PEMBUATAN BRIKET ARANG DARI TANAH GAMBUT LINTONGNIHUTA DENGAN PEREKAT TETES TEBU.

(1)

(2)

direncanakan. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Medan. Adapun yang menjadi judul skripsi ini adalah

“Pembuatan Briket Arang dari Tanah Gambut Lintongnihuta dengan Perekat Tetes Tebu”.

Dalam penyelesaian skripsi ini, penulis mengalami banyak hambatan dan kesulitan. Namun karena penyertaan dan karunia-Nya melalui bantuan dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini tepat waktu. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimakasih kepada pihak yang telah membimbing dan memberikan dukungan moral, petunjuk, saran-saran, motivasi dan nasihat-nasihat yang besar nilainya dalam penulisan skripsi ini, terutama ditujukan kepada Bapak Drs. Henok Siagian, M.Si selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah banyak memberikan waktu, arahan dan bimbingan kepada penulis selama proses penulisan skripsi ini. Kepada Bapak Alkhafi Maas Siregar M.Si selaku dosen pembimbing akademik yang telah membimbing penulis selama menjadi mahasiswa. Ibu Rita Juliani, S.Si, M.Si, Bapak Dr. Nurdin Bukit, M.Si, dan Bapak Abdul Rais, S.Pd, M.Si selaku dosen penguji yang telah banyak membimbing, memberikan saran dan kritik yang tentunya bersifat membangun dalam penulisan skripsi ini.

(3)

(4)

PEMBUATAN BRIKET ARANG DARI TANAH GAMBUT LINTONGNIHUTA DENGAN PEREKAT TETES TEBU

Henni Elika Simanungkalit 408221025

ABSTRAK

Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai kalor briket arang gambut Lintongnihuta dengan variasi tekanan, variasi lama pengeringan dan variasi komposisi perekat dan mengetahui perbandingan nilai kalor briket arang gambut dengan nilai kalor standard jepang.

Briket arang ini dibuat dari bahan tanah gambut Lintongnihuta yang sudah dibakar selama 5-6 jam di dalam drum pembakaran dan menjadi arang. Kemudian arang terlebih dahulu diayak dengn ukuran 100 mesh, ditimbang dengan neraca digital 90 gr, 85 gr, 80 gr, 75 gr dan 70 gr yang dicampur dengan menggunakan perekat tetes tebu/molase 10%, 15%, 20%, 25% dan 30%. Setelah dicetak dengan menggunakan mesin hidrolik, briket arang dikeringkan ke dalam oven dengan suhu 80oC. Lalu dilakukan pengukuran nilai kalor dengan menggunakan kalorimeter bom.

(5)

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Pengesahan i

Daftar Riwayat Hidup ii

Abstrak iii

Kata Pengantar iv

Daftar Isi vi

Daftar Gambar viii

Daftar Tabel ix

Daftar Lampiran x

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Batasan Masalah 3

1.3 Rumusan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Tanah Gambut 5

2.2 Pembentukan Tanah Gambut 5

2.3 Sifat-sifat Tanah Gambut 9

2.3.1 Sifat Kimia 9

2.3.2 Sifat Fisik 10

2.4 Gambut Lintongnihuta 10

2.5 Arang 11

2.6 Briket Arang 12

2.7 Proses Pembentukan Briket Arang 16

2.8 Bahan Perekat 17

2.9 Perekat tetes tebu 19

2.10 Material dan Pengujian 20

BAB III METODE PENELITIAN 21

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 21

3.1.1 Tempat Penelitian 21

3.1.2 Waktu Penelitian 21

3.2 Alat dan Bahan Penelitian 21

3.3 Prosedur Penelitian 22

3.3.1 Pembuatan Arang 22

3.3.2 Pencampuran Bahan Perekat 22

3.3.3 Pembuatan Briket Arang 23

3.4 Diagram Alir Penelitian 24

3.5 Pengujian Briket Arang 25

(6)

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 29

4.1 Hasil Penelitian 29

4.1.1 Hasil briket arang gambut perekat 10% 30

4.2 Pembahasan 38

4.2.1 Hubungan perekat dengan nilai kalor 38 4.2.2 Hubungan tekanan dengan nilai kalor 39

4.2.3 Hubungan lama pengeringan dengan nilai kalor 39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 42

5.1 Kesimpulan 42

5.2 Saran 42

DAFTAR PUSTAKA 44

(7)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Kandungan Karbon diatas Permukaan Tanah 8

Tabel 2.2 Komposisi Gambut Hutan Tropik 9

Tabel 2.3 Harga-harga Kalor 13

Tabel 2.4 Standarisasi Mutu Briket Arang 14

Tabel 3.1 Alat-alat Penelitian 21

Tabel 3.2 Bahan Penelitian 22

Tabel 3.3 Pengambilan Data 25

Tabel 4.1 Briket Arang Fraksi Perekat 10% 29

(8)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Tanah Gambut 5

Gambar 2.2 Proses Pembentukan Gambut 7

Gambar 2.3 Briket 12

Gambar 2.4 Kalorimeter Bom 15

Gambar 2.5 Mesin Hidrolik 17

Gambar 2.6 Tetes Tebu 20

Gambar 4.1 Grafik Tekanan dan Nilai Kalor 10% 30

Gambar 4.2 Grafik Lama Pengeringan dan Nilai Kalor 10% 30

(9)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Perhitungan Nilai Kalor 46

