PEMBUATAN BIOBRIKET DENGAN LIMBAH AMPAS DAN DAUN TEBU MENGGUNAKAN PEREKAT LIGNIN DENGAN PROSES PIROLISIS.

(1)

PEMBUATAN BIOBRIKET DENGAN LIMBAH AMPAS DAN

DAUN TEBU MENGGUNAKAN PEREKAT LIGNIN DENGAN

PROSES PIROLISIS

PENELITIAN

Oleh :

ARIEANTHI LAKSMININGSIH

0931010040

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN” JAWA TIMUR

SURABAYA

2013

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

(2)

(3)

(4)

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas Karunia dan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan skripsi ini.

Penelitian ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh mahasiswa tingkat akhir sebelum dinyatakan lulusan sebagai Sarjana Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “VETERAN” Jawa Timur.

Pada kesempatan ini penyusun melakukan penelitian dengan judul “Pembuatan Biobriket Dari Ampas Tebu Dengan Perekat Lignin Dari Tebu”. Terima kasih sebesar – besarnya penyusun tujukan kepada semua pihak yang telah membantu penelitian hingga tersusunnya laporan ini, terutama kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “VETERAN” Jawa Timur.

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia, Fakutas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “VETERAN” Jawa timur.

3. Bapak Ir. Mu’tasim Billah, MS. selaku Dosen pembimbing dalam penelitian ini.

4. Bapak Dr. Ir. EdyMulyadi, SU selaku Dosen penguji. 5. Ir. Siswanto selaku Dosen penguji

6. Kepada Orang tua tersayang, terima kasih atas dukungan doa dan restunya kepada kami.

7. Kepada teman – teman jurusan teknik kimia FTI-UPN ’VETERAN’ JATIM khususnya angkatan 2009 yang memberikan dukungan dan informasi dalam penyelesaian hasil penelitian ini.

8. Semua pihak yang tidak dapat dituliskan terperinci yang telah membantu hingga terselesainya hasil penelitian ini.

Penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya atas segala bantuan, fasilitas, yang telah diberikan kepada kami. Penyusun menyadari masih

(5)

ii banyak kekurangan pada penyusunan laporan ini. Oleh karena itu kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun atas proposal ini.

Akhir kata, penyusun mohon maaf yang sebesar – besarnya kepada semua pihak, apabila dalam penyusunan laporan ini penyusun melakukan kesalahan baik yang disengaja maupun tidak di sengaja.

Surabaya, 29 Januari 2012

Penyusun

(6)

iv

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI………..iii

DAFTAR ISI ... ...iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GRAFIK ... . ...vii

BAB I. PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang ... 1

I.2. Tujuan Penelitian ... 3

I.3. Manfaat Penelitian ... 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA II.1 Tebu Secara Umum ... 4

II.2 Daun Tebu ... 7

II.3 Limbah Ampas Tebu ... 7

II.4 Lignin ... 8

II.5 Biobriket ... 9

II.6 Landasan Teori ... 10

II.7 Cara Pembuata Biobriket ... 10

II.8 Mekanisme Reaksi ... 11

II.9 Pirolisis ... 11

II.10 Hipotesis ... 13

BAB III. PELAKSANAAN PENELITIAN III.1. Bahan - Bahan yang di gunakan ... 14

III.2 Alat – Alat yang Digunakan ... 14

III.3. Rangkaian Alat ... ...14

III.4 Variabel yang digunakan ... 15

III.5 Metode penelitian ... 15

(7)

v

III.6 Metode Analisa ... 18

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Penelitian ... 19 IV.2 Grafik ... 20

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan ... 21 V.2 Saran ... 21

DAFTAR PUSTAKA APPENDIX

LAMPIRAN

(8)

iii

INTISARI

Krisis energi yang melanda dunia dan khususnya di Indonesia saat ini, diperlukan inovasi teknologi untuk mengatasinya yaitu membuat bahan bakar alternatif yang murah dan mudah dibuatnya. Sampah merupakan suatu masalah yang komplek, baik dari segi ekonomi, sosial, budaya maupun kesehatan. Salah satu cara mengatasi kedua masalah tersebut adalah membuat bahan bakar alternatif berupa briket arang dengan memanfaatkan sampah organik (Ampas dan Daun Tebu) biobriket bisa menjadi alternatif bahan bakar untuk berbagai macam keperluan. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh perbandingan daun dan ampas tebu pada berbagai jumlah lignin ampas tebu sebagai perekatnya, untuk menghasilkan Biobriket ampas dan daun tebu yang mempunyai nilai kalor yang relatif tinggi.

