UJI VARIASI KOMPOSISI BAHAN PEMBUAT BRIKET
KOTORAN SAPI DAN LIMBAH PERTANIAN
HASRIL AMRI LUBIS 050308011
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UJI VARIASI KOMPOSISI BAHAN PEMBUAT BRIKET
KOTORAN SAPI DAN LIMBAH PERTANIAN
SKRIPSI
Oleh:
HASRIL AMRI LUBIS 050308011
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UJI VARIASI KOMPOSISI BAHAN PEMBUAT BRIKET
KOTORAN SAPI DAN LIMBAH PERTANIAN
SKRIPSI
Oleh:
HASRIL AMRI LUBIS 050308011
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh: Komisi Pembimbing
Ainun Rohanah, STP, M.Si Ir. Edi Susanto, M.Si
Ketua Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UJI VARIASI KOMPOSISI BAHAN PEMBUAT BRIKET
KOTORAN SAPI DAN LIMBAH PERTANIAN
SKRIPSI
Oleh:
HASRIL AMRI LUBIS 050308011
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
Judul Skripsi : Uji Variasi Komposisi Bahan Pembuat Briket Kotoran Sapi Dan Limbah Pertanian
Nama : HASRRIL AMRI LUBIS
NIM : 050308011
Program Studi : Keteknikan Pertanian
Disetujui Oleh: Komisi Pembimbing
Mengetahui
Tanggal Lulus: Juni 2011
Ir. Edi Susanto, M. Si Anggota Ainun Rohanah, STP, M.Si.
Ketua
Ir. Edi Susanto, M.si
ABSTRAK
HASRIL AMRI LUBIS: “Uji Variasi Komposisi Bahan Penyusun Briket Kotoran Sapi Dan Limbah Pertanian”, dibimbing oleh AINUN ROHANAH dan EDI SUSANTO.
Briket bioarang merupakan salah satu bahan bakar yang berasal dari biomassa. Biomassa yang digunakan dalam penelitian ini kotoran sapi dan limbah pertanian . Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan kotoran sapi dan limbah pertanian sebagai bahan bakar alternatif sesuai dengan standar mutu briket. Pengujian yang dilakukan adalah dengan rancangan acak lengkap faktorial 2 faktor yaitu konsentrasi kotoran sapi (20, 30 dan 40 %) dan jenis limbah pertanian (tempurung dan sekam). Parameter yang diamati adalah kadar air, kadar abu dan nilai kalor.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi kotoran sapi memberikan pengaruh yang tidak nyata terhadap kadar air dan nilai kalor, tetapi memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kadar abu. Limbah pertanian memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kadar air, kadar abu dan nilai kalor. Interaksi perlakuan berpengaruh nyata terhadap kadar abu, dan memberikan pengaruh yang tidak nyata terhadap kadar air dan nilai kalor. Hasil menunjukkan kadar air, kadar abu dan nilai kalor telah memenuhi mutu standar nasional Indonesia,
Kata kunci : Briket Bioarang, Biomassa, tempurung, sekam, Konsentrasi kotoran sapi, limbah pertanian,
ABSTRACT
HASRIL AMRI LUBIS “Ingredients Variation Test of Cow Manure And Compost Heap Briquettes” Supervised by AINUN ROHANAH and EDI SUSANTO.
Bio-Carbon Briquette is one of the fuels derived from biomass. Biomass used in this research are Cow Manure and compost heap. The aim of this research was to utilize waste biomass of cow manure and compost heap, as an alternative fuel briquettes in accordance to standard quality. A factorial completely randomized design was used with 2 factors. i.e. concentrating on cow manure (20, 30 and 40%) and kind of compost heap (piece of coconut shell and husk). Parameters observed were water content, ash content and calorific value,.
The results showed that the concentration of cow manure had no effect on the water content and calorific value, but had highly significantly affected the ash content. The compost heap had highly significantly affected the water content, ash content and calorific value. The interaction of treatment had highly significantly affected the ash content and had no effect on water content and calorific value. The results showed that water content, ash content and calorific value has fullfilled the National Standard Quality of Indonesia.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 20 November 1987 dari ayah alm. Hasmi Ali Lubis dan ibu Misnawaty Nasution. Penulis merupakan anak ke-dua dari enam bersaudara.
Tahun 2005 penulis lulus dari SMA Negeri 15, Medan dan pada tahun 2005 lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur PMDK.
Penulis memilih Program Studi Teknik Pertanian, Departemen Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Ikatan
Mahasiswa Teknik Pertanian, sebagai anggota organisasi Agriculture Technology Moslem, Selain itu penulis juga aktif dalam organisasi ekstrauniversitas di
Himpunan Mahasiswa Islam Sekretariat Fakultas Pertanian USU sebagai Pengurus Bidang Kepemudaan.
Penulis melaksanakan praktek kerja lapangan (PKL) di Pabrik Kelapa
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang
Maha Kuasa, atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “Uji Kehalusan Bahan dan Konsentrasi Perekat Briket Biomassa Kulit Durian terhadap Karakteristik Mutu Briket”.
Pada kesempatan ini penulis menghaturkan pernyataan terima kasih
sebesar-besarnya kepada kedua orang tua penulis yang telah membesarkan, memelihara dan mendidik penulis selama ini. Penulis menyampaikan ucapan
terima kasih kepada Ibu Ainun Rohanah, STP, M.Si dan Bapak Ir. Edi Susanto, M. Si selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis dari mulai menetapkan
judul, melakukan penelitian, sampai pada ujian akhir.
Di samping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf
pengajar dan pegawai di Program Studi Teknik Pertanian, Departemen Teknologi Pertanian, serta semua rekan mahasiswa yang tidak dapat disebutkan satu per satu di sini yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata,
penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat.
Medan, April 2011
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... i
RIWAYATHIDUP ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR TABEL ... 45
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1 Tujuan Penelitian ...
2
Kegunaan Penelitian ... 2
Pencetakan dan Pengempaan Briket ... 12
Pengeringan Briket ... 14
Tahap Pembuatan Briket ... 18
Tahap Pengujian Briket... 21
Kadar Air ... 16
Kadar Abu ... 22
Nilai Kalor ... 22
HASIL DAN PEMBAHASA Kadar Air ... 24
Hubungan Limbah Pertanian Terhadap Kadar Air ... 25
Kadar Abu ... 26
Hubungan Kotoran Sapi Terhadap Kadar Abu ... 28
Hubungan Limbah Pertanian Terhadap Kadar Abu ... 29
Hubungan kotoran sapi dengan kadar abu pada ... 30
pemberian berbagai jenis limbah pertanian... 30
Nilai Kalor ... 31
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Komposisi Kimia Sekam ... 6
2. Komposisi Kimia Jerami ... 7
3. Karakteristik Tempurung Kelapa ... 7
4. Komposisi Kimia Tempurung Kelapa ... 7
DAFTAR GAMBAR
No. Hal.
1. Grafik pengaruh kehalukotoran sapi terhadap nilai kalor (kal/gr)... 30
2. Grafik pengaruh limbah pertanian terhadap nilai kalor (kal/gr) ... 32
3. Grafik pengaruh kotoran sapi terhadap kadar air (%) ... 35
4. Grafik pengaruhlimbah pertanian terhadap kadar air (%) ... 36
DAFTAR LAMPIRAN
1. Flowchart Penelitian2. Massa briket setelah diovenkan (gram) 3. Massa air yang telah diuapkan (gram) 4. Data Pengamatan Kadar Air
5. Massa abu (gram)
6. Data Pengamatan Kadar Abu 7. Data Pengamatan Nilai Kalor 8. Bahan Pembuat Briket
ABSTRAK
HASRIL AMRI LUBIS: “Uji Variasi Komposisi Bahan Penyusun Briket Kotoran Sapi Dan Limbah Pertanian”, dibimbing oleh AINUN ROHANAH dan EDI SUSANTO.
