ANALISA BRIKET SERABUT TEMPURUNG KELAPA DENGAN STYROFOAM GUNA MENINGKATKAN NILAI KALOR
LAPORAN TUGAS AKHIR
DISUSUN DAN DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SYARAT-SYARAT YANG DIPERLUKAN GUNA MEMPEROLEH
DIPLOMA III POLITEKNIK
Nama Mahasiswa :
AJIE SYAFAAT 3211150006
EKA SARI WIDI SEPTYANI 3211150003 INTAN APRILLYANA DEWI 3211150029 YOHANES ROBERT WANDRI 3211150025
Program Studi:
TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
ANALISA BRIKET SERABUT TEMPURUNG KELAPA DENGAN STYROFOAM
GUNA MENINGKATKAN NILAI KALOR
Disusun oleh :
AJIE SYAFAAT
3211150006
EKA SARI WIDI SEPTYANI
3211150003
INTAN APRILLYANA DEWI
3211150029
YOHANES ROBERT WANDRI
3211150025
Abstrak
Konsumsi bahan bakar fosil semakin meningkat per tahunnya sedangkan persediannya terus menipis. Hal tersebut memacu untuk memanfaaatkan dan mengembangkan energi alternatif yang dapat digunakaan sebagai energi pengganti dari bahan bakar fosil yang tepat guna, melimpah jumlahnya, dan terjangkau harganya.
Briket merupakan salah satu energi alternatif yang dapat memanfaatkan limbah sampah sebagai bahan bakunya. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yaitu menggunakan bahan baku limbah tempurung kelapa dengan komposisi bahan baku yaitu tempurung kelapa (100%), serabut kelapa (100%), perbandingan antara tempurung kelapa dengan serabut kelapa (75% : 25%), dan perbandingan antara tempurung kelapa dengan serabut kelapa (25% : 75%), serta limbah stryrofoam yang telah dicairkan dengan tiner sebagai perekatnya dengan perbandingan antara styrofoam dengan tinner (1:1) untuk masing-masing komposisi bahan baku. Nilai kalor yang didapat dari 7.420-7.546 Cal/g, kadar air 5,24%-7,61%, kadar abu 4,04%-8,42%, kadar zat terbang 34,32%-58,93%, kadar karbon padat 25,04%-54,15%, total belerang 0%-0,03%.
Dari hasil penelitian yang kami lakukan, briket dengan bahan baku tempurung kelapa 100% dengan perekat styrofoam dapat meningkatkan nilai kalor dari 6.894 Cal/g menjadi 7.516 Cal/g dengan persentase kenaikan 9%. Briket dengan bahan baku serabut kelapa 100% dengan perekat styrofoam dapat meningkatkan nilai kalor dari 5.953 menjadi 7.420 dengan persentase kenaikan 29%. Nilai kalor terbaik didapatkan dari pencampuran kedua bahan baku tersebut (75% tempurung dan 25% serabut) menghasilkan nilai kalor 7.546 cal/g. Briket dengan bahan baku sabut dan tempurung kelapa dengan perekat styrofoam tidak terdeteksi kandungan emisinya, jadi bisa dikatakan briket ini ramah lingkungan.
Kata Kunci : Eko-Briket, Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa, Limbah
Kata Pengantar
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat, karunia, dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyusun dan menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul "Analisis Briket Serabut Tempurung Kelapa dengan Styrofoam Guna Meningkatkan Nilai Kalor".
Laporan tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan jenjang D3 pada Program Studi Teknik Konversi Jurusan Tejnik Mesin Politeknik Negeri Jakarta.
Untuk bantuan, bimbingan, dukungan, doa, saran serta kritik dalam penyusunan laporan ini dari awal sampai akhir, penulis berterima kasih kepada : 1. Ibunda dan Ayahanda tercinta, yang telah memberi semangat hidup, kasih
sayang serta mendidik, membimbing dan memanjatkan doa.
2. Ir.Drs. Jusafwar, MT dan Drs. Suyitno Gatot, M. Kom selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan motivasinya dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
3. Bapak dan Ibu dosen Teknik Konversi Energi yang telah mendidik kami selama kuliah.
4. Bapak dan Ibu staf pegawai Jurusan Teknik Mesin yang telah banyak membantu selama masa perkuliahan.
5. Teman-teman program studi Teknik Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta dan berbagai pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini dan untuk Fajar, Leo, Bernot yang telah meminjami kontrakan selama proses pembuatan briket berlangsung.
Penulis mohon saran dan kritik dari pembaca demi perbaikan dan penyempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga pengetahuan ini berguna bagi kita semua khususnya dalam dunia ilmu pengetahuan, engineering, serta pembaca.
Depok, 18 Agustus 2014
DAFTAR ISI
Sampul Depan Halaman Judul
Halaman Persetujuan... I Halaman Pengesahan... II Halaman Pernyataan Bebas Plagiasi... III Abstrak... IV Halaman Kata Pengantar... V Halaman Daftar Isi... VI Halaman Daftar Tabel... VIII Halaman Daftar Gambar... X Bab I. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang... 1
Bab II. Tinjauan Pustaka 2.1. Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa... 4
2.2. Styrofoam... 5
2.3. Lidah Mertua... 6
2.4. Karbonisasi... 8
2.5. Briket... 9
2.6. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pembakaran Bahan Bakar Padat... 12
2.7. Karakteristik Briket... 12
Bab III. Metodologi 3.1. Metodologi Penelitian... 15
3.2. Penjelasan Alur Pembuatan Briket... 16
Bab IV. Pelaksanaan Program
4.1. Waktu dan Tempat Pelaksanaan... 24
4.2. Instrumen Pelaksanaan... 25
4.3. Rancangan dan Realisasi Biaya... 28
Bab V. Hasil dan Pembahasan 5.1. Nilai Kekeringan... 29
5.2. Hasil Briket... 30
5.3. Pengujian Nilai Kalor... 31
5.4. Pengujian Kadar Air... 34
5.5. Pengujian Kadar Abu... 37
5.6. Pengujian Kadar Zat Menguap... 41
5.7. Pengujian Kadar Karbon Terikat... 44
5.8. Pengujian Belerang Total... 47
5.9. Pengujian Memanaskan 1 Liter Air... 50
Bab VI. Kesimpulan dan Saran 6.1. Kesimpulan... 52
6.2. Saran... 52
Daftar Pustaka... 53
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat Arang dari Kayu, Bambu, Sabut Kelapa dan Tempurung
Kelapa... 5
Tabel 2.2 Sifat briket arang buatan Jepang, Amerika, Inggris dan Indonesia... 11
Tabel 2.3 Hasil Rata-Rata Sifat Fisis dan Kimia Briket Arang... 14
Tabel 3.1 Penjelasan Alur Pembuatan Briket... 16
Tabel 4.1 Tahapan Pelaksanaan atau Jadwal Faktual... 24
Tabel 4.2 Rancangan dan Realisasi Biaya... 28
Tabel 5.1 Nilai Kekeringan dari Bahan Baku... 29
Tabel 5.2 Nilai Kekeringan dari Briket... 29
Tabel 5.3 Hasil Briket... 30
Tabel 5.4 Nilai Kalor pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam... 31
Tabel 5.5 Perbandingan Nilai Kalor Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam... 32
Tabel 5.6 Kadar Air pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam... 34
Tabel 5.7 Perbandingan Kadar Air Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam... 36
Tabel 5.8 Kadar Abu pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam... 38
Tabel 5.9 Perbandingan Kadar Abu Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam... 39
Tabel 5.10 Kadar Zat Menguap pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam... 41
Tabel 5.11 Perbandingan Kadar Zat Menguap Briket Serabut Tempurung KelapaPerekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam... 43
Tabel 5.12 Kadar Karbon Padat pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam... 44
Tabel 5.14 Total Belerang pada Briket Serabut Tempurung Kelapa
Perekat Styrofoam... 47 Tabel 5.15 Perbandingan Total Belerang Briket Serabut Tempurung
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sensivera... 7
Gambar 2.2 Skema Pembakaran Sempurna... 8
Gambar 2.3 Skema Pembakaran Tidak Sempurna... 8
