IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Pengujian Sifat Fisis Briket Arang
Nilai kerapatan diperoleh dengan membandingkan anatara volume briket arang dengan berat briket arang yg dihasilkan. Besar kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan arang penyusun briket arang tersebut (Diah Sundari Wijayanti, 2009). Kerapatan yang tinggi akan menyebabkan pembakaran lebih lama daripada briket kerapatan rendah (Sidiq, 2017). Grafik nilai
Parameter Pengamatan Jenis Bahan Baku Nilai Stdev
Kerapatan
Acacia mangium 0,449 0,016511
Bambu borok 0,463 0,004337
Jambu Eropa 0,436 0,010662
Kadar Air
Acacia mangium 4,238 0,229204
Bambu borok 3,504 1,879977
Jambu Eropa 7,230 0,908949
Keteguhan Tekan
Acacia mangium 0,745 0,26193
Bambu borok 0,603 0,052062
Jambu Eropa 0,589 0,287328
Acacia mangium 0,003076 0,00054
Laju Pembakaran Bambu borok 0,00272 0,00044
Jambu Eropa 0,0027732 0,00018
25 rata-rata kerapatan briket arang yang diperoleh berdasarkan perbedaan jenis bahan baku dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik Nilai rata-rata kerapatan (g/cm3) briket arang berdasarkan jenis bahan baku
Hasil analisis sidik ragam terhdap kerapatan (Tabel 6), dikemukakan bahwa jenis bahan baku pembuatan briket arang memberikan pengaruh nyata terhadap nilai yang dihasilkan. Uji lanjuut Duncan dilakukan untuk mengetahui perbedaan yang dihasilkan, hasil uji lanjut Duncan menunjukkan kerapatan briket arang yang dibuat dengan berbagai jenis bahan baku menunjukkan perbedaan nyata antar perlakuan (Tabel 7). Nilai kerapatan briket arang juga dipengaruhi oleh bahan baku yang digunakan yang akan dijadikan briket arang, semakin tinggi kerapatan bahan baku akan menghasilkan briket arang yang semakin baik. (Sihombing et al. 2020).
Kerapatan yang semakin tinggi akan menyebabkan berkurangnya rongga udara yang ada dalam briket arang sehingga briket mampu menghasilkan hasil bakar yang maksimal (Sihombing et al. 2020). Proses pembautaan briket arang seperti pengempaan juga berpengaruh terhadap kerapatan briket arang yang dihasilkan (Triono 2006). Penambahan perekat yang semakin tinggi menyebabkan air yang terkandung dalam perekat akan masuk dan terikat dalam pori arang, selain itu penambahan perekat yang semakin tinggi akan menyebabkan briket mempunyai kerapatan yang semakin tinggi pula sehingga pori-pori briket semakin kecil dan
0,400 0,410 0,420 0,430 0,440 0,450 0,460 0,470
Acacia mangium Bambu borok Jambu Eropa
Kerapatan (g/cm3)
Jenis Bahan Baku Briket Arang
ASTM 1959 ( 1 g/cm3)
26 pada saat dikeringkan air yang terperangkap di dalam pori briket sukar menguap (Maryono et al. 2013).
Gambar. 5 Kerapatan
Tabel 7. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) perbedaan jenis bahan baku pembuatan briket arang terhadap nilai kerapatan briket arang
Perlakuan Rata-rata N Notasi
Jambu Eropa 0,436±0,0106 5 a
Akasia mangium 0,449±0,017 5 ab
Bambu borok 0,463±0,004 5 b
4.2.2 Kadar Air
Salah satu faktor yang menentukan briket arang memeiliki kualitas yang baik adalah ditunjukkan seberapa besar air yang terkandung pada briket arang.
Tingginya kadar air briket arang akan menurunkan nilai kalor briket arang. Gambar 4 menunjukkan rata rata kadar air briket arang yang dihasilkan, briket arang dengan bahan baku jambu eropa memiliki kadar air yang tinggi. Nilai briket arang berkisar 3,5% - 7,3% Hal ini menunjukkan higroskopis briket arang yang tinggi (Setyawan, 2006).
27 Gambar 6. Grafik nilai rata-rata kadar air (%) briket arang berdasarkan jenis bahan baku
Hasil uji anlisis sidik ragam (Tabel 6) terhadap parameter pengamatan kadar air, memeberikan pengaruh nyata yang memepengaruhi karakteristik beriket arang yang dihasilkan. Hasil uji lanjut Duncan (Tabel 8) bambu borok dan jambu eropa tidak menunjukkan nilai tidak beberbeda nyata dan akasia berbeda nyata dengan dengan yang lainnya. Nilai kadar air briket arang berbahan baku akasia dan bambu borok memenuhi standar ASTM 1959. Kemampuan menyerap air dipengaruhi oleh luas permukaan dan pori-pori arang dan dipengaruhi oleh kadar karbon terikat yang terdapat pada briket tersebut. Dengan demikian semakin kecil kadar karbon terikat pada briket arang, kemampuan briket arang menyerap air dari udara sekelilingnya semakin besar (Earl,1974 dalam Rustini, 2004).
Tingginya kadar air pada serbuk arang kayu disebabkan karena pada briket arang memiliki jumlah pori-pori yang lebih besar, selain kayu yang digunakan masih mengandung komponen-komponen kimia seperti selulosa, lignin hemiselulosa dan pati (Kahariayadi, 2015). Rahmadani (2017) mengemukakan bahwa untuk menghasilkan arang balok yang mudah menyala atau terbakar awalnya, kadar airnya harus rendah untuk menghasilkan nilai kalor yang tinggi.
