228955597 Campuran Arang Limbah Ampas Tebu Bagasse Dan Arang Tempurung Kelapa Dengan Perekat Tetes Tebu

JTM. Volume 03 Nomor 01 Tahun 2014, 126-134

CAMPURAN ARANG LIMBAH AMPAS TEBU (BAGASSE)

DAN ARANG TEMPURUNG KELAPA DENGAN PEREKAT TETES TEBU

Tri Kusuma Wardani S1 Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya

e-mail:[email protected]

I Wayan Susila Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya

e-mail: [email protected]

Abstrak

Saat ini cadangan bahan bakar fosil Indonesia bahkan dunia sudah sangat menipis seiring bertambahnya jumlah

penduduk Indonesia maupun dunia, maka dari itu negara Indonesia dan negara negara lain memerlukan sumber bahan

bakar alternatif yang baru dan terbarukan serta ramah lingkungan, dan efisien. Biobriket adalah salah satu sumber bahan

bakar alternatif yang bahan dasarnya berasal dari biomassa. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui komposisi

terbaik biobriket berbahan campuran arang limbah ampas tebu dan arang tempurung kelapa dengan perekat tetes tebu

dan kualitasnya dibandingkan dengan standar mutu briket batubara yang ada. Penelitian ini merupakan penelitian

eksperimen dengan obyek penelitian adalah biobriket berbahan campuran arang limbah ampas tebu dan arang

tempurung kelapa dengan perekat tetes tebu. Teknik analisis data menggunakan metode deskriptif. Bahan dasar

jumlahnya 1000 gram dengan perbandingan jumlah arang ampas tebu dan tempurung kelapa yaitu : sampel 1 terdiri dari

10% arang limbah ampas tebu dengan 90% arang tempurung kelapa ; sampel 2 terdiri dari 30% arang limbah ampas

tebu dengan 70% arang tempurung kelapa ; sampel 3 terdiri dari 50% arang limbah ampas tebu dengan 50% arang

tempurung kelapa ; sampel 4 terdiri dari 70% arang limbah ampas tebu dengan 30% arang tempurung kelapa ; dan

sampel 5 terdiri dari 90% arang limbah ampas tebu dengan 10% arang tempurung kelapa dengan penambahan masing

masing 800 gram perekat tetes tebu. Parameter untuk mengetahui hasil pengujian karakteristik pembakaran biobriket

yang baik meliputi nilai kalor, kadar abu, kadar air, kerapatan dan kuat tekan dari biobriket berbahan baku campuran

arang limbah ampas tebu dan arang tempurung kelapa dengan zat perekat tetes tebu. Karakteristik biobriket yang

terbaik akan dibandingkan dengan karakteristik standart mutu biobriket di Negara Jepang, Amerika, Inggris maupun

Indonesia. Dari hasil penelitian diketahui bahwa komposisi terbaik biobriket berbahan campuran arang limbah ampas

tebu dan arang tempurung kelapa dengan perekat tetes tebu yaitu sampel no 5. Terdiri dari 10% arang limbah ampas

tebu dengan 90% arang tempurung kelapa dengan penambahan 800 gram tetes tebu. Pada komposisi ini menghasilkan

nilai kalor sebesar 6089,923 kal/g, kadar air 8,27%, kadar abu 2%, kerapatan 0,846 g/cm dan kuat tekan 15,68 kg/cm. Nilai kalor memenuhi standart Jepang dan Indonesia, kadar air belum memenuhi standart 4 negara, kadar abu

memenuhi standart 4 negara, kerapatan lebih rendah daripada standar mutu Amerika dan Jepang namun lebih tinggi

dibanding nilai standar mutu briket negara Inggris sedangkan kuat tekan memenuhi standart Inggris.

Kata kunci : biobriket, arang ampas tebu, arang tempurung kelapa, tetes tebu

Abstract

Indonesia's fossil fuel reserving and even the world has been severely thinned with increasing the population of

Indonesian and the world, so that Indonesia and other countries need alternative fuel sources, which is new and

renewable, environmentally friendly, and efficient. Bio briquette is one alternative fuel source that is essentially derived

from biomass materials . This study aims to determine the best composition bio briquetteproduction from a mixture of

charcoal waste bagasse and coconut shell charcoal with adhesive molasses and itwas compared to the standards quality

of existing coal briquettes . This study is an experimental study which the object of study is bio briquette from a mixture

of charcoal waste bagasse and coconut shell charcoal with adhesive molasses. Data analysis using descriptive methods .