Gambar 3.1 Alur Pembuatan Briket... 15
Gambar 3.2 Proses Penjemuran Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa... 18
Gambar 3.3 Proses Karbonisasi Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa... 19
Gambar 3.4 Proses Penumbukan Arang Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa... 19
Gambar 3.5 Proses Penyaringan Arang Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa... 20
Gambar 3.6 Arang Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa... 20
Gambar 3.7 Proses Penimbangan Arang... 21
Gambar 3.8 Arang dari Bahan Baku yang Telah Ditimbang... 21
Gambar 3.9 Perekat Styrofoam Cair yang Sudah di Campur Daun Lidah Mertua... 22
Gambar 3.10 Proses Pencampuran Bahan Baku dengan Perekat... 22
Gambar 3.11 Proses Pencetakan Briket... 23
Gambar 3.12 Briket Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa... 23
Gambar 4.1 Timbangan Digital... 25
Gambar 4.2 Tungku... 25
Gambar 4.3 Lumbung dan Alu... 25
Gambar 4.4 Saringan... 26
Gambar 4.5 Nampan... 26
Gambar 4.6 Jangka Sorong... 26
Gambar 4.7 Alat Pencetak dan Beban... 27
Gambar 4.8 Thermometer... 27
Gambar 5.1 Grafik Nilai Kalor pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam... 31
Gambar 5.3 Grafik Kadar Air pada Briket Serabut Tempurung Kelapa
Berperekat Styrofoam... 35 Gambar 5.4 Grafik Perbandingan Kadar Air Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam... 36 Grambar 5.5 Grafik Kadar Abu pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Berperekat Styrofoam... 38 Gambar 5.6 Grafik Perbandingan Kadar Abu Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam... 40 Grambar 5.7 Grafik Kadar Zat Menguap pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam... 42 Gambar 5.8 Grafik Perbandingan Kadar Zat Menguap Briket Serabut
Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam... 43 Gambar 5.9 Grafik Karbon Padat Briket Serabut Tempurung Kelapa
Perekat Styrofoam... 45 Gambar 5.10 Grafik Perbandingan Karbon Padat Briket Serabut
Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam…... 46 Gambar 5.11 Grafik Total Belerang Briket Serabut Tempurung Kelapa
Perekat Styrofoam... 48 Gambar 5.12 Grafik Perbandingan Total Belerang Briket Serabut
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan yang beriklim tropis sehingga dapat menghasilkan kelapa cukup besar. Selain daging kelapa, air kelapa, batang pohon, daun kelapa yang memiliki manfaat ternyata sabut dan tempurung kelapa juga memiliki manfaat sebagai karya seni dan juga bahan bakar. Banyak sekali limbah sabut dan tempurung kelapa yang dihasilkan oleh tukang es kelapa dan juga tukang parut kelapa. Limbah sabut dan tempurung kelapa yang mereka hasilkan kadang kala hanya dibuang begitu saja di tempat sampah namun kadang kala ada juga yang menjualnya langsung tanpa diolah dan ada juga yang mengolahnya menjadi arang sebagai bahan bakar sebelum dijual. Limbah serabut kelapa dan tempurung kelapa yang dipergunakan sebagai bahan bakar berupa arang hanya memiliki nilai kalor dan titik nyala yang rendah.
Biobriket merupakan bahan bakar yang berwujud padat dan berasal dari sisa-sisa bahan organik yang telah mengalami pemadatan (arang yang dihaluskan dan dicampur perekat yang kemudian dicetak dengan bantuan daya tekan). Tujuan pembuatan biobriket adalah untuk menambah jangka waktu bakar dan untuk menghemat biaya. Biobriket mampu mengurangi penggunaan kayu bakar yang mulai meningkat konsumsinya dan berpotensi merusak ekologi hutan, mengganti penggunaan minyak tanah yang berpotensi besar dalam pemanasan global, dan juga mengganti penggunaan bahan bakar fosil yang sudah mulai menipis ketersediaannya.
merupakan cara untuk meningkatkan nilai kalor pada briket serabut tempurung kelapa karena styrofoam merupakan salah satu jenis plastik polystyrene (PS) yang memiliki nilai kalor sebesar 41,4 MJ/kg[1].
1.2 Permasalahan
Banyak sekali limbah sabut dan tempurung kelapa yang dihasilkan oleh tukang es kelapa dan juga tukang parut kadang kala hanya dibuang begitu saja. Seharusnya limbah ini masih bisa digunakan untuk keperluan sehari-hari, antara lain dibuat menjadi briket. Begitu pula limbah
styrofoamyang sering ditemukan dijalan dan masih sedikit yang mendaur
ulang limbah styrofoam salah satunya dijadikan perekat padahal limbah
styrofoam memiliki nilai kalor yang cukup tinggi yang dapat dimanfaatkan
sebagai bahan bakar.
Dalam upaya menjawab permasalahan diatas dibuat suatu rumusan masalah sebagai berikut:
a. Bagaimana membuat briket dengan nilai kalor yang besar? b. Bagaimana cara membuat briket yang ramah lingkungan?
1.3 Batasan Masalah
Lamanya proses karbonisasi dilakukan dengan menggunakan acuan dari asap pembakaran. Massa arang tempurung kelapa dan massa arang serabut kelapa memiliki massa yang berbeda, untuk itu dalam penelitian ini menggunakan persamaan volume yaitu 326807,6174 mm dengan massa arang tempurung kelapa 100% yaitu 220 gr dan massa arang serabut kelapa 100% yaitu 80 gr.
1. Briket berbahan baku tempurung kelapa dan serabut kelapa dengan komposisi tempurung kelapa (100%), serabut kelapa (100%), tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) dan tempurung kelapa : serabut kelapa (25% : 75%).
3. Mencampurkan bahan baku dengan perekat styrofoam dengan perbandingan 1 : 1 untuk semua jenis briket dan mencetak briket dengan massa 100 gr menggunakan tekanan 3 kg.
4. Mengetahui besar nilai kalor, kadar air, kadar abu, kadar zat menguap, kadar karbon terikat, kadar sulfur yang dihasilkan dari setiap briket.
1.4 Tujuan dan Manfaat
1.4.1 Tujuan
Memanfaatkan limbah kelapa (serabut kelapa dan tempurung kelapa) dan limbah styrofoam menjadi briket dengan nilai kalor yang besar dan nilai emisi yang ramah lingkungan.
1.4.2 Manfaat
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sarabut Kelapa dan Tempurung Kelapa
Indonesia merupakan salah satu negara penghasil kelapa yang cukup besar. Departemen Pertanian (2003) menyatakan bahwa pada tahun 1999, areal tanaman kelapa di Indonesia tercatat seluas 3,712 juta ha denga produktivitas 1038 kg/ha, disominasi oleh perkebunan rakyat (96,6%) dan oleh perusahaan besar (3,4%). Selanjutnya Indarti (2001) menyatakan bahwa limbah yang berasal dari buah kelapa terutama dalam bentuk sabut dan tempurung kelapa memiliki potensi berturut-turut sebesar 0,7 juta ton/tahun dan 0,4 juta ton/tahun.
Tabel 2.1
Sifat Arang dari Kayu, Bambu, Sabut Kelapa dan Tempurung Kelapa
Ket : Djeni Hendra (2007)[3]
2.2. Styrofoam
Menurut Erliza dan Sutedja dalam Sitanggang (2010), plastik dapat dikelompokkan atas dua tipe, yaitu thermoplastic dan thermoset. Thermoplastic adalah plastik yang dapat dilunakkan berulang kali dengan menggunakan panas, antara lain polyethylene, polyproylene, polystyrene, dan polyvinil chloride. Sedangkan thermoset adalah plastik yang tidak dapat dilunakkan dengan pemanasan, antara lain phenol formaldehid dan urea formaldehid
Menurut Sinaga (2010), polystyrene dibentuk dari molekul – molekul styrene. Ikatan rangkap antara bagian CH2 dan CH dari molekul disusun
kembali hingga membentuk ikatan dengan molekul styrene berikutnya dan pada akhirnya membentuk polystyrene. Bilamana polystyrene dipanaskan dan udara ditiupkan maka melalui pencampuran tersebut akan terbentuk styrofoam.
