KARAKTERISTIK BRIKET ARANG CANGKANG KEMIRI (Aleurites moluccana) DENGAN MENGGUNAKAN PEREKAT
TAPIOKA DARI EKSTRAKSI AMPAS UBI KAYU DAN PENAMBAHAN GETAH PINUS
SKRIPSI
SAMSUL SAMRIN 105950060815
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR MAKASSAR
2019
KARAKTERISTIK BRIKET ARANG CANGKANG KEMIRI (Aleurites moluccana) DENGAN MENGGUNAKAN PEREKAT
TAPIOKA DARI EKSTRAKSI AMPAS UBI KAYU DAN PENAMBAHAN GETAH PINUS
SAMSUL SAMRIN 105950060815
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Jurusan Kehutanan Fakultas Pertanian.
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR MAKASSAR
2019
HALAMAN PENGESAHAN
Judul : Karakteristik Briket Arang Cangkang Kemiri (Aleurites moluccana) dengan Menggunakan Perekat Tapioka dari Ekstraksi Ampas Ubi Kayu dan Penambahan Getah Pinus
Nama : Samsul samrin Nim : 105950060815 Jurusan : Kehutanan
Makassar, Desember 2019
Telah diperiksa dan disetujui;
Pembimbing I Pembimbing II
Dr. Ir. Husnah Latifah, S.Hut,M.Si,IPM. Ir. Muhammad Daud, S.Hut.,M.Si.,IPM NIDN: 0909073602 NIDN: 0929118502
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian Ketua Program Studi
Dr. H. Burhanuddin, S.Pi., M.P Dr. Ir. Hikmah, S. Hut., M.Si., IPM.
NIDN:0912066901 NIDN:0011077101
HALAMAN KOMISI PENGUJI
Judul : Karakteristik Briket Arang Cangkang Kemiri (Aleurites moluccana) dengan Menggunakan Perekat Tapioka dari Ekstraksi Ampas Ubi Kayu dan Penambahan Getah Pinus
Nama : Samsul samrin Nim : 105950060815 Jurusan : Kehutanan
Susunan Tim Penguji
Dr. Ir. Husnah Latifah, S.Hut., M.Si., IPM.
( Pembimbing I ) (...)
Ir. Muhammad Daud, S.Hut., M.Si., IPM.
( Pembimbiing II ) (...)
Dr. Ir. Hikmah, S.Hut., M.Si., IPM.
( Penguji I ) (...)
Ir. Muhammad Tahnur, S.Hut., M.Hut., IPM.
( Penguji II ) (...)
Lulus: 21 Desember 2019
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya yang bertandatangan di bawah ini:
Nama :Samsul Samrin NIM :105950060815 Program Studi :Kehutanan Fakultas :Pertanian
Dengan ini saya, Samsul Samrin menyatakan dengan sungguh-sungguh:
1. Saya menyadari bahwa memalsukan karya ilmiah dalam bentuk yang dilarang oleh undang-undang, termasuk pembuatan karya ilmiah oleh orang lain dengan suatu imbalan, atau mengambil karya orang lain, ad alah tindakan kejahatan yang harus dihukum menurut undang-undang yang berlaku.
2. Bahwa skripsi ini adalah hasil karya dan tulisan saya sendiri, bukan karya orang lain atau karya plagiat, atau karya jiplakan dari karya orang lain.
3. Bahwa di dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat atau pendapat yang pernah atau diterbitkan orang lain, kecuali yang secara tertulis diacuh dalam naskah saya ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Bila kemudian hari terbukti pernyataan saya ini tidak benar, saya bersediah tanpa mengajukan banding menerima sanksi:
1. Skripsi ini beserta nilai-nilai hasil ujian skripsi saya di batalkan
2. Pencabutan kembali gelar kesarjanaan yang telah saya peroleh, serta pembatalan dan penarikan ijazah sarjana dan transkrip nilai yang telah saya terimah.
Makassar, Desember 2019 Yang Menyatakan
Samsul Samrin
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
“Ilmu Itu Bagaikan Binatang Buruan, Sedangkan Pena Adalah Pengikatnya.
Maka Ikatlah Binatang Buruanmu Dengan Ikatan Yang Kuat”
(Imam Syafi’i)
“Bukanlah Ilmu Yang Mendatangimu, Tetapi Kamulah Yang Harus Mendatangi Ilmu Itu”
(Imam Malik)
“Kebiasaan Adalah Kualitas Jiwa”
(Ibnu Khaldun)
“Sesali Masa Lalu Karena Ada Kekecewaan Dan Kesalahan-Kesalahan, Tetapi Jadikan Penyesalan Itu Sebagai Senjata Untuk Masa Depan Agar
Tidak Terjadi Kesalahan Lagi”
Kupersembahkan Karya Sederhana Ini Kepada Kedua Orang Tuaku Yang
Tercinta, Saudaraku Dan Seluruh Keluargaku.
ABSTRAK
Samsul Samrin ,105950060815. Karakteristik Briket Arang Cangkang Kemiri (Aleurites moluccana) Dengan Menggunakan Perekat Tapioka Dari Ekstraksi Ampas Ubi Kayu Dan Penambahan Getah Pinus. Dibawah bimbingan Husnah Latifah dan M. Daud.
Penelitian dilakukan untuk mengetahui karakteristik briket arang yang dibuat dari cangkang kemiri dengan menggunakan perekat tepung tapioka dari ekstraksi ampas ubi kayu dan penambahan getah pinus. Penelitian ini dilaksanakan Balai Penalitian dan Pengembangan Kehutanan Makassar, Sulawesi Selatan serta berlangsung selama dua bulan dari bulan Agustus hingga bulan September 2019. Penelitian menggunakan rancangan factorial 2 faktor dengan rancangan dasar rancangan acak lengkap. Faktor pertama adalah komposisi perekat tapioka dengan konsentrasi 8%, 12%, dan 16%, sedangkan faktor kedua adalah penambahan getah pinus 0% dan 5% dari berat serbuk kering tanur.
Pengamatan ini dilakukan dengan 3 kali ulangan. Untuk perlakuan yang berpengaruh terhadap respon dilanjutkan dengan uji Beda Nyata Jujur (BNJ ) atau Tukey Test. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Briket arang yang dihasilkan dari cangkang kulit kemiri dengan menggunakan perekat tapioka hasil ekstraksi ampas ubi kayu dan penambahan getah pinus memberikan nilai kadar air berkisar antara 3.8 – 7.1 %, kadar zat menguap (volatile meter) 35.30 – 40.82 %, kadar abu 2.1 – 3.92 %, kadar karbon terikat (fixed carbon) 55.2 – 62.52 %, kerapatan 0.61 – 0.68 g/cm
3, uji tekan 6.8 – 8.4 kg/cm
3dan uji penyalaan 94 – 150 detik. Semua kombinasi perlakuan telah memenuhi SNI 01-6235-2000 tentang Briket Arang kecuali kadar zat mudah menguap. Komposisi perekat tapioka dan getah pinus yang bervariasi pada perlakuan tiap briket arang mempengaruhi jumlah kadar air, kadar zat menguap (volatile meter), kadar abu, kadar karbon terikat (fixed carbon), kerapatan, uji tekan dan uji nyala. Kombinasi pemberian getah pinus sangat mempengaruhi cepatnya uji nyala briket arang cangkang kulit kemiri dan briket yang paling cepat membara ketika dinyalakan yaitu briket dengan penambahan getah pinus. Kecepatan penyalaan pada briket yang menggunakan getah pinus karena didalamnya terdapat kandungan minyak terpentin yang mudah terbakar. Kombinasi perlakuan serbuk arang 87%, perekat limbah tapioka 8% dan getah pinus 5% (A1B2) merupakan perlakuan optimal dalam meningkatkan kualitas briket arang limbah cangkang kemiri dengan penambahan perekat dan aditif berbasis limbah. Kualitas briket arang cangkang kemiri yang dihasilkan dari hasil pengujian beberapa variabel sangat dipengaruhi oleh komposisi perekat dan getah pinus yang bervariasi.
