BRIKET ARANG KULIT KACANG TANAH DENGAN PROSES KARBONISASI.

(1)

BRIKET ARANG KULIT KACANG TANAH DENGAN

PROSES KARBONISASI

Oleh :

REZY PUTRI RAGILIA

(0731010040)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN “

JAWA TIMUR

(2)

ii KATA PENGANTAR

Segala puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan Karunia-Nya, penyusun dapat mengerjakan penelitian dengan judul “Briket Arang Kulit Kacang Tanah dengan Proses Karbonisasi”

Penelitian ini diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat guna mencapai gelar Sarjana Teknik Kimia di Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur, Surabaya.

Laporan ini dapat terselasaikan berkat bantuan petunjuk, pengalaman, bimbingan, dan dorongan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :

1. Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur.

2. Ir. Retno Dewati, MT selaku Kajur Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur.

3. Ir. Kindriari Nurma Wahyusi, MT selaku dosen pembimbing penelitian yang penuh kesabaran

telah meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan masukan – masukan dan

pencerahan dalam menyelesaikan penelitian ini.

4. Ir. Novel Karaman, MT selaku Dosen Penguji I.

5. Ir. Ketut Sumada, MS selaku Dosen Penguji II.

6. Kedua orang tua dan kakak yang selalu memberikan dukungan baik moral maupun spiritual

selama menyelesaikan penelitian ini serta teman – teman angkatan 2007 khususnya paralel B

yang telah mendukung terselesaikannya penyusunan laporan ini.

(3)

pengetahuan.

Surabaya, januari 2011

(4)

iv

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Tinjauan Pustaka

II.1.1 Kacang Tanah

II.2.1 Faktor – factor yang mempengaruhi kondisi karbonisasi II.2.2 Faktor – factor yang mempengaruhi proses pembuatan briket II.3 Hipotesa

(5)

III.2 Peralatan

III.3 Gambar Rangkaian Alat III.4 Variabel yang digunakan

III.4.1Kondisi yang ditetapkan III.4.2Variabel yang dijalankan III.5 Metodologi Penelitian

III.6 Pelaksanaan penelitian III.6.1Persiapan bahan III.6.2Prosedur penelitian III.7 Metode Analisa

III.7.1Pengukuran Kadar Air III.7.2Pengukuran Kadar Abu III.7.3Uji Nyala

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN IV.1 Analisa Bahan Baku (Kulit Kacang Tanah) IV.2 Hasil Penelitian

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1Kesimpulan

V.2Saran

(6)

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Komposisi tepung tapioca ………

Tabel 1.2 Standar Kualitas Briket Arang

Table 4.1 Hasil analisa nilai kalor kulit kacang tanah awal

Tabel 4.2.1 Hasil Penelitian

Tabel 4.3.1 Hasil Analisa Kadar kalor

Tabel 4.3.2 Hasil Anlisa kadar Air

Table 4.3.3 Hasil Analisa kadar Abu

(7)

arang kulit kacang tanah

Grafik 4.3.2. Hubungan antara waktu karbonisasi terhadap hasil analisa kadar air briket arang kulit kacang tanah

(8)

i INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai kalori yang relatif tinggi dari briket arang dapat dibuat dari berbagai macam bahan yang mengandung karbon salah satu contohnya adalah kulit kacang tanah. Kulit kacang tanah mengalami proses karbonisasi untuk diubah menjadi bentuk arang kemudian dilakukan penambahan bahan perekat starch dan dicetak menjadi briket arang.

Kulit kacang tanah dipotong dua bagian kemudian kulit kacang tanah dijemur setelah itu dilakukan proses karbonisasi selama 90 menit dengan suhu 200 0C, 225 0C, 250 0C, 275 0

C dan 300 0C. Kemudian arang yang terbentuk ditumbuk dan diayak untuk menyeragamkan ukuran (40 mesh) setelah itu arang ditimbang 25 gram, 50 gram, 75 gram, 100 gram dan 125 gram lalu dicampurkan perekat dan dicetak, briket yang terbentuk diangin anginkan selama 24 jam kemudian dikeringkan dengan oven suhu 100 0C selama 1 jam. Briket selanjutnya dianalisa nilai kalor, kadar abu, kadar air dan warna nyala.

Nilai kalor tertinggi yang dihasilkan dari briket arang kulit kacang tanah pada komposisi berat arang 75 gram dengan suhu karbonisasi 250 0C yaitu sebesar 6536,98 kcal/kg. Kadar air terendah dihasilkan pada komposisi berat arang 125 gram dengan suhu 3000C yaitu sebesar 2.014%, sedangkan kadar abu terendah dihasilkan pada komposisi berat arang 75 gram dengan suhu 2000C yaitu sebesar 7.39 %.