Briket bioarang merupakan salah satu bahan bakar yang berasal dari biomassa. Biomassa yang digunakan dalam penelitian ini kotoran sapi dan limbah pertanian . Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan kotoran sapi dan limbah pertanian sebagai bahan bakar alternatif sesuai dengan standar mutu briket. Pengujian yang dilakukan adalah dengan rancangan acak lengkap faktorial 2 faktor yaitu konsentrasi kotoran sapi (20, 30 dan 40 %) dan jenis limbah pertanian (tempurung dan sekam). Parameter yang diamati adalah kadar air, kadar abu dan nilai kalor.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi kotoran sapi memberikan pengaruh yang tidak nyata terhadap kadar air dan nilai kalor, tetapi memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kadar abu. Limbah pertanian memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kadar air, kadar abu dan nilai kalor. Interaksi perlakuan berpengaruh nyata terhadap kadar abu, dan memberikan pengaruh yang tidak nyata terhadap kadar air dan nilai kalor. Hasil menunjukkan kadar air, kadar abu dan nilai kalor telah memenuhi mutu standar nasional Indonesia,
Kata kunci : Briket Bioarang, Biomassa, tempurung, sekam, Konsentrasi kotoran sapi, limbah pertanian,
ABSTRACT
HASRIL AMRI LUBIS “Ingredients Variation Test of Cow Manure And Compost Heap Briquettes” Supervised by AINUN ROHANAH and EDI SUSANTO.
Bio-Carbon Briquette is one of the fuels derived from biomass. Biomass used in this research are Cow Manure and compost heap. The aim of this research was to utilize waste biomass of cow manure and compost heap, as an alternative fuel briquettes in accordance to standard quality. A factorial completely randomized design was used with 2 factors. i.e. concentrating on cow manure (20, 30 and 40%) and kind of compost heap (piece of coconut shell and husk). Parameters observed were water content, ash content and calorific value,.
The results showed that the concentration of cow manure had no effect on the water content and calorific value, but had highly significantly affected the ash content. The compost heap had highly significantly affected the water content, ash content and calorific value. The interaction of treatment had highly significantly affected the ash content and had no effect on water content and calorific value. The results showed that water content, ash content and calorific value has fullfilled the National Standard Quality of Indonesia.
PENDAHULUAN
Latar BelakangEnergi fosil khususnya minyak bumi, merupakan sumber energi utama dan merupakan sumber devisa negara. Krisis BBM baru-baru ini menunjukkan
cadangan energi fosil yang dimiliki Indonesia terbatas jumlahnya. Fakta menunjukkan konsumsi energi terus meningkat sejalan dengan laju pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Terbatasnya sumber energi fosil
menyebabkan perlunya pengembangan energi terbarukan dan konservasi energi yang disebut pengembangan energi hijau. Yang dimaksud dengan energi
terbarukan di sini adalah energi non-fosil yang berasal dari alam dan dapat diperbaharui. Bila dikelola dengan baik, sumber daya itu tidak akan habis.
Di Indonesia pemanfaatan energi terbarukan dapat digolongkan dalam tiga
kategori, yang pertama adalah energi yang sudah dikembangkan secara komersial, seperti biomassa, panas bumi dan tenaga air, yang kedua, energi yang sudah
dikembangkan tetapi masih secara terbatas, yaitu energi surya dan energi angin, dan yang terakhir, energi yang sudah dikembangkan, tetapi baru sampai pada tahap penelitian, misalnya energi pasang surut. Salah satu sumber energi alternatif
adalah energi biomassa berasal dari bahan organik dan sangat beragam jenisnya. Sumber energi biomassa dapat berasal dari tanaman perkebunan atau pertanian,
hutan, peternakan atau bahkan sampah. Energi dari biomassa dapat digunakan untuk menghasilkan panas, membuat bahan bakar dan membangkitkan listrik. Teknologi pemanfaatan energi biomassa yang telah dikembangkan terdiri dari
Hasil konversi biomassa ini dapat berupa gas biomassa, bioetanol,
bioarang dan bahan bakar cair (Anonim, 2007).
Di Indonesia ternyata cukup banyak bahan bakar alternatif yang dapat dikembangkan, baik dengan penerapan teknologi tinggi maupun teknologi
sederhana. Dengan kondisi saat ini yang tidak menguntungkan, bahan bakar alternatif yang bisa dikembangkan dan ditawarkan kepada masyarakat harus
murah, mudah dibuat, mudah dicari sumber bahannya. Berdasarkan hal tersebut, dan superkarbon (briket) merupakan salah satu pilihan yang tepat saat ini sebagai alternatif pengganti BBM (Kurniawan dan Marsono, 2008).
Disamping itu, saat ini mulai banyaknya usaha dalam bidang peternakan, dapat mengakibatkan terakumulasinya limbah peternakan berupa feses (kotoran)
dan sisa pakan. Selama ini pemanfaatan dari feses dan sisa pakan untuk pupuk kandang atau campuran dalam pembuatan untuk menyuburkan tanaman. Namun bila ternyata jumlah limbah terlalu banyak dan tidak segera dimanfaatkan maka
akan dapat menimbulkan bau yang kurang sedap disamping dapat menimbulkan berbagai penyakit (Suryanta dan Widarto, 1995).
Kotoran sapi menghasilkan kalor sekitar 4000 kal/g dan gas metan (CH4)
yang cukup tinggi. Gas metan merupakan salah satu unsur penting dalam briket yang berfungsi sebagai penyulut, yaitu agar briket yang dihasilkan diharapkan
mudah terbakar. Limbah pertanian dapat menghasilkan energi kalor sekitar 6000 kal/g. Limbah pertanian yang terdiri dari sekam memiliki kadar karbon 1,33 %,
jerami mempunyai kadar karbon 2,71 %, dan tempurung kelapa memilik kadar karbon yang tinggi sebesar 18,80 % (Pancapalaga, 2008).
Untuk menguji pengaruh 3 taraf konsentrasi kotoran sapi dan jenis limbah pertanian terhadap karakteristik mutu briket.
Kegunaan Penelitian
- Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Program Studi keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
- Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat dan berguna bagi pihak- pihak yang berhubungan dengan teknologi tepat guna briket
bioarang.
Hipotesis Penelitian
- Diduga ada pengaruh konsentrasi kotoran sapi terhadap mutu briket yang dihasilkan.
- Diduga ada pengaruh jenis limbah pertanian terhadap mutu briket yang
dihasilkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Limbah PertanianSuprihatin (1999) danNisandi (2007) dalam Juhansa (2010), menyatakan bahwa berdasarkan asalnya limbah dapat digolongkan sebagai berikut :
1. Limbah organik yaitu sampah yang terdiri dari bahan–bahan penyusun tumbuhan dan hewan yang diambil dari alam, atau dihasilkan dari kegiatan pertanian, perikanan atau yang lainnya. Limbah ini dengan mudah diuraikan
dalam proses alami.