Lampiran 2 Deskripsi Batuan 47

(10)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sumber utama energi seperti minyak bumi, batu bara dan gas alam yang merupakan cadangan dari bahan bakar fosil jumlahnya semakin menipis. Hal ini dikhawatirkan akan menyebabkan terjadinya kelangkaan bahan bakar dimasa yang akan datang. Menurut Abdullah (2002), Indonesia dalam waktu 10 – 20 tahun ke depan akan menjadi negara pengimpor minyak bersih (Net Oil Importing Country) jika kondisi ini tetap dibiarkan dan belum ada upaya-upaya yang

signifikan. Demikian pula harga minyak bumi pada tahun 2005 tercatat memiliki rekor tertinggi dalam sejarah harga minyak dunia yaitu US$ 70. Situasi ini memacu para peneliti untuk mencari sumber energi alternatif yang murah dan mudah didapat.

(11)

Lahan gambut hanya meliputi 3% dari luas daratan di seluruh dunia, namun menyimpan 550 Gigaton C atau setara dengan 30% karbon tanah, 75% dari seluruh karbon atmosfir, setara dengan seluruh karbon yang dikandung biomassa (massa total makhluk hidup) daratan dan setara dengan dua kali simpanan karbon semua hutan di seluruh dunia. Unsur-unsur pembentuk gambut sebagian besar terdiri dari Karbon (C), Hidrogen (H), Nitrogen (N) dan Oksigen (O). selain unsur utama terdapat juga unsur lain seperti Al, Si, S, P, Ca dalam bentuk terikat. Di daerah tropis karbon yang disimpan tanah dan tanaman pada lahan gambut bisa lebih dari 10 kali karbon yang disimpan oleh tanah dan tanaman pada tanah mineral. Oleh karena itu gambut dapat diolah menjadi arang aktif.

Penggunaan tanah gambut menjadi bahan bakar juga memiliki kelebihan yaitu: diversifikasi sumber energi, memperluas lahan pertanian, mengurangi emisi CH4 ke atmosfer dan melestarikan lingkungan (Slamet, 2001)

Pembuatan arang dari tanah gambut dapat dilakukan dengan cara penambahan perekat tetes tebu dimana bahan baku diarangkan terlebih dahulu agar pembakarannya sangat baik dan tidak memiliki asap beracun akan tetapi temperatur panasnya kurang (Berita iptek, 2006), dihaluskan, dicampur perekat kemudian dicetak selanjutnya dikeringkan. Pemakaian tetes sebagai bahan perekat menghasilkan briket yang mempunyai kekuatan tinggi, tetapi hanya menimbulkan sedikit asap jika dibakar.

Briket arang merupakan bahan bakar padat alternatif atau pengganti bahan bakar minyak. Teknologi pembuatan briket arang sangat sederhana. Pada dasarnya briket arang adalah arang yang telah diubah bentuk, ukuran, dan kerapatannya menjadi produk yang lebih praktis sebagai bahan bakar.

(12)

Selanjutnya penelitian oleh Sutiyono dalam pembuatan briket arang dari tempurung kelapa dengan bahan pengikat tetes tebu dan tapioka yaitu dengan cara melakukan pengarangan dan lama pengeringan 3-6 jam dalam oven dengan suhu

80ᴼ. Didapat hasil nilai kalor ± 6050 kal/gr dengan bahan pengikat tetes tebu (Sutiyono).

Penelitian yang dilakukan oleh Sinukaban tentang campuran briket gambut dengan tapioka sebagai perekat untuk menghasilkan energi pengganti minyak bumi. Dari penelitian ini disimpulkan bahwa nilai kalor briket arang aktif dengan konsentrasi perekat 3,5 % (8374,18 kkal/kg), 5 % (8403,33 kkal/kg), 10 % (7381,67 kkal/kg), 15 % (8315,83 kkal/kg), dan 20 % (7723,28 kkal/kg). Kalor briket tertinggi dari gambut adalah (8403,33 kkal/kg) pada konsentrasi 5 % pada tekanan tetap 4 ton (Sinukaban, 2008).

Setelah memperhatikan hasil dan kesimpulan dari penelitian-peneltian diatas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul “Pembuatan Briket Arang dari Tanah Gambut Lintongnihuta dengan Perekat Tetes Tebu” Briket ini diharapkan akan digunakan sebagai bahan bakar alternatif dengan teknologi pengolahan yang sederhana dan murah.

1.2 Batasan Masalah

(13)

1.3 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Berapakah nilai kalor briket arang gambut dengan variasi komposisi perekat, variasi tekanan, dan variasi lamanya waktu pengeringan briket arang gambut?

