ANALISA HASIL PEMBAKARAN YANG DIHASILKAN SERAT TEBU YANG DIGUNAKAN SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF

(1)

ANALISA HASIL PEMBAKARAN YANG DIHASILKAN SERAT TEBU YANG

DIGUNAKAN SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF

Doni Ariya, Edi Septe, Duskiardi

Jurusan Teknik Mesin – Fakultas Teknologi Industri

Universitas Bung Hatta Kampus III Jl. Gajah Mada Gunung Pangilun Teip. (0751) 51257 Padang

Email : doniariya52@gmail.com ABSTRAK

Bagasse is one of the organic waste in the form of solid waste generated paabrik / industrial processing of sugar cane can be used for the manufacture of briquettes. Sugarcane fiber is used as the base material / main by using starch as adhesive glue. The purpose of this study was to determine the performance by varying the composition of water is 1 liter of water, 2 liters of water, 3 liters of water. From the results of data processing, sugar cane fiber briquettes with 1 liter of water composition spent 19 gram briquettes 315 955 joules of heat generated, the composition of 2 liters of water to spend 37 grams briquettes 615 281 joules of heat generated, the composition of 3 liters of water to spend 55 grams briquettes 914 606 joules of heat generated .

1. PENDAHULUAN

Hampir diseluruh wilayah Indonesia terdapat lahan perkebunan terutama tanaman tebu. Karena tebu bisa hidup di dataran tinggi maupun di dataran rendah di wilayah negara Indonesia. Dengan ini, tanaman tebu sangat berlimpah ruah di Indonesia.

Adapun alasan pemilihan serat tebu sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah dan gas, disebabkan karna jumlahnya sangat melimpah dan tidak optimal dalam pemanfaatannya bahkan bisa dikatakan tidak terpakai. Dari fakta yang ada menunjukan bahwa jumlah pasokan minyak bumi di Indonesia yang semakin berkurang disertai oleh harga yang tidak stabil (cenderung terus meningkat).

Beberapa jenis sumber energi alternatif yang bisa dikembangkan antara lain energi matahari, energi angin, energi panas bumi, energi panas laut, dan energi biomassa. Di antara sumber-sumber energi alternatif tersebut, energi biomassa merupakan sumber energi alternatif yang perlu

mendapat prioritas dalam pengembangannya dibandingkan dengan sumber energi yang lain. Di sisi lain, Indonesia sebagai negara agraris banyak menghasilkan limbah perkebunan yang kurang termanfaatkan. Dalam hal ini akan dilakukan penelitian mengenai pengkonversian energi terhadap analisa bahan bakar dari serat tebu sebagai pengganti bahan bakar minyak dan gas. Selain itu dapat meminimalkan pencemaran udara bagi lingkungan dan juga dapat memberikan nilai tambah dalam bidang energi.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Tebu yang bernama ilmiah Saccharum Officanarum L. ini merupakan keluarga graminae atau sejenis dengan suku rumput-rumputan. Bentuk pohon dari tanaman tebu yaitu batang yang berbentuk memanjang ke atas, dan terdapat ruas-ruas di batangnya, daunnya terdapat pada setiap ruasnya.

Tebu yang tumbuh lebih di 200 negara, India adalah produsen gula terbesar kedua di

(2)

dunia sedangkan penghasil terbesarnya adalah Brasil. Di negara Karibia tebu dioleh menjadi falernum dan dipergunakan sebagai bahan campuran cocktail.

Tebu yang dalam bahasa Inggris disebut sugar cane ini memiliki kadar gula yang tinggi. Oleh karena itu, tebu terkenal pemanfaatannya sebagai bahan pokok pembuatan gula. Akan tetapi, tanaman tebu memiliki manfaat yang sangat banyak. Baik dari segi kesehatan, segi industri, segi konsumsi rumah tangga, segi transportasi, segi peternakan, dan segi industri rumah tangga.

