KARAKTERISTIK BRIKET ARANG DARI
TEMPURUNG KELAPA (Cocos nucifera.)
DAN ULIN (Eusideroxylon zwageri.)
MUHAMAD HASAN SIDIQ
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2017
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul KARAKTERISTIK BRIKET ARANG dari TEMPURUNG KELAPA (Cocos nucifera.) dan KAYU ULIN (Eusideroxylon zwageri.)adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2017
Muhamad Hasan Sidiq
ABSTRAK
MUHAMAD HASAN SIDIQ. Karakteristik Briket Arang dari Tempurung Kelapa (Cocos nucifera.) dan Kayu Ulin (Eusideroxylon zwageri.). Dibimbing oleh DEDE HERMAWAN dan GUSTAN PARI.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik briket arang tempurung kelapa (Cocos nucifera) dan kayu ulin (Eusideroxylon zwageri) yang berupa sifat fisis dan mekanis. Briket arang dibuat dengan cara konvensional dengan penambahan perekat kanji dan molasses beserta komposisi arang tempurung kelapa (Cocos nucifera) dan kayu ulin (Eusideroxylon zwageri) yang berbeda setiap jenisnya, mulai dari komposisi 100% sampai 50%-50%. Hasil penelitian menunjukkan sifat fisis dan sifat mekanis briket arang sebagai berikut, kerapatan 0.711.07 g/cm³, keteguhan tekan 1.6455.60 kgf/cm², kadar air 3.62% -7.99%, kadar zat menguap 14.15-28.98%, kadar abu 0.53% -3.02%, nilai karbon terikat 63.05% -77.92%, dan nilai kalor 6141.77-7374.60cal/g.
Kata kunci: batok kelapa, kayu ulin, briket arang, tapioka, molasses
ABSTRACT
MUHAMAD HASAN SIDIQ. Characteristics Charcoal Briquettes of Coconut Shell (Cocos nucifera) and Ulin Wood (Eusideroxylon zwageri). Supervised by DEDE HERMAWAN and GUSTAN PARI.
This study aims to investigate the characteristics of coconut shell charcoal briquettes (Cocos nucifera) and ironwood (Eusideroxylon zwageri) in the form of physical and mechanical properties. Charcoal briquettes are made in a conventional manner with the addition of adhesive starch and molasses as well as the composition of coconut shell charcoal (Cocos nucifera) and ironwood (Eusideroxylon zwageri) different every kind, ranging from the composition of 100% up to 50% -50%. The results showed physical properties and mechanical properties of charcoal as follows, density of 0.71-1.07 g / cm³, compressive strength 1.64-55.60 kgf / cm², moisture content is 3.62% -7.99%, volatile matter 14.15-28.98%, ash content 0.53% -3.02%, the value of carbon bound to 63.05% -77.92%, and calorific value 6141.77-7374.60cal / g.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan
pada
Departemen Hasil Hutan MUHAMAD HASAN SIDIQ
KARAKTERISTIK BRIKET ARANG DARI
TEMPURUNG KELAPA (Cocos nucifera.)
DAN ULIN (Eusideroxylon zwageri.)
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2017
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala nikmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini memiliki tema karakteristik briket arang, dengan judul Karakteristik Briket Arang dari Tempurung Kelapa (Cocos nucifera.) dan Kayu Ulin (Eusideroxylon zwageri.).
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc selaku pembimbing utama dan Prof (R). Dr Gustan Pari, B.Sc, M.Si selaku pembimbing kedua yang telah banyak memberikan kritik dan saran. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Diding Ramlan dan Ibu Maesyaroh sebagai orang tua yang selalu memberikan doa yang tiada henti, motivasi, kasih sayang, dan dukungan moril serta materil sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini. Kemudian ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Atin (Almarhum) dari Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Bapak Mahdi dari Laboratorium Biokomposit, Bapak Irfan dari Laboratorium Rekayasa Desain Bangunan Kayu, serta Bapak Udin dari Laboratorium Terpadu Balai Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor. yang telah banyak membantu dalam proses penelitian. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan untuk semua teman-teman Departemen Hasil Hutan angkatan 49 yang telah membantu kelancaran penulisan skripsi ini dan saya ucapkan terima kasih kepada Rabiatul Adawiyah selaku teman terbaik saya, sahabat dari daerah sunda Riyan Halim Brawijaya, Satrio Nugroho, Sigit Pramono, Asep Armanda, Prasetia Diputra, Deni setiawan dan Syamrio Gizano, serta sahabat lapas Maulana, Aris, Rafi, Ganesha, Hudson, Remon, Ersyad dan Evanri atas saran dan bantuannya dalam mengerjakan Skripsi ini dan Terima kasih juga untuk teman-teman yang tidak bisa saya ucapkan satu persatu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2017
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GRAFIK viii
DAFTAR LAMPIRAN viii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