2. Bagaimana perbandingan nilai kalor briket arang gambut dengan nilai kalor standard jepang?

1.4 Tujuan Penelitian

Dari rumusan masalah di atas, maka penelitian ini bertujuan:

1. Untuk mengetahui nilai kalor briket arang gambut dengan variasi tekanan, variasi lama pengeringan dan variasi komposisi perekat. 2. Untuk mengetahui perbandingan nilai kalor briket arang gambut

dengan nilai kalor standard jepang.

1.5 Manfaat Penelitian

Dalam penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain sebagai berikut :

1. Dapat memberikan informasi mengenai komposisi dan parameter dalam pembuatan briket arang gambut.

2. Dapat memberikan informasi kepada masyarakat, pihak industri, dan instansi terkait tentang pembuatan briket arang dari gambut sebagai bahan alternatif pengganti minyak tanah.

(14)

Briket arang gambut dengan variasi komposisi perekat tetes tebu 10% nilai kalor tertinggi (5433 kal/gr) dengan tekanan 5 ton dan lama pengeringan 4 jam nilai kalor rata-rata yang didapat dari lama pengeringan adalah (5076 kal/gr). Perekat 15% (6038 kal/gr) dengan tekanan 5 ton dan lama pengeringan 6 jam didapat nilai kalor rata-ratanya (5643 kal/gr). Perekat 20% (5271 kal/gr) dengan tekanan 5 ton dan lama pengeringan 4 jam untuk nilai kalor rata-rata diperoleh (5143 kal/gr) . Perekat 25% (5666 kal/gr) dengan tekanan 7 ton dan lama pengeringan 6 jam untuk nilai kalor rata-rata dari lama pengeringan diperoleh (4538,5 kal/gr). Perekat 30% (6573 kal/gr) dengan tekanan 5 ton dan lama pengeringan 6 jam untuk nilai kalor rata-rata dari lama pengeringan diperoleh (5387 kal/gr) . Kalor tertinggi dari gambut adalah (6573 kal/gr) pada konsentrasi 30 % pada tekanan 5 ton dan lama pengeringan selama 6 jam. Diperoleh nilai kalor rata-rata tertinggi dari lama pengeringan adalah 5643 kal/gr perekat 15%. Nilai kalor briket arang tertinggi 6573 kal/gr memenuhi standart jepang 6000-7000 kal/gr.

5.2. Saran

Untuk mendapatkan briket arang gambut secara optimal disarankan: 1. Studi lebih lanjut tentang jenis perekat lainnya untuk mendapatkan nilai

kalor yang tinggi.

(15)

(16)

Berita Iptek, (2006), Briket Sebagai Alternatif Pengganti Minyak Tanah, http://www.beritaiptek.com/zberita-berita iptek-2006-03-01 Briket-batu-bara-sebagai-alternatif-pengganti-minyak-tanah, shtml (20/10/2011 17:25) Deqi, R.R., (2009), Eko-Briket Dari Komposit Sampah Plastik High-Density

Polyethylena (HDPE) Dan Arang Sampah Organik Kota, Skripsi, Institut Teknik Sepuluh Nopember, Surabaya

Dinas Pertambangan dan Kehutanan Kabupaten Humbang Hasundutan,

(2006),Kegiatan Inventarisasi Data Base Pertambangan dan Kehutanan 10 Kecamatan di Wilayah Kabupaten Humbang Hasundutan Provinsi Sumatera utara Tahun Anggaran 2006, Dolok Sanggul

Fakultas Matematika dan Ilu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan, (2010), Pedoman Penulisan Proposal dan Skripsi Mahasiswa Program Studi Sain, FMIPA Unimed, Medan

Masturin, A., (2002), Sifat Fisika dan Kimia Briket Arang dari Campuran Arang Limbah Gergajian Kayu, Skripsi, Fakultas Kehutanan, IPB, Bogor

Noor, M, (2001), Pertanian Lahan Gambut, Potensi dan Kendala, edisi 5, kansius, Yogyakarta

Pari, G., ( 2002), Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan Kayu, Makalah Falsafah Sains (PPS 702), Program Pasca Sarjana IPB, Bogor

Prasetyo, I., (1989), Pengaruh Tekanan Pengempaan dan Jenis Perekat Terhadap Briket Arang Dengan Bahan Baku Arang Pasar, Skripsi, IPB, Bogor

Slamet, L., (2001), Pemanfaatan Gas Metan Sebagai Sumber Energi, Jurnal Berita Dirgantara, Vol.2, No.1, Maret 2001, Halaman 31-34, Bidang Aplikasi Dan Lingkungan Atmosfer

(17)

Tetes Tebu Dan Tapioka, Jurnal Teknik Kimia Vol.10, No.1, Halaman-216-222, Fakultas Teknologi Industri, Jawa Timur

Triono, A., (2006), Karakteristik Briket Arang dari Campuran Serbuk Gergaji Kayu Afrika (Maesopsis eminii Engl) dan Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dengan Penambahan Tempurung Kelapa (Cocos nucifera L), Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB, Bogor.