Kata Kunci: Bioenergi, Cangkang kemiri, Briket Arang, Limbah Tapioka, Getah
Pinus
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan segala puji dan syukur kehadirat Allah subhanahu wata’ala atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis mampu
menyelesaikan hasil penelitian dengan judul “Karakteristik Briket Arang Cangkang Kemiri (Aleurites moluccana) dengan Menggunakan Perekat Tapioka dari Ekstaksi Ampas Ubi Kayu dan Penambahan Getah Pinus”.
Tak lupa pula kita kirimkan salam dan shalawat kepada junjungan kita baginda Rasulullah shallallahu ‘alaihi wasallam, beliau yang menjadi surih tauladan bagi kita semua. Penulis menyadari bahwasanya mungkin dalam penulisan hasil ini masih banyak perbaikan dan kekeliruan yang disebabkan keterbatasan penulis, sehingga penulis sangat mengharapkan masukan dan kritikan yang bersifat membangun demi kesempurnaan hasil penelitian ini. Pada kesempatan kali ini pula penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Kedua orang tua tercinta, tak henti – hentinya memanjatkan doa untuk keberasilan dan keselamatan penulis dunia akhirat, kemudian dukungan moral serta materi demi keberhasilan studi dari penulis.
2. Ayahanda Dr. H. Burhanuddin, S.Pi., M.P selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Ibunda Dr. Ir. Hikmah, S.Hut., M.Si., IPM selaku Ketua Program Studi Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Makassar.
4. Ibunda Dr. Ir. Husnah Latifah, S.Hut., M.Si, IPM selaku pembimbing I dan
Ayahanda Ir. Muhammad Daud, S.Hut., M.Si., IPM selaku pembimbing II,
penulis mengucapkan banyak terimakasih atas segala motivasi dan masukannya demi tersusunnya Skripsi ini dengan baik dan benar.
5. Ibunda Dr. Ir. Hikmah, S.Hut., M.Si., IPM selaku penguji I dan Ayahanda Ir.
Muhammad Tahnur, S.Hut., M.Hut., IPM selaku penguji II yang telah memberikan masukan dan arahan sehingga penulis berhasil menyusun skripsi ini dengan benar.
6. Ibunda Muthmainnah, S.Hut., M.Hut selaku penasehat akademik yang tak henti-hentinya memberikan motivasi dan masukan selama penulis menempuh perkuliahan hingga menyelesaikan masa studinya.
7. Bapak dan Ibu dosen Program Studi Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Makassar, yang telah memberikan ilmu selama mengikuti kegiatan perkuliahan hingga menyelesaikan tugas akhir ini.
8. Teman – teman dan semua pihak yang tak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan dorongan dan motivasi yang besar.
Semoga doa dan motivasi yang diberikan oleh semua pihak dibalas oleh Allah subhanahu wata’ala. Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
Makassar, Desember 2019
Samsul Samrin
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN KOMISI PENGUJI ... iii
PERNYATAAN KEASLIAN ... iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xi
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 4
1.3. Tujuan Penelitian ... 4
1.4. Kegunaan ... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Tanaman Kemiri ... 5
2.2. Karbonasi ... 6
2.3. Perekat ... 7
2.4. Getah Pinus ... 8
2.5. Briket Arang ... 9
2.6. Kerangka Pikir ... 13
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat ... 15
3.2. Alat dan Bahan ... 15
3.3. Prosedur Penelitian ... 15
3.4. Variabel yang Diamati ... 17 3.5. Rancangan Percobaan... 21 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
BAB V . PENUTUP
5.1. Kesimpulan ... 40 5.2. Saran ... 40 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
DAFTAR TABEL
No. Teks Halaman 1. Sifat Briket Arang Berdasarkan SNI 01-6235-2000 dan Badan
Penelitian dan Pengembangan Kehutanan ... 13 2. Rata-rata Kadar Air Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan
Perekat Tepung Tapioka ... 23 3. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka. .... 24 4. Rata-rata Kadar Zat Menguap Briket Arang Cangkang Kemri
Menggunakan Perekat Tepung Tapioka ... 24 5. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka ... 25 6. Rata-rata Kadar Abu Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan
Perekat Tepung Tapioka ... 25 7. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka ... 26 8. Rata-rata Kadar Kadar Karbon Terikat (Fixed Carbon) Briket Arang
Cangkang Kemri Menggunakan Perekat Tepung Tapioka ... 26 9. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka ... 27 10. Rata-rata Kerapatan Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan
Perekat Tepung Tapioka ... 28 11. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka ... 28 12. Rata-rata Uji Tekan Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan
Perekat Tepung Tapioka ... 29 13. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka ... 30 14. Rata-rata Uji Tekan Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan
Perekat Tepung Tapioka ... 30
15. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka ... 31
DAFTAR GAMBAR
No. Teks Halaman
1. Kerangka Pikir ... 14
2. Grafik Kadar Air Briket Arang Cangkang Kemiri ... 24
3. Grafik Kadar Zat Menguap Briket Arang Cangkang Kemiri ... 26
4. Grafik Kadar Abu Briket Arang Cangkang Kemiri ... 28
5. Grafik Kadar Karbon Terikat Briket Arang Cangkang Kemiri ... 31
6. Grafik Kerapatan Briket Arang Cangkang Kemiri ... 33
7. Grafik Uji Tekan Briket Arang Cangkang Kemiri ... 36
8. Grafik Uji Nyala Briket Arang Cangkang Kemiri ... 38
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penggunaan bahan bakar saat ini masih bersumber dari bahan bakar fosil yaitu bahan bakar minyak, batu bara dan gas yang memiliki banyak dampak bagi lingkungan disamping itu juga tidak terbarukan dan berkelanjutan, maka dari itu dibutuhkan sumber bahan bakar yang mudah dan banyak tersedia di alam atau dengan memanfaatkan limbah. Sebagai negara agraris yang terletak di daerah tropis, Indonesia kaya akan sumber energi biomassa.
Menurut Supriyatno & Crishna (2010), biomassa merupakan bahan-bahan organik yang berumur relatif muda dan berasal dari tumbuhan, hewan, produk dan limbah industri budidaya (pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, dan perikanan). Kristanto (2013) menyatakan bahwa biomassa merupakan salah satu sumber energi yang paling umum dan mudah diakses yang dapat diolah menjadi bioenergi. Biomassa memiliki jumlah yang melimpah karena dihasilkan dari aktivitas manusia ataupun proses alam dan juga memiliki potensi sumber daya energi yang besar. Potensi energi biomassa 50.000 MW akan tetapi hanya 320 MW atau 0,64% yang sudah dimanfaatkan. Hal ini menunjukkan bahwa energi biomassa belum dimanfaatkan secara optimal. Biasanya hanya dibuang begitu saja dan dibiarkan menumpuk sebagai limbah. Salah satu limbah biomassa yang keberadaannya melimpah tetapi belum dimanfaatkan secara optimal adalah limbah biomassa tempurung kemiri.
Tempurung kemiri diperoleh dari hasil pengolahan biji kemiri. Dari setiap
kilogram biji kemiri akan dihasilkan 30% inti dan 70% tempurung (Gianyar,
Nurchayati & Padang, 2012). Sedangkan prosentase masa buah kemiri menjadi tempurungnya sebesar 64,57% dan tergolong sangat tinggi bila dibandingkan dengan tempurung kelapa dan tempurung kelapa sawit yang tidak lebih dari 30%
(Prabarini & Okadyana, 2012).
Jumlah tempurung kemiri yang dihasilkan dari tiap pengolahan biji kemiri sangat banyak tetapi belum dimanfaatkan secara optimal. Untuk itu diperlukan suatu usaha pemanfaatan tempurung agar tidak menjadi limbah. Paimin (1994) menjelaskan bahwa proses pemisahan tempurung kemiri biasanya dilakukan secara manual. Awalnya biji kemiri direbus sekitar 30 menit, lalu dikeringkan dan dipecahkan dengan dipukul menggunakan palu atau benda keras lain. Tempurung kemiri yang pecah bisa membahayakan pejalan kaki yang tidak menggunakan alas kaki karena teksturnya sangat kaku dan keras. Oleh karena itu diperlukan suatu upaya untuk mengolah limbah tempurung kemiri menjadi lebih bernilai positif.
