti pada Gambar 1. Sebelumpenelitian ini dimulai, dilakukan kalibrasi terhadapkonsentrasi larutan thiosulfat yang digunakan.

Secara umum perlakuan pada setiap variasikonsentrasi baik 200, 400 dan 600 mg/L kurang lebihsama.

Seyawa thiosulfat dari tabung (3) dikontakkandengan bakteri (5) dalam bentuk uap yang terbawadalam aliran udara yang berasal dari kompresor (1).Hal ini dilakukan dengan cara melewatkan udaramasuk ke dalam larutan tiosulfat. Kecepatan aliranudara dari kompresor diatur melalui flow meter (2).Aliran udara yang keluar dari tabung (3) dibagi dua:satu melalui trapper (4) yang berisi larutan iodin untukmenangkap tiosulfat sebelum berkontak denganbakteri dan melalui reaktor (5) untuk dikontakkandengan bakteri. Kadar tiosulfat setelah kontak denganbakteri ditangkap dengan larutan iodine di dalam trap-per (6). Hasil pengukuran kandungan thiosulfat dalamtrapper (4) dan (6) menjadi data untuk perhitunganreduksi sulfur.

C. Penentuan Kandungan Tiosulfat

Dilakukan secara titrimetri yaitu denganmenggunakan titrasi iodometri menggunakan larutaniodine 0,25 N dan indikator kanji. Selanjutnyaperhitungan tiosulfat dilakukan dengan menggunakanrumus sebagai berikut :

sampelmL

xCxBAxBLmgOS

5232

10.121,1)]()[()/(

(1)

di mana :

A = Volume (mL) larutan iodin yang terpakai

B = Normalitas larutan iodin

C = Volume (mL) larutan Na2S

2O

3 terpakai

D = Normalitas larutan Na2S

2O

3

D. Perhitungan Populasi Bakteri Thiobacillusthioparus

Penghitungan populasi bakteri bertujuan untukmengetahui jumlah bakteri yang terdapat pada mediauji. Penghitungan jumlah bakteri dilakukan denganmetode total plate count (TPC) denganmenggunakan persamaan:

cbamLcfuCell ..)( 1 (2)

di mana:

a = Jumlah rata-rata koloni

b = Kebalikan faktor pengenceran

c = Volume sampel yang ditanam


A. Proses desulfurisasi senyawa sulfur olehbakteri Thiobacillus thioparus

Gambar 2Grafik Persen Reduksi Tiosulfat pada Vasiasi

Konsentrasi 200, 400, dan 600 mg/L

Pada Gambar 2 dapat dilihat bahwa padakonsentrasi 200 mg/L kurva reduksi tiosulfat lebihrendah dari pada kurva pada konsentrasi 400 mg/Ldan 600 mg/L. Pada konsentrasi tiosulfat 200 mg/Lperlu waktu 36 jam untuk mencapai grafik puncakdan langsung mengalami penurunan. Sedangkan padakonsentrasi 400 mg/L, waktu yang dibutuhkan untukmencapai grafik puncak lebih cepat, yaitu 30 jam.Kurva puncak dari konsentrasi 400 mg/L tidakbertahan lama, setelah mencapai titik puncak langsungmenurun. Kurva puncak yang relatif stabil terjadi padaperlakuan dengan konsentrasi tiosulfat 600 mg/L yaitu

71

PENGGUNAAN INFRA RED OIL ANALYSER LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASM. HANIFUDDIN, MILDA FIBRIA DAN SHINTA SARI HASTUNINGTYAS VOL. 45. NO. 1, APRIL 2011: 71 - 78

Penggunaan Infra Red Oil Analyser untukMemantau Kondisi Minyak Lumas MesinDieselOleh: M. Hanifuddin1), Milda Fibria1) dan Shinta Sari Hastuningtyas2)

Peneliti Pertama1, Penganalisis Pelumas2 pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 18 Januari 2011; Diterima setelah perbaikan tanggal 21 Maret 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Pelaksanaan program analisis minyak lumas yang baik akan memberikan petunjuk kondisiminyak lumas selama pemakaian. Analisis ini meliputi karakteristik kandungan aditif, produk-produk oksidasi, dan adanya kontaminan yang terdapat pada minyak lumas. Sampel diperolehdari minyak lumas hasil formulasi dan minyak lumas produksi Pertamina yang ada di pasaranyang diujicobakan pada kendaraan diesel penumpang. Sampling dilakukan pada jarak tempuh 0km, 5000 km, 10000 km, dan 15000 km. Kemudian dilakukan analisis menggunakan FTIR OilAnalyser, yang menghasilkan sembilan utama jenis pengukuran inframerah. Berdasarkan hasiluji menggunakan FTIR Oil Analyser, minyak lumas secara garis besar menunjukkan karakteristikyang bagus sampai jarak tempuh 15.000 km.

Kata kunci : analisis minyak lumas, FTIR, oil analyser

ABSTRACT

Implementation of lubricating oil analysis program on will be able to indicate the con-dition of the oil in use. This analysis includes the characteristics of the content of addi-tives, products of oxidation, and the existence of contaminants contained in the formula-tion of lubricating oil. Lubricating oil samples are obtained from the formulated oil and byPertamina’s lubricating oil that is tested on diesel passenger vehicles. Sampling are takenafter the oil is used for a distance 0 km, 5000 km, 10000 km, and 15000 km. The analysisis performed using FTIR Oil Analyser, which resulted in nine kinds primer of measure-ments. Based on test results, both of the formulated lubricating oil and Pertamina’s lubri-cating oil in general still shows good characteristics until the distance of 15000km.

Key words : lubricant analysis, FTIR, oil analyser

I. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi menghasilkan mesin-mesin yang semakin lama semakin kompleks.Sehingga dituntut pula minyak lumas yang semakinberagam jenis dan sifatnya. Kemajuan di bidangpelumasan yang dicapai sampai sekarang tidakterlepas dari kemajuan tiga pihak yang saling terkait.Yaitu pihak pembuat mesin, pihak pembuat pelumasdan pihak pembuat aditif. Sekarang ini banyakdihasilkan minyak lumas yang berkualitas tinggi untukmengikuti mesin-mesin yang berkekuatan dan bebantinggi, memiliki tekanan besar dan pemanasan tinggi.

Sangat alamiah jika selama pemakaian pelumasmengalami penurunan kualitas akibat fungsi dariminyak lumas itu sendiri3). Penurunan kualitas tersebutterjadi karena penguapan, oksidasi, dan materialpengotor 3). Penguapan terjadi akibat korabolasi antaragesekan, tekanan dan temperatur operasi peralatanyang tinggi. Material pengotor berupa pasir, air, bahanbakar, dan lain-lain. Penyebab paling dominanpenurunan kualitas minyak lumas dari segi kimiawiadalah oksidasi1). Oksidasi ini bisa disebabkan reaksiminyak lumas dengan gas hasil pembakaran padatemperatur yang cukup. Reaksi oksidasi ini akanmenyebabkan terbentuk lumpur, varnish, dan

72


senyawa yang bersifat asam. Oleh karena itu kondisiminyak lumas harus dimonitor secara rutin.

Penggunaan kendaraan yang semakin pesatdengan kondisi mesin yang juga dipengaruhi minyaklumas yang dipakai sangat dipengaruhi oleh lamaoperasi, jarak tempuh, atau periode waktu tertentu.Sehingga monitoring melalui analisis minyak lumasyang baik akan memberikan petunjuk kondisi minyaklumas selama pemakaian. Karakteristik yang dimonitorberbeda-beda tergantung jenis dan aplikasi dariminyak lumasnya. Karakteristik fisika/kimia yangdipantau antara lain kekentalan, metal keausan,partikel pengotor, angka asam total, angka basa total,kelembapan, jelaga, nitration, sulfation, glycol con-tamination, oksidasi, penurunan aditif, fuel dilution,dan lain-lain4) .

Metode yang digunakan dalam penelitian iniadalah metode spektroskopi. Spektroskopi yangsangat populer digunakan adalah metode spektroskopiFTIR (Fourier Transform Infrared), yaitu metodespektroskopi inframerah modern yang dilengkapidengan teknik transformasi Fourier untuk deteksi dananalisis hasil spektrumnya. Ada tiga komponen dasardalam spektrometer ini yaitu sumber radiasi, inter-ferometer dan detektor.

