Embed Size (px)
Citation preview
PERBANDINGAN METODE PERLAKUAN ACID-
CLAY DAN SOLVENT EXTRACTION-CLAY UNTUK
DAUR ULANG MINYAK PELUMAS BEKAS
SPESIFIKASI SAE 10W-30, API SJ/JASO MB
Comparison of Acid-Clay and Solvent Extraction-Clay Treatment
Methods for Recycling Used Lubricant Oil Specification SAE 10W-
30, API SJ/JASO MB
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat
menyelesaikan pendidikan
DIPLOMA III PROGRAM STUDI ANALIS KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
Oleh
Andi Ratna Maharani 141431004
Ardyani Ramadhini Pratiwi 141431006
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2017
ii
iii
iv
LEMBAR PERSEMBAHAN
Karya kecil ini kami persembahkan untuk kedua orang tua kami tercinta, dosen
pembimbing Tugas Akhir, seluruh dosen pengajar dan staf di Program Studi
Diploma III Analis Kimia, dan teman-teman Analis Kimia 2014 yang telah
memberikan doa, semangat, bantuan serta saran dalam pengerjaan Tugas Akhir
hingga selesainya laporan Tugas Akhir ini.
v
ABSTRAKSI
Minyak pelumas bekas termasuk kedalam jenis limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) dan akan berbahaya bila langsung dibuang ke lingkungan tanpa diolah terlebih dahulu. Salah satu alternatif pengolahan untuk mengurangi pencemaran lingkungan dan juga dapat membantu penghematan konsumsi minyak bumi adalah dengan cara daur ulang. Terdapat berbagai metode daur ulang dan metode yang digunakan untuk penelitian ini adalah perlakuan acid-clay dan solvent extraction-clay. Pengujian hasil daur ulang mengacu pada metode ASTM D445-12 untuk viskositas kinematik pada 40oC dan 100oC, ASTM D2270-04 untuk indeks viskositas, ASTM D974-04 untuk angka asam total, dan ASTM D92-12 untuk titik nyala. Pengujian densitas, pengukuran berat pengotor, dan pengukuran hidrokarbon mengacu pada penelitian sebelumnya, dengan acuan teknologi hijau yang berkelanjutan. Hasil penelitian menunjukkan, untuk parameter viskositas kinematik pada suhu 40oC metode acid-clay I memberikan nilai sebesar 74,14 mm2/s, paling mendekati viskositas kinematik pelumas baru, sementara pada suhu 100oC metode acid-clay II, dengan nilai kekentalannya sebesar 11,04 mm2/s. Untuk indeks viskositas maka perlakuan solvent extraction-clay II yang paling mendekati dengan pelumas baru, yaitu dengan nilai indeks viskositas sebesar 139. Pada pengujian titik nyala, metode yang paling mendekati dengan minyak pelumas baru yaitu metode solvent extraction-clay I dengan suhu sebesar 233,35oC. Sedangkan pada pengujian TAN, densitas, kadar pengotor dan pengukuran hidrokarbon, metode daur ulang yang memberikan hasil paling mendekati dengan minyak pelumas baru yaitu metode solvent extraction-clay II dengan nilai TAN sebesar 0,0963 mg KOH/g, densitas sebesar 0,9199 gr/mL, persen berat residu sebesar 0,12% w/w dan persen berat hidrokarbon sebesar 84,81% w/w. Persen perolehan kembali yang paling besar dari semua metode adalah metode solvent extraction-clay I sebesar 57,59% dan warna yang paling mendekati dengan minyak pelumas baru yaitu metode solvent extraction-clay II. Kata kunci: daur ulang, minyak pelumas bekas, metode acid-clay, metode
solvent-extraction-clay, pengujian mutu
vi
ABSTRACT
Used lubricant oil is categorized as B3 type of waste (Hazardous and Toxic) and it is poluting and harmful if discharged directly into the environment without prior treatment. Recycling is one of the alternatives treatment to avoid poluted impact and also can reduce fossil oil consumption. Recycling methods for this research is acid-clay and solvent extraction-clay treatments. This research refers to the ASTM D445-12 method for kinematic viscosity test at 40oC and 100oC, ASTM D2270-04 for viscosity index test, ASTM D974-04 for total acid number test, and ASTM D92-12 for flash point test. Density testing, pollution weighing, and hydrocarbon measurements refer to previous studies, with reference to sustainable green technology. For the kinematic viscosity parameter test at 40oC acid-clay I method shown the resut as closest to new lubricant with viscosity value of 74,14 mm2/s, while at temperature 100oC is acid-clay II method with value equal to 11,04 mm2/s. For the viscosity index parameter, solvent extraction-clay II shown the best result with a viscosity index value of 139, then for the flash point test, solvent extraction-clay I method give the best value with flash point at 233,35oC. Solvent extraction-clay II recycling method shown the best result for TAN test, density, impurity content and hydrocarbon measurement, with TAN value 0,0963 mg KOH/g, density 0,9199 gr/mL, weight percent residue equal to 0.12% w/w and a weight percent hydrocarbon of 84.81% w/w. The biggest recovery percentage value is the solvent extraction-clay I method, given value at 57.59% but for the color solvent extraction-clay II shown the best result. Keywords: recycling, used lubricant oil, acid-clay method, solvent extraction-