METODE PENELITIAN 2
Waktu dan Tempat Penelitian 2
Bahan 2
Alat 2
Prosedur Penelitian 3
Prosedur Pengujian 4
Analisis Data 6
HASIL DAN PEMBAHASAN 7
Kerapatan 7
Keteguhan Tekan 8
Kadar Air 9
Kadar Zat Terbang 10
Kadar Abu 11
Kadar Karbon Terikat 11
Nilai Kalor 12
SIMPULAN DAN SARAN 14
Simpulan 14
Saran 14
DAFTAR PUSTAKA 14
LAMPIRAN 16
DAFTAR TABEL
1 Sifat briket buatan Jepang, Inggris, Amerika dan SNI 6235-2000 6
DAFTAR GRAFIK
1 Kerapatan 7
2 Keteguhan Tekan 8
3 Kadar Air 9
4 Kadar Zat Terbang 10
5 Kadar Abu 11
6 Kadar Karbon Terikat 12
7 Nilai Kalor 13
DAFTAR LAMPIRAN
1 Kerapatan 16
2 Keteguhan Tekan 17
3 Kadar Air 18
4 Kadar Zat Terbang 19
5 Kadar Abu 20
6 Kadar karbon Terikat 21
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Negara Indonesia mempunyai masyarakat yang memiliki tingkat konsumsi energi yang cukup tinggi di dunia. Menurut data Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi Kementerian ESDM, dalam beberapa tahun terakhir peningkatan konsumsi energi Indonesia mencapai 7% per tahun. Nilai konsumsi energi Indonesia melebihi konsumsi energi dunia yaitu 2,6% per tahun. Total konsumsi energi tersebut terbagi untuk komersial (4%), rumah tangga (12%), transportasi (34%), dan sektor industri (50%) (ESDM 2012). Hampir 95% konsumsi energi Indonesia dicukupi dari bahan bakar fosil. Dari total tersebut, hampir 50%-nya merupakan Bahan Bakar Minyak (BBM). Konsumsi BBM yang cukup tinggi menjadi masalah bagi Indonesia. Oleh karena itu perlu dilakukan pengembangan energi alternatif terbarukan sebagai pengganti bahan bakar fosil. Biomassa mempunyai potensi untuk dijadikan sebagai energi alternatif terbarukan yang berkesinambungan dan dapat mengurangi gas rumah kaca. Salah satu jenis biomassa yang memiliki potensi sebagai energi alternatif terbarukan adalah briket arang.
Briket arang merupakan arang yang diperoleh dengan proses lebih lanjut menjadi bentuk briket (oval, kotak, dan penampilan lain yang menarik) yang dapat digunakan untuk keperluan energi sehari-hari. Briket arang dari limbah industri pengolahan kayu dibuat dengan cara pengarangan bahan baku menjadi serbuk arang, penambahan perekat tapioka/kanji sebagai campuran, kemudian ditumbuk, dicampur perekat, dicetak selanjutnya dikeringkan sehingga keadaan stabil (Wijayanti 2009). Briket arang yang diproduksi biasanya berbahan baku arang tempurung kelapa karena memiliki nilai kalor yang cukup tinggi dan menghasilkan sedikit asap dibandingkan bahan lain.
Menurut Ardiawan (2011), perkebunan kelapa menempati areal seluas 3.70 juta ha atau 26% dari 14.20 juta ha total areal perkebunan. Tempurung kelapa memiliki komposisi kimia mirip dengan kayu, mengandung pentosa, lignin, dan selulosa. Biasanya tempurung kelapa digunakan sebagai bahan pokok pembuatan arang dan arang aktif. Karena tempurung kelapa merupakan bahan yang dapat menghasilkan nilai kalor sekitar 6500 – 7600 Kkal/kg. Selain memiliki nilai kalor yang tinggi, tempurung kelapa merupakan bahan arang aktif yang sangat baik (Triono 2006). Akan tetapi dikarenakan banyaknya permintaan tempurung kelapa untuk bahan briket arang dan banyaknya pertumbuhan pabrik briket arang, menjadikan tempurung kelapa dalam jumlah banyak susah didapat, oleh karena itu perlu adanya campuran bahan lain sebagai bahan tambahan seperti kayu ulin.
Martawijaya et al. (1989) menyatakan bahwa kayu ulin sangat awet dan kuat, dengan kelas kuat I dan kelas awet I, berat jenis 1,04. Kayu ulin tahan akan serangan rayap dan serangga penggerek batang, tahan akan suhu dan perubahan kelembaban serta tahan pula terhadap air laut. Kayu ulin sangat sukar dipaku dan digergaji tetapi mudah dibelah. Kayu ulin biasanya digunakan sebagai bahan konstruksi berat, rumah, tiang listrik, lantai dan telpon, perkapalan, sirap dsb. Kayu ulin ini merupakan salah satu jenis kayu mewah atau indah yang masuk dalam daftar jenis pohon untuk ditanam untuk berbagai tujuan. Kualitas kayu ulin yang
2
sangat bagus menjadikan minat yang sangat besar bagi masyarakat, tapi limbah gergaji yang dihasilkan hampir tidak dimanfaatkan dan dibuang, oleh karena itu perlunya pemanfaatan untuk bahan briket arang sebagai energi alternatif kedepannya.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengetahui karakteristik briket arang tempurung kelapa (Cocos nucifera) dan kayu ulin (Eusideroxylon zwageri) dengan penambahan kanji dan molasses terhadap sifat fisis dan mekanis briket arang. Sifat fisis yang diuji (kadar air, kadar zat terbang, kadar abu, kadar karbon terikat dan nilai kalor) dan sifat mekanis yang diuji adalah keteguhan tekan dan kerapatan.
