Lampiran 1. Flowchart penelitian
Mulai
Limbah Ampas Teh Sekam Padi
Pengeringan Pengeringan
Pengarangan Pengarangan
Penggilingan Penggilingan
Pengayakan 20 mesh Perekat Tetes
Tebu Pengayakan 20 mesh
Pengeringan
Selesai Analisis data Uji parameter Pencetakan Pengadukan
Limbah ampas teh Pencampuran sesuai
Lampiran 2. Data Pengamatan Kadar Air (%)
Perlakuan Ulangan Total Rataan
I II
K1 7.0 8.6 15.6 7.8
K2 7.8 6.8 14.6 7.3
K3 6.6 6.4 13 6.5
K4 6.0 6.4 12.4 6.2
K5 5.6 6.0 11.6 5.8
Total 33 34.2 67.2
Rataan 6.6 6.84 6.72
Analisis Sidik Ragam Kadar Air
SK DB JK KT Fhit F0,05 F0,01
Perlakuan 4 5.336 1.334 3.403061 tn 5.192 11.392 Galat 5 1.960 0.392
Total 9 7.296 Ket : tn = tidak nyata
* = nyata
Lampiran 3. Data Pengamatan Kerapatan(gr.cm2)
Perlakuan Ulangan Total Rataan
I II
K1 0.633 0.632 1.265 0.6325
K2 0.647 0.644 1.291 0.6455
K3 0.680 0.683 1.363 0.6815
K4 0.690 0.698 1.388 0.694
K5 0.748 0.750 1.498 0.749
Total 3.398 3.407 6.805
Rataan 0.6796 0.6814 0.6805
Analisis Sidik Ragam Kerapatan
SK DB JK KT Fhit F0,05 F0,01
Perlakuan 4 0.017 0.004 483.017 ** 5.192 11.392
Galat 5 0.000 0.000
Total 9 0.017
Ket : tn = tidak nyata * = nyata
Lampiran 4. Data Pengamatan Keteguhan Tekan(kg.cm)
Perlakuan
Ulangan
Total Rataan
I II
K1 1.038 0.778 1.816 0.908
K2 1.038 1.298 2.336 1.168
K3 1.558 1.817 3.375 1.6875
K4 2.077 2.077 4.154 2.077
K5 2.597 2.857 5.454 2.727
Total 8.308 8.827 17.135
Rataan 1.6616 1.7654 1.7135
Analisis Sidik Ragam Keteguhan Tekan
SK DB JK KT Fhit F0,05 F0,01
Perlakuan 4 4.213 1.053 39.024 ** 5.192 11.392
Galat 5 0.135 0.027
Total 9 4.348
Ket : tn = tidak nyata * = nyata
Lampiran 5. Data Pengamatan Nilai Kalor
Perlakuan Ulangan Total Rataan
I II
K1 5799.2796 5523.54 11322.8 5661.41
K2 4569.1293 4744.87 9313.99 4657
K3 4393.3936 4217.66 8611.05 4305.53
K4 4393.3936 3866.19 8259.58 4129.79
K5 3338.9791 3163.24 6502.22 3251.11
Total 22494.175 21515.5 44009.7
Rataan 4498.83504 4303.099 4400.97
Analisis Sidik Ragam Nilai Kalor
SK DB JK KT Fhit F0,05 F0,01
Perlakuan 4 6118173.1 1529543 34.247 ** 5.192 11.392 Galat 5 223313.4 44662.68
Total 9 6341486.5 Ket : tn = tidak nyata
* = nyata
Lampiran 6. Data Pengamatan Kadar Abu
Perlakuan Ulangan Total Rataan
I II
K1 6.0798 5.6722 11.752 5.876
K2 10.4886 10.2672 20.7558 10.3779
K3 15.8231 16.3661 32.1892 16.0946
K4 20.9063 18.5249 39.4312 19.7156
K5 23.1422 22.7664 45.9086 22.9543
Total 76.44 73.5968 150.037
Rataan 15.288 14.71936 15.0037
Analisis Sidik Ragam Kadar Abu
SK DB JK KT Fhit F0,05 F0,01
Perlakuan 4 382.634 95.659 151.303 ** 5.192 11.392
Galat 5 3.161 0.632
Total 9 385.795
Ket : tn = tidak nyata * = nyata
Lampiran 7. Hasil Analisa Briket Arang Jepang, Inggris, Amerika dan Indonesia
Sifat Briket Arang
KualifikasiBriket Arang
Jepang Inggris Amerika Indonesia (SNI)
Kadar air (%) 6-8 3-4 6 7,57
Kadar abu (%) 3-6 8-10 18 5,51
Kadar zat menguap (%) 15 - 30 16 19 16,14
Kadar karbon terikat (%) 60 - 80 75 58 78,35
Kerapatan (gr/cm3) 1 - 2 0,84 1 0,4407
Keteguhan tekan (kg/cm2) 60 12,7 62 0,46
Nilai kalor (kal/gram)
Lampiran 8. Gambar Bahan
Sekam padi sebelum diarangkan
Sebelum pencetakan
Setelah dicetak
Lampiran 9. Gambar Alat Pencetak Briket
Tampak Depan
Tampak Samping
DAFTAR PUSTAKA
AGM, 2011. Particle Size- US Sieve Series and Tyler Mesh Size Equivalents.
http;www.agmcontainer.com/desiccantcity/pdfs/Mesh Size Equivalents.pdf[26 Mei 2011].
Andry, H. U., 2000. Aneka Tusngku Sederhana. Penebar Swadaya. Yogyakarta. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 1994. Pedoman Teknis
Pembuatan Briket Arang. Departemen KehutananNo. 3. Basrianta, 2007. Manajemen Sampah. Kansius. Yogyakarta.
Bergeyk Van, K. dan I.A.J. Liedekerken, 1981. Teknologi Proses. Jilid 1. Bhratara Karya Aksara. Jakarta.
Bernasconi, G., H. Gerster, H. Hauser, H. Stauble, dan E. Scheiter, 1995. Teknologi Kimia 2. Penerjemah Lieda Handojo. Pradya Paramita. Jakarta. Chandra, A., A. Miryanti, L. B. Widjaja, dan A. Pramudita, 2012. Isolasi
Karakteristik Silika dari Sekam Padi. Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat, Universitas katolik Prahayangan.
Darnoko dan Putboyo Guritno, 1995. Pembuatan Briket Arang dari Limbah Padat Kelapa Sawit. Laporan Kegiatan Penelitian PPKS 1994/1995.
Daryanto, 1994. Pengetahuan teknik Bangunan. Rineka Cipta. Jakarta.
Departemen Kehutanan dan Perkebunan, 1994. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Pedoman Teknis Pembuatan Briket Arang. Bogor.
Fachry, A.R., T.I. Sari, A.Y.Dipura, dan J. Najamudin, 2010. Mencari Suhu Optimal Proses Karbonisasi Dan Pengaruh Campuran Batubara Terhadap Kualitas Briket Eceng Gondok, Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya. Palembang.
Haryanto, B,. 1992. Potensi dan Pemanfaatan Sagu. Penerbit Kansius. Yogyakarta.
Hartono, A.J., 1992. Memahami Polimer dan Perekat. Edisi Pertama. Andi Offset. Yogyakarta.
Hendra, D dan S. Darmawan, 2000. Pengaruh Bahan Baku, Jenis Perekat dan Tekanan Kempa Terhadap Kualitas Briket Arang. Bogor, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.
Himawanto, D. A. 2003. Pengelohan Limbah Pertanian menjadi Biobriket Sebagai Salah Satu Bahan Bakar Alternatif. Laporan Penelitian. Uns. Surakarta.
Ismun, U. A., 1993. Menjadikan Dapur Bioarang 3B Susunan Bata Siap. Kansius. Yogyakarta.
Ismunadji, M., 1998. Padi. Buku I, Edisi I, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor.
Kadir, A., 1995. Energi: Sumberdaya, Inovasi, Tenaga Listrik.Potensi Ekonomi. UI Press. Jakarta.
Kurniawan, O. dan Marsono., 2008. Superkarbon. Bahan Bakar Alternatif Pengganti Minyak Tanah dan Gas. Penebar Swadaya. Jakarta.
Lubis, K., 2008. Transformasi Mikropori ke Mesopori Cangkang Kelapa Sawit Terhadap Nilai Kalor Bakar Briket Arang Cangkang Kelapa Sawit. Pasca Sarjana, Universitas Sumatera Utara. Medan.