Gambar 1 Tanaman Tebu dan Serat Tebu

Sampah adalah zat-zat atau benda-benda yang sudah tidak terpakai lagi, baik berupa bahan buangan yang berasal dari rumah tangga maupun dari pabrik sebagai sisa proses industri.

Secara umum sampah dapat dibagi atas dua golongan, yaitu sampah yang mudah terurai atau degradable refuse dan sampah yang tidak dapat terurai nondegradable refuse.

Degradable refuse yaitu sampah yang mudah terurai secara alami melalui proses fisis, kimiawi maupun biologis. Biasanya sampah golongan ini berasal dari bahan-bahan organik, seperti sampah

sayuran dan sampah buah-buahan,

dedaunan, sisa makanan, kertas, bangkai binatang dan lain-lain. Nondegradable refuse adalah sampah yang tidak dapat terurai atau sulit untuk terurai secara alami melalui proses fisis, kimiawi, dan biologis. Nondegradable refuse biasanya berasal dari bahan nonorganik, bahan sintetis dan bahan

keras lainnya, seperti metal, kaca, plastik, kayu, keramik dan lain-lain.

Sampah ini juga bila dibakar secara terbuka akan menyebabkan polusi udara dan menjadi sumber dioxin dan yang paling fatal, TPA menjadi lahan pencarian bagi sebagian pemulung dengan mengumpulkan barang-barang bekas yang bisa dijual dengan semakin bertambahnya sampah maka lahan yang dibutuhkan juga semakin luas dan permasalahan yang terjadi semakin kompleks dan semakin sulit diatasi bahkan pencemaran yang terjadi semakin luas.

Di sisi lain masyarakat „penghasil‟ sampah kurang menyadari bahwa titik awal pengelolaan sampah harus dimulai dari masyarakat sendiri meminimisasi sampah yang timbul maupun memisah-misahkan sampah sesuai dengan jenisnya sehingga memudahkan pengelolaan selanjutnya. Dengan semakin terbatasnya lahan pembuangan sampah ditambah dengan bertambahnya regulasi tentang lingkungan hidup khususnya bagi kota-kota besar.

Dapat dilihat bahwa potensi pemanfaatan sampah sebagai bahan bakar alternatif dapat dilakukan dengan teknologi sederhana, yaitu densifikasi atau pemadatan sehingga diperoleh bahan bakar padat berupa briket degan kualitas dan dimensi sesuai dengan yang dikehendaki oleh pengguna. Proses densifikasi dapat dilakukan dengan alat manual yang sederhana atau sekaligus dengan alat mekanisme sepenuhnya.

Ampas tebu adalah hasil samping dari proses ekstraksi (pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dapat dihasilkan ampas tebu sekitar 35 – 40% dari berat tebu yang digiling. Mengingat begitu banyak jumlahnya, maka ampas tebu akan memberikan nilai tambah jika diberi perlakuan lebih lanjut .

Berdasarkan bahan kering, ampas tebu terdiri dari unsur C (carbon) 47 %, H (Hydrogen) 6,5 %, O (Oxygen) 44 % dan

(3)

Ash (abu) 2,5 %. Menurut rumus Pritzelwitz tiap kilogram ampas dengan kandungan gula sekitar 2,5 % akan memiliki kalor sebesar 1825 kkal. Nilai bakar tersebut akan meningkat dengan menurunnya kadar air dan gula dalam ampas.

Kelebihan ampas dapat membawa masalah bagi pabrik gula. Ampas bersifat

bulky (meruah) sehingga untuk

menyimpannya purlu area luas. Ampas mudah terbakar karena didalamnya terkandung air, gula, serat dan mikroba, sehingga bila tertumpuk akan terfermentasi dan melepaskan panas. Terjadinya kasus kebakaran ampas di beberapa pabrik gula diduga akibat proses tersebut. Beberapa pabrik gula mencoba mengatasi kelebihan

ampas dengan membakarnya secara

berlebihan (inefisien). ampas tebu mentiliki serat kasar dengan kandungan lignin sangat tinggi (19,7%) dengan kadar protein kasar rendah (28%).