Kadar air yang tinggi pada arang akan menyebabkan waktu yang lebih lama untuk menghilangkan kadar airnya, akan membuat arang membutuhkan waktu lebih lama untuk terbakar, karena panas yang ada akan digunakan untuk menguapkan air terlebih dahulu lalu diikuti dengan pembakaran bahan.
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0
Acacia mangium Bambu borok Jambu Eropa
Kadar Air (%)
Jenis Bahan Baku Briket Arang
ASTM 1959
28 Tabel 8. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) perbedaan jenis bahan baku
pembuatan briket arang terhadap nilai kadar air
Perlakuan Rata-rata N Notasi
Bambu borok 3,504±1,879 5 a
Akasia mangium 4,2400±0,229 5 a
Jambu eropa 7,232±0,908 5 b
Gambar. 7 Pengovenan Kadar Air Gambar.8 Kadar Air 4.2.3 Keteguhan Tekan
Keberhasilan pencampuran antara bahan bau dan perekat terhadap briket arang yang dihasilkan di evaluasi dengan pengujian kuat tekan. Hal ini akan menunjukkan daya tahan seberaapa besar briket arang dapat menahan beban atau kekompakan briket terhadap pecah atau hancurnya briket jika diberikan beban pada briket tersebut (Setyawan, 2006). Nilai keteguhan tekan briket arang semakin tinggi apabila nilai kerapatannya semakin tinggi dan begitu sebaliknya. Keteguhan tekan briket arang merupakan briket untuk memberikan daya tahan atau hancurnya briket jika diberikan beban pada briket tersebut (Putra et al. 2017). Nilai kekuatan tekan briket arang diilustrasikan pada Gambar 9.
29 Gambar 9. Grafik nilai rata-rata keteguhan tekan (kg/cm2) briket arang berdasarkan jenis
bahan baku
Hasil analisis sidik ragam terhadap keteguhan tekan memperlihatkan bahwa jenis bahan baku briket arang tidak memberikan pengaruh nyata (Tabel 6) terhadap nilai keteguhan tekan briket arang. Jenis bahan baku sangat mempengaruhi sifat keteguhan tekan briket arang hasil penelitian ini. Tiap bahan baku memiliki kerapatan berbeda-beda sehingga mengakibatkan nilai keteguhan tekan yang berbeda-beda pula untuk tiap jenis bahan baku briket arang. Bahan baku dengan kerapatan tinggi akan menghasilkan briket dengan nilai keteguhan tekan yang tinggi pula (Hendra 2007). Hendra dan Winarni (2003) menyatakan bahwa tingginya angka kerapatan dan keteguhan tekan pada briket arang dari kayu yang memiliki berat jenis tinggi disebabkan serat kayu yang lebih rapat dan komponan solulosa pada dinding sel lebih banyak.
Gambar.10 Keteguhan Tekan
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
Acacia mangium Bambu borok Jambu Eropa
Kuat Tekan Briket Arang (Kg/cm3)
Jenis Bahan Baku Briket Arang
ASTM 1959 ( 0,062 g/cm3)
30 4.2.4 Laju Pembakaran Briket Arang
Laju pembakaran briket arang dianalisis untuk mengetahui efektifitas dari bahan bakar material. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan dan kelayakan bahan bakar sehingga dapat diaplikasikan secara berkala. Grafik nilai rata-rata nilai kalor briket arang yang diperoleh berdasarkan komposisi bahan baku dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Grafik nilai rata-rata laju pembakaran (g/s) briket arang berdasarkan jenis bahan baku
Hasil uji statistic analisis sidik ragam terhadap nilai laju pembakaran briket arang, dapat dilihat bahwa jenis bahan baku briket arang memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap nilai laju pembakaran briket arang (Tabel 6). Hasil uji lanjut Duncan (Lampiran 3) menunjukkan bahwa jenis bahan baku Acacia mangium memiliki nilai laju pembakaran tertinggi dan menunjukkan nilai yang berbeda nyata dengan berbagai perlakuan. Nilai Laju pembakaran tidak diatur dalam standar ASTM 1959. Salah satu faktor yang mempengaruhi laju pembakaran adalah ukuran partikel, semakin kecil dan halusnya partikel yang digunakan akan mengakibatkan material kan lebih cepat terbakar. Suhu dan kelembaban dan aliran udara berpengaruh terhadap kenaikan laju pembakaran yang akan semakin cepat (Almu et al. 2014).
Proses devolatilisasi diikuti dengan oksidasi bahan bakar padat yang lajunya tergantung pada konsentrasi oksigen, suhu gas, ukuran dan porositas arang (Syamsiro dan Saptoadi, 2004). Kenaikan konsentrasi oksigen dalam gas
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0,0035
Acacia mangium Bambu borok Jambu Eropa
Laju Pembakaran (g/s)
Jenis Bahan Baku Briket Arang
31 menimbulkan laju pembakaran lebih tinggi. Suhu pembakaran yang lebih tinggi dapat menaikkan laju reaksi dan menyebabkan waktu pembakaran menjadi lebih singkat. Demikian pula dengan kecepatan gas yang tinggi pada permukaan dapat menaikkan laju pembakaran bahan bakar padat, terutama disebabkan oleh laju perpindahan massa oksigen ke permukaan partikel yang lebih tinggi (Jamilatun 2008).
Gambar. 12 Laju Pembakaran Briket
Tabel 9. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) perbedaan jenis bahan baku pembuatan briket arang terhadap nilai laju pembakaran
Perlakuan Rata-rata N Notasi
Bambu borok 0,00272±0,000144 5 a
Jambu eropa 0,00277±0,00018 5 a
Akasia mangium 0,00307±0,000154 5 b