.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan alternatif teknologi tepat guna dalam memanfaatkan briket arang sebagai solusi pengganti energi yang semakin kritis dan energi alternatif terbarukan untuk berbagai pihak baik industri maupun non industri dengan mengembangkan potensi dari briket arang tempurung kelapa dan kayu ulin.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Oktober 2016 hingga Januari 2017 di Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Laboratorium Rekayasa Desain Bangunan Kayu (Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor) dan Laboratorium Terpadu Balai Penelitian Pengembangan Hasil Hutan Bogor.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah arang tempurung kelapa (Cocos nucifera.), arang kayu ulin (Eusideroxylon zwageri.), tapioca, molasses dan air untuk campuran perekat.
Alat
Alat yang digunakan terdiri dari kaliper, kuas, kertas label, oven, desikator, penjepit, tanur, Universal Testing Machine (UTM), kamera, alat pencetak briket,
willey mill, Calorimeter Combustion Bomb, termometer, timbangan, stopwatch,
3
Prosedur Penelitian
Proses pembuatan briket arang meliputi persiapan bahan baku, pengarangan, penumbukan arang, pembuatan perekat, pencampuran perekat dan pencetakan briket, dan pengujian kualitas briket arang. (Pari et al 2012)
Persiapan bahan baku
Arang tempurung kelapa dan ulin yang sudah didapat dipersiapkan untuk proses penumbukan, karena arang berukuran besar dan perlu dikecilkan sehingga masuk ke mesin penggiling.
Penumbukan dan Penggilingan Arang
Arang yang dihasilkan dari proses pengarangan yaitu arang yang berukuran besar. Setelah itu dilakukan proses penggerusan lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 60 oC selama 48 jam. Kemudian semua arang digiling dengan mesin
willey mill sehingga dihasilkan serbuk berukuran ±20 mesh, Setelah itu dilakukan penyaringan sehingga menghasilkan ukuran serbuk ±40 mesh.
Pembuatan Perekat
Perekat yang digunakan dalam pembuatan briket arang yaitu kanji atau tepung tapioka dan molasses dengan air, pada perbandingan 1:10. Pada setiap briket arang yang dibuat, ditambahkan perekat sebanyak 5% dari bobot briket arang. Kanji dicampur dengan air pada wajan diatas kompor atau (heater) hingga campuran tersebut mengental, begitupun dengan perekat molasses sehingga siap dibuat briket arang.
Pencampuran Perekat dan Pencetakan Briket
Arang yang telah berukuran 40 mesh atau lebih besar dicampur menjadi 14 komposisi berbeda dengan penambahan perekat. Seluruh arang akan digunakan dalam pembuatan briket arang.
Hasil dari pencampuran arang dan perekat kemudian disiapkan dalam cetakan dan dikempa menggunakan sistem hidrolik dengan besar tekanan 4 ton.
4
Prosedur Pengujian Kerapatan
Kerapatan dinyatakan dalam perbandingan berat dan volume, yaitu dengan cara mengukur volumenya dalam keadaan kering udara dan menimbangnya. Kerapatan contoh uji dihitung menggunakan rumus:
𝜌 =𝑚 v Keterangan: ρ = Kerapatan (g/𝑐𝑚3)
m = Bobot briket (gram) v = Volume (𝑐𝑚3)
Keteguhan Tekan
Keteguhan tekan merupakan ketahanan beban yang diterima dari kekuatan yang dihasilkan contoh uji sampai contoh uji pecah. Pengujian dilakukan dengan menggunakan UTM (Universal Testing Machine). Keteguhan tekan contoh uji dihitung menggunakan rumus:
𝑃 =Mb A Keterangan: P = Keteguhan tekan (kgf/cm2)
Mb = Beban yang diterima hingga pecah (kgf) A = Luas permukaan (cm2)
Kadar Air
Nilai kadar air ditetapkan dengan meletakkan 2 g sampel pada cawan porselin yang bobotnya ditimbang terlebih dahulu. Cawan porselin yang beirisi sampel dimasukan ke dalam oven sampai kadar air konstan dengan suhu 103±2 ºC selama 24 jam. Kemudian cawan diangkat dari dalam oven, setelah itu didinginkan dalam desikator sampai kondisi stabil dan ditimbang. Kadar air contoh uji dihitung menggunakan rumus:
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 =BB−BKT
𝐵𝐾𝑇 x 100 %
Keterangan : BB = Berat sebelum dikeringkan dalam oven (g) BKT = Berat setelah dikeringkan dalam oven (g) Kadar Zat Terbang