Tekstur kaku dan keras pada tempurung kemiri ini dikarenakan tempurung kemiri mengandung holoselulosa 49,22% dan lignin 54,46% (Lempang, Syafi’i & Pari, 2011). Kandungan lignin yang tinggi berpotensi untuk dibuat arang yang menghasilkan nilai kalor yang tinggi.
Menurut Saleh (2013) untuk mengatasi limbah dan mengoptimalkan penggunaan bahan bakar alternatif sebagai pengganti minyak tanah perlu adanya optimalisasi dalam meningkatkan efektifitas dan efisiensi dari bahan bakar alternatif tersebut yaitu dengan cara mengolah limbah menjadi briket arang.
Berdasarkan hal tersebut, peneliti bermaksud untuk melakukan penelitian berupa
pembuatan briket arang dari limbah tempurung kemiri. Briket merupakan suatu
bahan bakar padat dan berasal dari sisa-sisa bahan organik yang telah mengalami pemampatan dengan daya tekan tertentu. Briket adalah bahan bakar yang potensial dan dapat diandalkan untuk rumah tangga. Briket mampu menyuplai energi dalam jangka panjang, harganya relatif murah. Seperti yang kita ketahui, bahwa pemenuhan kebutuhan energi kita sebagian besar berasal dari pembakaran bahan bakar fosil yang berumur jutaan tahun yang tidak dapat diperbarui.
Indonesia yang semula adalah net-exporter BBM telah menjadi net-importer BBM
sejak tahun 2000. Padahal cadangan minyak bumi Indonesia hanya sekitar 9
miliar barel dan produksi Indonesia hanya sekitar 500 juta barel per tahun. Ini
artinya jika terus dikonsumsi dan tidak ditemukan cadangan untuk meningkatkan
recovery minyak bumi, diperkirakan cadangan minyak bumi Indonesia akan habis
dalam waktu dua puluh tiga tahun mendatang (Hambali, dkk., 2007). Salah satu
contoh kelangkaan BBM yang terjadi adalah semakin menipisnya minyak tanah
dan LPG. Padahal sebagian besar pemenuhan kebutuhan energi rumah tangga
berasal dari minyak tanah dan LPG. Berdasarkan hal tersebut, masyarakat harus
mulai mencari bahan bakar alternatif yang bersifat renewable, salah satunya
dengan pemanfaatan limbah biomassa tempurung kemiri menjadi briket arang.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan Masalah penelitian ini yaitu:
1. Adakah pengaruh kadar perekat Tapioka dari Ekstaksi Ampas Ubi Kayu dan kadar Getah Pinus terhadap Karakteristik Briket Arang Cangkang Kemiri (Aleurites moluccana)?
2. Adakah perbedaan karakteristik Briket Arang Cangkang Kemiri (Aleurites moluccana) pada berbagai kombinasi kadar perekat Tapioka dari Ekstaksi
Ampas Ubi Kayu dengan kadar Getah Pinus?
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui pengaruh kadar perekat Tapioka dari Ekstaksi Ampas Ubi Kayu dan kadar Getah Pinus terhadap Karakteristik Briket Arang Cangkang Kemiri (Aleurites moluccana)
2. Mengetahui perbedaan karakteristik Briket Arang Cangkang Kemiri (Aleurites moluccana) pada berbagai kombinasi kadar perekat Tapioka dari
Ekstaksi Ampas Ubi Kayu dengan kadar Getah Pinus.
1.4 Kegunaan Penelitian
Penelitian ini berguna sebagai bahan informasi memanfaatkan limbah
tempurung kemiri, sebagai bahan dasar pembuatan briket arang dengan
menggunakan perekat tapioka yang diekstarksi limbah ampas pengolahan ubi
kayu
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Deskripsi Tanaman Kemiri
Kemiri (Aleurites moluccana L) adalah tanaman yang bijinya dimanfaatkan sebagai sumber minyak dan rempah-rempah. Tumbuhan ini masih sekerabat dengan singkong dan termasuk dalam suku Euphorbiaceae. Tidak diketahui dengan tepat asal-usulnya, tumbuhan ini menyebar luas mulai dari india dan china, melewati Asia Tenggara dan Nusantara, hingga Polinesia dan Selandia Baru. Tanaman ini adalah tumbuhan resmi negara bagian Hawai. Di Indonesia, kemiri dikenal dengan banyak nama. Diantaranya, kembiri, gambiri, hambiri (Batak), kemili (Gayo), kemiling (Lampung), buah kareh (Minangkabau, Nias), keminting (Dayak), juga muncang (Sunda), miri (Jawa) .
Klasifikasi
Kerajaan : Plantae
Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Ordo : Malpighiales Famili : Euphorbiaceae Genus : Aleurites
Spesies : Aleurites moluccana
Pohonya disebut sebagai varnish tree atau kukui nut tree. Minyak yang
diekstrak dari bijinya berguna dalam industri digunakan sebagai bahan campuran
cat. Pohonya dapat hidup pada ketinggian 150 -1000 meter. Tinggi tanman
mencapai sekitar 15-40 meter. Daunnya berwarna hijau pucat, bertangkai panjang,
helai daunnya berbentuk bulat telur, bentuknya lanset dan hanya pada bagian pangkal bertulang daun menjari. Kacangnya memiliki diameter sekitar 4-6 cm, buahnya buah batu bentuknya bulat telur bola yang lebar dan berdaging, bijinya berjumlah 1-2 dengan kulit. (Supriadi, 2009).
2.2 Karbonisasi
Karbonisasi adalah istilah untuk konversi dari zat organik menjadi karbon atau residu yang mengandung karbon melalui pirolisis atau destilasi destruktif.
Hal ini sering digunakan dalam kimia organik dengan mengacu pada generasi gas batubara serta aspal batubara dari batubara mentah. Bahan bakar fosil umumnya merupakan produk dari karbonisasi sayuran. Istilah karbonisasi juga diterapkan pada pirolisis batubara untuk memproduksi kokas. Karbonisasi juga merupakan suatu tahap dalam proses pembuatan arang, dan dianggap sebagai langkah yang paling penting dari semuanya karena memiliki kekuatan untuk mempengaruhi seluruh proses mulai dari pohon yang tumbuh hingga distribusi akhir arang ke berbagai sumber (Heygreen dan Bowyer, 1996 dalam Achmad 2008).
Proses karbonisasi dapat merupakan reaksi endotermik atau eksotermik tergantung pada suhu dan proses reaksi kimia yang sedang terjadi. Secara umum hal ini dipengaruhi oleh hubungan suhu karbonisasi, sifat reaksi, dan perubahan fisik/kimiawi yang terjadi. Proses karbonisasi dilakukan melalui dua cara, pertama dengan pemanasan secara langsung dalam tungku yang berbentuk kubah.
Pemanasan menggunakan tungku merupakan cara yang paling tua dimana
batubara dibakar pada kondisi udara terbatas, sehingga hanya zat terbang saja
yang akan terbakar. Jika zat terbang terbakar habis, proses pemanasan dihentikan.
Kelemahannya antara lain terdapat produk samping berupa gas dan cairan yang tidak dapat dimanfaatkan atau habis terbakar, disamping itu produktivitas sangat rendah.
Cara kedua adalah karbonisasi batubara dengan pemanasan tak langsung atau sistem distilasi kering. Dalam hal ini batubara ditempatkan pada ruang tegak sempit dan dipanaskan dari luar (pemanasan tak langsung). Melalui dinding baja, panas disalurkan ke dalam tanur bakar yang berisi batubara. Pada suhu sekitar 375
°C - 475 °C, batubara mengalami dekomposisi membentuk lapisan plastis di sekitar dinding. Ketika suhu mencapai 475 °C - 600 °C, terlihat munculnya cairan tar (aspal) dan senyawa hidrokarbon (minyak), dilanjutkan dengan pemadatan massa plastis menjadi semi-kokas. Pada suhu 600 °C - 1100 °C, proses stabilitas kokas dimulai.
