Pengertian Bahan Bakar dan Pelumas

BAHAN BAKAR

A. Pengertian bahan bakar

Bahan bakar merupakan bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembakaran tidak akan mungkin dapat berlangsung. Banyak sekali jenis bahan bakar yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari. Penggolongan ini dapat dibagi berdasarkan dari asalnya bahan bakar dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :

1. Bahan bakar nabati.
2. Bahan bakar mineral
3. Bahan bakar fosil

Apabila dilihat dari bentuknya, maka bahan bakar dibagi menjadi tiga bentuk, yaitu :

1. Bahan bakar padat
2. Bahan bakar cair
3. Bahan bakar gas

Namun demikian hingga saat ini bahan bakar yang paling sering dipakai adalah bahan bahan bakar mineral cair. Hal ini dilakukan karena banyaknya keuntungan-keuntungan yang diperoleh dengan menggunkan bahan bakar dengan jenis mineral tersebut.

Setiap bahan bakar memiliki karakteristik dan nilai pembakaran yang berbeda-beda. Karakteristik inilah yang menentukan sifat-sifat dalam proses pembakaran, dimana sifat yang kurang menguntungkan dapat disempurnakan dengan jalan menambah bahan-bahan kimia kedalam bahan bakar tersebut, dengan harapan akan mempengaruhi daya anti knocking atau daya letup dari bahan bakar, dan dalam hal ini menunjuk apa yang dinamakan dengan bilangan oktan (octane number). Proses pembakaran bahan bakar dalam sepeda motor bensin tau mesin diesel sangat dipengaruhi oleh bilangan setana (cetana number).

Adapun tujuan dari pembakaran bahan bakar adalah untuk memperoleh energi yang disebut dengan energi panas (heat energy). Hasil pembakaran bahan bakar yang berupa energi panas dapat di bentuk menjadi energi lain, misalnya : energi untuk penerangan, energi mekanis dan sebagainya. Dengan demikian setiap hasil pembakaran bahan bakar akan didapatkan suatu bentuk energi yang lain yang dapat di sesuaikan dengan demikian dengan kebutuhan. Sisa-sisa hasil pembakaran dalam bahan bakar yang harus diperhatikan. Oleh karena itu sisa dari hasil pembakaran yang kurang sempurna akan dapat berpengaruh negatif terhadap lingkungan. Sisa pembakaran ini akan mengandung gas-gas beracun, yang terutama di timbulkan oleh pembakaran pada motor bensin. Sedangkan hasil pembakaran yang di timbulkan oleh motor diesel akan dapat menimbulkan gas asap yang berwarna gelap yang akan mengotori lingkungan. Namun pada motor diesel ini tidak berbahaya bagi lingkungan, jika di banding dengan gas sisa hasil pembakaran pada motor bensin.

B. Pengertian bahan bakar minyak

            Menurut R.P. Koesoemadinata : 1980. Bahan bakar minyak ini adalah bahan bakar mineral cair yang di peroleh dari hasil tambang pengeboran sumur-sumur minyak, dan hasil kasar yang diperoleh disebut dengan minyak mentah atau crude oil. Hasil dari pengolahan minyak mentah ini akan menghasilkan bermacam-macam bahan bakar yang memiliki kualitas yang berbeda-beda. Minyak dalam hal ini merupakan bahan bakar yang di Indonesia pemakaiannya telah lama kita pergunakan dalam kehidupan sehari-hari. Sebelumnya, lebih banyak digunakan orang dengan istilah minyak tanah, yang artinya minyak yang dihasilkan dari dalam tanah.

           

Berdasar asal-muasalnya yaitu dengan diketahuinya minyak tanah atau minyak mineral itu terdapat bersama-sama dengan gas alam, maka istilah yang lazim digunakan sekarang ini adalah minyak dan gas bumi dalam beberapa bahasa lain, misalnya : petroleum yag berasal dari kata “petro” yang berarti batu dan “oleum” yang berarti minyak. Jadi dengan kata lain petroleum berarti minyak yang berasal dari batu. Sebenarnya istilah minyak bumi lebih tepat digunakan sebab minyak terdapat dibumi dan bukan dalam tanah atau juga tepat apabila disebut sebagai minyak mentah, artinya minyak yang belum di kilang. Istilah lain yang biasa dipakai adalah natural gas atau gas alam. Apapun istilah lain minyak tanah yang dikenal sebai kerosin yaitu adalah salah satu hasil pengilangan minyak bumi, yang sering disebut juga minyak latung , latung berarti batu yang merupakan sama pengertiannya dengan petro-oleum.