clay method, quality test
vii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat
dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul
“Perbandingan Metode Perlakuan Acid-Clay dan Solvent Extraction-Clay untuk
Daur Ulang Minyak Pelumas Bekas Spesifikasi SAE 10W-30, API SJ/JASO MB”
Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan
menyelesaikan pendidikan Diploma III Analis Kimia Politeknik Negeri Bandung.
Dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai
pihak yang telah mendukung dan membimbing penulis. Oleh karena itu pada
kesempatan kali ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Orang tua dan keluarga penulis yang selalu memberikan dukungan dan
doa yang tulus sampai akhirnya kami bisa melalui Tugas Akhir ini dengan
baik.
2. Bapak Iwan Ridwan ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia.
3. Ibu Endang Widiastuti, Dra., M.Si. selaku Ketua Program Studi Diploma
III Analis Kimia.
4. Bapak Budi Santoso, Drs., MT selaku Pembimbing dari pihak kampus.
5. Ibu Rita Citrayati, selaku Pembimbing Lapangan di Laboratorium Pelumas
Balai Besar Bahan dan Barang Teknik.
6. Seluruh dosen pengajar dan staf yang telah membantu dan memberi arahan
7. Teman-teman Analis Kimia 2014 yang telah memberi semangat dan
motivasi kepada penulis
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena
itu kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak sangat penulis harapkan
demi perbaikan penulisan laporan kedepannya dan semoga laporan ini dapat
bermanfaat baik untuk penulis maupun untuk pembaca.
Bandung, 3 Mei 2017
Penulis
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii
PERNYATAAN TERTULIS ................................................................................. iii
LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................ iii
ABSTRAKSI .......................................................................................................... v
ABSTRACT ............................................................................................................. vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN ........................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... I-1
I.1 Latar Belakang ....................................................................................... I-1
I.2 Rumusan Masalah .................................................................................. I-1
I.3 Tujuan Penelitian .................................................................................... I-2
I.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Penelitian ................................... I-2
I.5 Sistematika Penulisan ............................................................................. I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .........................................................................II-1
II.1 Dasar Teori ........................................................................................... II-1
II.2 Pelumas dan Pelumasan ....................................................................... II-1
II.3 Komposisi Minyak Pelumas ..................................................................II-2
II.4 Limbah B3 .............................................................................................II-2
II.5 Klasifikasi Minyak Pelumas ..................................................................II-4
II.5.1 Berdasarkan Wujud ........................................................................II-4
II.5.2 Berdasarkan Viskositas atau Kekentalan .......................................II-4
II.5.3 Berdasarkan Penggunaan .............................................................. II-5
II.5.4 Berdasarkan Bahan Dasar ..............................................................II-5
II.5.5 Berdasarkan Spesifikasi .................................................................II-6
II.6 Karakteristik Minyak Pelumas ............................................................. II-7
II.6.1 Warna ............................................................................................ II-7
ix
II.6.2 Spesific gravity .............................................................................. II-8
II.6.3 Viskositas ...................................................................................... II-8
II.6.4 Indeks Viskositas .......................................................................... II-8
II.6.5 Titik Nyala .................................................................................... II-8
II.6.6 Titik Tuang .................................................................................... II-8
II.6.7 Angka Basa Total (TBN) dan Angka Asam Total (TAN) .............II-9