Dalam hal ini metode spektroskopi yang digunakanadalah metode spektroskopi absorbsi, yaitu metodespektroskopi yang didasarkan atas perbedaanpenyerapan radiasi inframerah oleh molekul suatumateri. Absorbsi inframerah oleh suatu materi dapatterjadi jika dipenuhi dua syarat, yakni kesesuaianantara frekuensi radiasi inframerah dengan frekuensivibrasional molekul sampel dan perubahan momendipol selama bervibrasi2). Spektroskopi FTIRmerupakan salah satu teknik analitik yangbaik dalam proses identifikasi strukturmolekul suatu senyawa. Komponenutama spektroskopi FTIR adalah inter-ferometer Michelson yang mempunyaifungsi menguraikan (mendispersi) radiasiinframerah menjadi komponen-komponenfrekuensi. Peng-gunaan interferometerMichelson tersebut memberikankeunggulan metode FTIR dibandingkanmetode spektroskopi inframerahkonvensional maupun metodespektroskopi yang lain. Di antaranyaadalah informasi struktur molekul dapatdiperoleh secara tepat dan akurat

(memiliki resolusi yang tinggi). Keuntungan yang laindari metode ini adalah dapat digunakan untukmengidentifikasi sampel dalam berbagai fase (gas,padat atau cair). Kesulitan-kesulitan yang ditemukandalam identifikasi dengan spektroskopi FTIR dapatditunjang dengan data yang diperoleh denganmenggunakan metode spektroskopi yang lain5).

Dengan metode spektroskopi ini diharapkan dapatdiketahui ketahanan minyak lumas pada saatpemakaian pada kendaraan sehingga dapat perkirakandrain intervalnya. Penetapan waktu penggantianminyak lumas secara cermat dengan didasarkan padadata teknis hasil analisis laboratorium, dapatmemberikan manfaat antara lain mengurangi down-time tidak terjadwal, meningkatkan ketahananperalatan, membantu mengorganisasikan jadwalperawatan yang efektif, memperpanjang usia pakaimesin, mengoptimalkan drain interval minyak lumas,menurunkan biaya perawatan peralatan dan padaakhirnya akan menguntungkan secara ekonomi.

Gambar 1Grafik Total Penjualan Mobil, Ritel vs Whole-

sales dari Januari - Oktober 2010 di IndonesiaSumber : http://otomotif.kompas.com

Pengujian Batas Peringatan

Coolant Tidak boleh ada

Air Lebih besar dari 0,1 %

Fuel Dilution Lebih besar dari 5 %

Insoluble 0,5 % atau lebih

Total Acid Number, mgKOH/g Lebih dari 5

TBN, mgKOH/g Lebih rendah dari 3 sampai 4

Sumber : Petro Canada Handbook halaman : 45

Tabel 1Batas Peringatan Kontaminasi

73


II. METODOLOGI

Sampel dalam penelitian ini adalah minyak lumasyang diperoleh dari hasil formulasi dan minyak lumasPertamina yang ada di pasaran, kemudian dilakukanuji jalan pada kendaraan diesel sampai 15000 km.Analisis pada minyak lumas bekasnya dilakukan padasetiap jarak tempuh 5000 km. Spesifikasi kendaraanuji yang digunakan dalam penelitian ini disajikan dalamTabel 2.

III.HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengujian menggunakan FTIR Oil Analysermenghasilkan sembilan utama jenis pengukuraninframerah yang mewakili masing-masingkarakteristik minyak lumas berdasarkan panjanggelombangnya. Analisis ini bersifat umum dantidak bisa digunakan dengan tepat untukmenganalisis semua jenis pelumas. Beberapahasil analisis yang berhubungan denganminyak lumas mesin diesel sebagai obyekpenelitian, tersaji dalam Tabel 3 dan Tabel 4.

A. Antioxidant reading

Dapat diaplikasikan untuk mengukur danmemantau senyawa antioksidan hinderedphenolic pada minyak lumas mineral-base(kebanyakan crankcase oil). Batas normaldan abnormal untuk level antioksidan yangterpantau hanya pada mineral-base crank-case oil dan minyak lumas roda gigi. Batasalarm tidak ditentukan6.

Pengukuran ini jarang dilakukan secararutin pada sampel crankcase oil karenaprodusen minyak lumas menggunakansenyawa antioksidan yang berbeda-bedaberdasarkan base oil dan aditif yang dimiliki6.

Dari hasil pengukuran sampel minyak lumasstabil menunjukkan nilai satu, Hal inimengindikasikan terdapat antioksidan padasampel minyak lumas. Nilai yang ditunjukkanpada hasil uji tidak mengindikasikan kualitasyang sebenarnya dari unjuk kerja senyawaantioksidan tersebut. Performa antioksidantergantung dari jenis antioksidan dan jumlahunsaturated base oil yang digunakan9.Reaksi oksidasi terjadi pada saat minyaklumas mengalami pemanasan dan bereaksidengan oksigen di atmosfer sehingga akan

menurunkan unjuk kerjanya, terutama berhubungandengan peningkatan viskositasnya9.

B. Water Petroleum Lube

Dapat diaplikasikan untuk memantau degradasipolyol ester pada minyak lumas turbin sintetik. Padaminyak lumas mineral-base (crankcase oil) yangmengandung banyak deterjen dan dispersandigunakan untuk memonitor kontaminasi air6).

Batas normal dan abnormal untuk crankcase oil50 unit ~ 1000 ppm air, tanda peringatan muncul pada65 unit ~ 2000 ppm6).

Hasil pengukuran sampel antara 12 -16 unit,artinya nilainya normal dan stabil, sehinggadisimpulkan tidak ada kontaminasi air. Air pada

Tabel 3Analisa Karakteristik Fisika/KimiaMenggunakan FTIR Oil Analyser

(New Oil)

Tabel 2Spesifikasi Kendaraan Uji

Jenis Mesin 4JA1

Tipe mesin 4 Langkah, 16 katup, In-Line Overhead Valve, Water Cooled

Rasio Kompresi 18,4:1

Isi Silinder 2499 cc

Torsi maks 152 Nm / 2000 rpm

Daya maksimum 59,1 ps / 3000 rpm

Sistem bahan bakar Direct Injection

Bahan bakar Diesel fuel (ASTM D975 No.2-D)

Diameter X Langkah 93.0 mm X 92.0 mm

No. Jenis Pengujian ML-1 ML-2

1. Antioxidant Reading 1 1

2. Water Petroleum Lube 14 12

3. Soot Value 0 0

4. Oxidation By-Product 11 13

5. Nitration By-Product 5 6

6. Antiwear Reading 18 19

7. Diesel/JP8 Dilution 224 224

8. Sulfate By-Product 17 18

9. Ethylene Glycol ( Antifreeze) 0 0

74


minyak lumas antara lain berasal dari uap air yangterkondensasi atau hasil pembakaran1). Air dapatmenyebabkan emulsi pada minyak lumas,mempercepat terjadinya senyawa asam, danmenurunkan fungsi pelumasan1). Air jugamempercepat proses oksidasi, menyebabkanpembentukan endapan lumpur, dapat memisahkanaditif dengan base oil-nya, menyebabkan karat dankorosi, sehingga harus dibatasi kandungannya10).

C. Soot value

Karakteristik ini untuk memantau beban soot(jelaga) pada minyak lumas mesin diesel. Batasannilainya adalah6) :

- Lebih kecil dari 20 untuk mesin diesel (tipikal).Nilai normal akan jauh lebih kecil untuk mesinbensin dan mesin berbahan bakar gas alam,

- 42 dipertimbangkan sebagai nilai batas.

- 50 dipertimbangkan sebagai berlebih.

- 72 dipertimbangkan sebagai berat.

- 153 dipertimbangkan sangat berat.

Soot value meningkat seiring dengan jaraktempuh. Jelaga yang ada berasal dari sisa bahan bakaryang tidak terbakar akibat adanya pembakaran tidak

sempurna. Pada jarak tempuh 15.000 km hasilpengujian menunjukkan nilai 68 dan70 yang berartimendekati kategori berat (nilai 72). Jelaga yangdihasilkan oleh proses pembakaran akan dibersihkanoleh aditif deterjen sehingga akan menjaga mesinselalu bersih dari kotoran. Kotoran ini kemudiandidispersikan ke dalam minyak lumas oleh aditifdispersan. Konsentrasi jelaga yang tinggi bisamenyebabkan terbentuknya sludge yang tinggi yangdapat menyebabkan abrasive wear, filter pelumastersumbat, dan viskositas akan semakin tinggi. Halini juga mengindikasikan level oksidasi yang tinggi dariminyak lumas.

D. Oxidation by-product

Karakteristik ini dapat diaplikasikan untukmemonitor terjadinya produk oksidasi pada minyaklumas berbasis mineral dan minyak lumas hidraulik.dalam semua sistem pelumas, senyawa organikterkena suhu tinggi dan tekanan tinggi dengan adanyaoksigen sebagian akan teroksidasi (bereaksi secarakimia dengan oksigen). Selama proses pembakarandihasilkan berbagai oleh produk seperti keton, ester,aldehida distribusi, karbonat dan asam karboksilat.Komposisi dan distribusi produk-produk ini sangatkompleks.