Prosedur penelitian adalah daun dan ampas tebu dibersihkan, kemudian dikeringkan dengan sinar matahari. Dengan perbandingan daun dan ampas (%) = (10 : 90) ; (15 : 85) ; (20 : 80) ; (25 : 75) ; (30 : 70). Setelah itu, campuran daun dan ampas tebu dicampur dan dilakukan proses pirolisis untuk mendapatkan arangnya dan diayak dengan ukuran 30 mesh. Arang tersebut lalu dicampur dengan perekat lignin daun dan ampas tebu pada berbagai Perbandingan jumlah lignin dengan campuran ampas dan daun tebu (%) = (10 : 90) ; (15 : 85) ; (20 : 80) ; (25 : 75) ; (30 : 70), dan dicetak dengan alat pencetak briket . Briket yang terbentuk diangin – anginkan, lalu dikeringkan dengan menggunakan oven pada suhu 105 oC selama 1 jam. Dari hasil penelitian hasil analisa didapat nilai kalor (%) terendah sebesar 4860 kal/kg pada kadar lignin 10% dan kadar nilai kalor tertinggi pada 25% sebesar 5876 kal/kg. Hasil analisa kadar air (%) terendah pada kadar lignin 10% sebesar 0,0781 % dan kadar air tertinggi sebesar 0,1387 % pada kadar lignin 25%.

Kata kunci : Sampah Organik, Lignin, Biobriket.

(9)

Bab I pendahuluan

Program Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran”Jatim

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Krisis energi yang melanda dunia dan khususnya di Indonesia akhir – akhir ini dan kebutuhan manusia untuk menggunakan bahan bakar minyak yang semakin meningkat, sedangkan persediaan minyak atau gas bumi sangat terbatas dan tidak dapat diperbaharui. Karena semakin terbatasnya persediaan minyak mengakibatkan kenaikan harga BBM. Di Indonesia sejak 1 oktober 2005 kenaikan BBM memberikan efek yang signifikan bagi masyarakat kalangan bawah.seperti contoh lonjakan harga minyak tanah dari Rp. 700 perliter menjadi tiga kali lipatnya Rp. 2.500 hingga saat ini harga minyak tanah mencapai Rp. 7500 hal ini sangat membebani masyarakat miskin di tambah lagi kecenderungan kenaikan harga BBM yang selalu diiringi dengan meningkatnya harga bahan pokok lainnya.

Biaya yang dibutuhkan untuk mendapatkan bahan bakar makin lama makin mahal. Makin tinggi teknologi yang dipakai untuk mengolah bahan bakar, makin mahal pula harganya. Akibat langsung jika menggunakan bahan bakar semacam ini adalah biaya hidup tinggi sehingga tidak banyak orang yang mampu memanfaatkannya.

(10)

Proposal Penelitian Bab I pendahuluan

2

Tabel 1.1. Data Statistik Kebutuhan Arang di Indonesia ( BPS Surabaya, 2011 )

YEAR

Perkembangan kebutuhan arang di Indonesia Selama lima tahun, dimulai dari tahun 2005 – 2009 mengalami peningkatan yang cukup pesat. Pada Tabel 1.1. dapat dilihat pada tahun 2008 mengalami peningkatan dengan total 2.084.919 / kg dengan nilai perdagangan sebesar $ 595.233 dibandingkan dengan tahun – tahun sebelumnya. Hal ini dipicu kenaikan harga bahan bakar minyak yang tiap tahunnya selalu melambung tinggi.

Sebagai pemecahan masalah kebutuhan bahan bakar yang semakin meningkat, dan untuk memanfaatkan limbah bimassa tersebut melalui teknologi yang aplikatif menjadi produk Bahan Bakar Alternatif Padat (BBAP) / biobriket Daun dan Ampas tebu yang mudah dibuat sehingga mudah untuk disosialisasikan ke masyarakat pengguna. Salah satu limbah pertanian yang berpotensi digunakan sebagai briket adalah daun tebu, blotong dan ampas tebu. Sebagai contoh, ketersediaan daun tebu di Jawa Timur pada tahun 2004/2005 sejumlah 4.845.950,5 ton dengan nilai kalor sebesar 3267.10 kalori/gram. Berdasarkan bahan bakar kering, ampas tebu adalah terdiri dari unsur C (carbon) 47%, H (hidrogen) 65%, Oksigen (Oxygen) 44% dan abu (ash) 2,5%.

(11)

Bab I pendahuluan

Jenis daun yang dipakai adalah daun tebu yang memiliki tulang daun sejajar seperti garis-garis lurus yang sejajar seperti daun tebu.

Beberapa peneliti telah melakukan penelitian :

1. Angga Yudanto dan Kartika Kusumaningrum, 2009, “Pembuatan Briket BioArang Dari Arang Serbuk Gergaji Kayu Jati”, Laporan Penelitian Jurusan Teknik Kimia Universitas Diponegoro, Semarang. 2. Senadi Budiman, Sukrido, Arli Harliana, 2010, “Pembuatan BioBriket

Dari Campuran Bungkil Biji Jarak Pagar (Jatropha cucras L.) dengan

Sekam Sebagai Bahan Bakar Alternatif”, Jurusan Kimia FMIPA

UNJANI, Bandung.

3. Subroto, 2006, “ Karakteristik Pembakaran Biobriket Campuran BatuBara, Ampas Tebu dan Jerami, Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, Solo.

Sehingga pada penelitian ini akan dicoba pembuatan biobriket dengan bahan baku ampas dan daun tebu menggunakan perekat lignin dari campuran ampas tebu dan NaOH menggunakan proses pirolisis.

1.2. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah membuat biobriket dari limbah ampas dan daun tebu dengan perekat lignin ampas tebu menggunakan proses pirolisis.

1.3. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain : 1. Dapat mengurangi banyaknya limbah ampas tebu.