Masturin, A. 2002. Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang dari Campuran Arang Limbah Gergajian Kayu. Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Napitupulu, F. H. 2006. Analisis Nilai Kalor Bahan Bakar Serabut dan Cangkang Sebagai Bahan Bakar Ketel Uap di Pabrik Kelapa Sawit. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Ndraha, N., 2010. Uji Komposisi Bahan Pembuat Briket Bioarang Tempurung Kelapa dan Serbuk Kayu Terhadap Mutu yang Dihasilkan. Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU. Medan.
Nurcahyani, E. P., C. I. Sutrisno dan Surahmanto, 2006. Utilitas Ampas Teh yang Difermentasi dengan Aspergillus niger di dalam Rumen. Fakultas Peternakan, Universitas Diponegoro. Semarang.
Nuryirman, R.Y., dan Nuryetty., 1983. Pembuatan Briket Arang dari Serbuk Gergaji. Banda Aceh: Penelitian Pada Balai Industri.
Putro, W.D., 2011. Karakteristik Biobriket Ampas Teh Pada Berbagai Tingkat Kepadatan Dan Komposisi Campuran Dengan Sekam Padi. Teknik Mesin: Politeknik Negeri Semarang. Semarang.
Reksohadiprojo, 1998. Ekonomi Energi. Edisi Pertama. UGM-Press. Yogyakarta. Ruhendi, S., D.N. Koroh, F.A. Syahmani, H. Yanti, Nurhaida, S. Saad, T.
Sucipto, 2007. Analisis Perekatan Kayu. Bogor: Fakultas Kehuatan, Institut Pertanian Bogor.
Rustini. 2004. Pembuatan Briket Arang dari Serbuk Gergajian Kayu Pinus (Pinus Merkusii Jungh. Et de Vr.,) dengan Penambahan Tempurung Kelapa. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Silalahi, 2000. Penelitian Pembuatan Briket Kayu Dari Serbuk Gergajian Kayu. Hasil Penelitian Industri DEPERINDAG. Bogor.
Simanungkalit, H.E., 2012. Pembuatan Briket Arang Dari Tanah Gambut Lintongnihuta Dengan Perekat Tetes Tebu. Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Unimed. Medan.
Sudradjat, R, dan S. Soleh. 1994. Petunjuk Teknis Pembuatan Arang Aktif. Pusat Litbang Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan. Bogor.
Triono, A. 2006. Karakteristik Briket Arang dari Campuran Serbuk Gergajian Kayu Afrika (Maesopsis Eminii Engl)dan Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dengan Penambahan Tempurung Kelapa (Cocos nucifera L). Departemen Hasil Hutan. Fakultas Pertanian. IPB, Bogor. Walker, 2008. Bahan Bakar dan linkungan. Ahli Bahasa Dewinta V.Maharani
Tiga Serangkai. Solo.
Wijayanti, D.S., 2009. Karakteristik Briket Arang Dari Serbuk Gergaji Dengan Penambahan Arang Cangkang Kelapa Sawit. Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Pertanian USU, Medan.
Wibowo, A. S, 2009. Kajian Pengaruh Komposisi dan Perekat pada Pembuatan Briket Sekam Padi Terhadap Kalor yang Dihasilkan. Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Diponegoro. Semarang.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian inidilaksanakan di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dan dilaksanakan pada bulan Juni sampai bulan Oktober 2014.
Bahan dan Alat
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sekam padi, limbah ampas teh, air dan tetes tebu sebagai campuran bahan perekat.
Alat
Adapun Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah tungku pengarangan yang digunakan sebagai tempat pengarangan sekam padi, sekop kecil yang digunakan untuk memasukkan sekam padi dan limbah ampas teh ke dalam tungku pengarangan yang dilakukan secara terpisah, lumpang dan alu yang digunakan sebagai alat menumbuk arang, ember dan baskom yang digunakan sebagai tempat pengadukan adonan bioarang.
Bom kalorimeter yang digunakan sebagai alat untuk mengukur nilai kalori dari briket yang dihasilkan, label nama yang digunakan untuk menandakan sampel dari perlakuan, alat tulis yang digunakan sebagai perlengkapan dalam penelitian, sieve shaker yang digunakan untuk mengayak biorang yang telah ditumbuk dan alat universal testing machine (UTM) untuk mengukur keteguhan tekan briket.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) non faktorial. Perlakuan dilakukan dengan mengkombinasikan jenis bahan pembuat briket Sekam padi dan Limbah ampas teh dengan komposisi tertentu yang bertujuan untuk mengamati pengaruh kombinasi komposisi bahan terhadap mutu yang dihasilkan dan ditambahkan dengan variasi campuran bahan perekat tetes tebu. Komposisi sekam padi dinotasikan dengan simbol P, komposisi limbah ampas teh dinotasikan dengan simbol T dan komposisi tetes tebu dinotasikan dengan simbol TB. Perpaduan kedua komposisi bahan briket diasumsikan memiliki massa yang sama yaitu 50 gram setiap perlakuan.
Tabel 7. Perlakuan Komposisi Antara Sekam Padi Dan Limbah Ampas Teh
Perlakuan Komposisi
Yij = µ + Ti + €ij =1,2,...t ... (1) Dimana :
Yij = Respon atau nilai pengamatan dari perlakuan ke-i dan ulangan ke-j µ = Nilai tengah umum
Ti = Pengaruh perlakuan ke-i
€ij = Pengaruh galat percobaan dari perlakuan ke-i dan ulangan ke-j.
Prosedur Penelitian
1. Sekam padi dan limbah ampas teh dibersihkan dari kotoran yang terikut.
2. Bahan sekam padi dan limbah ampas teh dimasukkan dalam tungku pengarangan secara terpisah lalu bahan di sulut dengan api, sesudah menjadi arang, bahan dikeluarkan dari tungku pengarangan.
3. Bioarang hasil pengarangan ditumbuk hingga menjadi tepung arang.
4. Sekam padi dan limbah ampas teh yang di tumbuk tersebut kemudian diayak untuk mendapatkan ukuran material yang seragam. Dalam penelitian ini, untuk ukuran material sekam padi dan limbah ampas teh 20 mesh.
5. Kemudian disiapkan campuran perekat tetes tebu.
6. Tetes tebu yang telah jadi perekat, kemudian dicampurkan dengan tepung dari hasil pengayakan sehingga menjadi adonan yang lengket, selanjutnya adonan diaduk agar semua bahan tercampur merata
7. Hasil adonan dimasukkan dalam cetakan briket dan kemudian dicetak.
Parameter yang Diamati
Penelitian parameter dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian dan Laboratorium Teknik Mesin Politeknik Negeri Meda pada parameter Keteguhan Tekan. Pada parameter Nilai kalor dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
Adapun parameter-parameter yang diuji adalah sebagai berikut:
Kerapatan
Kerapatan merupakan besaran turunan karena menyangkut satuan massa dan volume pada temperatur dan tekanan tertentu, dan dinyatan dalam sistem cgs dalam gram per sentimeter kubik (g/cm3). Dengan cara pengujian kerapatan sebagai berikut:
1. Disiapkan bahan dan alat
2. Ditimbang zat padat yaitu briket.
3. Diukur volume padat yaitu briket yaitu mengukur diameter dan tinggi briket. 4. Hitung kerapatan dengan persamaan berikut:
Kerapatan (K) = �
� ... (2)
Dimana:
Keteguhan Tekan
Prinsip pengujian keteguhan tekan adalah mengukur kekuatan tekan briket dengan memberikan penekanan sampai briket pecah. Penentuan keteguhan tekan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
Kt = �
� ... (3)
Keterangan :
Kt = Beban keteguhan tekan (kg/cm2) P = Beban penekanan (kg)
L = Luas Permukaan (cm2) (Wijayanti, 2009).
Nilai Kalor
Pengukuran nilai kalor untuk setiap perlakuan pada setiap kali ulangan. Kualitas nilai kalor dapat diukur dengan menggunakan alat bom kalorimeter(kal/gr).
Cara pengujian kualitas nilai kalor pada briket bioarang sekam padi dan limbah teh adalah sebagai berikut :
1. Tabung bom kalorimeter dibersihkan
2. Ditimbang bahan bakar sebanyak 0.15 gram dan diletakan dalam cawan platina.
3. Dipasang kawat penyala pada tangkai penyala
4. Cawan platina ditempatkan pada ujung tangkai penyala 5. Tabung di tutup dengan kuat
8. Kalorimeter ditutup dengan penutupnya
9. Pengaduk air pendingin dihidupkan selama 5 menit 10. Dicatat temperatur yang tertera pada termometer 11. Penyalaan dilakukan dan dibiarkan selama 5 menit 12. Dicatat kenaikan suhu pada termometer
13. Dihitung nilai kalor dengan rumus :
HHV = (T2 – T1 – 0.05 ) x Cv x 0. 239 ... (4) Dimana, T1 = Temperatur sebelum pengeboman (0C )
T2 = Temperatur setelah pengeboman (0C ) 1 Joule = 0.239 kal
HHV = Kualitas nilai kalor (kal/g)
Panas jenis bom calorimeter (Cv) = 73529. 6 (joule /gr 0C Kenaikan temperatur kawat penyala = 0.050C
(Ndraha, 2010).