ringan, thermoplastic, yaitu menjadi lunak jika dipanaskan dan mengeras kembali setelah dingin. Dengan pemanasan, styrofoam akan menjadi lunak pada suhu 90° C, namun jika dibakar secara langsung styrofoam akan mudah terbakar dan akan mengeluarkan api berwarna kuning dan akan meninggalkan jelaga. Selain itu juga memiliki sifat tahan terhadap asam, basa dan sifat korosif lainnya. Styrofoam dapat larut dalam hydrocarbon aromatic dan dapat menjadi perekat yang baik. Styrofoam juga sangat stabil dan tidak mudah terurai dalam waktu yang lama.[4]
2.3. Lidah Mertua
Hampir sebanyak 107 Unsur yang terkandung dalam polusi udara mampu diserap oleh tumbuhan ini. Bahan aktif yang terkandung dalam tanaman ini, pregnan glikosida juga mampu mengatasi akibat Sick Building
Syndrom. Sindrom ini merupakan kontaminasi yang dihasilkan VOC
(Volatile Organic Compound) yaitu zat kimia organic yang tekanan uap diatas ambang batas normal. Apabila hal tersebut terjadi di dalam ruang kantor terutama dengan sirkulasi yang buruk sehingga dapat membuat mual, otot kram, sakit kepala, jantung berdebar, kulit kering dan sakit tenggorokan. Penelitian Wolverton Environmental Service menjelaskan bahwa tanaman ini mampu menyerap senyawa kimia berbahaya, seperti benzene (yaitu yang dihasilkan dari asap rokok, tinta, minyak, asap bahan bakar, plastic serta limbahnya), formaldehida (yaitu senyawa berbahaya yang di timbulkan dari kayu mebel, partikel papan, produk berbahan kertas), trichloroethylene dan produk pembersih rumah tangga[5].
Secara umum sansevieria (lidah mertua) dapat dikelompokkan menjadi dua jenis. Jenis dengan daun pendek (sekitar 8 cm) dan jenis dengan daun panjang (50-70 cm).
Ciri sansevieria (lidah mertua) secara umum lainnya memiliki rimpang, berdaun tebal, serta ujung daunnya runcing atau berduri. Mampu menyimpan air dalam jumlah yang banyak pada seluruh bagian tubuh. Mampu hidup di daerah yang kering dan tandus sekalipun.
Macam jenis sansevieria bisa mencapai 70 spesies. Bahkan jika termasuk jenis hibrida macamnya bisa mencapai dua kali lipat lebih. Beberapa spesies sansevieria antara lain;Sansevieria angustiflora , S. cylindrica, S. dawei, S. ehrenbergii, S. grandis, S. hyacinthoides, S. kirkii, S. metallica, S. trifasciata, dan lain-lain.
Tumbuhan Penyerap Racun. Sansevieria atau lidah mertua merupakan salah satu tanaman istimewa lantaran mempunyai kemampuan sebagai penyerap racun (polutan) di udara. Berbagai jenis racun yang mampu diserap oleh Sansevieria antara lain karbonmonoksida, nikotin, benzene, formaldehyde, trichloroethylene, hingga dioksin.
Berdasarkan penelitian Badan Antariksa Amerika Serikat (NASA; National Aeronautics and Space Administration), sansevieria atau lidah mertua mempunyai kemampuan menyerap hingga 107 jenis unsur berbahaya (racun atau polutan). Riset lainnya menyimpulkan bahwa dengan 5 helai daun sansevieria dewasa mampu menyerap dan membersihkan ruangan seluas 100 m3 dari berbagai jenis polutan.
Klasifikasi ilmiah: Kerajaan: Plantae; Divisi: Magnoliophyta; Ordo: Asparagales; Famili: Asparagaceae; Genus: Sansevieria[6].
2.4. Karbonisasi
Karbonisasi adalah proses pemanasan batubara sampai suhu dan waktu tertentu (berkisar 200 oC – di atas 1000 oC) pada kondisi miskin oksigen untuk menghilangkan kandungan zat terbang batubara sehingga dihasilkan padatan yang berupa arang batubara atau kokas atau semi kokas dengan hasil samping tar dan gas.
Karbonisasi atau pengarangan adalah proses mengubah bahan menjadi karbon berwarna hitam melalui pembakaran dalam ruang tertutup dengan udara yang terbatas atau seminimal mungkin. Proses pembakaran dikatakan sempurna jika hasil pembakaran berupa abu dan seluruh energi di dalam bahan organik dibebaskan ke lingkungan dengan perlahan. Secara ringkas proses karbonisasi dapat ditampilkan dalam bagan (Kurniawan dan Marsono 2008).
a. Pembakaran Sempurna
BAHAN
ENERGI
ABU
Gambar 2.2
Skema Pembakaran Sempurna
b. Pembakaran Tidak Sempurna
BAHAN
ENERGI
ARANG
Gambar 2.3
Skema Pembakaran Tidak Sempurna
Menurut Hasani (1996) dalam Pancapalaga (2008), proses karbonisasi merupakan salah satu tahap yang penting dalam pembuatan briket. Pada umumnya proses ini dilakukan pada temperatur 500–800 oC.
membentuk uap air, methanol, uap-uap asam asetat dan hidrokarbon. Dengan adanya proses karbonisasi maka zat-zat terbang yang terkandung dalam briket diturunkan serendah mungkin sehingga produk akhirnya tidak berbau dan berasap[7].
Selama proses karbonisasi, perlu diperhatikanasap yang ditimbulkan selama proses: (1)Jika asap tebal dan putih, berarti bahan sedangmengering, (2) Jika asap tebal dan kuning, berartipengkarbonan sedang berlangsung. Pada fase inisebaiknya tungku ditutup dengan maksud agaroksigen pada ruang pengarangan serendahrendahnya,dan (3) Jika asap semakin tipis danberwarna biru berarti pengarangan hampir selesai, kemudian drum dibalik dan proses pembakaranselesai. (Anonimous, 1989).[8]
2.5. Briket
Bioarang merupakan arang yang dibuat dari aneka macam bahan hayati atau biomassa, misalnya kayu, ranting, daun-daunan, rumput jerami, ataupun limbah pertanian lainnya. Bioarang ini dapat digunakan dengan melalui proses pengolahan, salah satunya adalah menjadi briket bioarang.
Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat briket arang adalah berat jenis bahan bakar atau berat jenis serbuk arang, kehalusan serbuk, suhu karbonisasi, dan tekanan pada saat dilakukan pencetakan. Selain itu, pencampuran formula dengan briket juga mempengaruhi sifat briket.
Syarat briket yang baik adalah briket yang permukaannya halus dan tidak meninggalkan bekas hitam di tangan. Selain itu, sebagai bahan bakar, briket juga harus memenuhi kriteria sebagai berikut:
1. Mudah dinyalakan. 2. Tidak mengeluarkan asap.
3. Emisi gas hasil pembakaran tidak mengandung racun.
4. Kedap air dan hasil pembakaran tidak berjamur bila disimpan pada waktu lama.
5. Menunjukkan upaya laju pembakaran (waktu, laju pembakaran, dan suhu pembakaran) yang baik (Nursyiwan dan Nuryetti, 2005).
pada pembriketan antara (10 – 20)% berat. Ukuran briket bervariasi dari (20 – 100)gram. Pemilihan proses pembriketan tentunya harus mengacu pada segmen pasar agar dicapai nilai ekonomis, teknis dan lingkungan yang optimal. Pembriketan bertujuan untuk memperoleh suatu bahan bakar yang berkualitas yang dapat digunakan untuk semua sektor sebagai sumber energi pengganti.
Beberapa tipe/bentuk briket yang umum dikenal, antara lain : bantal (oval), sarang tawon (honey comb), silinder (cylinder), telur (egg), dan lain-lain. Adapun keuntungan dari bentuk briket adalah sebagai berikut :
1. Ukuran dapat disesuaikan dengan kebutuhan.
2. Porositas dapat diatur untuk memudahkan pembakaran. 3. Mudah dipakai sebagai bahan bakar.
Secara umum beberapa spesifikasi briket yang dibutuhkan oleh konsumen adalah sebagai berikut :
1. Daya tahan briket.
2. Ukuran dan bentuk yang sesuai untuk penggunaannya. 3. Bersih (tidak berasap), terutama untuk sektor rumah tangga. 4. Bebas gas-gas berbahaya.
