PEMANFAATAN KULIT KOPI MENJADI BIOBRIKET

(1)

16

PEMANFAATAN KULIT KOPI MENJADI BIOBRIKET

Sariadi*) ABSTRAK

Industri kilang kopi, selain menghasilkan produk utama berupa biji kopi juga menghasilkan limbah padat berupa sekam dan kulit kopi. Limbah tersebut tersebut dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif dalam bentuk briket. Pada proses pembuatan briket, dilakukan tahapan karbonisasi sehingga diperoleh pembakaran sekam dan kulit kopi menjadi arang briket. Hasil pembakaran tersebut di ayak terlebih dahulu dengan ukuran partikel yang diinginkan yaitu 0.150 mm, dan 0.180 mm. Selanjutnya arang kulit kopi yang dihasilkan dari proses karbonisasi dicampurkan dengan perekat berupa kanji dengan perbandingan perekat 5 %, 6 %, dan 7 % dari berat arang sekam dan kulit kopi yang bertujuan untuk mengikat partikel – partikel serbuk arang. Setelah itu campuran tersebut dipadatkan dan dicetak pada alat cetak. Analisa kualitatif dilakukan dengan menganalisa nilai kalor menggunakan bomb calorimetri dan kadar air. Adapun nilai kalor yang tertinggi dan kadar air didapatkan pada perbandingan 5% perekat dengan ukuran partikel 0.150 mm. Untuk sekam kopi diperoleh nilai kalor sebesar 7604.0899 cal/gr dan kadar air 15.77 %, sedangkan untuk kulit kopi diperoleh nilai kalor dengan ukuran partikel 0,150 mm dengan nilai bakar 6457.0574 cal/gr dan kadar air 12.07%. Hasil menunjukan semakin kecil ukuran partikel dan semakin sedikit perekat, maka nilai kalor semakin tinggi.

Kata kunci : Kulit kopi, sekam kopi, kanji, nilai kalor, kadar air

PENDAHULUAN

Limbah pertanian di Indonesia relatif banyak jumlahnya dan mengalami surplus setiap tahun. Salah satu yang paling dominan selain jerami padi dan limbah pertanian lainya adalah kulit kopi. Kulit kopi merupakan limbah sisa penggilingan kopi biasanya digunakan petani sebagai pupuk alami. Pemanfaatan kulit kopi untuk menghasilkan briket sebagai bahan bakar alternatif perlu dipertimbangkan. Adapun bahan yang telah berhasil dilakukan dalam pembriketan adalah batu bara, gambut, sabut kelapa, sekam padi, limbah kertas, jerami, dan kulit kacang.

Pada tahun 1990 berdiri pabrik briket tanpa perekat di Jawa Barat dan

Jawa Timur, kualitas briket yang dihasilkan mempunyai nilai kalor kurang dari 7000 cal/gr yaitu sebesar 6431 cal/gr (Gustam Pari,2002). Sariyusda (1988), pembuatan briket dengan kulit tanduk kopi yang dicampurkan dengan molase dengan rasio 1 : 06 melakukan dengan alat tekan 198 KN dan nilai bakar 3693.4 joule/gr.

Abdul Malik (2006), pembuatan briket dari sekam padi yang dicampurkan dengan kanji dengan perbandingan perekat 10%, 15%, 20% dari berat sekam padi dan dipadatkan dengan tekanan 50 kg/cm2. Dan nilai bakar yang didapatkan sebesar 3292.650 cal/gr.

(2)

17 Irwan (2008), pembuatan briket dari kulit kacang tanah yang dicampurkan dengan kanji dengan perbandingan perekat 10%, 15%, 20% dari berat arang kulit kacang, dan dipadatkan dengan tekanan 50 kg/cm. dan nilai bakar yang didapat sebesar 5259,4 cal/gr.

Untuk memperbesar daya guna kulit kopi sehingga nilai ekonominya meningkat, salah satu alternatifnya adalah pemanfaatan sekam kopi menjadi briket. Kulit kopi dikarbonisasi pada temperatur rendah selanjutnya ditambahkan tepung kanji sebagai perekat. Campuran dicetak pada alat cetak sehingga menghasilkan briket dengan nilai bakar yang tinggi dan nilai kadar air yang rendah.

Adapun tujuan penulisan artikel ilmiah ini adalah untuk melihat pemanfaatan kulit kopi sebagai briket arang dengan bahan perekat tepung kanji, nilai kalor (Heat Heating Value) dan kadar air serta mempelajari kemungkinan menjadikan briket kulit

kopi ini sebagai pengganti bahan bakar minyak dan gas.

