HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembahasan Analisa Arang dari Pelepah Kelapa Sawit
Proses karbonisasi akan menghasilkan arang, untuk mengetahui kualitas arang yang dihasilkan setelah proses karbonisasi yang akan dilanjutkan dengan proses pembriketan maka dilakukan beberapa analisa, seperti analisa moisture content, kadar abu, volatile matter, kadar fixed carbon, dan nilai kalor.
Tabel 4.1 Hasil Analisis Nilai Kalor Arang Pelepah Kelapa sawit Suhu Pembakaran (oC) 400 500 600
Moisture Content 9% 7% 2%
Kadar Abu 2% 3% 11%
Kadar Volatile Matter 29% 24% 18%
Kadar Fixed Carbon 53% 55% 58%
Nilai Kalor (cal/gr) 5120,02 5400,27 5980,21
Yield 27,21% 26,83% 26,11%
4.1.1 Kadar Kelembapan Arang (Moisture Content)
Kadar air adalah jumlah air yang terkandung didalam suatu material (Robert, dkk., 2010). Pengujian kadar air dilakukan berdasarkan ASTM D3173-03-2003.
Gambar 4.1 Hasil Analisis Moisture Content Arang Pelepah Kelapa Sawit dengan Pengaruh Suhu Pembakaran
Berdasarkan gambar 4.1 menunjukkan kadar air arang pada berbagai variasi suhu karbonisasi. Berdasarkan grafik yang diperoleh, kadar air arang mengalami penurunan seiring bertambahnya suhu karbonisasi. Kadar air arang mengalami penurunan disebabkan karena semakin besar suhu karbonisasi maka pori-pori dari arang akan semakin terbuka mengakibatkan lepasnya air yang terdapat didalam bahan (Hartanto dan Ratnawati, 2010). Kadar air berbanding terbalik dengan nilai kalor sehingga penurunan kadar air akan menyebabkan kenaikan nilai kalor (Daniel, 2007).
Kadar air arang yang diperoleh dari hasil penelitian dengan variasi suhu karbonisasi secara berturut-turut yaitu 9%, 7% dan 2%. Hal ini membuktikan bahwa arang akan memiliki kadar air yang semakin rendah apabila suhu pada proses karbonisasi semakin tinggi.
4.1.2 Kadar Abu
Abu adalah zat-zat anorganik yang berupa logam ataupun mineral yang merupakan sisa hasil pembakaran (Vanessa, 2008). Semakin rendah kadar abu maka kualitas briket yang dihasilkan semakin bagus ( Hendra dan Darmawan, 2000).
27
Gambar 4.2 Hasil Analisis Kadar Abu Arang Pelepah Kelapa Sawit dengan Pengaruh Suhu Pembakaran
Berdasarkan gambar 4.2 menunjukkan kadar abu arang pada berbagai variasi suhu karbonisasi. Berdasarkan grafik yang diperoleh, kadar abu arang mengalami kenaikan seiring bertambahnya suhu karbonisasi. Karbon akan habis terbakar dan menyisakan abu yang merupakan hasil sisa pembakaran (Yudanto, dkk., 2013). Keberadaan abu yang berlebihan akan menyebabkan terjadinya penyumbatan pori-pori pada arang sehingga luas permukaan arang menjadi berkurang (Scroder, 2006).
Kadar abu arang yang diperoleh dari hasil penelitian dengan variasi suhu karbonisasi secara berturut-turut yaitu 2%, 3% dan 11%. Hal ini membuktikan bahwa arang akan memiliki kadar abu yang semakin tinggi apabila suhu pada proses karbonisasi semakin tinggi. Kadar abu arang yang tinggi akan menurunkan kualitas arang.
4.1.3 Kadar Volatile Matter
Volatile Matter merupakan zat zat organic yang tersimpan dalam suatu bahan dan dengan pemanasan pada suhu tinggi maka zat ini dapat dihilangkan.
Kadar zat volatil yang terlalu tinggi akan membuat kadar karbon dalam arang hilang sehingga hal ini akan menurunkan kualitas dari arang itu sendiri (Wahyu dan Ronny, 2013).
Gambar 4.3 Hasil Analisis Kadar Zat Volatil Arang Pelepah Kelapa Sawit dengan Pengaruh Suhu Pembakaran
Berdasarkan gambar 4.3 menunjukkan kadar zat volatil pada berbagai variasi suhu karbonisasi. Berdasarkan grafik yang diperoleh, kadar zat volatil arang mengalami penurunan seiring bertambahnya suhu karbonisasi. Kadar zat volatil akan semakin berkurang dengan semakin tingginya suhu karbonisasi (Siahaan, dkk., 2013). Kadar zat mudah menguap berhubungan terbalik dengan pembakaran dimana bila kadar zat menguap tinggi maka lama pembakaran akan semakin kecil namun waktu penyalaan api akan semakin singkat (Wahyu dan Ronny, 2013).