5. Sifat pembakaran yang sesuai dengan kebutuhan (kemudahan dibakar, efisiensi energi, pembakaran yang stabil).
Adapun faktor-faktor yang perlu diperhatikan didalam pembuatan briket antara lain :
1. Bahan baku
Briket dapat dibuat dari bermacam-macam bahan baku, seperti ampas tebu, sekam padi, serbuk gergaji, dll. Bahan utama yang harus terdapat didalam bahan baku adalah selulosa. Semakin tinggi kandungan selulosa semakin baik kualitas briket, briket yang mengandung zat terbang yang terlalu tinggi cenderung mengeluarkan asap dan bau tidak sedap.
2. Bahan perekat
Pemberian bahan perekat bertujuan untuk menarik air dan membentuk tekstur yang padat atau menggabungkan dua substrat yang akan direkatkan. Kekuatan rekat dipengaruhi oleh sifat perekat, alat yang digunakan, serta teknik perekatan. Pemberian tekanan disamping akan memberikan kekuatan rekat yang kuat, juga meratakan bahan pada permukaan dan memasukkan perekat tersebut dalam pori-pori bahan (BPPI, 1996).
Secara umum proses pembuatan briket melalui tahap penggerusan, pencampuran, pencetakan, pengeringan dan pengepakan : a. Penggerusan adalah menggerus bahan baku briket untuk
mendapatkan ukuran butir tertentu. Alat yang digunakan adalah crusher atau blender.
b. Pencampuran adalah mencampur bahan baku briket pada komposisi tertentu untuk mendapatkan adonan yang homogen. Alat yang digunakan adalah mixer, combining blender.
c. Pencetakan adalah mencetak adonan briket untuk mendapatkan bentuk tertentu sesuaikan yang diinginkan. Alat yang digunakan adalah Briquetting Machine.[9]
Tabel 2.2
2.6. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pembakaran Bahan Bakar Padat
Menurut Sulistyanto A. (2006), dari hasil penelitiannya didapatkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik pembakaran briket, antara lain:
a. Laju pembakaran biobriket paling cepat adalah pada komposisi biomassa yang memiliki banyak kandungan volatile matter (zat-zat yang mudah menguap). Semakin banyak kandungan volatile matter suatu biobriket maka semakin mudah biobriket tersebut terbakar, sehingga laju pembakaran semakin cepat.
b. Kandungan nilai kalor yang tinggi pada suatu biobriket saat terjadinya proses pembakaran biobriket akan mempengaruhi pencapaian temperatur yang tinggi pula pada biobriket, namun pencapaian suhu optimumnya cukup lama.
c. Semakin besar berat jenis (bulk density) bahan bakar maka laju pembakaran akan semakin lama. Dengan demikian biobriket yang memiliki berat jenis yang besar memiliki laju pembakaran yang lebih lama dan nilai kalor lebih tinggi dibandingkan dengan biobriket yang memiliki berat jenis yang lebih rendah. Makin tinggi berat jenis biobriket semakin tinggi pula nilai kalor yang diperolehnya. Penggunaan biobriket untuk kebutuhan seharihari sebaiknya digunakan biobriket dengan tingkat polusinya paling rendah dan pencapaian suhu maksimal paling cepat. Dengan kata lain, briket yang baik untuk keperluan rumah tangga adalah briket yang tingkat polutannya rendah, pencapaian suhu maksimalnya paling cepat dan mudah terbakar pada saat penyalaannya.[10]
2.7. Karakteristik Briket
Bahan bakar padat memiliki spesifikasi dasar antara lain sebagai berikut : a. Nilai kalor (Heating value/calorific value)
Nilai kalor bahan bakar padat terdiri dari GHV (gross heating
value/nilai kalor atas) dan NHV (net heating value/nilai kalor bawah).
dihasilkan oleh setiap satuan massa atau volume suatu zat melalui reaksi pembakaran. Nilai kalori untuk zat padat atau cair umunya dinyatakan dalam satuan atau , sedangkan untuk gas umumnya dinyatakan dalam satuan atau . Nilai kalor biasanya tergantung kandungan karbon dan susunan kimia di dalamnya. Adapun alat yang digunakan untuk mengukur kalor disebut kalorimeter bom (Bomb Calorimeter).
b. Kadar air (Moisture)
Kandungan air dalam bahan bakar, air yang terkandung dalam kayu atau produk kayu dinyatakan sebagai kadar air (Haygreen dkk, 1989).
c. Kadar Abu (Ash)
Abu atau disebut dengan bahan mineral yang terkandung dalam bahan bakar padat yang merupakan bahan yang tidak dapat terbakar setelah proses pembakaran. Abu adalah bahan yang tersisa apabila bahan bakar padat (kayu) dipanaskan hingga berat konstan (Earl, 1974).
d. Volatile matter (Zat-zat yang mudah menguap)
Volatile matter (zat-zat yang mudah menguap) merupakan salah satu karakteristik yang terkandung dari suatu biobriket. Semakin banyak kandungan volatile matter pada biobriket maka semakin mudah biobriket untuk terbakar dan menyala, sehingga laju pembakaran semakin cepat.
e. Fixed Carbon (FC)
Kandungan fixed carbon, yaitu komponen yang bila terbakar tidak membentuk gas yaitu KT (karbon tetap) atau disebut FC (fixed
carbon), atau bisa juga disebut kandungan karbon tetap yang terdapat
Tabel 2.3
Hasil Rata-Rata Sifat Fisis dan Kimia Briket Arang
BAB III METODOLOGI
3.1. Metodologi Penelitian
Metodologi yang dilakukan pada penelitian ini adalah metoda ekperimen. Pengujian dilakukan di Lab TekMIRA Bandung, prosedur penelitian terlihat pada diagram alir berikut :
3.2. Penjelasan Alur Pembuatan Briket
Tabel 3.1
Penjelasan Alur Pembuatan Briket
No Penjelasan Target
1
Mempelajari literatur tentang pembuatan briket sertastyrofoam sebagai perekat.
Mengetahui dan mendapatkan acuan mengenai proses pembuatan briket serta styrofoam sebagai perekat dari jurnal-jurnal yang telah lebih dahulu melakukan percobaan tersebut.
2
Mengumpulkan bahan baku yang berupa limbah serabut kelapa dan tempurung kelapa.
Mendapatkan bahan baku yang berkualitas.
3
Menimbang bahan baku yang berupa limbah serabut kelapa dan tempurung kelapa lalu menjemurnya dengan panas matahari selama seminggu setelah itu menimbangnya kembali.
Mengetahui persentase kekeringan (%) dari bahan baku.
4
Mengkarbonisasi bahan baku yang berupa limbah serabut kelapa dan tempurung kelapa di dalam tungku yang diberi lubang sebesar 6mm sebanyak 8 lubang dengan acuan pembakaran berdasarkan asap pembakaran.
Mendapatkan arang yang berkualitas.
5
Setelah menjadi arang dari hasil karbonisasi maka melakukan penggerusan untuk menghaluskan arang kemudian mengayaknya pada ayakan sebesar 30 mesh, apabila ada arang yang belum lolos dalam pengayakan maka dilakukan penggerusan arang kembali sampai
semuanya habis.
6 Meletakkan hasil arang pada tempat bervolume lalu ditimbang.
Mengetahui massa dari arang dan juga densitas dari arang tersebut dari perbandingan massa arang dengan volume tempat.
7
Menyiapkan limbah styrofoam yang akan digunakan sebagai perekat, kemudian mencairkan styrofoam dengan tinner dengan perbandingan 1 : 1 untuk masing-masing briket.
Mendapatkan perekat yang berkualitas.
8
Membuat jus lidah mertua dengan perbandingan lidah mertua dengan air yaitu 100 gr lidah mertua : 1 liter air, setelah itu masukkan perekat
styrofoam ke dalam jus lidah mertua
dengan perbandingan 2 : 1 ditunggu sampai 5 menit lalu menimbangnya.
Menetralisir racun yang terdapat pada perekat styrofoam.
9
Mencampurkan perekat styrofoam dengan bahan baku arang tempurung kelapa (100%) dengan perbandingan 1 : 1 setelah itu menimbang dengan massa 100 gr untuk dicetak dengan tekanan 3 kg.
Mendapatkan briket yang berkualitas.
10
Melakukan kegiatan 9 untuk bahan baku arang serabut kelapa (100%), bahan baku arang tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) dan bahan baku arang tempurung kelapa : serabut kelapa (25% : 75%).
