MAKALAH TEKNOLOGI PEMANFAATAN BATUBARA (BRIKET)
DISUSUN OLEH:
NAMA : Putik Rastiyanti
KELAS : 4 EGD
Dosen Pengampu : Ir. Irawan Rusnadi, M.T
JURUSAN TEKNIK KIMIA PRODI D-IV TEKNIK ENERGI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG
2024
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL...
DAFTAR ISI... i
KATA PENGANTAR... ii
BAB I PENDAHULUAN...1
A. Latar Belakang...1
B. Rumusan Masalah... 2
C. Tujuan...3
BAB II PEMBAHASAN...4
A. Briket ...4
B. Jenis-jenis briket... 6
C. Tujuan dilakukakannya pembuatan briket...10
D. Cara pembuatan briket...11
E. Cara pengujian briket...14
BAB III PENUTUP...17
A. Kesimpulan...17
B. Saran... 17
DAFTAR PUSTAKA... 18
KATA PENGANTAR
Pertama-tama saya mengucapkan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas makalah yang berjudul "Briket" ini tepat pada waktunya. Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas dari Bapak Ir. Irawan Rusnadi, M.T pada mata kuliah Teknologi Pemanfaatan Batubara, makalah ini juga bertujuan untuk menambah wawasan bagi para pembaca terutama penulis yang notaben- nya adalah sebagai seorang insan yang minim pengetahuan.
Saya mengucapkan terima kasih kepada Pak Irawan, selaku dosen mata kuliah Teknologi Pemanfaatan Batubara yang telah memberikan tugas ini sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan sesuai dengan bidang studi yang saya tekuni. Saya juga mengucapkan terima kasih kepada diri pribadi karena mampu bertanggung jawab dann cakap dalam mencari bahan materi pembahasan dengan tepat, serta kedua orang tua saya yang telah memberi semangat dan dukungan baik moral maupun material.
Akhir kata semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya, saya menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari kata sempurna untuk itu penulis menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan saya kearah yang lebih baik.
Palembang, 6 Maret 2024
Penulis
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Indonesia memiliki cadangan batubara yang cukup besar yaitu lebih dari 36 milliar ton yang sangat potensial untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi (Mangunwidjaja, 1999). Pemanfaatan batubara sebagai bahan bakar belum terlalu luas jika dibandingkan dengan bahan bakar lain, seperti minyak tanah, gas alam,kayu bakar dan sebagainya. Namun bila dibandingkan dengan bahan bakar padat yang lain, batubara mampu menyala lebih lama karena kandungan karbon yang tinggi. Dengan adanya kenaikan BBM khususnya Minyak Tanah dan Solar, tentunya penggunaan Briket Batubara oleh kalangan rumah tangga maupun industri kecil/menengah akan lebih ekonomis dan menguntungkan, untuk itu diperlukan sosialisasi dalam penggunaan Briket Batubara di setiap daerah. Batubara dipasarkan dalam bentuk briket untuk keperluan rumah tangga. Kesulitan penyalaan briket batubara dibandingkan bahan bakar yang lain menyebabkan batubara kurang diminati sebagai bahan bakar rumah tangga (Saptoadi, 1999).
Teknologi pembuatan Briket tidaklah terlalu rumit dan dapat dikembangkan oleh masyarakat maupun pihak swasta dalam waktu singkat. Sebetulnya di Indonesia telah mengembangkan Briket Batubara sejak tahun 1994 namun tidak dapat berkembang dengan baik mengingat Minyak Tanah masih disubsidi sehingga harganya masih sangat murah, sehingga masyarakat lebihmemilih minyak tanah untuk bahan bakar sehari-hari. Namun dengan kenaikan harga BBM per 1 Oktober 2005, mau tidak mau masyasrakat harus berpaling pada bahan bakar alternatif yang lebih murah seperti Briket Batubara. Walaupun cadangan batubara di Indonesia relatif besar, sebagian besar sumber daya batubara tersebut merupakan batubara berperingkat rendah yang berkadar air tinggi. Batubara berperingkat rendah akan cocok untuk berbagai kebutuhan rumah tangga dan industri kecil, misalnya memasak.
Kegiatan makhluk hidup kian hari semakin beragam, menjadikan kebutuhan energi
yang digunakan juga semakin meningkat. Energi yang digunakan berupa bahan bakar
mengakibatkan harga bahan bakar meningkat. Oleh sebab itu, energi alternatif diperlukan untuk meminimalisir penggunaan energi fosil. Solusi tepat untuk masyarakat dalam upaya menggantikan penggunaan bahan bakar hasil sisa fosil tumbuhan dan hewan adalah biomassa (Maryono et al., 2017). Energi alternatif harus dibuat dengan teknik yang tepat, sederhana serta ramah lingkungan sehingga cocok untuk daerah baik perkotaan maupun pedesaan. Terobosan terbarunya adalah pembuatan briket yang memanfaatkan hasil samping batok kelapa, sekam padi, limbah hasil gergaji kayu dan kulit kakao (Jamilatun, 2008).