The basic ingredients is 1000 grams with a ratio of the amount of bagasse and coconut shell charcoal is for 1st sample

consisted of 10 % bagasse charcoal and 90 % coconut shell charcoal; 2nd

sample consiste of 30 % bagasse charcoal and

70 % coconut shell charcoal; 3rd

sample consisted of 50 % bagasse charcoal and 50 % coconut shell charcoal; 4th

sample

consisted of 70 % bagasse charcoal and 30 % coconut shell charcoal and 5th

sample consisted of 90 % bagasse charcoal

with 10 % coconut shell charcoal; and each of those samplewas added 800 grams of adhesive molasses . This study

used any parameters to determine the test results of good combustion bio briquette characteristics. The parameters

include heating value, ash content, water content, density and compressive strength of bio briquette charcoal made from

a mixture of waste bagasse and coconut shell charcoal with molasses adhesive. The best characteristics bio briquette are

compared with the characteristics of quality standards bio briquette in Japan, USA, UK and Indonesia. The finding of

this study found that the best bio briquette composition of a mixture waste bagasse and coconut shell charcoal with

adhesive molasses is fifth sample. Which was consisted of 10 % bagasse charcoal with 90 % coconut shell charcoal

with the addition of 800 grams of molasses. This composition produces 6089.923 cal/g of calorific value, 8.27% of

water content, 2 % of ash content, 0.846 g/cm density and 15.68 kg/cm of compressive strength. The heating value

fulfill the Japanese and Indonesian standard , the water content hadnt fulfilled the 4 countries standard, ash content

Biobriket Dari Campuran Arang Limbah Ampas Tebu dan Arang Tempurung Kelapa

129

fulfilled of 4 countries standard,density was lower than the American and Japanese quality standard but higher than the

value of the UK quality standard briquettes while the compressive strength fulfilled UK standards .

Keywords : bio briquette, bagasse charcoal , coconut shell charcoal , molasses

PENDAHULUAN

Saat ini cadangan bahan bakar fosil Indonesia

bahkan dunia sudah sangat menipis seiring bertambahnya

jumlah penduduk Indonesia maupun dunia, maka dari itu

negara Indonesia dan negara negara lain memerlukan

sumber bahan bakar alternatif yang baru dan terbarukan

serta ramah lingkungan.

Biobriket merupakan sumber alternatif yang

murah dan dapat dikembangkan secara massal dalam

waktu singkat dengan minim biaya, sehingga biobriket

dari limbah ini merupakan jawaban dari masalah krisis

energi yang terjadi akhir - akhir ini. Pada pembuatan

biobriket memerlukan campuran biomassa, selama ini

campuran biomassa dalam pembuatan biobriket antara

lain ampas tebu, jerami, jarak, ampas aren, tempurung

kelapa, sabut kelapa dan serbuk gergaji. Sedangkan pada

penelitian ini menggunakan bahan baku ampas tebu dan

tempurung kelapa karena jumlahnya sangat banyak dan

melimpah.

Tanaman tebu (Saccharum officinarum L.)

merupakan salah satu jenis tanaman yang hanya dapat

ditanam di daerah yang memiliki iklim tropis. Luas areal

tanaman tebu di Indonesia mencapai 344 ribu hektar

dengan kontribusi utama adalah di Jawa Timur (43,29%),

Jawa Tengah (10,07%), Jawa Barat (5,87%), dan

Lampung (25,71%).

Limbah ampas tebu yang digunakan dalam

penelitian ini adalah limbah ampas tebu dari sisa sisa

penjualan es tebu dipinggir jalan. Karena limbah ampas

tebu ini tidak pernah digunakan sama sekali, hanya

menjadi bahan yang tidak berguna dan dibuang begitu

saja. Jadi penelitian ini memanfaatkan bahan yang tidak

terpakai menjadi bahan bakar biobriket yang sangat

bermanfaat. Selain menjadi bahan bakar biobriket,

penelitian ini menjadi jawaban dari permasalahan sampah

ampas tebu.

