BAHAN BAKAR

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

Assalamualaikum wr.wb

Bahan bakar ! kata itu sudah tidak asing lagi di dengar hampir semua orang tahu apa itu bahan bakar mungkin sepengetahuan mereka hanya bahan bakar minyak karena setiap pengendara pasti memerlukan bahan bakar untuk menjalankan kendaraannya tetapi yang kalian perlu tahu pengertian bahan bakar adalah suatu materi apapun yang bisa diubah menjadi energi. Biasanya bahan bakar mengandung energi panas yang dapat dilepaskan dan dimanipulasi. Kebanyakan bahan bakar digunakan manusia melalui proses pembakaran (reaksi redoks) dimana bahan bakar tersebut akan melepaskan panas setelah direaksikan dengan oksigen di udara. Proses lain untuk melepaskan energi dari bahan bakar adalah melalui reaksi eksotermal dan reaksi nuklir (seperti Fisi nuklir atau Fusi nuklir). Hidrokarbon (termasuk di dalamnya bensin

dan solar) sejauh ini merupakan jenis bahan bakar yang paling sering digunakan orang-orang. Bahan bakar lainnya yang bisa dipakai adalah logam radioaktif, bahan bakar juga bermacam-macam tetapi kegunaannya sama yaitu untuk di pakaii :D:D

v  Berdasarkan Jenisnya

Di bawah ini terdapat 3 (tiga)  jenis bahan bakar yaitu :

1.       Bahan bakar padat

2.       Bahan bakar cair

3.       Bahan bakar gas

Bahan bakar padat adalah suatu materi padat yang dapat diubah menjadi energy. Contohnya adalah batubara. Sifat fisik batubara termasuk nilai panas, kadar air, bahan mudah menguap. Sifat kimia batubara tergantung dari kandungan berbagai bahan kimia seperti karbon, hidrogen, oksigen, dan sulfur. Nilai kalor batubara beraneka ragam dari tambang batubara yang satu ke yang lainnya.

Bahan bakar cair (BBM) Minyak (petroleum) berasal dari kata-kata: Petro = rock (batu) dan leaum = oil (minyak)Minyak dan gas sebagian besar terdiri dari campuran molekul carbon dan hydrogen yang disebutdengan hydrocarbons. Minyak dan gas terbentuk dari siklus alami yang dimulai dari sedimentasisisa-sisa tumbuhan dan binatang yang terperangkap selama jutaan tahun. Pada umumnya terjadi jauh dibawah dasar lautan

Bahan bakar Gas tidak jauh beda dengan Bahan bakar cair, gas terbentuk dari siklus alami yang dimulai dari sedimentasi sisa-sisa tumbuhan dan binatang yang terperangkap selama jutaan tahun. Pada umumnya terjadi jauh dibawah dasar lautan. Material-material organik tersebut berubah menjadi minyak dan gas akibat efek kombinasi temperatur dan tekanan di dalam kerak bumi. Kumpulan dari minyak dan gas tersebut membentuk reservoir-reservoir minyak dan gas.

Di bawah ini jenis-jenis bahan bakar gas :

·         Bahan bakar yang secara alami didapatkan dari alam

·         Metan dari penambangan batubara

·         Bahan bakar gas yang terbuat dari bahan bakar padat

·         Gas yang terbentuk dari batubara

·         Gas yang terbentuk dari limbah dan biomasa

·         Dari proses industri lainnya (gas blast furnace)

