SIGNIFIKASI PENGUJIAN MINYAK SOLAR - Post Modern
Headlines News :
Home » » SIGNIFIKASI PENGUJIAN MINYAK SOLAR

SIGNIFIKASI PENGUJIAN MINYAK SOLAR

Written By Unknown on Minggu, 19 Mei 2013 | 19.48

Pendahuluan
Bahan bakar solar atau minyak solar adalah bahan bakar yang digunakan untuk mesin diesel putaran tinggi di atas 1000 rpm. Bahan bakar solar disebut juga High Speed Diesel (HSD) atau Automotif Diesel Oil (ADO). Pada motor diesel penyalaannya adalah penyalaan kompresi, merupakan jenis mesin Internal Combustion Engine. Berbeda dengan motor bensin dimana motor bensin penyalaannya menggunakan busi motor, baik dua langkah maupun empat langkah. Minyak solar adalah campuran kompleks hidrokarbon C15 – C20 , yang mempunyai trayek didih antara   260–315 oC. Mutu minyak solar yang baik adalah bahwa minyak solar harus memenuhi batasan sifat – sifat yang tercantum pada spesifikasi dalam segala cuaca. Secara umum minyak solar adalah mudah teratomisasi menjadi butiran – butiran halus, sehingga dapat segera menyala dan terbakar dengan sempurna sesuai dengan kondisi dalam ruang bakar mesin.
Beberapa batasan sifat–sifat minyak solar, baik sifat fisika maupun sifat kimia yang harus dipenuhi di dalam penggunaannya adalah :
–    Mesin mudah di starter dalam keadaan dingin
–    Tidak menimbulkan ketukan
–    Mempunyai kemampuan pengkabutan yang sempurna
–    Mempunyai komposisi kimia yang tidak menyebabkan pembentukan kerak (forming deposits)
–    Tidak menimbulkan pencemaran udara

2.   Karakteristik Minyak Solar
Penggunaan minyak solar harus aman, tidak membahayakan manusia, tidak merusak mesin, harus efisien dalam penggunaanya serta tidak menimbulkan pencemaran bagi lingkungan. Untuk memberi jaminan mutu bagi pelanggan dalam hal keselamatan dan kenyamaan, minyak solar secara cepat dapat dilihat dari sifat/spesifikasi.
Sifat-sifat Minyak Solar :
1.        sifat umum    5.        sifat kestabilan
2.        sifat mutu pembakaran    6.        sifat kemudahan mengalir
3.        sifat penguapan    7.        sifat keselamatan
4.        sifat pengkaratan       


2.1  Sifat Umum

Sifat umum minyak solar sangat erat hubungannya dengan pemuatan, kontaminasi, material balance dan transaksi jual – beli.
Sifat umum minyak solar sesuai spesifikasi ditunjukkan pada pengujian :
–    Specific Gravity 60/60 oF, ASTMD 1298
–    Density 15 oC, ASTMD 1298

2.2  Sifat Mutu Pembakaran ( ignition quality)

Minyak solar dapat memberikan kerja mesin yang memuaskan apabila dapat menghasilkan pembakaran sempurna dalam ruang bakar. Udara yang dikompresikan ke dalam ruang bakar mesin sampai tekanan antara 20 – 30 kgf/cm2 sehingga suhu dalam ruang bakar berkisar 650–750 oC. Pembakaran yang sempurna dapat dilakukan dengan menginjeksikan bahan bakar (berupa kabut) ke dalam ruang bakar yang di dalamnya terdapat udara panas sehingga mampu menyalakan bahan bakar. Pembakaran yang terjadi menyebabkan tekanan dalam ruang bakar naik secara mendadak dan menimbulkan tenaga. Bila hal ini dipenuhi, maka tidak akan terjadi ketukan (knocking) di dalam mesin.
Ketukan (knocking)
Ketukan dalam mesin diesel terjadi akibat keterlambatan terbakarnya bahan bakar di dalam ruang bakar. Ini disebabkan oleh terjadinya akumulasi bahan bakar di dalam ruang bakar, dan begitu terbakar maka akan terjadi ledakan secara berturut – turut.
Jarak waktu antara bahan bakar diinjeksikan ke ruang bakar (silinder) sampai saat terbakar, disebut waktu tunda (delay period), dinyatakan dalam menit.  Waktu tunda yang panjang akan menyebabkan terakumulasinya bahan bakar cukup banyak, akibatnya terjadi penyalaan yang spontan dan akan menimbulkan suatu kenaikkan tekanan yang mendadak dan mengakibatkan pukulan yang hebat pada ruang bakar. Hal ini dapat menimbulkan suara yang keras yang selanjutnya disebut Diesel Knock.
Sifat mutu pembakaran adalah salah satu ukuran sifat bahan bakar minyak solar. Minyak solar bermutu rendah mempunyai waktu tunda lebih lama. Sifat ini ditunjukkan oleh besar kecilnya angka setana (cetane number).
Sifat mutu pembakaran minyak solar sesuai spesifikasi ditunjukkan pada pengujian :
–    Diesel Index
–    Cetane Index
–    Cetane Number
 2.3   Sifat Penguapan (volatility)
Dalam penggunaannya, diharapkan bahwa minyak solar akan teruapkan sempurna dan terdistribusikan merata di dalam ruang bakar, sehingga dapat terbakar sempurna. Karena bahan bakar dapat terbakar sempurna, mengakibatkan mudahnya starting pada mesin, waktu pemanasan mesin dan akselerasi. Jika minyak solar sulit untuk terjadi penguapan maka minyak solar tersebut akan sulit pula untuk memenuhi kemudahan start mesin dan rendahnya akselerasi mesin. Bila tingkat penguapannya rendah, ini menunjukkan bahwa di dalam minyak solar terdapat fraksi yang lebih berat.
Sifat penguapan minyak solar sesuai spesifikasi ditunjukkan pada pengujian :
–    Distilasi ASTMD 86
–    Flash Point ASTMD 93
2.4   Sifat Pengkaratan (corrosivity)
Unsur-unsur dalam minyak solar di samping hidrokarbon, terdapat pula unsur-unsur sulfur, oksigen, nitrogen, halogen dan logam. Senyawa unsur yang bersifat korosif adalah senyawa sulfur. Senyawa-senyawa sulfur dalam minyak solar yang korosif dapat berupa hidrogen sulfida, merkaptan, tiofena. Pada pembakaran bahan bakar senyawaan sulfur akan teroksidasi oleh oksigen dalam udara menghasilkan oksida sulfur. Bila oksida sulfur ini bereaksi dengan uap air akan menghasilkan asam sufat. Terbentuknya asam sulfat ini dapat bereaksi dengan logam, terutama dalam gas buang. Terdapatnya senyawaan sulfur dalam minyak solar dapat juga ditunjukkan oleh tingkat keasaman minyak solar itu. Makin tinggi sifat keasaman sifat pengkaratan makin besar terutama bila minyak solar terdapat strong acid number.  
Sifat pengkaratan minyak solar sesuai spesifikasi ditunjukkan pada pengujian :
–    kandungan sulfur, ASTM D. 1266
–    copper strip corrosion, ASTMD 130
–    strong acid number, ASTMD 974
–    total acid number, ASTMD 974

2.5  Sifat Kebersihan (cleanless)

Sifat kebersihan minyak solar yang berhubungan dengan ada / tidaknya kotoran yang terdapat di dalam minyak solar, sebab kotoran ini akan berpengaruh terhadap mutu, karena dapat mengakibatkan kegagalan dalam suatu operasi dan merusak mesin. Kotoran itu dapat berupa air, lumpur, atau endapan atau sisa pembakaran yang berupa abu dan karbon. Untuk itu makin kecil adanya kotoran di dalam minyak solar makin baik mutu bahan bakar tersebut.  
Sifat kebersihan minyak solar sesuai spesifikasi ditunjukkan pada pengujian :
–    Color ASTM, ASTMD 1500
–    Water content, ASTMD 96
–    CCR (10 % vol. bottom), ASTMD 189
–    Ash content, ASTMD 482
–    Sediment by Extraction, ASTMD 473

2.6  Sifat Keselamatan

Sifat keselamatan minyak solar meliputi keselamatan di dalam pengangkutan, penyimpanan dan penggunaan. Minyak solar harus memiliki salah satu sifat keselamatan yaitu  bahwa minyak solar tidak terbakar akibat terjadi loncatan api.
Sifat kebersihan minyak solar sesuai spesifikasi ditunjukkan pada pengujian :
–    Flash Point, ASTMD 93

2.7  Sifat Kemudahan Mengalir

Sifat kemudahan mengalir minyak solar dinyatakan sebagai viskositas dinamik dan viskositas kinetik. Viskositas dinamik adalah ukuran tahanan untuk mengalir dari suatu zat cair, sedang viskositas kinetik adalah tahanan zat cair untuk mengalir karena gaya berat. Bahan yang mempunyai viskositas kecil menunjukkan bahwa bahan itu mudah mengalir, sebaliknya bahan dengan viskositas tinggi sulit mengalir. Suatu minyak bumi atau produknya mempunyai viskositas tinggi berarti minyak itu mengandung hidrokarbon berat (berat molekul besar), sebaliknya viskositas rendah maka minyak itu banyak mengandung hidrokarbon ringan.
Viskositas minyak solar erat kaitannya dengan kemudahan mengalir pada pemompaan, kemudahan menguap untuk pengkabutan dan mampu melumasi fuel pump plungers.   Penggunaan bahan bakar yang mempunyai viskositas rendah dapat menyebabkan keausan pada bagian-bagian pompa bahan bakar. Apabila bahan bakar mempunyai viskositas tinggi, berarti tidak mudah mengalir sehingga kerja pompa dan kerja injektor menjadi berat.
Sifat kebersihan minyak solar sesuai spesifikasi ditunjukkan pada pengujian :
–    Viskositas Kinematik, ASTMD 445
–    Pour Point, ASTMD 97
3.  Signifikansi Pengujian Minyak solar
Berdasarkan atas spesifikasi, parameter uji dan metode uji standar minyak solar seperti ditunjukkan pada Tabel 3 – 1