Tabel 4Analisis Karakteristik Fisika/Kimia Menggunakan FTIR Oil Analyser

(Used Oil)

IP-1 (km) IP-2 (km) IP-3 (km) IP-1 (km) IP-2 (km) IP-3 (km)

5000 10000 15000 5000 10000 15000

1. Antioxidant Reading 1 1 1 1 1 1

2. Water Petroleum Lube 12 14 16 13 15 16

3. Soot Value 10 34 70 12 30 68

4. Oxidation By-Product 14 16 18 14 15 17

5. Nitration By-Product 6 8 9 6 8 8

6. Antiwear Reading 20 19 20 19 20 20

7. Diesel/JP8 Dilution 231 219 226 219 224 220

8. Sulfate By-Product 20 22 26 21 23 24

9. Ethylene Glycol (Antifreeze) 0 0 0 0 0 0

No. Jenis Pengujian

ML-1 ML-1

75


Batas normal dan abnormal adalah 6s/d 12 unit untuk minyak lumas mesin die-sel (tipikal) dengan peringatankemungkinan timbulnya oksidasi berlebihpada nilai 18 dan lebih6). Batasan inidipakai berdasarkan sejumlah besarbermacam-macam jenis minyak lumasmesin diesel putaran tinggi. Jumlah produkoksidasi tergantung jumlah oksidasi tipikalpada sistem tersebut dan seberapa besarkemampuan minyak lumas menetralkanproduk oksidasi tersebut, yangberhubungan dengan nilai Total BaseNumber (TBN) minyak lumas6).

Produk oksidasi meningkat seiringdengan jarak tempuh (gambar 3). Padatitik 15.000 km hasil pengujianmenunjukkan nilai mendekati kategoriberlebih (nilai 18). Hal ini sebandingdengan hasil uji soot value yangmengindikasikan level oksidasi yangtinggi. Pada semua sistem pelumas, jikasenyawa organik terkena suhu dan tekanantinggi dan dengan adanya oksigen akanmenyebabkan sebagian akan ter-oksidasi (bereaksi secara kimia denganoksigen). Bermacam-macam produkdihasilkan selama proses pembakaranseperti keton, ester, aldehida, karbonat danasam karboksilat dengan komposisi yangkompleks. Beberapa dari senyawa inidilarutkan oleh minyak lumas atau tetapsebagai suspensi, tergantung aditifdispersan dalam minyak lumas tersebut.Asamkarboksilat berkontribusi terhadapkeasaman minyak lumas mesin danmenurunkan nilai TBN sebagaipenetralnya. Efek jangka panjang dariterus meningkatnya produk oksidasi, akanmenyebabkan minyak lumas bersifatkorosif dan terjadi peningkatan viskositasyang signifikan.

E. Nitration By-Product

Karakteristik ini dapat diaplikasikan untukmemonitor terjadinya produk nitrasi pada minyaklumas berbasis mineral dan minyak lumas hidraulik6).

Batas normal dan abnormal adalah 3 s.d. 8 unituntuk minyak lumas mesin diesel (tipikal), dengan

Gambar 2Karakteristik Soot Value

Gambar 3Karakteristik Oxydation by-Product

peringatan kemungkinan timbulnya oksidasi berlebihpada nilai 14 dan lebih6).

Nitrogen bereaksi dengan oksigen padatemperatur antara 2000-3000oC pada saat terjadiproses pembakaran membentuk senyawa NO danNO

2 yang nantinya bisa terlarut ke dalam air

76


membentuk senyawa asam3. Produk nitrasimeningkat seiring dengan jarak tempuh. Pada 10.000km nilainya pada ambang batas normal, pengujiandilanjutkan ke 15.000 km. Hasilnya tidak terlalu jauhdari nilai normal, apalagi dari kategori berlebih. Halini berarti oksidasi yang disebabkan senyawa nitratdalam level aman dan menunjukkan minyak lumasmasih dalam kondisi baik.

F. Antiwear Reading

Pembacaan karakteristik ini digunakan untukmemonitor tingkat senyawa anti aus phosphate padaminyak lumas berbasis mineral dan sintetik6).

Batas normal dan abnormal adalah 8 s.d. 12satuan, untuk minyak lumas mesin diesel, denganperingatan kemungkinan adanya kadar senyawa antiaus yang terlalu rendah pada nilai 5 satuan dan dibawahnya6).

Pada minyak lumas terbaca aditif antiweardengan kandungan yang lebih dari cukup (gambar 5).Berarti minyak lumas ini memiliki perlindungankeausan yang bagus. Aditif anti-aus yang palingpopuler digunakan adalah ZDDP (Zincdialkyldithiophosphates) karena senyawa inimemberikan banyak fungsi sekaligus, yaitu sebagaiagen antiaus, agen tekanan ekstrem menengah, efektifsebagai antioksidan pencegah karat yang baik, sertaharganya yang murah dibanding aditif anti auslainnya11).

G. Diesel/JP8 Dilution

Pembacaan karakteristik ini digunakan untukmemonitor adanya diesel fuel dilution pada minyaklumas berbasis mineral dan sintetik6).

Batas normal dan abnormal, rentang nilai normaluntuk mesin diesel adalah 220 s.d. 230, denganperingatan kemungkinan adanya bahan bakar dieselpada 255 6). Metode ini mendeteksi adanya senyawaaromatik pada bahan bakar, sementara saat inidilaporkan ada beberapa bahan bakar yangmengandung sedikit bahkan tidak ada senyawaaromatik. Bahan bakar yang digunakan padakendaraan uji adalah Solar 48 produk Pertamina yangmengandung senyawa aromatik.

Fuel dilution adalah terkontaminasinya minyaklumas dengan bahan bakar, yang terjadi karenaturunnya bahan bakar ke penampungan minyak lumasmelalui celah antara dinding liner dan piston. Fueldilution akan menyebabkan menurunnya viskositas

minyak lumas. Pengaruh yang lebih berbahaya terjadijika bahan bakar dan air terkondensasi bersama-samapada minyak lumas. Pada saat mesin dijalankan makabahan bakar dan air akan menguap karenapemanasan. Kedua kontaminan ini mengikat aditifyang terkandung pada minyak lumas ikut menguap,sehingga fungsi dari minyak lumas itu sendiri akanjauh berkurang3).

Pada minyak lumas tidak terjadi diesel dilutionseperti tersaji di Gambar 6, sehingga sampai jaraktempuh 15.000 km dapat dipastikan tidak terjadikontaminasi bahan bakar pada minyak lumas.

Gambar 4Karakteristik Nitration by-Product

Gambar 5Karakteristik Antiwear Reading

77


H. Sulfated By-Product

Pembacaan karakteristik ini digunakan untukmemonitor senyawa sulfur teroksidasi pada minyaklumas berbasis mineral pada crankcase dan gear-box. Senyawa ini secara tipikal berasal dari senyawasulfur yang teroksidasi pada bahan bakar atau padaaditif paket minyak lumas6).

Batas normal untuk minyak lumas mesin dieselsecara kasar antara 10 s.d. 15 satuan. Peringatansecara tipikal dilaporkan pada 35 satuan. Metode initidak dapat diaplikasikan pada minyak lumas sintetik6).

Senyawa sulfur secara tipikal terkandung di dalamcrude oil atau dengan sengaja ditambahkan ke dalamminyak lumas untuk mendapatkan karakteristik yangdiinginkan, seperti aditif anti-aus. Sulfated by-prod-uct mengukur SO

2 dan SO

3 yang terbentuk dari hasil

oksidasi senyawa sulfur. Senyawa-senyawa inikadang-kadang mengkontaminasi minyak lumasmelalui celah ring piston dan liner, dan jumlahnya akansemakin banyak seiring lamanya pemakaian, sehinggaakan meningkatkan terbentuknya lumpur dan var-nish. Mereka juga bereaksi dengan air dari prosespembakaran membentuk asam kuat anorganik sepertiH

2SO

2 yang berakibat menurunnya kadar aditif pada

minyak lumas. Pengukuran senyawa ini memberikaninformasi tambahan mengenai adanya salahpenyetelan pada mesin dan kegagalan kerja ring pis-ton7).

Senyawa sulfur yang terbentuk akibatpembakaran bahan bakar, semakin lama semakinmeningkat, tetapi masih jauh dari warning level,sehingga dapat disimpulkan minyak lumas masihsanggup menerima beban oksidasi sulfur pada jaraktempuh 15.000 km.

I. Ethylene Glycol (Antifreeze)

Pembacaan karakteristik ini digunakan untukmemonitor adanya cairan anti beku berbasis ethyl-ene glycol pada minyak lumas mesin.