3. METODOLOGI PENELITIAN

Penelitian berupa pembuatan dan pengujian briket ampas tebu sebagai bahan bakar alternatif dilaksanakan pada bulan April – Desember 2014. Proses pembuatan briket dan pengujiannya bertempat di jl. Ujung Belakang Olo no.6A Padang dan Untuk mengetahui nilai kalor yang digunakan di laboratorium mineral PT. SEMEN PADANG.

Penelitian ini dilakukan dengan metode percobaan dengan cara membuat sebuah briket dengan lem kanji sebagai perekat.

Dalam pembuatan komposit ini

diperlukan alat dan bahan beserta cara pembuatannya:

Peralatan :

1. Blender

Untuk menghaluskan ampas tebu 2. Timbangan Digital

Untuk menimbang tiap komposisi yang akan dibuat briket

3. Thermometer Digital

Untuk mengukur suhu air dalam melakukan pengujian

4. Stopwatch

Untuk mengukur waktu percobaan 5. Ember

Untuk tempat mengaduk ampas tebu dan perekat

6. Kompor Briket

Untuk tempat pengujian 7. Alat Pencetak Briket

Untuk mencetak briket 8. Alat Uji Kalor

Untuk mengukur nilai kalor briket 9. Alat Pengering (Oven)

Untuk mengeringkan briket

Bahan :

1. Ampas Tebu Bahan dasar briket 2. Lem Kanji

Perekat briket

4. HASIL DAN PEMBAHASAN Data Hasil Pengujian

NO MATERIAL NILAI KALOR ( gram / kal ) 1 Ampas Tebu 3978.28 Pengolahan Data

Spesimen yang digunakan dalam pengujian ini adalah briket yang telah dicetak dan sudah dikeringkan, kemudian briket digunakan untuk memasak air sampai mendidih. Perekat yang digunakan dalam pembuatan briket ini 25 % dari berat briket.

Dalam pembuatan briket ini,

pengeringan dengan sinar matahari.

1. Komposisi briket

Briket sebelum dikeringkan

Lebar : 4.5 cm

Tinggi rata-rata : 2.4 cm Jumlah briket : 5 keping

(4)

Briket setelah dikeringkan

Berat briket : 75 gram

Lebar : 5 cm

Tinggi rata-rata : 3.5 cm Jumlah briket : 5 keping

Pengujian Performance Briket

Untuk mengetahui performance briket, pengujian dilakukan dengan menggunakan air sebagai medianya

A. Pengujian Pertama

Jenis alat pemanas : briket ampas tebu Jumlah air : 1 liter pppppppp Temperature awal air : 29ºC jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj Jumlah pemakaian briket : 5 keping

Data Pengujian Pertama

Waktu (menit) Temperatur ( ºC ) 1 Liter Air Percobaan I Percobaan II Percobaa n III 00 : 00 29 29 29 00 : 30 38 38 37 01 : 00 48 49 46 01 : 30 63 62 63 02 : 00 75 76 76 02 : 30 87 88 88 02 : 56 - 100 100 02 : 58 100 - -

Berat briket sebelum percobaan : 75 gram Berat briket yang tidak terbakar : 56 gram 75 gram – 56 gram = 19 gram

Catatan :

Jumlah briket yang digunakan sebagai bahan bakar yaitu 5 keping

Asap yang dihasilkan berwarna putih Warna api berwarna merah

kebiru-biruan

Terjadi perubahan rasa pada air yang dididihkan

Hasil akhir briket menjadi abu

B. Pengujian Kedua

Jenis alat pemanas : briket ampas tebu Jumlah air : 2 liter pppppppppp Temperature awal air : 29ºC ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; Jumlah pemakaian briket : 5 keping