II.6.8 Residu Karbon .............................................................................. II-9
II.6.9 Kandungan Abu Sulfat .................................................................. II-9
II.7 Zat Aditif ............................................................................................ II-10
II.8 Metode Pengolahan Minyak Pelumas Bekas ..................................... II-10
II.8.1 Acid-Clay Process ....................................................................... II-10
II.8.2 Solvent Extraction-Clay Process ................................................ II-10
II.9 Bentonit .............................................................................................. II-12
II.9.1 Struktur Bentonit ......................................................................... II-12
II.9.2 Komposisi Bentonit .................................................................... II-13
II.9.3 Aktivasi Bentonit ........................................................................ II-13
II.9.4 Aplikasi Bentonit ........................................................................ II-13
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... III-1
III.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ......................................................... III-1
III.2 Tahap Persiapan .................................................................................. III-1
III.2.1 Studi Literatur .............................................................................. III-1
III.2.2 Persiapan Alat dan Bahan ............................................................ III-2
III.3 Tahap Pelaksanaan .............................................................................. III-2
III.3.1 Aktivasi Bentonit ......................................................................... III-2
III.3.2 Metode Acid-Clay I ...................................................................... III-2
III.3.3 Metode Acid-Clay II .................................................................... III-3
III.3.4 Metode Solvent Extraction-Clay I................................................ III-3
III.3.5 Metode Solvent Extraction-Clay II .............................................. III-4
III.3.6 Pengujian Mutu ............................................................................ III-4
III.4 Diagram Alir Tahapan Penelitian ........................................................ III-5
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... IV-1
IV.1 Pengolahan Sampel ............................................................................. IV-1
x
IV.1.1 Metode Acid-Clay ........................................................................ IV-1
IV.1.2 Metode Solvent Extraction-Clay .................................................. IV-2
IV.2 Pengujian Sampel ................................................................................ IV-3
IV.2.1 Warna ........................................................................................... IV-4
IV.2.2 Viskositas Kinematik pada suhu 40oC dan 100oC ....................... IV-5
IV.2.3 Indeks Viskositas ......................................................................... IV-6
IV.2.4 Bilangan Asam Total (TAN) ....................................................... IV-7
IV.2.5 Titik Nyala ................................................................................... IV-8
IV.2.6 Densitas ........................................................................................ IV-9
IV.2.7 Pengukuran Berat Pengotor (residu) .......................................... IV-10
IV.2.8 Pengukuran Hidrokarbon ........................................................... IV-11
BAB V PENUTUP ............................................................................................. V-1
V.1 Simpulan ............................................................................................... V-1
V.2 Saran ..................................................................................................... V-1
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Beberapa Contoh Kontaminan dalam Oli Bekas................................ II-3
Tabel II.2 Keuntungan dan Kerugian Bahan Dasar Sintetis ............................... II-5 Tabel II.3 Karakteristik Minyak Pelumas yang Mengacu Safety Data Sheet SAE
10W-30 ............................................................................................... II-7
Tabel II.4 Beberapa Jenis Aditif Pelumas ......................................................... II-10
Tabel II.5 Komposisi Bentonit .......................................................................... II-13 Tabel IV.1 Hasil Pengujian Sampel ................................................................... IV-3