Tabel 3 – 1 :  SPESIFIKASI MINYAK SOLAR

No.    Parameter    Satuan    Batasan    Metode 
            Min    Max    ASTM    Lain
                       
1.        Specific Gravity at 60/60oF    –    0,820    0,870    D 1298   
2.        Density 15 oC    gr/ml    0,815    0,870    D 1298   
3.        Color ASTM    –    –    3,0    D 1500   
4.        Cetane Number or     –    45    –    D 613   
5.        Alternatively Calculated Cetane Index    –    48    –    D 976   
6.        Viscosity Kinematic at 100oF    cSt    1,6    5,8    D 445   
7.        Pour Point    oF    –    18    D 97   
8.        Sulphur Content    % wt    –    0,5    D 1552   
9.        CCR (10 % vol. bottom)    % wt    –    0,1    D 189   
10.        Water Content    % wt    –    0,05    D 96   
11.        Sediment by Extraction    % wt    –    0,01    D 473   
12.        Ash Content    % wt    –    0,01    D 482   
13.        Copper strips (3 hrs/100oC)        –    No. 1    D 130   
14.        Strong Acid Number    mg KOH/gr    –    Nol    D 974   
15.        Total Acid Number    mg KOH/gr    –    0,6    D 974   
16.        Flash Point    oC    60    –    D 93   
17.        Distilasi                D 86   
    IBP    oC    –    –       
    10 % vol. Rec.    oC    –    –       
    50 % vol. Rec.    oC    –    –       
    90 % vol. Rec.    oC    –    –       
    Rec.at 300oC    % vol.    40    –       
                       



3.1  Pengujian  Specific Gravity dan Density, ASTMD 1298

    Specific Gravity (Relative density) adalah perbandingan massa sejumlah volume zat pada suhu tertentu terhadap massa air murni dengan volume yang sama pada suhu yang sama atau suhu yang berbeda.
Oleh sebab itu specific gravity dinyatakan dengan dua angka suhu. Angka pertama menunjukkan suhu zat, sedang angka kedua menunjukkan suhu air.  Umumnya suhu acuan meliputi 60/60oF, 20/20oC, 20/4oC. Kedua suhu acuan harus dinyatakan secara eksplisit.
    API gravity adalah fungsi khusus dari realtive density (specific gravity) 60/60 oF, dinyatakan dengan  rumusan :
                                  oAPI =  141,5 / (sp gr 60/60 oF) – 131,5    

Berat jenis API tidak diperlukan pernyataan suhu acuan, sebab 60oF sudah termasuk dalam definisi.
    Density adalah berat cairan per unit volume pada 15 oC dan 101,325 kPa dengan satuan standar pengukuran misalnya kg/m3
Penetapan specific gravity (relative density), atau API gravity dan density ditetapkan dengan metode hidrometer akan sangat akurat apabila suhu contoh sama atau mendekati sama dengan suhu acuan. Specific Gravity (SG) dan API gravity dan density dikoreksi dengan menggunakan Tabel Pengukuran Minyak mendasarkan pada angka muai rata-rata dari tipikal material.. Suhu uji yang baik mendekati suhu acuan, atau bila suhu yang digunakan yang berhubungan dengan pengukuran minyak curah mempunyai selisih ± 3oC.

a.  Ruang Lingkup
    Metode uji ini mencakup penetapan secara laboratorium dengan menggunakan hidrometer gelas, untuk penetapan specific gravity (relative density), atau API gravity atau density suatu minyak mentah, produk minyak bumi atau campuran produk minyak bumi dan produk non minyak bumi, yang biasa ditangani sebagai cairan dan mempunyai tekanan uap Reid  101,325 kPa (14,696 psi) atau lebih kecil
    Nilai diukur dengan hidrometer baik pada suhu acuan ataupun suhu lain yang dikehendaki, dan pembacaan dikoreksi terhadap suhu acuan dengan menggunakan Tabel Pengukuran Minyak; nilai yang diperoleh pada pembacaan hidrometer pada suhu lain selain suhu acuan bukan pengukuran specific gravity.
    Nilai ditetapkan sebagai specific gravity (SG), dan density ditetapkan dari pengukuran SG dan pengukuran suhu dengan menggunakan Tabel Pengukuran Minyak.

c.    Ringkasan Metode Uji
    Tuangkan contoh ke dalam silinder hidrometer yang bersih yang  suhunya telah dibuat tetap tanpa terjadi percikan, hindari terbentuknya gelembung udara, dan minimalkan penguapan konstituen titik didih rendah bagi contoh-contoh yang mudah menguap.
    Tempatkan silinder yang berisi contoh uji pada posisi tegak di tempat yang bebas dari hembusan udara dan yang media suhu sekitar tidak berubah lebih dari 2oC selama waktu yang diperlukan sampai pengujian selesai. Masukkan termometer yang sesuai atau alat pengukur suhu dan aduk contoh uji dengan batang pengaduk, gunakan kombinasi gerakan dari gerakan vertikal dan gerakan memutar untuk memperoleh suhu dan kerapatan merata di seluruh silinder hidrometer. Catat suhu contoh dengan ketelitian 0,1oC dan ambil termometer/alat pengukur suhu dan batang pengaduk dari silinder hidrometer.
    Tenggelamkan hidrometer yang sesuai ke dalam cairan dan lepaskan apabila telah berada dalam posisi keseimbangan, batang termometer yang berada di atas permukaan cairan dijaga agar tidak basah saat hidrometer mengapung bebas.
    Apabila hidrometer telah diam mengapung bebas dari dinding silinder,  catat pembacaan skala hidrometer dengan ketelitian satu per lima pembagian skala penuh
























Gambar 1 : Pembacaan skala hidrometer   Untuk Cairan Transparan

Perhitungan
Specific gravity pada 60/60 oF (SG 60/60 oF) dan density 15 oC diperoleh dengan mengkonversikan pembacaan skala hidrometer dan suhu sampel dengan menggunakan bagian yang sesuai dari Tabel Pengukuran Minyak (TPM) ASTMD 1250, sesuai Tabel 21 untuk SG 60/60oF atau Tabel 3 untuk API gravity atau Tabel 51 untuk density 15oC .

















Gambar 2:   Pembacaan skala hidrometer Untuk Cairan Opaque


Laporan
    Laporkan nilai SG 60/60 oF dengan tidak berdemensi pada dua suhu acuan, dengan ketelitian 0,0001.
    Laporkan nilai akhir API gravity dengan ketelitian 0,1 oAPI
    Laporkan nilai Density 15 oC dalam kilogram per kubik meter dengan ketelitian 0,1 kg/m3
c. Signifikansi
1.    Ketepatan pengukuran SG 60/60 oF atau API gravity atau density 15 oC dari minyak bumi  dan produk-produknya diperlukan untuk konversi volume terukur ke volume atau massa, atau keduanya, pada suhu acuan standar selama pelaksanaan transfer.
Metode uji ini sangat sesuai untuk penetapan SG 60/60 oF atau API gravity atau density 15 oC dari cairan transparan berviskositas rendah. Metode uji ini juga dapat digunakan untuk cairan kental dengan mendiam-kan hidrometer untuk beberapa waktu sampai mencapai keseimbangan, dan untuk cairan gelap dengan menggunakan koreksi meniskus yang sesuai. Apabila digunakan dalam hubungannya dengan pengukuran minyak curah, kesalahan koreksi volume dapat diminimalkan dengan pengamatan pembacaan hidrometer pada suhu yang berdekatan dengan suhu minyak curah itu.  SG 60/60 oF atau API gravity atau density 15 oC adalah faktor penentu mutu dan harga minyak mentah. Tetapi, sifat minyak ini merupakan suatu indikasi yang tidak jelas atas mutunya karena itu dikorelasikan dengan sifat-sifat yang lain. SG 60/60 oF atau density 15 oC merupakan suatu indikator mutu yang penting bagi bahan bakar otomotif, aviasi dan bahan bakar kapal, dimana density berpengaruh terhadap penyimpanan, penanganan dan pembakaran.

d.  Interpretasi
Penyimpangan nilai SG 60/60 oF atau density 15 oC menunjukkan bahwa bahan bakar minyak tidak memenuhi spesifikas. Density, relative density  (specific gravity) atau API gravity adalah faktor penentu mutu dan harga minyak mentah. Tetapi, sifat minyak ini merupakan suatu indikasi yang tidak jelas atas mutunya karena itu harus dikorelasikan dengan sifat-sifat yang lain.
 Interpretasi hasil pengujian terhadap SG 60/60 oF, atau density 15 oC adalah :  
Bila diperoleh hasil uji untuk SG 60/60 oF minyak solar adalah 0,820 – 0,870, atau density 15 oC  adalah 0,815 – 0,870, maka minyak solar itu tidak terkontaminasi
Bila hasil uji SG 60/60 oF adalah   0,820, atau density 15 oC   0,815 maka minyak solar itu :      
        –  terkontaminasi oleh fraksi ringan
        –  mengandung banyak senyawaan parafin
Bila hasil uji SG 60/60 oF atau density 15 oC minyak solar adalah   0,870, maka minyak solar itu : 
       –  terkontaminasi oleh fraksi berat
       –  mengandung banyak senyawaan naften dan aromat