Mendapatkan briket yang berkualitas dari masing-masing komposisi yang telah ditentukan.
11
Kemudian menjemur briket di tempat yang tidak terkena pancaran sinar matahari langsung sampai briket
mengering sekitar 1 minggu kemudian menimbangnya.
12 Melakukan pengujian nilai kalor, nilai proximate, dan nilai sulfur.
Mengetahui nilai kalor, nilai proximate, dan nilai sulfur yang dihasilkan dari masing-masing briket.
13 Menganalisa hasil pengujian.
Mendapat sebuah kesimpulan untuk disusun dalam sebuah laporan tugas akhir.
3.3. Proses Pelaksaan Pembuatan Briket
Bahan baku yang berupa limbah sabut dan tempurung kelapa yang telah dikumpulkan lalu dijemur terlebih dahulu dengan bantuan sinar matahari untuk menghilangkan kadar air yang terkandung pada sabut dan tempurung kelapa. Penjemuran sabut dan tempurung kelapa ini dilakukan sampai kekeringan (10% - 20%). Parameter itulah yang dijadikan acuan untuk berapa lamanya penjemuran bahan baku limbah sabut dan tempurung kelapa dibawah sinar matahari sampai mencapai tingkat kekeringan yang sesuai. Proses penjemuran tersebut dapat dilihat dari Gambar 3.2.
Gambar 3.2
Proses Penjemuran Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa
pembakaran tersebut dilakukan sampai serabut kelapadan tempurung kelapa menjadi arang. Proses pembakaran serabut kelapa dan tempurung kelapa dapat dilihat dari Gambar 3.3.
Gambar 3.3
Proses Karbonisasi Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa
Serabut kelapa dan tempurung kelapa yang telah melewati proses karbonisasi dan telah menjadi arang dihaluskan dengan cara ditumbuk dengan alu agar partikel arang serabut kelapa maupun tempurung kelapa menjadi lebih kecil dari sebelumnya. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4
Proses Penumbukan Arang Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa
Gambar 3.5
Proses Penyaringan Arang Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa
Hasil arang dari serabut kelapa dan tempurung kelapa yang telah dihaluskan dan diayak diletakkan didalam plastik. Penempatan arang dari serabut kelapa dan tempurung kelapa yang telah dihaluskan dan diayak dipisah agar tidak tercampur antara arang yang satu dengan yang lain. Arang serabut dan tempurung kelapa yang telah disimpan didalam plastik dapat dilihat dari Gambar 3.6.
Gambar 3.6
Arang Serabut Kelapa dan Tempurung Kelapa
Gambar 3.7
Proses Penimbangan Arang
Arang dari serabut kelapa dan tempurung kelapa yang telah ditimbang dituangkan ke dalam suatu wadah untuk menjutkan tahap berikutnya yaitu pencampuran dengan perekat styrofoam. Proses ini bisa dilihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8
Arang dari Bahan Baku yang Telah Ditimbang
Styrofoam yang akan dijadikan perekat pada briket dicairkan terlebih
Gambar 3.9
Perekat Styrofoam Cair yang Sudah di Campur Daun Lidah Mertua
Mencampurkan bahan baku sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan yaitu tempurung kelapa (100%), serabut kelapa (100%), tepurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) dan tepurung kelapa : serabut kelapa (25% : 75%) dengan perekat styrofoam. Proses ini dapat dilihat dari Gambar 3.10.
Gambar 3.10
Proses Pencampuran Bahan Baku dengan Perekat
Gambar 3.11 Proses Pencetakan Briket
Setelah arang briket serabut kelapa dan tempurung kelapa yang telah dicampurkan perekat styrofoam dicetak menggunakan alat pencetak briket lalu dijemur di tempat yang tidak terkena matahari langsung hingga kering seperti pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12
BAB IV
PELAKSANAAN PROGRAM
4.1. Waktu dan Tempat Pelaksaan
Waktu pelaksanaan dimulai dari bulan Maret 2014 hingga Juli 2014. Proses dari pengumpulan bahan baku sampai menjadi briket yang siap untuk dilakukan pengujian yaitu pada bulan Maret 2014 – Juni 2014. Selanjutnya penyusunan laporan dilakukan pada bulan Juni 2014 – Juli 2014 .
Tempat pelaksanaan proses pembuatan briket sampai menjadi briket yang siap untuk dilakukan pengujian yaitu di Laboratoriun Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Jakarta. Untuk pengujian dilakukan di Tekmira. Adapun tahap pelaksanaan atau jadwal faktualnya sebagai berikut :
Tabel 4.1
Tahapan Pelaksanaan atau Jadwal Faktual
No Kegiatan Maret April Mei Juni Juli
2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 1. Pembuatan Proposal dan
Mempelajari Literatur 2. Pengumpulan Bahan Baku
3. Penjemuran Bahan baku 4. Pembakaran bahan baku
jadi arang 5. Penggerusan dan
pengayakan bahan baku 6. Menginovasi alat
pencetakan
7. Pencetakan dan pengeringan 8. Pengujian
9. Data hasil pengujian
4.2. Instrumen Pelaksanaan
Adapun instrumen atau alat-alat yang digunakan dalam proses pembuatan briket serabut tempurung kelapa, terdiri dari :
1. Timbangan digital untuk mengetahui massa.
Gambar 4.1 Timbangan Digital 2. Tungku untuk proses karbonisasi.
Gambar 4.2 Tungku
3. Lumbung dan alu untuk menghancurkan atau menumbuk arang.
4. Saringan untuk filter arang serabut kelapa dan tempurung kelapa agar ukurannya sama semua.
Gambar 4.4 Saringan
5. Nampan untuk mencampur bahan baku dengan perekat.
Gambar 4.5 Nampan
6. Jangka sorong untuk mengukur diameter dan tinggi dari briket.
7. Alat pencetak dan beban utuk mencetak briket.
Gambar 4.7 Alat Pencetak dan Beban
8. Thermometer untuk mengukur suhu saat proses pemanasan 1 liter air.
4.3. Rancangan dan Realisasi Biaya
Tabel 4.2
Rancangan dan Realisasi Biaya
No. Pemanfaatan Keterangan Harga Satuan Total Biaya
1. Bahan Baku Rp 20.000 Rp 20.000
2. Tungku 1 (20 kg) Rp 5.000 Rp 5.000
3. Ayakan 1 Rp 25.000 Rp 25.000
4. Mengelas, mengebor, dan membubut alat
Rp 193.000 Rp 193.000
5. Tinner 3 Rp 14.000 Rp 32.000
6. Uji Kalor 4 Rp 150.000 Rp 600.000
7. Uji Belerang 4 Rp 100.000 Rp 400.000
8. Uji Proximate 4 Rp 105.000 Rp 420.000
9. Pembuatan Proposal Rp 300.000 Rp 300.000
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. Nilai Kekeringan
Nilai kekeringan pada bahan baku : %
Tabel 5.1
Nilai Kekeringan dari Bahan Baku
Bahan Baku Massa Sebelum Dijemur (gr)
Dari Tabel 5.1 menunjukkan kekeringan dari bahan baku tempurung kelapa sebesar 10% sedangkan serabut kelapa sebesar 30%.
Tabel 5.2
Nilai Kekeringan dari Briket
Jenis Briket Massa Sebelum Dijemur (gr)
briket terbesar yaitu pada serabut kelapa (100%) sebesar 34% dan Kekeringan terkecil yaitu tempurung kelapa (100%) sebesar 16%.
5.2. Hasil Briket
Tabel 5.3 Hasil Briket
Briket Massa Bahan
Baku (gr)
5.3. Pengujian Nilai Kalor (Calorific Value) (Cal/g)
Pengujian nilai kalor (Calorific Value) (Cal/g)dari 4 jenis briket dengan komposisi yang berbeda-beda dengan perekat styrofoamdi Laboratorium TEKMIRA Bandung dengan hasil sebagai berikut :
Tabel 5.4
Nilai Kalor pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Jenis Briket Nilai Kalor (Calorific Value)
(Cal/g) Tempurung (%) Serabut (%)
75 25 7.546
100 0 7.516
25 75 7.532
0 100 7.420
Gambar 5.1
Grafik Nilai Kalor pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
kalor briket tempurung kelapa : serabut kelapa (25% : 75%) sebesar 7.532 Cal/g. Nilai kalor briket serabut kelapa (100%) sebesar 7.420 Cal/g.