Cara ini selain menghasilkan kokas juga diperoleh produk samping berupa aspal, amonia, gas metana, gas hidrogen dan gas lainnya. Gas-gas tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar. sedangkan produk cair berupa aspal, amonia dan lain-lain dapat diproses lebih lanjut untuk menghasilkan bahan-bahan kimia, umumnya berupa senyawa aromatik.
2.3 Perekat
Sutigno (1986) dalam Latifah (1997) bahwa perekat adalah suatu bahan
yang dapat menahan dua benda berdasarkan ikatan permukaan. Dalam arti luas,
perekat dapat didefenisikan sebagai suatu zat dimana benda dimungkinkan untuk
menempel atau melekat pada benda lain atau suatu zat yang mampu mendekatkan
beberapa material satu sama lain dengan pengikatan permukaan.
Perekat dibuat dari tepung tapioka ditambah dengan air. Perekat tapioka umum digunakan sebagai bahan perekat pada briket arang, karena banyak terdapat di pasaran dan harga relatif murah. Perekat ini dalam penggunaannya menimbulkan asap yang relatif sedikit dibandingkan bahan yang lainnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa briket arang dengan tepung kanji sebagai bahan perekat akan sedikit menurunkan nilai kalornya bila dibandingkan dengan nilai kalor kayu dalam bentuk aslinya. (Sudrajat dan Soleh, 1994 dalam Triono, 2006).
2.4 Getah Pinus
Pinus adalah sebutan bagi sekelompok tumbuhan yang semuanya tergabung dalam marga Pinus. Di Indonesia penyebutan tusam atau pinus biasanya ditujukan pada tusam Sumatera (Pinus merkusii Jungh. et deVries). Pinus kebanyakan bersifat berumah satu (monoecious), yaitu dalam satu tumbuhan terdapat organ jantan dan betina namun terpisah, meskipun beberapa spesies bersifat setengah berumah dua (sub-dioecious) (Jungh.& De Vries, 2012).
Klasifikasi
Kingdom : Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji) Divisi : Coniferophyta
Kelas : Pinopsida Ordo : Pinales Famili : Pinaceae Genus : Pinus
Spesies : Pinus merkusii
Getah pinus dihasilkan pada bagian gubal yang didalamnya terdapat sel – sel yang merupakan gudang pati dan persediaan bahan lainnya untuk diubah menjadi persenyawaan baru dalam pembentukan sel – sel kayu dan getah. Getah pinus termasuk golongan oleoresin (perpaduan resin dan minyak pohon) yang mengandung senyawa terpenoid, hidrokarbon dan senyawa netral bila didestilasikan akan menghasilkan 15 – 25 % terpentin (CH10H16) dan 70 – 80 % gondorukem dan 5 – 10 % kotoran. Riwayati (2005) dalam Kencanawati (2017).
Kandungan getah pinus yang mudah terbakar adalah minyak terpentin, minyak terpentin merupakan cairan tidak berwarnah, bau khas (keras), pedas dan mudah terbakar. Sastrohamidjojo (1981) dalam Kurniawan (2016).
2.5 Briket Arang
Briket adalah bahan bakar padat yang dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif yang mempunyai bentuk tertentu. Pembuatan briket bertujuan untuk memperoleh suatu bahan bakar yang berkualitas yang dapat digunakan untuk semua sector sebagai sumber energy pengganti. Budiman (2010) dalam Mirnawati (2012).
1. Teknik Pembuatan Briket Arang
Menurut Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan (1994) dalam Masturin (2002) mengemukakan bahwa proses pembuatan briket arang meliputi empat cara yaitu:
a. Pengempaan serbuk gergaji menjadi briket kemudian disusul dengan
karbonisasi pada tekanan sedang.
b. Pengempaan dan proses karbonisasi serbuk kayu dilakukan secara serentak.
c. Pengempaan campuran arang kayu dan serbuk kayu menjadi briket disusul dengan proses karbonisasi.
d. Pengempaan campuran arang kayu dan bahan perekat menjadi briket disusul dengan proses pengeringan yang kadang dikarbonisasi kembali.
Proses yang umum dilakukan adalah proses yang tercantum pada butir a dan d. Briket yang baru dibentuk dengan tekanan tertentu dikeringkan didalam oven bersuhu 60
0C selama 24 jam atau dijemur di udara terbuka sampai mencapai kadar air lingkungan.
Menurut Herman (1989) dalam Masturin (2002), tekanan pengempaan diberikan untuk menciptakan kontak antara permukaan bahan yang direkat dengan bahan perekat. Semakin tinggi tekanan pengempaan, maka semakin tinggi kerapatan briket dengan mengikuti persamaan regresi linier. Penambahan tekanan pada suatu batas tertentu akan menyebabkan bahan perekat ikut terbuang. Briket yang terlalu padat akan sulit terbakar, sedangkan briket yang kurang padat akan mengakibatkan briket mudah terurai pada saat penggunaannya seperti ditunjukkan oleh percikan bara dan mengakibatkan kesan kurang bersih meskipun laju pembakarannya cepat. Dengan demikian dibutuhkan tekanan densifikasi yang tepat, hal tersebut ditentukan oleh jenis bahan yang didensifikasi. Menurut Pari et al.
(1990) dalam Triono (2006) menyatakan bahwa pada umumnya semakin
tinggi tekanan yang diberikan akan memberikan kecenderungan
menghasilkan briket arang dengan kerapatan dan keteguhan tekanan yang semakin tinggi pula.
Menurut Suryani (1986) dalam Achmad (2008) pengempaan dalam pembuatan briket dapat dilakukan dengan alat-alat pengepres type cmpression atau extrussion. Tekanan yang diberikan untuk pembentukan
briket arang dibedakan menjadi dua cara yaitu batas elastisitas bahan baku sehingga struktur sel akan runtuh dan belum melampaui batas elastisitas bahan baku. Beberapa alat atau mesin pengempa yang dapat digunakan untuk densifikasi dibedakan atas empat jenis, yaitu:(1) Piston press yang digerakkan oleh piston mekanis dan hidroulik, (2) Conical screw press, (3) Screw press dengan mantel pemanas, (4) Rotary ring disc press.
2. Mutu Briket Arang
Persyaratan briket arang tidak berbeda jauh dengan persyaratan arang.
Menurut Millstein dan Morkved (1960) dalam Achmad (2008), persyaratan briket arang yang baik yaitu: bersih, tidak berdebu dan berbau, mempunyai kekerasan yang merata, kadar abu serendah mungkin, nilai kalor sepadan dengan bahan bakar lain, serta menyala dengan baik dan memberikan panas yang merata, harganya dapat bersaing dengan bahan bakar lain.
Kualitas briket arang dipengaruhi oleh jenis bahan baku arang yang
digunakan, komposisi perekat serta tingkat pengempaan. Ukuran serbuk
arang yang halus untuk bahan baku briket arang akan mempengaruhi
ketahanan briket arang yang semakin meningkat. Ukuran yang besar dan
tidak seragam akan menyebabkan proses perekatan briket tidak maksimal dan keteguhan tekan briket yang dihasilkan rendah (Nurhayati, 1983 dalam Achmad, 2008).
Sudrajat (1982) dalam Latifah (1997) menyatakan bahwa sifat-sifat briket arang meliputi kadar air, zat mudah menguap, karbon terikat, kadar abu, nilai kalor, kerapatan dan keteguhan tekan. Lebih lanjut dijelaskan bahwa persyaratan umum standar kuaitas briket arang meliputi karbon terikat tinggi (>60%), zat mudah menguap (<30%), abu kecil (<8%), nilai kalor tinggi (>6000 kal/g), kerapatan tinggi (>0,7 g/cm³ ), dan keteguhan tekan tinggi (>12,0 kg/cm
2). Untuk mengetahui standar kualitas secara bahan baku untuk briket arang Indonesia mengacu pada Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan dan Standar Nasional Indonesia (SNI 01- 6235-2000) seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Sifat Briket Arang Berdasarkan SNI 01-6235-2000 dan Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan.