3.2    Pengujian Color ASTM, ASTMD 1500

Metode uji ini menggantikan metode uji D155. Metode D1500 lebih baik dari metode D155 dalam tiga hal: (1) gelas standar dispesifikasikan lebih mendasar;  (2) perbedaan kromatis antara gelas standar yang berurutan seragam diseluruh skala; dan (3) standar warna yang lebih terang mendekati warna produk minyak.
Hubungan antara skala warna ASTM dan warna ASTM Union (Metode Uji D155) tidak dapat dinyatakan dengan tepat karena perbedaan yang diketahui muncul diantara standar warna ASTM Union saat sedang dipakai. Perbedaan yang signifikan antara standar Warna Union yang sedang dipergunakan sebagai standar resmi perusahaan.
Standar Warna ASTM Union dispesifikasikan di dalam Analisis Warna Lovibond.  Hal ini menunjukkan bahwa spesifikasi warna standar gelas sudah tidak tepat.   Warna ASTM Union dibuat satu seri Master Standar Gelas.   Standar ini dipercayakan kepada perusahaan yang telah mendapat ijin untuk membuat kolorimeter ASTM Union.
Terdapat korelasi antara Master Standar Union Color dan skala Warna ASTM secara spectrometer diberikan pada gambar Korelasi antara skala warna ASTM  dan warna ASTM Union.   Spesifikasi untuk skala Warna ASTM membatasi variasi maksimum dalam warna menjadi kira-kira ( 0,1 warna. Variasi pada Skala Warna Union yang diketahui ada sampai sebesar 0,5 warna.

a. Ruang Lingkup.
Metode uji ini meliputi penetapan warna berbagai produk minyak bumi seperti minyak lumas, minyak pemanas, minyak diesel, dan lilin minyak bumi.
Metode uji ini melaporkan hasil yang dinyatakan sebagai “Warna ASTM”.

b. Ringkasan Metode Uji
Contoh cair diletakkan dalam tabung uji dan disinari dengan sumber cahaya, kemudian warnanya dibandingkan dengan piringan gelas berwarna standar yang nilainya berkisar dari 0,5 sampai 8,0 Bila warna yang tepat tidak ditemukan, atau warna contoh berada diantara dua warna standar, maka dilaporkan sebagai warna yang lebih tinggi.

c. Signifikansi
Penentuan warna produk minyak bumi digunakan terutama untuk keperluan kontrol pabrik dan suatu ciri mutu yang penting karena warna paling mudah teramati oleh pemakai produk. Dalam beberapa kasus warna bertindak sebagai indikasi dari tingkat kemurnian bahan. Bila kisaran warna produk diketahui, variasi diluar kisaran yang ditentukan dapat merupakan indikasi kemungkinan terkontaminasi dengan produk lain. Tetapi, warna tidak selalu menunjukkan mutu produk dan jangan diperlakukan istimewa pada spesifikasi produk.

d.  Interpretasi
    Warna dari bahan bakar minyak solar adalah untuk indikasi kontaminasi baik oleh bahan bakar residu, air ataupun  kotoran padat.  Pada spesifikasi minyak solar warna dibatasi maksimum 3,0 warna ASTM. Oleh sebab itu bila dari hasil pengujian diperoleh warna lebih besar dari 3,0 warna ASTM, maka bahan bakar itu terkontaminasi oleh produk lain, air atau kotoran padatan.

3.3  Pengujian Angka Setana, ASTMD 613
Angka setana (cetane number) adalah sebuah ukuran unjuk kerja penyalaan bahan bakar minyak diesel yang diperoleh dengan membandingkannya terhadap bahan bakar acuan (reference fuels) di dalam mesin uji yang telah distandardisasi. Dalam konteks metode ini, pengertian unjuk kerja penyalaan adalah waktu kelambatan penyalaan bahan bakar sebagai ditetapkan di dalam mesin uji standar pada kondisi tertentu dalam hal kecepatan aliran bahan bakar, waktu injeksi, dan rasio kompresi. Kompresi rasio adalah perbandingan volume ruang pembakaran termasuk ruang pembakaran awal (precombustion) dengan piston pada titik mati bawah terhadap volume dengan piston pada titik api atas.
Kelambatan penyalaan (delay ignition) adalah periode waktu dinyatakan dalam derajad sudut putaran gardan antara bahan bakar mulai diinjeksikan dan bahan bakar mulai menyala. Waktu injeksi adalah waktu awal dalam satu siklus pembakaran diukur dalam derajad putaran gardan dimana bahan bakar diinjeksikan ke dalam ruang bakar.    
Dikatakan angka setana karena dari hasil pengujian diperoleh angka pada mesin CFR No.F5 yang menunjukkan sifat kelambatan pembakaran dari bahan bakar. Makin tinggi nilai angka setana, menunjukkan bahwa bahan bakar mutunya makin tinggi, sebab semakin pendek kelambatan pembakaran. Ini berarti jumlah bahan bakar yang digunakan semakin sedikit sehigga mesin mempunyai efisiensi tinggi.   Karena itu angka setana yang tinggi memberikan kenaikkan tekanan yang cepat dan tekanan maksimum yang rendah, sehingga mengurangi suara pembakaran.
Pada mesin CFR No. F5 angka setana ditentukan dengan menggunakan persen volume campuran dari n-setana (heksa dekana) dan hepta metil nonana.
Dirumuskan :
              angka setana   =   (% vol n – setana)  +  0,15 (% vol hepta metil nonana

a.   Ruang Lingkup.
Metode uji ini digunakan untuk penetapan kemampuan bahan bakar diesel dinyatakan dalam term dari sebuah skala angka setana dengan menggunakan standar silinder tunggal, siklus empat langkah, kompresi rasio yang bervariasi, mesin diesel injeksi tak langsung.  
Skala angka setana mencakup kisaran dari nol (0) sampai 100, tetapi tipikal pengujian angka setana dalam kisaran 30 – 65.

b. Ringkasan Metode Uji
     Metode ujian ini dilakukan dengan menggunakan mesin CFR F5, prinsipnya adalah dengan membandingkan karaktersitik pembakaran di dalam mesin uji dengan campuran bahan bakar acuan yang angka setananya diketahui pada kondisi operasi standar. Dilakukan dengan menggunakan prosedur bracking handwheel dimana kompresi rasio dari contoh divariasi dan angka setana contoh diperoleh dengan interpolasi dari dua acuan bahan bakar bracking dinyatakan sebagai kelambatan pembakaran spesifik dalam term pembacaan roda tangan (handwheel).

Perhitungan

Hitung pembacaan handwheel rata–rata untuk contoh dan masing–masing bahan bakar acuan
Hitung angka setana dengan cara interpolasi dari rata–rata pembacaan handwheel yang sebanding dengan angka setana bracketing campuran bahan bakar acuan dengan persamaan :
CNs  = CNLRF + ( HWs – HWLRF) (CNHRF – CNLRF) (HWHRF – HWLRF)
dimana :
CNs  = angka setana Contoh
CNLRF = angka setana Bahan Bakar Acuan rendah
CNHRF = angka setana Bahan Bakar Acuan tinggi
HWs = pembacaan handwheel Contoh
HWLRF = pembacaan handwheel Bahan Bakar Acuan rendah
HWHRF = pembacaan handwheel Bahan Bakar Acuan tinggi
Tidak dibenarkan menggunakan persent volume campuran bahan bakar acuan dikonversi ke persen angka setana
Laporan
Laporan dinyatakan sebagai Angka Setana
Bila contoh sebelum diuji disaring, dalam laporan diberi keterangan
Laporkan nilai angka setana dengan ketelitian satu angka dibelakang koma. Bila diperoleh  angka kedua dari dua angka dibelakang koma adalah 5, lakukan pembulatan seperti contoh berikut ; 35,55 dan 35,65 menjadi 35,6.

c.   Signifikansi

Angka setana adalah ukuran karakteristik pembakaran dari bahan bakar diesel dalam mesin pembakaran kompresi
Pengujian ini digunakan oleh pabrik mesin, kilang minyak dan pemasaran, dan dalam komersial sebagai ukuran spesifikasi utama yang berhubungan antara bahan bakar dan mesin. Angka setana ditetapkan pada kecepatan tetap di dalam sebuah ruang bakar awal (precombustion) jenis mesin penguji pembakaran kompresi  Pengujian ini mungkin dapat digunakan untuk bahan bakar bukan konvensional seperti misalnya bahan bakar sintetis, minyak tumbuhan, dan lainnya.
d.   Interpretasi
     
Pada spesifikasi minyak solar ditetapkan nilai angka setana yaitu minimum 45.
Bila diperoleh angka setana di atas 45, berarti bahan bakar solar mempunyai angka setana tinggi. Makin tinggi angka setana makin pendek kelambatan pembakaran. Makin pendek kelambatan pembakaran makin sedikit jumlah bahan bakar yang terdapat di dalam ruang pembakaran, ini akan memberikan kenaikkan tekanan yang cepat dan tekanan maksimum yang rendah, sehingga mengurangi suara pembakaran. Karena jumlah bahan bakar dalam ruang pembakaran sedikit maka akan meningkatkan efisiensi mesin dan tenaga yang dihasilkan.
Bila lebih kecil dari 45, berarti bahan bakar solar mempunyai angka setana rendah, maka makin banyak jumlah bahan bakar yang terdapat dalam ruang pembakaran mesin. Akibatnya menurunnya tekanan yang cepat sehingga menimbulkan suara pembakaran, tidak efisien baik untuk bahan bakar maupun tenaga yang dihasilkan. 