(9)

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Adanya krisis energi di Indonesia akhir – akhir ini disebabkan karena semakin meningkatnya kebutuhan manusia akan penggunaan bahan bakar minyak, sedangkan persediaan minyak atau gas bumi sangat terbatas dan tidak dapat diperbaharui. Karena semakin terbatasnya persediaan minyak mengakibatkan kenaikan harga BBM. Di Indonesia sejak 1 oktober 2005 kenaikan BBM memberikan efek yang signifikan bagi masyarakat kalangan bawah.seperti contoh lonjakan harga minyak tanah dari Rp. 700 perliter menjadi tiga kali lipatnya Rp. 2.500 hingga saat ini harga minyak tanah mencapai Rp. 7500 hal ini sangat membebani masyarakat miskin di tambah lagi kecenderungan kenaikan harga BBM yang selalu diiringi dengan meningkatnya harga bahan pokok lainnya.

Berdasarkan kondisi bahan bakar minyak dunia yang flekulatif dan memiliki kecenderungan untuk naik, maka perlu diambil tindakan untuk mengalihkan konsumsi bahan bakar minyak dengan bahan bakar pengganti yang lebih murah dan efektif.

(10)

“ Briket arang kulit kacang tanah dengan proses karbonisasi”

Jur usan Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur 2

Pembuatan briket dari limbah kulit kacang tanah dengan perekat tepung tapioka melalui proses karbonisasi berguna sebagai bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar fosil dan kayu bakar.

I.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari suhu karbonisasi yang optimal sehingga didapat briket arang kulit kacang tanah yang mempunyai nilai kalor, kadar air, kadar abu dan warna nyala yang sesuai dengan standart.

I.3 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan alternatif bahan bakar yang cocok untuk rumah tangga dan industri kecil sebagai pengganti bahan bakar fosil dan kayu bakar dengan cara memanfaatkan limbah kulit kacang tanah sehingga dapat meningkatkan nilai ekonomis dari kulit kacang tanah.

(11)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Tinjauan Umum

II.1.1 Kacang Tanah

Kacang Tanah (Arachis hypogea L) merupakan sejenis spesies kacang-kacangan dari famili Fabaceae yang berasal dari Amerika Selatan. Kacang tanah merupakan sejenis tanaman tropika. Ia tumbuh secara perdu setinggi 30 hingga 50 cm (1 hingga 1½ kaki) dan mengeluarkan daun-daun kecil. (http://www.babylon.com/defiPnition/kacang_tanah/, 2009)

Kacang tanah merupakan jenis tanaman setahun termasuk pada keluarga Leguminoceae. Berasal dari daerah Amerika Latin dan berkembang di Negara-negara Asia seperti : Filipina, Jepang, dan Indonesia. Di Indonesia, menurut hasil penelitian Balai Penelitian Kacang-kacangan di Bogor, telah ditemukan 4 macam varietas unggul dari kacang tanah. Varietas Gajah, Banteng, Macan dan Kijang merupakan varietas unggul yang dikembangkan oleh Balai Penelitian Kacang-kacangan Bogor.Tanaman ini biasanya ditanam di sawah atau tegalan secara tunggal atau ganda dalam sistem tumpang sari. Kacang tanah dapat dikonsumsi dalam berbagai bentuk antara lain sebagai bahan sayur, saos dan digoreng atau direbus. Sebagai bahan industri dapat dibuat keju,mentega, sabun dan minyak. Hasil dari pembuatan minyak, berupa bungkil, dapat dijadikan oncom dengan bantuan fermentasi jamur.

(http://agribisnis.deptan.go.id/pustaka/teknopro/Proses%20Pengolahan%20Komoditi%20, 2009)

(12)

Jur usan Teknik Kimia UPN “Veter an” Jawa Timur 4

“ Briket Arang Kuit KAcang Tanah dengan Proses Karbonisasi”

lainnya. Kacang tanah dapat tumbuh dengan baik jika di tanam di lahan ringan yang cukup mengandung unsur hara (Ca,N,P,dan K). Sebagai tanaman budidaya, kacang tanah terutama dipanen bijinya yang kaya protein dan lemak.Selain dipanen bijinya biasanya masyarakat memanfaatkan kacang tanah juga dipanen daun dan batangnya untuk makanan ternak atau merupakan pupuk hijau.

Spesies: A. hypogaea

(Google Analytics Creation date; 13:48:00, 22/January/2009)

Kacang tanah budidaya dibagi menjadi dua tipe : tipe “tegak” dan tipe “menjalar”. Tipe “menjalar” lebih disukai karena memiliki potensi hasil lebih tinggi. Tanaman ini adalah satu di antara dua jenis tanaman budidaya (yang lainnya adalah “kacang bogor” Voandziea subterranea) yang buahnya mengalami pemasakan di bawah permukaan tanah. Jika buah

(13)

yang masih muda terkena cahaya, proses pemasakan biji terganggu (Wikipedia-Indonesia, 2010).