Tanaman kelapa (Cocos nucifera L) merupakan

salah satu tanaman yang termasuk dalam famili Palmae

dan banyak tumbuh di daerah tropis, seperti di Indonesia.

Tanaman kelapa membutuhkan lingkungan hidup yang

sesuai untuk pertumbuhan dan produksinya. Faktor

lingkungan itu adalah sinar matahari, temperatur, curah

hujan, kelembaban, dan tanah (Palungkun, 2003).

Tempurung kelapa termasuk golongan kayu keras dengan

kadar air sekitar enam sampai sembilan persen (dihitung

berdasar berat kering), dan terutama tersusun dari lignin,

selulosa dan hemiselulosa.

Campuran antara limbah ampas tebu dan

tempurung kelapa inilah yang menjadi titik dari

penelitian kali ini, dengan menggunakan bahan perekat

tetes tebu. Pada penelitian ini, hasil karakteristik

pembakaran biobriket dari campuran diatas akan

dibandingkan dengan karakteristik umum briket batubara

menurut nilai standar mutu briket batubara di empat

negara ini, yang ditunjukkan pada Tabel 1. seperti

berikut:

Tabel 1. Standart Mutu Briket Batubara

Sumber : Badan Penelitian dan Pengembangan

Kehutanan 1994 dalam Triono, 2006

Berdasarkan uraian dan penjelasan latar belakang

diatas, maka penelitiain ini melakukan pembuatan

biobriket dari campuran limbah ampas tebu dan

tempurung kelapa dengan perekat tetes tebu

Tujuan dari penelitian ini adalah Untuk

mengetahui perbandingan ideal antara arang limbah

ampas tebu dan arang tempurung kelapa dengan perekat

tetes tebu. Dan Untuk mengetahui hasil pengujian

karakteristik pembakaran biobriket yang meliputi nilai

kalor (heating value), kadar abu (ash content), kadar air

(water content), kerapatan (density) dan kuat tekan

(compressive strength) dari biobriket berbahan baku

campuran arang limbah ampas tebu dan arang tempurung

kelapa dengan zat perekat tetes tebu.

Manfaat Sebagai salah satu bahan bakar alternatif

yang dapat mengurangi krisis sumber daya alam,

memanfaatkan limbah pabrik maupun limbah rumah

tangga yang kurang dimanfaatkan secara baik dan benar,

khususnya limbah ampas tebu dan tempurung kelapa.

METODE

Rancangan Penelitian

Gambar 1. Rancangan Penelitian

127


Tempat Penelitian

Laboratorium Bahan Bakar dan Pelumas dan Laboratorium Fabrikasi Jurusan Teknik Mesin

Universitas Negeri Surabaya untuk pengolahan

bahan pembuat dan pengepresan biobriket.

Laboratorium Beton Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Surabaya untuk melakukan

pengujian kerapatan pada biobriket.

Laboratorium Motor Bakar Jurusan Teknik Mesin Universitas Brawijaya Malang untuk pengujian

kadar abu, kadar air, dan nilai kalor.

Laboratorium Dasar Bersama Jurusan Farmasi Universitas Airlangga Surabaya untuk pengujian

kuat tekan pada biobriket

Variabel Penelitian

Variabel bebas

Variabel bebas merupakan variabel yang

mempengaruhi terhadap timbulnya variabel terikat.

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah biobriket

yang berbahan dasar arang limbah ampas tebu

(bagasse) dengan campuran arang tempurung

kelapa dengan pengikat tetes tebu.

Tabel 2.Komposisi campuran dasar biobriket No.

Sampel

Ampas Tebu

(%)

Tempurung Kelapa

(%) Tetes Tebu

1 90 10

40 / 800 gram

2 75 25

3 50 50

4 25 75

5 10 90

50 / 1000 gram

Variabel Terikat

Variabel terikat merupakan variabel yang

menjadi akibat karena adanya variabel bebas.