Cawan porselin yang berisi sampel dengan kadar air telah diketahui dimasukkan ke dalam tanur selama 6 menit pada suhu 950 oC. Setelah proses
penguapan selesai, cawan porselin yang berisi sampel diangkat dalam tanur dan didinginkan dalam desikator sampai kondisi stabil dan ditimbang. Kadar zat terbang contoh uji dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑍𝑎𝑡 𝑇𝑒𝑟𝑏𝑎𝑛𝑔 =B−C
5 Keterangan : B = Berat sampel setelah dikeringkan dari uji kadar air (g)
C = Berat sampel setelah dipanaskan dalam tanur (g) W = Berat sampel awal sebelum pengujian kadar air (g) Kadar Abu
Kadar abu adalah persentase perbandingan berat abu dengan berat kering tanur. Sampel yang sudah diketahui kadar airnya yang berada dalam cawan porselin dimasukan ke dalam tanur untuk dilakukan pemanasan mulai dari suhu kamar sampai suhu 750 oC selama 6 jam. Kemudian sampel diangkat dari tanur dan
didinginkan dalam desikator sampai kondisi stabil dan ditimbang. Kadar abu contoh uji dihitung dengan menggunakan rumus:
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑏𝑢 = Berat Abu
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑡𝑎𝑛𝑢𝑟 x 100 %
Kadar Karbon Terikat
Kadar karbon terikat merupakan kadar fraksi karbon yang terikat dalam bahan tidak termasuk zat mudah menguap, fraksi air, dan abu. Kadar karbon terikat contoh uji dihitung dengan menggunakan rumus:
Karbon Terikat = 100% – (kadar air + kadar zat terbang + kadar abu)% Nilai Kalor
Nilai kalor adalah jumlah panas yang dihasilkan oleh pembakaran lengkap dari sebuah kuantitas unit bahan bakar. Penetapan nilai kalor dengan mengukur energi yang ditimbulkan pada pembakaran satu gram contoh uji. Ditimbang satu gram contoh uji, lalu ditempatkan pada cawan silika, kemudian dimasukan ke dalam calorimeter combustion bomb. Pembakaran dimulai pada saat suhu air sudah tetap. Pengukuran dilakukan sampai suhu mencapai maksimum. Nilai kalor contoh uji dihitung dengan menggunakan rumus:
𝑁𝑘 =𝑊 (𝑇1−𝑇1)
𝑚 – B
Keterangan: Nk = Nilai kalor (kal/gram)
W = Nilai kalor dari alat kalori meter (kal) 𝑡1 = Suhu mula-mula (o C)
𝑡2 = Suhu setelah pembakaran (o C)
m = Berat contoh yang terbakar
6
Analisis Data
Pengolahan data pada penelitian ini dilakukan dengan Microsoft Excel 2016 dan SPSS 16.0 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan acak lengkap faktorial. Jika hasil analisis diatas 0.05 maka hasilnya tidak berpengaruh, apabila dibawah 0.05 maka hasilnya berpengaruh signifikan, dan apabila dibawah 0.01 maka hasilnya berpengaruh sangat signifikan.analisis data menggunakan sidik ragam (ANOVA) dan pengujian lanjut menggunakan uji lanjut Duncan.
Yijk = μ + Ai + Bj + (AB)ij + ϵijk Keterangan :
yijk : respon parameter dari jenis perekat ke-i, komposisi ke-j, Interaksi
faktor AB, dan kelompok ke-k µ : Nilai rata-rata harapan
αi : pengaruh utama jenis perekat (Faktor A) ke-i
βj : pengaruh utama komposisi (Faktor B) ke-j
(αβ)ij : pengaruh interaksi jenis perekat dan komposisi
εijk : Galat percobaan
Tabel 1.Sifat briket arang buatan Jepang, Inggris, USA, dan Indonesia
Sifat Arang Briket Jepang Inggris Amerika SNI 01-6235-2000
Kadar air (%) 6 – 8 3.6 6.2 < 8
Kadar zat terbang (%) 15 – 30 16.4 19 – 28 < 15
Kadar abu (%) 3 – 6 5.9 8.3 < 8
Kadar karbon terikat (%) 60 – 80 75.3 60 77
Kerapatan (g/cm3) 1.0 – 1.2 0.46 1 0.44
Keteguhan tekan (g/cm3) 60 – 65 12.7 62 - Nilai kalor (kal/g) 6000 – 7000 7289 6230 > 5000 Sumber: Badan Litbang Kehutanan (1994) dalam Triono (2006)
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kerapatan
Kualitas briket arang dipengaruhi besar atau kecilnya kerapatan briket arang. Semakin besar kerapatan maka volume atau ruang yang diperlukan lebih kecil untuk massa yang sama. Rendah atau tingginya nilai kerapatan dipengaruhi oleh kehomogenan bahan dan ukuran bahan pembuat briket arang (Triono 2006). Kerapatan yang tinggi akan menyebabkan pembakaran lebih lama daripada briket kerapatan rendah.