3.4  Pengujian Calculated Cetane Index, ASTMD 976

     Calculated Cetane Index (CCI) adalah suatu cara untuk memprediksi nilai angka setana dari minyak solar dengan menggunakan suatu rumusan. Rumusan perhitungan ini tidak dapat digunakan untuk bahan bakar yang mengandung aditif yang menunjukkan kecenderungan menaik dan juga tidak dapat digunakan untuk senyawa hidrokarbon murni, bahan bakar sintetis misalnya shale oil dan tar sands, alkilat atau produk–produk coal–tar.  Data yang diperlukan untuk perhitungan adalah API gravity ASTMD 1298 atau ASTMD 287, distilasi ASTMD 86 dan density pada 15oC ASTMD 1298. Disamping itu calculated cetane index untuk bahan bakar distilat dapat diturunkan secara konvensional dengan menggunakan kar (nomograf).

a. Ruang Lingkup.
Perhitungan indek setana dinyatakan dengan rumusan yang secara langsung sebagai prediksi angka setana ASTM dari bahan bakar distilat dari API gravity dan titik didih tengah (mid boiling point). Nilai indeks sebagai hitungan dari rumusan dinyatakan term Perhitungan Indeks Setana (Calculated Cetane Index).
Calculated Cetane Index bukan sebuah opsional metode untuk menyatakan angka setana ASTM. Ini hanya merupakan kelengkapan alat untuk prediksi angka setana.
Rumusan Calculated Cetane Index secara khusus digunakan untuk bahan bakar straight run, produk katalitik kraking dan campuran dari keduanya.

b.   Persamaan untuk Perhitungan Indeks Setana (Calculated Cetane Index)

Perhitungan Indeks Setana ditetapkan dari persamaan berikut :

CCI  =  – 420,34 + 0,016 G2 + 0,192 G log M + 65,01 (log M)2 – 0,0001809 M2
atau
CCI  =  454,74 – 1641,416 D + 774,74 D2 – 0,554 B + 97,803 (log B)2
    
dimana :

G = API gravity, ditetapkan dengan metode uji D 287 atau D 1298
M = suhu mid boiling, oF , ditetapkan dengan metode uji D 86 dan terkoreksi terhadap tekanan barometer standar
D = Density pada 15oC, g/mL, ditetapkan dengan metode uji D 1298
B = Suhu mid boiling , oC, ditetapkan dengan metode uji D 86 dan terkoreksi terhadap tekanan barometer standar

Nilai Calculated Cetane Index (CCI) untuk bahan bakar distilat mungkin secara konvensional ditetapkan dengan menggunakan kar (lihat gambar nomograp) jarang digunakan dari pada dengan menggunakan persamaan.

c. Signifikansi
     CCI digunakan sebagai alat untuk memprediksi angka setana ASTM apabila tidak didapatkan pengujian dengan menggunakan mesin. Ini digunakan sebagai pendekatan angka setana bila jumlah contoh sangat sedikit untuk sebuah pengujian angka setana. Dalam hal ini angka angka setana dari bahan bakar dapat secepatnya diperoleh, indeks dapat digunakan sebagai angka setana terhadap contoh bahan bakar yang berasal dari  pabrik yang tidak mengalami perubahan.

d.  Interpretasi
    Dalam spesifikasi CCI ditetapkan nilainya minimum 48.
Bila diperoleh CCI di atas 48, berarti bahan bakar solar mempunyai angka setana tinggi. Makin tinggi CCI bahan bakar makin pendek kelambatan pembakaran. Makin pendek kelambatan pembakaran makin sedikit jumlah bahan bakar yang terdapat di dalam ruang pembakaran, ini akan memberikan kenaikkan tekanan yang cepat dan tekanan maksimum yang rendah, sehingga mengurangi suara pembakaran. Karena jumlah bahan bakar dalam ruang pembakaran sedikit maka akan meningkatkan efisiensi mesin dan tenaga yang dihasilkan.
Bila lebih kecil dari 48, berarti bahan bakar solar mempunyai CCI rendah, maka makin banyak jumlah bahan bakar yang terdapat dalam ruang pembakaran mesin. Akibatnya menurunnya tekanan yang cepat sehingga menimbulkan suara pembakaran, tidak efisien baik untuk bahan bakar maupun tenaga yang dihasilkan. 

3.5  Pengujian Viskositas Kinematik, ASTMD 445
Viskositas dinamik adalah perbandingan antara tegangan geser yang diberikan dan kecepatan geser suatu cairan
Viskositas dinamik kadang-kadang disebut koefisien viskositas dinamik atau  lebih sederhana disebut viskositas. Jadi viskositas dinamik adalah ukuran tahanan untuk mengalir atau perubahan bentuk dari suatu cairan. Istilah viskositas dinamik juga dapat digunakan dalam suatu konteks yang berbeda untuk menunjukkan suatu kuantitas yang tergantung frekwensi dimana tegangan geser dan kecepatan geser mempunyai ketergantungan terhadap waktu sinusoidal. Viskositas kinematik adalah tahanan cairan untuk mengalir  karena gaya berat. Untuk aliran gaya berat pada suatu ketinggian hidrostatik tertentu, ketinggian tekanan suatu cairan proporsional dengan kerapatannya, (. Untuk setiap viskometer tertentu, waktu alir dari volume tetap suatu cairan berbanding langsung dengan viskositas kinematiknya, (, dimana ( = (/(, dan ( adalah koefisien viskositas dinamik.

a. Ruang Lingkup
Metode uji ini menggariskan suatu prosedur untuk penetapan viskositas kinematik, (, produk minyak bumi cair, baik yang transparan maupun yang gelap, dengan mengukur waktu yang diperlukan oleh sejumlah cairan untuk mengalir dengan gaya berat melalui suatu viskometer kapiler gelas yang telah dikalibrasi. Viskositas dinamis, (, dapat diperoleh dengan cara mengalikan viskositas kinematik terukur dengan kerapatan, (, cairan.
Hasil yang diperoleh dari metode uji ini tergantung pada perilaku contoh dan dimaksud- kan untuk aplikasi pada cairan dimana tegangan geser dan kecepatan geser sebanding (perilaku aliran Newtonian). Tetapi jika, viskositas bervariasi secara nyata dengan kecepatan geser, dapat diperoleh hasil yang berbeda dari viskometer-viskometer dengan diameter kapiler yang berbeda. Prosedur dan nilai ketelitian untuk bahan bakar residu, yang pada beberapa kondisi memperlihatkan perilaku non-Newtonian, juga tercakup.
Kisaran viskositas kinematik yang dicakup dengan metode uji ini adalah dari 0.2 sampai dengan 300.000 mm2/detik pada semua suhu.

b. Ringkasan Metode Uji
Sejumlah volume contoh yang terukur dalam kapiler viskometer yang sesuai direndam dalam bath viscositydengan suhu konstant 100 oF selama 30 menit, kemudian dialirkan. Waktu diukur untuk volume cairan tertentu contoh di atas yang mengalir di bawah gaya berat lewat kapiler viskometer yang telah dikalibrasi pada suatu “driving head” yang reprodusibel dan pada suhu yang diketahui dan terkontrol dengan baik. Viskositas kinematik adalah hasil pengukuran waktu alir dan viskosimeter tetap yang terkalibrasi.

Perhitungan
1. Hitung viskositas kinematik, (, dari waktu alir yang diukur, t, dan konstanta viskometer, C, dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
( = C t    
dimana:
v    = viskositas kinematik, mm2/detik
C    = konstanta  dari viskometer  yang dikali-brasi, (mm2/detik)/detik, dan
t     = waktu alir rata-rata, detik
2.  Hitung viskositas dinamik, (, dari viskositas kinematik, (, dan kerapatan, (, dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
(   =   ( x ( x10 –3      ................... ( 3 )
dimana:
(  = viskositas dinamik, mPa.detik
( = density, kg/m3, pada  suhu   yang sama yang digunakan untuk penetapan viskositas kinematik, dan
(  = viskositas kinematik, mm2/detik
Density dari contoh dapat ditetapkan pada suhu uji penetapan viskositas kinematik dengan metode yang sesuai seperti Metode Uji D 1217, D1480 atau D 1481
Laporan
Laporkan hasil uji viskositas kinematik atau viskositas dinamik, atau keduanya, dalam empat angka nyata, bersama suhu uji

c. Signifikansi
Kebanyakan produk-produk minyak bumi dan beberapa material bukan minyak bumi, digunakan sebagai pelumas, dan operasi yang benar dari peralatan tergantung pada kesesuaian viskositas cairan yang digunakan. Disamping itu, viskositas dari kebanyakan bahan bakar minyak penting untuk keperluan estimasi kondisi optimal penyimpanan, penanganan dan operasional. Dengan demikian, pengukuran viskositas yang tepat penting untuk kebanyakan spesifikasi produk.