Biomassa berupa bahan bebas air dari material organik atau bahan hasil samping yang tersisa dari proses pengeringan tumbuhan hidup. Material-material organik dari alam misalnya batok kelapa, sekam padi, bongkol jagung dan dedaunan harus dikeringkan atau dihilangkan kadar airnya untuk menjadi biomassa (Ani dan Rumijanti, 2019). Hasil tersebut kemudian diolah agar menjadi material padat yang biasa disebut briket. Briket adalah bahan bakar alternatif hasil dari proses pemampatan (penekanan) material yang berbentuk padatan. Keuntungan ekonomis dari penggunaan briket adalah mampu diproduksi dengan cara yang sederhana, bahan baku tersedia melimpah di Indonesia dan memiliki kemampuan bakar (nilai kalor) yang tinggi sehingga terobosan ini mampu bersaing dengan bahan bakar lain (Rexanindita, 2018).
Produksi briket perlu perekat yang mampu mengikat antar partikel bahan baku untuk menjadikannya keras dan tidak mudah hancur. Salah satu faktor penting dalam keberhasilan pembuatan briket adalah pemilihan bahan perekat yang mampu merekatkan bahan baku secara optimal (Kurniawan et al., 2009). Secara umum, perekat yang banyak digunakan berupa tepung tapioka. Jumlahnya yang melimpah serta nilai kalor dari tepung tapioka yang memenuhi standar SNI menjadi faktor penyebab utamanya. Penggunaan tepung tapioka dalam jumlah besar tentu tidak efektif, mengingat tepung tapioka termasuk kedalam bahan pangan.
B. Rumusan Masalah 1. Apa itu briket?
2. Apa saja jenis-jenis briket?
3. Tujuan dilakukannya pembuatan briket?
4. Bagaimana cara pembuatan briket?
5. Bagaimana cara pengujian briket?
C. Tujuan
1. Mengetahui apa itu briket 2. Mengetahui jenis-jenis briket
3. Mengetahui tujuan dilakukannya pembuatan briket 4. Memahami cara pembuatan briket
5. Menjelaskan cara pengujian briket
BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Briket
Briket adalah bahan bakar padat dengan bentuk dan ukuran tertentu, yang tersusun dari butiran halus dari bahan yang mengandung karbon tinggi dengan sedikit campuran bahan perekat. Briket merupakan bahan bakar padat yang dapat digunakan untuk memasak. Briket merupakan sumber energi alternatif dan atau pengganti bahan bakar minyak dan atau kayu yang terbuat dari limbah organik, limbah pabrik maupun dari limbah perkotaan dengan metode yang mengkonversi bahan baku padat menjadi suatu bentuk hasil kompaksi yang lebih efektif, efisien dan mudah untuk digunakan (Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral, 2006). Salah satu upaya untuk mengatasi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak ialah melalui bahan bakar alternatif, seperti briket. Briket adalah padatan yang umumnya berasal dari limbah pertanian. Sifat fisik briket tidak kompak, tidak keras, dan tidak padat, seperti serbuk gergaji dan sekam. Briket merupakan hasil dari pengolahan limbah atau sampah padat, namun hanya sampah yang bersifat degradable yang hanya dapat dijadikan sebagai briket, artinya hanya sampah yang mudah hancur yang dapat dijadikan briket. Briket sudah sering ditemui di lingkungan dan dikenal sebagai arang, namun kebanyakan briket yang ada di masyarakat adalah briket yang berasal dari kayu dan batu bara, sebab disamping masyarakat belum memahami bahwa briket ini sebenarnya dapat dibuat dari berbagai macam bahan baku, misalnya; tempurung kelapa, kotoran sapi, eceng gondok, kulit kacang, dan sampah organik (contohnya; dedaunan, ranting, serasah, dan jerami).
Gambar 1. Briket Sifat-sifat Briket
1. Kepadatan
Kepadatan briket mengacu pada seberapa rapat dan padat strukturnya. Briket yang memiliki kepadatan tinggi cenderung lebih kokoh dan tahan terhadap tekanan fisik.
Kepadatan yang tinggi juga dapat mempengaruhi proses penyimpanan dan transportasi, karena briket yang lebih padat umumnya lebih mudah ditumpuk dan diangkut.