TINJAUAN PUSTAKA

Kopi

Tanaman kopi merupakan salah satu tanaman komoditi usaha tani rakyat. Buah kopi bentuknya bulat bergaris tengah kira – kira 1 – 1,5 cm (Hidayat.1983). Sebagai bahan pangan (food) yang termasuk bahan penyegar (beverage), tanaman kopi termasuk kedalam famili Rubiaceae terdiri atas jenis coffea arabica, coffe robusta dan coffe liberica.

Negara asal tanaman kopi adalah Abessinia yang tumbuh di dataran tinggi. Tanaman kopi robusta tumbuh baik didataran rendah sampai ketinggian sekitar 1.000 m di atas permukaan laut. Tanaman kopi arabica di dataran yang lebih tinggi sampai ketinggian sekitar 1700 m diatas permukaan laut, daerah umumnya dengan suhu sekitar 10 – 16oC.

Tabel 1. Komponen Organik dan Mineral pada kulit kopi

Komponen Dry matter (%) Mineral (ppm)

Tanin 1,8 - 8,56 Ash 8,3

Pectin 6,5 Ca 554

Reducing sugar 12,4 P 116

Non Reducing Sugar 2,0 Fe 15

Caffeine 1,3 Na 100

Chlorogenik acid 2,6 K 1765

Cofeic acid 1,6 Mg Trace

Zn 4

Cu 5

Mn 6,25

Ba 26

(3)

18 Tanaman kopi leberica dapat tumbuh didataran rendah. Untuk tumbuh subur kopi diperlukan curah hujan sekitar 2.000 – 3.000 mm.

Bagian buah kopi terdiri dari : - kulit buah (exocarp)

- daging buah (mesocarp)

- kulit tanduk (fegumento delseme) - biji kopi (endosperm)

Komponen organik yang terdapat pada pada kulit kopi dapat dilihat pada tabel 1.

Briket

Briket adalah bahan bakar yang potensial dan dapat diandalkan untuk

rumah tangga. Briket mampu

menyuplai energi dalam jangka panjang. Briket didefinisikan sebagai bahan bakar yang berwujud padat yang berasal dari sisa– sisa bahan organik, yang telah mengalami proses pemanfaatan dengan adaya tekan tertentu. Pemanfaatan briket sebagai energi alternatif merupakan langkah tepat.

Briket dapat menggantikan penggunaan kayu bakar yang mulai meningkat konsumsinya dan berpotensi merusak ekologi hutan. Selain itu, agar briket relatif murah dan terjangkau oleh masyarakat, yang terutama berdomisli didaerah terpencil, dan pengusaha briket dapat menyerap tenaga kerja, baik dipabrik briket, distributor, industri tungku, dan mesin briket. Untuk menghasilkan briket yang lebih baik adalah :

1. Bersih, tidak berdebu dan berbau

2. Mempunyai kekerasan yang merata

3. kadar abu serendah mungkin 4. Nilai kalori setara dengan bahan

lainya

5. Menyala dengan baik dan memberikan panas yang merata 6. harganya bersaing dengan

bahan bakar lainya

Kelebihan briket yaitu : mudah dibuat, praktis digunakan, aman dalam penggunaan dan dapat menghemat bahan bakar, sedangkan kelemahan briket yaitu : berasap, sehingga lebih baik digunakan diruangan terbuka, tidak dapat dimatikan dengan cepat, mudah hancur dan pijar api tidak kelihatan walaupun panas.

Kanji (Topioka)

Tepung kanji yang dikenal juga

dengan tepung topioka berasal dadri pengolahan ubi kayu dan merupakan bahan yang kaya akan karbohidrat dari jenis pati(C5H2O5)n, yang terdapat pada ubi kayu yang mempunyai standar kualitas baik adalah 70 – 75 %. Topioka mengandung banyak pati dan memiliki sifat– sifat yaitu: bentuk pasta amilopektin tampak jernih, mempunyai kemampuan daya pengikat yang tinggi, pada temperatur normal atau lebih rendah, pasta tidak kental dan tidak pecah dan pada temperatur normal pasta dari amilopektin tidak mudah mengumpal.

