Jurnal Teknik Kimia No.3, Vol.22, Agustus 2016 Page 22
ANALISIS PEGARUH KOMPOSISI TERHADAP
KARAKTERISTIK BRIKET BIOBATUBARA CAMPURAN
AMPAS TEBU DAN OLI BEKAS
Rr.Harminuke Eko Handayani*, RR.Yunita Bayuningsih, Ade Septyani
*)Jurusan Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya E-mail : harminuke@ft.unsri.ac.id,
Abstrak
Batubara peringkat rendah di Indonesia memiliki potensi yang melimpah, untuk itu perlu dimanfaatkan agar menjadi energi alternative. Salah satu teknologi pemanfaatan batubara yaitu pembuatan briket biobatubara. Pada penelitian ini briket biobatubara mengguanakan ampas tebu sebagai bahan campurannya. Ampas tebu adalah limbah yang harus dilakukan pemanfaatan. Berdasarkan penelitian sebelumnya ampas tebu memiliki kualitas terbaik dalam pembuatan briket. Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan batubara peringkat rendah atau low rank dan limbah pabrik gula sebagai bahan bakar altentatif yang ramah lingkungan. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini yailu variasi komposisi (80:0, 60:20. 40:40, 20:40, 0:80) Dari hasil parelitian didapat bahwa komposisi campuran terbaik pada komposisi batubara 40gr dan Ampas Tebu 40gr dengan kadar air 1,66% kadar abu 2,99%, kadar zat terbang 65.97% kadar karbon terikat 29,82% dan nilai kalor 7714 cal/gr. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi biomassa ampas tebu yang ditambahkan sangat berpengaruh terhadap nilai kalori briket yang dihasilkan. Dari hasil penelitian briket biobatubara cukup baik, sehingga briket biobatubara campuran biomassa ampas tebu dapat dijadikan altentatif bahan bakar
Kata kunci: Batubara Peringkat Rendah, Briket Biobatubara, Ampas Tebu.
ABSTRACT
Low rank coal in Indonesia has many potential. So need to be utilized in order to become an alternative energy. One of wilization technologies of coal is making biocol briquettes. In this research, bio coal briquettes using bagasse as a mixture material. Bagasse is was that musl be made us. On previous research bagasse has the best quality in the manufacture of briquettes. The purpose of study is to caitalize on low rank caal and waste of factoty of sugar as altenzatiye fuel is environmentallyfriendly. In this study used variable where variation in composition (80: 0, 60:20, 40:40, 20:40, 0:80). The results of research that the best of mix composition of the coal 40 gr and bagasse 40 gr with water content 1,66%, ash content of 2,99%, volatile matter 65,97%, fixed carbon 29,82% and a calorific value of 7714 cal / gr. The result of research showed that the biomass composition bagasse added is very greatly affect. the caloric value of the briquettes produced. From the research biocoal briquettes good enough, it can be concluded, the mixture of biomass biocoal briquettes bagasse can be used as an alternative fuel
Keyword : Biocoal Briquettes, Low Rank Coal, Bagasse
1. PENDAHULUAN
Keterbatasannya cadangan untuk bahan bakar fosil seperti migas mernbuat harga bahan bakar tersebut semakin melambung tinggi, sehingga diharuskan adanya alternatif lain untuk menujang kebutuhan dalam penggunaan bahan bakar. Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 tertera tentang Kebijakan Energi Nasional, bahwa pemerintah mengajak kepada seluruh pihak untuk aktif mengembangan sumber energi alternatif pengganti bahan bakar. Briket merupakan salah satu
bahan bakar alternatif yang dapat digunakan untuk industri rumah tangga dan lain sebagainya.
Jurnal Teknik Kimia No.3, Vol.22, Agustus 2016 Page 23 batubara dengan nilai kalori rendah terutama
penelitian dalam pembuatan briket.