2. Dapat memberikan nilai tambah dari limbah ampas tebu dengan menjadikan sebagai bahan baku alternatif untuk pembuatan biobriket. 3. Dapat memberi informasi tentang teknologi biobriket dari limbah

ampas tebu.

(12)

Proposal Penelitian Bab II Tinjauan Pustaka

Program Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri

Tanaman tebu (Saccharum officinarum L) adalah satu anggota familia rumput-rumputan (Graminae) yang merupakan tanaman asli tropika basah, namun masih dapat tumbuh baik dan berkembang di daerah subtropika, pada berbagai jenis tanah dari daratan rendah hingga ketinggian 1.400 m diatas permukaan laut. Asal mula tanaman tebu sampai saat ini belum didapatkan kepastiaanya, dari mana asal muasal tanaman tebu. Namun sebagian besar para ahli yang memang berkompeten dalam hal ini, berasumsi bahwa tanaman tebu ini berasal dari Papua New Guinea. Pada 8000 SM, tanaman ini menyebar ke Kep. Solomon dan Kaledonia Baru. Ekspansi tanaman ini ke arah timur Papua New Guinea berlangsung pada 6000 SM, dimana tebu mulai menyebar ke Indonesia, Filipina dan India. Dari India, tebu kemudian dibawa ke China pada tahun 800 SM, dan mulai dimanfaatkan sebagai pemanis oleh bangsa China pada tahun 475 SM. Pada tahun 510 Sebelum Masehi, ketika menguasai India, Raja Darius dari Persia menemukan ”batang rerumputan yang menghasilkan madu tanpa lebah”. Seperti halnya pada berbagai penemuan manusia lainnya, keberadaan tebu sangat dirahasiakan dan dijaga ketat, sedangkan produk olahannya diekspor dan untuk menghasilkan keuntungan yang sangat besar. Rahasia tanaman tebu akhirnya terbongkar setelah terjadi ekspansi besar-besaran oleh orang-orang Arab pada abad ketujuh sebelum sesudah masehi. Ketika mereka menguasai Persia pada tahun 642, mereka menemukan keberadaan tebu yang kemudian dipelajari dan mulai diolah menjadi gula kristal. Ketika menguasai Mesir pada 710 M, tebu ditanam secara besar-besaran di tanah Mesir yang subur. Pada masa inilah, ditemukan teknologi kristalisasi, klarifikasi, dan pemurnian. Dari Mesir, gula menyebar ke Maroko dan menyeberangi Laut Mediterania ke benua Eropa, tepatnya di Spanyol (755 M) dan Sisilia (950 M).

(13)

Bab II Tinjauan Pustaka

Tanaman tebu (Saccharum officinarum) dimanfaatkan sebagai bahan baku utama dalam industri gula. Pengembangan industri gula mempunyai peranan penting bukan saja dalam rangka mendorong pertumbuhan perekonomian di daerah serta penambahan atau penghematan devisa, tetapi juga langsung terkait dengan pemenuhan kebutuhan pokok rakyat dan penyediaan lapangan kerja (Farid, 2003). Bagian lain dari tanaman seperti daunnya dapat pula dimanfaatkan sebagai pakan ternak dan bahan baku pembuatan pupuk hijau atau kompos. Ampas tebu digunakan oleh pabrik gula itu sendiri untuk bahan bakar selain itu biasanya dipakai oleh industri pembuat kertas sebagai campuran pembuat kertas. Daun tebu yang kering (dalam bahasa Jawa, dadhok) adalah biomassa yang mempunyai nilai kalori cukup tinggi. Di pedesaan, dadhok sering dipakai sebagai bahan bakar untuk memasak; selain menghemat minyak tanah yang makin mahal, bahan bakar ini juga cepat panas. Dalam konversi energi pabrik gula, daun tebu dan juga ampas batang tebu digunakan untuk bahan bakar boiler, yang uapnya digunakan untuk proses produksi dan pembangkit listrik (Anonim, 2007). Pada saat masa panen akan terjadi peningkatan jumlah dadhok dan dapat dianggap sebagai sampah yang biasanya dihilangkan dengan cara dibakar. Di beberapa wilayah, pembakaran areal tanaman tebu tidak diijinkan karena asap dan senyawa-senyawa karbon yang dilepaskan dapat membahayakan penduduk setempat. Meskipun CO2 yang dilepaskan sebenarnya memiliki proporsi yang sangat kecil dibandingkan dengan CO2 yang ditangkap oleh tanaman untuk digunakan pada proses fotosintesis (Anonim,2008). Volume dadhok dapat juga meningkat pada masa perempalan atau pelepasan daun, yaitu ketika ruas tebu dibersihkan dari daun tebu kering (dadhok) untuk menghindari kebakaran. Bersamaan dengan pelepasan daun kering, anakan tebu yang tidak tumbuh baik juga dibuang. Perempalan pertama dilakukan pada saat 4 bulan setelah penanaman dan yang kedua ketika tebu berumur 6 – 7 bulan.