C. Komposisi minyak  bumi

            Beberapa senyawa yang ditemukan dalam gas minyak bumi adalah gabungan dari hydrogen dan carbon. Belerang merupakan senyawa yang ditemukan didalam minyak mentah, tetapi senyawa-senyawa belerang tersebut dihasilkan dari senyawa lain selama pengilangan dan destilasi. Senyawa belerang biasanya menyebabkan masalah karena bersifat korosif. Sebagian besar dari senyawa metal organic berisi besi, nikel, vanadium, arsenik dan lain-lain, senyawa-senyawa tersebut diantaranya ditemukan didalam minyak, beberapa diantarnya beracun dan bersifat katalis.

            Berbagai jenis rangkaian dari hidrokarbon ditemukan pada minyak mentah dan jenis rangkaian lain dihasilkan dengan penmecahan dan hidroginasi. Banyak jenis rangkaian tersebut diantaranya adalah jenis yang telah terindentifikasi didalam minyak dengan rumus kimia sebagai berikut : CnH2n+2, CnH2n-2, CnH2n-4, CnH2n-10, CnH2n-14, CnH2n-20. Beberapa dari senyawa tersebut mempunyai tersebut mempunyai tingkatan yang tidak pernah dihasilkan secara sintesis atau untuk kepentingan penelitian, dalam hal komposisi n = 5 s/d 16. hal ini terdapat beberapa senyawa sebagai pembanding tingkatan dalam minyak. Namun pemisah senyawa-senyawa murni sangat sulit karena sifat dari masing-masing tingkatan tersebut berbeda dan titik didihnya berbeda, yang mana tidak bisa Dipisahkan dengan fraksinasi dan prevalent. Kesulitan pemisahan dan kemajemukan dan hidrokarbon tersebut menjadikan minyak sebagai obyek penelitian yang menarik di bidang kimia perminyakan.

            Jenis rangakain hidrokarbon dari jenis rangkaian hidrokarbon yang terdapat dalam perminyakan hanya beberapa yang telah diteliti melalui pengembangan komersil yang cukup berhasil. Jenis terbaik dan telah diketahui adalah Paraffin, olefin, nepthane, aromatis, deolefin, dan asetilen.

Jenis rangkaian paraffin (CnH2n+2)

Senyawa ini mempunyai sifat yang stabil. Penamaan dan senyawa diakhiri dengan “ane” methane, ethane, hexsane, dan hexadekane. Dalam suhu ruangan jenis-jenis ini tidak tereaksi oleh penguapan asam belerang, terkonsentrasi alkali, asam nitris atau bahkan oleh asam krom oksida kuat, kecuali yang berisi sebuah atom karbon tersier. Mereka bereaksi secara lambat dengan klorin dan sinar matahari dan begitu juga blorin, apabila terdapat katalis.

Jenis rangkaian olefin atau etilen (CH2n)

Senyawa ini mempunyai komposisi hidrokarbon tak jenuh contohnya jenis dari rangkaian ini memungkinkan mengelompokan secara langsung dengan material yang lain seperti klorin, bromin, asam hidroklorin dan asam belerang tanpa salah penempatan asam hydrogen. Nama-nama dari hidrokarbon ini adalah berakhiran  “ane”, sebagai etana (etilen), propena (propilen), dan butane (butilen). Senyawa-senyawa yang tak jenuh bereaksi dan larut dalam asam belerang dan berubah dari minyak bumi. Tapi mereka berada dalam hasil yang terpecah. Egloff, schaad dan lowry telah membuat penelitian yang sangat luar biasa dari literature hidrokarbon olefin.

Jenis rangkaian naptin (CnH2n)