Kadar abu kulit kacang adalah 5,3% - 7,3%. Kadar air pada kulit kacang rata – rata 4,95% - 7,75%.

( Danar Kusananda 2009).

Hasil analisa kadar kalor yaitu sebesar 2423,52 kcal/kg dengan menggunakan bomb kalorimeter.

II.1.2 Tepung tapioka

Serelia dan umbi-umbian banyak tumbuh di Indonesia. Produksi serelia terutama beras sebagai bahan pangan pokok dan umbi-umbian cukup tinggi. Begitu pula dengan bertambahnya penduduk, kebutuhan akan serelia dan umbi-umbian sebagai sumber energy pun terus meningkat. Tanaman dengan kadar karbohidrat tinggi seperti halnya serelia dan umbi-umbian pada umumnya tahan terhadap suhu tinggi. Serelia dan umbi-umbian sering dihidangkan dalam bentuk segar, rebusan atau kukusan. Usaha penganekaragamn pangan sangat penting artinya sebagai usaha untuk mengatasi masalah ketergantungan pada satu bahan pangan pokok saja. Misalnya, dengan mengolah serealia dan umbi-umbian menjadi berbagai bentuk awetan yang mempunyai rasa khas dan tahan lama disimpan. Bentuk olahan tersebut berupa tepung, gaplek, tapai, keripik, lemet, dan lain lain. Hal ini sesuai dengan program pemerintah khususnya dalam mengatasi masalah kebutuhan pangan, terutama non-beras.

( http://id.wikipedia.org/wiki/Tapioka, april 2010 )

(14)

Tepung tapioka yang dibuat dari ubi kayu mempunyai banyak kegunaan, antara lain sebagai bahan pembantu dalam berbagai industri. Dibandingkan dengan tepung jagung, kentang, dan gandum atau terigu,komposisi zat gizi tepung tapioka cukup baik sehingga mengurangi kerusakan tenun, juga digunakan sebagai bahan bantu pewarna putih.

Tapioka yang diolah menjadi sirup glukosa dan destrin sangat diperlukan oleh berbagai industri, antara lain industri kembang gula, pengalengan buah-buahan, pengolahan es krim, minuman dan industry peragian. Tapioka juga banyak digunakan sebagai bahan pengental, bahan pengisi dan bahan pengikat dalam industri makanan.

(Immanuel ginting, Sumantri, 1990 Jakarta)

Ampas tapioka banyak dipakai sebagai campuran makanan ternak. Pada umumnya masyarakat kita mengenal dua jenis tapioka, yaitu tapioka kasar dan tapioka halus. Tapioka kasar masih mengandung gumpalan dan butiran butiran ubi kayu yang masih kasar, sedangkan tapioka halus merupakan hasil pengolahan lebih lanjut dan tidak mengandung gumpalan lagi. Kualitas tapioka sangat ditentukan oleh beberapa factor, yaitu:

1. Warna tepung; tepung tapioka yang baik berwarna putih

2. Kandungan air; tepung harus dijemur sampai kering benar sehingga kandungan airnya rendah.

3. Banyaknya serat dan kotoran; usahakan agar banyaknya serat dan kayu yang digunakan harus yang umurnya kurang dari 1 tahun karena serat dan zat kayunya masih sedikit dan zat patinya masih banyak.

4. Tingkat kekentalan; usahakan daya rekat tapioka tetap tinggi.

Padahal, dilihat dari nilai gizinya, nilai gizi singkong dalam bentuk gaplek atau tepung tapioka tidak kalah dengan nilai gizi beras. Salah satu kekurangan gaplek adalah kandungan protein yang hanya 1,1 gram, sementara pada beras mencapai 6,8 gram. Namun, jangan lupa,

(15)

daun singkong merupakan sumber protein yang baik dengan kandungan 6,9 gram (FAO,1972)

Tabel 2. Komposisi Tepung Tapioka (per 100 gram bahan)

Komponen Kadar

Kalori 146,00 kal

Air 62,50 gram

Phosphor 40,00 mg

Karbohidrat 34,00 gram

Kalsium 33,00 mg

Berat dapat dimakan 75,00

Sumber : Daftar Komposisi Bahan Makanan Bharata Niaga, Jakarta (Dwi Santoso, TP, 1994)

II.1.3 Arang

Arang

Arang adalah residu hitam berisi karbon tidak murni yang dihasilkan dengan menghilangkan kandungan air dan komponen volatile (bahan mudah menguap) dari hewan atau tumbuhan. Arang umumnya didapatkan dengan membakar atau memanaskan kayu, gula, tulang, dan benda lain. Arang yang hitam, ringan, mudah hancur, dan menyerupai batu bara ini terdiri dari 85% sampai 98% karbon, sisanya adalah abu atau benda kimia lainnya (Wikipedia, maret 2009).

(16)

Sebelim Revolusi Industri, arang digunakan sebagai bahan bakar industry metalurgi (Wikipedia, Maret 2009).