Variabel terikat dalam penelitian ini adalah nilai kalor

(heating value), kadar abu (ash content), kadar air

(water content), kerapatan (density) dan kuat tekan

(compressive strength) biobriket.

Variabel Kontrol Variabel kontrol merupakan variabel yang

dikendalikan sehingga pengaruh variabel bebas

terhadap variabel terikat tidak dipengaruhi oleh faktor

luar yang tidak diteliti. Variabel kontrol dalam

penelitian ini adalah: - Suhu Pengarangan yang dikontrol adalah 250C. - Tekanan pengepresan maksimal sebesar 200 bar

(200,8756 kg/cm).

Alat dan Instrumen Penelitian

Alat penelitian merupakan alat yang digunakan

untuk membantu menyelesaikan penelitian, alat yang

digunakan dalam penelitian ini adalah :

Drum, kompor dan LPG yang dilengkapi thermocontrol dan thermoconuple untuk membakar

bahan tebu menjadi arang

Blender atau penghalus untuk menghaluskan ampas tebu dan tempurung kelapa hingga menjadi serbuk

arang

Instrumen penelitian merupakan peralatan uji

yang digunakan untuk memperoleh data penelitian.

instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

Mesin pres - Merk : ENERPAC RO106 - Spesifikasi Alat : Tekanan Maksimal 10.000

psi atau 700 bar

Timbangan Digital - Merk : ACIS excellence in measurement - Tingkat Ketelitian : 0,001 gram

Oxygen Bomb Calorimeter digunakan untuk mengukur nilai kalor bahan bakar padat maupun cair

Ayakan (10 mesh) digunakan untuk memisahkan serbuk arang kasar dan halus sehingga ukuran serbuk

menjadi sama atau homogen.

Thermocontrol untuk mengontrol suhu pengarangan

tetap 250C.

Oven digunakan untuk proses pengeringan biobriket yang sudah dicetak.

Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data penelitian ini

menggunakan teknik eksperimen, yaitu mengukur atau

menguji obyek yang diteliti dan mencatat data data yang

diperlukan. Data data yang diperlukan tersebut adalah

nilai kalori (heating value), kadar abu (ash content),

kadar air (water content), kerapatan (density), dan kuat

tekan (compressive strength) biobriket.

Teknik Analisis Data

Obyek yang akan diteliti dalam pembuatan

biobriket ini adalah karakteristik pembakaran meliputi

nilai kalori (heating value), kadar abu (ash content),

kadar air (water content), kerapatan (density), dan kuat

tekan (compressive strength) biobriket.

Teknik analisis data yang digunakan untuk

menganalisa data adalah deskriptif kuantitatif yang

diperoleh dari eksperimen, dimana hasilnya berupa data

kuantitatif dalam bentuk Tabel dan ditampilkan dalam

bentuk grafik. Langkah selanjutnya adalah

mendeskripsikan atau menggambarkan data tersebut

sebagaimana adanya dalam bentuk kalimat yang mudah

dibaca, dipahami dan dipresentasikan sehingga pada

intinya adalah sebagai upaya member jawaban atas

permasalahan yang diteliti. (Sugiyono,2007;147)

Prosedur Pengujian

Persiapan - Mempersiapkan alat dan bahan Alat alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah drum, ayakan, timbangan, heater, mesin pres

hidrolik

Bahan bahan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah ampas tebu, tempurung kelapa,

dan tetes tebu.


129

- Membakar 20 kilogram ampas tebu dan 20 kilogram tempurung kelapa yang akan

digunakan didalam drum secara bergantian.

- Mengeringkan ampas tebu dan tempurung kelapa sampai kering.

- Menghaluskan ampas tebu dan tempurung kelapa hingga menjadi tepung arang dengan

blender.

- Mengayak serbuk arang ampas tebu dan tempurung kelapa dengan ayakan 10 mesh

hingga menjadi tepung arang yang homogen.

Percobaan - Mencampurkan tepung ampas tebu dengan

tepung tempurung kelapa dan larutan perekat

tetes tebu dengan komposisi yang sudah

dijelaskan dalam variabel penelitian.