Gambar 1 kerapatan briket arang
Nilai kerapatan yang dihasilkan briket arang berkisar dari 0.71-1.07g/cm³. Nilai kerapatan tertinggi dihasilkan oleh briket arang komposisi 50% tempurung kelapa dan 50% kayu ulin perekat molasses dengan nilai 1.07 g/cm³ sedangkan nilai kerapatan terendah dihasilkan briket arang komposisi 100% ulin perekat molasses dengan nilai 0.71g/cm³. Nilai kerapatan yang dihasilkan belum sesuai dengan standar Inggris yang mensyaratkan nilai kerapatan 0.46g/cm³ dan SNI 1/6235/2000 yang mensyaratkan nilai kerapatan 0.44g/cm³, akan tetapi briket hasil penelitian ini memiliki rata-rata kerapatan yang sesuai dengan standar Jepang dan Amerika, yang mensyaratkan 1g/cm³ untuk Amerika dan 1.0-1.2 g/cm³ untuk
0.88 0.87 0.84 0.87 0.87 0.95 0.77 0.81 0.72 0.78 0.78 0.94 1.07 0.71 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
100 % kelapa kanji 90+10% kelapa-ulin kanji
80+20% kelapa-ulin kanji 70+30% kelapa-ulin kanji
60+40% kelapa-ulin kanji 50+50% kelapa-ulin kanji
100% ulin kanji 100% kelapa molasses
90+10% kelapa-ulin molasses 80+20% kelapa-ulin molasses
70+30% kelapa-ulin molasses 60+40% kelapa-ulin molasses
50+50% kelapa-ulin molasses 100% ulin molasses
A B C D E F G H I J K L M N
Standar Jepang & Amerika 1-1.2
8
Jepang. Nilai kerapatan yang tinggi akan menghasilkan kualitas briket yang lebih baik, nilai kerapatan yang rendah disebabkan adanya ketidak seragaman bahan dalam ukuran . Perbedaaan jenis bahan baku sangat mempengaruhi besarnya nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan. Bahan baku yang mempunyai berat jenis tinggi akan menghasilkan briket arang dengan kerapatan tinggi, sedangkan bahan baku yang mempunyai berat jenis rendah akan menghasilkan beriket arang dengan kerapatan yang rendah (Hendra 2007).
Hasil analisis varian menunjukan komposisi sangat berpengaruh nyata terhadap kerapatan briket arang. Semakin banyak penambahan ulin yang ditambahkan pada briket arang perekat kanji atau molasses, maka nilai kerapatan semakin tinggi. Sedangkan untuk jenis kayu maupun interaksi keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan briket arang.
Keteguhan Tekan
Keteguhan briket merupakan kemampuan briket untuk memberikan daya tahan atau kekompakan briket terhadap pecah atau hancurnya briket jika diberikan beban pada benda tersebut (Wijayanti 2009). Semakin tinggi nilai keteguhan tekan berarti daya tahan briket terhadap pecah semakin baik, daya tahan keteguhan tekan berfungsi untuk mengetahui daya tahan briket saat pengangkutan dan pengemasan.
Gambar 2 keteguhan tekan briket arang
Nilai keteguhan briket dengan perekat kanji berkisar antara 15.57-55.60 kg/cm², dengan nilai tertinggi pada campuran 70% tempurung kelapa dan 30% kayu ulin. Sedangkan nilai keteguhan tekan briket dengan penambahan molasses berkisar 1.64-10.13 kg/cm², nilai tertinggi pada campuran 50% tempurung kelapa dan 50% kayu ulin, dimana nilai rata-rata keteguhan tekan dengan penambahan kanji lebih tinggi daripada keteguhan tekan briket dengan penambahan molasses. Nilai keteguhan tekan yang dihasilkan briket arang penambahan molasses belum memenuhi standar Jepang, Amerika dan Inggris. Briket arang penambahan kanji telah memenuhi standar Inggris akan tetapi tidak memenuhi standar Amerika dan Jepang.
Hasil analisis varian menunjukan bahwa komposisi dan jenis perekat menunjukan pengaruh yang sangat nyata terhadap briket arang yang dihasilkan. Penambahan komposisi ulin dengan perekat kanji sampai 20%, menghasilkan
rata-19.0022.77 28.24 42.33 41.7844.85 15.57 1.97 4.72 5.23 4.10 5.82 10.13 1.64 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 A B C D E F G H I J K L M N Standar Jepang & Amerika 60-65
9 rata keteguhan tekan yang lebih rendah apabila dibandingkan dengan penambahan ulin sebanyak 30%-50%. Tren yang sama dihasilkan oleh briket arang dengan penambahan molasses, dimana semakin banyak penambahan ulin, keteguhan tekan semakin tinggi. Bahan baku dengan kerapatan tinggi akan menghasilkan briket dengan nilai keteguhan tekan yang tinggi. Tiap bahan baku memiliki kerapatan berbeda-beda sehingga mengakibatkan nilai keteguhan tekan yang berbeda-beda pula untuk tiap jenis bahan baku briket arang (Hendra 2007).
Kadar Air
Kadar air briket sangat mempengaruhi nilai kalor atau nilai panas yang dihasilkan. Tingginya kadar air akan mennyebabkan penurunan nilai kalor. Hal ini disebabkan karena panas yang tersimpan dalam briket terlebih dahulu digunakan untuk mengeluarkan air yang ada sebelum kemudian menghasilkan panas yang dapat dipergunakan sebagai panas pembakaran (Hendra 2010).
Gambar 3 kadar air briket arang
Nilai kadar air yang dihasilkan telah memenuhi SNI 01-6235-2000 yang mensyaratkan kadar air bernilai maksimal 8%, kadar air briket dengan perekat kanji berkisar 6.20%-7.99%, kadar air briket dengan perekat molasses bernilai antara 3.62%-4.90%. Nilai kadar air tertinggi dihasilkan oleh briket arang tempurung kelapa 90%-10% kayu ulin dengan perekat kanji sebesar 7.99% dan nilai terendah dihasilkan oleh briket dengan komposisi tempurung kelapa 60%-40% kayu ulin sebesar 3.62%. Kadar air berpengaruh besar dalam proses pengarangan dan sifat arang terutama pengaruhnya terhadap nilai kalor arang yang dihasilkan. Semakin tinggi kadar air arang maka akan mengakibatkan nilai kalornya akan semakin rendah. Kadar air dalam pembuatan arang diharapkan serendah mungkin agar tidak menurunkan nilai kalor, tidak sulit dalam penyalaan, dan briket tidak banyak mengeluarkan asap pada saat penyalaan (Triono 2006).