Pada konversi energi pabrik gula, daun tebu dan juga ampas batang tebu digunakan untuk bahan bakar boiler, yang uapnya digunakan untuk proses produksi dan pembangkit listrik. Di beberapa daerah air perasan tebu sering dijadikan minuman segar pelepas lelah, air perasan tebu cukup baik bagi

(14)

6

kesehatan tubuh karena dapat menambah glukosa. salah satu tempat yang menjual es tebu yaitu di seputaran Jember. Tebu merupakan bahan dasar dalam pembuatan gula. Gula yang dihasilkan dari tebu disebut dengan gula putih atau juga gula pasir karena berbentuk butiran-butiran kristal putih. Klasifikasi ilmiah dari tanaman tebu adalah sebagai berikut:

Kingdom: Plantae (Tumbuhan)

Subkingdom: Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) Super Divisi:Spermatophyta(Menghasilkanbiji)

Divisi: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga) Kelas: Liliopsida (berkeping satu / monokotil) Sub Kelas: Commelinidae

Secara morfologi, tanaman tebu dapat dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu batang, daun, akar, dan bunga. Tanaman tebu mempunyai sosok yang tinggi kurus, tidak bercabang, dan tumbuh tegak. Tinggi batangnya dapat mencapai 3-5 m atau lebih. Kulit batang keras berwarna hijau, kuning, ungu, merah tua, atau kombinasinya. Pada batang terdapat lapisan lilin yang berwarna putih keabu-abuan dan umumnya terdapat pada tanaman tebu yang masih muda. Daun tebu merupakan daun tidak lengkap, karena hanya terdiri dari pelepah dan helaian daun, tanpa tangkai daun. Daun berpangkal pada buku batang dengan kedudukan yang berseling. Pelepah memeluk batang, makin ke atas makin sempit. Pada pelepah terdapat bulu-bulu dan telinga daun. Pertulangan daun sejajar. Tebu mempunyai akar serabut yang panjangnya dapat mencapai satu meter. Sewaktu

(15)

tanaman masih muda atau berupa bibit, ada 2 macam akar, yaitu akar setek dan akar tunas. Akar setek/bibit berasal dari setek batangnya, tidak berumur panjang, dan hanya berfungsi sewaktu tanaman masih muda. Akar tunas berasal dari tunas, berumur panjang, dan tetap ada selama tanaman masih tumbuh. Bunga tebu merupakan bunga majemuk yang tersusun atas malai dengan pertumbuhan terbatas. Panjang bunga majemuk 70-90 cm. Setiap bunga mempunyai tiga daun kelopak, satu daun mahkota, tiga benang sari, dan dua kepala putik.

(Tim Penulis PS, 2000).

II.2 Daun Tebu

Daun tebu yang berada pada lahan perkebunan menjadi limbah padat dari pabrik gula apabila dibiarkan akan menjadi serasah. Serasah merupakan materi organik yang terdapat di lantai hutan, sebagian besar tersusun atas tumbuhan mati dan potongan organ tumbuhan, sehingga produksi serasah dapat diidentifikasi sebagai berat material yang mati dalam luas area tertentu per satuan waktu (Feliatra, 2001). Serasah dapat berupa sisa-sisa tanaman termasuk dedaunan, cabang, ranting dan batang (Sutedjo dkk, 1991). Daun tebu pada umumnya tersusun atas selulosa dan lignin yang sulit untuk didegradasi. Selulosa adalah polisakarida yang tersusun atas 1000-10.000 unit glukosa yang diikat oleh ikatan 1,4 β-glukosida.

II.3 Limbah Ampas Tebu

Potensi ampas tebu di Indonesia cukup besar, hal ini dikaitkan dengan peningkatan produksi tebu. Kecenderungan masyarakat selama ini yang menjadikan ampas tebu hanya sebagai pakan ternak, ternyata di balik limbah ampas tebu dapat disulap menjadi bahan baru dengan nilai ekonomis yang lebih tinggi. Salah satunya bahan organik dalam pembuatan sumber energi alternatif. Ampas tebu kering mengandung hemiselulosa dan selulosa ampas tebu

(16)

8

dengan kemurnian tinggi masing – masing sebanyak 24,64 ; 54,4 ; dan 45,60

% ( http://komunikasi.um.ac.id ).

Ampas tebu sebagai limbah pabrik gula merupakan salah satu bahan lignoselulosa yang potensial untuk dikembangkan menjadi sumber energi seperti bioetanol. Konversi bahan lignoselulosa menjadi bioetanol mendapat perhatian penting karena bioetanol dapat digunakan untuk mensubstitusi bahan bakar bensin untuk keperluan transportasi. Bahan lignoselulosa, termasuk dari ampas tebu terdiri atas tiga komponen utama, yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Konversi bahan lignoselulosa menjadi etanol pada dasarnya terdiri atas perlakuan pendahuluan, hidrolisis selulosa menjadi gula, fermentasi gula menjadi etanol, dan pemurnian etanol melalui proses distilasi dan dehidrasi. Biaya produksi etanol masih cukup tinggi. Oleh karena itu, berbagai penelitian dilakukan untuk memperbaiki proses produksi mulai dari tahap perlakuan pendahuluan, hidrolisis selulosa, fermentasi gula menjadi etanol sampai dengan pemurnian etanol.