Proses karbonisasi

Proses karbonisasi merupakan

pemanasan suatu bahan pada

temperatur relatif tinggi tanpa oksigen yang cukup untuk terbakar (jumlah oksigen dibatasi) untuk menghasilkan arang/karbon (soearjo ADp,1997). Proses karbonisasi terjadi melalui tiga fasa karbonisasi yaitu :

1. Fase penyalaan

Pada fase ini sekam akan terdekomposisi setelah temperatur penyalaan tercapai. Produk hasil

(4)

19 dekomposisi yang mudah menguap akan berkombinasi dengan oksigen di udara (pada pembakaran sekam) panas yang menghasilkan akan kembali mempercepat dekomposisi dari bagian sekam kopi yang utuh.

2. Fase pembakaran

Pembakaran pada permukaaan sekam kopi secara bertahap akan merembes kelapisan – lapisan yang lebih dalam karena dekomposisi akan dilepaskan melalui rongga alat pembakaran.

3. Fase pengarangan

Fase pengarangan ini dimulai ketika emisi dari gas hasil dekomposisi mulai berakhir dan api dipermukaan mulai redup.

Proses karbonisasi dapat dibagi 3 (tiga) bagian yaitu :

1. karbonisasi suhu rendah, berkisar antara 500 – 750 oC

2. karbonisasi suhu menengah, berkisar antara 750 - 900 oC

3. karbonisasi suhu rendah, berkisar antara 900 – 1175oc

Pada proses karbonisasi bahan yang akan diarangkan akan mengalami proses pengeringan. Mula – mula terjadi pada suhu 350 – 420 oC, selanjutnya arang akan kaku pada suhu 540 oc. Mendekati temperatur tersebut arang akan terurai, membentuk produk gas, serta memisah diri dari residu badan berpori dan berkarbon.

Standar SNI arang briket :

- Nilai kalor briket batu bara 7250 cal/gr

- Nilai kalor minyak tanah 9500 cal/gr - Nilai kalor briket serbuk gergaji

2950 cal/gr

METODE PENELITIAN

Ruang lingkup pembuatan briket meliputi tahap persiapan, tahap

pengerjaan, tahap rancangan penelitian, dan tahap analisa.

Tahap persiapan

Sebelum melakukan penelitian, alat dan bahan harus dipersiapkan terlebih dahulu. Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Peralatan yang digunakan :

- Ayakan dengan ukuran 0.150, 0.180 mm

- Cetakan dari besi selinder berdiameter 3,5 cm dan tinggi 7,5 cm. - Oven - Tangki Pembakaran - Bomb kalorimeter - Timbangan - Alat tekan

Bahan yang digunakan :

- Kulit dan Sekam kopi - Tepung kanji

- Air hangat

Tahap pengerjaan

1. Pembakaran sekam kopi sehingga menjadi arang

2. Penghalusan sekam kopi

disesuiakan jadi ukuran tertentu, yaitu 0.150, 0.180 mm

3. Tambahkan tepung kanji dengan perbandingan 5%, 6%, 7%, dari berat arang sekam kopi, lalu tambahkan air hangat 30 ml

4. Cetak pada besi silinder berdiameter 3,5 cm dan tingginya 7,5 cm ditekan dengan alat tekan 5. Setelah menjadi briket, dianalisa

kadar air dan nilai kalor.

Tahap Rancangan Penelitian Variabel bebas

- Ukuran ayakan dari sekam kopi 0.150, 0.180 mm.

(5)

20 - Perbandingan perekat yang

digunakan, 5%, 6%, 7% dari berat sekam kopi.

Variabel tetap

- Temperatur pengering 105 oc - Waktu pengering 3 jam

- Berat arang sekam kopi 30 gram Variabel terikat

- Nilai kalor - Kadar air

Sekam/kulit Kopi

Dibersikan dan dikeringkan Dicrusher Ukuran partikel 0.150 mm, 0.180 mm

Berat sekam kopi 30 gr Rasio perekat 5 %, 6%, 7% Berdiameter 3.5 cm Dan tinggi 7,5 cm Pada suhu 105 oc

Gambar 1. Blok Diagram pembuatan Biobriket Sekam/kulit Kopi

Pengayakan Ditambahkan air hangat 30 ml Pencampuran dengan perekat Pencetakan pada besi silinder Analisa kalor

Analisa kadar air Produk

Dikeringkan Di tekan Pengadukan Pembakaran Tidak sempurna

(6)

21

Tahap Analisa Analisa Nilai Kalor

Penentuan nilai kalor briket dengan menggunakan alat “bomb calorimeter”

Analisa Kadar Air

Analisa kadar air dapat dilakukan dengan langkah – langkah sebagai berikut :

- Arang briket dikeringkan dengan sinar matahari dan ditimbang

- Arang briket tersebut

dikeringkan dalam oven selam 3 jam

- Didinginkan didalam desikator dan hasil kemudian ditimbang kembali

sampai konstan

Kadar air dihitung dengan menggunakan rumus : % Kadar Air = awal berat akhir berat awal berat  x 100 %

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil yang diperoleh berupa data pengamatan, analisa dan pengolahan selanjutnya dilakukan pembahasan.