7.77 7.99 7.84 7.07 7.38 7.36 6.20 4.90 3.72 4.20 4.14 3.62 3.74 3.94 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 A B C D E F G H I J K L M N SNI 01 6235-2000
10
Hasil analisis varian menyatakan komposisi dan jenis perekat sangat berpengaruh nyata terhadap nilai kadar air yang dihasilkan. Briket arang penambahan kanji dengan bertambahnya ulin, nilai kadar air cenderung menurun. Tren yang sama dihasilkan briket arang penambahan molasses. Nilai rata-rata kadar air briket dengan penambahan kanji lebih tinggi dibandingkan dengan briket penambahan molasses.
Kadar Zat Terbang
Kadar zat menguap merupakan hasil dekomposisi zat – zat penyusun arang akibat proses pemanasan selama pengarangan dan bukan komponen penyusun arang. Arang dengan kadar zat menguap yang tinggi akan menghasilkan asap pembakaran yang tinggi pula pada saat arang tersebut digunakan (Fauziah 2009).
Gambar 4 kadar zat terbang briket arang
Kadar zat terbang yang memenuhi SNI hanya satu yaitu briket perekat kanji tempurung kelapa 100%, yang mempunyai nilai terendah 14.15%. Nilai kadar zat terbang yang dihasilkan telah memenuhi standar Jepang dan Amerika, untuk standar Inggris hanya dua jenis yang memenuhi standar yaitu briket 100% tempurung kelapa dan tempurung kelapa 90%-10% ulin dengan perekat molasses keduanya. Nilai rata-rata kadar zat terbang briket dengan perekat kanji lebih tinggi daripada briket dengan penambahan molasses. Semakin tinggi komposisi ulin, kadar zat terbang semakin meningkat terutama pada briket arang penambahan molasses. Semakin sedikit jumlah partikel yang hilang, maka kualitas briket semakin baik (Triono 2006).
Hasil analisis varian menunjukan jenis perekat dan komposisi sangat berpengaruh nyata terhadap kadar zat terbang. Semakin bertambahnya ulin pada briket arang penambahan kanji ataupun molasses trennya semakin meningkat. Molasses menghasilkan nilai kadar zat terbang lebih rendah daripada briket arang penambahan kanji. Menurut Pane et al (2015), bahwa jenis bahan baku dan jenis perekat sangat mempengaruhi tinggi rendahnya nilai volatil briket. Tinggi rendahnya kadar zat menguap briket arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh jenis bahan baku, sehingga perbedaan jenis bahan baku berpengaruh nyata terhadap kadar zat menguap briket arang.
21.24 24.97 23.36 28.33 26.3425.6826.03 14.1516.14 18.6620.4820.29 22.77 28.98 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 A B C D E F G H I J K L M N SNI 01 6235-2000
11 Kadar Abu
Abu merupakan bagian sisa proses pembakaran, salah satu penyusun unsur abu adalah silika (Wijayanti 2009). Semakin tinggi kadar silika maka semakin tinggi pula kada abu yang dihasilkan. Tingginya kadar abu dapat menghasilkan emisi debu yang menyebabkan polusi udara dan mempengaruhi volume pembakarannya.
Gambar 5 kadar abu briket arang
Hasil pengujian kadar abu, briket dengan perekat kanji bernilai 1.20%-2.60%. dan briket dengan perekat molasses bernilai 1.15%-3.02%. Nilai tertinggi dihasilkan oleh briket tempurung kelapa 100% dengan perekat molasses yaitu 2.80%, untuk nilai terendah dihasilkan oleh briket kayu ulin 100% perekat kanji sebesar 0.53%. Hasil kadar abu telah memenuhi standar Jepang, Inggris, Amerika dan SNI-6235-2000 yang mensyaratkan kadar abu harus kurang dari 8%. Menurut Pari G dan Hendra D (2015) peningkatan kadar abu menunjukan adanya proses oksidasi lebih lanjut dari partikel halus.
Hasil analisis varian menunjukan bahwa jenis perekat tidak berpengaruh terhadap nilai kadar abu, untuk komposisi menunjukan pengaruh yang sangat nyata. Hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan kayu ulin menghasilkan nilai kadar abu yang menurun khususnya pada briket arang penambahan molasses. Faktor jenis bahan baku sangat berpengaruh terhadap tinggi rendahnya kadar abu briket arang yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan bahan baku yang digunakan memiliki komposisi kimia dan jumlah mineral yang berbeda-beda sehingga mengakibatkan kadar abu briket arang yang dihasilkan berbeda pula (Hendra 2007).
Kadar Karbon Terikat
Kadar karbon terikat adalah fraksi karbon (C) yang terikat di dalam arang selain fraksi air, zat menguap dan abu (Wijayanti 2009). Arang yang bermutu baik
2.32 1.66 2.11 2.17 2.45 2.60 1.20 3.02 2.80 2.38 2.48 1.97 2.04 1.15 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 A B C D E F G H I J K L M N SNI 01 6235-2000 <8%
12
adalah arang dengan nilai kalor dan kadar karbon terikat yang tinggi namun kadar abu rendah. Kadar karbon terikat tinggi bila lebih dari 60%.
