ANALISA PEMBUATAN BRIKET DARI CAMPURAN AMPAS TEBU DENGAN BIJI
BUAH KEPUH (
STERCULIA FOETIDA)
Hidro Andriyono
Prodi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo (UMSIDA) Jalan Raya Gelam 250, Candi Sidoarjo 61217, Indonesia
Phone: 085706841127 , Email: hidcos2@gmail.com
ABSTRAK
Banyaknya limbah ampas tebu di daerah Sidoarjo yang berasal dari pejual es tebu yang sampai saat ini balum dimanfaatkan secara maksimal. Dengan keadaan demikian perlu dilakukan penelitian untuk menanggulangi permasalahan limbah yang semakin meningkat menjadi bahan bakar alternatif (briket). Metode ini dilakukan dengan menambahkan campuran biji buah kepuh dengan komposisi ampas tebu : biji buah kepuh yaitu 100 gr : 30 gr, 100 gr : 40 gr, 100 gr : 50 gr. Penelitian dilakukan dengan menggunakan alat bom kalorimeter, menggunakan alat thermocouple, dan spesimen terbaik dengan pengujian proximate. Dari hasil yang didapat dari bom kalorimeter nilai terendah briket campuran 100gr :30gr yaitu 5351 kal/gr dan tertinggi 5528 kal/gr untuk koposisi 100 gr : 50 gr. Sedangkan uji termal dari ke tiga sepesimen briket yang mempunyai termal yang tertinggi selama pembakaran 10 menit adalah pada jenis B50 yaitu 7420C. Dan dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi nilai kalor yang
didapat maka semakin tinggi termal yang dimiliki. Karakteristik briket jenis B50 merupakan hasil yang terbaik dan dilakukan pengujian proximate diperoleh persentase kadar air 4,94 %, kadar zat yang menguap 52,23 %, kadar abu 8,73%, dan fixed karbon 34,10%
Keywords: briket, ampas tebu, biji buah kepuh, proksimate
1. Pendahuluan
Ketergantungan terhadap kebutuhan hidup semakin meningkat beriringan dengan bertambahnya populasi manusia dan meningkatnya perekonomian masyarakat, terutama dalam sektor energi. Masih banyak negara di dunia ini terutama Indonesia yang menggantungkan kebutuhan energinya terhadap energi yang berasal dari bahan bakar minyak bumi yang keberadaanya semakin menipis. Sedangkan pada sisi lainya banyak negara yang berlomba lomba menciptakan energi alternative salah satunya adalah biomassa. Ketersediaan biomassa sangat melimpah namun belum di optimalkan penggunaanya.
Biomassa secara umum lebih dikenal sebagai bahan kering material organik atau bahan yang tersisa setelah suatu tanaman atau material organik yang dihilangkan kadar airnya. Biomassa merupakan bahan alami yang biasanya dianggap sebagai sampah dan sering dimusnahkan dengan cara dibakar. Biomassa tersebut dapat diolah menjadi bioarang, yang merupakan bahan bakar dengan tingkat nilai kalor yang cukup tinggi dan dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Biomassa sangat mudah ditemukan dari aktivitas pertanian,
peternakan, kehutanan, perkebunan, perikanan, dan limbah-limbah lainnya.
Energi alternatif dapat dihasilkan dari teknologi tepat guna yang sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan seperti briket dengan memanfaatkan limbah biomassa seperti tempurung kelapa, sekam padi, serbuk gergaji kayu jati, ampas tebu. Sejalan dengan itu, berbagai pertimbangan untuk memanfaatkan tempurung kelapa serbuk gergaji kayu dan ampas tebu menjadi penting mengingat limbah ini belum dimanfaatkan secara maksimal (Amin,2000).