(http://www.biotek.lipi.go.id/) kompleks yang dibentuk dari unit hydroxyphenylpropane dan phenol dengan kadar 20 – 35 %. Kemungkinan adanya ikatan – ikatan kovalen antara lignin dan karbohidrat telah dipelajari secara intensif. Ikatan yang terjadi antara lignin dan sellulosa dapat berupa ester atau eter dan di mungkinkan pula

(17)

berupa ikatan glikoksida. Karena susunannya kompleks, maka sampai sekarang rumus kimia lignin belum diketahui dengan pasti (Sjostrom, 1995). (http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_material/pengujian-kadar-lignin-dalam-pulp/)

II.5 Biobriket

Biobriket merupakan bahan bakar padat yang terbuat dari campuran biomassa, bahan bakar padat ini merupakan bahan bakar alternatif atau merupakan pengganti minyak tanah yang paling murah dan dapat dikembangkan secara massal dalam waktu yang relatif singkat mengingat teknologi dan peralatan yang digunakan relatif sederhana. Briket dalam penggunaannya adalah sebagai bahan bakar, berasal dari kayu yang telah dibuat serbuk dan ditambahkan larutan perekat . Selanjutnya, dipress sehingga mempunyai bentuk, ukuran dan kepadatan tertentu dan menjadi produk yang lebih efisien dalam penggunaannya sebagai bahan bakar. Pada umumnya digunakan tersebut sudah berupa serbuk gergaji.

Pemberian bahan perekat adalah untuk menarik air dan membentuk tekstur yang padat atau menggabungkan antara dua bahan yang akan direkatkan. Pemilihan dan penggunaan bahan perekat berdasarkan pada beberapa hal antara lain memiliki daya serap yang baik terhadap air, harganya relatif murah serta mudah didapatkan. Tanpa bahan perekat, briket akan menjadi remuk, menjadi potongan – potongan saat diangkat dari cetakan. Namun ada juga bahan yang tidak memerlukan bahan perekat (binder), yaitu bahan yang pada suhu dan

(18)

10

tekanan tinggi dapat bersifat seperti perekat atau pengikatnya sendiri. Berbagai macam pengikat yang sering digunakan dalam pembuatan briket adalah molase (molasses), kanji (starch), kapur (lime), tanah liat (clay), semen (cement), aspal. Selain jenis – jenis diatas, pengikat lain yang juga bisa digunakan adalah daun lamtoro, daun kapuk randu dan tepung sagu. Setiap jenis pengikat mempunyai kelebihan dan kekurangan. Namun syarat utama dari pengikat adalah harus ikut terbakar dan dapat menambah nilai kalor, penambahan pengikat yang tidak semestinya (baik jenis maupun komposisinya) akan dapat mengurangi nilai kalor dari briket (Prasetyo, 2000).

II.6. Landasan Teori

Proses pembuatan briket diawali dengan cara mengeringkan ampas dan daun tebu, kemudian di ayak dengan alat pengayak dengan ukuran partikel 30 mesh, setelah itu campuran ampas dan daun tebu dipirolisis dengan alat pirolisis. Arang yang telah terbentuk dari hasil pirolisis dicampur dengan perekat lignin setelah itu dicetak dengan alat pres.

Perkembangan kebutuhan arang di Indonesia Selama lima tahun, dimulai dari tahun 2005 – 2009 mengalami peningkatan yang cukup pesat. Pada Tabel 1.1. dapat dilihat pada tahun 2008 mengalami peningkatan dengan total 2.084.919 / kg

(19)

dengan nilai perdagangan sebesar $ 595.233 dibandingkan dengan tahun – tahun sebelumnya. Hal ini dipicu kenaikan harga bahan bakar minyak yang tiap tahunnya selalu melambung tinggi.

II.2.2 Mekanisme Reaksi

Mekanisme pembuatan briket ampas tebu dan daun :

Ampas tebu kering + NaOH lignin ………(1) Dipisahkan menggunakan ayakan sehingga memisahkan antara lignin dan cellulosnya. Ampas tebu dan daun di pirolisis dengan suhu sekitar 300-400°C. (Ampas tebu+daun kering)+lignin briket ……….(2) Kemudian briket dikeringkan kedalam oven dengan suhu 105°C selama 1 jam.

II.2.3 Pirolisis

Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya, di mana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Pirolisis adalah kasus khusus termolisis. Pirolisis ekstrem, yang hanya meninggalkan karbon sebagai residu, disebut karbonisasi. Briket batubara terkarbonisasi adalah briket yang sebelumnya mengalami suatu proses karbonisasi. Karbonisasi adalah proses pemanasan batubara sampai suhu dan waktu tertentu ( berkisar 200oC – di atas 1000oC 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.

Fungsi utama karbonisasi adalah meningkatkan nilai kalor, karena pelepasan kandungan air, juga pembentukan tar yang bis berfungsi sebagai coating film yang mencegah penyerapan kembali kandungan air. Cara lain yang lazim digunakan adalah high pressure pneumatic grinding, yang konon katanya bias mereduce sampai dengan 75% kandungan air dari jumlah semula. Untuk batu bara tiadanya komponen pengikat/bending akan membuat pressure yang

(20)

12

dibutuhkan semakin besar, karena itulah ditambahkan komponen pengikat untuk menurunkan tekanan. Beberapa pengujian untuk karbonisasi adalah sebagai berikut:

1. Free Swelling Index Tes ini dilakukan untuk menentukan angka pelebuaran dengan cara memanaskan sejumlah sampel pada temperatur peleburan normal (kira-kira 800o C). Lalu setelah pemanasan atau sampai volatile dikeluarkan, sejumlah coke tersisa dari peleburan. Swelling number dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel dan kecepatan pemanasan.