Gambar 6 karbon terikat briket arang
Kadar karbon terikat briket tempurung kelapa perekat molasses 100% menghasilkan nilai tertinggi sebesar 77.92%. Nilai terendah dihasilkan briket tempurung kelapa 70%-30% kayu ulin perekat kanji sebesar 63.05%. briket arang penambahan kanji bernilai dari 62.90%-68.67%. Nilai karbon terikat briket arang penambahan molasses berkisar 65.93%-77.92%. Kadar karbon terikat yang dihasilkan telah memenuhi standar Jepang dan Amerika, untuk SNI dan standar Inggris yang memenuhi hanya ada dua jenis briket yaitu briket 100% tempurung kelapa perekat molasses dan tempurung kelapa 90%-10% kayu ulin perekat molasses.
Hasil analisis varian menunjukan jenis perekat dan komposisi berpengaruh sangat nyata terhadap nilai kadar karbon terikat. Nilai rata-rata karbon terikat cenderung menurun dengan penambahan kayu ulin, baik pada briket arang perekat kanji maupun briket dengan perekat molasses. Menurut Pari et al (2007) Besar kecilnya kadar karbon terikat yang dihasilkan ini selain dipengaruhi oleh tinggi rendahnya kadar abu dan zat terbang juga dipengaruhi oleh kandungan selulosa dan lignin yang dapat dikonversi menjadi atom karbon. Semakin tinggi kadar karbon terikat maka nilai kalor semakin tinggi.
Nilai Kalor
Nilai kalor sangat menentukan kualitas briket arang. Semakin tinggi nilai kalor briket arang semakin baik pula kualitas briket arang yang dihasilkan. Nilai kalor diperoleh berdasarkan pengukuran pada volume tetap, dimana arang yang dibakar akan menaikan suhu air sehingga nilai kalor arang dapat diukur berdasarkan perbedaan suhu air (Triono 2006). 68.67 65.38 66.69 62.44 63.83 64.36 66.57 77.92 77.34 74.76 72.9074.11 71.45 65.93 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 A B C D E F G H I J K L M N SNI 01 6235-2000
13
Gambar 7 nilai kalor briket arang
Briket arang tempurung kelapa 100% perekat kanji, memiliki nilai kalor yang tinggi dibanding yang lainnya, 7375 kal/g. Nilai kalor terendah dihasilkan oleh briket kayu ulin 100% yaitu 6142 kal/g. Nilai kalor briket arang perekat kanji berkisar 6341-7375 kal/g. Briket arang perekat molasses bernilai 6142-7321 kal/g. Nilai kalor yang dihasilkan telah memenuhi SNI dan Jepang, untuk standar Inggris yang mensyaratkan nilai kalor 7289kal/g ada dua yang memenuhi standar yaitu 100% tempurung kelapa perekat kanji dan 100% tempurung kelapa perekat molasses, yang memenuhi standar Amerika hampir semuanya kecuali satu yaitu 100% ulin perekat molasses. Nilai kalor biomassa sangat bervariasi dan akan meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan karbon didalamnya (Sugiyono 2015).
Hasil pengujian analisis varian menunjukan komposisi dan jenis perekat mempunyai pengaruh yang sangat nyata terhadap nilai kalor yang dihasilkan. Seperti halnya nilai karbon terikat, nilai kalor yang dihasilkan semakin rendah dengan bertambahnya komposisi kayu ulin, baik pada briket arang penambahan kanji maupun molasses. Menurut Hendra D (2007) Faktor jenis bahan baku sangat mempengaruhi besarnya nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan, kadar karbon terikat yang tinggi akan menyebabkan tingginya nilai kalor bakar briket arang. Tiap bahan baku memiliki kadar karbon terikat yang berbeda-beda, sehingga mengakibatkan nilai kalor bakar yang berbeda-beda pula untuk tiap jenis bahan baku briket arang.
7375 6800 6763 6684 6507 6341 653973216887 6779 6774 6595 6407 6142 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 A B C D E F G H I J K L M N SNI 01 6235-2000
14
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penambahan kanji dan molasses pada briket arang tempurung kelapa dan kayu ulin tidak berpengaruh terhadap kerapatan, dan kadar abu, namun berpengaruh terhadap keteguhan tekan, kadar air, kadar zat terbang, kadar karbon terikat dan nilai kalor. Komposisi antara tempurung kelapa dan kayu ulin berpengaruh terhadap kerapatan, kadar air, kadar zat terbang, kadar abu, kadar karbon terikat dan nilai kalor, namun tidak berpengaruh terhadap keteguhan tekan.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai briket arang dengan memanfaatkan limbah berpotensi sebagai bahan baku briket arang guna memperoleh nilai kerapatan dan keteguhan tekan yang tinggi, kadar air, kadar zat terbang , kadar abu yang rendah, kadar karbon terikat dan nilai kalor yang tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
[ESDM] Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral. 2012. Komitmen Indonesia Untuk Pembatasan Subsidi Bahan Bakar Fosil dan Peningkatan Efisiensi Energi.
Ardiawan. 2011. Prospek Dan Manfaat Tanaman Kelapa Di Indonesia. Artikel. Pemalang (ID): http//:prospek-dan-manfaat-tanaman-kelapa-di-Indonesia. Diakses 27 februari 2017.