- Memasukkan adonan kedalam pipa besi kemudian meletakkan bilah besi diatas adonan

kemudian mencetak campuran biobriket

menggunakan mesin press dengan tekanan 200

bar (200,8756 kg/cm) menjadi padatan.

- Mengeluarkan hasil cetakan padatan biobriket dan melakukan penimbangan pada biobriket

untuk mendapatkan berat awal biobriket

- Mengeringkan biobriket dengan menggunakan

oven dengan suhu 110C selama 2 jam. - Biobriket yang sudah kering ditimbang kembali

beratnya

Analisis

Analisis yang dilakukan meliputi kadar air

(water content), kadar abu (ash content), nilai kalor

(heating value), kerapatan (density) dan kuat tekan

(compressive strength) biobriket.

Kadar Air (Water Content) Dilakukan penimbangan 1 gram sampel dalam

aluminium foil yang telah diketahui beratnya, meratakan

sampel kemudian dimasukkan kedalam alat yang

digunakan untuk mengukur nilai kadar air. Tunggu

beberapa saat dan akan keluar hasil dari kadar air tersebut

Kadar Abu (Ash Content) Dilakukan penimbangan 2-3 gram contoh

kedalam cawan platina yang telah diketahui bobotnya.

Membuat sampel menjadi abu, setelah semua arang

hilang, nyala diperbesar atau dipindahkan ke dalam tanur

(800 - 900C) selama 2 jam. Bila seluruh contoh telah menjadi abu, cawan didinginkan dalam desikator,

kemudian timbang bobot tetap.

Perhitungan :

Kadar Abu (%) = [(A - B) /C] x 100 (1)

Dimana :

A = Berat cawan dan sisa abu (gram)

B = Berat cawan (gram)

C = Berat sampel yang digunakan (gram)

Nilai Kalor (Heating Value) Nilai kalor adalah energi yang dibebaskan tiap

jumlah satuan bahan bakar ketika bahan yang mudah

terbakar dan produk pembakaran didinginkan kembali ke

temperatur awal bahan yang terbakar tersebut. Setiap

jenis bahan bakar harus diketahui apakah bahan bakar

tersebut mempunyai nilai kalor yang tinggi.

Semakin tinggi nilai kalor yang dikandung suatu

bahan bakar, semakin baik bahan bakar tersebut

digunakan untuk proses pembakaran. Nilai kalor

ditentukan dalam uji standar dalam Bomb Kalorimeter.

Analisa Nilai Kalor seperti berikut :

- Siapkan 2 liter air, kemudian masukkan ke dalam oval bucket.

- Timbang bahan yang diuji kurang lebih 1 gram, bahan yang digunakan adalah biobriket campurang

arang ampas tebu dan arang tempurung kelapa,

kemudian masukkan ke dalam combustion capsule.

- Pasang kawat sepanjang 10 cm sehingga mengenai bahan bakar yang diuji tanpa mengenai permukaan

besi combustion capsule dengan menggunakan

bantuan bomb head support stand.

- Masukkan bahan bakar yang diuji dalam combustion capsule tadi bersama dengan kawat, ke dalam oxygen

bomb.

- Hubungkan semua peralatan bomb calorimeter dengan listrik.

- Isi oxygen bomb dengan oksigen yang bertekanan 30 atm 35 Atm menggunakan bantuan auto charger.

- Setelah selesai, masukkan oxygen bomb ke dalam oval bucket yang telah terisi air.

- Kemudian masukkan oval bucket ke dalam adiabatic calorimeter, lalu tutup.

- Pindahkan posisi switch ke posisi on. - Sterilkan/samakan suhu dari aquades/air di oval

bucket dengan suhu water jacket dengan

menggunakan switch hot/cold.

- Setelah sama, catat suhu yang terjadi. - Kemudian, bakar bahan bakar yang diuji tersebut. - Beberapa saat kemudian, catat kembali suhu yang

terjadi pada aquades/air (catat temperatur maksimum

yang tercapai).

- Setelah itu hitung selisih temperatur di air pada kondisi awal dengan kondisi setelah terjadi

pembakaran. Selisih tersebut kalikan dengan

standard benzoid.