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 limbah tersebut, maka ampas tebu akan memberikan nilai tambah tersendiri bagi pabrik gula bila diberi perlakuan lebih lanjut, karena sebagaian besar ampas tebu di Negara Indonesia digunakan untuk bahan bakar pembangkit ketel uap pada pabrik gula, lahan media jamur dan bahan dasar pembuatan kertas.
berasal dari daerah hutan yang tersebar luas di Indonesia dan memiliki potensi untuk dibuat biodiesel sebagai pengganti BBM. (Sudrajat,dkk.2010)
Dari uraian di atas perlu dilakukan penelitian tentang pemanfaatan limbah dari ampas tebu dan biji buah kepuh untuk dijadikan energi alternative berupa briket. Pemilihan ampas tebu sebagai bahan pembuatan briket karena ampas tebu menjadikan limbah yang belum dimanfaatkan secara optimal di pabrik gula dan di penjual es tebu Sidoarjo. Dalam pembuatannya, ampas
tebu di kombinasikan dengan buah dan biji kepuh sebagai bahan dasar pembuatan briket. Dan sebagian besar masyarakat menganggap buah dan biji kepuh tidak mempunyai nilai lebih. Sehingga buah dan biji kepuh dianggap sebagai sampah organik biasa sedangkan biji kepuh berpotensi menjadi bahan bakar nabati. Dalam penelitian ini komposisi campuran briket antara arang ampas tebu, buah dan biji kepuh perlu di kaji lebih lanjut diantaranya adalah mevariasikan komposisi dan karakteristik biji buah kepuh pada briket.
2. Metodelogi Penelitian
Gambar 1 Kerangka Penelitian Studi literatur
Pengumpulan bahan ampas tebu, biji kepuh, dan kanji
Pembuatan arang ampas tebu dengan biji buah kepuh
Penumbukan dan penyaringan arang ampas tebu dan arang biji buah kepuh
Pencampuran komposisi dengan perekat kanji 20 gr
Ampas tebu, biji kepuh;100gr.30gr Ampas tebu, biji kepuh;100gr.40gr Ampas tebu, biji kepuh;100gr.50gr
Uji karakteristik termal
Uji bom kalorimeter
pembahasan
selesai Mulai
Pencetakan menjadi briket dengan mesin press
pengujian
Uji fixed karbon (sample terbaik)
hasil tidak
Pada penelitian ini, ampas tebu dicampur dengan biji buah kepuh dibuat menjadi briket dengan memvariasikan komposisi ampas tebu : biji buah kepuh yaitu 100 gr : 30 gr, 100 gr : 40 gr, 100 gr : 50 gr. Untuk mengetahui kualitas briket yang dihasilkan, dilakukan analisa nilai kalor, tinggi termal dari masing masing spesimen dengan pembakaran selama 10 menit dan mengamati perubahan suhu spesimen per menit.
2.1 Pengujian nilai kalor
Nilai kalor (heating value) suatu bahan bakar diperoleh dengan menggunakan bomb calorimeter . Nilai kalor yang diperoleh melalui bom calorimeter adalah nilai kalor atas atau highest heating value (HHV).
Gambar 2 Bom Kalorimeter
2.2 Pengujian Pembakaran
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui nilai termal masing masing jenis briket menggunakan pengujian pembakaran
dengan mencatat perubahan suhu setiap menit selama 10 menit dengan memberikan aliran udara dengan kecepatan 2 m/s.
Gambar 3 Pengujian Pembakaran
2.3 Pengujian Proksimat
Pengujian proksimat merupakan pengujian yang meliputi pengujian kadar air (moisture content), kadar asap (volatile
pemanasan atau pembakaran briket bioarang ke dalam high temperature furnace.
2.3.1 Kadar air (moisture content)
Perhitungan persentase kadar air (moisture content) yang terkandung di dalam briket tersebut menggunakan standar ASTM D-3173-11 dengan persamaan sebagai berikut:
IM(moisture) = C −C a t r x 100% Dimana :
CTS = massa cawan + tutup + sample CTS after = CTS setelah pengujian
2.3.2 Kadar abu (ash content)
Perhitungan persentase kadar abu (ash content) briket bioarang menggunakan standar ASTM D-3174-12 dengan persamaan sebagai berikut.