Kadar Air
Penentuan kadar air dilakukan untuk setiap perlakuan pada setiap kali ulangan. Kadar air dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan :
Kadar air (%) = G0 –G1
G0 x 100 % ... (5)
Kadar Abu
Abu adalah mineral sisa yang tidak habis terbakar ketika karbon dibakar dalam kondisi yang telah dihentikan, yaitu suhu, waktu dan tekanan. Banyak abu yang terjadi setelah pembakaran karbon disebut kadar abu tersebut adalah :
Kadar abu (%) = Berat sisa abu
Berat kering tanur arang x 100% ... (6)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari penelitian yang dilakukan, diperoleh hasil bahwa komposisi bahan pembuat briket arang dari limbah ampas teh sekam padi dengan menggunakan perekat tetes tebu berpengaruh terhadap jumlah kadar air, kerapatan, keteguhan tekan, nilai kalor dan kadar abu. Hasil pengujian yang diperoleh tercantum pada Tebel 8.
Tabel 8. Hasil Penelitian Uji Komposisi Bahan Pembuat Briket Arang Sekam Padi Dan Ampas Teh.
Perlakuan
Parameter
Kadar air Kerapatan Keteguhan
tekan Nilai kalor Kadar abu
Kadar Air
Dari hasil analisa sidik ragam pada (Lampiran 2) dapat dilihat bahwa perbedaan komposisi bahan pembuat briket tidak memberikan pengaruh yang nyata (tidak nyata) terhadap kadar air . Dari hasil uji rataan yang dilakukan bahwa persentase komposisi bahan pembuat briket arang terhadap kadar air dari perlakuan K1 sebagai kadar air tertinggi tidak berpengaruh nyata dengan perlakuan K2, seperti itu juga terhadap perlakuan K3, K4 dan K5.
Hubungan komposisi bahan pembuat briket arang ampas teh dan sekam padi terhadap kadar air dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Hubungan Antara Komposisi Bahan Pembuat Briket Arang Terhadap Kadar Air
Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa kadar air semakin rendah jika sekam padi semakin banyak. Dimana nilai kadar abu terendah yaitu sebesar 5.80% terdapat pada perlakuan komposisi ampas teh : sekam padi (100% : 0%), sedangkan nilai kadar air tertinggi yaitu 7.80% terdapat pada perlakuan komposisi ampas teh : sekam padi (0% : 100%). Hal ini diduga karena perbedaan luas
permukaan bahan pembuat briket arang dengan komposisi ampas teh dan sekam padi, sehingga mempengaruhi persentase kenaikan kadar air.
Penurunan kadar air dari perlakuan K1 hingga K5 dipengaruhi oleh komposisi bahan pembuat briket. Kadar air terendah adalah pada perlakuan K5 sedangkan kadar air tertinggi pada perlakuan K1. Hal ini diduga karena pada pelakuan K1 dengan komposisi ampas teh : sekam padi (100% : 0%) memiliki luas permukaan bahan yang lebih besar, sebaliknya pada perlakuan K5 dengan komposisi ampas teh : sekam padi (0% : 100%) dengan nilai kadar air terendah memiliki luas permukaan bahan yang lebih kecil.
Perbedaan komposisi menghasilkan jumlah pori-pori pada permukaan yang berbeda, dimana kadar air tertinggi pada perlakuan K1 dengan komposisi bahan ampas teh : sekam padi (100% : 0%) dimana ampas teh memiliki jumlah pori-pori lebih banyak dibandingkan sekam padi dan daya serapnya lebih tinggi, hal sesuai dengan pernyataan Triono (2006) tingginya kadar air disebabkan karena bahan briket memiliki jumlah pori-pori yang lebih banyak, selain itu ampas teh masih mengandungkomponen-komponen kimia seperti selulosa, lignin, silika dan hemiselulosa. Secara statistik pencampuran ampas teh dengan sekam pagi tidak berpengaruh nyata terhadap nilai kadar air yang dihasilkan.
Kerapatan
Tabel 9. Pengaruh Komposisi Terhadap Kerapatan
Keterangan : notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%
Dari Tabel 9 dapat dilihat bahwa setiap perlakuan memiliki perbedaan yang sangat nyata terhadap perlakuan lainnya. Perlakuan K1 berbeda sangat nyata terhadap perlakuan K2, dan perlakuan K2 berbeda sangata nyata terhadap perlakuan K3, K4, dan K5.
Hubungan antara komposisi bahan pembuat briket arang ampas teh dan sekam padi terhadap kerapatan dapat dilihat pada gambar 5 berikut ini.
Gambar 5 menunjukkan hubungan komposisi bahan pembuat briket arang terhadap kerapatan, dimana kerapatan sakan semakin tinggi jika jumlah sekam padi semakin banyak. Nilai kerapatan tertinggi yaitu sebesar 0.75 gr/cm3 terdapat pada perlakuan komposisi ampas teh : sekam padi (0% : 100%), sedangkan nilai kerapatan terendah yaitu 0.63 gr/cm3 terdapat pada perlakuan komposisi ampas teh : sekam padi (100% : 0%).
Dimana kerapatan menunjukkan perbandingan antara berat dan volume beriket arang. Besar kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan arang penyusun briket arang tersebut. Hal ini sesuai dengan Masturin (2002) yang menyatakan bahwa ukuran arang sekam padi cenderung lebih halus dan seragam dibandingkan dengan arang ampas teh mengakibatkan ikatan antar partikel arangnya lebih maksimal. Kecenderungan terdapatnya ruang-ruang kosong antar partikel sangat kecil. Partikel arang ampas teh yang ukurannya lebih kasar dan tidak seragam memungkinkan turunnya nilai kerapatan briket arang, karena ikatan antar partikelnya tidak maksimal.
Keteguhan Tekan
Dari hasil analisa sidik ragam pada (Lampiran 4) dapat dilihat bahwa perbedaan komposisi bahan pembuat briket memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap keteguhan tekan.
Tabel 10. Pengaruh Komposisi Terhadap Keteguhan Tekan
Keterangan : notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat berbeda nyata pada taraf 1%
Dari Tabel 10 dapat dilihat bahwa perlakuan K1 berbeda tidak nyata dengan perlakuan K2, dan perlakuan K2 berbeda sangat nyata dengan perlakuan K3, sedangkan perlakuan K3 berbeda tidak nyata dengan perlakuan K4, dan K4 berbeda sangat nyata dengan K5. Perlakuan. Nilai keteguhan tekan tertinggi dihasilkan pada perlakuan K5 komposisi ampas teh : sekam padi (0% : 100%) yaitu sebesar 2.73 kg/cm2, sedangkan nilai terendah sebesar 0.91 kg/cm2 pada perlakuan K1 komposisi ampas teh : sekam padi (100% : 0%).
Hubungan anatara perlakuan (komposisi bahan briket arang ampas teh dan sekam padi) dengan keteguhan tekan dapat dilihat pada Gambar 6 berikut ini.
Dari Gambar 6 dapat dilihat hubungan komposisi bahan pembuatan briket ampas teh dan sekam padi dengan keteguhan tekan mengalami kenaikan semakin tinggi dengan penambahan sekam padi.
Dimana keteguhan tekan briket merupakan kemampuan briket untuk memberikan daya tahan atau kekompakan briket terhadap pecah atau hancurnya briket jika diberikan beban pada briket tersebut. Semakin tinggi nilai keteguhan
tekan briket arang berarti daya tahan briket terhadap pecah semakin baik (Triono, 2006). Penentuan keteguhan tekan ini bertujuan untuk mengetahui daya
tahan briket untuk pengemasan dan memudahkan pengangkutan briket arang. Pada Gambar 6 tampak jelas terlihat bahwa penambahan sekam padi mempengaruhi nilai kerapatan dan keteguhan tekan mengalami kenaikan. Menurut Triono (2006) semakin seragam serbuk arang untuk bahan briket akan menghasilkan briket arang dengan kerapatan dan keteguhan tekan yang semakin tinggi.
Nilai Kalor
Dari analisa sidik ragam nilai kalor pada (Lampiran 5) dapat dilihat bahwa perlakuan dengan komposisi bahan yang berbeda memberikan pengaruh yang berbeda sangat nyata terhadap nilai kalor.