·         Gas yang terbuat dari minyak bumi

·         Gas hasil penyulingan

·         Gas dari gasifikasi minyak

·         Gas-gas dari proses fermentasi

Bahan bakar bentuk gas yang biasa digunakan adalah gas petroleum cair (LPG), gas alam, gas hasil produksi, gas blast furnace, gas dari pembuatan kokas, dst. Nilai panas bahan bakar gas dinyatakan dalam Kilokalori per normal meter kubik (kKal/Nm3) ditentukan pada suhu normal (20 0C) dan tekanan normal (760 mm Hg). LPG terdiri dari campuran utama propan dan Butan dengan sedikit persentase hidrokarbon tidak jenuh (propilen dan butilene) dan beberapa fraksi C2 yang lebih ringan dan C5 yang lebih berat. Senyawa yang terdapat dalam LPG adalah propan (C3H8), Propilen (C3H6), normal dan iso-butan (C4H10) dan butilen (C4H8). LPG merupakan campuran dari hidrokarbon tersebut yang berbentuk gas pada tekanan atmosfir, namun dapat diembunkan menjadi bentuk cair pada suhu normal, dengan tekanan yang cukup besar. Walaupun digunakan sebagai gas, namun untuk kenyamanan dan kemudahannya, disimpan dan ditransport dalam bentuk cair dengan tekanan tertentu. LPG cair, jika menguap membentuk gas dengan volum sekitar 250 kali. Gas alam merupakan bahan bakar dengan nilai kalor tinggi yang tidak memerlukan fasilitas penyimpanan. Gas ini bercampur dengan udara dan tidak menghasilkan asap atau jelaga. Gas ini tidak juga mengandung sulfur, lebih ringan dari udara dan menyebar ke udara dengan mudahnya jika terjadi kebocoran. Metan merupakan kandungan utama gas alam yang mencapai jumlah sekitar 95% dari volum total. Komponen lainnya adalah Etan, Propan, Pentan, Nitrogen, Karbon Dioksida, dan gas lainnya dalam jumlah kecil. Sulfur dalam jumlah yang sangat sedikit juga ada, Karena metan merupakan komponen terbesar dari gas alam, biasanya sifat metan digunakan untuk membandingkan sifat-sifat gas alam terhadap bahan bakar lainnya.

v  Berdasarkan ketersediaan materinya

·         Bahan bakar tidak berkelanjutan bersumber pada materi yang diambil dari alam dan bersifat konsumtif. Sehingga hanya bisa sekali dipergunakan dan bisa habis keberadaannya di alam. Misalnya bahan bakar berbasis karbon seperti produk-produk olahan minyak bumi.

·         Bahan bakar berkelanjutan bersumber pada materi yang masih bisa digunakan lagi dan tidak akan habis keberadaannya di alam. Misalnya tenaga matahari.

v  Berdasarkan proses terbentuknya

a.       Bahan bakar alamiah ialah bahan bakar yang berasal dari alam. Contoh bahan bakar padat alamiah antara lain : antrasit, batubara bitumen, lignit, kayu api, sisa tumbuhan. Sedangkan bahan bakar gas alamiah misalnya: gas alam dan gas petroleum.

b.      Bahan bakar non-alamiah Bahan bakar non-alamiah ialah bahan bakar yang tidak berasal dari alam atau buatan manusia. Contoh dari bahan bakar padat non-alamiah antara lain: kokas, semi-kokas, arang, briket, bris, serta bahan bakar nuklir. Sedangkan bahan bakar cair non-alamiah antara lain: bensin atau gasolin, kerosin atau minyak tanah, minyak solar, minyak residu, dan juga bahan bakar padat yang diproses menjadi bahan bakar cair seperti minyak resin dan bahan bakar sintetis. Untuk bahan bakar gas non-alamiah misalnya gas rengkah (atau cracking gas) dan "producer gas". Sumber bahan bakar hayati Contohnya:

o   Biodiesel

Biodiesel dari Minyak nabati, seperti minyak kelapa sawit dan jarak pagar. Digunakan untuk pengganti solar. Biodiesel merupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono-alkyl ester dari rantai panjang asam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin diesel dan terbuat dari sumber terbaharui seperti minyak sayur atau lemak hewan. Sebuah proses dari transesterifikasi lipid digunakan untuk mengubah minyak dasar menjadi ester yang diinginkan dan membuang asam lemak bebas. Setelah melewati proses ini, tidak seperti minyak sayur langsung, biodiesel memiliki sifat pembakaran yang mirip dengan diesel (solar) dari minyak bumi, dan dapat menggantikannya dalam banyak kasus. Namun, dia lebih sering digunakan sebagai penambah untuk diesel petroleum, meningkatkan bahan bakar diesel petrol murni ultra rendah belerang yang rendah pelumas.

o   Bioetanol

Bioetanol dari tanaman yang mengandung pati / gula, seperti sagu, singkong, tebu dan sogum. Digunakan untuk pengganti bensin. Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme.

o   Biooil

Biooil dari minyak nabati (straight vagetable oil) dan Biomass melalui proses pirolisa. Digunakan untuk pengganti minyak tanah.

o   Biogas

Biogas dari limbah cair dan limbah kotoran ternak. Digunakan untuk pengganti minyak tanah. Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik.