Ash = C a t r−C 100 %
Perhitungan persentase kadar zat yang menguap (volatile matter) yang terkandung di dalam briket bioarang ampas tebu menggunakan standar ASTM D-3175-11 dengan persamaan sebagai berikut:
VM (volatile metter) = weight loss
– IM Dimana :
weight loss = (CTS-CTS after) x 100% IM = Inherent Moisture (Air Bawaan)
2.3.4 kadar karbon (Fixed Karbon) FC = 100 % – (IM+ Ash + VM)
3. Hasil Dan Pembahasan
3.1 Data Pengamatan bom kalorimeter
Data hasil pengamatan disajikan pada gambar 2 Penelitian ini dilakukan dengan 2 kali percobaan. Dan hasil yang di dapat dari laboraturium energi ITS adalah sebagai berikut:
Gambar 4 Grafik Pengaruh Variasi Komposisi Briket Arang Ampas Tebu dengan Campuran Biji Buah Kepuh Terhadap Nilai Kalor dengan Dua Kali Pengulangan
Berdasarkan Gambar 2 pengujian bahan bakar briket arang ampas tebu dengan variasi komposisi bahan campuran yang menghasilkan nilai kalor tertinggi adalah briket arang ampas tebu dengan perbandingan komposisi bahan campuran 100 gr : 50 gr, kemudian 100 gr : 40 gr, dan yang terakhir 100 gr : 30 gr. Pengujian Briket arang ampas tebu dengan perbandingan komposisi bahan
selisih nilai kalori antara briket arang ampas tebu dengan komposisi bahan campuran yaitu 100 gr : 30 gr dengan briket arang ampas tebu dengan komposisi bahan campuran yaitu 100 gr : 50 gr sebesar 177 kal/gr.
3.2 Data Pengamatan Uji Termal
Pembakaran briket dilakukan untuk mengetahui peningkatan suhu tiap satuan menit dan juga untuk mengetahui tinggi maksimal suhu pada tiap tiap komposisi briket arang ampas tebu dengan biji buah kepuh.
Gambar 5 Grafik Pengaruh Variasi Komposisi Briket Arang Ampas Tebu dengan Campuran Biji Buah Kepuh Terhadap Temperatur Pembakaran Pembakaran Pertama
Gambar 6 Grafik Pengaruh Variasi Komposisi Briket Arang Ampas Tebu dengan Campuran Biji Buah Kepuh Terhadap Temperatur Pembakaran Pembakaran Kedua
0 200 400 600 800
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
su
h
u
(
0C
)
Waktu (menit)
uji pembakaran 1
B 30 B 40 B 50
0 200 400 600 800
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
su
h
u
(
0C
)
waktu (menit)
uji pembakaran 2
Gambar 7 Grafik Pengaruh Variasi Komposisi Briket Arang Ampas Tebu dengan Campuran Biji Buah Kepuh Terhadap Temperatur Pembakaran Pembakaran Ketiga
Berdasarkan Gambar 3 pengujian 1 pembakaran briket arang ampas tebu dengan variasi komposisi campuran biji buah kepuh yang menghasilkan temperatur tertinggi adalah briket arang ampas tebu dengan perbandingan komposisi campuran biji buah kepuh 100 gr : 50 gr, kemudian 100 gr : 40 gr, dan yang terakhir 100 gr : 30 gr. Pengujian pembakaran briket arang ampas tebu dengan perbandingan komposisi campuran biji buah kepuh antara 100 gr : 50 gr yang menghasilkan temperatur pembakaran tertinggi yaitu 742 °C.
Berdasarkan gambar 4.8 pengujian 2 dan pengujian 3 pembakaran juga sama dengan pengujian 1 yaitu menghasilkan temperatur tertinggi adalah briket arang ampas tebu dengan perbandingan komposisi campuran biji buah kepuh 100 gr : 50 gr, kemudian 100 gr : 40 gr, dan yang terakhir 100 gr : 30 gr. Dengan masing masing nilai temperatur pembakaran tertinggi untuk pengujian 2 pembakaran yaitu sebesar 602 °C dan sedangkan pengujian 3 pembakaran dengan temperatur tertinggi yaitu 733°C.