2. Limbah anorganik yaitu sampah yang berasal dari sumber daya alam tidak
dapat diperbaharui seperti mineral dan minyak bumi atau dari proses industri. Beberapa dari bahan ini tidak terdapat di alam seperti plastik dan aluminium. Sebagian zat anorganik secara keseluruhan tidak dapat diuraikan oleh alam,
sedang sebagian lainnya hanya dapat diuraikan dalam waktu yang lama.
Limbah pertanian merupakan bagian dari tanaman pertanian yang tersisa
setelah dipanen atau diambil hasil utamanya. Limbah pertanian dapat berbentuk bahan buangan tidak terpakai dan bahan sisa dari hasil pengolahan seperti
tempurung kelapa, serbuk gergaji, sekam padi, ampas tebu, dan jerami (Winarno et al., 1985).
Proses penghancuran limbah secara alami berlangsung lambat, sehingga
tumpukan limbah dapat mengganggu lingkungan sekitarnya dan berdampak
terhadap kesehatan manusia. Melalui pendekatan teknologi, limbah pertanian
dapat diolah lebih lanjut menjadi hasil samping yang berguna di samping produk
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), di Indonesia banyak dijumpai
limbah organik sebagai hasil keluaran dari kegiatan industri dan pertanian. Semua bahan organik yang sudah berbentuk limbah yang telah mengalami perombakan dan masih memiliki sejumlah energi dapat diubah menjadi briket.
Briket (bioarang) merupakan smber energi biomassa yang ramah lingkungan dan biodegradable. Briket arang berfungsi sebagai pengganti bahan
bakar minyak, baik itu minyak tanah, maupun elpiji. Biomassa ini merupakan sumber energi masa depan yang tidak akan pernah habis, bahkan jumlahnya akan bertambah, sehingga sangat cocok sebagai sumber bahan bakar rumah tangga
(Basriyanta, 2007).
Sekam
Sekam padi merupakan lapisan keras yang membungkus butir gabah, terdiri atas dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling bertautan. Pada proses penggilingan gabah, sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa
atau limbah penggilingan yang dapat memberi peluang usaha bila diolah lebih lanjut, pembuatan briket adalah salah satu pemanfaatannya. Dari proses
penggilingan gabah akan menghasilkan 16-28 % sekam
(Pancapalaga, 2008).
Sekam dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk
berbagai kebutuhan seperti bahan baku industri, pakan ternak, dan energi. Ditinjau
dari komposisi kimiawinya, sekam mengandung beberapa unsur penting seperti
terlihat pada Tabel 1. Komposisi kandungan kimia, sekam dapat dimanfaatkan
untuk: (1) bahan baku industri bahan bangunan, terutama kandungan silika (SiO2)
campuran pada industri bata merah, dan (2) sumber energi panas karena kadar
selulosanya cukup tinggi sehingga dapat memberikan pembakaran yang merata
dan stabil. Bahan baku sekam yang akan dipakai untuk produksi briket sebaiknya yang masih baru dan kering. Komposisi kimia sekam dapat dilihat di Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi Kimia Sekam
Komponen Persentase (%)
Kadar Air 9,02
Sumber : Balai Penelitian Pascapanen Pertanian (2001) dalam Pancapalaga (2006)
Arang sekam memiliki kerapatan jenis (bulk density) 125 kg/m3, dengan nilai
kalori 3.300-3600 kal/g sekam. Pembakaran sekam akan menghasilkan rendemen arang 75,46 %, kadar air 7,35 %, dan kadar abu 1 % (Nugraha S. dan Setiawati J., 1999 dalam Pancapalaga, 2008).
Tempurung Kelapa
Tempurung kelapa merupakan bagian dari buah kelapa yang fungsinya
secara biologis adalah pelindung inti buah dan terletak di bagian sebelah dalam sabut dengan ketebalan berkisar antara 2-6 mm. Tempurung kelapa dikategorikan sebagai kayu keras tetapi mempunyai kadar lignin yang lebih tinggi dan kadar
selulosa lebih rendah dengan kadar air sekitar 6-9 % (Pranata, 2007) Karakteristik tempurung kelapa dapat dilihat di Tabel 2.
Tabel 2. Karakteristik Kimia Tempurung Kelapa
Komponen Persentase (%)
Kadar Air 7,8
Kadar Abu 0,4
Sumber :Pranata (2007)
Tempurung kelapa yang termasuk kayu keras, secara kimiawi memiliki komposisi yang sama dengan kayu yaitu tersusun dari lignin, selulosa dan hemiselulosa. Komposisi kimia tempurung kelapa dapat dilihat di Tabel 3.
Tabel 3. Komposisi Kimia Tempurung Kelapa
Komponen Persentase (%)
Lignin 36,51
Hemiselulosa 19,27
Selulosa 33,61
Sumber :Pranata (2007)
Kotoran Sapi
Limbah ternak adalah sisa buangan suatu kegiatan usaha peternakan
seperti usaha pemeliharaan ternak, rumah potong hewan, dan pengolahan produk ternak. Limbah tersebut meliputi limbah padat dan limbah cair seperti feses, urine, sisa makanan, embrio, kulit telur, lemak, darah, bulu, kuku, tulang, dan tanduk.
Berkembangnya usaha peternakan mengakibatkan banyaknya limbah yang dihasilkan, selain menghasilkan feses dan urine, dari proses pencernaan ternak
menghasilkan gas metan (CH4) yang cukup tinggi. Gas metan ini adalah salah satu
unsur yang diperlukan dalam pembuatan briket.
Menurut Lingaiah dan Rajasekaran (1986) dalam Pancapalaga (2008),
berdasarkan hasil analisis diperoleh bahwa kotoran sapi mengandung selulosa (22,59 %), hemiselulosa (18,32 %), lignin (10,20 %), total karbon organik (34,72
%), total nitrogen (1,26 %), ratio C:N (27,56:1), P (0,73 %), dan K (0,68 %). Perekat Tapioka
Perekat tepung tapioka umum digunakan sebagai bahan perekat pada
membuatnya mudah yaitu cukup mencampurkan tepung tapioka dengan air, lalu
didihkan. Selama pemanasan tepung diaduk terus agar tidak menggumpal. Warna tepung yang putih akan berubah menjadi transparan setelah beberapa menit dipanaskan dan terasa lengket di tangan.
Pemilihan perekat berdasarkan pada, perekat harus memiliki daya rekat yang baik, perekat harus mudah didapat dalam jumlah banyak dan harganya
murah, dan perekat tidak boleh beracun dan berbahaya (Subroto, 2006).
Menurut Sudrajat dan Soleh (1994) dalam Capah (2007), perekat tapioka dalam penggunaanya menimbulkan asap yang relatif sedikit dibandingkan bahan perekat
lainnya. Perekat tapioka akan menghasilkan briket yang nilainya rendah dalam hal kerapatan, keteguhan tekan, kadar abu dan zat mudah menguap, tetapi akan lebih
tinggi dalam hal kadar air, kadar karbon dan nilai kalor.
Penggunaan perekat tepung tapioka memiliki keuntungan antara lain menghasilkan kekuatan rekat kering yang tinggi. Namun perekat ini memiliki
kelemahan, antara lain ketahanan terhadap air rendah, mudah diserang jamur, bakteri dan binatang pemakan pati. Kandungan kimia tepung tapioka dapat dilihat
pada Tabel 4.