Data Pengamatan

Analisa kadar air berguna untuk mengetahui % kadar air yang terkandung dalam suatu briket, sedangkan analisa nilai kalor berguna untuk mengetahui nilai bakar yang dihasilkan suatu briket. Data analisa kadar air dan nilai kalor briket sekam dan kulit kopi dengan perbandingan perekat 5%, 6%, 7% dan 8% dari berat arang sekam dan kulit kopi dapat dilihat pada tabel 2 dan tabel 3.

Tabel 2 Pengamatan Data Nilai Kalor dan Kadar Air untuk Sekam Kopi UKURAN PARTIKEL (mm) JUMLAH PEREKAT (%) NILAI KALOR (cal/gr) KADAR AIR (%) 0,150 5 7604.0899 13.05 6 7488.9731 12.07 7 7129.4188 10.04 0,180 5 6881.5085 11.74 6 6065.5194 10.94 7 5309.7941 8.78

(7)

22

Tabel 3 Pengamatan Data Nilai Kalor dan Kadar Air untuk Kulit Kopi UKURAN PARTIKEL (mm) JUMLAH PEREKAT (%) NILAI KALOR (cal/gr) KADAR AIR (%) 0,150 5 6457.0574 22.92 6 5354.9599 33.55 7 5137.2552 34.46 0,180 5 5447.3609 28.11 6 5129.6823 28.31 7 4760.9029 31.97 Pembahasan

Proses pembuatan briket ini menggunakan bahan baku sekam kopi sebagai perekat berupa kanji yang berfungsi untuk mengikat partikel – partikel sekam kopi, sehingga menjadi suatu gumpalan yang bisa dibentuk sesuai yang diinginkan. Dalam percobaan ini digunakan perekat yaitu

5%, 6%, dan 7% dari berat arang sekam kopi. Sedangkan ukuran partikel arang sekam kopi yang digunakan yaitu : 0.150, 0.180 mm, ini bertujuan untuk mengetahui apakah ukuran partikel dan perbandingan perekat tersebut dapat mempengaruhi dari nilai kalor dan kadar air yang dihasilkan oleh briket.

0 2000 4000 6000 8000 5 6 7 Ukuran Partikel (mm) N il a i k a lo r (c a l/ g r) 0.15 mm 0.18 mm

Gambar 2. Grafik Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Nilai Kalor Biobriket dari Sekam Kopi

Dari Gambar 2 merupakan hasil analisa % kadar air briket arang sekam kopi. Maka dapat disimpulkan bahwa kadar air briket tertinggi pada perbandingan perekat 7 % didapatkan

pada ukuran partikel 0.180 mm, dengan kadar air yang terkandung 86.81 % kadar air briket tertinggi pada perbandingan perekat 6 % didapat pada ukuran partikel 0.180 mm dengan

(8)

23 kadar air yang terkandung 85.02 % sedangkan kadar air yang tertinggi pada perbandingan perekat 5% juga didapat pada ukuran partikel 0.180 mm dengan kadar air yang terkandung 86.71 %. Hal ini disebabkan oleh ukuran partikel, yaitu semakin besar ukuran partikel yang digunakan maka porositas briket semakin besar, sehingga penguapan air semakin mudah, sedangkan untuk ukuran partikel yang lebih kecil kadar air yang diperoleh lebih kecil, hal ini disebabkan porositas briket lebih kecil, sehingga air tidak mudah menguap.