Batas normal untuk minyak lumas mesin dieselsecara kasar antara 0 s.d. 1 satuan, peringatandilaporkan pada nilai 3. Cairan ethylene glycol adalahkomponen utama sistem pendingin mesin11). Dalamsistem ini biasanya mengandung glycol dan air dalamkomposisi yang seimbang. Jika pada pengukuran inimenunjukkan hasil yang positif, maka peringatan jugamuncul pada hasil uji Water in Petroleum Product.Hasil pengujian menunjukkan nilai 0 (Tabel 1), hal ini

Gambar 6Karakteristik Diesel Dilution

Gambar 7Karakteristik Sulfated by-Poduct

menunjukkan tidak terjadi kontaminasi/kebocorancoolant pada minyak lumas sehingga pembacaankarakteristik ini dapat juga digunakan untuk mendeteksikerusakan pada sistem pendingin mesin.

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil uji menggunakan FTIR OilAnalyser, minyak lumas hasil formulasi dan minyaklumas Pertamina yang ada di pasaran secara garisbesar menunjukkan karakteristik yang masih dalamlevel aman sampai jarak tempuh 15.000 km. Padaminyak lumas tidak terdapat kontaminasi air, bahanbakar, dan cairan anti beku yang menunjukkan bahwakondisi kendaraan uji layak dan dalam kondisi baik.

Produk oksidasi yang diindikasikan daripengukuran oxidation by product, nitration by

78


product, dan soot value nilainya cenderung tinggipada jarak tempuh 15.000 km. Hal ini sesuai denganteori bahwa produk oksidasi berbanding lurus dengansoot value.

Aditif pada minyak lumas yang terdeteksi daripenelitian ini adalah aditif anti oksidasi dan aditif antiaus. Beberapa jenis aditif seperti detergen dandispersan tidak bisa diketahui keberadaannya.

FTIR Oil Analyser dapat memberikan informasimengenai kondisi pelumas pada saat dipakai, namundemikian beberapa karakteristik yang sangat pentingseperti viskositas, nilai TBN, nilai TAN, keasaman,dan kandungan keausan logam, perlu dilakukan jugaanalisisnya untuk memberikan informasi menyeluruhmengenai kondisi mesin dan pelumasnya.

Hasil analisis karakteristik fisika kimia minyaklumas merupakan indikator awal untuk mengetahuimutunya. Mutu unjuk kerja sebenarnya baru dapatdiketahui melalui analisis terhadap komponen mesinkendaraannya. Analisis ini meliputi penilaian terhadappembentukan deposit, keausan, dan korosi.

KEPUSTAKAAN

1. A R Lansdown, 2004, Lubrication and LubricantSelection, Professional Engineering PublishingLimited London and Bury St Edmunds, UK

2. Chatwall,G, 1985, Spectroscopy Atomic and Mol-ecule, Himalaya Publishing House, Bombay

3. Edited by Robert.M.Gresham and George E Tot-ten, 2009, Lubrication and Maintenance of In-

dustrial Machinery, CRC Press Taylor & FrancisGroup 6000 Broken Sound Parkway NW, Suite300 Boca Raton, FL 33487-2742.

4. F.R. van de Voort, J. Sedman, R. A. Cocciardidan D. Pinchuk, 2005, FTIR Condition Monitor-ing of In-service lubricants: Ongoing Develop-ments and Future Perspectives

5. Harmita, 2006, Analisis Fisika Kimia, DepartemenFarmasi FMIPA-UI, Jakarta

6. Interpreting the standard Bio-Rad IR Oil AnalyserReport, The BIO-RAD Oil Analyzer Operator’s Manual.

7. http://www.machinerylubrication.com, MonitoringOil Degradation With Infrared Spectroscopy,diakses tanggal 8 Desember 2010.

8. http://www.newport.com, Introduction-to-FT-IR-Spectroscopy, diakses tanggal 4 Maret 2011.

9. Ewa A. Bardasz and Gordon D. Lamb,2003, Ad-ditive for Crankcase Lubricant Applications,Marcel Dekker Inc.

10. Abel Resina de Almeida, Galp Energia, Gears andTransmissions Workshop, Lubricant ConditionMonitoring, Faculdade de Engenharia daUniversidade de Porto, Portugal, 5 th June 2003.

11. Edited by Leslie R. Rudnick, Second Edition 2009,“Lubricant Additives, Chemistry and Applica-tions”, CRC Press, Boca Raton London NewYork.

79

RANCANGAN DASAR PERHITUNGAN PROTEKSI KATODIK LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASABDOEL GOFFAR VOL. 45. NO. 1, APRIL 2011: 79 - 90

Rancangan Dasar Perhitungan ProteksiKatodik dengan Menggunakan Anoda KorbanPada Struktur Baja Anjungan Minyak diLingkungan Air LautOleh: Abdoel GoffarPeneliti Madya pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230, IndonesiaTromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 19 Mei 2010; Diterima setelah perbaikan tanggal 2 Februari 2011Disetujui terbit tanggal: 29 April 2011

S A R I

Pembuatan dokumen setiap pekerjaan proyek adalah sangat penting. Penelitian denganperhitungan rancangan dasar proteksi katodik anoda korban pada pile di anjungan lepas pantaidilakukan dengan membuat laporan sebagai dokumen. Dokumen ini berisi laporan yang tersusunsecara sistematika dengan menerangkan pekerjaan proyek meliputi rekayasa dasar untukperhitungan proteksi katodik dan menggunakan anoda korban (sacrificial anode) untuk melindungikorosi pada tiang baja (steel pile) anjungan minyak di lepas pantai. Paper ini menunjukkan tahapanmerancang proteksi katodik sesuai dengan standar dan spesifikasi dari salah satu perusahaanmilik negara Eropa yang beroperasi di Indonesia. Rancangan meliputi perhitungan secara telitikebutuhan arus pile dari anjungan minyak (platform) di lingkungan air laut (lepas pantai). Kerjasama tim insinyur dari berbagai disiplin ilmu yang masing-masing memiliki data lapangan kemudianterkumpul dalam beberapa arsip (file) dalam komputer yang sebagai jejaring (network), sehinggamemudahkan perolehan data secara lengkap. Selain dari pada itu dibutuhkan juga gambar autocadguna mengetahui keadaan sebenarnya instalasi terhadap tiang pancang (pile) anjungan yangdiproteksi katodik. Perhitungan dilakukan dengan menyusun tabulasi secara sistematis danmemudahkan perhitungan dalam komputer secara cepat,sehingga menjadi praktis dan efisien.Hasil dari perhitungan dapat memberi penjelasan terhadap kebutuhan arus pada pile danmemudahkan koreksi apabila ada kesalahan dengan memasukkan semua parameter yang diketahui.Rancangan ini dikenal dengan rekayasa dasar (basic engineering) agar anoda yang tersediadapat memenuhi kebutuhan arus tiang pancang (pile) yang telah ditentukan hingga 20 tahun danmemastikan sistem berjalan sesuai rancangan.

Kata kunci: proteksi katodik, anoda korban, tiang baja anjungan lepas pantai, perhitungan

ABSTRACT

Document report of each project job is very important. The research with basic designcalculation for installation of sacrificial anode cathodic protection in offshore platform isdone by making the report as a document. The document consists of the report which isarranged sistematically to describe the project which encompasses the basic engineeringfor calculation of cathodic protection In this case the project that has been done is ca-thodic protection by sacrificial anode in offshore platform structure. The document listconsists of various parts of the report which describe the work which encompasses thedocument. The report also describes the basic engineering calculation of cathodic protec-tion by using sacrificial anode to protect corrosion on the steel pile of fixed offshore. Thispaper describes the steps to design the cathodic protection according to NACE standard

80


and one of Europe company specification of oil and gas operation. The design comprisesaccurate calculation of current demand of oil platform pile in offshore field. A teamengineers of miscellaneous science discipline work together according to their background.The compiled data are recorded in computer network which connected each other, so thatto make easy to access the complete data. Besides that the autocad drawing is also neededin order to know actually circumstance in which to install the sacrificial anode for theplatform pile. The calculation is performed to arrange the systematically tabulation and tomake easy the calculation in computer is very fastly, so that it will be practice and effi-cient. The result from the calculation can give the information on current demand aboutthe pile. And to make easy the correction If there is any mistake with including the allknown parameter. The design is known as the basic engineering in order the supply anodecan fulfill the current demand on the pile Which has been determined until 20 years andmust be the running system according to design.

Key words: cathodic protection, sacrificial anode, the steel beam offshore platform, thecalculation

proteksi katodik yang menyediakan kontrol korosi yangefektif untuk pile struktur lepas pantai (offshore),apalagi untuk sistem proteksi dikerjakan dalam skalabesar oleh suatu perusahaan minyak yang beroperasidi Indonesia, hingga saat ini sistematika perhitunganbelum pernah dipublikasikan secara luas.