2. Tes karbonisasi Gray-king dan tipe coke Tes Gray king menentukan jumlah padatan, larutan dan gas yang diproduksikan akibat karbonisasi. Tes dilakukan dengan memanaskan sampel di dalam tabung tertutup dari temperatur 300o C menjadi 600oC selama 1 jam untuk karbonisasi. Temperatur rendah dan dari 300o menjadi 900oC selama 2 jam untuk karbonisasi temperatur tinggi.

3. Tes Karbonisasi Fischer Prinsipnya sama dengan metode Gray-king, perbedaan terletak pada peralatan dan kecepatan pemanasan. Pemanasan dilakukan di dalam tabung alumanium selama 80 menit. Tar dan liquor dikondensasikan kedalam air dingin. Akhirnya didapatkan persentase coke, tar, dan air. Sedangkan jumlah gas didapat dengan cara mengurangkannya. Tes fischer umum digunakan untuk batubara range rendah (Brown coal lignite ) untuk karbonisasi temperatur rendah. 4. Plastometer gieseler Plastometer gieseler adalah viskometer yang memantau viscositas sampel batubara yang lebih telah dileburkan. Briket batubara yang dikarbonisasi lebih sehat, higienis dan mudah digunakan. Selain itu, harganya relative murah. Keuntungan dari briket terletak pada penggunaan batubaranya. Batubara yang digunakan untuk briket justru batubara yang berkualitas rendah. Proses karbonisasi akan memengaruhi karakteristik pembakaran.

http://id.wikipedia.org/wiki/Pirolisis

(21)

Kondisi – kondisi yang berpengaruh terhadap proses ini adalah : 1. Suhu pemasakan

Suhu pemasakan yang tinggi lebih dari 180 oC akan menyebabkan degradasi sellulosa atau dapat mempersingkat waktu pemasakan. Sedangkan bila suhu pemasakan kurang dari 170 oC kualitas yang akan dihasilkan dan rendemen akan menjadi turun untuk bahan baku tertentu. Untuk suhu pemasakan 170 oC, Sodium Hydroxide ( NaOH ) melarutkan lignin sebanyak 87 %. ( Casey, vol 2, 1980 ).

2. Waktu Pemasakan

Waktu pemasakan pada pembuatan pulp batang rami dengan proses soda anthraquinon diperoleh hasil yang optimum pada 3,5 jam dan 4 jam ( Casey, vol. 2, 1980).

3. Penambahan Bahan Kimia

Pembuatan lignin dengan proses soda memiliki kelemahan, yaitu rendahnya selektifitas delignifikasi yang memungkinkan terjadinya degradasi komponen karbohidrat secara berlebihan, sehingga dapat menurunkan sifat – sifat dan rendemen lignin.

II.3 Hipotesa

Ampas tebu mengandung serat seperti cellulose dan lignin yang cukup tinggi yaitu 19,7% sehingga dapat digunakan untuk pembuatan briket serta perekatnya dan tanpa menambahkan perekat briket lain seperti kanji atau yang lain.

(22)

Proposal Penelitian

Bab III Pelaksanaan Penelitian

Program Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri

Larutan NaOH yang dimasak dengan media perantara oil bekas.

III.2 Alat – alat yang digunakan

Alat yang digunakan adalah seperangkat alat pirolisis yang dihubungkan dengan temperature indikator kontrol yang berfungsi untuk mengatur suhu pirolisis. Dan digunakan alat pencetak briket dari Pipa

(23)

III.4 Variabel yang digunakan

Kosentrasi NaOH (%) = 10 % Suhu Pengeringan Oven = 105oC Waktu Pengeringan Oven = 1 jam Densitas Lignin = 1,3424 gr/ml Berat Ampas tebu kering = 600 gr Berat Daun tebu kering = 250 gr

III.4.2 Peubah yang dijalankan Perbandingan daun dan ampas tebu

(%) = (10 : 90) ; (15 : 85) ; (20 : 80) ; (25 : 75) ; (30 : 70).

Perbandingan jumlah lignin dengan campuran ampas dan daun tebu (%) = (10 : 90) ; (15 : 85) ; (20 : 80) ; (25 : 75) ; (30 : 70).

III.5 Metode penelitian III.5.1 Pembuatan Lignin

1. Persiapan Bahan

Ampas tebu yang akan digunakan, terlebih dahulu dipotong kecil – kecil dengan ukuran + 0,5 s/d 1 cm, kemudian ditumbuk hingga membentuk serat, setelah itu dijemur dibawah sinar matahari selama 2 hari hingga kering.

2. Prosedur Penelitian

Timbang 250 gram serat yang telah kering, dimasak selama 1 jam untuk mengalami proses pelunakan. Serat yang telah dilunakkan ditambahkan dengan NaOH 18 % dengan perbandingan 1 : 4, dipanaskan selama 2 jam pada suhu 100 oC. Lignin dipisahkan dari cellulosanya dengan proses penyaringan.

