Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September sampai bulan Desember 2009 di Laboratorium Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan, sedangkan pengukuran parameter dilakukan di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara ― Laboratorium Teknik Pertanian (untuk pengukuran kadar air), Laboratorim Sentral (untuk pengukuran kadar abu), Laboratorium Ilmu Tanah (untuk pengukuran densitas) ― dan Laboratorim Penelitian Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara (untuk pengukuran nilai kalor).
Bahan dan Alat 1. Bahan
Bahan-bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah tongkol jagung, tepung kanji, dan air sebagai campuran bahan perekat.
2. Alat
Adapun alat yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah drum sebagai tungku pengarangan, lumpang dan alu untuk menumbuk bioarang, shave seckher 20 mesh untuk mengayak arang briket , neraca digital, gelas ukur untuk mengukur banyak air untuk membuat perekat kanji, alat pengaduk untuk mengaduk adonan agar campuran arang dan perekat kanji merata, cetakan briket, oven untuk mengeringkan bahan, desikator untuk mendinginkan bahan dan menjaganya dari kelembapan udara, label nama untuk menandakan sampel dari tiap perlakuan, parr oxygen bomb calorimeter untuk mengukur nilai kalor dari briket yang dihasilkan, tungku pengabuan sebagai tempat untuk proses pengabuan dari pembakaran briket, dan alat tulis untuk pencatatan data dalam penelitian.
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode perancangan percobaan rancangan acak lengkap (RAL) non faktorial, dengan tiga taraf sebagai berikut :
P1 = 5% P2 = 10% P3 = 15%
Dengan (P) adalah komposisi bahan perekat. Model rancangan yang digunakan adalah:
Yij = µ + Ti + Σij Dimana :
Yij = respon atau nilai pengamatan dari perlakuan ke-i dan ulangan ke-j. µ = nilai tengah umum.
Ti = pengaruh perlakuan ke-i.
Σij = pengaruh galat percobaan dari perlakuan ke-i dan ulangan ke-j. Parameter yang diamati:
1. Nilai kalor. 2. Kadar air.
3. Berat jenis (Densitas). 4. Kadar abu.
Prosedur Penelitian
Gbr 1. Diagram alir Penelitian A. Proses pengolahan bahan menjadi tepung arang
1. Tongkol jagung dibersihkan dari kotoran yang terikut kemudian dipotong‐
potong hingga berukuran tidak lebih dari 10 cm. Kemudian bahan dikeringkan
dibawah sinar matahari selam 3 hari.
2. Proses pengarangan tongkol jagung dengan memasukkan bahan ke dalam
tungku pengarangan secara terpisah dan bertahap. Kemudian bahan disulut
dengan api dan dikeluarkan dari tungku pengarangan setelah bahan menjadi
arang. Proses pengolahan bahan menjadi tepung arang Proses pengolahan bahan perekat Proses pencampuran tepung arang dan
bahan perekat Proses Pencetakan briket Pengujian Parameter: 1. Nilai Kalor 2. Kadar air 3 Densitas Analisa Data Mulai Selesai
3. Bioarang hasil pengarangan ditumbuk hingga menjadi tepung arang. Tepung
arang yang telah ditumbuk tersebut kemudian diayak dengan shave seckher
untuk mendapatkan ukuran material yang seragam. Dalam penelitian ini, ukuran
material yang digunakan adalah 20 mesh.
4. Tepung arang tongkol jagung siap dicampur dengan perekat.
B. Proses pencampuran tepung arang dan bahan perekat.
1. Disiapkan campuran perekat (kanji) yang dilarutkan dalam air dengan perbandingan 1 : 4, kemudian dipanaskan.
2. Berat keseluruhan tepung arang dan perekat adalah 50 gram.
3. Ditimbang tepung arang tongkol jagung untuk persentase bahan perekat sebesar 5%. Hal ini dilakukan untuk tiga kali ulangan.
4. Ditimbang tepung arang tongkol jagung untuk persentase bahan perekat sebesar 10%. Hal ini dilakukan untuk tiga kali ulangan.
5. Ditimbang tepung arang tongkol jagung untuk persentase bahan perekat sebesar 15%. Hal ini dilakukan untuk tiga kali ulangan.
6. Setelah ditimbang perbandingan antara serbuk arang tongkol jagung dan perekat, lalu dicampur dalam mangkuk sehingga menjadi satu dan homogen. Diberikan label nama pada tiap adonan sesuai perlakuan.