d. Interpretasi
Viskositas ini penting untuk diketahui karena berhubungan sifat pemompaan dan sisten injeksi bahan bakar ke ruang bakar mesin. Nilai viskositas pada spesifikasi minyak solar adalah min. 1,6 dan maks. 5,8 cSt. Bila hasil pengujian diperoleh nilai sesuai dengan spesifikasi, tidak mendatangkan masalah pada pemompaan dan pembentukan kabut di ruang bakar mesin. 
Bila hasil pengujian diperoleh nilai kurang dari 1,6 cSt, minyak solar mempunyai viskositas encer berarti banyak mengandung fraksi ringan, sehingga boros dalam pemakaiannya, walaupun kerja pompa ringan.  
Sebaliknya bila hasil pengujian diperoleh nilai lebih besar  dari 5,8 cSt, minyak solar mempunyai viskositas tinggi (pekat)  berarti mengandung fraksi berat, minyak solar sulit untuk dikabutkan, dan kerja pompa berat.
3.6  Pengujian Pour Point, ASTMD 97
Pour point (titik tuang) adalah suhu terendah dimana bahan bakar minyak masih dapat mengalir dengan sendirinya pada kondisi pengujian. Kemudahan mengalir minyak solar dipengaruhi oleh komposisi hidrokarbon dalam bahan bakar itu. Kegagalan untuk mengalir pada titik tuang umumnya berhubungan dengan kandungan lilin dari minyak; tetapi dapat juga karena pengaruh  viskositas minyak yang sangat kental. Bahan bakar yang banyak mengandung parafin (lilin) akan lebih mudah membeku dibanding dengan bahan bakar kandungan parafinnya rendah. Struktur lilin yang berhubungan dengan pendinginan minyak, dapat diatasi dengan cara diberi tekanan yang relatif kecil

a. Ruang Lingkup
Metode uji ini dimaksudkan digunakan untuk produk minyak bumi. Prosedur  ini cocok untuk minyak hitam, minyak silinder dasar dan minyak bakar non distilat. Prosedur untuk pengujian sifat alir dari minyak bakar residu pada suhu tertentu, dlakukan dengan menggunakan tabung U ukuran 12,5 mm pada tekanan 152 mm Hg, yang mengalir 2 mm dalam 1 menit.

b.  Ringkasan Metode Uji
Sejumlah volume contoh dalam jar test dipanaskan dalam penangas sampai 115 oF, kemudian dibiarkan di udara terbuka sampai suhunya 90 oF. Selanjutnya didinginkan dalam alat pendingin dan setiap penurunan suhu 5 oF (3oC) diangkat dan dilihat sifat pengalirannya. Bila sudah tidak mengalir lagi maka suhunya dicatat dan ditambah 5oF (3oC) dan dilaporkan sebagai Pour Point

c. Signifikansi
Titik tuang minyak merupakan petunjuk temperatur terendah dari penggunaannya untuk pemakaian tertentu.
    Pengujian kemungkinan digunakan sebagai prosedur “go-no-go” untuk keadaan operasional dimana hal ini dibutuhkan untuk memastikan sifat alir minyak di bawah kondisi yang ditentukan dalam penerimaan.       
    Pengujian ini digunakan untuk  kondisi pemompaan, dimana minyak diharapkan mengalir melalui pipa 12 mm sedikit di bawah tekanan pada suhu yang ditentukan.
    Pengujian ini digunakan untuk menentukan sifat alir bahan bakar dalam keadaan dingin.

d. Interpretasi

    Pour point adalah suhu terendah dimana bahan bakar masih dapat mengalir. Sifat ini memberikan indikasi tentang sifat pemompaan pada suhu rendah. Nilai pour point untuk minyak solar sesuai dengan spesifikasi maksimum 18 oC. Bila hasil pengujian lebih besar dari 18 oC,   berarti minyak solar mempunyai nilai pour point tinggi. Dalam minyak solar ini mengandung komponen parafin (lilin), sehingga pada suhu pengkabutan dihasilkan kristal – kristal lilin. Ini akan memberikan indikasi tentang suhu pada saat dimana akan terjadi penyumbatan saringan oleh kristal lilin. Minyak solar yang baik mempunyai Pour point 8 –  10 oC di bawah titik kabut.


3.7  Pengujian Kandungan Sulfur, ASTMD 1552

Senyawaan sulfur dalam minyak bumi dan produknya banyak sekali jenisnya, antara lain hidrogen sulfida (H2S), merkaptan (RSH), sulfida (RSR), disulfida (RSSR), siklo sulfida (CH2)5S, alkil sulfat (R2SO4), asam sulfonat (RSO2OH), sulfoksida (RSOR), sulfona (RSO2R), tiofena (C4H4S) dan benzotiofena (C8H6S). Oleh sebab itu dalam pengujiannya dikatakan sebagai sulfur jumlah. Sulfur dalam bahan bakar minyak dapat meyebabkan bau yang tak menyenangkan, ikut membentuk gum dan sludge dalam penyimpanan, dan dalam pembakaran akan menimbulkan asap dan menyebabkan korosi. Tidak semua akibat sulfur merugikan. Sulfur yang ada dalam aditif bersifat sebagai penghambat oksidasi (oxidation inhibitor) dalam minyak lumas, sementara ada senyawa sulfur yang bertindak penghambat korosi dalam lumas gear atau sebagai extreem pressure properties untuk cutting oil. 

a.   Ruang Lingkup

    Metode uji ini mencakup tiga prosedur untuk penetapan sulfur jumlah (total sulfur) dalam produk minyak bumi meliputi minyak lumas yang mengandung aditif, dan dalam aditif pekat. Metode uji ini digunakan untuk contoh–contoh yang mempunyai titik didih di atas 177oC (350oF) dan mengandung Sulfur tidak kurang dari  0,06 % massa. Dua dari tiga prosedur menggunakan deteksi Jodat, dimana pirolisisnya satu menggunakan dapur induksi (induction furnace), yang lain menggunakan dapur resistansi (resistance furnace). Prosedur yang ketiga menggunakan detekasi IR dengan pirolisis dapur resistansi.
    Metode uji ini dapat digunakan untuk analisis Sulfur dalam Petroleum Coke dengan  kandungan Sulfur di atas 8% massa.

b.   Ringkasan Metode

    Sistem Deteksi Jodat.
Sampel dibakar dalam aliran gas oksigen pada suhu tinggi untuk mengubah kira–kira 97 % Sulfur menjadi SO2. Disini menggunakan suatu faktor standardisasi agar diperoleh hasil yang akurat. Gas SO2 sebagai hasil pembakaran dialirkan ke dalam suatu absorber yang berisikan larutan asam kalium jodida (KJ asam) dan indikator amilum. Warna biru tipis larutan absorber dijaga tetap yaitu dengan meneteskan larutan standar kalium jodat (KJO3). Selama proses pembakaran, gas SO2 yang terbentuk dialirkan lewat absorber. Dengan mengalirnya gas SO2 ini akan menyebabkan lunturnya warna biru, sehingga selama gas SO2 mengalir, warna biru awal dijaga tetap seperti warna biru awal yaitu dengan meneteskan larutan standar KJO3 sampai contoh habis terbakar. Banyaknya larutan standar KJO3 yang digunakan pada titrasi selama pembakaran menunjukkan jumlah Sulfur yang terkandung dalam contoh. 
Sistem Deteksi IR

Contoh dibakar dalam perahu keramik khusus yang kemudian ditempatkan dalam dapur pembakaran (combustion furnace) pada 1317 oC (2500 oF) dalam aliran gas oksigen atmosfer. Kandungan sulfur dalam contoh terbakar menjadi SO2 yang kemudian diukur dengan detektor Inframerah setelah kandungan air (kelembaban) dan abu dihilangkan dengan sebuah trap. Perhitungan % massa. Sulfur dilakukan oleh suatu mikroprosesor dengan menggunakan faktor sinyal detektor dan faktor kalibrasi awal kemudian dicatat oleh printer. Faktor kalibrasi ditetapkan dengan menggunakan standar bahan yang hampir sama dengan contoh yang dianalisis.

c.  Signifikansi
    
Pengujian ini dimaksudkan untuk memantau tingkat kandungan Sulfur dalam berbagai macam produk minyak bumi dan aditif. Dengan mengetahui tingkat kandungan sulfur dapat digunakan untuk memprediksi unjuk kerja suatu produk, penanganan atau mengetahui sifat– sifar suatu umpan untuk proses pengolahan. Dalam beberapa hal keberadaan senyawaan sulfur dapat memberikan informasi terhadap mutu suatu produk, dan dilain hal senyawaan sulfur akan merugikan peralatan proses atau penggunaan produk.

d.  Interpretasi

Dalam spesifikasi minyak solar nilai kandungan sulfur (sulphur content) maksimum 0,5 % massa. Bila dari hasil pengujian diperoleh kandungan sulfur lebih besar dari 0,5 % massa, akan menyebabkan penurunan nilai kalor bahan bakar. Disamping menyebabkan pencemaran udara dan menaikkan sifat korosifitas pada gas buang.  Tidak ada hubungan antara tingkat korosifitas dengan besarnya nilai kandungan total sulfur.


