See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/312936235
Analisis Karakteristik Briket Dari Cangkang Kemiri Sebagai Bahan Bakar Alternatif
Article · December 2020
CITATIONS
4
READS
8,319
4 authors, including:
Rustam Efendi
Universitas Sulawesi Tenggara 47PUBLICATIONS 61CITATIONS
SEE PROFILE
Abdul Makhsud
Indonesian Muslim University of Makassar 11PUBLICATIONS 35CITATIONS
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Rustam Efendi on 12 January 2021.
The user has requested enhancement of the downloaded file.
31
ANALISIS KARAKTERISTIK BRIKET DARI CANGKANG KEMIRI SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF
Rustam Efendi1, Hermanto1, Abdul Makhsud2, Sungkono2
1) Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muslim Indonesia
2) Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muslim Indonesia
ABSTRAK
Peningkatan konsumsi bahan bakar fosil, yang disertai dengan kesadaran akan isu pemanasan global dan kerusakan lingkungan akibat polusi, telah meningkatkan upaya-upaya pengembangan sumber energi terbarukan. Briket merupakan salah satu alternatif sumber energi terbarukan yang banyak dikembangkan dekade ini. Penelitian ini merupakan bagian dari upaya pengembangan briket, khususnya briket cangkang kemiri, sebagai bahan bakar alternatif. Pembuatan briket arang cangkang kemiri dilakukan dengan proses karbonisasi menggunakan metode pirolisis (370°C), serbuk arang ukuran 40 mesh. Pembuatan perekat kanji (tepung tapioka) dengan perbandingan serbuk arang dan perekat kanji (tepung tapioka) sebesar 90:10%. Pencetakan briket dengan perbedaan beban tekan yakni 350kg, 400kg, 450kg, dan 500kg. Selanjutnya briket cangkang kemiri diuji sifat fisik (kuat tekan dan kerapatan) dan uji proksimasi (kadar abu, air, carbon, zat menguap, nilai kalor) serta uji emisi (CO, NOx, HC). Hasil pengujian fisik, proksimasi, dan emisi briket cangkang kemiri yang dihasilkan adalah nilai rata-rata kadar air 3.82%, kadar abu 6,64%, zat terbang 26,09%, kandungan kadar karbon 63.30%, nilai kalor 6061kkal/kg, kuat tekan 5,708kg/cm2, kerapatan
Kata kunci: Briket cangkang kemiri, sifat fisik, proksimasi, karbonisasi, emisi.
I. PENDAHULUAN
Pemakaian bahan bakar fosil terus mengalami peningkatan, sementara jumlah cadangan semakin menipis, harga yang tidak stabil (cenderung terus meningkat) dan isu-isu bahwa bahan bakar fosil menyebabkan pemanasan global serta penyebab terjadinya kerusakan lingkungan sudah mulai terbukti. Untuk mengeliminasi kemungkinan terburuk
dampak pemakaian bahan bakar fosil, maka pengembangan sumber energi terbarukan menjadi salah satu alternatif pengganti bahan bakar fosil.
Beberapa jenis sumber energi yang dapat dikembangkan antara lain energi matahari, energi angin, energi panas bumi, energi panas laut, dan energi biomassa. Di antara sumber-sumber energi alternatif tersebut, energi biomassa merupakan sumber energi alternatif yang 0,679g/cm3, CO sebesar 1,201%, NOx 421ppm, dan HC 247,80ppm. Briket cangkang kemiri dapat dijadikan bahan bakar alternatif karena memiliki nilai kalor yang cukup tinggi yaitu 6061kkal/kg. Briket cangkang kemiri pada dasarnya telah memenuhi Standar Nasional Indonesia SNI 01-6235-2000 dan Standar Emisi Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2006 tentang ambang batas emisi gas buang kendaraan bermotor lama.
Sitasi : Efendi R, Hermanto, Makhsud A, Sungkono. 2020. Analisis Karakteristik Briket Dari Cangkang Kemiri Sebagai Bahan Bakar Alternatif. J-Move: Jurnal Teknik Mesin 2(2):31-36.
32 perlu mendapat prioritas dalam pengembangannya dibandingkan sumber enegi yang lain.