Gambar 5.1 menunjukkan bahwa nilai kalor tertinggi adalah briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) sedangkan nilai kalor terendah adalah pada briket serabut (100%). Hal ini disebabkankan pengaruh banyaknya perekat karena polimer yang digunakan untuk membuat perekat styrofoam berasal dari polistirena yang dibuat dari stirena, C6H5 – CH = CH2 yang base ikatannya yaitu C – H. Styrofoam memiliki
Ikatan rangkap antara bagian CH = CH2. Jenis bahan baku mempengaruhi
nilai kalor dimana semakin rendah kandungan lignin, maka ikatan molekul atom karbonnya juga semakin kecil dan nilai kalornya akan rendah. Semakin tinggi kandungan selulosa dan homoselulosa, maka kandungan karbon tinggi dan nilai kalor akan tinggi. Jadi semakin banyak perekat
styrofoam yang terdapat pada briket akan menyebabkan nilai kalor tinggi
karena ikatan molekul karbon bahan baku akan berikatan dengan molekul karbon perekat styrofoamsehingga jumlah karbon akan bertambah.
Nilai kalor rendah maka sumber energi yang dihasilkan semakin kecil. Nilai kalor yang tinggi akan mempengaruhi pencapaian temperatur yang tinggi namun pencampaian suhu optimum cukup lama.
Perbandingan nilai kalor dari briket tempurung kelapa dan briket serabut kelapa menggunakan perekat lem kanji dan perekat styrofoam :
Tabel 5.5
Perbandingan Nilai Kalor Briket Serabut Tempurung KelapaPerekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam
Jenis Briket
Nilai Kalor (Calorific Value) (Cal/g)
Perekat Lem Kanji Perekat Styrofoam
Tempurung Kelapa 6.894(*) 7.516
Serabut Kelapa 5.953(*) 7.420
Gambar 5.2
Grafik Perbandingan Nilai Kalor Briket Serabut Tempurung KelapaPerekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam
Tabel 5.5 menunjukkan perbandingan nilai kalor briket tempurung kelapa dengan briket serabut kelapa menggunakan perekat lem kanji dan perekat styrofoam. Nilai kalor briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji sebesar 6.894 Cal/g sedangan nilai kalor briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoamsebesar 7.516 Cal/g. Nilai kalor briket serabut kelapa dengan perekat lem kanji sebesar 5.953 Cal/g sedangan nilai kalor briket serabut kelapa dengan perekat styrofoamsebesar 7.420 Cal/g.
Gambar 5.2 menunjukkan nilai kalor briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoam mengalami kenaikan sebesar 8% terhadap nilai kalor briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji. Nilai kalor briket serabut kelapa dengan perekat styrofoam mengalami kenaikan sebesar 19% terhadap nilai kalor briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji. Hal ini menunjukkan bahwa briket tempurung kelapa dan serabut kelapa perekat
styrofoam lebih berkualias karena memiliki nilai kalor yang lebih tinggi
Jenis perekat mempengaruhi nilai kalor karena bahan perekat memiliki sifatthermoplastik serta sulit terbakar dan membawa lebih banyak air sehingga panas yangdihasilkan terlebih dahulu digunakan menguapkan air dalam briket. Perekat yang mudah menjadi gel akan menghambat pori-pori briket sehingga oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran tidak ada akibatnya akan menghambat proses pembakaran karena tidak adanya oksigen dan kemungkinan berdampak dengan mengurangi panas yang dihasilkan saat pembakaran briket biorang saat proses pendidihan air.
5.4. Pengujian Kadar Air (Moisture Content) (%)
Pengujian kadar air (Moisture Content) (%)dari 4 jenis briket dengan komposisi yang berbeda-beda dengan perekat styrofoam di Laboratorium TEKMIRA Bandung dengan hasil sebagai berikut :
Tabel 5.6
Kadar Air pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Jenis Briket Kadar Air (Moisture Content)
(%) Tempurung (%) Serabut (%)
75 25 6,08
100 0 5,24
25 75 7,08
Gambar 5.3
Grafik Kadar Air pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Tabel 5.6 menunjukkan perbandingan kadar airdari 4 jenis briket dengan komposisi yang berbeda-beda menggunakan perekatstyrofoam. Kadar air briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) sebesar 6,08%. Kadar air briket tempurung kelapa (100%) sebesar 5,24%.Kadar air briket tempurung kelapa : serabut kelapa (25% : 75%) sebesar 7,08%.Kadar air briket serabut kelapa (100%) sebesar 7,61%.
Gambar 5.3menunjukkan bahwa kadar air tertinggi adalah briket serabut kelapa (100%) sedangkan nilai kalor terendah adalah pada briket tempurung kelapa (100%).
Kadar air adalah perbandingan massa air yang terkandung dalam briket dengan massa kering briket setelah dikeringkan diterik matahari. Kadar air pada biobriket diharapkan serendah mungkin agar nilai kalor pembakarannya semakin tinggi dan mempermudah penyalaan (Budiman, dkk., 2006).
menguapkan kadar air yang terdapat pada briket sebelum energi panas tersebut digunakan dalam proses pembakaran sehingga effisiensi pembakaran makin rendah.Kadar air yang banyak pada briket akan menyebabkan briket mudah hancur dan ditumbuhi jamur.
Perbandingan kadar air dari briket tempurung kelapa dan briket serabut kelapa menggunakan perekat lem kanji dan perekat styrofoam :
Tabel 5.7
Perbandingan Kadar Air Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam
Jenis Briket
Kadar Air (Moisture Content) (%)
Perekat Lem Kanji Perekat Styrofoam
Tempurung Kelapa 5,55(*) 5,24
Serabut Kelapa 6,07(*) 7,61
Keterangan : Djeni Hendra (2007)(*)
Gambar 5.4
Tabel 5.7 menunjukkan perbandingan kadar air briket tempurung kelapa dengan briket serabut kelapa menggunakan perekat lem kanji dan perekat styrofoam. Kadar air briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji sebesar 5,55% sedangan kadar air briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoamsebesar 5,24%. Kadar air briket serabut kelapa dengan perekat lem kanji sebesar 6,07% sedangan kadar air briket serabut kelapa dengan perekat styrofoamsebesar 7,61%.
Gambar 5.4 menunjukkan kadar air briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoam mengalami penurunan sebesar 0,31% terhadap kadar air briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji. Kadar air briket serabut kelapa dengan perekat styrofoam mengalami kenaikan sebesar 1,54% terhadap kadar air briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji. Hal ini menunjukkan bahwa briket tempurung kelapa perekat styrofoamdan briket serabutperekat lem kanjilebih berkualitas karena memiliki kadar air lebih rendah dibandingkan dengan briket tempurung kelapa perekat kanji dan briket serabut perekat styrofoam.
Jenis perekat pada briket menentukan tinggi rendahnya kadar air pada briket karena air bawaan dari perekat dan kemampuan perekat menguap pada saat pengeringan briket dengan penjemuran serta sifat perekat yang tidak tahan terhadap kelembaban sehingga mudah menyerap air dari udara.
5.5. Pengujian Kadar Abu (Ash Content) (%)
Tabel 5.8
Kadar Abu pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Jenis Briket Kadar Abu (Ash Content)
(%) Tempurung (%) Serabut (%)
75 25 4,04
100 0 5,45
25 75 7,08
0 100 8,42
Gambar 5.5
Grafik Kadar Abu pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Tabel 5.8 menunjukkan perbandingan kadar abudari 4 jenis briket dengan komposisi yang berbeda-beda menggunakan perekatstyrofoam. Kadar abu briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) sebesar 5,45%. Kadar abu briket tempurung kelapa (100%) sebesar 4,04%.Kadar abu briket tempurung kelapa : serabut kelapa (25% : 75%) sebesar 7,08%.Kadar abu briket serabut kelapa (100%) sebesar 8,42%.