Sifat-Sifat Briket Arang Satuan SNI (BPPK) Kadar air (moisture content) % Maksimum 8 7,57 Kadar zat mudah terbang
(volatile matter content) % Maksimum 15 16,14
Kadar abu (ash content) % Maksimum 8 5,51
Kadar karbon terikat (fixed
carbon content) % - 78,35
Kerapatan (density) g/cm
3- 0,4407
Keteguhan tekan g/cm
2- -
Nilai kalor (caloriffic value) cal/g Minimum 5000 6814,11 Sumber: Standarisasi Nasional Indonesia, 2000 dan Badan Penelitian dan
Pengembangan Kehutanan, 1994.
2.6 Kerangka Pikir
Hutan
Hasil Hutan Bukan Kayu
Kemiri
Limbah Cangkang Kemiri
Arang Getah Pinus
Limbah Ampas ubi Kayu
Briket Arang
Karakteristik Briket Arang Cangkang Kemiri (Aleurites moluccana) dengan Menggunakan Perekat Tapioka dari Ekstaksi Ampas Ubi Kayu dan Penambahan
Getah Pinus
Gambar 1. Kerangka Pikir
Hasil hutan yang banyak dimanfaatkan berupa hasil hutan bukan kayu, salah
satunya adalah Kemiri (Aleurites moluccana). Bagian kemiri yang dimanfaatkan
berupa buahnya dan dari buah kemri ini menghasilkan limbah berupa cangkang
yang dapat dimanfaatkan menjadi bahan energi. Dalam penelitian ini cangkang
Kemiri akan dibuat menjadi briket arang dengan mengunakan campuran perekat
tapioka dari limbah ampas ubi kayu dan ditambahkan getah Pinus, kemudian
dilakukan pengujian dan analisis karakteristik briket arang cangkang Kemiri
tersebut.
III. METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus - September 2019, pengujian karakteristik briket dilakukan di Balai Penalitian dan Pengembangan Kehutanan Makassar, Sulawesi Selatan.
3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam pembuatan briket arang antara lain: alat penggiling, alat pengempa, cetakan briket, ayakan 60 mesh, wadah plastik, pemanas atau kompor, termometer, desikator, oven, kuas, gelas ukur, timbangan analitik, cawan porselin, universal testing gebruder amsler dan perioxide bomb calorimeter. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkang biji kemiri yang telah jadi arang, air, bahan perekat tapioka dan getah pinus.
3.3 Prosedur Penelitian 1. Perlakuan Bahan Baku
Cangkang kemiri dibersihkan dan dikeringkan kemudian diarangkan dengan menggunkan tungku kiln drum selama ±4 -6 jam. Arang cangkang kemiri dibersihkan dari kotoran, setelah itu bahan baku arang cangkang kemiri dihancurkan atau dihaluskan.
2. Pengayakan Serbuk Arang
Serbuk arang yang diperoleh disaring dengan menggunakan saringan
60 mesh sebelum diproses menjadi briket. Serbuk arang yang digunakan
adalah serbuk yang lolos dari saringan 60 mesh.
3. Pembuatan Briket Arang
a. Kerapatan target briket arang yang akan dibuat adalah 0.7 g/cm
3. Diameter cetakan briket arang memiliki diameter dalam 5.5 cm dan tinggi 3.5 cm, sehingga total volume cetakan adalah 83.11 cm
2, sehingga untuk memenuhi target kerapatan maka dibutuhkan berat campuran bahan baku briket setiap cetakan adalah 58.18 g. Sehingga, pembuatan briket arang dalam penelitian ini menggunakan serbuk arang, perekat tapioka dan getah pinus pada berbagai komposisi dengan berat keseluruhan campuran 58.18 g. Penelitian ini menggunakan rangkangan faktorial 2 faktor yaitu faktor kadar perekat tepung tapioka dari ekstraksi ampas ubi kayu dan faktor kadar getah pinus.
b. Adonan campuran serbuk arang, perekat dan getah pinus dimasukkan dalam alat cetakan yang dilengkapi alat penekan, kemudian dilakukan pengempaan.
4. Pengeringan
Briket arang yang diperoleh dikeringkan dalam oven pada temperatur 60
0C selama 24 jam. Setelah itu dilakukan pengemasan dalam kantong plastik dan ditutup rapat-rapat untuk menjaga agar briket arang tetap dalam keadaan kering.
3.4 Variabel yang diamati
Variabel yang diamati untuk menentukan sifat arang meliputi sifat kimia dan
sifat fisik yang terdiri atas: (1) pengujian dan pengukuran kadar air, zat mudah
menguap, kadar abu sesuai standar SNI 01-6235-2000, (2) pengujian nilai kalor
yang disesuaikan dengan standar yang berlaku di PT. Superitending Company of Indonesia (Sucopindo), (3) pengujian dan pengukuran karbon terikat, kerapatan dan keteguhan tekan sesuai dengan standar ASTM 1984 No. D 1762 – 84.
1. Kadar Air.
Kadar air ditentukan dengan menimbang 1 gram contoh dalam cawan porselin yang sudah diketahui bobotnya. Kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 115
0C selama ± 3 jam. Kemudian didinginkan dalam desikator selama 1 jam lalu ditimbang kembali. Rumus perhitungan kadar air yang digunakan sebagai berikut:
Ba - Bkt
Kadar air (%) = x 100%
Bkt
Di mana:
Ba = Berat sampel sebelum dikeringkan (g) Bkt = Berat sampel kering tanur (g)
2. Kadar Zat Menguap (Volatile)
Cawan porselin yang berisi 2 g contoh uji yang sudah diketahui beratnya, dimasukkan ke dalam oven pada suhu ±90
0C selama 7 menit.
Setelah penguapan
selesai, lalu didinginkan dalam desikator selama 1 jam selanjutnya ditimbang. Kadar zat mudah menguap dinyatakan dalam rumus sebagai berikut:
(X
1- X
2)
Kadar zat mudah menguap = x 100%
X
1Di mana:
X
1= Bobot awal (g) X
2= Bobot akhir (g) 3. Kadar Abu
Cawan porselin yang berisikan 2 g contoh uji dimasukkan dalam oven pada suhu ± 900
0C selama 2 jam, lalu didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Kadar abu dinyatakan dengan rumus :
Bobot abu
Kadar abu (%) = x 100%
Bobot contoh
4. Kadar Karbon Terikat (Fixed Carbon)
Kadar karbon terikat dinyatakan dalam persen dengan rumus:
Kadar Karbon Terikat = 100 – (Kadar abu + kadar zat menguap) % 5. Kerapatan
Kerapatan dinyatakan dalam perbandingan berat dan volume, yaitu dengan cara menimbang briket arang dan mengukur volumenya.
Perhitungan volume briket arang dihitung dengan menggunakan rumus:
V
silinder= 1 πd
2. t
24
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Lampiran 15. Kerapatan briket arang dihitung dengan menggunakan perhitungan:
Bobot briket arang (g) Kerapatan (g/cm
3) =
Volume (cm
3)
6. Keteguhan Tekan
Pengukuran keteguhan tekan dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing Gebruder Amsler. Penekanan yang diberikan dilakukan
secara perlahan-lahan sampai briket tersebut pecah. Angka pada skala dikonversikan dalam satuan kg/cm
2merupakan besar keteguhan tekan briket persatuan luas. Penentuan keteguhan tekan dihitung dengan menggunakan perhitungan:
Beban penekanan (kg) Keteguhan tekan (kg/cm
3) =
Luas permukaan briket (cm
2)
7. Uji Penyalaan
Uji penyalaan dilakukan untuk mengetahui berapa lama waktu yang dibutuhkan hinggah briket arang dapat menyala hingga membara. Pada uji penyalaan ini dilakukan dengan membakar briket menggunakan lilin kemudian mencatat berapa lama waktu yang dibutuhkan sehingga briket arang dapat membara.