Tabel 4. Komposisi Kimia Tepung Tapioka
Komponen Persentase (%)
Kadar Air 8-9
Kadar Abu 0,1-0,8
Protein 0,3-1,0
Lemak 0,1-0,4
Serat Kasar 81-89
Karbonisasi
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
b. 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.
Karbonisasi merupakan suatu proses pembakaran tidak sempurna dari bahan-bahan organik dengan jumlah oksigen yang sangat terbatas, yang menghasilkan arang serta menyebabkan penguraian senyawa organik yang
menyusun struktur bahan berupa selulosa, hemiselulosa dan lignin serta 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.
Abu Energi
Bahan
Arang Energi
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), pelaksanaan karbonisasi
meliputi teknik yang paling sederhana hingga yang paling canggih. Metode karbonisasi yang paling sederhana dilakukan adalah metode pengarangan di dalam drum. Arang yang dihasilkan lebih hitam jika dibandingkan dengan metode
pengarangan lainnya dan rendemen yang dicapai mendekati angka 50–60 % dari berat semula. Drum bekas aspal atau oli yang masih baik digunakan untuk
membuat arang. Bagian alas drum dilubangi kecil-kecil dengan paku atau bor besi dengan jarak 1 cm x 1 cm, selanjutnya bahan baku dimasukkan ke dalam drum, lalu api dinyalakan lewat bawah drum yang berlubang. Apabila asap mulai keluar,
berarti pembakaran bahan baku telah berlangsung.
Briket
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), briket merupakan gumpalan arang yang terbuat dari bahan lunak yang dikeraskan. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat briket arang adalah berat jenis bahan atau berat jenis serbuk
arang, kehalusan serbuk, suhu karbonisasi, tekanan pengempaan, dan pencampuran formula bahan baku briket. Proses pembriketan adalah proses
pengolahan yang mengalami perlakuan penumbukan, pencampuran bahan baku, pencetakan dengan sistem hidrolik dan pengeringan pada kondisi tertentu, sehingga diperoleh briket yang mempunyai bentuk, ukuran fisik, dan sifat kimia
tertentu.
tentunya harus mengacu pada segmen pasar agar dicapai nilai ekonomi, teknis dan
lingkungan yang optimal. Pembriketan bertujuan untuk memperoleh suatu bahan bakar yang berkualitas yang dapat digunakan untuk semua sektor sebagai sumber energi pengganti. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan di dalam pembuatan
briket antara lain (Himawanto, 2003) adalah :
1. Bahan Baku
Briket dapat dibuat dari bermacam-macam bahan baku, seperti ampas tebu, sekam padi, serbuk gergaji, dll. Bahan utama yang harus terdapat di dalam 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
Untuk merekatkan partikel-partikel zat dalam bahan baku pada proses pembuatan
briket maka diperlukan zat perekat sehingga dihasilkan briket yang kompak. Teknologi pembriketan secara sederhana didefinisikan sebagai proses
densifikasi untuk memperbaiki karakteristik bahan baku. Sifat-sifat penting dari briket yang mempengaruhi kualitas bahan bakar adalah sifat fisik, kimia dan daya tahan briket, sebagai contoh adalah karakteristik densitas, ukuran briket,
kandungan air, dan kadar abu.
Energi yang terkandung dalam briket tergantung dari konsentrasi metana
(CH4). Semakin tinggi kandungan metana maka, semakin besar kandungan energi
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 : (1) mudah dinyalakan, (2) emisi gas hasil pembakaran tidak mengandung racun, (3) kedap air dan tidak berjamur bila disimpan dalam
waktu yang lama, dan (4) menunjukkan upaya laju pembakaran yang baik.
Briket yang baik juga harus memenuhi standard yang telah ditentukan
Kualitas briket yang dihasilkan menurut standar mutu Inggris dan Jepang dapat dilihat pada tabel berikut. Sebagai data pembanding, sehingga dapat diketahui
kualitas briket yang dihasilkan dalam penelitian ini. Kualitas mutu briket dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Kualitas Mutu Briket Arang
Jenis Analisa
Briket Arang
Inggris Jepang Amerika Indonesia
Kadar Air (%) 3,59 6 - 8 6,2 7,57
Kadar Abu (%) 5,9 3 – 6 8,3 5,51
Kerapatan (gr/cm3) 0,48 1 – 1,2 1 0,4407
Nilai Kalor (kal/gr) 7289 6000 – 7000 6230 6814,11 Sumber: Departemen Kehutanan dan Perkebunan (1994) dalam Bahri, S (2007)
Pencetakan dan Pengempaan Briket
Pencetakan bertujuan memperoleh bentuk yang seragam dan memudahkan dalam pengemasan serta penggunaannya. Pencetakan briket akan memperbaiki penampilan dan menambah nilai ekonomisnya. Ada berbagai macam alat
pencetak yang dapat dipilih, tergantung tujuan penggunaannya. Setiap cetakan menghendaki kekerasan atau kekuatan pengempaan tertentu (Kurniawan dan
Pengempaan merupakan salah satu cara untuk meningkatkan kualitas biomassa
sebagai sumber energi. Pengempaan briket bertujuan untuk meningkatkan kerapatan, memperbaiki sifat fisik briket, dan menurunkan masalah penanganan seperti penyimpanan dan pengangkutan.
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), dipasaran bebas ditemukan berbagai bentuk briket yang spesifikasinya sesuai dengan jumlah industri atau usaha yang
ada, tergantung dari penggunaannya. Berbagai bentuk cetakan briket yaitu :
- Bentuk Silinder
Ciri-ciri: sisinya membentuk lingkaran, permukaan atas dan bawah rata, bagian tengah kadang ada yang berlubang, paling mudah dicetak, dan ukuran diameter bervariasi.
- Bentuk Kubus
Ciri-ciri: semua sisi sama panjang, sama lebar, dan sama tinggi, tidak ada lubang
ditengahnya, mudah dicetak, dan tepinya membentuk sudut. - Bentuk Persegi Panjang
Ciri-ciri: berbentuk segi empat menyerupai bata, bagian tengah kadang ada yang
berlubang, dan sisi yang satu lebih panjang dari yang lain. - Bentuk Heksagonal
Ciri-ciri: sisinya membentuk segi enam sama panjang, bagian tengah berlubang, dan biasanya diproduksi untuk ekspor.
Ciri-ciri: sisinya membentuk segi tiga, bagian atas meruncing dan bawah rata, dan
tidak ada lubang di setiap sisi.
Pengeringan Briket
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), briket hasil cetakan masih memiliki kadar air yang sangat tinggi sehingga perlu dikeringkan. Pengeringan bertujuan mengurangi kadar air dan menggeraskan hingga aman dari gangguan
jamur dan benturan fisik. Berdasarkan caranya ada 2 metode pengeringan, yakni pengeringan alami dan pengeringan buatan.
1. Pengeringan Alami
Briket dapat dikeringkan dengan penggunaan sinar matahari atau penjemuran hasil cetakan disusun dalam tampah atau keranjang kawat yang berlubang,
lalu dihamparkan di tempat terbuka sehingga sinar matahari bebas masuk. Selama penjemuran, briket dibolak-balik agar panasnya merata.
2. Pengeringan Buatan
Salah satu sarana pengeringan buatan adalah dengan menggunakan oven. Pengeringan oven diterapkan untuk menurunkan kadar air karbon dengan cepat tanpa terhalang oleh faktor iklim dan cuaca. Oven menggunakan elemen
pemanas sebagai komponen utamanya.