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Struktur Bentonit .......................................................................... II-12 Gambar III.1 Diagram Alir Aktivasi Bentonit ................................................... III-5
Gambar III.2 Diagram Alir Metode Acid-Clay I................................................ III-6 Gambar III.3 Diagram Alir Metode Acid-Clay II .............................................. III-6
Gambar III.4 Diagram Alir Metode Solvent Extraction-Clay I ......................... III-7
Gambar III.5 Diagram Alir Metode Solvent Extraction-Clay II ........................ III-8
Gambar III.6 Diagram Alir Pengujian ............................................................... III-8 Gambar IV.1 Warna Pelumas Baru, Hasil Daur Ulang & Pelumas Bekas ........ IV-4
Gambar IV.2 Diagram Pengujian Viskositas Kinematik ................................... IV-5
Gambar IV.3 Diagram Indeks Viskositas .......................................................... IV-6
Gambar IV.4 Diagram Pengujian TAN ............................................................. IV-7
Gambar IV.5 Diagram Pengujian Titik Nyala ................................................... IV-8
Gambar IV.6 Diagram Pengujian Densitas ........................................................ IV-9 Gambar IV.7 Diagram Pengujian Berat Pengotor (residu) .............................. IV-10
Gambar IV.8 Diagram Pengujian Pengukuran Hidrokarbon ........................... IV-11
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A DAFTAR RIWAYAT HIDUP .................................................. A-1
LAMPIRAN B ALAT DAN BAHAN ............................................................... B-1
LAMPIRAN C PROSEDUR KERJA ................................................................. C-1
LAMPIRAN D DATA HASIL PENELITIAN ................................................... D-1
LAMPIRAN E PENGOLAHAN DATA ............................................................. E-1
LAMPIRAN F GAMBAR PROSES PENELITIAN ........................................... F-1
LAMPIRAN G LEMBAR KEGIATAN BIMBINGAN .................................... G-1
xiv
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
Singkatan Nama Pemakaian pertama kali
pada halaman
SAE Society of Automotive Engineers i
API American Petroleum Institute i
JASO Japanese Automotive Standards Organization i
B3 Bahan Berbahaya dan Beracun v
ASTM American Society for Testing and Material v
TAN Total Acid Number v
mm Milimeter v
s Second v
mg Miligram v
KOH Kalium Hidroksida v oC Celcius v
gr Gram v
mL Mililiter v
w/w Weight/weight v
B4T Balai Besar Bahan dan Barang Teknik I-2
((E)HL)) (Elasto) hydrodynamic lubrication II-2
BL Boundary Lubrication II-2
ML Mixed Lubrication II-2
PP Peraturan Perundang-undangan II-2
Pb Plumbum II-3
PAO Poly Alpha Olefins II-5
PAG Polyalkylene Glycols II-5
cSt centi-Stoke II-7 oF Fahrenheit II-8
TBN Total Base Number II-9
MEK Methyl Ethyl Ketone II-11
Ca Calcium II-12
H Hydrogen II-12
xv
Al Alumunium II-12
Fe Ferrum II-12
Mg Magnesium II-12
H2SO4 Asam Sulfat III-2
MIBK Methyl Iso Buthyl Ketone III-3
ISO International Organization for
Standardization IV-5
FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy V-1
DAFTAR PUSTAKA
A. Emam, Shoaib. 2012. Re-refining of Used Lube Oil, II- by Solvent/Clay and Acid/Clay –Percolation Processes. ARPN Journal of Science and Technology, 2 (11). Faculty of Petroleum and Mining Engineerining Suez Canal University, Suez: Egypt.
Adamis, Zoltan, et al. 2005. Bentonite, Kaolin, and Selected Clay Minerals, Environmental Health Criteria 231. World Health Organization: Geneva.
Andarini, Metalia. 2012. Daur Ulang Pelumas Bekas Menggunakan Asam Sulfat dan Ekstraksi dengan Surfaktan. Skripsi. Tidak diterbitkan. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor: Bogor.
Anonim. 2016. Arti kode SAE, JASO dan API pada oli mesin. http://www.otospek.com/2016/01/arti-kode-sae-jaso-dan-api-pada-oli.html [diakses tanggal 13 Maret 2017]
ASTM International. 2004. Standard Practice for Calculating Viscosity Index from Kinematic Viscosity at 40 and 100oC (ASTM D2270-04). United States: ASTM International.
ASTM International. 2012. Standard Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids (and Calculation of Dynamic Viscosity) (ASTM D445-12). United States: ASTM International.
ASTM International. 2012. Standard Test for Flash and Fire Points by Cleveland Open Cup Tester (ASTM D92-12). United States: ASTM International.
ASTM International. 2004. Standard Test Method for Acid and Base Number by Color-Indicator Titration (ASTM D974-04). United States: ASTM International.
Betner, Mark. 2014. Lubricants. Heavy Duty Trucking Magazine.
De Benedetto, Mark. TT. Lubricant Reference Manual. A. W. Chesterton Company.