Pembuatan briket batubara dapat dibuat dari biomassa atau dari campuran antara batubara dan biomassa. Salah satu biomassa yang dapat digunakan adalah ampas tebu. Ampas tebu memiliki kandungan selulosa sebesar 37,65 %, tiap kilogram ampas tebu memiliki kandungan gula sebesar 2,5 % . Kandungan selulosa dan gula pada ampas tebu menunjukan nilai kalor yang tinggi serta kandungan gula didalam ampas tebu dapat mempercepat pembakaran. Dalam proses pembutan briket batubara terbagi menjadi dua macam yaitu briket karnonisasi dan non karnonisasi. Proses karbonisasi dilakukan untuk mengurangi kadar air sehingga dapat menaikan nilai dari briket yang dihasilkan. Pengaruh air dan dan proses pengeringan dan berpengaruh pada kekuatan brket dan kandungan air dari produk briket yang dihasilkan. Pembuatan briket memerlukan bahan perekat yang berguna untuk merekatkan antara bahan baku dengan bahan campuran, selain itu juga perekat biasanya dapat membantu meningkatkan nilai kalori dari briket yang dihasilkan. Oli bekas dapat dijadikan bahan perekat dalam pembuatan briket, semakin banyak penambahan oli bekas maka semakin tinggi nilai kalorinya.
Melihat potensi dan kegunaan dari batubara yang memiliki nilai kalori rendah, ampas tebu serta limbah oli bekas, maka dilakukan penelitian pembuatan briket biobatubara yang menggunakan campuran batubara dengan ampas tebu dan oli bekas sebagai bahan perekat. Pembuatan briket biobatubara ini menggunakan proses karbonisasi. Suhu karbonisasi yang digunakan berpengaruh terhadap karakteristik briket biobatubara. Selain menganalisis pengaruh komposisi maka dalam penelitian ini juga menganalisis pengaruh suhu terhadap karakteristik briket biobatubara.Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh komposisi ampas tebu dan batubara dalam pembuatan briket biobatubara terhadap karakteristik briket biobatubara.
2. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan pada skala laboratorium. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari briket biobatubara. Bahan baku yang digunakan adalah batubara peringkat rendah dan ampas tebu. Batubara peringkat rendah ini berasal dari PT Pendopo Energi Batubara sedangkan ampas tebu berasal dari pabrik gula Cinta Manis. Analisis yang dilakukan yaitu kadar air, kadar abu, kadar zat terbang, fixed carbon dan nilai kalori. Penelitian ini melalui beberapa prosedur seperti preparasi bahan baku, proses karbonisasi pada suhu 3500C, proses pengayakan, pencampuran,
pencetakan, serta pengeringan dan analisis.
Batubara digerus terlebih dahulu dari ukuran besar menjadi ukuran yang lebih kecil. Proses penggerusan batubara ini menggukanan alat jaw crusher dan Coal pulverizer crusher. Batubara yang telah selesai digerus selanjutnya diayak menggunakan ukuran -28 +45 mesh Ukuran batubara yang di perlukan dalam pembuatan briket biobatubara adalah -28 + 45 mesh. Setelah diayak batubara yang tertambat pada ayakan 45 mesh diambil sedangkan yang tertambat pada ukuran ayakan 28 mesh dilakukan penggerusan dan diayak kembali. Proses pengayakan ini juga dilakukan pada ampas tebu, hanya saja ampas tebu sebelum dilakukan pengayakan terlebih dahulu dilakukan proses karbonisasi. Hal ini dilakukan untuk mempermudah proses pengecilan ukuran pada biomassa.
Batubara yang telah melewati proses pengecilan ukuran dan pengayakan selanjutnya dilakukan proses karbonisasi dengan suhu 3500C. Alat karboniasi yang
digunakan adalah alat karbonisasi Furnace Carbolite Nebertherm, 30-30000C. Proses karbonisasi
dilakukan agar kadar air didalam batubara dapat berkurang sehingga nilai kalori batubara dapat meningkat dari sebelumnya. Proses yang sama dilakukan terhadap biomassa.
Proses pencampuran batubara, biomassa dan oli bekas dilakukan pencampuran. Proses pencampuran ini menggunkan variasasi komposisi yang telah diketahui sebelumnya. Proses pencetakan briket biobatubara dilakukan dengan menggunakan alat cetak secara manual. Batubara, biomassa dan oli bekas yang sudah dicampur kemudian adonan tersebut dimasukkan kedalam cetakan yang berbentuk silinder.
Proses pengovenan diakukan pada suhu 800C selama
1 jam, proses ini dilakukan agar semua bahan dapat mengurangi kadar air yang masih terkandung didalam briket biobatubara. Selanjutnya briket biobatubara dilakukan analisis.