Fauziah N. 2009. Pembuatan Arang Aktif Secara Langsung dari Kulit (Acacia
mangium) dengan Aktivasi Fisika dan Aplikasinya Sebagai Adsorben. Skripsi.
Bogor (ID): Departemen Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. IPB.
Hendra D. 2007. Pembuatan Briket Arang dari Campuran Kayu, Bambu, Sabut Kelapa dan Tempurung Kelapa sebagai Sumber Energi Alternatif. Jurnal Hasil Penelitian.
Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan
Pengolahan Hasil Hutan.
Hendra D. 2010. Pemanfaatan Eceng Gondok (Eichornia crassipes) untuk Bahan Baku Briket sebagai Bahan Bakar Alternatif. Jurnal penelitian Hasil Hutan Vol.29 No.2 189-210. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan.
15 Jamilatun S. 2008. Sifat-Sifat Penyalaan dan Pembakaran Briket Biomassa, Briket Batubara dan Arang Kayu. Jurnal Rekayasa Proses Vol.2 No.2. Yoyakarta (ID): Program studi Teknik Kimia, Universitas Ahmad Dahlan.
Malik U. 2012. Penelitian Berbagai Jenis Kayu Limbah Pengelolaan untuk Pemilihan Bahan Baku Briket Arang. Jurnal Ilmiah Edu Research Vol. I No.2. Riau (ID): Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau.
Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang YI, Prawira SA dan Kadir K. 1989. Atlas Kayu Indonesia. Jilid II. Bogor (ID): Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor Sidiyasa, K & N.
Pane J P, Junary P, Herlina N.(2015). Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan Penambahan Kapur dalam Pembuatan Briket Arang Berbahan Baku Pelepah Aren (Arenga Pinnata). Medan (ID): Jurnal Teknik Kimia USU, Vol 4, No. 2.Juni 2015.
Pari G, Santoso A, Hendra D. 2003. Pembuatan dan Pemanfaatan Arang Aktif Sebagai Reduktor Emisi Formaldehida Kayu Lapis. Laporan Hasil Penelitian. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.
Pari G, Hendra D, Pasaribu R A. 2007. Peningkatan Mutu Arang Aktif Kulit Kayu (Acacia mangium). Laporan Hasil Penelitian. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan.
Pari G, Mahfudin, Jajuli. 2012. Teknologi Pembuatan Arang, Briket Arang, dan Arang Aktif serta Pemanfaatannya. Jurnal Hasil Penelitian. Semarang (ID): Kementrian Kehutanan Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Pari G, Hendra D. 2015. Pengaruh Lama Aktivasi dan Konsentrasi Asam Fospat
Terhadap Mutu Arang Aktif Kulit Kayu (Acacia mangium). Jurnal Hasil Penelitian. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Sugiyono. 2015. Optimasi Mutu Briket Arang Campuran Cangkang Bintaro
(Cerbea odollam Gaertn) dan Tempurung Kelapa dengan Metode Respon Permukaan. Skripsi. Bogor (ID): Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Triono A. 2006. Karakteristik Briket Arang dari Campuran Serbuk Gergajian Kayu Afrika (Maesopsis Eminii Engl) dan Sengon (Paraserianthes falcataria L.
Nielsen) dengan Penambahan Tempurung Kelapa (Cocos nucifera L). Skripsi.
Bogor (ID): Departemen Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. IPB.
Wijayanti DS. 2009. Karakteristik Briket Arang Dari Serbuk Gergaji Dengan Penambahan Arang Cangkang Kelapa Sawit. Skripsi. Medan (ID): Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara.
16
LAMPIRAN
17 Lampiran 2 Keteguhan Tekan
18
19 Lampiran 4 Kadar Zat Terbang
20
21 Lampiran 6 Kadar Karbon Terikat
22
23
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 24 Maret 1994 sebagai anak pertama dari 2 bersaudara dari pasangan Diding Ramlan dan Maesyaroh. Tahun 2012 penulis lulus dari SMA-Terpadu Darul Amal, Jampangkulon, Sukabumi Jawa Barat dan pada tahun yang sama penulis diterima di IPB jurusan Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB melalui jalur SNMPTN Undangan. Penulis aktif dalam berbagai kegiatan. Penulis pernah menjadi divisi Logstran Masa Perkenalan Departemen (MPD), divisi Logstran Himasiltan Care (HC), Anggota Bina Corps Rimbawan (BCR) divisi Komisi Disiplin dan anggota HIMASILTAN divisi Kewirausahaan. Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang, antara lain Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) pada tahun 2014 di Kamojang - Sancang Barat dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) pada tahun 2015 di Hutan Pendidikan Gunung Walat (Sukabumi Jawa Barat), Hutan Tanaman Industri Rasamala (Sukanagara Cianjur). Penulis telah melaksanakan Praktek Kerja Lapang (PKL) di Industri Pengolahan Kayu Jati PERHUTANI Cepu Jawa Tengah pada tahun 2016. Sebagai syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan IPB, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul “KARAKTERISTIK BRIKET ARANG dari TEMPURUNG KELAPA (Cocos nucifera.) dan KAYU ULIN (Eusideroxylon
zwageri.)” yang dibimbing oleh Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc dan Prof (R). Dr