Kadar abu merupakan ukuran kandungan material dan berbagai material anorganik di dalam briket. Kadar abu untuk mengetahui bagian briket yang tidak terbakar dan sudah tidak memiliki unsur karbon lagi setelah proses pembakaran briket. Kadar abu merupakan unsur pengotor sehingga kadar abu yang tinggi akan berpengaruh pada tingkat korosi alat-alat yang digunakan sehingga alat-alat akan cepat rusak (Nukman, dkk., 2010).Kadar abu yang tinggi akan menimbulkan kerak serta dapat menurunkan kualitas briket yang dihasilkan sebab akan menurunkan nilai kalor dan laju pembakaran dari briket.
Semakin rendah nilai kadar abu maka nilai kalor pembakar biobriket semakin tinggi. Faktor jenis bahan baku sangat berpengaruh terhadap tinggi rendahnya kadar abu briket arang yang dihasilkan. Hal ini dikarena bahan baku yang digunakan memiliki komposisi kimia dan jumlah mineral yang berbedabeda sehingga meng-akibatkan kadar abu briket arang yang dihasilkan berbeda pula (Hendra dan Winarni, 2003).
Perbandingan kadar abu dari briket tempurung kelapa dan briket serabut kelapa menggunakan perekat lem kanji dan perekat styrofoam :
Tabel 5.9
Perbandingan Kadar Abu Briket Serabut Tempurung Kelapa Berperekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam
Jenis Briket
Kadar Abu (Ash Content) (%)
Perekat Lem Kanji Perekat Styrofoam
Tempurung Kelapa 1,75(*) 4,04
Serabut Kelapa 10,47(*) 8,42
Gambar 5.6
Grafik Perbandingan Kadar Abu Briket Serabut Tempurung Kelapa Berperekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam
Tabel 5.9 menunjukkan perbandingan kadar abubriket tempurung kelapa dengan briket serabut kelapa menggunakan perekat lem kanji dan perekat styrofoam. Kadar abu briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji sebesar 1,75% sedangan kadar abu briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoamsebesar 4,04%. Kadar abu briket serabut kelapa dengan perekat lem kanji sebesar 10,47% sedangan kadar abu briket serabut kelapa dengan perekat styrofoamsebesar 8,42%.
Gambar 5.6 menunjukkan kadar abu briket tempurung kelapa perekat
styrofoam mengalami kenaikan sebesar 2,29% terhadap kadar abu briket
tempurung kelapa perekat lem kanji. Kadar abu briket serabut kelapa perekat styrofoam mengalami penurunan sebesar 2,05% terhadap nilai kalor briket tempurung kelapa perekat lem kanji. Hal ini menunjukkan bahwabriket tempurung berperekat lem kanji dan briket serabut perekat
styrofoam lebih berkualitas karena memiliki kadar abu yang rendah
Kadar abu dipengaruhi oleh kandungan bahan anorganik yang terdapat pada perekat seperti silika (SiO2), MgO dan Fe2O3, AlF3, MgF2 dan
Fe.Meskipun bahan perekat memberikan penambahan abu pada briket, namun bahan perekat harus tetap digunakan karena briket yang tidak menggunakan bahan perekat kerapatannya rendah sehingga briket akan mudah hancur sehingga sukar dijadikan sebagai bahan bakar.
5.6. Pengujian Kadar Zat Menguap (Volatile Matter) (%)
Pengujian kadar zat menguap (Volatile Metter) (%) dari 4 jenis briket dengan komposisi yang berbeda-beda dengan perekat styrofoam di Laboratorium TEKMIRA Bandung dengan hasil sebagai berikut :
Tabel 5.10
Kadar Zat Menguap pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Berperekat Styrofoam
Jenis Briket Kadar Zat Menguap (Volatile Matter)
(%) Tempurung (%) Serabut (%)
75 25 39,67
100 0 34,32
25 75 50,58
Gambar 5.7
Grafik Kadar Zat Menguap pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Tabel 5.10 menunjukkan perbandingan zat menguapdari 4 jenis briket dengan komposisi yang berbeda-beda menggunakan perekatstyrofoam. Kadar zat menguap briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) sebesar 34,32%. Kadar zat menguap briket tempurung kelapa (100%) sebesar 39,67%.Kadar zat menguap briket tempurung kelapa : serabut kelapa (25% : 75%) sebesar 50,58%.Kadar zat menguap briket serabut kelapa (100%) sebesar 58,93%.
Gambar 5.7menunjukkan bahwa kadar zat menguap tertinggi adalah briket serabut kelapa (100%) sedangkan kadar zat menguap terendah adalah pada briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%).
Semakin banyak kandungan volatile matter pada biobriket maka biobriket tersebut akan semakin mudah untuk terbakar dan menyala
(Samsul. M, 2004).
Perbandingan kadar zat menguap briket tempurung kelapa dan briket serabut kelapa menggunakan perekat lem kanji dan perekat styrofoam :
Tabel 5.11
Perbandingan Kadar Zat Menguap Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam
Jenis Briket Kadar Zat Menguap (Volatile Matter) (%)
Perekat Styrofoam Perekat Styrofoam
Tempurung Kelapa 16,93(*) 39,67
Serabut Kelapa 16,27(*) 58,93
Keterangan : Djeni Hendra (2007)(*)
Gambar 5.8
Grafik Perbandingan Kadar Zat Menguap Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Lem Kanji dengan Perekat Styrofoam
kanji dan perekat styrofoam. Kadar zat menguap briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji sebesar 16,93% sedangan kadar zat menguap briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoamsebesar 39,67%. Kadar zat menguap briket serabut kelapa dengan perekat lem kanji sebesar 16,27% sedangan kadar zat menguap briket serabut kelapa dengan perekat
styrofoamsebesar 58,93%.
Gambar 5.8 menunjukkan kadar zat menguap briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoam mengalami kenaikan sebesar 22,74% terhadap kadar zat menguap briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji. Kadar zat menguap briket serabut kelapa dengan perekat styrofoam mengalami kenaikan sebesar 42,66% terhadap zat menguap briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji. Hal ini menunjukkan bahwa briket tempurung kelapa dan briket serabut kelapa perekat lem kanji lebih berkualitas karena memiliki kadar zat terbang yang rendah dibandingkan dengan briket tempurung kelapadan briket serabut kelapa perekat styrofoam.
Pengaruh kadar abu yaitu jenis perekat yang terdiri atasorganik yangkarbonnya mudah terbakar dan mudah menguap menjadi gas atau uap pada saat proses pembakaran.Ada pun kandungan zat-zat menguap seperti CO, CO2, H2, CH4 dan H2O.
5.7. Pengujian Kadar Karbon Terikat (Fixed Carbon) (%)
Pengujian kadar karbon terikat (Fixed Carbon) (%) dari 4 jenis briket dengan komposisi yang berbeda-beda dengan perekat styrofoam di Laboratorium TEKMIRA Bandung dengan hasil sebagai berikut :
Tabel 5.12
Kadar Karbon Padat pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Jenis Briket Kadar Karbon Terikat (Fixed Carbon)
Gambar 5.9
Grafik Kadar Karbon Padat pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Tabel 5.12 menunjukkan perbandingan kadar karbon padat pada 4 buah sample dengan menggunakan perekat styrofoam. Kadar karbon terikat briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) sebesar 54,15%. Kadar karbon terikat briket tempurung kelapa (100%) sebesar 51,05%. Kadar karbon terikat briket tempurung kelapa : serabut kelapa (25% : 75%) sebesar 35,26%.Kadar karbon terikat briket serabut kelapa (100%) sebesar 25,04%. Pada Grafik 5.9 dapat dilihat kadar karbon terikat tertinggi adalah sample briket tempurung 75% serabut 25%, sedangkan kadar karbon terikat terendah adalah sample briket serabut 100%.
Gambar 5.9 menunjukkan bahwa kadar karbon terikat tertinggi adalah briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) sedangkan kadar karbon terikat terendah adalah briket serabut kelapa (100%).
kadar karbon terikat akan semakin tinggi pula nilai kalornya, karena setiap ada reaksi oksidasi akan menghasilkan kalori.