Potensi bahan bakar fosil Indonesia sudah sangat menipis, untuk jenis minyak misalnya dengan cadangan 9,1 miliar barel dan produksi 387 juta barel/tahun, hanya akan bertahan 23 tahun, gas dengan cadangan 185,8 TSCF dan produksi 2,95 TSCF, hanya akan bertahan 62 tahun dan batu bara 146 tahun.
Tabel 1 Potensi bahan bakar fosil di Indonesia
Sumber : Priyanto (2005) dalam Skripsi Tambunan (2007).
Kekayaan alam Indonesia menjadi pertimbangan utama konversi energi minyak dan gas ke biomassa. Biomassa merupakan bahan alami yang biasanya dianggap sebagai sampah dan sering dimusnahkan dengan cara dibakar. Perlu diketahui bahwa Indonesia termasuk negara terbesar yang akan mampu memasok sumber bahan baku biomassa, baik dari budidaya hayati maupun limbah pertanian, peternakan, dan perkebunan.
Tujuan penelitiaan ini adalah untuk mengetahui karakteristik briket arang cangkang kemiri. Manfaat penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi besar kepada masyarakat dan industri dimana briket dari cangkang kemiri ini dapat dijadikan sebagai bahan bakar
alternatif pengganti bahan bakar fosil dalam kehidupan sehari-hari.
II. METODOLOGI PENELITIAN Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah crusher, ayakan mesh 40, mesin cetak briket, mesin pirolisis, timbangan, bomb kalori meter, tanur, oven, alat uji emisi, tungku pembakaran briket, cawan porselin. Sedangkan bahan yang digunakan adalah serbuk arang cangkang kemiri, tepung tapioka dan air.
Metode pengarangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pirolis (suhu 370°C dalam kondisi terjaga).
III. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil
Briket arang dari cangkang kemiri dibuat dengan menggunakan bahan perekat tepung tapioka/kanji dengan perbandingan 90:10% dan 4 variasi beban tekan (350kg, 400kg, 450kg, 500kg).
Briket dicetak dalam 1 (satu) bentuk yaitu bentuk oval, hasil yang diperoleh seperti pada Gambar 1.
Gambar 1 Briket cangkang kemiri Spesifikasi ukuran briket dapat dilihat pada Tabel 2.
Jenis energi
fosil
Cadang an
Produk si per tahun
Rasio:
cadangan/produ ksi pertahun
Minyak
9,1 miliar
barel
387 juta
barel 23
Gas
185, TSCF
2,95
TSCF 62
Batuba ra
19,3 milar ton
132
juta ton 146
33 Tabel 2. Ukuran briket
Keterangan:
DI = Diameter atas kerucut terpancun t II = Tinggi kerucut terpancung Do = Diameter bawah kerucut terpancung/diameter tabung tI = Tinggi tabung
Analisis proksimasi dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Hasil uji proksimasi
No Parameter Nilai rata-rata
1 Kadar Air 3,975 (%)
2 Kadar Abu 6,635(%)
3 Zat Terbang 25,675(%)
4 Kadar Karbon 63,72 (%)
5 Nilai Kalor 6061(Kkal/Kg)
Perhitungan kuat tekan dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Hasil uji kuat tekan
Perhitungan kerapatan dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 Perhitungan kerapatan (ρ) g/cm³
Nama Briket
Beban
(kg) ρ =g/cm³
350 0.672
400 0.688
Cangkang Kemiri 450 0.691
500 0.700
Nilai Rata-Rata 0.688
Hasil uji emisi gas buang dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6 Hasil uji rata-rata emisi gas buang
CO NOx HC
1,201% 421,33ppm 247,80ppm
Pembahasan
Proksimasi briket cangkang kemiri 1. Kadar Air
Pada Gambar 2 grafik hubungan antara beban tekan (kg) terhadap kadar air (%) menunjukkan bahwa nilai kadar air terendah 3,82% pada beban tekan 500kg.
Sementara nilai kadar air tertinggi berada pada beban 350kg yakni 4,08%. Hal ini disebabkan karena semakin besar beban tekan maka kadar air yang terkandung dalam briket akan keluar sehingga menyebabkan nilai kadar air lebih rendah.