Analisis proksimat dan nilai kalori briket biobatubara untuk mengetahui kadar air bawaan, kadar zat terbang, kadar abu, dan nilai kalori dari masing-masing briket biobatubara.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian ini akan dilakukan pengujian awal terhadap bahan baku yaitu batubara, ampas tebu serta oli bekas. Hasil analisis bahan baku dapat dilihat pada Tabel 1 dan 2 , setelah diketahui hasil analisis dari masing–masing bahan baku selanjutnya batubara dan ampas tebu dikarbonisasi pada suhu 3500C. Hasil analisis dari bahan baku yang
menggunakan suhu karbonisasi 3500C dapat dilihat
Jurnal Teknik Kimia No.3, Vol.22, Agustus 2016 Page 24 Pengujian Karakteristik awal bahan baku ini
menggunakan metode ASTM D.3173-11 untuk kandungan air (Inherent Moisture), ASTM D.3174-11 untuk kandungan abu ( Ash Content), ISO 562 : 2010 (E) untuk kadar zat terbang (Volatile Matter), ASTM D. 3172-02 (11) untuk Fixed Carbon dan
ASTM D.5865-11a untuk nilai kalor (Calorific Value).
Tabel 1. Hasil Analisis Bahan Baku
No Bahan Baku Kadar Air
Tabel 2. Hasil Analisis Bahan Baku Menggunakan Suhu Karbonisasi 3500C
No Bahan Baku Kadar Air
Tabel 3. Data Hasil Analisis Uji Proksimate Dan Nilai Kalori Pada Berbagai Variasi Komposisi
No Variasi Komposisi (gr)
Pada penelitian ini briket biobatubara menggunakan variasi komposisi yang dimana variasi komposisi ini dilakukan untuk mendapatkan komposisi terbaik dalam pembuatan briket biobatubara.
Kadar air merupakan jumlah air yang terkandung pada suatu material. Kadar air berhubungan dengan nilai kalor sehingga jika kadar air menurun akan meningkatkan nilai kalor. Pada penelitian ini hubungan antara variasi komposisi terhadap kadar air dari briket biobatubara dapat dilihat pada Gambar 1.
Pada Gambar 1 terlihat bahwa semakin banyak penambahan biomassa kedalam pembuatan briket biobatubara maka kandungan air cenderung semakin tinggi. Hal ini terjadi karena kadungan air didalam batubara setelah dikarbonisasi pada suhu awal 3500C
sebesar 4,27 % sedangkan kadar air yang terdapat pada ampas tebu setelah dikarbonisasi pada suhu awal 3500C sebesar 6,75%. kandungan air pada
biomassa berpengaruh terhadap kandungan air pada briket biobatubara. Hasil penelitian menunjukan
bahwa ampas tebu memiliki kadar air yang lebih tinggi dibandingkan dengan batubara. Semakin tinggi komposisi ampas tebu maka kandungan air semakin tinggi. Berdasarkan hasil penelitian kandungan air maksimal yang dihasilkan adalah sebesar 1,82 %. Standar kandungan air pada briket biobatubara menurut ESDM maksimal sebesar 15%. Hasil analisis menunjukan bahwa kandungan air dari lima sampel yang dihasilkan masih memenuhi standar.
Abu pada hasil pembakaran batubara merupakan zat - zat anorganik yang berupa logam ataupun mineral. Semakin rendah kadar abu maka kualitas briket yang dihasilkan semakin meningkat. Pada penelitian ini hubungan antara variasi komposisi terhadap kadar air dari pembuatan briket biobatubara dapat dilihat pada Gambar 2.
Jurnal Teknik Kimia No.3, Vol.22, Agustus 2016 Page 23 didalam batubara setelah di karbonisasi pada suhu
awal 3500C sebesar 12,60 % sedangkan kadar abu
yang terdapat pada ampas tebu setelah dikarbonisasi pada suhu awal 3500C sebesar 5,50 %.