B. Maksud dan tujuan

Rancangan proteksi terhadap tiang pancangstruktur anjungan minyak mempunyai peranan pentingagar dapat melindungi dari korosi dengan mengetahuifaktor-faktor yang mempengaruhi. Oleh karena itupemilihan jenis anti korosi yang dipakai mempunyaidampak yang sangat signifikan. Perhitungan korosiini mempunyai sistematika yang praktis denganmemasukkan semua parameter yang diketahui danmenggunakan formula terperinci agar proteksi yangdirancang sesuai dengan waktu yang ditentukan padasaat instalasi.

C. Metodologi

Pengumpulan data dilakukan untuk seluruh pileanjungan minyak yang akan diproteksi katodik, dimanadata yang dikumpulkan meliputi diameter, panjang,material dan jumlah pile termasuk data resistivity airlaut, gambar autocad anjungan, bentuk dan ukurananoda serta disain instalasi. Perhitungan dilakukandengan memasukkan data yang diketahui ke dalamformula yang tersusun dalam tabulasi sistemkomputer, sehingga melalui pengolahan data dengancepat dapat diketahui hasilnya. Dan data-dataperhitungan ini merupakan bagian dari pembuatandokumen perusahaan.

I. PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Perusahaan minyak dan gas bumi yangmengoperasikan peralatannya untuk mendapatkansumber-sumber minyak dari sumur-sumur bisa jadiberada di mana saja baik darat, sungai, lepas pantaimaupun laut dalam. Minyak atau gas bumi disalurkandari sumur-sumur yang berasal dari sumur lepas pantaiatau laut dalam lalu dikumpulkan ke sistem pengumpul(gathering system) dengan membangun anjunganminyak (platform). Pada saat ini teknologi dan bentukdisain anjungan sudah sangat maju dan berbagaimacam bentuk, sedangkan anjungan lepas pantaidibangun di atas air laut yang sangat korosif di manaanjungan ditopang di atas tiang pancang yangmenggunakan pipa baja (pile). Tiang penopanganjungan itu kemudian diproteksi dengan anti korosiantara lain dengan menggunakan anoda korban (sac-rificial anode) agar tidak cepat rusak dan gagal (fail-ure). Perusahaan membuat suatu dokumen di dalammerancang proteksi katodik yang dilakukan olehkelompok engineering, yang terdiri atas berbagaidisiplin ilmu. Sedangkan perhitungan korosi dilakukanoleh insinyur korosi (corrosion engineer) secara telitikemudian hasil basic engineering design ini nantinyadilanjutkan ke detail engineering design. Sering kalihasil laporan yang diterbitkan tidak memberikangambaran dan perhitungan yang jelas dari manaangka-angka diperoleh dan rumus-rumus. Perhitunganmenunjukkan secara sepotong-potong dari suatubagian, bahkan teori dan rumus hanya garis besarnyasaja, sehingga sulit menerapkan perhitungan secaralengkap. Pada dasarnya penulisan makalah inimerekomendasikan prosedur untuk rancangan sistem

81


II. TEORI

Proteksi katodik merupakan pencegahan korosisecara elektrokimia. Prinsip pencegahan atauperlindungan logam adalah dengan cara menjadikanlogam yang akan dilindungi sebagai katoda. Denganbersifat sebagai katoda, logam tersebut akanmenerima elektron sehingga potensial logam terhadaplingkungan akan turun sampai ke daerah tidak terkorosi(imun).

Monitoring protesksi katodik dilakukan dengancara mengukur potensial struktur logam yangdiproteksi terhadap elektrolit dengan bantuan suatuelektroda referensi. Bila menggunakan elektroda Cu/CuSO

4, maka potensial logam yang akan dilindungi

harus berada di bawah -850 mV sesuai denganstandar NACE (The National Association of Cor-rosion Engineer) RP-01-69.

Proteksi katodik ini sangat efektif digunakan untukmelindungi jaringan pipa bawah tanah, tangki, strukturpada pengeboran minyak lepas pantai, dan lainnya.Penggunaan proteksi katodik terutama pada padapipa-pipa yang ditanam pada dasar laut menjadi sangatefektif apabila dikombinasikan dengan lapisanpelindung (coating). Hal ini dikarenakan lapisanpelindung pipa masih memiliki coating breakdownyang dapat menyebabkan korosi setempat yangmenimbulkan korosi sumur (pitting corrosion).Dengan mengkombinasikannya dengan proteksikatodik maka lapisan pipa yang rusak dapat dilindungi.Namun sebaliknya, pada pipa yang tidak memilikilapisan coating, proteksi katodik yang dibutuhkanakan lebih besar jika dibandingkan dengan pipa yangmemiliki lapisan coating. Pada aplikasinya, ada duametode proteksi katodik yang dapat digunakan, yaitumetode anoda korban dan metode arus tanding.

A. Sistem anoda korban (Sacrificial Anode)

Prinsip dari proteksi katodik dengan sistem anodakorban adalah memperlakukan logam yang akandilindungi sebagai katoda dengan caramenghubungkan logam tersebut dengan logam yangmemiliki potensial yang lebih rendah (more active).Logam yang memiliki potensial yang lebih rendah iniakan berfungsi sebagai anoda sehingga disebutsebagai anoda korban.

Mekanisme perlindungan logam dengan sistemanoda korban ini memanfaatkan mekanisme darikorosi galvanik. Pada korosi galvanik, adanyahubungan antara dua logam yang memiliki perbedaan

potensial akan menimbulkan arus galvanik yang dapatmenyebabkan korosi pada salah satu logam tersebut.Prinsip inilah yang digunakan pada perlindunganlogam dengan metode anoda korban.

Anoda korban yang ditambahkan ke permukaansuatu struktur logam yang berada pada lingkungankorosif akan bertindak sebagai anoda. Adanyaperbedaan potensial antara anoda korban dan logamyang dilindungi akan menimbulkan arus galvanik yangakan memproteksi logam yang ingin dilindungi. Suatumaterial yang akan digunakan sebagai anoda korbanharus memiliki sifat elektrokimia sebagai berikut[2]:

a. Potensial korosi anoda harus lebih negatifterhadap logam yang dilindungi untuk mendorongarus protektif yang melalui elektrolit. Semakinbesar hambatan elektrolit dan semakin besar jarakanoda dan struktur maka potensial anoda korbanharus semakin negatif.

b. Polarisasi pada anoda korban harus cukup rendah.

c. Efisiensi harus tinggi.

d. Secara teori, arus galvanik per unit massa yangmampu diberikan oleh anoda harus tinggi.

e. Logam harus termakan tetapi tidak cepat habis.

B. Kelebihan penggunaan sistem anodakorban adalah sebagai berikut[10] :

1. Tidak memerlukan tenaga listrik dari luar

2. Tidak ada bahaya interferensi

3. Ekonomis untuk struktur yang kecil

4. Bahaya over proteksi kecil

5. Distribusi arus merata

6. Tidak perlu pemeliharaan, kecuali inspeksi rutin

7. Baik untuk dilakukan pada struktur yang memilikilapisan coating.

C. Kelemahan penggunaan sistem anodakorban adalah sebagai berikut[4] :

1. Keluaran arus terbatas, sehingga membatasi luasbaja yang dapat dilindungi

2. Tidak efektif untuk lingkungan dengan resistivitastinggi

3. Diperlukan banyak anoda untuk struktur yangbesar

4. Biaya pengantian anoda mahal.

82


D. Aluminium (Al)

Aluminium merupakan salah satu anoda korbanyang sangat banyak digunakan pada lingkungan airlaut. Kemampuan yang baik untuk memberikan arusproteksi, polarisasi rendah dan life time yang panjangmerupakan alasan mengapa aluminium merupakanpilihan utama pada proteksi di lingkungan air laut.

Aluminium adalah logam yang sangat mudahmembentuk lapisan pasif pada permukaannya.Keberadaan lapisan pasif ini akan menghambat kerjadari aluminium sebagai material anoda korban. Olehkarena itu, pada penggunaannya sebagai anodakorban, aluminium ditambahkan beberapa persenelemen paduan yang dapat mengurangi terbentuknyalapisan pasif, seperti Seng (Zn), Magnesium (Mg,Indium (In), Cadmium (Cd) dan Titanuim (Ti)[2].

Alumunium tidak direkomendasikan digunakanpada lingkungan tanah, fresh water, dan air payaukarena akan membentuk lapisan pasif sehingga tidakakan berfungsi dengan baik sebagai anoda korban.

Di dalam merancang proteksi katodik anodakorban termasuk menentukan Groundbed(groundbed design), yaitu lokasi secara khusus yangdipersiapkan, yaitu rumah anoda baik secara tunggalatau secara kombinasi.