2. Kandungan Air
Kandungan air dalam briket merupakan faktor penting yang mempengaruhi kinerja pembakaran dan efisiensi energinya. Briket dengan kandungan air yang rendah cenderung menghasilkan pembakaran yang lebih efisien, karena energi yang sebelumnya digunakan untuk menguapkan air dapat digunakan untuk menghasilkan panas.
3. Kandungan Kalori
Kandungan kalori atau nilai kalor dari briket menunjukkan seberapa banyak energi yang dapat dihasilkan saat briket tersebut dibakar. Briket dengan kandungan kalori yang tinggi akan menghasilkan panas yang lebih kuat dan tahan lama, sehingga memungkinkan penggunaan yang lebih efisien.
4. Kandungan Abu
Kandungan abu dalam briket adalah residu yang tersisa setelah pembakaran selesai.
Briket dengan kandungan abu yang rendah cenderung menghasilkan sedikit residu dan memiliki pembakaran yang lebih bersih. Ini dapat mengurangi masalah pemeliharaan dan membersihkan tungku atau perangkat pembakaran setelah digunakan.
5. Kekuatan Mekanik
Kekuatan mekanik dari briket mengacu pada seberapa tahan terhadap tekanan atau gaya fisik lainnya. Briket yang memiliki kekuatan mekanik yang baik akan lebih tahan terhadap kerusakan selama transportasi, penyimpanan, dan penanganan di tempat pemakaian.
6. Stabilitas Panas
Stabilitas panas mengacu pada kemampuan briket untuk tetap utuh dan tidak hancur saat terpapar suhu tinggi selama proses pembakaran. Briket dengan stabilitas panas yang baik akan menghasilkan pembakaran yang konsisten dan efisien, serta mengurangi risiko pemborosan bahan bakar.
7. Emisi Gas Berbahaya
Briket dapat menghasilkan emisi gas berbahaya seperti sulfur dioksida, nitrogen oksida, dan partikulat halus saat dibakar. Pengurangan emisi gas berbahaya menjadi penting untuk menjaga kualitas udara dan kesehatan manusia. Oleh karena itu, pengembangan briket dengan teknologi pembakaran yang lebih bersih dan ramah lingkungan menjadi fokus penting dalam industri briket.
Kualitas briket arang dari Jepang, Inggris Amerika dan Indonesia
Sifat Briket Kualifikasi Briket
Jepang Inggris USA SNI- 01-6235-2000
Kadar Air (%) 6-8 3-4 6 7,75
Kadar Abu (%) 3-6 8-10 18 5,51
Kadar Zat Menguap
(%) 15-30 16 19 16,14
Kadar Zat Terikat (%) 60-80 75 58 78,35
Kerapatan
(g/cm
3)
1-2 0,84 1 0,4407Keteguhan Tekan
(g/cm
3)
60 12,7 62 0,46Nilai Kalori
(kal/gram)
6.000-7.000 6.500 7.000 618,11B. Jeni-Jenis Briket 1. Briket Kayu
Briket kayu adalah bahan bakar padat yang terbuat dari serbuk kayu atau limbah kayu yang dipadatkan menggunakan tekanan tinggi. Proses pembuatan briket kayu melibatkan pengeringan serbuk kayu untuk mengurangi kadar airnya, kemudian serbuk kayu tersebut dipadatkan menjadi bentuk briket dengan menggunakan tekanan tinggi. Briket kayu memiliki keunggulan dalam pembakaran yang bersih dan efisien, serta menghasilkan panas yang stabil. Mereka umumnya digunakan untuk pemanasan domestik dalam kompor atau perapian.
2. Briket Arang
Briket arang adalah bahan bakar padat yang terbuat dari serbuk arang atau limbah pertanian yang dipadatkan menggunakan tekanan tinggi. Proses pembuatan briket arang melibatkan pengeringan serbuk arang untuk mengurangi kadar airnya, kemudian serbuk arang tersebut dipadatkan menjadi bentuk briket. Briket arang memiliki keunggulan dalam pembakaran yang panas dan tahan lama, serta cocok digunakan untuk memasak di dapur, BBQ, atau sebagai sumber panas dalam berbagai aplikasi industri.
3. Briket Biomassa
Briket biomassa adalah bahan bakar padat yang terbuat dari bahan organik non-kayu seperti jerami, sabut kelapa, serbuk gergaji, atau limbah pertanian lainnya. Proses pembuatan briket biomassa melibatkan pengeringan dan pemadatan bahan organik tersebut menjadi bentuk briket. Briket biomassa merupakan alternatif yang ramah lingkungan karena dapat mengurangi limbah organik dan emisi gas rumah kaca. Mereka sering digunakan dalam proses pemanasan, pembangkit listrik, atau produksi energi panas.