Kadar abu yang dimiliki biomassa berpengaruh terhadap kadar abu pada briket biobatubara. Hasil penelitian menunjukan ampas tebu memiliki kadar abu yang lebih rendah dari batubara . Hal inilah yang menyebabkan semakin banyak ampas tebu maka kadar abu semakin rendah. Berdasarkan hasil penelitian kadar abu maksimal yang dihasilkan sebesar 3,84 %. Kadar abu briket biobatubara berdasarkan ESDM adalah sebesar ≤ 20 %. Hasil analisis menunjukan bahwa kadar abu dari lima sampel yang dihasilkan masih memenuhi standar.
Gambar 1. Pengaruh Variasi Komposisi Terhadap Kadar Air
Gambar 2. Pengaruh Variasi Komposisi Terhadap Kadar Abu
Kadar zat terbang (volatile matter) dapat berhubungan dengan kecepatan pembakaran. Volatile matter merupakan zat – zat organik yang terdapat dalam suatu bahan bakar. Volatile matter ini dapat dihilangkan pada pemanasan suhu yang tinggi. Volatile matter yang tinggi akan membuat kadar karbon dalam briket akan hilang sehingga akan menurunkan kualitas dari briket. Pada penelitian ini hubungan antara variasi komposisi terhadap kandungan zat terbang dari pembuatan briket biobatubara dapat dilihat pada Gambar 3. Pada Gambar 3 dapat dilihat bahwa semakin banyak penambahan biomassa kedalam pembuatan briket biobatubara ini maka kandungan zat terbang semakin sedikit. Hal ini terjadi karena kadungan abu didalam batubara setelah di karbonisasi pada suhu awal
3500C sebesar 40,21 % sedangkan kandungan zat
terbang yang terdapat pada ampas tebu setelah dikarbonisasi pada suhu awal 3500C sebesar 27,79
%.
Semakin sedikit penambahan batubara kedalam campuran briket maka semakin kecil kandungan zat terbang dari briket. Hasil penelitian menunjukan bahwa ampas tebu memiliki kandungan zat terbang lebih rendah dari batubara sehingga semakin banyak penambahan biomassa maka kandungan zat terbang didalam briket berkurang. Berdasarkan penelitian kandungan zat terbang maksimal yang dihasilkan sebesar 66,9 %. Kandungan zat terbang dari briket biobatubara disesuaikan dengan biomassa yang digunakan. Hasil analisa menunjukan bahwa kandungan zat terbang dari lima sampel yang dihasilkan masih memenuhi standar.
Kadar karbon (fixed karbon) adalah jumlah karbon murni yang tedapat di dalam arang. Proses karbonisasi sangat berpengaruh pada kualitas briket. Pada penelitian ini hubungan antara variasi komposisi terhadap kandungan zat terbang dari pembuatan briket biobatubara dapat dilihat pada Gambar 3.4. Pada Gambar 4 dapat dilihat bahwa semakin banyak penambahan biomassa kedalam briket biobatubara maka kandungan fixed carbon semakin banyak. Hal ini terjadi karena kadungan fixed carbon didalam batubara setelah di karbonisasi pada suhu awal 3500C sebesar 42,92 % sedangkan
kandungan fixed carbon yang terdapat pada ampas tebu setelah dikarbonisasi pada suhu awal 3500C
sebesar 59,96 % .
Komposisi campuran bahan baku sangat berpengaruh terhadap kandungan fixed carbon. Kandungan fixed carbon pada biomassa dan batubara yang dimiliki akan berpengaruh pada fixed carbon yang dihasilkan. Semakin tinggi fixed karbon pada batubara maka akan berpengaruh pada fixed carbon dari briket dan sebaliknya. Hasil penelitian kandungan fixed carbon didalam biomassa berpengaruh dalam penambahan fixed karbon pada briket biobatubara yang dihasilkan. Berdasarkan penelitian kandungan karbon terikat maksimal sebesar 33,86 %. Kandungan karbon merupakan salah satu parameter yang berpengaruh terhadap kenaikan nilai kalor.
Jurnal Teknik Kimia No.3, Vol.22, Agustus 2016 Page 24
Gambar 4. Pengaruh Variasi Komposisi Terhadap
Fixed Carbon
Gambar 5. Pengaruh Komposisi Terhadap Nilai Kalori
Nilai kalor merupakan nilai dari jumlah panas yang terkandung pada bahan bakar. Kualitas utama pada suatu bahan bakar adalah nilai kalor. Pada penelitian ini hubungan antara variasi komposisi terhadap kandungan zat terbang dari pembuatan briket biobatubara dapat dilihat pada Gambar 5.