Percobaan telah menunjukkan bahwaproteksi katodik pada struktur adalah efektifsekitar 30 sampai 60 m (100 sampai 200 ft)di luar dari jarak struktur yang bergantungpada koneksi dari rangkaian (chain) kestruktur, ukuran rangkaian dan tekanan pipa(chain and line tension). Proteksi katodikini tidak termasuk dalam the mooring linedesign, tetapi proteksi katodik tambahanharus diterapkan guna mencegah kurangproteksi (underprotection) steel fairleadsdan struktur baja (steel structure).Pengukuran potensial dari suatu voltasenegatif (katodik) sekurangnya -0,8v diukurantara permukaan struktur dan perak/perakklorida 20 ohm cm airlaut atau elektrodareferensi Ag/AgCl [air laut]. Secara normalvoltase ini seharusnya diukur dengan terapanarus pelindung (protective current applied)yang berada di bawah -0,80 V criterion,termasuk tambahan tegangan arus listrik(voltage drop) melalui antar-muka baja/air(interface steel/water) tetapi tidak termasuk

kenaikan tegangan (voltase drop) di dalam air, mini-mum voltase negatif (cathodic) shift 300 mV.elektroda referensi alternatif adalah Elektrodareferensi saturated copper/copper sulfate (CSE):-0,85 V (atau lebih negatif untuk proteksi). Catatan:elektroda ini tidak stabil untuk servis tercelup jangkapanjang. Elektroda referensi zinc high purity +0,25V (atau kurang positif untuk proteksi) gunakan ASTM(B 418 tipe II, high purity zinc melakukan bataskomposisi berikut, aluminium 0,005 % max. Cadmium: 0,003 % max, iron 0,0014 % max, zinc balance.Elektroda referensi saturated calomel (SCE (satu-rated KCl)): -0,78 V (atau lebih negatif untukproteksi). Spesifikasi MIL elektroda referensi zinc+0,25 V (atau kurang positif untuk proteksi) gunakanMIL -A-18001 mempunyai batasan komposisi.Potensial pada korosi yang dikontrol adalah suatufungsi temperatur dan lingkungan, air yang terbukake udara dan pada tipikal temperatur ambient. Untukkeadaan lainnya potensial mengontrol korosi dapatdiperkirakan yang menggunakan Nernst equation.Inspeksi visual mempunyai beberapa metode (divervisual atau feel, physical measurement, photogra-phy atau televisi) seharusnya mengindikasikan tanpapeningkatan korosi melampaui batas yang dapatditerima bakal umur struktur.

Ref. 1 GS GR Cor 100 rev3Rancangan proteksi katodikstruktur lepas pantai

Ref. 2 GS GR Cor 110 rev4Proteksi katodik eksternal pipasalur tertanam

Ref. 3 GS GR Cor 201 rev3 Suplai anoda korban

Ref. 4 GS GR Cor 221 rev4Pelapis eksternal tiga permukaan polypropylene untuk pipa

Ref. 5 GS EP Cor 350 rev5Proteksi eksternal struktur danperalatan dengan pengecatan

Ref. 6 GS EP Cor 354 rev3Proteksi eksternal strukturdaratan dan peralatan dengancat

Ref. 7 GS EP Cor 501 rev3Kontrol proteksi katodik strukturtetap bawah laut

Tabel 1Spesifikasi umum milik perusahaan minyak

86


Segi inti (hc x wc) : 60 mm x 15 mm

Efisiensi

Kapasitas output arus : 2433 Ah /kg pada 20 C

Faktor utilisasi : 0,85

Potensial anoda aliran lingkar

Lingkup air laut (Sea water exposure) : -1.05 V wrtAg/AgCl

Lingkup air sungai (River water exposure) : asumsisama -1.05 V wrt Ag/AgCl didalam studi dasar,didefinisikan oleh supplier anoda.

Catatan: Permukaan anoda yang menghadappermukaan diprotek dengan pelapis (coated)

Gambar 1 s.d. 5 menunjukkan sebagian gambaranjungan minyak lepas pantai dan tiang pancang bajayang di proteksi katodik menggunakan anoda korban(sacrificial anode):

Gambar 1Anjungan lepas pantai dengan tiang pancang

pendukung (support pile)

Gambar 3Uji tiang pancang tanpa anoda

Gambar 4Tiang pancang dan anoda korban.

Gambar 5Tiang pancang tanpa anoda korban

Gambar 2 Tiang pancang dengan anoda korban

87


Diameter Jumlah

Designation piles piles In soil In splash

(inc) zone

GTS platform 36 4 Laut 40 9.1

Boat landing 30 2 Laut 20 9.1

Vent tripod 30 3 Laut 25 9.1

Adjacent platform :

Bridge platforms 24 4x2 Laut 25 9.1

Wellhead platforms 24 4x2 Laut 25 9.1

Instr. Telecom plt 24 4 Laut 25 9.1

Walkway to adacent platform 24 8 Laut 25 9.1

Export ESDV platform 24 4 Laut 15 9.1

Walkway to Export ESDV plt 24 3 Laut 25 9.1

Ventline supports 24 29 Laut 25 9.1

Export line supports 24 46 Laut 25 9.1

Conductor pipe 24 8 Laut 140 9.1

LokasiPanjang (m)

Tabel 6Sistem proteksi katodik untuk tiang pancang (piles) lepas pantai

GTS platform 4 4 per pile 16 119 1040

Boat landing 2 3 per pile 6 390

Vent tripod 3 2 per pile 6 390

Adjacent platform :

· Bridge platform s 4x2 2 per pile 16 1040

· Wellhead platform s 4x2 2 per pile 16 1040

Laut Instr. Telecom plt 4 2 per pile 8 520

Walk way to adjacent platform 8 2 per pile 16 1040

Export ESDV platform 4 2 per pile 8 520

Walk way to Export ESDV plt 3 2 per pile 6 390

Ventline supports 29 2 per pile 58 3770

Export line supports 46 2 per pile 92 5980

Laut Conductor pipe 8 8 per CP 64 80 5120

Jumlah Anoda

Minimum

Berat bersih

Individual (kg)

Berat bersih

Total (kg)Area Piles Designation

Kwantitas Piles/CP

Distribusi Anoda

Tabel 7Anjungan (Platform) lepas pantai

88


4 1 - Long slender stand off

5 2 - Indium activated aluminium

6 D 20 Years η 2750 kg/m3

7 Sea water W 0.11 m

8 ρ 0.378 Wm H 0.11 m

9 Ec L 2.02 m

10 dc 0.023 m

11 T1 25 oC Wt 0.004 m

12 T2 35 oC Lc 0.15 m

13 mc 4.23 kg

14 initial ioi 110 mA/m2 mnet 65.0 kg

15 mean iom 70 mA/m2 mgross 69.0 kg

16 final iof 80 mA/m2 Ea

17 initial ioi 25 mA/m2 m

18 mean iom 20 mA/m2 ε

19 final iof 20 mA/m2 ε'

20 initial fci 0.02 u 0.9

21 mean fcm 0.14

22 initial fcf 0.26

23

24 initial I ci 2.42 m A/m2

25 mean Icm 10.78 mA/m2

26 final Icf 22.88 mA/m2

27 initial I'ci 25 mA/m2

28 mean I'cm 20 mA/m2

29 final I'cf 20 mA/m2

30 Driving potential ∆E Ec - Ea 0,25 V

31

32

33 Li 1526mm

34 mneti 119 kg

35 rai (H+W)/π 0,184 m

36 Ri 0.117 Ω

37 Ii ∆E/Ri 2.138 A

38 Lm 1,461 m

39 mnetm 68,4 kg

40 ram 0.107 m

41 Rm 0.128 Ω

42 Im ∆E/Rm 1.960 A

43 Lf Li*(1-0.1u) 1.396 m

44 mnetf 17,8 kg

45 raf 0.059 m

46 Rf 0.137 Ω

47 If ∆E/Rf 1.820 A

48

49

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

Final anode resistance (ρ/(2*π *Lf)*(ln(4*Lf/raf) - 1)

Final anode current output

Note : Anode side facing the protected metallic structure to be painted with epoxy paint.