Proses Pembuatan Briket
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), proses produksi briket melalui beberapa tahap langkah. Adapun langkah-langkah pembuatan briket sebagai
berikut :
Bahan baku yang disiapkan dan dibersihkan dari material-material tidak
berguna, seperti batu. Usahakan bahan tersebut sudah dalam kondisi kering. tujuannya adalah agar proses pengarangan menjadi lebih cepat.
- Proses Karbonisasi
Pengarangan atau karbonisasi adalah suatu proses dimana bahan-bahan organik, dipanaskan dalam ruang tanpa kontak dengan udara selama proses
pembakaran berlangsung. Untuk mengarangkan bahan limbah dapat
menggunakan drum bekas yang telah bersih. Drum tersebut terlebih dahulu diberi lubang-lubang kecil dengan paku pada bagian dasar agar tetap ada udara
yang masuk ke dalam drum. - Pengecilan Ukuran Bahan
Pengecilan ukuran bahan baku hingga halus bertujuan untuk mendapatkan bahan briket yang bagus. Hasil pengecilan bahan diayak, pengayakan bermaksud untuk menghasilkan serbuk yang halus.
- Pencampuran
Bahan perekat dicampur dengan arang yang telah halus sampai membentuk
semacam adonan. Bahan perekat ini dimaksudkan agar briket tidak mudah pecah ketika dibakar.
- Pencetakan
Bahan-bahan yang telah tercampur secara merata dan saat arang bisa digumpalkan kemudian, dilakukan pencetakan adonan. Bentuk cetakan yang akan dibuat
bisa disesuaikan dengan kebutuhan. Caranya adalah adonan dimasukkan ke dalam cetakan, kemudian ditekan atau dikempa hingga mampat.
Briket yang telah dicetak langsung dikeringkan, agar briket cepat menyala dan
METODE PENELITIAN
Waktu dan TempatPenelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei - Juni 2011 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Bahan
Bahan-bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah limbah pertanian
yaitu sekam, jerami, dan tempurung kelapa. Selain itu diperlukan juga kotoran sapi, tepung tapioka, dan air.
Alat
Alat-alat yang digunakan dalam melaksanakan penelitian ini adalah alat pengepres/ pencetak briket dengan cetakan berdiameter 2 cm dan tinggi 3 cm,
drum, ayakan 50 mesh dan 70 mesh, timbangan digital, stopwatch, cawan porselin, alat-alat tulis, komputer dan peralatan yang mendukung.
Metode Penelitian
Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) Faktorial yang
terdiri-dari dua faktor yaitu : Konsentrasi kotoran sapi (K), dan Jenis Limbah Pertanian (L).
Faktor Kotoran sapi diberi simbol K, terdiri dari 3 taraf yaitu :
K1 = 20%
K2 = 30%
K3 = 40%
LT = Limbah Jenis Tempurung
LS = Limbah Jenis Sekam
Penelitian ini menggunakan 3 ulangan, hal ini dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
6 (n – 1) ≥ 15 6n ≥ 21
n ≥ 3,5
n ≈ 3 kali ulangan
Kombinasi perlakuan antara kotoran sapi (K) dan limbah Pertanian (L) adalah
sebanyak 6 perlakuan yaitu :
K1 LT K2LT K3LT
K1 LS K2LS K3LS
Prosedur Penelitian
Pembuatan Serbuk Arang
1. Dipersiapkan bahan Bahan baku yang disiapkan adalah kotoran sapi dan limbah pertanian berupa sekam, jerami, dan tempurung kelapa. Bahan
tersebut dikumpulkan dan dibersihkan dari material-material tidak berguna. Proses pengambilan kotoran sapi dilakukan dalam satu kali pengambilan dalam jumlah banyak hal ini dilakukan untuk menghindari heterogenitas
kotoran sapi yang digunakan dalam penelitian. Kemudian dilakukan pengeringan di bawah sinar matahari. setelah cukup kering kotoran sapi
2. Dimasukkan bahan ke tungku pengarangan, bahan-bahan seperti sekam, jerami, dan tempurung kelapa, selanjutnya dikarbonisasi dengan menggunakan drum bekas yang bersih. Drum diberi lubang lubang kecil pada bagian dasar agar tetap ada udara yang masuk ke dalam drum. yang disulut
dengan api dibawahnya, bahan dimasukkan secara bertahap sehingga bahan menjadi arang.
3. Ditumbuk halus bahan yang telah menjadi bioarang untuk pengecilan ukuran bahan, dilakukan dengan menggunakan lesung. Hasil pengecilan bahan diayak dengan ayakan 50 mesh untuk sekam dan kotoran sapi, sedangkan 70
mesh untuk tempurung kelapa.
Pembuatan Perekat Kanji
1. Dipersiapkan campuran perekat (kanji) dengan konsentrasi perekat 10%, dari berat campuran bioarang yang akan dicetak 100 gr. Dilarutkan perekat dalam air dengan perbandingan 1 : 4 lalu dipanaskan hingga jadi perekat.
Pembuatan Briket Bioarang
1. Dilakukan pencampuran adonan perekat kanji dengan arang hasil ayakan bahan hingga lengket dan merata ke seluruh bahan untuk setiap perlakuan. 2. Dilakukan penimbangan serbuk arang dan perekat hingga berat 100 gr sesuai
perlakuan komposisi bahan lalu dilakukan pencetakan bahan dengan alat
pencetak yang tebuat dari besi dengan ukuran 4x5 cm dan kemudian dilakukan penekanan ke cetakan sehingga hasilnya padat dan kuat.
3. Dikeringkan briket dengan oven pada suhu 105o C selama ±24 jam
Tahap Pengujian Briket
Adapun parameter-parameter yang diuji adalah sebagai berikut:
Nilai Kalor (kal/gr)
Pengukuran kualitas nilai kalor dilakukan untuk setiap perlakuan pada
setiap kali ulangan. Kualitas nilai kalor dapat diukur dengan menggunakan alat bomb calorimeter (kal/gr).dengan langkah pengujian :
- Tabung bomb calorimeter dibersihkan.
- Ditimbang contoh uji briket arang sebanyak 0,15 g dan dimasukkan ke dalam cawan silika.
- Disiapkan kawat untuk penyala dengan menggulungnya, kedua ujungnya dihubungkan dengan batang-batang yang terdapat pada bom dan bagian
kawat spiral disentuhkan pada bagian briket arang yang akan diuji. - Ditutup rapat, bom diisi dengan oksigen perlahan-lahan sampai tekanan
30 atmosfer.
- Dimasukkan bom ke dalam kalorimeter yang telah diisi air sebanyak 1350 ml.
- Ditutup kalorimeter dengan penutupnya.
- Dihidupkan pengaduk air pendingin selama 5 menit sebelum penyala dilakukan, lalu dicatat temperatur air pendingin.
- Dinyalakan kawat dengan menekan tombol yang paling kanan.
- Diaduk terus air pendingin selama 5 menit setelah penyalaan berlangsung,
kemudian dicatat temperatur akhir pendingin.