C. Proses pencetakan briket
1. Dimasukkan bahan briket yang sudah dicampur ke dalam alat pencetak briket
denga kuat tekan 2 ton.
2. Dimasukkan adonan seluruhnya ke dalam cetakan briket yang terletak pada
bagian bawah alat pencetak.
3. Diputar pengunci tabung oli agar tekanannya tidak turun, kemudian dipompa
4. Kemudian dibuka pengunci tabung oli dan briket dapat dikeluarkan dari cetakan.
5. Briket dikeringkan dengan oven pada suhu 60° selama ± 24 jam. Briket yang
dihasilkan kemudian diuji parameternya yaitu kualitas nilai kalor, kadar air, berat
jenis (densitas), dan kadar abu.
Parameter yang Diamati 1. Nilai kalor.
Pengukuran kualitas nilai kalor dilakukan untuk setiap perlakuan pada setiap kali ulangan. Kualitas nilai kalor dapat diukur dengan menggunakan alat parr oxygen bomb calorimeter (kal/gr).
Gbr 2. Parr oxygen bomb calorimeter
Cara pengujian kualitas nilai kalor pada briket bioarang tongkol jagung adalah dengan menimbang bahan sebanyak 0.15 gram dan diletakkan dalam cawan platina dan ditempatkan pada ujung tangkai penyala yang sudah dipasang kawat penyala, kemudian dimasukkan ke dalam tabung bom dan ditutup dengan erat. Oksigen diisikan ke dalam tabung dengan tekanan 30 bar dan dimasukkan kedalam tabung kalorimeter yang sudah diisikan air sebanyak 1250 ml, kemudian ditutup dengan alat pengaduknya. Pengaduk air pendingin dihidupkan selama 5 menit dan dicatat temperatur yang tertera pada termometer. Penyalaan dilakukan dan dibiarkan selama 5 menit, kemudian
dicatat kenaikan suhu pada termometer. Dihitung nilai kalor dengan persamaan:
(∆T - 0,05) x Cv HHV =
4,187 kal/g
Dimana : T1 = Temperatur sebelum pengeboman (0C) T2 = Temperatur setelah pengeboman (0C) HHV = Kualitas nilai kalor (kal/g)
Panas jenis bomb calorimeter (Cv) = 73529.6 (kJ/kg 0C) 0.05 = Kenaikan temperatur kawat penyala (0C) 2. Kadar air
Analisa kadar air bahan dilakukan dengan cara menghitung berat kering oven. Sebelum bahan kering diovenkan, diambil sampel dari setiap perlakuan. Kemudian ditimbang setiap 2 gram di aluminium foil yang telah diketahui berat kosongnya. Dikeringkan di dalam oven selama 3 jam dengan suhu 105C. Lalu didinginkan di dalam desikator selama 15 menit lalu ditimbang. Kadar air dihitung dengan rumus :
Kadar Air = 100%
BeratAwal BeratAkhir BeratAwal
3. Densitas
Perhitungan berat jenis dapat didasarkan pada berat kering tanur, berat basah, dan pada berat kering udara. Sudrajad (1983) menyatakan bahwa berat jenis kayu sangat berpengaruh terhadap kadar air, kadar abu, zat terbang, karbon terikat, dan nilai kalor briket. Dijelaskan juga bahwa briket dengan kerapatan tinggi menunjukkan nilai kerapatan, keteguhan tekan, kadar abu, karbon terikat,
dan nilai kalor yang lebih tinggi dibanding briket dengan kerapatan rendah. Pada penelitian ini pengukuran berat jenis dilakukan pada berat kering udara yang ditentukan dengan rumus:
Berat Briket D = Volume Briket Dimana: D = Densitas (gr/cc) 4. Kadar abu
Penentuan kadar abu dilakukan untuk setiap perlakuan pada setiap kali ulangan. Cara pengujian kadar abu adalah dengan terlebih dahulu memanaskan cawan porselen ke dalam oven dengan suhu 1050C selama 1 jam, didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang. Diletakkan 2 gram bahan ke dalam cawan porselen kemudian dimasukkan ke dalam tungku pengabuan dan dibakar secara perlahan selama 4 jam sampai suhu pembakaran akhir 580 – 6000C sehingga semua karbon hilang. Didinginkan cawan beserta isinya ke dalam desikator kemudian ditimbang untuk mendapatkan berat abu. Besarnya kadar abu dihitung dengan rumus : Kadar Abu = 100% 2 1 W W
Dimana: W1 = Berat abu (gram).