Gambar 3 memperlihatkan hasil analisa nilai kalor briket arang kulit kopi. Maka dapat disimpulkan bahwa nilai kalor tertinggi pada perbandingan perekat 5 % didapatkan pada ukuran partikel 0.150 mm dengan nilai kalor yang didapatkan 7604.0899 cal/gr . Tingkat nilai kalor tertinggi pada perbandingan perekat 6 % didapatkan pada ukuran partikel 0.150 mm dengan nilai kalor yang didapatkan 7488.9731

cal/gr. Sedangkan tingkat nilai kalor tertinggi pada perbandingan perekat 7 % juga didapatkan pada ukuran partikel 0.150 mm dengan nilai kalor yang didapatkan 7129.4188 cal/gr. Sedangkan nilai kalor yang terendah terdapat pada ukuran partikel 0.150 mm. Disini terlihat jelas, bahwa ukuran partikel sangat mempengaruhi nilai kalor, disamping % perbandingan dengan bahan perekat yang digunakan. Hal ini disebabkan kepadatan briket terlalu padat karena semakin kecil ukuran partikel akan semakin mudah untuk menyatu berbentuk padatan dalam pengepresan yang dilakukan.

Dari Gambar 4 pengaruh persentase perekat (kanji) terhadap kadar air briket sekam kopi. Maka dapat disimpulkan bahwa kadar air briket tertinggi pada perbandingan partikel 0.180 mm didapatkan pada persentase perekat 7 % dengan kadar air yang terkandung 86.81 %. Kadar air tertinggi pada perbandingan partikel

0 2000

4000

6000

8000

5

6

7

Ukuran Partikel (mm) N il a i k a lo r (c a l/ g r) 0.15 mm 0.18 mm

Gambar 3. Grafik Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Nilai Kalor Biobriket dari Kulit Kopi

(9)

24

0

2

4

6

8

10

12

14

5

6

7

Rasio Perekat (%) Kada r Ai r (%) 0.15 mm 0.18 mm

Gambar 4. Grafik Pengaruh Rasio Perekat terhadap Persentase Kadar Air Biobriket dari Sekam Kopi

0

10

20

30

40

5

6

7

Rasio Perekat (%) K a d a r A ir (% ) 0.15 mm 0.18 mm

Gambar 5 Grafik Pengaruh Rasio Perekat terhadap Persentase Kadar Air Biobriket dari Kulit Kopi

0.150 mm didapatkan pada persentase perekat 7 % dengan kadar air yang terkandung 86.48 %, Sedangkan kadar air yang terendah didapatkan pada perbandingan partikel 0.150 mm pada persentase perekat 5 %. Hal ini disebabkan oleh ukuran partikel, semakin besar ukuran partikel semakin besar pula kadar air yang dihasilkan.

Dari grafik 5 merupakan hasil nilai kalor briket arang kulit kopi. Maka dapat disimpulkan bahwa nilai kalor yang tertinggi pada perbandingan partikel 0.150 mm didapatkan pada perekat 5 % dengan nilai kalor 7604.0899 cal/gr. Tingkat nilai kalor tertinggi pada perbandingan 0.180 mm didapatkan pada perekat 5 % dengan

(10)

25 nilai kalor 6881.5085 cal/gr. Sedangkan nilai kalor yang terendah didapatkan pada perbandingan perekat 7 % yang digunakan. Hal ini disebabkan karena semakin banyak perekat yang digunakan maka semakin rendah pula nilai kalor yang dihasilkan. Dari hasil di atas ternyata nilai kalor yang diperoleh lebih tinggi jika dibandingkan dengan hasil penelitian Sariyusda 3693.4 joule/gr. Abdul Malik sebesar 3292.650 cal/gr, Irwan sebesar 5259.4 cal/gr.

Kesimpulan

1. Perbedaan ukuran partikkel dan perbandingan bahan perekat mempengaruhi nilai kalor dan % kadar air yang dihasilkan.

2. Nilai kalor briket arang sekam kopi maksimum tedapat pada ukuran 0.150 mm dan kosentrasi perekat 5 % dengan nilai kalor 7604.0899 cal/gr.

3. Kadar air optimal (dengan nilai kalor 7604.0899 cal/gr) terdapat pada persentase kanji 5 % dan ukuran partikel 0.150 mm. 4. Berdasarkan data yang diperoleh,

briket arang sekam kopi dari penelitian ini memenuhi standar baku mutu.

Saran - saran

Untuk mendapatkan briket dari kulit kopi perlu dilakukan optimalisasi dengan variabel-variabel lain seperti

menggunakan bahan perekat,

temperatur pembakaran dan alat tekan yang mempunyai kapasitas tertentu.

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Malik, (2006), “Pemanfaatan

arang sekam kopi sebagai

bahan baker pembriketan”,

Politeknik Negeri Lhokseumawe APED Project, UNDP& BAPEDA

NAD Project, 2007

Coffe new : http: / www.vinews. Com, lastupdated 7/2/98