Rangkaian ini mempunyai jenis rumus yang sama pada jenis olefit hanya saja pada senyawa ini mempunyai sifat-sifat yang berbeda. Naptin adalah senyawa lingkaran atau siklik, mengingat olefin adalah senyawa ratai yang lurus, dimana dua ikatan tersebut menghubungkan atom-atom karbon. Naptin adalah senyawa-senyawa jenuh dan olefin adalah senyawa tak jenuh. Senyawa tak jenuh dapat bereaksi dengan senyawa kombinasi serta bahan-bahan yang lain. Tetapi senyawa jenuh hanya dapat bereaksi oleh penempatan hydrogen bahan-bahan lain. Banyak literatur kimia menyebutkan bahwa naptin disebut metilen. Contohnya, tetrametilen, pentametilen, dan heksametilen. Hal ini mengingat penamaan yang ada sekarang adalah siklobutana, siklopentana  dan sikloheksana. Sebagaimana contoh tersebut hubungan dari rangkaian siklik yang lain mempertimbangkan benzana dan sikloheksana. Baik senyawa-senyawa berisi enam atom-atom karbon permolekul, tapi enam atom hydrogen itu harus ditambahakan benzana untuk menghasilkan sikloheksana bersifat jenuh, tetapi molekul-molekul benzana adalah sangat tak jenuh, jadi molekul-molekul benzana tersebut mempunyai tiga kombinasi dari tiga atom karbon. Ikatan-ikatan tripel yang terbentuk adalah benzana yang sangat aktif, namun sikloheksana tidak mempunyai ikatan yang ganda  dan juga tidak bereaksi. Bagaimanapun kebanyakan dari reaksi-reaksi benzana adalah dengan mensubsitusikan dari pada mengkombinasi. Napta tidak seperti isomer-isomernya olefin, mereka tidak dapat larut dengan mudah dalam asam belerang. Nepta telah banyak ditemukan di  semua  jenis minyak mentah. Tapi sekali lagi minyak mentah Mahoning County adalah sebuah pengecualian. Minyak mentah ini berisi rangakaian hidrokarbon CnH2n-2 dan CnH2n-4, tapi tidak ada paraffin atau neptana yang sederhana.

Jenis rangkaian Aromatik (CnH2n-6)

Formula ini biasa disebut seri benzena yang merupakan kimia aktif. Hidrokarbon ini mudah untuk melakukan oksidasi dengan formasi asam organik. Seri ini temukan pada bensin dengan katalis kandungan yang tinggi untuk kualitas anti ketukan (knocking).

Jenis rangkaian Diolefin (CnH2n-2)

Formula ini seperti pada jenis olefin memiliki dua atom hydrogen untuk mengadakan dua ikatan ganda dalam molekul masing-masing. Ikatan ganda ini disebabkan karena sifatnya yang sangat berat dalam bentuk larutan padat diolefin dan karet dari proses ini tidak dikerjakan dengan pemecahan gaselin, tetapi kemungkinan tidak ditemukan dalam petroleum mentah. Proses polemerisasi dibuat dengan asam sulfur.

Jenis siklik dengan formulasi CnH2n-2, CnH2n-4, CnH2n-8.

masih ada beberapa formulasi lain dengan komposisi yang tak begitu dikenal, namun demikian banyak literatur menyebutkan jenis-jenis yang menguasai dalam minyak dengan titik didih tinggi, minyak gas dan minyak pelumas. Sebagian besar hidrokarbon dalam minyak pelumas adalah jenuh. Menurut Seyr bahwa antara 20% dari minyak pelumas larut dalam sulfur dioksida berdasar penelitian Doubtles menemukan bahwa sekitar 20% terkait dalam hidrokarbon jenuh.

Kandungan isomeric

Kerancuan pada pahaman sering muncul yang disebabkan adanya perbedaan kandungan tetapi memiliki formula molekul yang sama. Kandungan isomeric memiliki formula molekul yang sama karena perbedaan internal dalam struktur. Kandungan dari formula tipe CnH2n bisa jenuh atau terserap. Formula dari kandungan jenuh cyclohehance dan kandungan terisap hexane-1 dapat dijelaskan bahwa formula dari n-hexane, 2-metil pentane, dan 2-dimetil butane, memiliki tipe formula yang sama yaitu CnH2n+2 atau C6H14. kelompok atom seperti kelompok metil menurut kandungannya bisa disebut alkyl group atau radikal. Bagian-bagian ini mengacu pada kelompok atom-atom karbon dan hidrokarbon menovalent yaitu kelompok yang memiliki formula secara umum CnH2n+1. biasanya kelompok terdiri dari metil (CH3). Etil (C2H5) dan propile (C3H7). Radikal – radikal tersebut bukan kelompok ikatan individu karena harus selalu ditarik radikal lainnya, elemen seperti kelompok atom lain.

D. Macam-macam Bahan Bakar Minyak

1. Bensin

            Bensin berasal dari kata benzana. Lazim sebenarnya zat ini berasal dari gas tambang yang mempunyai sifat beracun dan merupakan persenyawaan dari hidrokarbon tak jenuh, artinya dapat bereaksi dengan mudah terhadap unsur-unsur lain. Bentuk ikatan adalah rangkap, dan senyawa molekulnya di sebut alkalina. Bahan bakar jenis ini biasa disebut dengan kata lain gasoline. Bensin pada dasarnya adalah persenyawaan jenuh dari hidrokarbon, dan merupakan komposisi isooctane dengan normal-heptana. Serta senyawa molekulnya tergolong dalam kelompok senyawa hidrokarbon alkana. Kualitas bensin dinyatakan dengan angka oktan atau octane number. Bensin yang ada di pasar dikenal ada tiga kelompok yaitu :

1. Regular grade
2. Premium grade
3. Third grade gasoline

Sedangkan di Indonesia dikelompokkan menjadi : bensin, premium, aviation gas dan super 98.