(24)

16

III.5.2 Pembuatan Briket

Daun dan ampas tebu dibersihkan dari kotoran – kotoran agar mendapat hasil yang baik, kemudian dijemur dibawah sinar matahari sampai kering + 2 hari dan diayak dengan ukuran 30 mesh. Perbandingan Daun dan ampas tebu sesuai dengan variabel yang dijalankan dicampur sampai homogen. Setelah diperoleh campuran yang homogen di pirolisis, campuran ampas dan daun tebu yang telah di pirolisis dicampur dengan lignin sesuai dengan variabel. Campuran dari variabel tersebut dimasukkan kedalam alat pencetak briket dan kemudian dicetak. Pengeringan briket di dalam oven dengan suhu 105 oC selama 1 jam .

(25)

Daun Dan Ampas Tebu Kering

Pemasakan Selama 2 Jam Larutan

NaOH

Dipisahkan

Sellulose Lignin

Pencampuran Dan Pengadukan

Pirolisis dg suhu

300-400°C

Di Cetak Di Angin-Anginkan Di Keringkan ( 105 0C, 1 Jam )

BRIKET

Analisis Kadar Air

Analisis Nilai Kalor

(26)

18

III.6 Metode Analisa

1. Analisa Kalor

Nilai kalor ditentukan dengan menggunakan alat Furnice Bomb Calorimeter. Biobriket yang akan diukur nilai kalornya ditimbang sebanyak 5

gram dan dimasukkan ke furnice bomb calorimeter, dipanaskan sampai membara. Beberapa saat kemudian dari alat bomb calorimeter diamati petunjuk nilai kalori yang semakin lama nilai kalori akan naik terus menerus. Dan setelah naik akan tercetak data kenaikan suhu dan besarnya nilai kalor yangdihasilkan.

2. Analisa Kadar Air

a. Timbang 1 gram contoh briket arang ke dalam botol timbang yang telah diketahui beratnya.

b. Panaskan dalam oven pengering pada suhu 105 oC selama 1 jam. c. Dinginkan dalam oksicator dan timbang.

100%

(27)

Bab IV Hasil dan Pembahasan

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Penelitian

Hasil yang diperoleh selama penelitian dan yang telah dianalisa meliputi hasil analisa nilai kalor dan kadar air dengan peubah yang dijalankan yaitu perbandingan jumlah lignin dengan campuran ampas dan daun tebu.

Table 4.1 Hasil analisa briket dari campuran ampas dan daun tebu dengan lignin dari ampas tebu

Kadar Lignin (%)

Nilai kalor (kal/kg)

Kadar Air (%)

10 4860 0.0781

15 4925 0.1001

20 5642 0.1110

25 5876 0.1276

30 5865 0.1387

(28)

Hasil Penelitian

20

IV.2 Grafik

IV.2.1 Hubungan lignin (%) vs nilai kalor pada pencampuran ampas dan daun tebu dengan variasi kadar lignin.

Pembahasan :

Pada data grafik diatas dapat dijelaskan bahwa semakin tinggi kadar lignin pada pencampuran biobriket ampas dan daun tebu maka semakin besar nilai kalor yang didapat. Hal ini disebabkan karena jumlah lignin yang didapat semakin banyak, sehingga nilai kalor meningkat. Pada kadar lignin 10 % didapat nilai kalor yang rendah karena perbandingan campuran ampas dan daun tebu lebih banyak dari pada lignin sehingga nilai kalor yang didapat rendah sebesar 4860 kal/kg. Untuk kadar lignin 20 % nilai kalor mulai naik dan titik maksimum nilai kalor tertinggi pada kadar lignin 25 % yaitu sebesar 5876 kal/kg. Pada kadar lignin 30 % nilai kalor stabil karena pada saat pengepresan lignin terjadi pengurangan yang menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan stabil dengan kadar lignin 25%. Hasil nilai kalor yang didapat telah memenuhi syarat standar kualitas biobriket Standar kualitas Batubara sebagai bahan baku Briket Batubara dan bahan bakar padat berbasis batubara yaitu minimal nilai kalor 4400 kal/kg.

Dibandingkan dengan peneliti pendahulu yang yang sama-sama membuat biobriket namun dengan bahan yang berbeda yaitu pembuatan biobriket dari

3500

(29)

campuran bungkil biji jarak pagar (jatropha curcas l.) dengan sekam sebagai bahan bakar alternative dihasilkan nilai kalor yang tertinggi 4320 kal/g (Senadi Budiman, Sukrido, Arli Harliana, 2010). Dan pada penelitian pembuatan briket bioarang dari arang serbuk gergaji kayu jati didapat nilai kalor tertinggi 5786,37 cal/g (Angga Yudanto dan Kartika Kusumaningrum, 2009).

Bila di tinjau dari penelitian terdahulu penelitian menggunakan lem atau perekat kanji. Maka penelitian yang sekarang di lakukan dengan menggunakan perekat lignin dari bahan ampas tebu untuk meningkatkan nilai kalor dari pembuatan biobriket dengan tujuan untuk meminimalisir limbah ampas tebu yang ada dan memanfaatkannya.