3.8  Pengujian CCR (10 % vol. Bottom), ASTMD 189

Residu karbon (carbon residue) adalah residu yang terbentuk dari penguapan dan degradasi panas dari suatu bahan yang mengandung karbon. Dibedakan antara residu karbon dan coke. Residu karbon tidak seluruhnya karbon sedang coke berasal pengubahan karbon karena proses pirolisis. Terdapat hubungan antara residu karbon dan API gravity minyak dan juga konstituen aspaltik. Untuk residu karbon (% massa) tinggi, makin tinggi pula kandungan aspaltik (% massa), berarti minyak tersebut tidak mudah menguap (non volatil).   Pengujian residu karbon digunakan untuk evaluasi karakteristik deposit oleh karbon dalam peralatan jenis pembakaran minyak (oil burning) dan mesin internal combustion. 
Umumnya minyak solar yang diberi aditif alkil nitrat, misalnya amil nitrat, heksil nitrat, atau oktil nitrat mempunyai nilai residu karbon tinggi. Kandungan alkil nitrat  dapat dideteksi dengan metode ASTMD 4046.

a.   Ruang Lingkup

Metode uji ini mencakup penetapan dari jumlah residu karbon yang tertinggal setelah penguapan dan pirolisis dari minyak, dan diperlukan untuk suatu indikasi pembentuk coke. Metode uji ini digunakan secara umum  untuk produk minyak bumi relatif non volatil dimana sebagian terurai pada distilasi tekanan atmosfer. Produk minyak yang mengandung konstituen pembentuk abu sebagai ditetapkan dengan Metode Uji D 482 atau Metode IP 4 untuk residu karbon tinggi akan diperoleh suatu kesalahan, tergantung jumlah abu yang terbentuk.     

b.  Ringkasan Metode

Contoh yang hendak diuji kandungan residu karbonnya terlebih dahulu didistilasi, kemudian diambil 10 % residu (sisa penguapan). Ditimbang sejumlah contoh 10 % residu dalam krusibel dan dibakar dalam alat CCR  dengan menggunakan gas oksigen. Residu akan mengalami reaksi perengkahan (cracking) dan reaksi pembentukan coke selama periode waktu tertentu. Akhir dari periode pembakaran, krusibel yang berisi residu karbon didinginkan dalam desikator. Persen residu yang tinggal dihitung  dari jumlah contoh awal, dan dilaporkan sebagai carbon residu Conradson.

Perhitungan

Hitung residu karbon dari contoh atau residu distilasi 10 %  sebagai berikut :

Residu karbon   =    (A x 100) / W


       dimana :
       A      =   berat residu karbon, g
       W      =   berat contoh, g

Laporan
Laporkan nilai yang diperoleh sebagai persen  Residu Carbon Conradson atau sebagai persen Residu Carbon Conradson pada 10 % residu distilasi

c.  Signifikansi

    Nilai residu karbon dari bahan bakar burner sebagai suatu pendekatan kasar kecenderungan bahan bakar itu untuk membentuk endapan (deposit) dalam penguapan burner tipe periuk (pot type) dan tipe lengan (sleeve type).  Umumnya residu karbon dari  bahan bakar diesel yang tidak mengandung alkil nitrat (atau bila ada,  pengujian dilakukan berdasarkan pada bahan bakar tanpa aditif),  mendekati sama dengan deposit yang terdapat pada ruang bakar.
    Nilai residu karbon minyak motor yang mengandung aditif, mengindikasikan sejumlah endapan karbon yang terbentuk di dalam ruang bakar mesin. Misalnya aditif deterjen pembentuk abu mungkin akan menaikkan nilai residu karbon minyak,  akan tetapi secara umum justru mengurangi kecenderungan pembentukan deposit.
    Nilai residu karbon dari gas oil berguna sebagai petunjuk dalam pembuatan gas dari gas oil, demikian juga nilai residu karbon dari residu minyak bumi, minyak lumas dasar, minyak silinder berguna dalam pembuatan minyak lumas. 

d.  Interpretasi

     Nilai residu karbon dalam minyak solar maksimum 0,1 % massa. Bila diperoleh hasil pengujian lebih besar dari 0,1 % massa, terjadi deposit dalam ruang bakar mesin. Terdapatnya deposit dalam ruang bakar mesin menyebabkan panas dalam ruang bakar mesin tidak merata, sehingga pemuaian logam mesin untuk disetiap bagian tidak sama, mengakibatkan rusaknya mesin. Bila terbentuk deposit yang keras akan mempercepat proses keausan logam.
     Disamping itu bila nilai residu karbon lebih besar dari 0,1 % massa, dapat menyumbat lubang penyemprot bahan bakar, sehingga bahan bakar tidak mengalir.

3.9 Pengujian Kandungan Air, ASTM D 95
Keberadaan air di dalam bahan bakar minyak adalah air yang terlarut dalam bahan bakar dan air yang tak terlarut dalam bahan bakar. Air yang tak terlarut (air bebas) dalam bahan bakar dapat dipisahkan dengan cara pengendapan dan selanjutnya penurasan. Terdapatnya air akan menyebabkan turunnya panas pembakaran, busa dan bersifat korosif. Bahan yang mudah menguap yang larut dalam air, bila ada, dapat diukur sebagai air. Bila suhu dingin, air dapat mengkristal sehingga menyumbat saluran bahan bakar atau sarmgan

a.  Ruang Lingkup .
Metode uji ini mencakup penetapan air dalam kisaran 0 sampai 25 % volume dalam produk petroleum, ter, dan bahan bitumen lain dengan metode distilasi.
b. Ringkasan Metode Uji
Bahan yang akan diuji direfluk dengan pelarut yang tidak dapat bercampur dengan air, dimana air dalam contoh akan terdistilasi. Pelarut dan air yang terkondensasi secara kontinyu akan memisah di dalam tabung penangkap, air terkumpul dalam tabung penangkap berskala dan pelarut kembali ke dalam labu didih.

Perhitungan
    Hitung kadar air di dalam contoh sebagai persen berat atau persen volume, sesuai dengan dasar pada saat pengambilan contoh, sebagai berikut :

Air, % (v/v)

=    (Volume air dlm tabung penangkap,mL) – (Air dlm. Pelarut blanko,mL) x 100
    Volume contoh yang di uji, mL


Air, % (v/m)

=    (Volume air dlm tabung penangkap,mL) – (Air dlm. Pelarut blanko,mL) x 100
    Berat contoh yang di uji, g


Laporan
Laporkan hasil sebagai kadar air dengan ketelitian 0.05%, hila menggunakan tabung penangkap berukuran 2 mL, clan dengan ketelitian 0,1 %, hila menggunakan tabung penangkap berukuran 10 mL atau 25 mL dengan menggunakan 100 mL atau 100 g contoh.

c. Signifikansi
    Kandungan kadar air dari produk-produk minyak bumi penting dalam pengolahan, pembelian, penjualan dan pengiriman produk.
    Jumlah air yang ditetapkan dengan metode uji  ini (dengan ketelitian 0.05 % volume) dapat digunakan untuk mengkoreksi volume dalam pengiriman produk petroleum dan bahan bitumen.
    Jumlah air yang diijinkan bila mungkin ditetapkan pada kontrak


d.  Interpretasi
Kandungan air (water content) dalam bahan bakar minyak solar sesuai dengan spesifikasi maksimum 0,05 % massa. Bila kandungan air dalam minyak solar lebih besar 0,05 %, akan menyebabkan gangguan pada penyaringan karena tersumbat oleh air dalam bentuk kristal-¬kristal es. Disamping itu, air merupakan katalisator sehingga mempercepat sifat korosi bahan bakar minyak.

Gambar 3: Hubungan Tabung Penangkap 2 mL dengan Labu Didih Logam

3.10  Pengujian Sedimen Cara Ekstraksi, ASTMD 473

Terdapatnya sedimen dalam bahan bakar minyak dikhawatirkan akan menyumbat    saringan bahan bakar. Disamping itu sedimen dapat membentuk endapan pada sistem injeksi atau ruang pembakaran. Saat bahan bakar minyak terbakar, endapan ini akan membara, menghasilkan endapan (deposit) dalam keadaan dingin.  

a. Ruang Lingkup Metode
Metode uji ini mencakup penetapan sedimen dalam minyak mentah dan minyak bakar dengan cara diekstraksi dengan toluena.

    b. Ringkasan Metode Uji
 Sejumlah berat contoh ditimbang dimasukkan ke dalam thimble yang telah diketahui berat konstannya, kemudian dipanaskan pada alat ekstraksi dan diekstrak dengan menggunakan toluena panas sampai tetesan toluena yang masuk ke dalam thimble sama jernihnya dengan toluena yang menetes keluar dari thimble.  Kemudian thimble dikeringkan dalam oven pada suhu 112 sampai 120 oC selama 1 jam. Dinginkan dan timbang beratnya. Pekerjaan ini dilakukan berulang–ulang sampai terakhir diperoleh berat konstan (selisih dua penimbangan penimbangan tidak lebih dari 0,2 mg).  Berat sedimen adalah selisih berat konstant akhir thimble dikurangi dengan berat konstan thimble sebelum digunakan.

Perhitungan
Hitung massa sedimen sebagai persen dari contoh sebagai berikut :


% massa    =    massa sedimen    x  100
        massa contoh   
   
Laporan
Laporkan hasil pengujian dengan ketelitian 0,01 % sebagai persen massa  sedimen cara ekstraksi. Laporan pengujian mengacu pada Metode Uji D 473 ini sebagai prosedur yang digunakan.
   
    c. Signifikansi
    Pengujian kandungan sedimen dari minyak mentah dan bahan bakar minyak adalah penting untuk keperluan operasi pengolahan dan dalam transaksi pembelian atau penjualan minyak..
   
d. Interpretasi
Sedimen dalam bahan bakar minyak merupakan kotoran sebagai padatan tersuspensi, yang tingkat bahayanya bergantung pada nilai persen massa sedimen itu. Dari spsifikasi minyak solar kandungan sedimen (sediment content) diperbolehkan maksimum 0,01 % massa. Apabila hasil pengujian diperoleh lebih besar dari 0,01 % massa, berarti bahan bakar itu mengandung kotoran tersuspensi sehingga akan menyumbat saringan.