2. Minyak tanah

            Minyak tanah merupakan campuran kompleks antara beratus-ratus macam hidrokarbon dalam minyak tanah terdapat karbon tak jenuh, tetapi hasil kracking yaitu penyulingan pada suhu dan tekanan yang tinggi terjadi pula senyawa hidrokarbon yang tidak jenuh. Adapun terjadi minyak tanah ini berdasarkan pertimbangan geologis maupun dasar pertimbangan kimia yang telah di ketahui, menyatakan bahwa minyak tanah terjadi dari sisa-sisa hewan dan tumbuhan.

            Pengambialan minyak tanah dilakukan dengan jalan pengeboran minyak tanah dilakukan dengan pengeboran minyak bumi sampai dengan lapisan tertentu. Kemudian dilakukan penyulingan. Hasil dari penyulingan memperoleh sejumlah fraksi yang berhasil dipisahkan antara lain :

1. Petroleum eter atau fraksi pertama yang mendidih anatara 35°C sampai dengan 80°C
2. Gassoline(bensin) atau fraksi kedua yang mendidih antara 200°C sampai dengan 300°C
3. Kerosin atau fraksi ketiga yang mendidih antara 200°C sampai dengan 300°C
4. Parafin padat, cair, petroleum atau fraksi yang mempunyai temperature tinggi
5. Residu atau fraksi yang terakhir

3. Minyak Solar

            Minyak solar adalah bahan bakar minyak dihasilkan dengan menyuling dari minyak bumi mentah. Bahan bakar ini mempunyai warna kuning coklat yang jernih. Minyak solar ini biasanya digunakan sebagai bahan bakar pada semua jenis motor Diesel dan juga sebagai bahan bakar untuk pembakaran langsung didalam dapur-dapur kecil yang menghendaki hasil pembakaran yang bersih. Minyak ini sering disebut juga sebagai gas oli, ADO, HSD atau Dieseline. Pada temperatur biasa, artinya pada suhu kamar tidak menguap dan titik nyalanya jauh lebih tingggi dai pada bahan bakar bensin.

            Kualitas dinyatakan dengan angka setane atau cetane number (CN). Bilangan setane yaitu besar prosentase volume normal cetane dalam campurannya dengan methylnaphthalene yang menghasilkan karakteristik pembakaran yang sama dengan solar yang bersangkutan (Drs. Warsowiwoho : 1976). Secara umum solar dapat diklasifikasikan sebagai berikut

1. Light Diesel Fuel (LDF) mempunyai CN = 50
2. Medium Diesel Fuel (MDF) mempunyai CN = 50
3. Heavy Diesel Fuel (HDF) mempunyai CN = 35.

LDF dan MDF sering dikatakan sebagai solar no1 dan no 2. kedua jenis solar ini sebenarnya letak perbedaannya adalah pada efek pelumasannya saja. LDF dalam ecer, jernih, dan ringan sedangkan MDF lebih gelap, berat, dan dalam pemakaiannya dalam motor bakar diperlukan syarat-syarat khusus.

4. Minyak Diesel

            Minyak diesel adalah bahan bakar minyak jenis penyulingan kotor yang mengandung fraksi-fraksi berat atau campuran dari jenis destilase dengan fraksi yang berat (residual fuel oil) dan berwarna hitam dan gelap, tetapi tetap cair pada suhu rendah. Minyak diesel ini banyak digunakan untuk sebagai bahan bakar mesin diesel yang berputar sedang atau lambat dan juga sebgai bahan bakar untuk pembakaran langsung dalam dapur-dapur industri. Bagi kehidupan sehari-hari minyak ini sering sebgai MDF (Medium Diesel Fuel).

5. Minyak Bakar

            Minyak bakar adalah bahan bakar yang bukan berasal dari hasil penyulingan, tetapi jenis residu. Minyak ini mempunyai tingkat kekekalan yang tinggi dan juga titik tuang (pour point) yang lebih tinggi dari pada minyak diesel serta berwarna hitam gelap. Bahan bakar jenis ini banyak dipergunakan sebagai bahan bakar pada sistem pembakaran langsung yang dimaksud adalah pada sistem eksternal combustion engine atau mesin pembakaran luar, misalnya : pada mesin uap, dapur-dapur baja dan lain sebagainya. Minyak ini disebut juga sebagai juga sebagai MFO (Medium Fuel Oil).