Arang juga dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Arang atau kayu dibakar di dalam generator gas kayu untuk menggerakkan mobil dan bus. Di Perancis pada saat Perang Dunia II, produksi kayu dan arang untuk kendaraan bermotor meningkat dari 50.000 ton sebelum perang menjadi 500.000 ton pada tahun 1943 (Wikipedia, Maret 2009).

Arang digunakan dalam seni rupa seperti pensil atau krayon. Media ini banyak digunakan untuk membuat sketsa dalam ukuran besar atau media seni rupa, arang dijual dalam bentuk batangan. Arang memiliki sifat lembut, ringan, hitam, dan sekaligus mudah patah. Media ini sangat disenangi pelukis dalam membuat sketsa sebab sketsa yang dihasilkan sangat jelas, bahkan dalam proses pengecatan sekalipun (Wikipedia, Maret 2008).

Menurut ITO (1970), arang dapat dibedakan menurut jenis dan penggunaannya, yaitu : 1. Arang Keras ( hard Chaecoal)

Banyak digunakan sebagai reduktan pengolahan biji logam, metalurgi, arang aktif, serbuk hitam dan karbon disulfide

2. Arang Sedang (moderate chorcoal )

Digunakan sebagai bahan bakar dan untuk obat – obatan kimia seperti natrisianida, dan sebagainya.

3. Arang lunak ( soft chorcoal )

Merupakan bahan baku yang digunakan untuk pembuatan arang aktif dan briket arang.

( Rini dan Dina, 2006)

(17)

II.1.4 Bahan Perekat

Pemberian bahan perekat adalah untuk menarik air dan membentuk tekstur yang padat atau menggabungkan antara dua bahan yang akan direkatkan. Pemilihan dan penggunaan bahan perekat dilakukan berdasarkan beberapa hal antara lain memiliki daya serap yang baik terhadap air, harganya relatif murah serta mudah didapatkan.

• Bahan perekat yang mudah terbakar (Combustable Brinderes)

- Natural or synthetic resins - Sewage mud

- Animal manure - Algae

- Fish waste - Molasses

- Starch - Tar

• Bahan perekat yang tidak mudah terbakar (Non-Combustable Brinders) :

- Slime - Clay

- Mud - Cement

(18)

Cara pembuatan lem kanji

Lem kanji yang digunakan dibuat dengan cara memasak campuran tepung pati kanji yang telah dicampur dengan air, menurut perbandingan antara berat lem kanji dan berat air. Untuk langkah awal percobaan, digunakan perbandingan 1:5, dimana untuk setiap 25 gram tepung kanji dicampurkan dengan 125 ml air. Setelah dicampurkan, kemudian dimasak dengan api sedang dengan diaduk-aduk hingga warna berubah menjadi bening

( http://digilib.petra.ac.id/jiunkpe/s1/mesn/2005/jiunkpe-ns-s1-2005-24401024-1915-briket-chapter3.pdf, april 2010)

II.1.5 Briket

Briket adalah bahan bakar padat yang terbuat dari serbuk arang yang ditambah larutan perekat, kemudian dipress yang akhirnya mempunyai bentuk, ukuran dan kerapatan tertentu, sehingga menjadi produk yang lebih efisien dalam penggunaanya sebagai bahan bakar.

Briket arang pada umumnya digunakan sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah tangga, bahan bakar khusus seperti binatu, tungku pembakaran, pengeringan daging, ikan peleburan timah, pengecoran logam, dapur dalam kereta api, dan lain – lain. Selain itu juga sebagai bahan bakar atau bahan penolong pada industri – industri misalnya pada industri makanan, kimia logam dan sebagainya. Produk briket di indonesia mempunyai prospek yang cukup baik untuk dikembangkan, karena cukup tersedianya bahan baku berupa limbah yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku briket arang yaitu kulit kacang tanah

(ristek.go.id, april 2010) Jenis Briket

1. Jenis Berkarbonisasi (super), jenis ini mengalami terlebih dahulu proses dikarbonisasi sebelum menjadi Briket. Dengan proses karbonisasi zat-zat terbang yang terkandung dalam Briket Batubara tersebut diturunkan serendah mungkin sehingga produk akhirnya

(19)

tidak berbau an berasap, namun biaya produksi menjadi meningkat karena pada Batubara tersebut terjadi rendemen sebesar 50%. Briket ini cocok untuk digunakan untuk keperluan rumah tangga serta lebih aman dalam penggunaannya.

2. Jenis Non Karbonisasi (biasa), jenis yang ini tidak mengalamai dikarbonisasi sebelum diproses menjadi Briket dan harganyapun lebih murah. Karena zat terbangnya masih terkandung dalam Briket Batubara maka pada penggunaannya lebih baik menggunakan tungku (bukan kompor) sehingga akan menghasilkan pembakaran yang sempurna dimana seluruh zat terbang yang muncul dari Briket akan habis terbakar oleh lidah api dipermukaan tungku. Briket ini umumnya digunakan untuk industri kecil.