Tabel 11. Pengaruh Komposisi Terhadap Nilai Kalor
Keterangan : notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat berbeda nyata pada taraf 1%
Hasil uji Duncan yang dilakukan dapat dilihat bahwa perlakuan K1 berbeda sangat nyata terhadap perlakuan K2, dan perlakuan K2 tidak berbeda nyata dengan perlakuan K3, perlakuan K4 dan perlakuan K4 berbeda sangat nyata dengan perlakuan K5.
Hubungan komposisi bahan pembuat briket terhadap nilai kalor dapat dilihat pada Gambar 7 berikut ini.
Gambar 7. Hubungan Antara Komposisi Bahan Briket Terhadap Nilai Kalor. Dari Gambar 7 dapat dilihat bahwa terjadi penurunan nilai kalor jika jumlah ampas teh semakin sedikit dan bahan sekam padi semakin banyak, artinya
bahwa komposisi bahan briket arang memberikan pengaruh terhadap nilai kalor yang dihasilkan.
Perbedaan jumlah nilai kalor masing-masing perlakuan disebabkan oleh perbedaan akumulasi jumlah nilai kalor yang terkandung pada setiap briket, yang dipengaruhi oleh komposisi bahan penyususn briket bioarang tersebut. Pada perlakuan K1, dimana komposisi bahan pembuat briket yaitu ampas teh dan sekam padi (100% : 0%) memiliki nilai kalor tertinggi yaitu 5661.41 kal/gr sedangkan nilai kalor terendah adalah pada perlakuan K5 yaitu 3251.11 kal/gr dengan komposisi ampas teh dan sekam padi (0% : 100%). Hal ini sesuai dengan Hartoyo (1983), yang menyatakan bahwa nilai kalor briket yang dihasilkan dipengaruhi oleh nilai kalor atau energi yang dimiliki oleh bahan penyusunnya. Dimana nilai kalor sangat menentukan kualitas briket arang. Semakin tinggi nilai kalor bakar briket arang, semakin baik pula kualitas briket arang yang dihasilkan.
Kadar Abu
Dari hasil sidik ragam pada (Lampiran 6) dapat dilihat bahwa perlakuan komposisi bahan pembuat briket memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kadar abu yang dihasilkan. Hasil pengujian DMRT (Duncan Multiple Range Test) yang menunjukkan pengaruh tiap-tiap perlakuan komposisi terhadap
Tabel 12. Pengaruh Komposisi Terhadap Kadar Abu
Keterangan : notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%
Dari Tabel 12 dapat ketahui bahwa kadar perlakuan K1 berbeda nyata dengan perlakuan K2, dan perlakuan K2 memberikan pengaruh perbedaan yang sangat nyata K3, dan seterusnya terhadap pelakuan K4 dan perlakuan K5, saling memberikan pengaruh yang sangat nyata. Kadar abu tertinggi diperoleh pada
perlakuan K5 sebesar 22.95% pada komposisi ampas teh : sekam padi (0% : 100%), sedangkan kadar abu terendah pada perlakuan K1 komposisi ampas
teh : sekam padi (100% : 0%) yaitu sebesar 5.88%. Hubungan antara komposisi bahan pembuat briket dan kadar abu yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 8.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Perbedaan komposisi bahan pembuat briket bioarang memberi pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kerapatan, keteguhan tekan, nilai kalor, kadar abu dan tidak nyata terhadap kadar air.
2. Kadar air rata-rata yang diperoleh dalam penelitian ini yaitu 6.72%, tidak memenuhi standar mutu briket buat Inggris, tetapi memenuhi standar mutu briket buatan Jepang, dan dibawah standar mutu kadar air briket buatan indonesia sebesar 7.57%.
3. Kerapatan rata-rata yang diperoleh dalam penelitian ini yaitu 0.68 gr/cm3 tidak memenuhi standar mutu briket buatan Inggris dengan nilai sebesar 0.48 gr/cm3 dan standar mutu buatan Indonesia dengan nilai sebesar 0.44 gr/cm3, tetapi dibawah standar mutu briket kerapatan buatan Jepang dan Amerika dengan nilai berkisar 1-1.2 gr.cm2.
4. Keteguhan tekan rata-rata yang diperoleh dalam penelitian ini yaitu 1.71 kg/cm2, tidak memenuhi standar mutu briket buatan Inggris dengan nilai sebesar 12.70 kg/cm2, dan briket buatan Jepang dengan nilai 65-65 kg/cm2, Amerika dengan nilai sebesar 62 kg/cm2, sedangkan Indonesia sebesar 0.46 kg/cm2.
6. Kadar abu rata-rata yang diperoleh dalam penelitian ini yaitu 15.00%, tidak
memenuhi standar mutu briket buat Inggris, Jepang, Am erika dan Indonesia.
7. Semakin besar tekanan pengepresan maka nilai keteguhan tekan samakin meningkat.
8. Dengan bertambahnya komposisi arang sekam padi maka nilai kalor briket akan menurun, sedangkan keteguhan tekan briket semakin meningkat.
9. Dengan bertambahnya komposisi arang sekam padi maka kadar air briket akan menurun, dan kadar abu dan kerapatan semakin meningkat.
Saran
TINJAUAN PUSTAKA
Energi
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), energi adalah tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu, defenisi ini merupakan perumusan yang lebih luas daripada pengertian-pengertian energi pada umumnya dianut di dunia ilmu pengetahuan. Dalam pengertian sehari-hari energi dapat didefenisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja (Kadir, 1995).
Energi merupakan sektor utama dalam perekonomian Indonesia dewasa ini dan akan mengambil peranan yang lebih besar di waktu yang akan datang baik dalam rangka penyediaan devisa, penyerapan tenaga kerja, pelestarian sumber daya energi, pembangunan nasional serta pembangunan daerah.
Situasi energi di Indonesia tidak terlepas dari situasi energi dunia. Konsumsi energi dunia yang semakin meningkat menimbulkan kesempatan bagi Indonesia untuk mencari sumber energi alternatif untuk memenuhi kebutuhannya sendiri. Untuk itu perlu mengidentifkasi sektor mana yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber daya energi terbarukan.
Biomassa
Biomassa didefenisikan sebagai material tanaman, tumbuh-tumbuhan, atau sisa hasil pertanian yang digunakan sebagai bahan bakar atau sumber bahan bakar. Secara umum sumber-sumber biomassa antara lain tongkol jagung, jerami, dan lain sebagainya; material kayu seperti kayu atau kulit kayu, potongan kayu dan lain sebagainya; sampah kota misalnya sampah kertas dan tanaman sumber energi seperti minyak kedelai, alfalfa, poplars, dan lain sebagainya.
Biomassa adalah campuran material organik yang kompleks, biasanya terdiri dari karbohidrat, lemak, protein dan mineral lain yang jumlahnya sedikit seperti sodium, fosfor, kalsium dan besi. Komponen utama tanaman biomassa adalah karbohidrat (berat kering lebih kurang 75 %), lignin (lebih kurang 25%) dimana pada beberapa tanaman komposisinya berbeda-beda (Silalahi, 2000).
Energi biomassa menjadi sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil (minyak bumi) karena beberapa sifatnya yang menguntungkan yaitu, dapat dimanfaatkan secara lestari karena sifatnya yang dapat diperbaharui, relatif tidak mengandung unsur sulfur sehingga tidak menyebabkan polusi udara juga dapat meningkatkan efesiensi pemanfaatn sumber daya hutan dan pertanian (Widarto dan Suryanta, 1995).
Pada kenyataannya meskipun potensi energi biomassa relatif besar namun pemanfaatannya sampai saat ini belum optimal (Daryanto, 1994). Potensi energi biomassa di Indonesia tercantum pada Tabel 1.
Tabel 1. Potensi biomassa Indonesia Sumber energi Produksi
(106ton.Th-1)
Bahan bakar adalah istilah popular media untuk menyalakan api. Bahan bakar dapat bersifat alami (ditemukan langsung dari alam), tetapi juga bersifat buatan (diolah dengan teknologi maju). Bahan bakar alami misalnya kayu bakar, batubara dan minyak bumi. Bahan bakar buatan misalnya gas alam cair dan listrik. Sebenarnya, listrik tidak dapat disebut sebagai bahan bakar karena langsung menghasilkan panas. Panas inilah yang sebenarnya yang dibutuhkaan manusia dari proses pembakaran, disamping cahaya akibat nyalanya (Ismun, 1993).
Konsumsi energi bagi manusia merupakan suatu masalah besar dimana sumber energi banyak digunakan sekarang yaitu minyak bumi dan batubara yang cadangannya semakin menipis. Oleh sebab itu, pemakaian sumber energi perlu dilakukan penghematan guna penyelamatan akan kebutuhan hidup dimasa yang akan datang. Hal ini yang sudah terjadi di negara-negara berkembang seperti Indonesia (Nusyuwan dan Nuryelti, 1983).
adalah beberapa jenis bahan bakar yang kita gunakan, minyak jelantah, gas alam, propane, etanol, methanol, biomssa (Walker, 2008).