6. Bensol

            Bensol adalah bahan bakar hasil tambahan dari pada industri gas batu bara dan pabrik kokas. Bensol dapat di peroleh dengan cara mencuci gas yang keluar dari dapur dengan ter yang ringan. Bahan bakar minyak ini sangat baik digunakan pada kendaraan bermotor, karena sangat tahan terhadap knocking atau dentuman, sehingga memenuhi syarat pada motor dengan kompresi tekanan yang tinggi.

E. CARA MEMPEROLEH BAHAN BAKAR

1. Bahan bakar yang berasal dari dari tumbuhan

            Sebenarnya bahan bakar terutama bahan bakar minyak telah lama dikenal oleh bangsa Indonesia. Hanya saja pada saat itu minyak hanya digunakan sebatas sebagai penerangan rumah tangga di waktu malam hari. Namun pengenalan minyak masih sangat sederhana, misalnya pada penggunaan obor, yang semua itu sebenarnya merupakan bahan bakar minyak yang dipergunakan dalam bentuk yang lain. Bahan bakar minyak ini dapat diperoleh melalui proses peragian atau dengan jalan penggilingan yang berasal dari tumbuhan-tumbuhan yang telah terkubur sekian tahun lamanya. Adapun proses terjadinya adalah sebagai berikut ditinjau bagaimana benih suatu tumbuhan mulai tumbuh dari lembaganya, maka benih suatu tersebut keluar akar yang kemudian masuk kedalam tanah, sedangkan batangnya muncul dari udara. Akar dari tumbuhan ini mengambil makanan dari dalam tanah. Daun pada batang mengambil makanan dari udara atau sebagai dapur untuk memasak makanan tersebut. Akan tetapi sebelumnya bibit kecil itu memerlukan persediaan makanan sedikit sekali sebagai bekalnya. Modal tumbuhan itu terdapat didalam benihnya. Sesungguhnya makanan sebenarnya adalah sebagian besar merupakan benih tumbuhan, misalnya tanaman padi yang ditumbuk atau di giling menjadi beras, buah-buahan yang bertempurung seperti kelapa, pala, kemiri dan sebagainya adalah benih pohon atau selubung benih tempat makanan persediaan untuk tumbuhan tadi. Bahan makanan yang mengandung minyak mudah disimpan dan ditimbun dalam jangka waktu yang cukup lama. Demikian juga pada tumbuhan-tumbuhan yang menyimpan makanannya dalam bentuk minyak pada bijihnya. Itulah sebabnya hampir semua bahan bakar yang berbentuk minyak nabati berasal dari benih tumbuhan-tumbuhan. Apalagi benih tumbuhan yang mengandung minyak tadi, misalnya : kenari, kemiri, kacang tanah dan sebagainya jika dikeringkan maka akan terdapat minyak yang dapat di bakar hingga memberi nyala api. Namun perlu diketahui bahwa minyak jenis seperti itu sangatlah terbatas jumalahnya, sehingga bahan bakar yang demikian itu sangat mahal harganya di pasaran, maka sebagian orang tidak lagi menggunakan bahan bakar yang semacam itu karena dianggap kurang ekonomis. Untuk mengulangi hal itu, maka sekarang ini banyak di produksi jenis minyak tersebut dengan jalan peragian (arsenium), misalnya tetes tebu, ketela pohon, kentang dan sebagainya.

2. Bahan bakar mineral

            Bahan bakar minyak mineral ini di dapat dari tambang sehingga sering juga disebut sebagai minyak bumi atau minyak mineral atau juga minyak tambang. Bahan bakar mineral ini sangat penting artinya bagi kehidupan manusia. Karena dunia memerlukannya bgitu banyak sehingga manusia mencari dimana-mana. Adanya kebutuhan yang banyak itu maka eksploitasi terhadap minyak bumi dilakukan secara besar-besaran. Proses di mulai dengan memasukkan saluran pipa kedalam sumur galian yang didalamnya mengandung minyak, gas dan air. Pipa tersebut kemudian dihubungkan dengan menara destilasi, yang mana didalam menara itu minyak mentah dan gas alam akan diproses dengan temperatur yang tinggi agar mencair dan dapat dipisahkan menjadi jenis bahan bakar yang berbeda.