Biomassa adalah suatu bahan atau material yang didapatkan dari tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung dan dimanfaatkan sebagai energi atau bahan dalam jumlah yang besar. Biomassa disebut juga sebagai ‘Fitomassa” dan sering kali diterjemahkan sebagai bioresources atau sumber daya yang diperoleh dari hayati. Menurut Kamus Bahasa Inggris Oxford istilah biomassa pertama kali muncul diliteratur pada tahun 1934. Di dalam journal of marine biology association, ilmuwan rusia bernama bogorov menggunakan biomassa sebagai tatanama.Biomassa merupakan sumber daya terbaharui dan energi yang diperoleh dari biomassa disebut energi terbarukan. Dari persektif sumber daya energi definisi umumnya adalah istilah umum untuk sumber daya hewan dan tumbuhan serta limbah yang berasal darinya dimana ia terkumpul dalam jangka 27 waktu tertentu (tidak termasuk sumber fosil) Biomassa sangat beragam dan berbeda dalam hal sifat kimia, sifat fisis, kadar air, kekuatan mekanis dan sebagainya.Teknologi konversi menjadi bahan dan energi juga beragam(yokoyama,2008).
Sumber daya biomassa dapat digunakan berulang kali dan bersifat tidak terbatas berdasarkan siklus dasar karbon melalui proses fotosintesis. Sebaliknya sumber daya fosil secara prinsip bersifat terbatas dan hanya untuk sementara. Selain itu emisi CO2 yang tidak terbalikan dari pembakaran fosil akan memberikan efek yang serius terhadap iklim global.
Biomassa merupakan sumber energi terbarukan yang mengacu pada bahan biologis yang berasal dari organisme yang belum lama mati (dibandingkan dengan bahan bakar fosil).Sumber-sumber biomassa yang paling umum adalah bahan bakar kayu, limbah dan alkohol.Biomassa sangat efektif sebagai energi alternatif yang ramah lingkungan.
Biomassa membentuk bagiannya sendiri melalui proses fotosintesis. Energi yang menggantikan bahan bakar fosil dapat diperoleh dari siklus, yaitu pembakaran biomassa, emisi kabondioksida dan refiksasi karbondioksida. Oleh karena itu, emisi karbondioksida dapat direduksi dengan cara mengganti bahan bakar fosil dengan biomassa. Sumber energi biomassa pun mempunyai kelebihan sebagai sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) sehingga dapat menjadi sumber energi dalam jangka waktu yang sangat lama dan berkesinambungan (sustainable).
Kandungan utama biomassa adalah karbon, oksigen, dan hidrogen. Ini ditunjukkan dalam Tabel 2.1. Tabel tersebut memperlihatkan komposisi dari berbagai jenis biomassa.
Rumus kimia dari biomassa diwakili oleh CxHyOz, nilai koefisien dari x, y, dan z ditentukan dari jenis biomassa(K. Raveendran et al, 1995
Menentukan sistem energi biomassa, dimana kandungan energi setiap jenisnya harus ditentukan terlebih dahulu. Nilai kalor seringkali digunakan sebagai indikator kandungan energi yang dimiliki setiap jenis biomassa. Nilai kalor adalah jumlah panas yang dihasilkan saat bahan menjalani pembakaran sempurna atau dikenal sebagai kalor pembakaran. Nilai kalor ditentukan melalui rasio komponen dan jenisnya serta rasio unsur di dalam biomassa itu sendiri (terutama kadar karbon).
4. Briket Batu Bara
Briket batu bara adalah bahan bakar padat yang terbuat dari batu bara yang telah diproses menjadi briket. Proses pembuatan briket batu bara melibatkan pengeringan dan pemadatan batu bara tersebut menjadi bentuk briket. Meskipun bukan bahan organik, briket batu bara digunakan dalam berbagai industri untuk pemanasan, pembangkit listrik, dan produksi energi. Mereka memiliki keunggulan dalam pembakaran yang stabil dan menghasilkan panas yang tinggi, namun dapat menimbulkan emisi polutan udara yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan bakar organik.