3.5 Rancangan Percobaan
Penelitian ini menggunakan rancangan percobaan faktorial dengan rancangan dasar rancangan acak lengkap (RAL). Faktor kadar perekat tepung tapioka dari ekstraksi ampas ubi kayu masing-masing terdiri atas 3 taraf yaitu 8% (A1), 12%
(A2) dan 16% (A3) dan faktor kadar getah pinus masing-masing terdiri atas 2
taraf yaitu 0% (B1) dan 5% (B2). Setiap kombinasi perlakuan diulang sebanyak 3
kali. Adapun campuran masing kombinasi sebagai berikut:
a. A1B1: Serbuk arang sebanyak 92 % (53.52 g), ditambah perekat tapioka 8 % ( 4.65 g) dan getah pinus 0 % (tanpa getah pinus).
b. A1B2: Serbuk arang sebanyak 87 % (50.61 g), ditambah perekat tapioka 8 % (4.65 g) dan getah pinus 5 % (2.90 g)
c. A2B1: Serbuk arang sebanyak 88 % (51.20 g), ditambah perekat tapioka 12 % (6.98 g) dan getah pinus 0 % (tanpa getah pinus)
d. A2B2: Serbuk arang sebanyak 83 % (48.29 g), ditambah perekat tapioka 12 % (6.98 g) dan getah pinus 5 % (2.90 g)
e. A3B1: Serbuk arang sebanyak 84 % (48.87 g), ditambah perekat tapioka 16 % (9.30 g) dan getah pinus 0 % (tanpa getah pinus)
f. A3B2: Serbuk arang sebanyak 79 % (45.96 g), ditambah perekat tapioka 16 % (9.30 g) dan getah pinus 5 % (2.90 g)
Setiap kombinasi perlakuan diulang masing-masing sebanyak 3 kali yang terdiri atas 2 faktor, yaitu:
a. Kadar perekat tepung tapioka dari eksraksi ampas ubi kayu yang terdiri atas 3 taraf:
A
1= Kadar perekat 8%
A
2= Kadar perekat 12%
A
3= Kadar perekat 16%
b. Kadar getah pinus yang terdiri atas 2 taraf:
B
1= kadar getah pinus 0% (tanpa getah pinus)
B
2= kadar getah pinus 5%
Model matematis untuk rancangan faktorial menurut Gaspertz (1991) sebagai berikut:
Y
ijk= μ + α
i+ β
j+ (αβ)
ij+ Є
ijkDengan,
Y
ijk= Nilai pengamatan pada satuan percobaan ke-k yang memperoleh kombinasi perlakuan ij (taraf ke-i dari faktor A dan taraf ke-j dari faktor B dan taraf ke-k faktor C).
Μ = Nilai tengah populasi (rata-rata yang sesungguhnya)
α
i= Pengaruh aditif taraf ke-i dari faktor A.
β
j= Pengaruh aditif taraf ke-j dari faktor B.
(αβ)
ij= Pengaruh interaksi taraf ke-i faktor A dan taraf ke- j faktor B.
Є
ijk= Pengaruh galat dari satuan percobaan ke-k yang memperoleh kombinasi ijk.
Data diolah dengan sidik ragam yang bertujuan untuk mengetahui
pengaruh perlakuan yang diberikan. Untuk mengetahui pengaruh antara
masing-masing perlakuan pada berbagai perbedaan komposisi, maka
dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ)
sebagai berikut:
BNJ = ω = qα (p,n
2). SY Dimana:
ω = Nilai uji Tukey qα = Nilai tabel Tukey
p = Jumlah perlakuan n
2= Derajat bebas galat SY = √{(KT Galat) / r}
Dimana r = Jumlah ulangan
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Kadar Air
Hasil pengamatan kadar air briket arang cangkang kemiri yang dibuat dengan penggunaan perekat tepung tapioka dan penambahan getah pinus dapat dilihat pada Lampiran A.1 dan hasil analisis sidik ragam yang disajikan pada Lampiran B.1. Rata-rata nilai kadar air pada briket cangkang kemiri disajikan pada Tabel 2 dan hasil uji lanjut BNJ di sajikan pada Tabel 3.
Tabel 2. Rata-rata Kadar Air Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan Perekat Tepung Tapioka.
Rata-rata kadar air hasil penelitian yang disajikan pada Tabel 2 diatas menunjukkan bahwa briket arang yang dibuat dari cangkang kulit kemiri dengan menggunakan perekat tapioka dan penambahan getah pinus memiliki nilai kadar air antara 3.09 % dan 7.52 %. Kadar air terendah dijumpai pada kombinasi A1B1 dengan kadar perekat 8 % dan tanpa getah pinus, sedangkan kadar air tertinggi pada kombinasi A3B2 dengan kadar perekat 16 % dan getah pinus 5 %. Jika dibandingkan dengan kadar air briket Standar Nasional Indonesia (SNI) maksimum 8 %, maka kadar air briket arang cangkang kemiri yang dihasilkan memenuhi Standar Nasional Indonesia. Hasil analisis sidik ragam bahwa
No Perlakuan Rata-rata (%)
1 A1B1 3,803
2 A1B2 4,527
3 A2B1 4,893
4 A2B2 6,007
5 A3B1 6,760
6 A3B2 7,140
perlakuan komposisi perekat dan getah pinus yang diberikan menunjukkan pengaruh nyata terhadap kadar air briket arang cangkang kemiri.
Tabel 3. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka
No Perlakuan Rata-rata (%) ω 0.05
(1.76)
1 A1B1 3,803 a
2 A1B2 4,527 ab
3 A2B1 4,893 ab
4 A2B2 6,007 bc
5 A3B1 6,760 c
6 A3B2 7,140 c
Keterangan: Huruf yang tidak sama berbeda nyata
Pada Tabel 3 diatas dapat disimpulkan bahwa hasil uji lanjut BNJ kadar air briket arang cangkang kemiri menunjukkan perlakuan A1B1 berbeda nyata dengan A2B2, A3B1 dan A3B2 namun berbeda tidak nyata dengan A1B2 dan A2B1.
Gambar 2. Grafik Kadar Air Briket Arang Cangkang Kemiri.
Grafik pada Gambar 2 dapat dilihat bahwa jumlah bahan perekat memberikan pengaruh terhadap kenaikan kadar air briket arang tempurung kemiri, semakin tinggi kadar perekat maka kadar air akan semakin tinggi, seperti yang tersaji pada Gambar Grafik diatas Pada penelitian ini kadar air dari briket arang
0 2 4 6 8
A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2
Rata-rata kadar air
Perlakuan
Kadar Air
sudah memenuhi standar. Kadar air mempengaruhi kualitas briket arang yang dihasilkan. Semakin rendah kadar air maka nilai kalor dan daya pembakarannya akan semakin tinggi, begitupun sebaliknya briket yang memiliki kadar air tinggi akan sulit dinyalakan, mudah rapuh dan ditumbuhi jamur. Penambahan perekat yang semakin tinggi menyebabkan air yang terkandung dalam perekat akan masuk dan terikat dalam pori arang, pori-pori briket akan semakin kecil dan pada saat dikeringkan air yang terperangkap di dalam pori briket arang sukar menguap dan semakin rendah nilai kalor yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan panas yang tersimpan dalam briket terlebih dahulu digunakan untuk mengeluarkan atau menguapkan air yang terperangkap dalam briket sebelum kemudian menghasilkan panas yang digunakan sebagai panas pembakaran (Ismayana & Afriyanto, 2012 dalam Budi Utami, 2015).
b. Kadar Zat Menguap (Volatile Meter)
Hasil pengamatan kadar zat menguap (volatile matter) briket arang cangkang
kemiri yang dibuat dengan penggunaan perekat tepung tapioka dan penambahan
getah pinus dapat dilihat pada Lampiran A.2 dan hasil analisis sidik ragam yang
disajikan pada Lampiran B.2. Rata-rata nilai kadar zat menguap pada briket
cangkang kemiri disajikan pada Tabel 4 dan hasil uji lanjut BNJ di sajikan pada
Tabel 5.
Tabel 4. Rata-rata Kadar Zat Menguap Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan Perekat Tepung Tapioka.
No Perlakuan Rata-rata (%)
1 A1B1 35,307
2 A1B2 36,713
3 A2B1 37,827
4 A2B2 38,777
5 A3B1 39,680
6 A3B2 40,823
Pada Tabel 4 diatas dapat dilihat hasil pengujian kadar zat menguap menunjukkan briket arang yang dibuat dari cangkang kulit kemiri dengan menggunakan perekat tapioka dan penambahan getah pinus memiliki nilai kadar zat menguap antara 35.26 % dan 40.87 %. Kadar zat menguap terendah dijumpai pada kombinasi A1B1 dengan kadar perekat 8 % dan tanpa getah pinus, sedangkan kadar zat menguap tertinggi pada kombinasi A3B2 dengan kadar perekat 16 % dan getah pinus 5 %. Hasil analisis sidik ragam bahwa perlakuan kombinasi perekat dan getah pinus yang diberikan menunjukkan pengaruh nyata terhadap nilai kadar zat mudah menguap briket arang cangkang kemiri.