Sifat fisik dan kimia bahan bakar :

a.       Batubara

Formula :C137H97O9NS (jenis bituminus)

Unsur utama : Carbon, Hidrogen, dan Oksigen

Warna : Black / Hitam berkilauan

metalik Kandungan : 86% - 98% unsur Carbon.

b.      Arang

Pengertian : Residu hitam berisi karbon tidak murni

Unsur utama : Carbon, Hidrogen, dan Oksigen

Warna : Hitam ringan mudah hancur

Kandungan : 86% - 98% unsur Carbon.

c.       Kayu

Pengertian : Bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan

Terbentuk dari : Akumulasi selulosa dan lignin pada dinding

sel Warna : rata-rata Coklat

Tekstur : Penampilan sifat struktur pada bidang lintang.

d.      Bensin (gasolin)

Pengertian : Campuran cairan yang berasal dari minyak bumi

Penyusunnya : Hidrokarbon

Warna : Kuning bening (cairan)

Berat jenis : 0,71 - 0,77 (719,7 kg/m3)

e.      Kerosin (minyak tanah)

Pengertian : Keros Yunani: lilin, di Swiss sebagai minyak tanah

Jarak lebur : -61 oC - (-26 oC)

Suhu pengapian : 220 oC

Suhu pembakaran : 600 oC.

f.        Diesel

Pengertian : Produk akhir yang digunakan sebagai bahan bakar

Nama lain : Solar

Diciptakan oleh : Rudolf Diesel

Digunakan untuk : mesin diesel

g.       Asetilin

Pengertian : Proses penjelasan secara manual dengan pemanasan permukaan logam yang akan dilas atau disambung sampai mencair oleh nyala gas asetilin melalui pembakaran C2H2 dengan gas O2 dengan atau tanpa logam pengisi.

Terbentuk dari : Campuran karbida ditambah air

Rumus : CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca (OH)2 + kalor.

h.      Blast Furnace Gas

LEL & ULL : 27% dan 75%

Terbentuk dari : Produk samping tanur tiup

Suhu pembakaran : diatas 100 oC

Nilai panas : 93 BTU

i.         Gas Alam

Pengertian : Bahan bakar fosil berbentuk gas

Terbentuk dari : metana (CH4)

Kandungan : terdiri dari etana,propana,butane

Warna : Biru muda atau kuning kemerah-merahan.

j.        Gas Petroleum

Disebut juga : LPG, GPL

Terbentuk dari : Campuran hidrokarbon gas propana dan butane

Nilai kalor : 26,1 kWh/m3

k.       Lignit (batubara muda)

Pengertian : Bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan

komposisi : kandungan C 25-35%, kadar air 66%, abu 6%

Jenis : xyloid lignit dan kompak lignit

Warna : Coklat kehitaman

v  Sumber bahan bakar

Bahan bakar minyak berasal dari minyak bumi dan ada juga yang berasal dari sumber daya hayati. Minyak bumi di peroleh dari dalam perut bumi yang berasal dari sisa-sisa/ fosil hewan-hewan yang terkubur jutaan tahun yang lalu yang telah berubah menjadi minyak. Minyak bumi yang diperoleh dari perut bumi tadi selanjutnya dibawa ke kilang pengolahan. Disana minyak bumi diproses secara bertingkat menghasilkan jenis-jenis bahan bakar tadi. Jenis-jenis bahan bakar yang dihasilkan adalah gas, bensin, minyak tanah, solar, minyak berat (digunakan untuk minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia), dan residu (digunakan untuk bahan bakar mesin pembangkit uap panas, aspal, bahan pelapis anti bocor). Sedangkan bahan bakar minyak yang berasal dari sumbar daya hayati dapat berupa campuran lemak nabati dan hewani seperti biodiesel.