5. Briket Campuran
Briket campuran adalah bahan bakar padat yang terbuat dari campuran berbagai bahan organik seperti serbuk kayu, serbuk arang, dan limbah pertanian. Proses pembuatan briket campuran melibatkan pencampuran bahan-bahan organik tersebut secara proporsional sebelum dipadatkan menjadi bentuk briket. Briket campuran dirancang untuk memiliki
C. Tujuan Pembuatan Briket
1. Pengurangan Limbah Organik
Salah satu tujuan utama pembuatan briket adalah untuk mengurangi jumlah limbah organik yang dihasilkan oleh berbagai industri dan sektor pertanian. Limbah-limbah seperti serbuk kayu dari pabrik pengolahan kayu, serbuk arang dari industri pembuatan arang, atau limbah pertanian seperti jerami atau sabut kelapa dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan baku untuk pembuatan briket. Dengan memanfaatkan limbah-limbah ini, pembuatan briket membantu mengurangi pencemaran lingkungan dan masalah pengelolaan limbah.
2. Konservasi Sumber Daya Alam
Pembuatan briket menggunakan bahan baku organik yang dapat diperbaharui seperti serbuk kayu atau serbuk arang. Dengan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui ini, pembuatan briket membantu dalam konservasi sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui seperti batu bara atau minyak bumi.
3. Pengurangan Emisi Gas Rumah Kaca
Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara merupakan salah satu penyebab utama emisi gas rumah kaca. Dengan menggunakan briket sebagai alternatif yang lebih ramah lingkungan, pembuatan briket dapat membantu mengurangi emisi gas rumah kaca yang berkontribusi terhadap perubahan iklim global.
4. Peningkatan Efisiensi Energi
Briket memiliki nilai kalor yang tinggi dan pembakarannya dapat menghasilkan panas yang kuat dan tahan lama. Dengan demikian, penggunaan briket dapat meningkatkan efisiensi energi dalam berbagai aplikasi pemanasan atau pembakaran, seperti dalam industri, rumah tangga, atau pertanian.
5. Diversifikasi Sumber Energi
Pembuatan briket membantu dalam diversifikasi sumber energi dengan menyediakan alternatif yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan. Dengan memiliki berbagai macam sumber energi yang tersedia, masyarakat dapat mengurangi ketergantungan pada sumber energi konvensional dan mengurangi risiko terhadap fluktuasi harga atau ketersediaan pasokan energi.
6. Pemberdayaan Ekonomi Lokal
Produksi briket sering melibatkan industri kecil dan menengah di tingkat lokal, yang dapat memberikan peluang ekonomi bagi masyarakat setempat. Hal ini menciptakan lapangan kerja baru, meningkatkan pendapatan, dan mengurangi kemiskinan di daerah tersebut.
Selain itu, briket juga dapat menjadi sumber penghasilan tambahan bagi petani atau pelaku
usaha kecil yang memanfaatkan limbah pertanian sebagai bahan baku untuk pembuatan briket.
D. Cara Pembuatan Briket 1. Proses Pirolisis
Pirolisis adalah proses dekomposisi termokimia dari material organik, yang berlangsung tanpa udara atau oksigen. Menurut Basu (2010), pirolisis biomassa umumnya berlangsung pada rentang temperatur 300 C sampai dengan 600 C. Produk dari proses pirolisis ini tergantung dari beberapa faktor diantaranya temperatur pirolisis dan laju pemanasan. Secara umum produk pirolisis dapat diklasifikasi menjadi tiga jenis yaitu :
• Produk padat : berupa residu padat yang kaya kandungan karbon (char)
• Produk cair : berupa (tar, hidrokarbon, dan air)
• Produk gas (CO, H2O, CO2, C2H2, C2H4, C2H6, C6H6dll).
Proses pirolisis sangat banyak digunakan di industri kimia (Widjaya, 1982), yaitu:
menghasilkan arang, karbon aktif, metanol dan bahan kimia lainnya dari kayu
mengkonversi diklorida etilena menjadi vinil klorida untuk membuat PVC
memproduksi kokas dari Batubara
mengkonversi biomassa menjadi syngas
mengubah sampah menjadi zat yang aman untuk dibuang
mengubah hidrokarbon menengah hingga berat dari minyak menjadi lebih ringan, seperti bensin.
Pembakaran yang terjadi merupakan pembakaran tidak sempurna pada biomassa sebagai bahan baku yang menyebabkan senyawa karbon kompleks tidak teroksidasi menjadi karbon dioksida dan peristiwa ini disebut sebagai pirolisis. Energi panas pada proses pirolisis akan mendorong terjadinya oksidasi sehingga molekul karbon yang kompleks terurai dan sebagian besarnya menjadi karbon dan arang.
Tingkatan Pirolisis:
a). Pirolisis Primer
Pirolisis primer terjadi pada bahan baku (umpan) dan terjadi pada temperatur di bawah 600 OC, pada prosis ini produk penguraian yang utama adalah karbon (arang).