3.11  Pengujian Kandungan Abu, ASTMD 482

Abu dari minyak solar dapat berasal dari senyawaan logam yang larut dalam air, aditif sabun surfaktan sebagai bahan untuk netralisasi asam bahan bakar, atau dari padatan ikutan lain seperti debu dan produk pengkaratan.
Metode uji ini adalah gravimetri yaitu analisis kimia dengan cara pembakaran, pemijaran, pendinginan, dan penimbangan. Karena gravimetri, maka penimbangan  dilakukan sampai diperoleh berat konstan artinya selisih dua penimbangan 0,2 mg.

a. Ruang Lingkup
    Metode uji ini digunakan untuk penetapan abu di dalam kisaran 0,001 – 0,180 % massa, dari bahan bakar distilat dan bahan bakar residu, bahan bakar gas turbin, minyak mentah, minyak lumas, lilin dan produk minyak bumi yang lain, dimana mengandung bahan pembentuk abu, yang umumnya disebabkan oleh kotoran yang tidak dikehendaki atau kontaminan. Metode uji ini dipergunakan untuk produk–produk minyak bumi yang tidak mengandung aditif pembentuk abu, terutama senyawaan fosfat.
b.  Ringkasan Metode Uji
    Sejumlah sampel dimasukkan ke dalam suatu vesel, kemudian dinyalakan dan didiamkan agar terbakar  sampai tinggal abu dan karbon. Residu karbon ini dijadikan abu dengan pemanasan di dalam muffle furnace pada suhu 775 oC, dinginkan dan ditimbang konstan.
c. Signifikansi
    Pengujian kandungan bahan pembentuk abu dalam produk dapat memberikan informasi apakah bahan bakar itu layak atau tidak untuk digunakan. Abu dapat dihasilkan dari minyak atau senyawaan logam yang larut dalam air atau dari padatan ikutan lain seperti debu dan produk pengkaratan.
d. Interpretasi
     Kadar abu diperbolehkan maksimum 0,01 % massa. Bila dalam pengujian diperoleh hasil lebih besar dari 0,01 % massa, ini menunjukkan bahwa abu sebagai sisa pembakaran terdapat ruang bakar, dimana sebagian dapat keluar dan sebagian mungkin tertinggal. Abu yang tertinggal dalam mesin menyebabkan gangguan pada mesin yaitu mempercepat keausan mesin dan pula


3.12   Pengujian Copper Strips, ASTMD 130

Sifat korosif mogas disebabkan oleh sulfur bebas, dan senyawaan sulfur reaktif (terutama merkaptan dan hidrogen sulfida). Senyawaan sulfur ini reaktif terhadap tembaga, menghasilkan noda dari kupri merkaptida yang berwarna merah kecoklatan. Merkaptan diklasifikasikan  atas merkaptan ringan dan merkaptan berat. Bahan bakar yang mengandung merkaptan berlebihan perlu dilakukan treating dengan proses soda washing. Proses ini hanya menghilangkan merkaptan ringan, sedang merkaptan berat tidak hilang oleh proses ini. Pengujian korosif ini sebagai uji kualitatif, sedang uji kuantitatifnya ditetapkan sebagai merkaptan sulfur.


a.   Ruang Lingkup Metode
Metode ini digunakan untuk mendeteksi korosi tembaga dari aviasi gasoline, aviasi turbin, otomotif gasoline, natural gasoline atau hidrokarbon yang mempunyai tekanan uap Reid tidak lebih besar dari 18 psi (124 kPa), solven pencuci, kerosine, minyak diesel, minyak bakar distilat, minyak lumas, dan produk minyak bumi yang penting lainnya.
b.   Ringkasan Metode
Lempengan tembaga yang telah digosok bersih, dicelupkan ke dalam sejumlah sampel dan dipanaskan pada suhu tertentu dan dengan waktu tertentu sesuai dengan sifat dari sampel yang diuji. Pada akhir pengujian lempengan tembaga diambil, dicuci, dan warnanya dibandingkan dengan korosi bilah tembaga standar ASTM (ASTM Copper Strip Corrosion Standards).

Laporan Hasil
Laporan pengujian korosif bilah tembaga adalah salah satu warna ASTM dari warna standar ASTM, sesuai dengan Tabel di bawah ini.

Tabel: Klasifikasi Bilah Tembaga
Klasifikasi    Penandaan    Deskripsi
Bilah gosokan baru       
1    agak kusam    a.
b.    oranye muda, hampir sama dengan bilah gosokan baru
oranye gelap
2    kusam tengah    a.
b.
c.

d.
e.    merah anggur
bungan lavender
multiwarna dengan lavender biru atau perak, atau kedua-duanya
keperak-perakan
warna brass, warna emas
3    kusam gelap    a.

b.
    magenta (merah tua) yang menutupi warna brass
multiwarna dengan merah dan hijau (burung merak), tetapi bukan abu-abu
4    korosi    a.

b.
c.    hitam transparan, abu-abu gelap atau coklat dengan hijau burung merak
grafit atau agak kehitaman
hitam mengkilap atau manik hitam


c.  Signifikansi

Minyak bumi yang mengandung sulfur, umumnya dihilangkan selama proses pengolahan. Bagaimanapun, senyawaan sulfur masih tertinggal dalam produk yang dihasilkan, diantaranya bersifat korosif terhadap berbagai logam. Sifat korosifitas tidak terkait langsung dengan kandungan sulfur jumlah (total sulfur). Sifat korosifitas sulfur bergantung jenis senyawaannya. Pengujian korosifitas bilah tembaga ditujukan untuk mengetahui tingkat korosifitas dari produk minyak bumi.. 

d.  Interpretasi

     Nilai korosi bilah tembaga maksimum warna ASTM No. 1. Bila diperoleh hasil pengujian lebih besar dari ASTM No. 1, bahan bakar minyak bersifat korosif terhadap logam, mengandung senyawaan sulfur dari hidrogen sulfida (H2S), merkaptan (RSH) dan tiofena C4H4S.


3.13  Pengujian Angka Netralisasi, ASTMD 974
        
Angka asam adalah sejumlah basa, dinyatakan dalam miligram kalium hidroksida per gram contoh yang digunakan untuk titrasi contoh sampai titik ekuivalen tertentu.
Dalam metode pengujian ini, titrasi dilakukan dengan menggunakan indikator p–naftolbenzena sampai diperoleh titik ekuivalen berwarna hijau/hijau kecoklatan dalam pelarut campuran toluena – air – iso propil alkohol.
Angka asam kuat (strong acid number) adalah sejumlah basa, dinyatakan dalam miligram kalium hidroksida per gram contoh yang digunakan untuk titrasi air panas hasil ekstrak dari contoh dan air panas,  sampai titik ekuivalen berwarna coklat keemasan dengan menggunakan larutan methyl orange sebagai indikator.
a.   Ruang Lingkup
    Metode uji ini mencakup penetapan konstituen yang bersifat asam atau basa dalam produk minyak bumi dan minyak lumas yang larut atau agak larut dalam campuran toluena dan iso propil alkohol. Metode uji ini digunakan untuk penetapan keasaman atau kebasaan yang mempunyai konstanta disosiasi dalam air lebih besar dari 10–9, sedang asam–asam lemah atau basa–basa yang mempunyai konstanta disosiasi lebih kecil dari 10–9 tidak mengganggu . Garam–garam bereaksi bila konstanta hidrolisis lebih besar dari 10–9.
    Metode ini dapat digunakan untuk mengindikasi perubahan relatif dalam minyak selama digunakan dalam kondisi oksidasi. Meskipun titrasi dibuat dalam kondisi kesetimbangan tertentu, metode ini tidak mengukursifat keasaman absolut atau kebasaan absolut yang dapat digunakan untuk memprediksi unjuk kerja minyak dalam kondisi pelayanan (service conditions). Tidak ada korelasi antara korosi roda (bearing corrosion) dan angka asam atau angka basa diketahui.

b.  Ringkasan Metode

     Untuk penetapan angka asam atau angka basa, contoh dilarutkan dalam campuran toluena dan iso propil alkohol yang mengandung sedikit air, dan hasilnya adalah campuran fase tunggal dititrasi pada suhu kamar dengan larutan standar basa alkoholat sampai titik ekuivalen yang ditunjukkan oleh perubahan warna setelah ditambahkan larutan p–naftolbenzena (oranye dalam larutan asam dan hijau kecoklatan dalam larutan basa). Penetapan angka asam kuat, contoh diekstrak dengan air panas, pisahkan lapisan akuatik  dan ekstrak akuatik ini dititrasi dengan kalium hidroksida dengan menggunakan methyl orange sebagai indikator.
Perhitungan
Hitung angka asam sebagai berikut :
Angka asam, mg KOH/g    =    [ ( A – B ) M x 56,1 ]
        W

       dimana :
A    =    larutan KOH yang diperlukan untuk titrasi contoh, mL
B    =    larutan KOH yang diperlukan untuk titrasi blanko, mL
M    =    molaritas larutan standar KOH
W    =    Berat contoh yang dianalisis, g