Jenis dan Ukuran Briket

1. Bentuk telur : sebesar telur ayam 2. Bentuk kubus : 12,5 x 12,5 x 5 cm

3. Bentuk selinder : 7 cm (tinggi) x 12 cm garis tengah

Briket bentuk telur cocok untuk keperluan rumah tangga atau rumah makan, sedangkan bentuk kubus dan selinder digunakan untuk kalangan industri kecil/menengah. (http://macklin.onbuk.com/, 2009)

Syarat dari briket arang adalah

1. Kekuatan briket menjadi bahan yang tidak mudah hancur baik dalam pengangkatan maupun penangannya. Kekuatan terhadap hentakan, gesekan dan tekanan dalam keadaan dingin maupun panas (pijar)

2. Ukuran dan bentuk sesuai yang dibutuhkan. 3. Bersih dalam Penangannya

4. Mudah terbakar

(20)

6. Mempunyai sifat – sifat kimia fisika tertentu, misalnya porositas, berat jenis, kadar zat terbang (volatile matter), kadar abu dan kadar air.

(Khumaidi Sholeh.2005) Standar Kualitas Briket Arang

(Hendra, 1999) II.1.6 Karbonisasi

Karbonisasi merupakan suatu proses peruraian pada suhu tinggi tanpa kontak langsung dengan udara. Karbonisasi adalah proses untuk menghilangkan zat yang mudah menguap.

Proses karbonisasi atau pengarangan dilakukan dengan membakar bahan baku dalam situasi yang kurang oksigen. Alat dan metode yang digunakan ada bermacam – macam. Cara yang paling sederhana yaitu dengan menumpuk kayu dipermukaan tanah atau memasukkannya di dalam tanah. Untuk mengeluarkan asap, timbunan tanah diberi lubang.

Cara lain proses pengarangan adalah dengan menggunakan tempat seperti kiln bata (beton) atau kiln yang terbuat dari drum bekas. Yang terpenting dalam hal ini proses harus

(21)

berlangsung dalam keadaan kurang oksigen. Karena bila tidak dalam keadaan tersebut, bahan yang akan dibakar akan menjadi abu.

(Sarmidi Amin, 2000)

Parameter yang berperan dalam proses karbonisasi adalah : 1. Tinggi suhu karbonisasi

Semakin tinggi suhu, arang yang diperoleh semakin berkurang sedangkan gas yang dihasilkan semakin meningkat. Hal ini disebabkan makin banyaknya zat-zat terurai dan teruapkan (Yuniarti A.2003)

2. Lama karbonisasi

Bila waktu pemanasan diperpanjang maka pirolisis semakin sempurna, sehingga hasil arang semakin berkurang. Tetapi cairan gas semakin meningkat, waktu karbonisasi bervariasi yaitu berkisar antara 1 – 2 jam. Proses karbonisasi sekam padi yang terbaik diperoleh pada suhu 240 – 2500C selama 2 jam dan pada suhu 2000C didapatkan sekam padi yang belum terkarbonisasi sempurna, sedangkan pada suhu 300 – 3200C telah terbentuk abu.

3. Laju Pemanasan.

Laju pemanasan dimana temperature akhir tercapai berpengaruh pada porositas dan kecepatan dari kabon yang terbentuk. Pada temperature yang naik dengan cepat, sejumlah volatile berkembang pada waktu yang singkat dan menghasilkan pori dengan ukuran yang lebih besar. Reaksi yang terjadi dengan cara tersebut diatas lebih besar daripada kenaikan temperature secara lambat. Hal ini akan menyebabkan porositas yang besar dan berkurangnya kepadatan dari material karbon.

(22)

Fase atau tahap – tahapan dalam proses karbonisasi : 1. Fase pemanasan awal (20 oC – 120 oC)

Pada suhu ini, kandungan air bahan mulai terlepas dan terbentuk karbon monoksida (CO) dan karbondioksida (CO2)

2. Fase pengeringan (120 oC – 200 oC)

Pada suhu ini, air yang teradsorbsi oleh parikel bahan akan terdesak keluar. Pembentukan karbon monoksida (CO) dan karbondioksida (CO2) masih berlanjut, bahan volatile yang keluar masih banyak.

3. Fase karbonisasi awal ( 200 oC – 450 oC)

Sampai pada suhu 280 oC, tar yang terbentuk mulai banyak, demikian juga gas – gas hydrogen, metana dan hidrokarbon lainnya seperti karbon monoksida serta karbon dioksida. Pada suhu 280 oC dekomposisi bahan meningkat dengan cepat. Reaksinya bersifat eksotermis dan berlangsung spontan.