Berdasarkan tingkat kecepatan reaksinya, pirolisis primer dibedakan menjadi dua,
Proses ini biasanya digunakan sebagai teknologi pembuatan arang dengan reaksi utama yang terjadi adalah dehidrasi. Hasil dari reaksi keseluruhan proses ini adalah karbon, uap air, karbon dioksida (CO2) dan karbon monoksida (CO).
Pirolisis primer cepat (> 300 OC) :
Produk yang dihasilkan berupa uap air, arang, gas, dan 50% - 70% uap minyak pirolisis (PPO = primary pyrolisis oil) yang menyusun ratusan senyawa oligomer, monomer, monomer penyusun selulosa dan lignin.
Secara umum reaksi tersebut sebagai berikut : Biomassa = Uap + Gas + Arang + Air
100 g 50-70 g 4-10 g 10-20 g 13-25 g b). Pirolisis Sekunder
Pirolisis sekunder (> 600 OC) merupakan proses pirolisis yang berlangsung cepat dan produk yang dihasilkan adalah gas karbon monoksida (CO), hidrogen (H2), senyawa- senyawa hidrokarbon berbentuk gas, serta tar. Pirolisis sekunder merupakan pirolisis yang terjadi pada partikel dan uap hasil dari pirolisis primer dan juga merupakan dasar dari proses yang digunakan pada sistem gasifikasi yang mana biomassa diuraikan untuk memperoleh gas bahan bakar karbon monoksida.
Reaktor Pirolisis Reaktor adalah tempat berlangsungnya suatu reaksi kimia. Jadi lebih ke arah tempatnya, apakah itu berupa tangki, pipa, menara distilasi, menara bahan isian dan lain-lain (Bintoro, ST, 2008). Tempat berlangsungnya suatu reaksi harus memenuhi syarat-syarat tertentu diantaranya :
Memungkinkan adanya turbulensi massa
Memungkinkan terjadinya transfer panas dan massa.
Reaktor Pirolisis merupakan salah satu alat pengurai senyawa organik yang dilakukan dengan proses pemanasan tanpa berhubungan langsung dengan udara luar dengan suhu sekitar 300 - 600 °C. Reaktor pirolisis dibalut dengan selimut dari bata dan tanah untuk menghindari panas keluar berlebih, memakai bahan bakar kompor minyak tanah, gas, arang yang sudah memerah sebagai pemancing pembakaran.
Proses pirolisis menghasilkan zat dalam bentuk padat, cairan dan gas (Buckingham, 2010).
Prinsip kerja dari reaktor pirolisis untuk mengkonversi biomassa ini yaitu pada proses pirolisis yang mana terjadi pemanasan di dalamnya tanpa adanya oksigen maka akan terjadi proses pemecahan struktur kimia dari bahan baku menjadi fase gas. Pada saat proses pirolisis berlangsung biomassa akan menghasilkan uap panas atau asap hasil pembakaran dan akan mengalir menuju pipa yang dihubungkan dengan kondensor. Hal ini terjadi dikarenakan perbedaan tekanan yang disebabkan perbedaan temperatur antara reaktor pirolisis dan kondensor. Asap hasil proses pirolisis yang mengalir menuju kondensor akan mengalami perubahan fasa karena proses pendinginan atau pengembunan saat melewati pipa-pipa tipe shell and tube yang berada di dalam kondensor dengan media pendinginan yang digunakan adalah air.
Asap yang berfasa uap jenuh di dalam kondensor akan mengalami perubahan menjadi cair dikarenakan proses pendinginan.
Aspek penting yang perlu diperhatikan dalam pembuatan reaktor pirolisis ini yaitu bahan yang digunakan sebagai ruang pembakaran atau ruang terjadinya proses pirolisis yang mana harus mampu bertahan dalam temperatur tinggi serta sebagai penghantar panas yang baik dan mampu menampung bahan baku yang digunakan dengan kapasitas yang ditentukan atau diinginkan.
2. Proses Karbonisasi
Proses karbonisasi biasa disebut proses pengarangan yang terjadi pada temperature 500-800°C. Pembakaran dengan kondisi udara minimal dinamakan karbonisasi. Hasil bahan yang dikarbonisasi berupa karbon padat berwarna hitam pekat. Proses ini juga digunakan untuk menghilangkan kandungan moisture atau material-material lain yang tidak dibutuhkan oleh arang seperti hydrogen, oksigen serta material mudah menguap lainya.
Karbonisasi menghasilkan tar serta gas gas mudah terbakar sebagai hasil pyroligneus dan hasil samping produk berupa gas mudah terbakar.Terminologi dari karbonisasi adalah destilasi tanpa air hanya saja proses ini dilakukan pembuatan arang.