Final anode weight mneti*(1 - u)

Final anode equivalent radius sqrt((mnetf/(Lf*η*π))+(dc)2/4

Mean anode resistance (ρ/(2*π *Lm)*(ln (4*Lm/ram)-1)

Mean anode current output

Final anode length

Mean anode weight mneti*(1 - u/2)

Mean anode equivalent radius sqrt((mam/(Lam*η*π)+(dc)2/4

ρ/(2*π *Li)*(ln (4 Li/ri) - 1)

Initial anode current output

Mean anode length Li*(1-0.1*u/2)

Initial anode length

Initial anode weight

Initial anode equivalent radius

Initial anode resistance

((icm + (T1 -25))*(1 + 0.1))* fcm

((icf + (T1 - 25))*(1 + 0.1))* fcf

Current densities for buried zone

6- ANODE CONSUMPTION

5. CATHODIC PROTECTION Formula

Current densities for splash zone (ioi + (T1-25))*(1 +0.1)*fci

Anode Efficiency at T2oC

Coating breakdown Factor Utilisation factor

Close circuit potential

Current densities (bare steel) Consumption rate

buried Anode Efficiency at 20 oC

Current densities (bare steel) Anode initial net weight

Immersed Anode initial gross weight

Temperature of anode Steel core extention length

3. CURRENT REQUIREMENT Steel core weight

Lower limit / V wrt Ag/AgCl Steel Core width

Temperature of substrate Steel core thickness

Environment resistivity Anode height

Protective potential Upper limit -0.8 V wrt Ag/AgCl Anode length

Design life Anode density

Environment type surrounding anodes Anode mean width

STRUkTUR YANG DI PROTEKSI Piles of GTS Fx 4. ANODA DATA

LINGKUNGAN Anode material

LWL W

WT

H20m

minimum

D

Tabel 8Perhitungan kebutuhan arus anoda korban terhadap tiang pancang yang di proteksi

89


Jumlah Anoda

Awal Rata-rata Final Total Berat anoda

tunggal119

Area anode (kg)

Zona (inchi) L (m) massa

(m2) rapat arus kebutuhan rapat arus kebutuhan rapat aruskebutuhan (kg) awal massa Final

(mA/m2) arus (A) (mA/m2) arus (A) (mA/m2) arus (A)

GTS platform

Bare, buried 36 40 114,92 25,00 2,87 20,00 2,30 20,00 2,30 220,49 2,29 1,85 1,85

Coated, splash 36 9.1 26,14 2,42 0,06 10,78 0,28 22,88 0,60 25,37 0,05 0,21 0,45

Nb, Piles 4 564,27 11,75 10,32 11,59 983,43 9,34 8,26 9,22

Boat landing

Bare buried 30 20 47,88 25,00 1,20 20,00 0,96 20,00 0,96 99,80 1,02 0,84 0,84

coated, splash 30 9,1 21,79 2,42 0,05 10,78 0,23 22,88 0,50 21,14 0,04 0,18 0,18

structure, coated, splash 100,00 2,42 0,24 10,78 1,08 22,88 2,29 97,03 0,18 0,82 0,82

Nb, piles 2 243,57 2,98 4,54 7,49 435,95 2,49 3,66 3,66

Vent tripod

bare, buried 30 20 47,88 25,00 1,20 20,00 0,96 20,00 0,96 99,80 1,02 0,84 0,84

Coated, splash 30 9,1 21,79 2,42 0,05 10,78 0,23 22,88 0,50 21,14 0,04 0,18 0,18

Nb, piles 3 209,01 3,75 3,58 4,37 362,83 3,18 3,05 3,05

Adjacent platforms

Bridge platforms

bare, buried 24 25 47,88 25,00 1,20 20,00 0,96 20,00 0,96 99,80 1,02 0,84 0,84

coated, splash 24 9,1 17,43 2,42 0,04 10,78 0,19 22,88 0,40 16,91 0,03 0,14 0,14

Nb, Piles 4x2 522,51 9,91 9,16 10,85 933,73 8,41 7,85 7,85

Wellhead platforms

bare, buried 24 25 47,88 25,00 1,20 20,00 0,96 20,00 0,96 99,80 1,02 0,84 0,84

coated, splash 24 9,1 17,43 2,42 0,04 10,78 0,19 22,88 0,40 16,91 0,03 0,14 0,14

Nb, piles 4 522,51 9,91 9,16 10,85 933,73 8,41 7,85 7,85

Instr. & telecom plt

bare buried 24 25 47,88 25,00 1,20 20,00 0,96 20,00 0,96 99,80 1,02 0,84 0,84

coated, splash 24 9,1 17,43 2,42 0,04 10,78 0,19 22,88 0,40 16,91 0,03 0,14 0,14

Nb piles 4 261,26 4,96 4,58 5,43 466,86 4,21 3,92 3,92

walkway to adjacent platform

bare, buried 24 15 28,73 25,00 1,20 20,00 0,96 20,00 0,96 99,80 1,02 0,84 0,84

Coated, splash 24 9,1 17,43 2,42 0,04 10,78 0,19 22,88 0,40 16,91 0,03 0,14 0,14

Nb piles 8 522,51 9,91 9,16 10,85 933,73 8,41 7,85 7,85

Export ESDV platform

bare, buried 24 15 47,88 25,00 0,72 20,00 0,57 20,00 0,57 99,80 0,66 0,55 0,55

Coated, splash 24 9,1 17,43 2,42 0,04 10,78 0,19 22,88 0,40 16,91 0,03 0,14 0,14

Nb piles 4 184,64 3,04 3,05 3,89 328,94 2,76 2,76 2,76

walkway to export ESDV plt.

Bare, buried 24 25 47,88 25,00 1,20 20,00 0,96 20,00 0,96 65,32 1,02 0,84 0,84

Coated, splash 24 9,1 17,43 2,42 0,04 10,78 0,19 22,88 0,40 16,91 0,03 0,14 0,14

Nb piles 3 195,94 3,72 3,44 4,07 350,15 3,16 2,94 2,94

vent line supports

Bare, buried 24 25 47,88 25,00 1,20 20,00 0,96 20,00 0,96 99,80 1,02 0,84 0,84

Coated, splash 24 9,1 17,43 2,42 0,04 10,78 0,19 22,88 0,40 16,91 0,03 0,14 0,14

Nb piles 29 1894,10 35,94 33,22 39,34 3384,76 30,5 28,44 28,44

Export line supports

Bare, buried 24 25 47,88 25,00 1,20 20,00 0,96 20,00 0,96 99,80 1,02 0,84 0,84

Coated, splash 24 9,1 17,43 2,42 0,04 10,78 0,19 22,88 0,40 16,91 0,03 0,14 0,14

Nb, piles 81 5290,42 100,38 92,79 109,87 9453,99 85,19 79,45 79,45

Total 10410,75 196,26 183,02 218,60 18568,09 166,05 156,03 156,99

Initial units

units

Final kg

Kebutuhan arus

Potensial struktur teoritis Average 0,900 V wrt Ag/AgCl Required number of anodes

0,859 V wrt Ag/AgCl Required net anodic mass

0,902 V wrt Ag/AgCl Minimum number of anodes

Tabel 9Perhitungan jumlah anoda sesuai kebutuhan arus

90


IV. PERHITUNGAN

Tabel 6 s.d. 9 menjelaskan perhitungankebutuhan arus anoda korban.

V. KESIMPULAN

1. Dalam rancangan sistem proteksi katodik lepaspantai harus diperhatikan faktor lingkungan dandipelajari secara teliti dengan pertimbangansebagai berikut: Pemilihan dan spesifikasi mate-rial peralatan dan pelaksanaan instalasi harusaman sesuai kode aplikasi, regulasi, dan standaryang digunakan.

2. Sistem anoda korban dengan kriteria rancanganmeliputi masa operasi, persyaratan rapat arus danlaju konsumsi dan asumsi keluaran (output) anoda,jumlah, ukuran, komposisi, pembuatan (manufac-turer), lokasi tiap anoda, metoda pelepasan arus(attachment) dan tanggal instalasi, jika anodadipasang (install) selama konstruksi strukturtanggal penetapan aktual (terbaru) struktur lepaspantai harus tercatat. Jumlah dan lokasi anodajika diperiksa baik selama konstruksi atau setelahpenetapan lokasi dengan semua ketidak cocokantercatat.

3. Keluaran (output) arus anoda final dibutuhkan1820 A , sedangkan total jumlah anoda yangdibutuhkan kurang lebih 167 anoda galvanik

KEPUSTAKAAN

1. Document Calculation Note-GTS-Cathodic Pro-tection, Total E&P Indonesia, Tunu Field Devel-

opment Project Phase 12, March 27, 2007 revi-sion. PT. Singgar Mulia Engineering Consultant

2. Denny A. Jones, Principle and Prevention ofCorrosion, 1992 Macmillan, Publishing Company,Inc.

3. MG. Fontana, Corrosion Engineering, 3rd ed.(New York, NY: McGraw Hill, 1986

4. NACE Standard RP0387 (latest revision), “Met-allurgical and Inspection Requirements for CastSacrificial Anodes for Offshore Application”(Houston , TX:NACE)

5. Reding, J.T., and T.D. Boyce, “Cathodic Protec-tion Performance of Offshore Anodes at Simu-lated Depth of 650 Feet, “ MP 13, 9 (1974): pp.37-40

6. Stauffer, D.B, “Structural Design for OffshoreEngineering” Australian Corrosion Engineering(June1959).: p.3.

7. W.H. Hartt, E. Lemieux, “A Principal Determi-nant in Cathodic Protection Design of offshoreStructurs - The Mean Current Density, “Corro-sion 56, 10 (2000): pp.988997.