Sekam Padi
Sekam atau kulit padi adalah limbah buangan dari pabrik penggilingan padi (huller) yang banyak beroperasi di pedesaan. Karena beras merupakan makan pokok masyarakat Indonesia, limbah yang berupa sekam padi dengan sendirinya tidak akan pernah habis sepanjang masa. Selama ini pemanfaatan sekam hanya terbatas untuk campuran pupuk organik, media tanaman holtikultural, peternakan ayam broeiler, dan bahan batu bata. Padahal sekam padi dapat digunakan untuk produksi super karbon/bioarang. Bahan baku sekam padi yang akan dipakai untuk produksi bioarang sebaiknya yang masih baru dan kering. Tujuannya agar rendemen karbon yang di peroleh dapat mencapai 50% dari bahan bakar (Kurniawan dan Marsono, 2008).
Gambar 1. Sekam padi
(Sumber:https://www.google.com/search/sekam+padi.firefox org.mozilla).
Tabel 2. Komposisi Kimia Sekam Padi (%berat)
Indonesia sebagai negara agraris, mempunyai sumber energi biomassa yang melimpah. Berbagai sumber energi biomassa di Indonesia yang potensial antara lain kayu dan limbah pertanian/perkebunan. Sumber energi biomassa tersebut meliputi limbah hasil hutan seperti gergajian kayu, cabang, ranting dan batang yang berukuran kecil, limbah perkebunan seperti cangkang dan sabut sawit, cangkang dan sabut kelapa, ampas teh serta limbah pertanian seperti sekam padi, jerami, ampas tebu, batang dan tongkol jagung dan limbah-limbah yang lain. Indonesia adalah salah satu dari Negara penghasil teh terbesar di dunia dengan penduduknya yang mengkonsumsi minuman teh cukup besar sehingga banyak menghasilkan limbah ampas teh yang merupakan sisa proses produksi minuman teh. Limbah ampas teh tersebut sangat banyak dihasilkan oleh pabrik industri minuman teh yang tersebar di Indonesia, yang selama ini hanya digunakan sebagai pupuk kompos.
Sebagai penguat briket tersebut dicampur dengan biomasa sekam padi (Putro., 2011).
Gambar 2. Limbah Ampas Teh
(Sumber: https://www.google.com/search/ampas+teh org.mozilla:en).
Komposisi kimia ampas teh dan rata-rata BK, NDF dan ADF ampas teh yang difermentasi dengan Aspergillus nigerselama 0, 2, 4 dan 6 minggu disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Komposisi Kimia Ampas Teh
Zat gizi Kandungan (%)
Bahan kering 90.24
Abu 5.00
Lemak kasar 0.42
Protein kasar 18.40
Serat kasar 21.73
Beban Ekstrak Tanpa Nitrogen 54.45
Tanin * 2.98
Nautral Detergent Fibre 52.26
Acid Detergent Fiber 43.56
Hemiselulosa 8.70
Selulosa 33.54
Lignin 8.41
Silika 1.61
Penggunaan bahan campuran sekam padi dan limbah ampas teh untuk membuat briket telah dilakukan oleh Putro (2011) mahasiswa Politeknik Negeri Semarang, dengan judul penelitian Karakteristik Biobriket Ampas Teh pada Berbagai Tingkat Kepadatan dan Komposisi Campuran dengan Sekam Padi. Adapun hasil dari pengujian yang dilakukan di cantumkan pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Pengujian Proximate Dan Nilai Kalor Biomassa/briket
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), briket merupakan gumpalan arang yang terbuat dari bahan lunak yang dikeraskan. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat briket arang adalah berat jenis bahan atau berat jenis serbuk arang. Kehalusan serbuk suhu karbonisasi, tekanan pengempaan dan pencamuran formula bahan baku briket. Proses pemberiketan adalah proses pengolahan yang mengalami perlakuan penumbukan, pencampuran bahan baku, pencetakan dengan system hidrolik dan pengeringan pada kondisi tertentu, sehingga diperoleh briket yang mempunyai bentuk, ukuran fisik dan sifat kimia terentu.
bakar yang berkualitas yang dapat digunakan untuk semua sektor sebagai sumber energi pengganti (Himawanto, 2003).
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan di dalam pembuatan briket anatara lain (adalah :
1. Bahan baku
Briket dapat di buat bermacam macam bahan baku, seperti ampas tebu, sekam padi, serbuk gergaji dll. Bahan utama yang harus terdapat di dalam bahan baku adalah selulosa. Semakin tinggi kandungan selulosa maka semakin baik kualitas briket, Briket yang mengandung zat terbang yang terlalu tinggi cenderung mengeluarkan asap dan bau tidak sedap.
2. Bahan Perekat
Untuk merekatkan partikel-partikel zat dalam bahan baku pada proses pembuatan briket maka diperlukan zat perekat sehingga dihasilkan briket yang kompak.
Bioarang merupakan sumber energi biomassa yang ramah lingkungan dan biodegradable. Briket arang berfungsi sebagai pengganti bahan bakar minyak,
baik itu minyak tanah, maupun gas LPG. Biomassa ini merupakan sumber energi masa depan yang tidak akan pernah habis, bahkan jumlahnya bertambah, sehingga sangat cocok sebagai sumber bahan bakar rumah tangga (Basrianta, 2007).
1. Pembuatan Serbuk Arang
Arang harus cukup halus untuk dapat membuat briket yang baik. Ukuran partikel arang yang terlalu besar akan sukar pada waktu dilakukan perekatan, sehingga mengurangi keteguhan tekanan tekan briket arang yang dihasilkan. Sebaiknya partikel arang mempunyai ukuran 40-60 mesh. Dalam penggunaan ukuran serbuk arang diperoleh kecenderungan bahwa makin kecil ukuran serbuk serbuk makin tinggi pula kerapatan dan keteguhan tekan briket arang. 2. Pencampuran Serbuk Arang dengan Perekat
Tujuan pencampuran serbuk arang dengan perekat adalah untuk memberikan lapisan tipis dari perekat pada permukaan partikel arang. Tahap ini merupakan tahap penting dan menentukan mutu briket arang yang dihasilkan. Campuran yang dibuat tergantung pada ukuran serbuk arang, jenis perekat, jumlah perekat dan tekanan pengempaan yang diberikan. Proses perekatan yang baik ditentukan oleh hasil pencampuran bahan perekat yang dipengaruhi oleh bekerjanya alat pengaduk (mixer), komposisi perekat yang tepat dan ukuran pencampuran.
3. Pengempaan
4. Pengeringan
Briket yang dihasilkan setelah pengempaan masih mengandung air yang cukup tinggi (sekitar 50 %). Oleh sebab itu perlu dilakukan pengeringan yang dapat dilakukan dengan berbagai macam alat penegering seperti kiln, oven atau penjemuran dengan menggunakan sinar matahari. Suhu pengeringan yang umum dilakukan adalah sebesar 60oC selama 24 jam dengan menggunakan oven. Tujuan pengeringan adalah agar arang menjadi kering dan kadar airnya dapat disesuaikan dengan ketentuan kadar air briket arang yang berlaku.
Syarat briket yang baik adalah briket yang permukaannya halus dan tidak meninggalkan bekas hitam ditangan. Selain itu, sebagai bahan bakar briket juga harus memenuhi criteria : 1. Mudah dinyalakan, 2. Emisi gas hasil pembakaran tidak mengandung racun, 3. Kedap air dan tidak berjamur bila disimpan dalam waktu yang lama dan 4. Menunjukkan upaya laju pembakaran yang baik.
Briket yang baik juga harus memenuhi standar yang telah ditentukan, kualitas briket yang dihasilkan menurut standar mutu yang sudah ada di beberapa Negara seperti Inggris, Jepang, Amerika dan Indonesia. Dimana kualiatas mutu briket ini sebagai data pembanding, sehingga dapat diketahui kualitas briket yang dihasilkan dalam penelitian ini. Kualitas mutu briket dapat di lihat pada Tabel 5. Tabel 5. Kualitas Mutu Briket Arang
Jenis analisa Briket arang
Inggris Jepang Amerika Indonesia
Kadar air (%) 3. 59 6–8 6. 2 7. 57
Kadar abu (%) 5. 90 3–6 8. 3 5. 51
Beberapa bentuk pengembangan bahan bakar kayu menghasilkan nilai kalor yang bervariasi. Nilai kalor bakar dari beberapa limbah pertanian dan kayu bakar seperti pada Tabel 6.