Prinsip dari karbonisasi adalah energi pada bahan dibebaskan secara perlahan, dan apabila proses pembakaran dihentikan secara tiba-tiba ketika bahan masih membara, bahan tersebut akan menjadi arang berwarna kehitaman. Bahan tersebut masih terdapat
bahan organik. Ukuran parsial bahan, densitas bahan, tingkat kekeringan bahan, jumlah oksigen yang masuk, dan asap yang keluar dari ruang pembakaran.
E. Pengujian Briket
1. Kadar air
Untuk menentukan kadar air sesuai ASTM D 5142-02, contoh uji (briket arang) ditimbang sebanyak ± 1 gram, lalu dimasukkan ke dalam oven pada suhu 104-110 ºC selama 1 jam sampai beratnya konstan dan ditimbang.
Saat membuat briket arang, sangat penting untuk memeriksa kandungan airnya karena berkaitan tentang mutu briket. Kadar air dalam briket berpengaruh besar terhadap kualita. Berat briket berkurang ketika kadar air briket tinggi, yang mempengaruhi nilai panas dari briket sehingga briket akan lebih sulit menyala (Masthura, 2018).
Kadar air akan mempengaruhi mudah tidaknya briket tersebut untuk dibakar.
Semakin tinggi kadar air maka briket akan semakin sulit dibakar, sehingga kalor yang dihasilkan juga akan semakin rendah
Dalam pengujian kadar air terdapat metode untuk menghitung kadar air menggunakan standar asal Amerika yakni American Standard Testing and Material D-3173-03 dengan perhitungan:
Kadar air (%) = a−b
b ×100%
Di mana:
a = berat sampel mula-mula (gram) b = berat sampel bebas air (gram) 2. Kadar abu
Abu adalah material-material yang tidak bisa terbakar meski telah dilakukan proses pembakaran pada suhu tinggi. Tingginya kadar abu akan menurunkan nilai kalor atau kemampuan memanaskan dari briket. Abu terbentuk dari material- material dalam struktur karbon pada biomassa. Pemampatan pada briket akan merapatkan ikatan-ikatan karbon di dalamnya sehingga celah untuk udara masuk selama proses pembakaran akan berkurang.
Kadar abu adalah persentase dari zat-zat yang tersisa dari proses pembakaran dan sudah tidak memiliki unsur karbon. Semakin tinggi kadar abu dalam suatu briket maka kualitas briket akan semakin rendah, karena kandungan abu yang tinggi dapat
menurunkan nilai 50 Sulistyaningkarti dan Utami, Pembuatan Briket Arang ... kalor dari briket
Untuk menentukan kadar abu briket sesuai ASTM D 5142-02, menimbang cawan crucible tanpa tutup dengan spesimen yang diambil 1 gram dari sampel briket arang, menempatkan dalam furnace dan dipanaskan dalam suhu 450- 500º C selama 1 jam, kemudian suhu 700- 750º C selama 2 jam, kemudian dilanjutkan pengabuan dengan suhu 900- 950º C selama 2 jam. Memindahkan crucible dari furnace, didinginkan dalam desikator dan ditimbang segera.
A %
=m 3−m 1 m 2−m 1 Dimana:
m1=¿
berat cawan tanpa isi (gram) m2 = berat cawan berisi briket (gram) m3 = berat cawan dan abu ( gram) 3. Nilai Kalor
Nilai kalor atau daya panas merupakan ukuran banyaknya panas yang dapat mampu dilepaskan oleh suatu ukuran massa, jika bahan tersebut dibakar dengan sempurna pada kondisi oksigen dengan volume tetap. Nilai kalor tinggi terjadi pada saat briket mengalami proses pembakaran sempurna. Pembakaran sempurna terjadi ketika kandungan air pada briket menguap karena proses pembakaran kemudian kembali mencair karena terjadi pengembunan. Nilai kalor rendah adalah ukuran nilai kalor hasil pengurangan nilai kalor tinggi dengan nilai kalor yang diperlukan air untuk terbakar atau dalam hal ini berarti berubah wujud.
Kualitas briket arang ditentukan dengan tingginya nilai kalor, semakin tinggi nilai kalor briket maka semakin baik kualitas briket
Pengujian nilai kalor pada briket ditentukan dengan laju pembakarannya. Laju
pembakaran adalah uji waktu nyala briket saat dibakar, kemudian menimbang
massa bahan yang terbakakarnya. Waltu pembakaran dihitung dengan stopwatch,
sedangkan massa briket yang terbakar dihitung dengan timbangan analitik (Alfif
et al., 2014).