Perbandingan kadar karbon terikat briket tempurung kelapa dan briket serabut kelapa menggunakan perekat lem kanji dan perekat styrofoam :
Tabel 5.13
Perbandingan Kadar Karbon Padat pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Berperekat Styrofoam
Jenis Briket Kadar Karbon Terikat (Fixed Carbon) (%)
Perekat Styrofoam Perekat Styrofoam
Tempurung Kelapa 75,75(*) 53,15
Serabut Kelapa 67,17(*) 25,04
Keterangan : Djeni Hendra (2007)(*)
Gambar 5.10
Grafik Perbandingan Kadar Karbon Padat pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Berperekat Styrofoam
dengan perekat lem kanji sebesar 75.75% sedangan kadar karbon terikat briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoamsebesar 53,15%. Kadar karbon terikat briket serabut kelapa dengan perekat lem kanji sebesar 67,17% sedangan kadar karbon terikat briket serabut kelapa dengan perekat
styrofoamsebesar 25,04%.
Gambar 5.10 menunjukkan kadar karbon terikat briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoam mengalami penurunan sebesar 22,6% terhadap kadar karbon terikat briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji. Kadar karbon terikat briket serabut kelapa dengan perekat styrofoam mengalami penurunan sebesar 43,13% terhadap zat menguap briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji. Hal ini menunjukkan bahwa briket tempurung kelapa dan briket serabut kelapa perekat lem kanji lebih berkualitas karena memiliki karbon terikat yang tinggi dibandingkan dengan briket tempurung kelapa dan briket serabut kelapa perekat lem styrofoam.
5.8. Pengujian Belerang Total
Pengujian kadar abu (Ash Content) (%) dari 4 jenis briket dengan komposisi yang berbeda-beda dengan perekat styrofoam di Laboratorium TEKMIRA Bandung dengan hasil sebagai berikut :
Tabel 5.14
Total Belerang pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Jenis Briket Belerang Total (Total Sulfur)
(%)
Gambar 5.11
Grafik Total Belerang pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Tabel 5.14 menunjukkan perbandingan belerang total pada 4 buah sample dengan menggunakan perekat styrofoam. Belerang total briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) tidak terdeteksi karena persentasenya sangat kecil. Belerang total briket tempurung kelapa (100%) tidak terdeteksi karena persentasenya sangat kecil. Belerang total briket tempurung kelapa : serabut kelapa (25% : 75%) sebesar 0,02%.Belerang total briket serabut kelapa (100%) sebesar 0,03%.
Gambar 5.11 menunjukkan bahwa belerang total tertinggi adalah briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) dan briket tempurung kelapa (100%) sedangkan kadar karbon terikat terendah adalah briket serabut kelapa (100%).
Tabel 5.15
Perbandingan Total Belerang pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Jenis Briket Belerang Total (Total Sulfur) (%)
Perekat Styrofoam Perekat Styrofoam
Tempurung Kelapa 0,03(*) *
Keterangan : Tatun Hayatun Nufus, Estuti Budimulyani, Indriyani Rebet (2007)(*)dan (*) tidak terdeteksi.
Gambar 5.12
Grafik Perbandingan Belerang Total Padat pada Briket Serabut Tempurung Kelapa Perekat Styrofoam
Gambar 5.12 menunjukkan belerang total briket tempurung kelapa dengan perekat styrofoam mengalami penurunan sebesar 0,03% terhadap kadar karbon terikat briket tempurung kelapa dengan perekat lem kanji. Hal ini menunjukkan bahwabelerang total dari briket tempurung kelapa menggunakan perekat styrofoamlebih berkualitas karena belerang totalnya rendah dibandingkan dengan briket tempurung kelapamenggunakan perekat lem kanji sehingga ramah lingkungan untuk digunakan. Bahan perekat mempengaruhi kandungan emisi karena kandungan zat-zatkimia yang ada dalam perekat.
5.9. Pengujian Memanaskan 1 Liter Air
Kalor adalah energi dalam yang dipindahkan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah ketika kedua benda disentuhkan (dicampur). Dalam SI satuan kalor adalah Joule disingkat (J), dimana 1 kalori = 4,184 Joule ( Kalori = kal). 1 Joule = 0,24 kalori. Jumlah energi kalor yang diperlukan oleh massa 1 liter air, dalam perubahan wujud dari cair menjadi uap pada titik didihnya adalah sebesar 2252 kJ.
Nilai kalor untuk memasak 1 liter air adalah 2252 kJ,
1 Joule = 0,24 kalori, jadi 2252.000 J = 2252.000 x 0,24 = 540.480 kalori
Gambar 5.13
Proses Pemanasan Air 1 Liter
Tabel 5.16
Pengujian Memanaskan Air 1 Liter
Briket
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini, briket tempurung kelapa (100%) perekat
styrofoam dapat meningkatkan nilai kalor dari 6.894 Cal/g menjadi
7.516 Cal/g dengan persentase kenaikan 8%. Briket serabut kelapa (100%) dengan perekat styrofoam dapat meningkatkan nilai kalor dari 5.953 Cal/g menjadi 7.420 Cal/g dengan persentase kenaikan 19%. Nilai kalor terbaik yaitu briket tempurung kelapa : serabut kelapa (75% : 25%) dengan nilai kalor 7.546 Cal/g dipengaruhi oleh banyaknya perekat styrofoam yang terkandung di dalam briket karena terdapat ikatan atom karbon pada bahan baku dan perekat sehingga bila ikatan atom karbon makin banyak maka nilai kalor makin tinggi.
Briket berbahan baku tempurung kelapa dan serabut kelapa perekat
styrofoammemiliki kandungan emisinya yang berupa belerang sangat
kecil yaitu tidak terdeteksi sampai 0,03% oleh karena itu briket tersebut ramah lingkungan.
6.2. Saran
Dalam penelitian selanjutnya dilakukan variable-variable yang lebih banyak lagi yaitu variasi persentase perekat, variasi jenis perekat dan variasi bahan baku untuk menghasilkan nilai kadar zat menguap dan kadar karbon terikat lebih rendah dan menghilangkan bau ketika proses pembakaran briket dan juga memperhatikan detail dari langkah-langkah pembuatan briket (waktu, tempat, kondisi lingkungan, sarana, dll). Dalam penelitian selanjutnya dilakukan pengujian titik nyala (Thermal
Gravimetric Analysis) briket kelapa berperekat styrofoam. Agar dapat
dilihat laju pembakaran lebih akurat.
Daftar Pustaka
(1) Untoro Budi Surono. “Berbagai Metode Konversi Sampah Plastik Menjadi Bahan Bakar Minyak”. Jurusan Teknik Mesin. Universitas Janabadra. Yogyakarta. April 2013.
(2) Iwan Setyawan. “Briket Arang Dari Limbah Organik Perkotaan”. Departement Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Bogor. 2006.
(3) Djeni Hendra. “Pembuatan Briket Arang Dari Campuran Kayu, Bambu, Sabut Kelapa Dan Tempurung Kelapa Sebagai Sumber Energi Alternatif”. 2007.
(4) Piliphus Denia Chrisna Mitri. “Kolaborasi Limbah Styrofoam Dan Minyak Pelumas Bekas Sebagai Bahan Tambah Pada Beton Aspal”. Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Atma Jaya Yogyakarta . Yogyakarta. Juli 2012.
(5) Smarly Design Interior. 2013. “Manfaat Lidah Mertua Sebagai Penghilang
Bau Hingga Anti Radiasi serta Obat”.
http://smartlydesign.blogspot.com/2013/04/manfaat-lidah-mertua-sebagai-penghilang.html. (Diakses pada tanggal 30 Juni 2014).
(6) Wikipedia. 2013. “Sansevieria”. http://id.wikipedia.org/wiki/Sansevieria. (Diakses pada tanggal 30 Juni 2014).
(7) Hasril Amri Lubis. Uji Variasi Komposisi Bahan Pembuat Briket Kotoran Sapi Dan Limbah Pertanian. Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. 2011.
(9) Erikson Sinurat. “Studi Pemanfaatan Briket Kulit Jambu Mete Dan Tongkol Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif”. Jurusan Mesin Fakultas Teknik. Universitas Hasanuddin. Makassar. 2011.
(10) Enik Sri Widarti, Ir. Sarwono, Mm, Ridho Hantoro, St,Mt. “Studi Eksperimental Karakteristik Briket Organik Dengan Bahan Baku Dari Pplh Seloliman”. Jurusan Teknik Fisika FTI ITS Surabaya. Kampus ITS Keputih Sukolilo, Surabaya 60111. 2010.
LAMPIRAN