Data Pengujian Kedua

Waktu (menit) Temperatur ( ºC ) 2 Liter Air Percobaan I Percobaan II Percobaan III 00 : 00 29 29 29 00 : 30 34 34 34 01 : 00 40 41 41 01 : 30 47 48 48 02 : 00 55 55 55 02 : 30 63 63 62 03 : 00 71 71 72 03 : 30 79 78 79 04 : 00 86 86 86 04 : 30 93 92 93 04 : 54 100 - 100 04 : 55 - 100 -

Berat briket sebelum percobaan:75 gram Berat briket yang tidak terbakar : 38 gram 75 gram – 38 gram = 37 gram

Catatan :

kebiru-biruan

Hasil akhir briket menjadi abu

C. Pengujian Ketiga

Jenis alat pemanas : briket ampas tebu Jumlah air : 3 literghyguhuhuhuh

(5)

Temperature awal air : 29ºC hhhhhhhhhhh Jumlah pemakaian briket : 5 keping

Data Pengujian Ketiga

Waktu (menit) Temperatur ( ºC ) 3 Liter Air Percobaan I Percobaan II Percobaan III 00 : 00 29 29 29 00 : 30 32 32 32 01 : 00 36 36 35 01 : 30 41 41 41 02 : 00 46 47 46 02 : 30 52 53 53 03 : 00 58 58 58 03 : 30 63 63 63 04 : 00 68 69 69 04 : 30 74 75 74 05 : 00 80 80 79 05 : 30 85 85 86 06 : 00 91 91 91 06 : 30 96 97 97 06 : 46 - - 100 06 : 47 - 100 - 06 : 48 100 - -

Berat briket sebelum percobaan : 75 gram Berat briket yang tidak terbakar : 20 gram 75 gram – 20 gram = 55 gram

Catatan :

kebiru-biruan

Hasil akhir briket menjadi abu Data pengujian rata-rata keseluruhan

Waktu (menit) Temperatur ( ºC ) Hasil Rata-rata Percobaan 1 liter Percobaan 2 liter air Percobaan 3 liter air 00 : 00 29 29 29 00 : 30 38 34 32 01 : 00 48 41 36 01 : 30 63 48 41 02 : 00 76 55 46 02 : 30 88 63 53 02 : 56 100 - - 03 : 00 71 58 03 : 30 79 63 04 : 00 86 69 04 : 30 93 74 04 : 54 100 - 05 : 00 80 05 : 30 85 06 : 00 91 06 : 30 97 06 : 47 100

Jumlah briket yang terbakar dan besarnya nilai kalor yang terbakar :

1 gram briket = 3978.28 kal

1 liter air = 19 gram . 3978.28 kal

= 75.587,32 kal

= 147.196,36 kal

= 218.805,4 kal

Gambar 2 Grafik Pengujian Keseluruhan

Pada grafik 3.1 menunjukan perbedaan hasil pengujian waktu , pengujian dengan 1 liter air dari suhu 29 ºC mencapai suhu 100 °C membutuhkan waktu 02 : 56 , pengujian 2 liter air dari suhu 29 ºC mencapai suhu 100 °C membutuhkan waktu 04 : 54, dan pengujian 3 liter air dari suhu 29 ºC mencapai 100 °C membutuhkan waktu 06 :

0 50 100 150 0:00 4:48 9:36 te m pera tur ( °C)

waktu pengujian (menit)

Waktu vs Temperatur

1 liter air 2 liter air 3 liter air

(6)

47, sedangkan untuk pemakaian briket juga berfariasi untuk 1 liter air dengan pemakaian ± 19 gram, 2 liter air ± 37 gram, dan 3 liter air ± 55 gram

Dapat dilihat untuk lama waktu pemanasan air 1 liter, 2 liter, dan 3 liter air berbanding lurus memiliki selisih waktu ± 00 : 02 : 00 menit, untuk jumlah pemakaian briket juga berbanding lurus, untuk 1 liter ± 19 gram, 2 liter air ± 37 gram, dan 3 liter air ± 55 gram dengan selisih pemakaian briket 18 gram.