3.3 Hasil Pengujian Proximate B50
No Sifat-sifat
2 Volatile Matters
(%) 15-30 16 19
Kharis Akbar, dkk 2012
Tabel diatas dapat disimpulkan bahwa berdasarkan kadar moisture, briket hasil penelitian sudah memenuhi standar yang ada pada tabel. Kadar volatile masih terlalu tinggi sehingga tidak memenuhi standar, hal ini dikarenakan biomass memiliki kadar volatile
yang sangat tinggi sesuai dengan bahan baku. Untuk nilai kalor memenuhi standar yang ditentukan oleh EDM, tetapi tidak memenuhi standar 4 negara dan hampir memenuhi standar yang ditentukan SNI.
4. Kesimpulan
Hasil analisa pengujian briket arang ampas tebu dengan variasi campuran arang biji buah kepuh dengan komposisi antara lain 100 gr : 30 gr, 100 gr : 40 gr, dan 100 gr : 50 gr dapat diambil kesimpulan yaitu :
1. Nilai kalor terendah ditunjukan pada komposisi bahan campuran biji buah kepuh dengan perbandingan 100gr : 30gr dengan nilai kalor 5351 gr/kal.
2. Nilai kalor tertinggi ditunjukan pada komposisi bahan campuran biji buah kepuh dengan perbandingan 100gr : 50gr dengan nilai kalor 5528 gr/kal
3. Suhu tertinggi pada pembakaran briket ampas tebu dengan campuran biji buah kepuhterdapat pada komposisi 100 gr : 50 gr yaitu dengan suhu 742 0C.
4. Penambahan komposisi bahan campuran biji buah kepuh pada briket arang ampas tebu dapat meningkatkan nilai kalor pada briket arang ampas tebu tersebut.
5. Penambahan komposisi bahan campuran biji buah kepuh pada briket arang ampas tebu dapat meningkatkan temperatur pembakaran atau semakin tinggi nilai kalor maka semakin meningkat temperatur pembakarannya
Daftar Pustaka
Amin, S. 2000. Penelitian Berbagai Jenis Kayu Limbah Pengolahan untuk Pemilihan Bahan baku Briket Arang. Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia 2, 41-46.
Himawanto, D.A. 2005. Pengaruh Temperatur Karbonisasi terhadap Karakteristik Pembakaran Briket. Jurnal Media Mesin. Volume 6 No. 2, Juli 2005. Surakarta. Kharis Akbar, dkk 2012
.
Studi PemanfaatanPotensi Biomass Dari Sampah Organik Sebagai Bahan Bakar Alternatif (Briket) Dalam Mendukung Program Eco-Campus Di ITS Surabaya. Surabaya: Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Kent (1992) Heyne, K.1987 Tumbuhan Berguna Indonesia, Jil.3:1353-1355 Terj. Yayasan Sarana Wana Jaya, Jakarta https://id.wikipwdia.org/wiki/kepuh#cite_ note-heyne-2 (12 april 2016)
Patabang, D. 2012. Karaketeristik Termal Briket Arang Sekam Padi dengan Variasi Bahan Perekat. Jurnal Mekanikal, Vol. 3 No.2. Hal: 286-292. Palu: Fakultas Teknik. Universitas Tadulako.
Sembiring MT, Sinaga TS. 2003. Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatannya). Medan: Fakultas Teknik. Universitas Sumatera Utara
Subroto. 2006. Karaketristik Pembakaran Biobriket Campuran Batubara, Ampas Tebu, dan Jerami. Media Mesin. Vol 7.No 2. Hal 47-54.
Sudrajat, R.dkk. 2010. Pembuatan Biodiesel Biji Kepuh dengan Proses Transesterifikasi. Bogor. Institut Pertanian Bogor.
Sulistyanto, A. 2006. Karakteristik Pembakaran Biobriket Campuran Sabut Kelapa dan Batubara. Vol 7. No2. Hal 77-84.
Syamsiro, M. Dan Saptoadi, H. 2007. Pembakaran Briket Biomassa Cangkang Kakao: Pengaruh Temperatur Udara Preheat. Yogyakarta: Seminar Nasioanal Teknologi 2007 (SNT 2007).