Tabel 5. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka
No Perlakuan Rata-rata % ω 0.05
(0.17)
1 A1B1 35,307 a
2 A1B2 36,713 b
3 A2B1 37,827 c
4 A2B2 38,777 d
5 A3B1 39,680 d
6 A3B2 40,823 e
Keterangan: Huruf yang tidak sama berbeda nyata
Hasil uji lanjut BNJ yang disajikan pada Tabel 5 diatas menunjukkan perlakuan kombinasi perekat tapioka dengan getah pinus A1B1 berbeda nyata satu sama lain dengan A1B2, A2B1, A2B2, A3B1 dan A3B2.
Gambar 3. Grafik Kadar Zat Menguap Briket Arang Cangkang Kemiri.
Grafik pada Gambar 3 yang disajikan di atas dapat dilihat bahwa jumlah kadar perekat yang digunakan semakin besar maka kadar zat menguapnya juga semakin tinggi. Kadar zat menguap merupakan zat yang menguap dari hasil dekomposisi senyawa - senyawa yang masih terdapat di dalam arang selain air.
Tinggi rendahnya kadar zat mudah menguap pada briket disebabkan oleh kesempurnaan proses karbonisasi, waktu dan suhu. Semakin lama waktu pembakaran dan semakin tinggi suhu karbonisasi maka semakin banyak zat menguap yang terbuang serta semakin banyak kadar perekat maka semakin banyak kandungan mineral dari bahan perekat akibatnya kadar zat menguap briket arangnya juga makin bertambah. Kandungan kadar zat menguap yang tinggi dalam briket arang akan menyebabkan asap yang lebih banyak pada saat briket dinyalakan. Kandungan asap yang tinggi disebabkan oleh adanya reaksi antar
32 34 36 38 40 42
A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2 Rata-rata kadar zat menguap
Perlakuan
Kadar Zat Menguap
karon monoksida dengan turunan alkohol (Hendra dan Pari, 2000 dalam Diah Sundari Wijayanti, 2009).
c. Kadar Abu
Hasil pengamatan kadar abu briket arang cangkang kemiri yang dibuat dengan penggunaan perekat tepung tapioka dan penambahan getah pinus dapat dilihat pada Lampiran A.3. dan hasil analisis sidik ragam yang disajikan pada Lampiran B.3. Rata-rata nilai kadar abu pada briket cangkang kemiri disajikan pada Tabel 6 dan hasil uji lanjut BNJ di sajikan pada Tabel 7.
Tabel 6. Rata-rata Kadar Abu Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan Perekat Tepung Tapioka
No Perlakuan Rata-rata (%)
1 A1B1 2,170
2 A1B2 2,690
3 A2B1 3,093
4 A2B2 3,350
5 A3B1 3,707
6 A3B2 3,927
Pada Tabel 6 diatas rata-rata kadar abu menunjukkan bahwa briket arang yang dibuat dari cangkang kulit kemiri dengan menggunakan perekat tapioka dan penambahan getah pinus memiliki nilai kadar abu menguap antara 2.1 % dan 3.98
%. Kadar abu terendah dijumpai pada kombinasi A1B1 dengan kadar perekat 8 %
dan tanpa getah pinus, sedangkan kadar abu tertinggi pada kombinasi A3B2
dengan kadar perekat 16 % dan getah pinus 5 %. Jika dibandingkan dengan kadar
abu briket Standar Nasional Indonesia (SNI) maksimum 8 %, maka kadar abu
briket arang cangkang kemiri yang dihasilkan memenuhi Standar Nasional
Indonesia. Hasil analisis sidik ragam bahwa perlakuan kombinasi perekat dan
getah pinus yang diberikan menunjukkan pengaruh nyata terhadap kadar abu briket arang cangkang kemiri.
Tabel 7. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka.
No Perlakuan Rata-rata (%) ω 0.05
(0.23)
1 A1B1 2,170 a
2 A1B2 2,690 b
3 A2B1 3,093 c
4 A2B2 3,350 d
5 A3B1 3,707 e
6 A3B2 3,927 e
Keterangan: Huruf yang tidak sama berbeda nyata.
Hasil uji lanjut BNJ yang disajikan pada Tabel 7 diatas menunjukkan bahwa perlakuan komposisi perekat dan getah pinus A1B1 berbeda nyata satu sama lain dengan A1B2, A2B1, A2B2, A3B1 dan A3B2.
Gambar 4. Grafik Kadar Abu Briket Arang Cangkang Kemiri.
Grafik pada Gambar 4 di atas dapat dilihat bahwa jumlah bahan perekat memberikan pengaruh terhadap kenaikan kadar abu briket arang cangkang kemiri.
Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh dari kadar abu yang dimiliki oleh perekat. Tepung tapioka memiliki kandungan kadar abu sebesar 0.1 – 0.8 % (Kirk
0 1 2 3 4 5
A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2
Rata-rata kadar abu
Perlakuan
Kadar Abu
dan Othmer, 1967 dalam Diah Sundari Wijayanti, 2009). Abu merupakan bagian yang tersisa dari proses pembakaran yang sudah tidak memiliki unsur karbon lagi.
Kadar abu briket dapat dipengaruhi oleh kandungan abu dari bahan perekat atau bahan baku. Salah satu unsur utama penyusun abu adalah silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor briket arang yang dihasilkan. Semakin tinggi kadar abu maka semakin rendah kualitas briket karena kandungan abu yang tinggi dapat menurunkan nilai kalor briket arang (Rahmawati, 2013 dalam Budi Utami, 2015).
d. Kadar Karbon Terikat (Fixed Carbon)
Hasil pengamatan kadar karbon terikat (Fixed Carbon) briket arang cangkang kemiri yang dibuat dengan penggunaan perekat tepung tapioka dan penambahan getah pinus dapat dilihat pada Lampiran A.4 dan hasil analisis sidik ragam yang disajikan pada Lampiran B.4. Rata-rata nilai kadar karbon terikat pada briket cangkang kemiri disajikan pada Tabel 8 dan hasil uji lanjut BNJ di sajikan pada Tabel 9.
Tabel 8. Rata-rata Kadar Kadar Karbon Terikat (Fixed Carbon) Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan Perekat Tepung Tapioka.
No Perlakuan Rata-rata (%)
1 A1B1 62,523
2 A1B2 60,603
3 A2B1 59,080
4 A2B2 57,873
5 A3B1 56,637
6 A3B2 55,250
Pada Tabel 8 diatas rata-rata hasil pengujian kadar karbon terikat
menunjukkan bahwa briket arang yang dibuat dari cangkang kulit kemiri dengan
menggunakan perekat tapioka dan penambahan getah pinus memiliki nilai kadar
karbon terikat antara 55.3 % dan 62.47 %. Kadar karbon terikat terendah dijumpai pada kombinasi A3B2 dengan kadar perekat 8 % dan tanpa getah pinus, sedangkan kadar karbon terikat tertinggi pada kombinasi A1B1 dengan kadar perekat 16 % dan tanpa getah pinus . Jika dibandingkan dengan kadar karbon terikat briket Standar Badan Penelitian dan Pengembangan kehutanan yaitu 78.35
%, maka kadar karbon terikat arang cangkang kemiri yang dihasilkan memenuhi Standar BPPK. Hasil analisis sidik ragam bahwa perlakuan kombinasi perekat dan getah pinus yang diberikan menunjukkan pengaruh nyata terhadap kadar karbon terikat briket arang cangkang kemiri.
Tabel 9. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka.