8. www.IPS-E-TP-740. Engineering Standard forCorrosion Consideration in Material SelectionOriginal Edition Dec. 1997. page 43. AppendixA Corrosion in oil and gas product

9. www.epe.gr. Detailed Engineering Calculations.Page. 1-5

10. Roberge, Pierre R. Handbook of CorrosionEngineerong. McGraw-Hill. New York : 1999

INDEKS SUBYEK

A

Adsorben 33, 34, 37, 38, 40, 41, 44

Adsorbent 33

Analisis minyak lumas 61, 62

Average absolute deviation 45, 58

Anoda korban 69, 71, 72, 74, 76, 80

B

Biofilter 56, 60

Butanol 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

C

CNG 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23

Cadangan 18

Consumer 17

Cutting distilasi 25, 31

Cutting distilation 27

D

Desulfurisasi 57, 60

E

Engineering 33

Evaporation 51, 52, 53

F

FTIR 61, 62, 63, 68

Flash point 25, 26, 31

Fhysical chemical characteristics 25

G

Gear 51, 52, 53, 54

K

Kinematik viscosity 45, 50

Keekonomian 17, 20, 22, 23

Konsumen 17, 19, 20, 22, 23

Kinerja 1, 2, 7, 9

L

Limbah minyak 11, 14, 15, 16

M

Merkuri 33, 34, 35, 36, 40, 41, 42, 44

Mercury 33, 35, 40, 41, 44

Minyak lumas 51, 52, 53, 54

O

Oil analysis 61, 63, 67, 68

Oil sludge 11, 16

Oil separation 11

P

Penguapan 51, 52, 53

Potensi katodik 69, 70. 71, 72, 79,80

Perhitungan 69, 70, 73, 75, 76

Performance 1

R

Rancang bangun 33, 34, 40, 44

Roda gigi 51, 51, 53, 54

Ramah lingkungan 1,9

S

Spesifikasi 25, 26, 27, 28, 29, 31

Specification 25

T

Thiobacillus thioparus 56, 57, 58, 59, 60

Total petroleum hydrocarbon 11

Transportasi 17, 18, 19, 23

Transportation 17

Titik nyala 25, 26, 27, 28, 29, 30

V

Viskositas kinematik 45, 4, 48, 49

Viscosity modifiers 45, 47

PEDOMAN PENULISAN MAJALAH LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGAS (LPL)

UMUM1. Majalah Lembaran Publikasi Lemigas (LPL) adalah media yang khusus diperuntukan bagi karya tulis para Peneliti dan Tenaga Fungsional

PPPTMGB “LEMIGAS”, memuat analisis, kajian dan tinjauan ilmiah mengenai subjek-subjek yang berkaitan dengan industri minyak dan gasbumi, terutama yang dilakukan oleh PPPTMGB “LEMIGAS”.

2. Redaksi LPL, secara selektif juga menerima tulisan-tulisan dari para ahli baik perseorangan ataupun kelompok, baik atas nama pribadi maupuninstansi pemerintah/swasta namun lebih berbobot. Hal ini dimaksudkan sebagai contoh guna mendorong dan meningkatkan mutu para penulisintern LEMIGAS.

STANDAR PENULISAN1. Bahasa

Artikel ditulis dalam bahasa Indonesia dengan menggunakan kaidah/istilah bahasa Indonesia yang telah dibakukan berpedomanpada: a. Kamus Besar Bahasa Indonesia terbitan Lembaga Pembinaan Bangsa. b. Kamus Miyak dan Gas Bumi, terbitan PPPTMGB“LEMIGAS”. c Kamus bahasa Inggris.

2. Naskah/ArtikelJudul artikel ditulis pada baris pertama (paling atas), rata kiri (left), memakai huruf besar kecil ukuran 24 points.- Nama penulis ditulis pada baris kedua di bawah judul artikel.- Abstrak/Sinopsis/Sari karangan merupakan keharusan ditulis dalam bahasa Indonesia serta bahasa Inggris dan ditetapkan pada

awal artikel/tulisan. Abstrak tidak boleh lebih dari 200 kata.- Artikel disertai dengan kata kunci yang ditulis dibawah judul artikel.- Teks artikel diketik dengan komputer (MS Word), di atas kertas putih ukuran A4, dengan jarak baris 1 ½ spasi.- Sitasi (kutipan) atas pendapat para ahli, disamping dapat dengan dikutip secara verbatim, juga harus diberi nomor urut dengan

hurup arab superscript untuk penjelasannya dalam catatan kaki.- Catatan kaki ditulis dalam satu halaman sesuai dangan nomor catatan kaki yang bersangkutan. Catatan kaki ditulis horizontal

dengan urutan sebagai berikut: nama pengarang, tahun penerbitan, judul, halaman yang dikutip. Data Publikasi (Kota Penerbitan,Nama Penerbitan, jumlah halaman).

- Pendahuluan secara ringkas menguraikan masalah-masalah, tujuan, dan pentingnya penelitian. Jangan menggunakan subbab.- Bahan dan Metode harus secara jelas dan ringkas menguraikan penelitian dengan rincian secukupnya sehingga memungkinkan

peneliti lain untuk mengulangi penelitian yang terkait.- Hasil disajikan secara jelas tanpa detil yang tidak perlu. Hasil tidak boleh disajikan sekaligus dalam tabel dan gambar.- Tabel disajikan dalam bahasa Indonesia, dengan judul di bagian atas tabel dan keterangan. Tabel diketik menggunakan program

MS-Excel.- Gambar, grafik, potret dan lain-lain: semuanya asli, jelas memenuhi syarat untuk peroses pencetakan: serta diberi nomor urut

dan judul.- Kesimpulan disajikan secara ringkas dengan mempertimbangkan judul naskah, maksud, tujuan, serta hasil penelitian.- Di samping naskah dan lampiran penunjang seperti gambar/grafik, kirimkan juga disket/CD nya ke redaksi atau melalui e-mail:

agus [email protected] Kepustakaan

Kepustakaan adalah daftar literaktur (buku atau non buku) yang dipakai oleh Penulis dalam meyusun naskah/artikel.Kepustakaan ditulis pada akhir karangan dengan urutan secara alfabetis berdasarkan nama pengarang, seperti contoh sebagai berikut;a. Buku

- Satu pengarangDavis, Gordon B., 1976, Management Information System, Conceptual Foundation Structur and developnet, Me Graw Hill.

- Dua PengarangNewman W.H. dan E. Kirby Warren, 1977, The Procces of Management, Concept, Behavior, and Pratice, Pretice-Hall of IndiaPrivat Ltd., New Delhi, hlm. 213.

- Lebih dari tiga pengarangBennet J.D., Bridge D. Mcc, Cancron N. R., Djunudin A, Ghazali S. A, Jeffry D.H., Kartawa W., Keats W Rock N.M.S., danThompos S.J 1981, The Geology of the Langsa Quadrange, Sumatra, GRDC, Bandung.Atau disingkatBannet J.D., dkk., 1981. The Geology of the Langsa Quadrangle, Sumatra, GRDC, Bandung.

b. Non buku- Udiharto M., 1992. “Pengaruh Aktivitas Bakteri Termofil terhadap Porositas Batuan”, Diskusi Ilmia VII Hasil Penelitian Lemigas,

Februari, PPTMG “LEMIGAS”, Jakarta.- Weissmann J., Dr.: 1972, ”Fuel for internal Contribution Engines and Furnace”, Report, Inhouse Research, Mei, ”LEMIGAS”,

Jakarta.- Gianita Gandawijaya, 1994,”Teknologi GPS, Alat Bantu Navigasi Pesawat Terbang”, Kompas, Juli 27, Jakarta.

c. Web sites : http://www.environmental law net.com. Sebutkan tanggal bulan dan tahun.

WEWENANG REDAKSIa. Dewan redaksi berhak melakukan penyuntingan atas suatu artikel termasuk mengubah judul artikel.b. Naskah yang telah diperiksa dewan redaksi dan dianggap perlu perbaikan akan dikirim kembali kepada penulis untuk diperbaiki.c. Naskah yang tidak bisa dimuat akan dikembalikan kepada penulis.LAIN-LAINLembaran Publikasi Lemigas menerima sumbangan naskah dari penulisan di luar Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak

dan Gas Bumi “LEMIGAS” dengan ketentuan isinya memenuhi kriteria standar Majalah Lembaran Publikasi Lemigas.

lpl

Documents