Pada Gambar 5 nilai kalor cenderung semakin meningkat namun peningkatan nilai kalor ini hanya sampai pada komposisi 40gr : 40gr. Hal ini disebabkan karena nilai kalori dari biomassa lebih besar dibandingkan dengan nilai kalori batubara. Setelah biomassa memiliki komposisi terlalu banyak dibandingkan dengan komposisi dari batubara maka nilai kalori dari briket biobatubara ini cenderung menurun. Hal ini disebabkan kandungan air pada ampas tebu lebih banyak dibandingakn dengan kandungan air pada batubara sehingga pada saat penambahan ampas tebu lebih banyak dibandingkan dengan batubara mengakibatkan kandungan air didalam briket biobatubara semakin meningkat sehingga sangat berpengaruh terhadap nilai kalori. Pada dasarkan kandungan air akan berbanding terbalik dengan nilai kalor.
Semakin tinggi kandungan air maka akan sangat berpengaruh terhadap nilai kalori. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan maka dapat dilihat bahwa briket biobatubara yang memiliki kualitas terbaik yaitu pada briket biobatubra dengan campuran komposisi yang sama sebesar 40gr : 40gr.
Pada sampel ini kandungan air yang dimiliki hanya sebesar 1,66%, kandungan abu sebesar 2,99%, kandungan zat terbang sebesar 65,97%, kandungan karbon yang terikat sebesar 29,82 % dan nilai kalorinya sebesar 7714 cal/gram.
3. KESIMPULAN
Berdasarkan Penelitian yang dilakukan maka variasi komposisi berpengaruh terhadap karakteristik briket biobatubara. Briket biobatubara yang memiliki kualitas terbaik menggunakan perbandingan komposisi 40gr batubara : 40gr ampas tebu dengan kandungan air sebesar 1,66 %, kadar abu sebesar 2,99%, kadar zat terbang sebesar 65,97%, fixed carbon sebesar 29,82% dan nilai kalor sebesar 7714 cal/gram.
4. DAFTAR PUSTAKA
Junari, E., Julham, P. P., dan Netti, H., (2015). Pengaruh Suhu Dan Waktu Karbonisasi Terhadap Nilai Kalor Dan Karakteristik Pada Pembuatan Bioarang Berbahan Baku Pelepah Aren (Arenga Pinnata). Jurnal Teknik Kimia USU, 2 (4) : 46 – 52.
Kementrian Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral. (2006). Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 47.
Murharyani, R,. Dina, P., dan Faisol,A., (2012). Pengaruh Suhu Serta Komposisi Campuran Arang Jerami Padi Dan Batubara Subbituminus Pada Pembuatan Briket Bioarang. Jurnal Teknik Kimia, 18 (1) : 47 – 53.
Murzani., (2010) . Analisi Kandungan Ampas Tebu. Semarang : Universitas Diponogoro.
Neraca Energi Pusdatin Badan Geologi. (2014). Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia
Prayudha, S., Handayani, H. E., Syarifudin., (2015). Perbandingan Kualitas Kekuatan Briket Batubara Nonkarbonisasi Dengan Bahan Perekat Singkong, Tepung Gaplek dan Tepung Tapioka. Jurnal Ilmu Teknik Vol. 3 No. 1. Universitas Sriwijaya
Soeparno. (1993). Pengaruh Tekanan Waktu Kempa dan Jenis Serbuk Pada Pembuatan Arang Gergajian Terhadap Rendemen dan Nilai Panas. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada
Jurnal Teknik Kimia No.3, Vol.22, Agustus 2016 Page 25 Ampas Tebu danJerami. Jurnal Teknik Mesin.
7 (02) : 47 – 48.
Sudiro dan Sigit, S., (2014). Pengaruh Komposisi Dan Ukuran Serbuk Briket Yang Terbuat Dari Batubara Dan Jerami Padi Terhadap Krakteristik Pembakaran. Surakarta : Politeknik Indonesia
Utomo, S., (2015). Pembuatan Briket dari Serbuk Kayu Gergaji dan Oli bekas. Jurnal Teknik Kimia. 8 (03) : 2339-028.