Tabel 6. Kayu Bakar Dan Bahan Bakar Minyak
Sumber energi biomassa Nilai kalor bakar (kal.gram-1)
Sekam padi 3.570 (Sumber: Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan 1994).
Nilai kalor merupakan ukuran panas atau energi yang dihasilkan, dan diukur sebagai nilai kalor kotor/gross calorific value atau nilai kalor netto/nettcalorific value. Perbedaannya ditentukan oleh panas laten kondensasi dari uap air yang dihasilkan selama proses pembakaran. Nilai kalor kotor/gross calorific value (GCV) mengasumsikan seluruh uap yang dihasilkan selama proses
pembakaran sepenuhnya terembunkan/terkondensasikan. Nilai kalor netto (NCV) mengasumsikan air yang keluar dengan produk pengembunan tidak seluruhnya terembunkan. Bahan bakar harus dibandingkan berdasarkan nilai kalor netto.
Nilai kalor bahan bakar terdiri dari nilai kalor atas atau highest heating value (HHV) dan Nilai Kalor Bawah atau lowest heating halue (LHV). Nilaikalor
memperhitungkanpanas kondensasi uap (air yang dihasilkan dari pembakaran berada dalam wujudgas atau uap) (Napitupulu, 2006).
Proses Pengarangan
Karbonisasi atau pengarangan adalah proses mengubah bahan menjadi karbon bewarna hitam melalui pembakaran dalam ruang tertutup dengan udara yang terbatas atau seminimal mungkin. Proses pembakaran dikatakan sempurna jika hasil pembakaran berupa abu dan seluruh energi di dalam bahan organik dibebaskan ke lingkungan dengan perlahan (Kurniawan dan Marsono, 2008).
Proses karbonisasi merupakan suatu proses pembakaran tidak sempurna dari bahan-bahan organik dengan jumlah oksigen yang sangat terbatas, yang menghasilkan arang serta menyebabkan penguraian senyawa organik yang menyusun struktur bahan membentuk uap air, ethanol, uap-uap asam asetat dan hidrokarbon (Hasani, 1996 dalam Fachry, dkk., 2010).
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), pelaksanaan karbonisasi meliputi teknik yang paling sederhana hingga yang paling canggih. Metode karbonisasi yang paling sederhana dilakukan adalah metode pengarangan dalam drum. Arang yang dihasilkan lebih hitam jika dibandingkan dengan metode pengarangan lainnya dan yang dicapai mendekati angka 50 – 60 % dari berat semula. Drum bekas aspal atau oli yang masih baik digunakan untuk membuat arang. Bagian alas drum dilubangi kecil-kecil dengan paku atau bor besi dengan jarak 1 cm x 1 cm, sehingga selanjutnya bahan baku dimasukkan kedalam drum, lalu api dinyalakan lewat bawah drum yang berlubang. Apabila asap mulai keluar, berarti pembakaran bahan baku telah berlangsung.
1. Pada suhu 100 – 1200C terjadi penguapan air dan sampai suhu 2700C mulai terjadi penguraian selulosa. Distilat mengandung asam organik dan sedikit ethanol. Asam cuka terbentuk pada suhu 200 – 2700C.
2. Pada suhu 270 – 3100C reaksi ekstermic berlangsung dimana terjadi peruraian selulosa secara intensif menjadi larutan piroligant gas kayu dan sedikit tar. Asam merupakan asam organik dengan titik didih rendah seperti asam cuka dan ethanol sedang gas kayu terdiri dari CO dan CO2. 3. Pada suhu 310 – 5000C terjadi peruraian lignin, dihasilkan lebih banyak tar
sedangkan larutan pirolighant menurun, gas CO2 menurun sedangkan gas CO dan CH4 dan H2 meningkat.
4. Pada suhu 500 -1000C merupakan tahapan dari pemurnian arang atau kadar karbon (Sudrajat dan Soleh,1994).
Perekat
Berdasarkan sumber dan komposisi kimianya, perekat dibagi menjadi 3 bagian yaitu :
1. Perekat yang berasal dari tumbuhan seperti kanji 2. Perekat yang berasal dari hewan seperti perekat kasein
3. Perekat sintetik yaitu yang dibuat dari bahan sintetis contohnya urea formaldehid (Hartono, 1992).
Penggunaan bahan perekat untuk menarik air dan membentuk tekstur yang padat atau mengikat dua substrat yang akan direkatkan. Dengan adanya bahan perekat maka susunan partikel akan semakin baik, teratur dan lebih padat sehingga dalam proses pengempaan keteguhan tekan dan arang briket akan semakin baik (Silalahi, 2000).
Salah satu persyaratan yang perlu diperhatikan dalam memilih extender perekat adalah bahan harus memiliki daya rekat yang kuat. Bahan yang memiliki daya rekat yang cukup biasanya yang mengandung protein dan pati khususnya amylopektin yang cukup tinggi seperti terigu, tapioka, maizena, sagu
(Haryanto, 1992).
Menurut Hartono (1992) keuntungan perekat kanji adalah perekat yang serbaguna, cepat lekat, sedangkan kelemahannya adalah tidak tahan cuaca, lembab atau perubahan suhu. Bila basah akan cepat rusak oleh organisme.
Perekat Tetes Tebu
Tetes tebu merupakan salah satu hasil samping proses pembuatan gula dari tebu disamping ampas dan blotong. Tetes tebu sering digunakan sebagai bahan baku proses pembuatan penyedap (MSG), alkohol, pakan ternak, dan pupuk cair. Tujuan penambahan tetes tebu adalah untuk menarik air dan membentuk tekstur yang padat atau menggabungkan dua komponen yang akan direkatkan.
Molasses atau tetes tebu merupakan hasil samping pada industri
pengolahan gula dengan wujud bentuk cair. Molasses adalah limbah utama industri pemurnian gula. Molasses merupakan sumber energi yang esensial dengan kandungan gula di dalamnya. Tetes tebu mengandung kurang lebih 39 % sellulosa dan 27.5 % hemisellulosa. Kedua bahan polisakarida ini dapat dihidrolisa menjadi gula sederhana yang selanjutnya dapat difermentasi menjadi bioetanol. Polisakarida dalam molase terdiri dari : glukosa 21.7 % dan sukrosa 34.19 %. Selain itu juga terkandung 26.46 % air dan 17.26 % abu. Selain itu, molasses juga dapat berfungsi sebagai perekat pada pembuatan pelet yang dalam
pelaksanaanya dapat meningkatkan kualitasnya (Simanungkalit, 2012).
digunakan tetes tebu sebagai bahan baku perekat karena menghasilkan briket yang mempunyai kekuatan tinggi dan menimbulkan sedikit asap jika dibakar.
Gambar 3. Tetes Tebu
(Sumber: http://peternakansapipotong1 /molases-bahan-konsentrat/).
Pengayakan
Pengayakan adalah yang paling terkenal dan paling banyak dilaksanakan untuk memisahkan campuran padat. Sistem pemisahan, didasarkan atas perbedaan dalam ukuran dari bagian-bagian yang akan dipisahkan. Ukuran besar lubang ayak (dinamakan lebar lubang kasa) dari medium ayak dipilih sedemikian rupa, sehingga bagian yang kasar tertinggal di atas ayakan dan bagian yang lebih halus jatuh melalui lubang (Bergeiyk dan Liedekerken, 1981).
sintetik. Material ini harus dipilih agar ayakan tidak lekas rusak baik karena korosi maupun karena maupun gesekan. Selain selama proses pengayakan ukuran lubang ayakan harus tetap konstan (Bernasconi, dkk., 1995).
Dua skala yang digunakan untuk mengkalasfikasikan ukuran partikel adalah US saringan seri dan tyler ukuran mesh atau standard sieve series. Sistem
nomor mesh adalah ukuran dari berapa banyak lubang yang ada per inci (AGM, 2011).
Kegunaan Briket Bioarang
Briket Bioarang merupakan bahan bakar alternatif yang cukup berkualitas. Bahan bakar ini dapat dimanfaatkan dengan teknologi yang sederhana, tetapi panas (nyala api) yang dihasilkan cukup besar, cukup lama dan aman. Bahan bakar ini cocok digunakan oleh para pedagang atau pengusaha yang memerlukan pembakaran yang terus-menerus dalam jangka waktu yang cukup lama (Pari, 2002).
Briket arang yang banyak digunakan oleh masyarakat antara lain untuk membakar daging (berbeqeu di hotel, restoran atau konsumsi kelompok masyarakat tertentu dalam selera eksklusif). Di Negara yang memiliki 4 musim, briket arang bisa digunakan sebagai pemanas ruangan. Untuk industri kecil dan menengah sebagai sumber energi misalnya pada pembuatan plat baja, keramik, kaca, pengrajin,pandai besi dan lain lain (Balitbang Kehutanan, 1994).