Untuk menghitung besarnya energi kalor yang dibutuhkan menaikan suhu air digunakan rumus : Q = . . Dimana : Q = Energi Kalor ( J ) = massa benda ( kg ) = kalor jenis ( J / kg ºC ) = perubahan suhu ( ºC ) 1 liter air Q = ? = 1 liter = 1 kg = 4200 J / kg ºC = 100ºC – 29 ºC = 71 ºC Q = 1 . 4200 . 71 = 298.200 J 2 liter air Q = ? = 2 liter = 2 kg = 4200 J / kg ºC = 100ºC – 29 ºC = 71 ºC Q = 2 . 4200 . 71 = 596.400 J 3 liter air Q = ? = 3 liter = 3 kg = 4200 J / kg ºC = 100ºC – 29 ºC = 71 ºC Q = 3 . 4200 . 71 = 894.600 J

Hasil pengujian kalor

m (liter) Q ( J ) X ( 1 kalori = 4.18 joule ) 1 298.200 75.587,32 x 4.18 = 315.955 2 596.400 147.196,36 x 4.18 = 615.281 3 894.600 218.805,4 x 4.18 = 914606 Ket : m = massa benda

Q = kalor yang dibutuhkan ( J )

X = kalor yang dihasilkan ( J )

Pembahasan

Faktor-faktor yang sangat

mempengaruhi dalam proses pengujian untuk mendapatkan hasil yang maksimal pada briket sebagai bahan bakar untuk mendidihkan air yaitu

1. Lamanya proses pengeringan briket

2. Kepadatan briket pada waktu

mencetaknya

3. Kadar air yang terkandung didalam briket

(7)

4. Jumlah komposisi briket

5. Perekat yang digunakan dan persentase perekatnya

Briket ampas tebu menpunyai

ketahanan nyala api yang cukup lama. Hasil pengujian menunjukan :

Briket memiliki ketahanan nyala api selama ± 15 menit dengan jumlah briket yang digunakan yaitu 5 keping serta mampu mendidihkan 1 liter air dengan waktu 2 : 56 menit, 2 liter air dengan waktu 4 : 54 menit, dan 3 liter air dengan waktu 6 : 47 menit.

Apabila sampel yang diuji berbeda-beda hasilnya, perlu diteliti ulang terhadap faktor-faktor penyebabnya, seperti bahan penyala minim, briket kurang kering, briket terlalu padat waktu mencetaknya, dan bahan perekat terlalu banyak. Dari hasil pembahasan diatas dapat kita simpulkan bahwa kualitas nyala api briket dipengaruhi oleh faktor-faktor yang diatas.

5. PENUTUP Kesimpulan

Setelah dilakukan beberapa langkah atau proses pengujian briket ampas tebu bedasarkan perbedaan banyak air, maka disini peulis dapat mengambil kesimpulan bahwa :

1. Hasil dari briket serat tebu cukup untuk dapat digunakan untuk bahan bakar alternatif rumah tangga.

2. Dari hasil pembakaran briket asap yang ditimbulkan tidak terlalu mengganggu, dan api yang dihasilkan stabil dan berwarna merah kebiru-biruan

3. Bedasarkan komposisi air :

o Pada pengujian dengan massa 1 liter air menghasilkan 75.587,32 kalori sama dengan 315.955 J. Untuk menaikan suhu dari 29 ºC

sampai 100 ºC dengan massa 1 liter air membutuhkan besar energy kalor sebanyak 298.200 J.

o Pada pengujian dengan massa 2 liter air menghasilkan 147.196,36 kalori sama dengan 615.281 J. Untuk menaikan suhu dari 29 ºC sampai 100 ºC dengan massa 2 liter air membutuhkan besar energy kalor sebanyak 596.400 J.

o Pada pengujian dengan massa 3 liter air menghasilkan 218.805,4 kalori sama dengan 914606 J. Untuk menaikan suhu dari 29 ºC sampai 100 ºC dengan massa 3 liter air membutuhkan besar energy kalor sebanyak 894.600 J.