- Dihitung nilai kalor dengan persamaan: (1)
HHV = {(T2-T1) – 0.05 x 5379} kal/gr...(1)
Dimana :
T1 = Temperatur sebelum pengeboman (0C)
T2 = Temperatur setelah pengeboman (0C)
1 Joule = 0.24 kal
HHV = Kualitas nilai kalor (kal/gr)
Panas jenis bomb calorimeter = 73529.6 (joule/g0C)
Kenaikan temperatur kawat penyala = 0.050C
Kadar Air
Analisa kadar air bahan dilakukan dengan cara menghitung berat kering oven. Sebelum bahan diovenkan, diambil sampel dari setiap perlakuan. Kemudian
ditimbang setiap 5 gram di cawan aluminium foil yang telah diketahui berat kosongnya. Dikeringkan di dalam oven selama 3 jam dengan suhu 105C. Lalu didinginkan di dalam desikator selama 15 menit lalu ditimbang.
Kadar air dihitung dengan persamaan (2)
% Kadar air = b – c x 100 % ………...(2) b
dengan :
b = berat cawan + sampel sebelum dikeringkan (g)
c = berat cawan + sampel setelah dikeringkan (g)
Penentuan kadar abu dilakukan untuk setiap perlakuan pada setiap kali
ulangan dengan langkah pengujian :
- Dipanaskan cawan ke dalam tungku bersuhu 550 0C, kemudian
didinginkan di dalam desikator dan ditimbang.
- Diletakkan 2 gram bahan ke dalam cawan dengan tutup terbuka kemudian dimasukkan ke dalam tanur pengabuan.
- Dibakar sampai didapat abu berwarna abu-abu atau sampai beratnya tetap. Pengabuan dilakukan dalam 2 tahap : pertama pada suhu sekitar 400 0C
dan kedua pada suhu 550 0C.
- Didinginkan dalam desikator , kemudian ditimbang.
Besarnya kadar abu dihitung dengan persamaan (3) Perhitungan :
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Kotoran Sapi
Hasil penelitian uji pengaruh kotoran sapi terhadap nilai kalor, kadar air, dan kadar abu dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 . Pengaruh konsentrasi kotoran sapi terhadap parameter yang diamati Konsentrasi Kotoran
Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa nilai kalor yang tertinggi diperoleh dari perlakuan K1 sebesar 8376,74 kal/gr sedangkan nilai kalor terendah diperoleh dari
perlakuan K3 sebesar 4217,17 kal/gr Kadar air yang tertinggi diperoleh dari
perlakuan K3 sebesar 4,81 %, sedangkan kadar air terendah diperoleh dari
perlakuan K1 sebesar 4,53 %, Kadar abu yang tertinggi diperoleh dari perlakuan
K3 sebesar 5,42 % sedangkan kadar abu terendah diperoleh dari perlakuan K1
sebesar 4,16 %.
Pengaruh Limbah Pertanian
Hasil penelitian uji pengaruh limbah pertanian terhadap nilai kalor, kadar air dan kadar abu dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 . Pengaruh Jenis Limbah Pertanian terhadap parameter yang diamati Jenis Limbah
Dari Tabel 5 dapat dilihat bahwa nilai kalor yang tertinggi diperoleh dari
perlakuan LS sebesar 3202,20 kal/gr. Kadar air yang tertinggi diperoleh dari
perlakuan LS sebesar 5,05 %, sedangkan kadar air terendah diperoleh dari
perlakuan LT sebesar 4,33 %. Kadar abu yang tertinggi diperoleh dari perlakuan
LS sebesar 5,91% sedangkan kadar abu terendah diperoleh dari perlakuan LT
sebesar 3,71 %.
Untuk mengetahui sejauh mana pengaruh dari setiap perlakuan yang
diberikan terhadap parameter yang diamati dapat dilihat pada daftar analisa sidik ragam dari masing-masing parameter, yang selanjutnya diuji dengan uji least significant range (LSR).
1. Nilai Kalor
Pengaruh Kotoran Sapi
Dari hasil analisa sidik ragam Lampiran 1 dapat dilihat bahwa perlakuan kotoran sapi memberikan pengaruh berbeda tidak nyata terhadap nilai kalor, sehingga pengujian dengan menggunakan analisa Least Significant Range (LSR)
tidak dilanjutkan.
Pengaruh Limbah Pertanian
Dari hasil analisa sidik ragam Lampiran 1 dapat dilihat bahwa perlakuan limbah pertanian memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap nilai kalor. Hasil pengujian dengan menggunakan analisa Least Significant Range (LSR)
menunjukkan pengaruh limbah pertanian terhadap nilai kalor untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 7 .
Tabel 7. Uji LSR Efek jenis limbah pertanian terhadap nilai kalor (kal/gr)
Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
p 0,05 0,01 0,05 0,01
2 1957,808 2746,016 LS 3202,20 b B
Keterangan : Notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%
Dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa perlakuan LT memberikan pengaruh
berbeda nyata terhadap LS. Nilai kalor tertinggi terdapat di perlakuan LT yaitu
sebesar 6111,70 kal/gr dan yang terendah pada perlakuan LS yaitu sebesar
3202,20 kal/gr.
Hubungan antara jenis limbah pertanian terhadap nilai kalor dapat dilihat
pada gambar
Gambar . Grafik pengaruh konsentrasi perekat terhadap nilai kalor (kal/gr)
Dari Gambar menunjukkan bahwa terlihat bahwa limbah pertanian jenis tempurung
memliki nilai kalor yang lebih tinggi daripada limbah pertanian jenis sekam. Hal ini sesuai
dengan literatur Hartoyo (1983), yang menyatakan bahwa kualitas nilai kalor briket yang
dihasilkan dipengaruhi oleh nilai kalor atau energi yang dimiliki oleh bahan
Berdasarkan kualitas mutu, nilai kalor briket arang yang dihasilkan
berkisar 3202,20- 6111,70 kal/gr. Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa nilai kalor ini telah mencapai standar kualitas nilai kalor briket arang buatan Jepang (6000 – 7000 kal/gr) namun belum mencapai standar kualitas nilai kalor briket arang
buatan Indonesia (6814,11 kal/gr) briket arang buatan Inggris (7289 kal/gr), dan briket arang buatan Amerika (6230 kal/g).
Pengaruh Interaksi Kotoran Sapi dan Limbah Pertanian
Pada analisa sidik ragam Lampiran 1 dapat dilihat bahwa interaksi perlakuan konsentrasi kotoran sapi dan limbah pertanian berpengaruh tidak nyata
terhadap nilai kalor sehingga pengujian dengan menggunakan analisa Least Significant Range (LSR) tidak dilanjutkan.
2. Kadar Air
Pengaruh Kotoran Sapi
Dari hasil analisa sidik ragam Lampiran 2 dapat dilihat bahwa perlakuan
konsentrasi kotoran sapi memberikan pengaruh tidak nyata terhadap kadar air sehingga pengujian dengan menggunakan analisa Least Significant Range (LSR)
tidak dilanjutkan.
Pengaruh Limbah Pertanian
Dari hasil analisa sidik ragam Lampiran 2 dapat dilihat bahwa perlakuan
limbah pertanian memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kadar air. Hasil pengujian dengan menggunakan analisa Least Significant Range (LSR)
menunjukkan pengaruh limbah pertanian terhadap nilai kalor untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 6.
Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
p 0,05 0,01 0,05 0,01
- - - LT 4,33 a A
2 0,435187 0,610392 LS 5,05 b B
Keterangan : Notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1% Dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa perlakuan LT memberikan pengaruh tidak
berbeda nyata terhadap LS. Nilai kadar air tertinggi terdapat di perlakuan LS yaitu
sebesar 5,05 % dan yang terendah pada perlakuan LS yaitu sebesar 4,33 %.