v  Cara produksi bahan bakar

a)      Destilasi kering/pirolisis

Distilasi kering adalah suatu metoda pemisahan zat-zat kimia. Dalam proses distilasi kering, bahan padat dipanaskan sehingga menghasilkan produk-produk berupa cairan atau gas (yang dapat berkondensasi menjadi padatan). Produk-produk tersebut disaring, dan pada saat yang bersamaan mereka berkondensasi dan dikumpulkan. Distilasi kering biasanya membutuhkan suhu yang lebih tinggi dibanding distilasi biasa. Metode ini dapat digunakan untuk memperoleh bahan bakar cair dari batubara dan kayu. Selain itu, distilasi kering juga digunakan untuk memecah garam-garam mineral. Misalnya pemecahan sulfat melalui termolisis, menghasilkan gas sulfur dioksida dan sulfur trioksida yang dapat dilarutkan dalam air membentuk asam sulfat. Pada awalnya, ini adalah cara yang umum untuk memproduksi asam sulfat.

b)      Gelatinasi

Proses pemasakan pati di lakukan  dengan melunakkan dan memecah sel. Dalam proses gelatinasi, bahan baku ubi kayu, ubi jalar, atau jagung dihancurkan dan dicampur air sehingga menjadi bubur, yang diperkirakan mengandung pati 27-30%. Kemudian bubur pati tersebut dimasak atau dipanaskan selama 2 jam sehingga berbentuk gel. Proses gelatinasi tersebut dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu:

a.       Bubur pati dipanaskan sampai 130 oC selama 30 menit, kemudian didinginkan sampai mencapai temperature 95 oC yang diperkirakan memerlukan waktu sekitar 1 jam. Temperatur 95 oC tersebut dipertahankan selama sekitar 1 jam, sehingga total waktu yang dibutuhkan mencapai 2 jam.

b.      Bubur pati ditambah enzyme termamyl dipanaskan langsung sampai mencapai temperatur 130 oC selama 2 jam. Gelatinasi cara pertama, yaitu cara pemanasan bertahap mempunyai keuntungan, yaitu pada suhu 95 oC aktifitas termamyl merupakan yang paling tinggi, sehingga mengakibatkan yeast atau ragi cepat aktif. Pemanasan dengan suhu tinggi (130 oC) pada cara pertama ini dimaksudkan untuk memecah granula pati, sehingga lebih mudah terjadi kontak dengan air enzyme. Perlakuan pada suhu tinggi tersebut juga dapat berfungsi untuk sterilisasi bahan, sehingga bahan tersebut tidak mudah terkontaminasi. Gelatinasi cara kedua, yaitu cara pemanasan langsung (gelatinasi dengan enzyme termamyl) pada temperature 130 oC menghasilkan hasil yang kurang baik, karena mengurangi aktifitas yeast. Hal tersebut disebabkan gelatinasi dengan enzyme pada suhu 130 oC akan terbentuk tri-phenyl-furane yang mempunyai sifat racun terhadap yeast. Gelatinasi pada suhu tinggi tersebut juga akan berpengaruh terhadap penurunan aktifitas termamyl, karena aktifitas termamyl akan semakin menurun setelah melewati suhu 95 oC. Selain itu, tingginya temperature tersebut juga akan mengakibatkan half life dari termamyl semakin pendek, sebagai contoh pada temperature 93 oC, half life dari termamyl adalah 1500 menit, sedangkan pada temperature 107 oC, half life termamyl tersebut adalah 40 menit (Wasito, 1981). Hasil gelatinasi dari ke dua cara tersebut didinginkan sampai mencapai 55 oC, kemudian ditambah SAN untuk proses sakharifikasi dan selanjutnya difermentasikan dengan menggunakan yeast (ragi) Saccharomyzes ceraviseze.

v  Sakharifikasi

Proses penguraian polisarida menjadi gula-gula sederhana seperti glukosa, fruktosa dan galaktosa (Stanbury et al., 1995). Semua proses untuk memproduksi sesuatu menggunakan kultur mikrobia di sebut fermentasi. Sebagian besar fungi merupakan organisme yang dianggap lebih kuat dalam menghasilkan enzim ekstra seluler, termasuk selulase (Gianfreda dan Rao, 2004 yang disitasi oleh Ali Mursyid, 2009). Proses sakarifikasi memerlukan suhu proses berkisar pada 55oC hingga 58oC selama 48 hingga 96 jam. Enzim yang dipergunakan pada proses sakarifikasi adalah enzim amiloglukosidase (1,4 glucan glucohydrolase, EC. 3. 2. 1. 3). Enzim amiloglukosidase mengkatalis pemotongan gugusan glukosa dari ujung non reduksi dari polimer pati menghasilkan glukosa. Enzim amiloglusidase dapat menghidrolisa ikatan ?-1,6 glukosida namun kecepatan reaksinya lambat.

v  fermentasi.