    Hitung angka asam sebagai berikut :               
     (a). Bila titrasi blanko dilakukan dengan asam
Angka asam kuat, mg KOH/g    =    [ ( CM + Dm ) x 56,1 ]
        W
       dimana :
C    =    larutan KOH yang diperlukan untuk titrasi ekstrak air, mL
M    =    molaritas larutan standar KOH
D    =    larutan HCl yang diperlukan untuk titrasi blanko, mL
m    =    molaritas larutan standar HCl
W    =    Berat contoh yang dianalisis, g
       (b). Bila titrasi blanko dilakukan dengan basa
       Angka asam kuat, mg KOH/g    =    [ ( C – D ) M x 56,1 ]
        W
       dimana :
C    =    larutan KOH yang diperlukan untuk titrasi ekstrak air, mL
D    =    larutan HCl yang diperlukan untuk titrasi blanko, mL
M    =    molaritas larutan standar KOH
W    =    Berat contoh yang dianalisis, g



Laporan
     Laporkan hasil sebagai angka asam, angka asam kuat dengan dua angka nyata di belakang koma.

c.  Signifikansi
     Berbagai macam produk oksidasi memberikan konstribusi pada angka asam dan asam–asam organik menjadikan sifat korosif bahan bakar.  Oleh sebab itu dikatakan sebagai angka asam jumlah (total acid number), yaitu penjumlahan dari asam anorganik dan asam organik. Tidak ada korelasi antara angka asam dan kecenderungan korosi terhadap logam – logam.

d.  Interpretasi
Berdasarkan spesifikasi minyak solar, nilai angka asam maksimum adalah 0,6 mg KOH/g.
Bila hasil pengujian memberikan nilai  lebih besar dari 0,6 mg KOH/g, menunjukkan bahwa minyak solar bersifat korosif. Dan bila pada pengujian diperoleh bahwa angka asam kuat, menunjukkan bahwa minyak solar mengandung asam kuat, sehingga bahan bakar ini sangat bersifat korosif. 

3.14  Pengujian Titik Nyala PMcc, ASTMD 93
Titik nyala (flash point) adalah suhu terendah terkoreksi pada tekanan barometer 101,3 kPa (760 mm Hg), dimana dengan menggunakan sumber nyala yang menyebabkan uap contoh terbakar pada kondisi pengujian tertentu. Tinggi/rendahnya flash point sangat bergantung pada komponen hidrokarbon dalam bahan bakar. Parafin akan lebih mudah terbakar dari pada olefin, olefin lebih mudah terbakar dari pada naften, dan aromat paling sulit terbakar. Makin tinggi fraksi minyak bumi makin tinggi pula flash pointnya, produk dengan flash point rendah makin mudah mnguap sehingga mudah terbakar. 

a.   Ruang Lingkup

    Metode uji ini mencakup penetapan flash point produk minyak bumi dalam kisaran suhu dari 40–360oC dengan menggunakan peralatan manual Pensky–Martin closed cup atau dengan peralatan otomatik Pensky–Martin closed cup.
    Prosedur A digunakan untuk bahan bakar distilat (minyak diesel, kerosene, heating oil, turbine fuels), minyak lumas baru, dan cairan minyak bumi yang lain yang homogen yang tidak termasuk dalam ruang lingkup B.
    Prosedur B digunakan untuk bahan bakar residu, cutback residue, minyak lumas bekas, campuran minyak cair dengan padat, minyak cair yang cenderung membentuk film dipermukaan pada kondisi pengujian, atau minyak cair yang mempunyai viskositas kinematik tidak bersifat uniform saat dipanaskan dengan cara pengadukan dan dalam kondisi dipanaskan dari prosedur A.
    Metode uji ini digunakan untuk deteksi kontaminasi bahan relatif non volatil atau bahan yang tidak dapat menyala dengan bahan volatil atau bahan dapat menyala.

b.  Ringkasan Metode

     Mangkok uji dari kuningan diisi contoh sampai batas bagian dalam dan ditutup rapat. Kemudian dipanaskan dan diaduk dengan kecepatan tertentu, dengan mengunakan satu dari dua  prosedur (A atau B). Selanjutnya api kecil pencoba dicobakan secara periodik. Pengujian dilakukan pada tiap kenaikkan suhu 1 oC (2oF), suhu terendah pada saat terjadinya sambaran api dicatat sebagai flash point.

c.   Signifikansi
  Suhu flash point adalah satu ukuran kecenderungan bahan bakar minyak untuk menyala dalam campuran dengan udara pada kondisi laboratorium. Flash point ini hanya salah satu sifat dari sejumlah sifat yang lain untuk mengetahui bahaya sifat kemudahan dapat menyala ( flammability) dari bahan bakar.
  Flash point digunakan dalam pengapalan bahan bakar, peraturan keselamatan untuk menentukan sifat kemudahan  menyala dan kemudahan terbakar dari suatu bahan bakar. Nilai flash point dapat digunakan untuk mengklasifikasi bahan sesuai dengan peraturan yang ada.Hasil pengujian flash point digunakan sebagai  elemen dari asesmen resiko api (fire risk) dari sejumlah faktor asesmen bahaya api (fire hazard)..

d.   Interpretasi
Dalam spesifikasi minyak solar, nilai flash point minimum 60 oC.
Bila hasil pengujian diperoleh lebih kecil dari 60 oC, minyak solar saat penyimpanan dan pengapalan/pengangkutan dapat menyala dalam campuran udara pada suhu di bawah 60 o.C. Berarti bahan bakar mempunyai kecenderungan mudah menyala sehingga membahayakan keselamatan selama pengangkutan dan penyimpanan.

3.15 Pengujian Distilasi ASTM, ASTMD 86
Distilasi pada dasarnya adalah menguapkan cairan dengan cara dipanaskan, kemudian uapnya didinginkan untuk menghasilkan distilat
Pengertian - pengertian yang penting dalam suatu distilasi adalah :
a. Initial Boiling Point (IBP) adalah pembacaan termometer pada saat tetesan kondensat    pertama jatuh yang terlihat pada ujung tabung kondenser.
b. Prosen evaporated adalah jumlah persen antara cairan yang diperoleh dan persen yang hilang
c. Persen recovered adalah persen maksimum yang diperoleh dari suatu distilasi, terbaca pada tabung (gelas ukur) penampung distilat.
d.    End point alan Final Boiling Point (FBP) adalah pembacaan suhu maksimum selama distilasi  berlangsung. lni terjadi setelah cairan dalam tabung distilasi teruapkan semua.
    Juga disebut suhu maksimum.

a. Ruang Lingkup
Metode uji ini mencakup distilasi atmosferik dari produk minyak bumi menggunakan unit penangas laboratorium untuk menentukan secara kuantitatif karakteristik kisaran titik didih dari produk-produk minyak bumi, yaitu gasoline alam (natural gasoline), distilat ringan dan distilat tengahan, bahan bakar mesin otomotif penyalaan busi, aviasi gaoline, aviasi turbine, I-D dan 2-D regular dan bahan bakar diesel sulfur rendah, spesial petroleum spirit, nafta, white spirit, kerosine, dan bahan bakar burner grade 1 dan 2.
Metode uji ini didesain untuk pengujian bahan bakar distilat, tidak digunakan untuk produk - produk yang mengandung sejumlah bahan residu.

b. Ringkasan Metode
Contoh sebanyak 100 mL didistilasi pada kondisi standar pengujian. Pembacaan suhu dilakukan pada saat initial boiling point (IBP), 10 % volume distilat, 50 % volume distilat, 90 % volume distilat, dan jumlah volume pada suhu 300 °C.
Gambar: Rangkaian Peralatan Distilasi menggunakan Gas Burner

c. Signifikansi
Sifat volatilitas (distilasi) hidrokarbon rnempunyai pengaruh yang penting untuk keselamatan dan unjuk kerja, khususnya untuk bahan bakar distilat dan solvent. Kisaran titik didih memberikan informasi terhadap komposisi, sifat - sifat dan perilaku bahan bakar minyak selama penyimpanan dan penggunaan.
Volatilitas (kemudahan menguap) adalah faktor pokok yang menentukan kecenderungan campuran hidrokarbon untuk menghasilkan uap yang mudah meledak.

d. Interpretasi
Dalam spesifikasi minyak solar, IBP, 10 % vol. rec., 50 % vol. rec., dan 90 % vol. rec. tidak ada batasan minimum atau maksimum. Pada dasarnya bila sifat penguapan bahan bakar terlalu rendah, bahan bakar sukar untuk diatomisasikan sehingga akan menurunkan tenaga yang dihasilkan. Sebaliknya bila sifat penguapan bahan bakar. terlalu tinggi, bahan bakar mudah untuk diatomisasikan berarti di dalam ruang bakar mesin banyak uap yang dihasilkan sehingga mengakibatkan penurunan tenaga, karena vapor lock dan disamping itu juga dapat menyebabkan terjadinya detonasi.
Juga pengujian distilasi ini mengindikasikan terjadinya kontaminasi bahan bakar itu oleh fraksi yang lebih ringan atau fraksi yang lebih berat. Minyak solar yang mempunyai sifat penguapan terlalu tinggi berarti minyak solar itu kemungkinan terkontaminasi oleh produk kerosine, misalnya terjadinya interface PKS.










Share this article :

0 komentar:

 
Support : Creating Website | Johny Template | Mas Template
Copyright © 2011. Post Modern - All Rights Reserved
Template Created by Creating Website Published by Mas Template
Proudly powered by Blogger