IV.2.2 Hubungan lignin (%) vs Kadar air (%) pada pencampuran ampas dan daun tebu dengan variasi kadar lignin.

Pembahasan :

Pada grafik didapat bahwa kadar air yang terkandung semakin banyak (tinggi). Pada kadar 10 % lignin didapat kadar air rendah sebesar 0,0781 % karena perbandingan pencampuran lignin hanya 10 % dari pencampuran bahan. Dan pada

0.05

(30)

Hasil Penelitian

22

kadar lignin 30 % adalah titik tertinggi kadar air yang dikandung pada biobriket sebesar 0,1387 %. Hal ini dikarena semakin banyak penambahan lignin pada pencampuran biobriket berat bahan semakin sedikit sehingga kadar air semakin naik (banyak). Dengan hasil yang diperoleh bahwa kadar air pada 30 % adalah sebesar 0,1387 % maka telah memenuhi standar kualitas batubara sebagai bahan baku briket batubara dan bahan bakar padat berbasis batubara yaitu kadar air maksimal 15 %.

(31)

Bab V Kesimpulan dan Saran

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

Pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa :

1. Ampas dan daun tebu dapat digunakan untuk bahan pembuatan biobriket atau bahan bakar alternatif tanpa menambahkan perekat lain karena dari ampas tebu dapat dibuat sebagai perekat.

2. Semakin tinggi kadar lignin pada pencampuran biobriket ampas dan daun tebu maka semakin besar nilai kalor yang didapat,

3. Hasil analisa didapat nilai kalor (%) terendah sebesar 4860 kal/kg pada kadar lignin 10% dan kadar nilai kalor tertinggi pada 25% sebesar 5876 kal/kg.

4. Hasil analisa kadar air (%) terendah pada kadar lignin 10% sebesar 0,0781 % dan kadar air tertinggi sebesar 0,1387 % pada kadar lignin 25%.

V.2. Saran

Pada penelitian ini dapat dilakukan penelitian lanjutan mengenai :

Melakukan penelitian tentang variasi bentuk briket yang lain seperti dimensi (ukuran), bentuk briket (silinder,kotak,berongga) dan bahan baku briket yang lain agar nantinya dapat digunakan sebagai pembanding sekaligus salah satu solusi dari krisis energi.

(32)

DAFTAR PUSTAKA

Angga Yudanto dan Kartika Kusumaningrum, 2009, “Pembuatan Briket BioArang Dari Arang Serbuk Gergaji Kayu Jati”, Laporan Penelitian Jurusan Teknik Kimia, Universitas Diponegoro, Semarang.

Bambang Trihadi, 2003, “ Pemanfaatan Limbah Padat Berupa Arang Bagasse

“,UPN “ Veteran “ Jatim, hal. 9 – 11.

Casey, J. P., 1980, “ Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology “, John Wiley and Sons, New York.

Eero Sjostrom, 1995, “ Kimia Kayu Dasar – dasar Penggunaan “, edisi 2., Gajah Mada University Press.

Gustan Pari, 2002, “ Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Industri

Pengolahan Kayu “, Institut Pertanian Bogor.

Hari Prasetyo, 2000, ” Kinetika Briket Arang Tempurung Kelapa sebagai

Alternatif Energi ”, UPN ”Veteran ” Jatim, hal. 12.

http://komunikasi.um.ac.id http://www.biotek.lipi.go.id/

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/26177/4/Chapter%20II.pdf http://ambhen.wordpress.com/2011/09/20/sejarahtanamantebu/

http://id.wikipedia.org/wiki/Tebu http://komunikasi.um.ac.id/?p=2301

http://lordbroken.wordpress.com/2010/01/14/pemanfaatan-limbah-pabrik-gula/

Mustafa, 2001, “ Pemanfaatan Serbuk Gergaji sebagai Bahan Baku

Pembuatan Pulp ”, UNSYIAH, Banda Aceh.

Natty, H. I., 2005, “ Pembuatan Briket Arang Gambut dengan Beberapa Jenis

Perekat ”, UPN ” Veteran” Jatim, hal. 10-11.

(33)

Perry, R.H., and Green, D., 1984, “ Chemical Engineering Handbook ”, 6 Edition, McGraw- Hill Book Company,Inc., New York.

Pristianto, Y., 2004, “ Proses Fermentasi Nira Siwalan ”, UPN ” Veteran ” Jatim, hal. 3-4.

Senadi Budiman, 2010, “Pembuatan BioBriket Dari Campuran Bungkil Biji Jarak Pagar (Jatropha cucras L.) dengan Sekam Sebagai Bahan Bakar

Alternatif”, Jurusan Kimia FMIPA UNJANI, Bandung.

Subroto, 2006, “ Karakteristik Pembakaran Biobriket Campuran BatuBara, Ampas Tebu dan Jerami, Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, Solo.

Windyasari, N., 2004, ” Penggunaan Kadar Lignin pada Proses Pembuatan Pulp dari Kayu Lamtorogung dengan Proses Asam Asetat-Ethyl Asetat ”, UPN ” Veteran ” Jatim, hal. 7.

Zainuri, A., 2005, ” Pembuatan Pulp dari Serat Batang Pisang ( ABACA ) ”,

UPN ” Veteran ” Jatim, hal. 4.