Hubungan antara limbah pertanian terhadap kadar air dapat dilihat pada Gambar 2.
Pengaruh Interaksi Kotoran Sapi dan Limbah Pertanian
Pada analisa sidik ragam Lampiran 2 dapat dilihat bahwa interaksi perlakuan kotoran sapi dan limbah pertanian berpengaruh tidak nyata terhadap
kadar air sehingga pengujian dengan menggunakan analisa Least Significant Range (LSR) tidak dilanjutkan.
3. Kadar Abu
Pengaruh Kotoran Sapi
Dari hasil analisa sidik ragam Lampiran 3 dapat dilihat bahwa perlakuan kotoran sapi memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kadar abu.
Hasil pengujian dengan menggunakan analisa Least Significant Range (LSR) menunjukkan pengaruh kehalusan bahan terhadap kadar abu untuk tiap-tiap
perlakuan dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 8. Uji LSR Efek kotoran sapi terhadap kadar abu (%) Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
p 0,05 0,01 0,05 0,01
- - - K1 4,16 a A
2 0,191 0,268 K2 4,85 b B
3 0,200 0,282 K3 5,42 c C
Keterangan : Notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%
Dari Tabel 8 dapat dilihat bahwa perlakuan K1 memberikan pengaruh
berbeda nyata terhadap K2 dan berbeda sangat nyata terhadap K3. Kadar abu
tertinggi terdapat di K3 yaitu 5,42 % dan yang terendah pada perlakuan K1 yaitu
4,16 %.
Gambar 3. Grafik pengaruh kotoran sapi terhadap kadar abu (%)
Dari Gambar 3 menunjukkan bahwa semakin banyak konsentrasi kotoran sapi
diberikan maka semakin besar pula kadar abu, baik itu pada limbah pertanian berjenis
tempurung kelapa maupun pada sekam, Hal ini disebabkan karena pada kotoran sapi
memiliki jumlah pori-pori yang banyak, sehingga mengakibatkan kadar air masih banyak
terdapat pada kotoran sapi, hal ini sesuai dengan pernyataan Pancapalaga (2008),
tingginya kadar air pada serbuk kotoran sapi karena serbuk kotoran sapi memiliki jumlah
pori-pori yang banyak dan masih mengandung komponen-komponen kimia seperti
selulosa, lignin, dan hemiselulosa.
Jika pada suatu bahan masih banyak kadar airnya maka kadar abunya akan
semakin banyak juga. Hal ini sesuai pernyataan Sudarmadji, dkk (1989) menyatakan
kadar air tinggi, maka kadar abunya akan tinggi pula.
Berdasarkan kualitas mutu, nilai kadar abu briket arang yang dihasilkan
berkisar 4,16 – 5,42 %. Nilai ini sudah memenuhi standar kualitas kadar abu dari kualitas briket arang buatan Jepang (3 – 6 %), briket arang buatan Indonesia (5,51 %), briket arang buatan Inggris (5,9 %) dan briket arang buatan Amerika (8,3 %).
Dari hasil analisa sidik ragam Lampiran 3 dapat dilihat bahwa perlakuan
limbah pertanian memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kadar abu. Hasil pengujian dengan menggunakan analisa Least Significant Range (LSR) menunjukkan pengaruh konsentrasi perekat terhadap kadar abu untuk tiap-tiap
perlakuan dapat dilihat pada Tabel .
Tabel 9. Uji LSR Efek jenis limbah pertanian terhadap kadar abu (%) Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
p 0,05 0,01 0,05 0,01
- - - LT 3,71 a A
2 0,191 0,268 LS 5,91 b B
Keterangan : Notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%
Dari Tabel 9 dapat dilihat bahwa perlakuan LT memberikan pengaruh
berbeda nyata terhadap LS. Kadar abu tertinggi diperoleh pada perlakuan LS yaitu
5,91 % dan yang terendah pada perlakuan LT yaitu 3,71 %.
Hubungan antara jenis limbah pertanian terhadap kadar abu dapat dilihat
pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik pengaruh konsentrasi perekat terhadap kadar abu (%)
Dari Gambar 4 menunjukkan bahwa limbah pertanian jenis sekam
karena kandungan mineral yang tidak sama antara tempurung kelapa dengan
sekam. Hal ini sesuai dengan literatur Sudarmadji, dkk, (1989), menyatakan bahwa kandungan abu dan komposisinya tergantung pada macam bahan dan cara pengabuannya. Kadar abu juga ada hubungannya dengan mineral suatu bahan.
Bahan yang memiliki kadar air yang tinggi sebelum pengabuan harus dikeringkan terlebih dahulu, karena jika kadar air tinggi, maka kadar abunya akan tinggi pula.
Salah satu unsur utama abu menurut Hendra dan Darmawan (2000) adalah silika dan
pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor yang dihasilkan. Semakin rendah kadar
abu maka semakin baik kualitas briket yang dihasilkan.
Semua briket mempunyai kandungan zat anorganik yang dapat ditentukan jumlahnya sebagai berat yang tinggal apabila briket dibakar secara sempurna. Zat yang tinggal ini disebut abu. Abu briket berasal dari clay, pasir dan
bermacam-macam zat mineral lainnya. Briket dengan kandungan abu yang tinggi sangat tidak menguntungkan karena akan membentuk kerak. Selain itu, apabila briket
dimanfaatkan sebagai bahan bakar kontak langsung misalnya untuk membakar makanan, abu terbang akan menempel pada bagian luar makanan. Akibatnya rasa makanan akan kurang sedap. Hal ini juga akan berpengaruh kepada kesehatan
manusia yang ada disekitarnya.(Sukandarrumidi, 2006).
Berdasarkan kualitas mutu, nilai kadar abu briket arang yang dihasilkan berkisar 3,71 – 5,91 %. Nilai ini sudah memenuhi standar kualitas kadar abu dari
kualitas briket arang buatan Jepang (3 – 6 %), briket arang buatan Indonesia (5,51 %), briket arang buatan Inggris (5,9 %) dan briket arang buatan Amerika (8,3 %).
Pada analisa sidik ragam Lampiran 3 dapat dilihat bahwa interaksi
perlakuan kehalusan bahan dan konsentrasi perekat berpengaruh sangat nyata terhadap kadar abu.. Hasil pengujian dengan menggunakan analisa Least Significant Range (LSR) menunjukkan pengaruh interaksi kotoran sapi dan
limbah pertanian terhadap kadar abu untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 11. Uji LSR Efek Interaksi kotoran sapi dan limbah pertanian terhadap kadar abu (%)
Keterangan : Notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1% Dari Tabel 11 dapat dilihat bahwa hasil tertinggi diperoleh pada perlakuan K3LS yaitu sebesar 6,37 %dan yang terendah pada perlakuan K1LT yaitu sebesar
3,15 %. Pada perlakuan K1LT, semakin sedikit konsentrasi kotoran sapi diberikan
pada jenis limbah yang sama yaitu tempurung maka kadar abu yang dihasilkan akan semaikin kecil jika dibandingkan K3LT yang konsentrasi nya makin banyak
dan kadar abu juga akan semakin besar . Hal ini disebabkan karena adanya ukuran
bahan yang semakin halus dan seragam dengan jumlah konsentrasi perekat yang sedikit dari jumlah arang disertai tekanan pengempaan merapatkan dan
memadatkan partikel-partikel arang, saling mengisi ruang-ruang kosong dan berikatan satu sama lainnya sehingga menciptakan ikatan antar partikel arang
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Pengaruh kotoran sapi memberikan pengaruh berbeda tidak nyata terhadap nilai kalor dan kadar air, dan memberikan pengaruh berbeda
sangat nyata terhadap kadar abu.