Laju pembakaran = massa briket terbakar waktu pembakaran Dimana:
Massa briket terbakar = massa awal-massa sisa (gram) Waktu pembakaran (menit)
4. Kadar Karbon terikat
Kadar karbon terikat merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk menentukan kualitas briket, dimana semakin tinggi kadar karbon terikat maka semakin baik pula kualitas briket yang dihasilkan, karena kadar karbon terikat yang tinggi akan menghasilkan briket yang minim asap
Untuk menentukan kadar karbon terikat briket sesuai ASTM D 5142-02 dihitung menggunakan persamaan :
Fixed Carbon = 100 – (M + V + A) %
Keterangan : Fixed Carbon = Kadar karbonterikat(%) M = Kadar air (%)
V =Kadar zat mudah menguap (%) A = Kadar abu (%)
5. Kadar Zat Menguap
Kandungan kadar zat menguap yang tinggi di dalam briket arang akan menimbulkan asap yang lebih banyak pada saat briket dinyalakan, sebab adanya reaksi antara karbon monoksida (CO)
Untuk menentukan kadar zat menguap briket sesuai ASTM D 5142- 02, cawan crucible ditimbang dengan tutupnya, dengan diisi spesimen yang berasal dari hasil perhitungan kadar air dan ditempatkan dalam furnace. Memanaskan dalam furnace dengan suhu 950 ± 20º C selama 7 menit, kemudian didinginkan dalam desikator dan selanjutnya ditimbang. Kadar zat menguap dihitung berdasarkan persamaan :
V = 𝐵−𝐶𝑊𝑥 100%
Keterangan : V = Kadar zat mudah menguap (%)
B = Berat contoh setelah dikeringkan pada suhu 104-110 ºC (g) C = Berat spesimen setelah dipanaskan pada tes zat menguap (g) W = Berat contoh mula- mula pada kadar air (g)
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan
Briket adalah bentuk bahan bakar padat yang terbuat dari bahan-bahan organik seperti serbuk kayu, serbuk arang, atau limbah pertanian. Proses pembuatan briket melibatkan pemadatan bahan-bahan tersebut dengan menggunakan tekanan tinggi, tanpa perlu bahan perekat tambahan. Briket ini biasanya digunakan sebagai alternatif pengganti bahan bakar fosil seperti batu bara dalam berbagai aplikasi pemanasan atau pembakaran, seperti dalam industri atau penggunaan domestik. Salah satu keuntungan utama dari briket adalah bahwa mereka dapat diproduksi dari limbah biomassa atau limbah pertanian, sehingga membantu mengurangi limbah organik dan memberikan solusi yang lebih ramah lingkungan.
B. Saran
Demikian yang dapat kami sampaikan mengenai materi Pengecilan ukuran yang
menjadi bahasan dalam makalah ini, tentunya banyak kekurangan dan kelemahan
kerena terbatasnya pengetahuan, kurangnya rujukan atau referensi yang kami
peroleh. Penulis banyak berharap kepada para pembaca untuk memberikan kritik dan
saran yang membangun kepada kami demi sempurnanya makalah ini. Semoga
makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis dan para pembaca.
DAFTAR PUSTAKA
Maryono., Yulisman., Doni, L. 2017. Pembuatan Briket Arang dari Tempurung Kelapa ditinjau dari Kadar Kanji. Jurnal Chemical,14 (1):74-83.
Jamilatun, Siska. 2008. Sifat-sifat Penyalaan dan Pembakaran Briket Biomassa dari Batubara dan Arang Kayu. Jurnal Rekayasa Proses,2 (2): 37-40.
Ani dan Rumijanti. 2019. Pemanfaatan Tongkol Jagung menjadi Briket dengan Reaksi Karbonisasi. Jurnal Penelitian Sains dan Teknologi,5 (2): 81-88.
Rexanindita, A. 2018. Optimasi Suhu Operasi Pirolisis Sekam Padi sebagai Bahan Baku Pembuatan Briket Arang. Teknik Kimia. Universitas Diponegoro.
Semarang.
Suprapti., Hidayati,K., Airin,M. 2017. Studi Uji Karakteristik Fisis Briket Bioarang sebagai Sumber Energi Alternatif. Journal Of Natural Sains,3 (1): 88-89.
Kurniawan., Yesung,A., Rahmawati, K. 2009. Analisa Nilai Kalor dna Laju Pembakaran pada Briket Campuran Biji Nyamplung dan Sekam Padi.
Jurnal Dinamika Teknik Mesin,2 (4): 117-122.
Rise, A., Nurhilal., Rosyadi, I. 2017. Pembuatan dan Analisa Mutu Briket
Arang Tempurung Kelapa. Jurnal Chemical,14 (1): 74-83.