4. Fase karbonisasi utama (450 oC – 520 oC )

Dengan naiknya temperature, jumlah bahan volatile yang dihasilkan juga semakin banyak. Produk utama dalam gas adalah metana, hydrogen, dan karbon monoksida. Tar yang terbentuk jumlahnya lebih sedikit dari fase sebelumnya. Kadar oksigen dan hydrogen dalam residu berkurang.

5. Fase post karbonisasi (520 oC – 1000 oC)

Pada tahap ini, terjadi perengkahan sekunder pada bahan – bahan volatile yang dihasilkan, sehingga produk “non condensable “ gas semakin banyak, sebaliknya jumlahnya semakin berkurang dan terdekomposisi menjadi abu.

(Indah Kusetiowati, 2007)

(23)

II.2 Landasan Teori

Kondisi karbonisasi sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor penting, antara lain : 1. Kadar Air

Bila kadar air bahan tinggi, maka sehingga makin panjang waktu yang diperlukan. Hal ini disebabkan karena uap air yang dihasilkan makin banyak.

2. Ukuran bahan

Makin kecil ukuran bahan, makin cepat peretaan keseluruh bahan sehingga karbonisasi berjalan sempurna.

3. Waktu Karbonisasi

Bila waktu pemanasan diperpanjang maka reaksi karbonisasi semakin sempurna, sehingga hasil arang semakin berkurang. Tetapi cairan dan gas semakin meningkat. 4. Suhu Karbonisasi

Semakin tinggi suhu karbonisasi, semakin berkurang arang yang diperoleh dan semakin meningkat hasil cairan dan gas. Hal ini disebabkan oleh semakin banyaknya zat-zat yang terurai dan teruapkan.

(Khumaidi Sholeh. 2005)

Faktor – faktor yang mempengaruhi proses pembuatan briket, yaitu : 1. Suhu karbonisasi

Pengaruh suhu karbonisasi, semakin tinggi suhu maka jumlah karbon yang di hasilkan akan semakin kecil dan tir yang dihasilkan akan semakin besar.

(Rini dan Dina, 2006)

(24)

Bila waktu pemanasan diperpanjang maka reaksi pirolisis semakin sempurna dan arang yang terjadi semakin meningkat, sampai pada waktu tertentu jumlah arang akan stabil karena arang telah terbentuk semua. Sampai pada waktu tertentu terdekomposisi menjadi abu. Waktu karbonisasi bervariasi yaitu berkisar antara 1 – 2 jam.

(Indah Kusetiowati, 2007) 3. Ukuran bahan

Bahan baku berupa padatan dihaluskan sampai dengan ukuran yang diinginkan, dimana semakin kecil ukuran bahan maka permukaan akan semakin luas, sehingga proses pembentukan arang akan merata. Ukuran bahan baku yang dianjurkan oleh peneliti sebelumnya adalah antara 40 mesh sampai dengan 70 mesh. (Rini dan Dina, 2006)

4. Cara pendinginan, untuk mendapatkan karbon yang tidak mudah hancur atau keras maka pendinginan dilakukan secara perlahan – lahan. (Rini dan Dina, 2006)

5. Bahan perekat

Penggunaan bahan perekat pada proses pencampuran arang dengan bahan perekat dapat mempengaruhi sifat-sifat briket yang dihasilkan. (Rini dan Dina, 2006)

II.3 Hipotesa

Dari proses pembuatan briket arang dari kulit kacang tanah dengan aplikasi suhu karbonisasi dengan perbedaan berat arang kulit kacang tanah dan perekat akan mempengaruhi nilai kalor briket arang yang dihasilkan.

(25)

BAB III

RENCANA PENELITIAN

III.1 Bahan baku yang digunakan

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah kulit kacang tanah yang didapatkan dari limbah industri rumah tangga dari kabupaten kediri.

III.2 Peralatan yang digunakan

(26)

“ Briket Arang Kulit Kacang tanah Dengan Proses Karbonisasi”

III.4 Variabel yang digunakan III.4.1. Kondisi yang ditetapkan

a. Berat kulit kacang tanah = 250 gr b. Ukuran arang kulit kacang tanah = 40 mesh c. Waktu karbonisasi = 90 menit

d. Berat perekat = 10 % dari berat arang III.4.2 Variabel yang dijalankan

a. Berat arang kulit kacang tanah = 25, 50, 75, 100, 125 b. Suhu karbonisasi (oC) = 200, 225, 250, 275, 300

(27)

III.5 Metodologi Penelitian

Setelah kering dipotong dua bagian

bahan dikarbonisasi (90 menit, suhu sesuai kondisi) Kulit kacang tanah dijemur

Analisa kadar air Ditambahkan perekat tepung kanji (sesuai

kondisi yang dijalankan)

Analisa Nilai kalor

warna api Analisa kadar abu

dicetak

Di angin – anginkan (24 jam) + dikeringkan (100 oC, 1 jam)

Briket arang

(28)

“ Briket Arang Kulit Kacang tanah Dengan Proses Karbonisasi”

III.6 Pelaksanaan Penelitian III.6.1.Persiapan bahan

Kulit kacang tanah dibersihkan dari kotoran – kotorannya kemudian dipotong menjadi 2 bagian agar mendapatkan hasil yang baik. Setelah itu di jemur di bawah sinar matahari selama 2 hari hingga kering.