No Perlakuan Rata-rata ω 0.05
(0.30)
1 A3B2 55,250 a
2 A3B1 56,637 b
3 A2B2 57,873 c
4 A2B1 59,080 d
5 A1B2 60,603 e
6 A1B1 62,523 f
Keterangan: Huruf yang tidak sama berbeda nyata
Hasil uji lanjut BNJ yang disajikan pada Tabel 9 diatas menunjukkan bahwa
perlakuan komposisi perekat dan getah pinus A1B1 berbeda nyata satu sama lain
dengan A1B2, A2B1, A2B2, A3B1 dan A3B2.
Gambar 5. Grafik Kadar Karbon Terikat Briket Arang Cangkang Kemiri.
Grafik pada Gambar 5 di atas dapat dilihat bahwa jumlah bahan perekat memberikan pengaruh terhadap kadar karbon terikat briket arang cangkang kemiri yang dihasilkan. Semakin tinggi jumlah perekat yang diberikan maka semakin rendah juga kadar karbon terikatnya. Karbon terikat (fixed carbon) yaitu fraksi karbon (C) yang terikat di dalam arang selain fraksi air, zat menguap dan abu.
Keberadaan karbon terikat di dalam briket arang dipengaruhi oleh kadar air, kadar abu dan kadar zat menguap. Kadarnya akan bernilai tinggi apabila kadar air, kadar abu dan kadar zat menguap pada briket rendah. Karbon terikat berpengaruh terhadap nilai kalor pembakaran briket arang. Nilai kalor briket arang akan tinggi jika nilai karbon terikatnya juga tinggi. Semakin tinggi kadar karbon terikat pada briket arang maka menandakan bahwa briket arang tersebut adalah yang baik (Abidin, 1973 dalam Diah Sundari wijayanti, 2009).
50 55 60 65
A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2 Rata-rata kadar karbon terikat
Perlakuan
Kadar Karbon Terikat
e. Kerapatan
Hasil pengamatan kerapatan briket arang cangkang kemiri yang dibuat dengan penggunaan perekat tepung tapioka dan penambahan getah pinus dapat dilihat pada Lampiran A.5 dan hasil analisis sidik ragam yang disajikan pada Lampiran B.5. Rata-rata nilai kerapatan pada briket cangkang kemiri disajikan pada Tabel 10 dan hasil uji lanjut BNJ di sajikan pada Tabel 11.
Tabel 10. Rata-rata Kerapatan Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan Perekat Tepung Tapioka.
No Perlakuan Rata-rata (g/cm
3)
1 A1B1 0,610
2 A1B2 0,617
3 A2B1 0,630
4 A2B2 0,640
5 A3B1 0,670
6 A3B2 0,683
Hasil uji kerapatan yang disajikan pada Tabel 10 diatas dari menunjukkan
bahwa briket arang yang dibuat dari cangkang kulit kemiri dengan menggunakan
perekat tapioka dan penambahan getah pinus memiliki nilai kerapatan antara 0.61
g/cm
3dan 0.69 g/cm
3. Kerapatan terendah dijumpai pada kombinasi A1B1 dengan
kadar perekat 8 % dan tanpa getah pinus, sedangkan kerapatan tertinggi pada
kombinasi A3B2 dengan kadar perekat 16 % dan getah pinus 5 % . Jika
dibandingkan dengan kerapatan briket Standar yaitu maksimum 0.7 g/cm
3, maka
kerapatan arang cangkang kemiri yang dihasilkan memenuhi Standar. Hasil
analisis sidik ragam bahwa perlakuan komposisi perekat dan getah pinus yang
diberikan menunjukkan pengaruh nyata terhadap kerapatan briket arang cangkang
kemiri.
Tabel 11. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka
No Perlakuan Rata-rata ω 0.05
(0.009)
1 A1B1 0,610 a
2 A1B2 0,617 a
3 A2B1 0,630 b
4 A2B2 0,640 c
5 A3B1 0,670 d
6 A3B2 0,683 e
Keterangan: Huruf yang tidak sama berbeda nyata
Hasil uji lanjut BNJ yang disajikan pada Tabel 11 diatas menunjukkan bahwa perlakuan komposisi perekat dan getah pinus A1B1 berbeda nyata satu sama lain dengan A1B2, A2B1, A2B2, A3B1 dan A3B2.
Gambar 6. Grafik Kerapatan Briket Arang Cangkang Kemiri.
Grafik pada Gambar 6 di atas dapat dilihat bahwa jumlah bahan perekat memberikan pengaruh terhadap kerapatan briket arang cangkang kemiri yang dihasilkan, semakin tinggi kadar perekat maka semakin tinggi juga kerapatan dari briket arang. Kerapatan menunjukkan perbandingan antara berat dan volume briket arang. Besar kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan arang penyusun briket arang tersebut (Diah Sundari Wijayanti, 2009).
Penambahan perekat akan menyebabkan luas permukaan kontak partikel briket
0.55 0.6 0.65 0.7
A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2
Rata-rata kerapatan
Perlakuan
Kerapatan
arang yang diselubungi oleh perekat tapioka meningkat, sehingga menyebabkan daya rekat (adhesi) partikel dengan tepung tapioka juga meningkat. Hal ini menyebabkan peningkatan kerapatan briket arang yang dihasilkan (Acmad, 2008).
f. Uji Tekan
Hasil pengamatan uji tekan briket arang cangkang kemiri yang dibuat dengan penggunaan perekat tepung tapioka dan penambahan getah pinus dapat dilihat pada Lampiran A.6 dan hasil analisis sidik ragam yang disajikan pada Lampiran B.6. Rata-rata nilai uji tekan pada briket cangkang kemiri disajikan pada Tabel 12 dan Hasil uji lanjut BNJ di sajikan pada Tabel 13.
Tabel 12. Rata-rata Uji Tekan Briket Arang Cangkang Kemri Menggunakan Perekat Tepung Tapioka.
No Perlakuan Rata-rata (g/cm
3)
1 A1B1 6,853
2 A1B2 6,917
3 A2B1 7,423
4 A2B2 7,687
5 A3B1 8,147
6 A3B2 8,403
Hasil pengujian tekan yang disajikan pada Tabel 12 diatas menunjukkan
bahwa briket arang yang dibuat dari cangkang kulit kemiri dengan menggunakan
perekat tapioka dan penambahan getah pinus memiliki nilai uji tekan antara 6.8
kg/cm
3dan 8.4 kg/cm
3. Uji tekan terendah dijumpai pada kombinasi A1B2
dengan kadar perekat 8 % dan tanpa getah pinus, sedangkan uji tekan tertinggi
pada kombinasi A3B2 dengan kadar perekat 16 % dan getah pinus 5 % . Jika
dibandingkan dengan nilai uji tekan briket Standar yaitu maksimum 12 kg/cm
3,
maka uji tekan arang cangkang kemiri yang dihasilkan memenuhi Standar. Hasil
analisis sidik ragam bahwa perlakuan komposisi perekat dan getah pinus yang diberikan menunjukkan pengaruh nyata terhadap uji tekan briket arang cangkang kemiri.
Tabel 13. Hasil Uji BNJ untuk Briket Arang dengan Perekat Tepung Tapioka.
No Perlakuan Rata-rata (g/cm
3) ω 0.05
(0.78)
1 A1B1 6,853 a
2 A1B2 6,917 a
3 A2B1 7,423 abc
4 A2B2 7,687 bcd
5 A3B1 8,147 cd
6 A3B2 8,403 d
Keterangan: Huruf yang tidak sama berbeda nyata
Hasil uji lanjut BNJ yang disajikan pada Tabel 13 diatas menunjukkan bahwa perlakuan komposisi perekat dan getah pinus A1B1 berbeda nyata dengan A2B2, A3B1 dan A3B2 namun berbeda tidak nyata dengan A1B2 dan A2B1.
Gambar 7. Grafik Uji Tekan Briket Arang Cangkang Kemiri.
Grafik pada Gambar 7 di atas dapat dilihat bahwa jumlah bahan perekat memberikan pengaruh terhadap uji tekan briket arang cangkang kemiri yang dihasilkan, semakin tinggi kadar perekat maka semakin tinggi juga nilai hasil uji tekan dari briket arang. Keteguhan tekan briket merupakan kemampuan briket untuk memberikan daya tahan atau kekompakan briket terhadap pecah atau
0 2 4 6 8 10
A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2
Rata-rata uji tekan
Perlakuan