Keunggulan Briket Bioarang
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bahan bakarminyak merupakan sumber energi utama yang dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari. Dimana sumber energi ini berasal dari fosil karbon yang terbentuk berjuta-juta tahun yang lalu. Karena sifat bahan bakar yang tidak terbarukan membuat manusia semakin khawatir karena jumlahnya semakin berkurang. Masalah pengurangan sumber energi ini (depletion of energy resources) merangsang manusia untuk melakukan penghematan, dan mencari
sumber energi pengganti. Usaha manusia dalam mencari pengganti sumber energi ini harus didasarkan pada bahan baku yang mudah diperoleh, diperbaharui dan produknya mudah dipergunakan oleh seluruh manusia.
Kelangkaan bahan bakar minyak yang terjadi akhir-akhir ini menunjukkan bahwa konsumsi energi telah mencapai tingkatan yang cukup tinggi. Peristiwa tersebut merupakan peringatan bagi dunia bahwa zaman energi murah dan melimpah telah berakhir, karena sekarang dunia telah memasuki zaman energi mahal dan langka. Kelangkaan bahan bakar minyak ini akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya populasi manusia dan meningkatnya laju industri di berbagai Negara di dunia (Sudibyo, 1980 dalam Ndraha, 2010).
kecil yang menggunakan BBM. Selain dari BBM, sumber energi yang mengalami peningkatan harga yaitu gas LPG (Wijayanti, 2009).
Jika hal ini terjadi secara terus-menerus akan menyebabkan krisis sumber energi yang berkepanjangan. Melihat situasi tersebut, perlu dipikirkan suatu sumber energi alternatif yang lebih murah dan mudah diperoleh. Karena itu berbagai usaha diversifikasi sumber energi telah banyak dilakukan dan salah satu diantaranya adalah pemanfaatan limbah pertanian, perkebunan dan kehutanan. Dimana penghasil limbah terbanyak berasal dari bidang pertanian (Sumanto, dkk., 1994 dalam Lubis 2008).
Beberapa jenis limbah seperti limbah pertanian dan limbah industri penggergajian kayu dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif pengganti BBM dan gas. Menurut Pari (2002) untuk mengolah limbah tersebut menjadi bermanfaat maka diperlukan teknologi. Teknologi tersebut di antaranya adalah ternologi pembuatan arang dari serbuk penggergajian kayu. Arang dari serbuk penggergajian kayu yang dihasilkan dapat diolah lebih lanjut menjadi produk yang lebih mempunyai nilai ekonomi seperti arang aktif, briket arang, serat karbon, dan arang kompos.
Bahan limbah teh mudah diperoleh dan terbarukan. Bahan ini juga banyak terdapat di Indonesia sebagai Negara yang luas akan perkebunan tehnya. Di dalam setiap proses produksi teh menghasilkan limbah yang terdiri dari limbah padat, limbah cair dan emisi. Limbah ampas teh merupakan sisa dari setiap tahapan proses produksi penyeduhan teh. Limbah ampas teh ternyata dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan antara lain menjadi bahan baku pembuatan papan partikel, pupuk organik dan akan dimanfaatkan sebagai bahan dalam pembuatan briket arang (Armaya, dkk., 2006 dalam Putro, 2011).
Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan briket arang dari bahan utama sekam padi dan limbah teh sebagai sumber energi alternatif. Diharapkan dengan pembuatan briket arang ini mampu mengubah limbah pertanian yang kurang termanfaatkan menjadi sesuatu yang lebih bermanfaat seperti bahan bakar dengan efisiensi konversi cukup baik dan bernilai ekonomis. Briket ini diharapkan akan digunakan sebagai bahan bakar alternatif dengan teknologi pengolahan yang murah dan sederhana.
Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui cara pengolahan briket bioarang dari sekam padi dan limbah teh dengan variasi komposisi
2. Untuk menguji komposisi briket arang yang terbaik antara sekam padi dengan pencampuran limbah ampas teh terhadap mutu briket yang dihasilkan
Batasan Penelitian
didasarkan pada ketersediaan bahan baku sehingga memudahkan penelitian yang akan dilakukan.
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Memberikan informasi tentang pemanfaatan limbah sekam padi dan limbah teh menjadi briket bioarang yang dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif sehingga diharapkan dapat mengurangi pemakaian BMM
3. Sebagai bahan informasi bagi mahasiswa yang akan melanjutkan penelitian ini.
ABSTRAK
AHMAD RIFAI SIREGAR: Pemanfaatan Sekam Padi dan Limbah Teh Sebagai Bahan Briket Arang Dengan Perekat Tetes Tebu, dibimbing oleh LUKMAN ADLIN HARAHAP dan SULASTRI PANGGABEAN.
Briket merupakan salah satu bahan bakar yang berasal dari biomassa digunakan sebagai sumber energi alternatif yang sangat sederhana dan murah. Biomassa yang digunakan dalam peneliitian ini adalah sekam padi dan limbah teh. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui cara pengolahan briket bioarang dari sekam padi dan limbah teh dengan variasis komposisi dan juga untuk mengetahui komposisi briket arang yang terbaik antara sekam padi dengan pemcampuran limpah teh terhadap mutu briket yang dihasilkan. Pengujian yang dilakukan adalah dengan rancangan acak lengkap non faktorial dengan parameter kadar air, kerapatan, keteguhan tekan, nilai kalor dan kadar abu. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa komposisi bahan pembuat briket memberikan pengaruh yang tidak nyata terhadap kadar air, dan memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kerapatan, keteguhan tekan, nilai kalor dan kadar abu.
Rata-rata kadar air pada penelitian ini yaitu 6.72% yang memenuhi standar briket buat Jepang, Amerika dan Indonesia dan tidak memenuhi standar briket buatan Inggris. Nilai Kerapatan sebesar 0.68 gr/cm3 yang memenuhi standar briket buatan Jepang dan Amerika dan tidak memenuhi standar briket buatan Inggris dan Indonesia, sedangkan untuk keteguhan tekan, nilai kalor dan kadar abu tidak ada yang memenuhi standar mutu briket arang buatan Jepang, Amerika, Inggris dan Indonesia dengan nilai rata-rata secara berurutan yaitu sebesar 1.71 kg/cm2, 4400.97 kal/gr dan 15.00%.
Kata kunci : Briket, Biomassa, Sekam padi dan Limbah Teh.
ABSTRACT
AHMAD RIFAI “Utilization of rice husk and tea wast as charcoal briquettes with adhesive cane”. Supervised by LUKMAN ADLIN HARAHAP dan SULASTRI PANGGABEAN.
waste tea against of the quality briquette produced. Testing was conducted using a non-factorial completely randomized disign with water content, density, firmness press, calorific value, and ash content. The result of this research showed that composition of the briquette materials highly significantly unaffected the water content and highly significantly effected against density, firmness press, calorific value, and ash content.
The average of water content in this research is 6,72% that meet Japane standard. Amerika and Indonesia do not meet standard. of briquette made in England. Density value is 0,68 gr/cm3 which meet standard of briquette made in Japan and Amerika, but did not meet standard of briquette made in England and Indonesia. Firmness press, calorific value, and ash content did not meet standard of briquette made in Japan, Amerika, and Indonesia with an average value in sequence are 1.71 kg/cm2, 4400.97 kal/gr and 15.00%.
PEMANFAATAN SEKAM PADI DAN LIMBAH TEH
SEBAGAI BAHAN BRIKET ARANG DENGAN PEREKAT
TETES TEBU
SKRIPSI
AHMAD RIFAI SIREGAR 100308046
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
PEMANFAATAN SEKAM PADI DAN LIMBAH TEH
SEBAGAI BAHAN BRIKET ARANG DENGAN PEREKAT
TETES TEBU
SKRIPSI
AHMAD RIFAI SIREGAR 100308046
KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
(Lukman Adlin Harahap, STP, M.Si) Ketua
ABSTRAK
AHMAD RIFAI SIREGAR: Pemanfaatan Sekam Padi dan Limbah Teh Sebagai Bahan Briket Arang Dengan Perekat Tetes Tebu, dibimbing oleh LUKMAN ADLIN HARAHAP dan SULASTRI PANGGABEAN.