III.6.2. Prosedur Penelitian

Kulit kacang tanah yang telah kering ditimbang sesuai dengan berat bahan yang telah ditentukan kemudian dipotong jadi 2 bagian. Kemudian masing – masing bahan di karbonisasi pada suhu yang telah ditetapkan dalam alat karbonisasi selama 90 menit lalu ditumbuk kemudian d ayak dengan ayakan 40 mesh. Setelah itu arang kulit kacang tanah dicampur dengan tepung tapioka sampai merata. Setelah merata, campuran tersebut dimasukkan ke dalam alat pencetak briket.

Pengeringan briket di dalam oven dengan suhu 100 oC selama 1 jam. Briket yang telah jadi kemudian dianalisa nilai kalor, kadar air, kadar abu, dan warna nyala. III.7 Metode Analisa

1. Pengukuran Kadar air

a. Timbang 1 gram contoh briket arang ke dalam botol timbang yang telah diketahui beratnya.

b. Panaskan dalam oven pengering pada suhu 104 – 110 oC selama 1 jam c. Dinginkan dalam dessicator dan timbang

2. Pengukuran Kadar Abu

a. Siapkan cawan pengabuan, kemudian bakar dalam tanur, dinginkan dalam desikator, dan timbang

(29)

b. Timbang sebanyak 3 – 5 gram sampel dalam cawan tersebut, kemudian letakkan dalam tanur pengabuan, bakar sampai didapat abu berwarna abu – abu atau sampai beratnya tetap. Pengabuan dilakukan selama 2 tahap : Pertama pada suhu sekitar 400 oC dan kedua pada suhu 550 oC.

c. Dinginkan dalam desikator, kemudian timbang.

3. Uji Nyala

Briket yang dihasilkan dimasukkan pada oven, oven kemudian dinyatakan pada elevasi suhu tertentu sampai briket habis. Pada saat terjadi nyala api pertama kali, maka catat warna api briket.

(30)

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Bahan Baku (Kulit Kacang Tanah)

Kulit kacang tanah kering dianalisa lebih terlebih dahulu sebelum dilakukan proses karbonisasi. Hasil analisa nilai kalor dalam kulit kacang tanah adalah sebagai berikut : Tabel 4.1 hasil analisa nilai kalor kulit kacang tanah awal

Sample Nilai kalor (Kcal/kg)

Kulit kacang tanah 2423.52

4.2 Hasil Penelitian

Untuk megetahui seberapa besar pengaruh suhu karbonisasi terhadap briket arang yang dihasilkan, dapat dilihat dari tabel sebagai berikut :

(31)

Tabel 4.2.1 Hasil Analisa Penelitian

No

Berat arang kulit kacang

t anah (gr) suhu

1 25 200 90 5678.59 7.925 8.92 biru kemerahan

225 6132.88 7.665 9 biru kemerahan

250 6453.72 5.333 9.08 biru kemerahan 275 6004.26 4.719 9.17 biru kemerahan

300 5524.73 2.945 9.26 biru kemerahan

2 50 200 90 5744.895 5.102 8.57 biru kemerahan

3 75 200 90 5611.2 6.529 7.39 biru kemerahan

4 100 200 90 5742.625 4.153 7.66 biru kemerahan

225 6134.13 3.661 7.72 biru kemerahan

300 5613.15 2.177 7.99 biru kemerahan

5 125 200 90 5874.05 5.276 7.76 biru kemerahan

225 6101.03 3.582 7.95 biru kemerahan

(32)

4.3 Hasil Penelitian dan pembahasan 4.3.1 Hasil analisa nilai kalor

No

Berat arang kulit kacang t anah suhu (oC)

2 50 200 90 5744.895

225 6200.055

4 100 200 90 5742.625

225 6134.13

250 6293.02

275 5956.25

300 5613.15

5 125 200 90 5874.05

225 6101.03

250 6287.06

275 5704.83

300 5609.13

(33)

Grafik 4.3.1. Hubungan antara suhu karbonisasi terhadap hasil analisa nilai kalor briket arang kulit kacang tanah

Berdasarkan grafik 4.3.1 dapat dilihat pada suhu 200 oC, 225 oC, dan 250 oC mengalami peningkatan nilai kalor sedangkan pada suhu 275oC dan 300 oC mengalami penurunan nilai kalor. Hal ini dikarenakan pada suhu > 250oC telah terbentuk kadar abu yang lebih besar dari suhu < 250 o C sehingga dapat mempengaruhi nilai kalor briket arang kulit kacang tanah.