4. Bedasarkan komposisi air :

o Dalam pengujian briket yang komposisi air yang diuji sebanyak 1 liter, menghabiskan 19 gram dari 75 gram briket yang digunakan dan membutuhkan waktu ± 00 : 02 : 56 ( dua menit lima puluh enam detik ) o Dalam pengujian briket yang komposisi air yang diuji sebanyak 2 liter, menghabiskan 37 gram dari 75 gram briket yang digunakan dan membutuhkan waktu ± 00 : 04 : 54 ( empat menit lima puluh empat detik )

o Dalam pengujian briket yang komposisi air yang diuji sebanyak 3 liter, menghabiskan 55 gram dari 75 gram briket yang digunakan dan membutuhkan waktu ± 00 : 06 : 47 ( enam menit empat puluh tujuh detik )

Saran

Dalam pembuatan briket ampas tebu ini, penulis menyarankan agar dapat lebih memvariasikan lagi media yang akan diuji dan juga berdasarkan ukuran dimensi dari briketnya supaya bisa mendapatkan data atau hasil pengujian yang lebih akurat.

(8)

Karena dengan begitu kita bisa dapat membedakan mana briket yang lebih efektif dan efisien untuk digunakan dan diperkenalkan kemasyarakat.

Dengan begitu kita dapat membantu memecahkan masalah atau problem yang dihadapi oleh masyarakat Indonesia, terutama di daerah disekitar kita terlebih dahulu kota Padang akan langkanya bahan bakar untuk rumah tangga seperti minyak tanah maupun gas.

DAFTAR PUSTAKA

1. Azwandi, Al, 2007. Pemanfaatan Limbah Serbuk Gergaji Sebagai Bahan Bakar (Briket) Alternatif. Padang. Universitas Bung Hatta. (Skripsi)

2. Bappeda Kabupaten Padang Pariaman. 2005. Padang Pariaman Dalam Angka. Kerjasama Bappeda Dengan Badan Pusat Statistik Kabupaten Padang Pariaman. Pariaman. (Internet).

3. Bappeda Sumatera Barat. 2005.

Sumatera Barat Dalam Angka.

Kerjasama Bappeda Dengan Badan Pusat Statistik Propinsi Sumatera Barat. Padang. (Internet).

4. Direktorat Jendral Perkebunan, 2009. Pedoman Umum Pengembangan Kelapa Terpadu Tahun 2010. (Internet).

5. Effendi, K. 2005. Pengaruh Peredaman dan Kadar Air Perekat Terhadap Sifat Fisis Mekanisme Papan Partikel dari Ampas Tebu. (Skripsi). Medan.

Departemen Kehutanan Fakultas

Pertanian. Universitas Sumatra Utara. 6. Kuncoro H, Damanik Ladjiman, 2005,

“Teknilogi Tepat Guna Briket Batu Bara”, Penebar Swadaya.

7. PARI, G. Industri Pengolahan Kayu Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah (makalah filsafah sains).

8. Romi, A, 2011. Memanfaatkan Limbah Jerami Padi Menjadi Briket (bahan

Bakar Alternatif). Padang. Universitas Bung Hatta. (Skripsi)

9. Soedjoko, Ts, Wardoto, S, 1987, “Teknik Pembriketan Batu Bara di Korea Selatan dan Aplikasinya Terhadap Batu Bara di Indonesia”, (Internet).

10. Sulistyono, Eko. 2009. Pembuatan Briket Tongkol Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif. Padang. (Skripsi). Universitas Bung Hatta.