Briket merupakan salah satu bahan bakar yang berasal dari biomassa digunakan sebagai sumber energi alternatif yang sangat sederhana dan murah. Biomassa yang digunakan dalam peneliitian ini adalah sekam padi dan limbah teh. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui cara pengolahan briket bioarang dari sekam padi dan limbah teh dengan variasis komposisi dan juga untuk mengetahui komposisi briket arang yang terbaik antara sekam padi dengan pemcampuran limpah teh terhadap mutu briket yang dihasilkan. Pengujian yang dilakukan adalah dengan rancangan acak lengkap non faktorial dengan parameter kadar air, kerapatan, keteguhan tekan, nilai kalor dan kadar abu. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa komposisi bahan pembuat briket memberikan pengaruh yang tidak nyata terhadap kadar air, dan memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kerapatan, keteguhan tekan, nilai kalor dan kadar abu.
Rata-rata kadar air pada penelitian ini yaitu 6.72% yang memenuhi standar briket buat Jepang, Amerika dan Indonesia dan tidak memenuhi standar briket buatan Inggris. Nilai Kerapatan sebesar 0.68 gr/cm3 yang memenuhi standar briket buatan Jepang dan Amerika dan tidak memenuhi standar briket buatan Inggris dan Indonesia, sedangkan untuk keteguhan tekan, nilai kalor dan kadar abu tidak ada yang memenuhi standar mutu briket arang buatan Jepang, Amerika, Inggris dan Indonesia dengan nilai rata-rata secara berurutan yaitu sebesar 1.71 kg/cm2, 4400.97 kal/gr dan 15.00%.
Kata kunci : Briket, Biomassa, Sekam padi dan Limbah Teh.
ABSTRACT
AHMAD RIFAI “Utilization of rice husk and tea wast as charcoal briquettes with adhesive cane”. Supervised by LUKMAN ADLIN HARAHAP dan SULASTRI PANGGABEAN.
waste tea against of the quality briquette produced. Testing was conducted using a non-factorial completely randomized disign with water content, density, firmness press, calorific value, and ash content. The result of this research showed that composition of the briquette materials highly significantly unaffected the water content and highly significantly effected against density, firmness press, calorific value, and ash content.
The average of water content in this research is 6,72% that meet Japane standard. Amerika and Indonesia do not meet standard. of briquette made in England. Density value is 0,68 gr/cm3 which meet standard of briquette made in Japan and Amerika, but did not meet standard of briquette made in England and Indonesia. Firmness press, calorific value, and ash content did not meet standard of briquette made in Japan, Amerika, and Indonesia with an average value in sequence are 1.71 kg/cm2, 4400.97 kal/gr and 15.00%.
RIWAYAT HIDUP
Ahmad Rifai Siregar, dilahirkan di Aek Korsik, Desa Parimburan, Kecamatan Sungai Kanan, Kabupaten Labuhanbatu Selatan, Sumatera Utara pada
tanggal 04 September 1992 dari ayahanda Bardat Siregar dan ibunda Siti Masnilom Harahap. Penulis merupakan anak ke tiga dari empat bersaudara.
Penulis menyelesaikan Sekolah Dasar di Sekolah Dasar Negeri 112254 Aek Korsik, pada tahun 2004, tamat Sekolah Menengah Pertama (SMP) di MTs Swasta Ittihadiyah Aek Korsik pada tahun 2007 dan tamat Sekolah Menengah Atas (SMA) dari SMA Negeri 1 Rantau Utara, Rantauprapat
pada tahun 2010. Pada tahun 2010 penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan
Tinggi Negeri (SNMPTN), Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
RABBANI Fakultas Pertanian USU tahun2012/2013. Menjabat sebagai Anggota Majelis Pertimbangan Mahasiswa Fakultas (MPMF) PEMA Fakultas Pertanian, sekretaris jendral Pemerintahan Mahasiswa (PEMA) Fakultas Pertanian tahun 2012/2013. Menjabat sebagai Ketua Divisi Eksternal Dewan Pimpinan Pusat (DPP) Kelompok Aspirasi Mahasiswa (KAM) RABBANI USU tahun 2013/2014. Menjabat Sebagai Ketua Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI) Komisariat Nusantara USU pada tahun 2013/2014, menjabat sebagai Anggota Majelis Pertimbangan Mahasiswa Universitas (MPMU) Pemerintahan Mahasiswa Universitas Sumatera Utara tahun 2014/2015.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Pemanfaatan Sekam Padi dan Limbah Teh Sebagai Bahan Briket Arang dengan Perekat Tetes Tebu”yang merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan Gelar Sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Lukman Adlin Harahap, STP, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan Ibu Sulastri Panggabean, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang
Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada teman-teman mahasiswa keteknikan pertanian stambuk 2010: M. Fajar, M. Ginta dan teman-teman lainnya, serta terima kasih kepada adik-adik stambuk 2011: Ardelima S, Khairul Azmi, Ade Rasmi, Nisa Damanik dan teman-teman lainnya, terima kasih juga kepada adik stambuk 2012, 2013 dan 2014 yang tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu kalian semua adalah inspirasi penulis. Terima kasih kepada semua keluarga besar BKM AL-Mukhlisin Fakultastas Pertanian USU Stambuk 2010: Mas Burhan (Ceo Molen Arab), Mas Bray, Si Irul, Rudi, Yudi, Septyan, Kak Riza, Desy Lavria, Nisa, Tara, Tya, dan Liza dan terkhusus kepada Lia Anggreini Nst, SP, Serta terima kasih kepada adik-adik pengurus di BKM AL-Mukhlisin FP USU kalianlah generasi inspirasi berikutnya. Terima kasih kepadakeluarga besar di perantauan PK KAMMI Nusantara USU Periode 2013-2014, periode penulis sebagai ketua umum mungkin belum ada perestasi yang ditorehkan, tapi yakinlah kedepan perestasi itu akan ada di genggaman tangan para generasi inspirasi yang kuat dan kokoh, tetaplah berkarya dan terus menciptakan proyek-proyek kebaikan di masyarakat.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.
Medan, Januari 2015
DAFTAR ISI
Tujuan Penelitian ... 3
Batasan Penelitian... 3
Kegunaan Penelitian ... 4
TINJAUAN PUSTAKA
Proses Pengarangan ... 15
Perekat ... 16
Perekat Tetes Tebu ... 18
Pengayakan ... 19
Kegunaan Briket Biorang... 20
Keunggulan Briket Biorang ... 21
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ... 22
Bahan dan Alat ... 22
Metode Penelitian ... 23
Model Rancangan Penelitian ... 23
Prosedur Penelitian ... 24
Parameter Penelitian ... 25
Nilai Kalor ... 35 Kadar Abu ... 37
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ... 40 Saran ... 41
DAFTAR PUSTAKA ... 42
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.Potensi Biomassa Indonesia ... 7
Tabel 2. Komposisi Kimia Sekam Padi ... 9
Tabel 3. Komposisi Kimia Limbah Ampas Teh... 10
Tabel 4. Hasil Pengujian Proximate Dan Nilai Kalor ... 11
Tabel 5. Kualitas Mutu Briket Arang ... 14
Tabel 6. Kayu Bakar Dan Bahan Bakar Minyak ... 15
Tabel 7. Perlakauan Komposisi Antara Sekam Padi Dan Limbah Ampas Teh ... 24
Tabel 8. Hasil Penelitian Uji Komposisi Bahan Pembuat Briket Arang Sekam Padi Dan Ampas Teh ... 30
Tabel 9. Pengaruh Komposisi Terhadap Kerapatan ... 32
Tabel 10. Pengaruh Komposisi Terhadap Keteguhan Tekan ... 34
Tabel 11. Pengaruh Komposisi Terhadap Nilai Kalor ... 36
DAFTAR GAMBAR
Hal Gambar 1. Sekam Padi ... 8 Gambar 2. Limbah Ampas Teh ... 10 Gambar 3. Tetes Tebu ... .20 Gambar 4. Hubungan Antara Komposisi Bahan Pembuat Briket
Arang Terhadap Kadar Air ... 30 Gambar 5. Hubungan Antara Komposisi Bahan Pembuat Briket
Arang Terhadap Kerapatan ... 32 Gambar 6. Hubungan Antara Komposisi Bahan Pembuat Briket
Arang Terhadap Keteguhan Tekan ... 34
Gambar 7. Hubungan Antara Komposisi Bahan Pembuat Briket
Arang Terhadap Nilai Kalor ... 36
Gambar 8. Hubungan Antara Komposisi Bahan Pembuat Briket
LAMPIRAN
Hal
Lampiran 1. Flowchart ... 44
Lampiran 2. Data Pengamatan Kadar Air ... 45
Lampiran 3. Data Pengamatan Kerapatan ... 46
Lampiran 4. Data Pengamatan Keteguhan Tekan ... 47
Lampiran 5. Data Pengamatan Nilai Kalor ... 48
Lampiran 6. Data Pengamatan Kadar Abu ... 49
Lampiran 7. Gambar Bahan ... 50