Elisa. 2012. Pelumasan. http://elisa.ugm.ac.id [diakses tanggal 13 Maret 2017]
Honda. 2012. Safety Data Sheet. http://www.sfm.state.or.us [diakses tanggal 30 Juli 2017]
Joni, Imelda,. et. al . 2013. Pengaruh Ukuran Partikel Bentonit dan Waktu Kontak terhadap Daya Jerap Bentonit dan Aplikasinya terhadap Bleaching CPO. Jurnal Fakultas Teknik Universitas Riau: Pekanbaru.
Made, I. dan Kurniawan, A. 2015. Analisa Pemurnian Minyak Pelumas Bekas dengan Metode Acid and Clay. Dinamika Teknik Mesin, 5 (2) Universitas Mataram: Mataram.
Mulat, Adhe. 2013. Perolehan Kembali Bahan Dasar Pelumas dari Limbah Pelumas Mesin dengan Metode Adsorpsi dan Penciriannya. Skripsi. Tidak diterbitkan. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor: Bogor
Noria Corporation, TT. Water in Oil Contamination. Machinery Lubrication. http://machinerylubrication.com/ [diakses tanggal 30 Juni 2017]
Novandy, Arluky. TT. Penentuan Masa Penggantian Pelumas Melalui Monitoring Pelumas. Forum Teknologi 2 (3). Pusdiklat Migas: Cepu.
Petro-Canada Lubricants. 2017. Petro-Canada Lubricants Handbook. Mississauga, Ontario, Canada.
Ramadani, Eko. 2011. Pengaruh Konsentrasi H2SO4 dan Berat dari Bentonit Alam Teraktivasi dan Komersil terhadap Adsorpsi Logam Kadmium dan Tembaga dalam Larutan Standar dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom. Skripsi. Tidak diterbitkan. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara: Medan.
Riyanto. 2013. Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun, Ed.1, Cet. 1. Deepublish: Yogyakarta.
Royal Society of Chemistry. 2014. Preparation and Evaluation of Heavy Metal Rejection Properties of Polyetherimide/Porous Activated Bentonite Clay Nanocomposite Membran. http://www.pubs.rsc.org [diakses tanggal 30 Juli 2017]
Subiyanto, Gatot dan Hariyadi. 2015. Regenerasi Minyak Pelumas Bekas dengan Sistem Pelarut Biner (Campuran Heksan dan MIBK) yang Ramah Lingkungan. Penelitian. Tidak diterbitkan. Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung: Bandung.
Sukirno. TT. Pelumasan dan Teknologi Pelumas. Lecture Note. Fakultas Teknik Universitas Indonesia: Jakarta.
Syafaat, I. 2008. Tribologi, Daerah Pelumasan dan Keausan. Jurnal Jurusan Teknik Mesin Universitas Wahid Hasyim: Semarang.
TOTAL Automotive, Industry & Marine Oils. TT. Fuel Dilution of Engine Oil: Causes and Effects. http://www.lubricants.total.com/news/fuel-dilution-of-engine-oil-causes-and-effects.html [diakses tanggal 30 Juni 2017]
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama : Andi Ratna Maharani
NIM : 141431004
Email : [email protected]
No.HP : +6287739760399
Alamat : Komplek Cibolerang Indah, Jalan
Margajaya Raya blok A-42 RT/RW
05/05 Kelurahan Margahayu Utara,
Kecamatan Babakan Ciparay, Kota
Bandung.
Tempat, Tanggal Lahir : Bandung, 14 Januari 1997
SD Lulus Tahun : 2008 di SD Negeri Margahayu Utara I
SMP Lulus Tahun : 2011 di SMP Negeri 13 Bandung
SMA Lulus Tahun : 2014 di SMA Negeri 22 Bandung
Nama : Ardyani Ramadhini Pratiwi
NIM : 141431006
Email : [email protected]
No.HP : +6285794494947
Alamat : Jalan Sariwates Timur No. 6F RT/RW
03/16 Kelurahan Antapani Kidul,
Kecamatan Kiaracondong, Kota
Bandung.
Tempat, Tanggal Lahir : Bandung, 08 Januari 1997
SD Lulus Tahun : 2008 di SD Negeri Babakan Surabaya
Selatan 4
SMP Lulus Tahun : 2011 di SMP Negeri 27 Bandung
SMA Lulus Tahun : 2014 di SMA Negeri 2 Bandung