2. Pengaruh limbah pertanian memberikan pengaruh berbeda sangat nyata
terhadap nilai kalor, kadar air dan kadar abu.
3. Pengaruh interaksi kotoran sapi dan limbah pertanian memberikan pengaruh berbeda tidak nyata terhadap nilai kalor dan kadar air, dan
memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kadar abu.
4. Nilai rata-rata kalor, kadar air dan kadar abu dalam penelitian ini yaitu
4657, 00 kal/g, 4,69% dan 4,81 %.
5. Nilai kalor telah memenuhi standar mutu briket buatan jepang, Amerika, Inggris dan juga Indonesia, Kadar air dan kadar abu telah memenuhi
standar mutu briket buatan Jepang, Indonesia dan Amerika, namun kadar air belum memenuhi standar briket buatan Inggris.
6. Perlakuan yang terbaik adalah K1LT dan K1LS, dengan mempertimbangkan
Saran
1. Bahan yang akan dikarbonisasi harus dilakukan pengeringan hingga benar-benar kering, sehingga pada tahap karbonisasi tidak lama dan banyak asap. 2. Perlu dilakukan penelitian pemakaian tekanan yang baik untuk mencetak
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2007. Majalah Listrik Energi : Pakai Bioetanol, Mengapa Tidak. Edisi Februari, tahun IX.
Basriyanta. 2007. Memanen Sampah. Kanisius. Yogyakarta
Capah, A. G. 2007. Pengaruh Kosentrasi Perekat dan Ukuran Serbuk terhadap
Kualitas Briket Arang dari Limbah Pembalakan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd). [Skripsi]. Departemen Kehutanan. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Djojonegoro, W. 1992. Pengembangan dan Penerapan Energi Baru dan Terbarukan.
Lokakarya “Bio Mature” (BMU) untuk Pengembangan Masyarakat Pedesaan, BPPT. Jakarta.
Hartoyo, J dan Roliandi, H. 1978. Percobaan Pembuatan Briket Arang Dari Lima Jenis Kayu. Indonesia. Laporan Penelitian Lembaga Hasil Hutan. Bogor.
Himawanto, D.A. 2003. Pengolahan Limbah Pertanian menjadi Biobriket Sebagai
Salah Satu Bahan Bakar Alternatif. Laporan Penelitian. UNS. Surakarta.
Juhansa, Roy. 2010. Pengembangan Alat Penghasi Asap Cair Skala Industri Kecil.
[Skripsi]. Fakultas Teknologi Pertanian. Universitas Andalas. Padang.
Kurniawan, O. dan Marsono. 2008. Superkarbon, Bahan Bakar Alternatif Pengganti
Minyak Tanah dan Gas. Penebar Swadaya. Jakarta.
Masturin, A. 2002. Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang dari Campuran Arang Limbah
Gergajian Kayu. [Skripsi]. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Bogor
Pancapalaga, Wehandako. 2008. Evaluasi Kotoran Sapi dan Limbah Pertanian (Kosap Plus) Sebagai Bahan Bakar Alternatif. http://esearch-
report fulltext.pdf. [23 Januari 2010].
Pranata, J. 2007. Pemanfaatan Sabut dan Tempurung Kelapa serta Cangkang Sawit
untuk Pembuatan Asap Cair Sebagai Pengawet Makanan Alami. Teknik Kimia
Universitas Malikussaleh Lhokseumawe. Aceh.
Ringkuangan, T. Johni dan H. Pajow, 1993. Pengembangan Pembuatan Bahan Briket dari Arang Tempurung. Balai Penelitian dan Pengembangan Industri, Menado.
Sudarmadji, S., B. Haryono dan Suhardi, 1989. Analisa Bahan Makanan Dan Pertanian. Penerbit Liberty Yogyakarta Bekerja Sama Dengan Pusat Antar Universitas Pangan Dan Gizi Universitas Gajah Mada.
Yogyakarta.
Subroto. 2006. Karakteristik Pembakaran Briket Campuran Arang Kayu dan Jerami.
[Skripsi]. Fakultas Teknik. Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta.
Winarno, F.G., A.F.S. Boediman, T. Silitoga, dan B. Soewardi. 1985. Limbah Hasil
Pertanian. Kantor Mentri Urusan Peningkatan Pangan. Jakarta.
Yusuf, Andi Ardan. 2010. Kegunaan Briket Batubara. [Skripsi]. Fakultas Teknologi
Lampiran 1. Flowchart Penelitian
Tidak Ya Penyiapan bahan
baku
Proses Karbonisasi
Pembuatan Adonan Briket
Pencetakan
Pengeringan Pengecikan ukuran
Layak Mulai
Pengujian Pengambilan Data
Lampiran 2. Massa briket setelah diovenkan (gram)
Perlakuan Ulangan Total Rataan
I II III
K1 LT 4.742 4.744 4.740 14.227 4.742
K1 LS 4.744 4.749 4.746 14.239 4.746
K2 LT 4.753 4.754 4.753 14.261 4.754
K2 LS 4.792 4.767 4.764 14.324 4.775
K3 LT 4.800 4.772 4.770 14.341 4.780
K3 LS 4.835 4.774 4.772 14.381 4.794
Lampiran 3. Massa air yang telah diuapkan (gram)
Perlakuan Ulangan Total Rataan
I II III
K1 LT 0.2580 0.2557 0.2597 0.7734 0.2578
K1 LS 0.2557 0.2514 0.2537 0.7608 0.2536
K2 LT 0.2466 0.2458 0.2470 0.7394 0.2465
K2 LS 0.2080 0.2328 0.2357 0.6765 0.2255
K3 LT 0.1998 0.2284 0.2304 0.6586 0.2195
K3 LS 0.1648 0.2258 0.2285 0.6191 0.2064
Lampiran 4. Data Pengamatan Kadar Air
Perlakuan Ulangan Total Ratan
Lampiran 5. massa abu (gram)
Perlakuan
Ulangan (gram)
Total Rataan
I II III
K1 LT 0.121 0.132 0.125 0.378 0.126
K1 LS 0.151 0.145 0.127 0.423 0.141
K2 LT 0.181 0.177 0.178 0.536 0.179
K2 LS 0.204 0.210 0.207 0.621 0.207
K3 LT 0.250 0.244 0.247 0.740 0.247
K3 LS 0.251 0.260 0.254 0.765 0.255
Lampiran 6. Data Pengamatan Kadar Abu
Perlakuan Ulangan Total Ratan
Lampiran 7. Data Pengamatan Nilai Kalor
Perlakuan Ulangan Total Ratan
I II III
K1 LT 8611,0515 7908,108 8611,051456 25130,21139 8376,74 K1 LS 3690,4506 2811,772 2987,507648 9489,730176 3163,24 K2 LT 4393,3936 5447,808 4744,865088 14586,06675 4862,02 K2 LS 3338,9791 2987,508 2987,507648 9313,994432 3104,66 K3 LT 7556,637 1230,15 6502,222528 15289,00973 5096,34 K3 LS 1581,6217 4041,922 4393,3936 10016,93741 3338,98 Total 29172,134 24427,27 30226,54797 83825,94989
Lampiran .8 Bahan Pembuat Briket