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.

v  Gasifikasi

Suatu proses perubahan bahan bakar padat secara termo kimia menjadi gas, dimana udara yang diperlukan lebih rendah dari udara yang digunakan untuk proses pembakaran. Selama proses gasifikasi reaksi kimia utama yang terjadi adalah endotermis (diperlukan panas dari luar selama proses berlangsung). Media yang paling umum digunakan pada proses gasifikasi ialah udara dan uap. Produk yang dihasilkan dapat dikategorikan menjadi tiga bagian utama, yaitu padatan, cairan (termasuk gas yang dapat dikondensasikan) dan gas permanen. Media yang paling umum digunakan dalam proses gasifikasi adalah udara dan uap. Gas yang dihasilkan dari gasifikasi dengan menggunakan udara mempunyai nilai kalor yang lebih rendah tetapi disisi lain proses operasi menjadi lebih sederhana.

Beberapa keunggulan dari teknologi gasifikasi yaitu :

a.       Mampu menghasilkan produk gas yang konsisten yang dapat digunakan sebagai pembangkit listrik.

b.      Mampu memproses beragam input bahan bakar termasuk batu bara, minyak berat, biomassa, berbagai macam sampah kota dan lain sebagainya.

c.       Mampu mengubah sampah yang bernilai rendah menjadi produk yang bernilai lebih tinggi.

d.      Mampu mengurangi jumlah sampah padat.

e.      Gas yang dihasilkan tidak mengandung furan dan dioxin yang berbahaya.

v  Coal water fuel

Coal Water Fuel (CWF) merupakan bahan bakar campuran antara batubara dan air yang dengan bantuan aditif membentuk suspensi kental yang homogen serta stabil selama penyimpanan, pengangkutan dan pembakaran. Percobaan pembakaran CWF sebagai bahan bakar bertujuan untuk mencari kondisi optimal dan efisien dalam pembakaran, yang selanjutnya dengan menggunakan alat penukar panas, uap panas basah dapat diubah menjadi uap panas kering yang digunakan sebagai pengering di industri tekstil. Metodologi meliputi: menyiapkan dan membuat CWF dari bahan baku batu bara bituminous; modifikasi burner dan tungku pembakaran; evaluasi dan pengamatan kinerja sistem pembakaran CWF dengan menggunakan boiler dan heat exchanger dalam pengeringan bahan tekstil.

v  Likuifaksi

Proses likuifikasi merupakan proses di mana pati dirubah menjadi glukosa, maltosa dan matotriosa dan oligosakarida. Proses likuifikasi memerlukan suhu yang tinggi sehingga enzim yang dipergunakan harus mempunyai kemampuan bekerja pada suhu yang tinggi. Enzim yang biasanya digunakan pada proses likuifikasi adalah enzim ?-amilase. Karakterisitik enzim ?-amilase antara lain memecah pati dari dalam molekul, menghidrolisa ikatan ?-1,4 glukosida pada pati yang telah tergelatinisasi. Hidrolisa amilosa akan menghasilkan dekstrin sedangkan hidrolisa amilopektin menghasilkan oligodakarida dengan jumlah monomer dua hingga enam.

v  Ketersediaan sumber bahan bakar

Ketersediaan sumber bahan bakar minyak, padat maupun gas yang berasal dari fosil sangat terbatas. Karena bergantung pada ketersediaannya di dalam perut bumi, yang proses pembentukannya sangat lama. Sedangkan yang berasal dari sumber daya hayati tingkat ketersediaannya sangat melimpah di muka bumi, ditambah lagi tingkat polusi yang rendah dari residu pembakaran yang terjadi didalam mesin.

v  Kesimpulan

Bahan bakar adalah suatu materi apapun yang bisa diubah menjadi energi. Biasanya bahan bakar mengandung energi panas yang dapat dilepaskan dan dimanipulasi. Jenisnya bermacam - macam, ada yang berupa padat cair dan gas. Yang keseluruhannya bersumber dari sumber daya alam yang ada di bumi, baik yang terbatas yang tidak dapat diperbaharui maupun yang tidak terbatas dan dapat diperbaharui. Dan masing - masing cara mendapatkannya berbeda - beda untuk prosesnya tergantung darimana sumber daya itu berasal atau diperoleh.