Gambar 2 Grafik hubungan antara beban (kg) tekan terhadap kadar air (%) Beban
tekan (kg)
DI (cm)
tII (cm)
Do (cm)
tI (cm) 350 3.25 1.740 5.47 0.235 400 3.25 1.730 5.47 0.210 450 3.25 1.715 5.47 0.215 500 3.25 1.710 5.47 0.200
Nama Briket P (kg/cm²)
D (cm)
B (kg)
5.31 3,25 44
5.75 3,25 48
Cangkang Kemiri 5.88 3,25 50
5.89 3,25 55 Nilai Rata-Rata 5.71
3.80 3.85 3.90 3.95 4.00 4.05 4.10
350 400 450 500
Kadar Air (%)
Beban Tekan (kg)
34 2. Kadar Abu
Gambar 3 Grafik hubungan antara beban tekan (kg) terhadap kadar abu (%)
Pada Gambar 3 grafik hubungan antara beban tekan (kg) terhadap kadar abu (%) menunjukkan bahwa kadar abu terendah adalah 6,62% pada beban tekan 350kg. Sedangkan kadar abu tertinggi adalah 6,64%. Perlakuan variasi beban tekan tidak berpengaruh besar. Hal ini disebabkan karena perbandingan arang cangkang kemiri dan perekat hanya 1 variasi yakni 90:10%.
3. Kadar Zat Terbang
Pada Gambar 4 grafik hubungan antara beban tekan (kg) terhadap zat terbang (%) menunjukkan bahwa nilai kadar zat terbang tertinggi adalah 26%
pada beban tekan 360kg. Sedangkan nilai kadar zat terbang terendah adalah 25,42%.
Hal ini sejalan dengan penelitian yang dilakukan oleh Cory (2001), dimana beban tekan sangat berpengaruh dengan kadar zat terbang yang dihasilkan.
Gambar 4 Grafik hubungan antara beban tekan (kg) terhadap zat terban (%)
4. Kadar Karbon
Pada Gambar 5 grafik hubungan antara beban tekan (kg) terhadap kadar karbon (%) menunjukkan bahwa kadar karbon tertinggi adalah 63,84% pada beban tekan 500kg dan kadar karbon terendah adalah 63,56% pada beban tekan 350kg. Hal ini disebabkan karena semakin besar beban tekan maka kadar air yang terkandung di dalam briket semakin berkurang sehingga nilai kadar karbon semakin besar. Dimana yang mempengaruhi tinggi rendahnya kadar karbon salah satunya adalah kadar air.
5. Nilai Kalor
Dari hasil uji briket cangkang kemiri nilai kalor yang terdapat pada cangkang kemiri adalah 6061kkal/kg (metode pirolisis dengan suhu 370°C), nilai ini jauh lebih tinggi dibandingkan dengan nilai kalor dalam penelitian yang dilakukan Praman dan Pradana (2009) tanpa karbonisasi dengan perbandingan 80% arang dan 20% bahan menghasilkan nilai kalor 3510,202kkal/kg.
Gambar 5 rafik hubungan antara beban tekan (kg) teradap kadar karbon (%) Sedangkan penelitian yang dilakukan Tambunan (2007), dengan perbandingan 75% arang dan 25% bahan perekat mendapatkan nilai kalor dengan briket melalui proses karbonisasi menghasilkan 7810,39kkal/kg. Patabang (2009), nilai kalor yang dihasilkan sebesar 5943kkal/kg. Namun jika kita mengacu pada syarat mutu briket arang kayu
63.50 63.55 63.60 63.65 63.70 63.75 63.80 63.85 63.90
350 400 450 500
Kadar Karbon (%)
Beban Tekan 6.61
6.62 6.63 6.64 6.65 6.66 6.67
350 400 450 500
Kadar Abu (%)
Beban Tekan (kg)
25.00 25.20 25.40 25.60 25.80 26.00 26.20
350 400 450 500
Zat Terbang (%)
Beban Tekan (kg)
35 menurut SNI 01-6235-2000 maka nilai kalor briket cangkang kemiri yang dihasilkan dari pengujian kalor telah memenuhi standar.
Sifat Fisik Briket 1. Kuat Tekan (kg/cm²)
Pada Gambar 6 grafik hubungan antara beban tekan (kg) terhadap kuat tekan (kg/cm²) memperlihatkan bahwa kuat tekan tertinggi terjadi pada beban 500kg yakni sebesar 5,89 kg/cm².