Kadar zat volatil arang yang diperoleh dari hasil penelitian dengan variasi suhu karbonisasi secara berturut-turut yaitu 29%, 24% dan 18%. Hal ini menunjukkan kadar zat volatil semakin menurun seiring dengan kenaikan suhu karbonisasi.
4.1.4 Kadar Fixed Carbon
Kadar karbon merupakan jumlah karbon murni yang terkandung didalam arang. Suhu yang semakin tinggi pada proses karbonisasi sangat berpengaruh pada kualitas arang termasuk kadar karbon (siahaan, dkk., 2013).
29
Gambar 4.4 Hasil Analisis Kadar Fixed Carbon Arang Pelepah Kelapa Sawit dengan Pengaruh Suhu Pembakaran
Berdasarkan gambar 4.3 menunjukkan kadar karbon terikat pada berbagai variasi suhu karbonisasi. Berdasarkan grafik yang diperoleh, kadar karbon terikat arang mengalami kenaikan seiring bertambahnya suhu karbonisasi. Kadar karbon terikat dipengaruhi oleh nilai zat volatil dan kadar abu, semakin tinggi kadar zat volatil dan kadar abu maka kadar karbon terikat akan semakin rendah (Borowski dan Jan, 2013).
Kadar karbon terikat arang yang diperoleh dari hasil penelitian dengan variasi suhu karbonisasi secara berturut-turut yaitu 53%, 55% dan 58%. Hal ini menunjukkan semakin tingginya suhu karbonisasi maka akan meningkatkan kadar karbon terikat yang terbentuk.
4.1.5 Nilai Kalor
Nilai kalor adalah nilai yang menyatakan jumlah panas yang terkandung pada suatu bahan bakar. Nilai kalor merupakan kualitas utama untuk sebuah bahan bakar (Sari, 2011).
Gambar 4.5 Hasil Analisis Nilai Kalor Arang Pelepah Kelapa Sawit dengan Pengaruh Suhu Pembakaran
Berdasarkan gambar 4.3 menunjukkan nilai kalor arang pada berbagai variasi suhu karbonisasi. Berdasarkan grafik yang diperoleh, nilai kalor arang mengalami kenaikan seiring bertambahnya suhu karbonisasi. Kualitas dari arang yang paling utama ditentukan melalui nilai kalornya yang dihitung dengan menggunakan bom calorimeter karena nilai kalorlah yang menjadi acuan apakah arang tersebut layak digunakan sebagai bahan bakar atau tidak. Jika nilai kalor terlalu kecil maka nilai ekonomis dari arang akan semakin kecil dan tidak menguntungkan apabila digunakan sebagai bahan bakar (Sari, 2011).
Nilai Kalor yang diperoleh dari hasil penelitian dengan variasi suhu karbonisasi secara berturut-turut yaitu 5120,02 cal/gr, 5400,27 cal/gr, 5980,21 cal/gr. Nilai kalor sangat erat kaitannya dengan kadar karbon terikat, jika kadar karbon terikat meningkat maka nilai kalor akan semakin meningkat dan sebaliknya jika kadar karbon terikat kecil maka nilai kalor juga akan menurun (Onuegbu, 2011).
31 4.1.6 Yield Pengarangan
Gambar 4.6 Hasil Analisis Nilai Kalor Arang Pelepah Kelapa Sawit dengan Pengaruh Suhu Pembakaran
Yield pengarangan didefenisikan sebagai berat akhir produk setelah pengarangan. Persentase yield ditentukan dari hubungan berat arang setelah karbonisasi dan berat kering awal. Pada penelitian ini yield pengarangan yang diperoleh sebesar 27,21%, 26,83%, dan 26,11% pada masing masing suhu karbonisasi 400,500 dan 600 oC. Penurunan kadar karbon disebabkan karena pada suhu tinggi dan waktu karbonisasi yang lebih lama maka selulosa, hemiselulosa dan lignin akan terurai.
Hasil yield arang sesudah pengarangan menurun seiring dengan meningkatnya suhu karbonisasi. Penurunan yield kemungkinan bukan hanya karena karbonisasi dan volatilitas yang lebih lengkap tetapi juga karena pembakaran yang terjadi pada suhu tinggi.