5000

200 225 250 275 300

N

suhu karbonisasi (o_C)

(34)

4.3.2 Hasil analisa kadar air

No

Berat arang kulit

kacang t anah (gr) suhu (oC)

(35)

Grafik 4.3.2. Hubungan suhu karbonisasi terhadap hasil analisa kadar air briket arang kulit kacang tanah

Berdasarkan grafik 4.3.2 dapat di lihat bahwa semakin tinggi suhu karbonisasi maka kadar air briket arang kulit kacang tanah yang dihasilkan semakin rendah. Hal ini dikarenakan semakin tinggi suhu karbonisasi maka air yang terkandung dalam bahan semakin banyak yang menguap.

200 225 250 275 300

(36)

4.3.3 Hasil analisa kadar abu

No

Berat arang kulit kacang

t anah (gr) suhu

(37)

Grafik 4.3.3. Hubungan antara suhu karbonisasi terhadap hasil analisa kadar abu briket arang kulit kacang tanah

Berdasarkan grafik 4.3.3 dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu karbonisasi maka kadar abu briket arang kulit kacang tanah semakin meningkat. Hal ini dikarenakan semakin tingginya suhu karbonisasi yang digunakan maka banyak bahan yang terdekomposisi menjadi abu.

0

200 225 250 275 300

(38)

4.3.4 Pengaruh suhu karbonisasi terhadap kuantitas arang

No suhu (oC) Berat Kulit Kacang

Grafik 4.3.4. Hubungan antara suhu karbonisasi terhadap arang kulit kacang tanah yang dihasilkan

Berdasarkan grafik 4.3.4 dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu karbonisasi maka berat arang yang dihasilkan semakin menurun. Hal ini dikarenakan semakin tingginya suhu karbonisasi yang digunakan maka banyak bahan yang teruraikan dan teruap.

0,0

200 225 250 275 300

B

(39)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah kami lakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Nilai kalor tertinggi yang dihasilkan dari briket arang kulit kacang tanah pada komposisi berat kulit kacang tanah 250 gram dengan arang kulit kacang tanah 75 gram pada suhu karbonisasi 2500C yaitu sebesar 6536,98 kcal/kg, kadar air 4,171% , kadar abu 7,45% sehingga sesuai dengan standart kualitas briket arang pada negara USA .

2. Arang kulit kacang tanah dapat digunakan sebagai bahan baku alternative pembuatan briket arang.

V.2 Saran

(40)

DAFTAR PUSTAKA

Dwi Santoso, TP. 1994 Daftar Komposisi Bahan Makanan Bharata Niaga, Jakarta

Facruddin, 2000. Budidaya Kacang-kacangan. Yogyakarta : http:// agribisnis.

deptan.go.id/pustaka/teknopro/Proses%20Pengolahan%20Komoditi%20,(2 Agustus 2010)

Faishol, 2007, “ Bio Briket campuran arang alang – alang dan ampas tebu dengan perekat molases “ UPN “VETERAN” Jawa Timur

Hendra, D. 1999. Bahan Baku Pembuatan Arang dan Briket Arang. Litbang Hutan. Gunung Batu. Bogor.

http://www.babylon.com/definition/kacang_tanah/, 2010

http://digilib.petra.ac.id/jiunkpe/s1/mesn/2005/jiunkpe-ns-s1-2005-24401024-1915-briket-chapter3.pdf, 2010

http://id.wikipedia.org/wiki/Tapioka, april 2010

Ika Yuli Christina. Pembuatan Karbon Aktif dari Ampas Tebu dengan Berbagai Aktivator dan Aplikasi Terhadap Phenol.2006

Immanuel ginting, Sumantri, 1990 “Percobaan briket Arang Bator kelapa Untuk keperluan arang metalurgi dan rumah tangga”,Lembaga Ilmu pengetahuan Indonesia, Jakarta.

Indah K, 2007, ” Pemanfaatan Sabut Kelapa menjadi Arang “ UPN “Veteran” Jawa Timur Khumaidi Sholeh, 2005, “Pembuatan Briket Arang Gambut dengan Beberapa Jenis Perekat” UPN “Veteran” Jawa Timur

Menteri.esdm.go.id. 2010. Pemanfaatan Briket Batubara untuk Substitusi Minyak Tanah, <URL:96http://menteri.esdm.go.id/berita_mesdm.php?news_id=335>.

Rini D, 2006, “ Karbonisasi Ampas Klentheng “ UPN “VETERAN “ Jawa Timur

Sudrajat, R, 1983. Pengaruh Bahan Baku, Jenis Perekat dan Tekanan Kempa Terhadap Kualitas

Briket Arang. Laporan P3H/FPRDC No. 165. Bogor.

Seran, Julius B. 1991. Bioarang untuk Memasak.Jakarta: Lyberty