Sedangkan kuat tekan terendah adalah 5,31kg/cm² pada beban tekan 350kg.
Perlakuan beban tekan memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kuat tekan dimana semakin tinggi beban tekan yang diberikan maka kuat tekan briket cangkang kemiri akan semakin tinggi. Hal ini disebabkan dengan pemberian beban tekan akan menjadikan perekat merata pada briket cangkang kemiri sehingga akan menambah ikatan antara molekulnya.
Gambar 6 Grafik hubungan antara beban (kg) tekan terhadap kuat tekan (%) 2. Kerapatan
Pada Gambar 6 grafik hubungan antara beban tekan terhadap kerapatan menunjukkan bahwa nilai kerapatan tertinggi adalah 0,700g/cm² pada beban tekan 500kg dan nilai kerapatan terendah adalah 0,672g/cm² pada beban tekan 350kg. Hal ini disebabkan karena beban
tekan yang diberikan akan berdampak pada volume briket semakin mengecil sehingga menghasilkan kerapatan yang semakin besar.
Gambar 6 Grafik hubungan antara beban tekan (kg) terhadap kerapatan (g/cm²)
Emisi
Berdasarkan hasil uji emisi gas buang pada briket cangkang kemiri yang dilakukan di Laboratorium Pengujian Mesin-Mesin Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muslim Indonesia menghasilkan rata-rata CO sebesar 1,201%, NOx sebsar 421ppm, dan HC sebesar 247,80ppm. Maka dengan melakukan perbandingan Standar Emisi Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2006 tentang ambang batas emisi gas buang kendaraan bermotor lama pada dasar memenuhi standar.
IV. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Pada hasil uji proksimasi dan uji sifak fisik dari briket cangkang kemiri yang dihasilkan menunjukkan bahwa rata- rata kadar air sebesar 3,97%, kadar abu sebesar 6,635%, zat terbang sebesar 25,67%, kadar karbon sebesar 63,72%, nilai kalor sebesar 6061kkal/kg, kuat tekan sebesar 5,71kg/cm2, dan kerapatan sebesar 0,68g/cm3. Maka dengan melakukan perbandingan standar pembuatan briket di Indonesia telah memenuhi Standar Nasional Indonesia SNI 01-6235-2000.
0.67 0.68 0.68 0.69 0.69 0.70 0.70 0.71
350 400 450 500
Kerapatan (g/cm²)
Beban Tekan (kg)
5.30 5.40 5.50 5.60 5.70 5.80 5.90 6.00
350 400 450 500
Kuat Tekan (kg/cm²)
Beban Tekan (kg)
36 Hasil uji emisi dari briket cangkang kemiri dihasilkan menunjukkan rata-rata CO sebesar CO sebesar 1,201 %, NOx 421ppm, dan HC 247,80 ppm. Hal ini telah memenuhi Standar Emisi Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2006 tentang ambang batas emisi gas buang kendaraan bermotor lama.
Saran
Penelitian ini sebaiknya ditindak lanjuti dan disosialisasikan kepada masyarakat sehingga beriket dari cangkang kemiri ini dapat dimanfaatkan oleh masyarakat maupun industri sebagai bahan bakar alternatif.
Untuk meningkatkan kualitas briket dari cangkang kemiri maka perlu dilakukan proses karbonisasi dengan suhu yang lebih tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Cory Y.S. (2001). Pengaruh Kadar Perekat dan Tekanan Kempa Terhadap Sifat Fisis dan Sifat Kimia Briket Arang dari Serasah Daun Acacia Mangium Willd.
(Skripsi), Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Patabang, D. (2009). Analisis nilai kalor secara eksperimental dan teoritik dari briket arang kulit kemiri.
Majalah Ilmiah Mektek, 11(3).
Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2006 tentang ambang batas emisi gas buang kendaraan bermotor lama.
Pramana, A. N., & Pradana, S. G. (2009).
Pembuatan Biobriket dari Tempurung Kemiri sebagai Bahan Bakar Alternatif (D3 Tugas Akhir), Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Tambunan, B. H. (2007). Karakteristik Pembakaran Briket Cangkang Kemiri: Pengaruh Presentase Arang. (Skripsi), Universitas Negeri Medan, Medan.
Standar Nasional Indonesia SNI 01-6235 2000
View publication stats