- Setelah itu hitung sisa kawat yang terbakar . - Masukan kerumus pengujian nilai kalor

Perumusan :

Nilai Kalor = (EE x T) (Acid) (Fulse) (2)

Massa bahan

Ket :

Acid ( Sisa Abu ) = 10 kal / gram

Fulse ( panjang kawat yang terbakar ) = 1 cm = 1 kal

/ gram

EE = Standar Benzoit

T = Selisih Suhu

Kerapatan (Density) Pengujian ini dilakukan dengan mendeterminasi

berapa besarnya rapat massa pada dimensi volumetrik

biobriket dari limbah ampas tebu dan tempurung kelapa.

Perumusan :

Kerapatan biobriket =

(3)

Volume biobriket = 0,25 (4)


Dimana :

= Kerapatan biobriket (g/cm) = Massa biobriket (gram) = Jari jari (cm) = Tinggi biobriket (cm) = Volume biobriket (cm)

Kuat Tekan (Compressive Strength) Kuat tekan menunjukkan ketahanan biobriket

terhadap tekanan luar sehingga mengakibatkan biobriket

itu pecah atau hancur. Semakin besar nilai kuat tekan

briket maka daya tahan biobriket semakin baik.

Ketahanan atau keteguhan tekan menunjukkan daya

tahan atau kekompakan biobriket terhadap tekanan luar

sehingga mengakibatkan biobriket itu pecah atau hancur.

Semakin besar nilai kuat tekan berarti daya tahan atau

kekompakan biobriket semakin baik. Kondisi tersebut

sangat menguntungkan didalam pengemasan, distribusi

maupun pengangkutan (Hendra dan Darmawan, 2000)

Analisa Kuat Tekan yaitu dilakukan dengan

menggunakan mesin press. Biobriket dibebani beban

tertentu sampai hancur.

Analisis Data Analisis data menggunakan metode deskriptif,

yaitu dengan mendeskripsikan atau mengGambarkan

secara sistematis, faktual dan akurat mengenai realita

yang diperoleh selama pengujian. Data hasil penelitian

yang diperoleh dimasukkan dalam Tabel dan ditampilkan

dalam bentuk grafik. Selanjutnya dideskripsikan dengan

kalimat sederhana sehingga mudah dipahami untuk

mendapatkan jawaban dari permasalahan yang diteliti.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data Hasil Penelitian

Data hasil pengukuran dan penimbangan massa

biobriket dari arang ampas tebu dan arang tempurung

kelapa dengan perekat tetes tebu. Hasil penelitiannya

seperti pada Tabel 3. dibawah ini :

Tabel 3. Spesifikasi Biobriket

Data hasil pengujian biobriket dari campuran

arang ampas tebu dengan arang tempurung kelapa dapat

dilihat pada Tabel 4. dibawah ini :

Tabel 4. Data hasil uji karakteristik pembakaran dan sifat

fisik biobriket

Analisis dan Pembahasan

Analisis Karakteristik Pembakaran Biobriket

Nilai Kalor Tabel 5. berikut ini merupakan hasil uji nilai

kalor di laboratorium motor bakar universitas

brawijaya malang bila dibandingkan dengan standar

dari 4 negara.

Tabel 5. Data Hasil Uji Biobriket dan Standar Nilai

Kalor 4 Negara.



Nilai kalor perlu diketahui dalam pembuatan

biobriket, karena untuk mengetahui nilai panas

pembakaran yang dapat dihasilkan oleh biobriket

sebagai bahan bakar. Semakin tinggi nilai kalor yang

dihasilkan oleh bahan bakar biobriket, maka akan

semakin baik pula kualitasnya.

Hasil pengujian nilai kalor biobriket yang

berasal dari campuran limbah arang ampas tebu dan

arang tempurung kelapa ini menggunakan bomb

calorimeter merk mesin PARR dengan model PARR

1241 220V 50Hz tahun 1987 yang dibuat USA, berat

pengujian kadar abu minimal 1 gram dalam setiap

sampel yang diujikan.

Hasil pengujian nilai kalor apabila dibuat dalam

bentuk grafik, maka dapat dilihat seperti Gambar

pada 2 seperti berikut :

Gambar 2. Grafik pengujian nilai kalor

Keterangan :

1. : 90% ampas tebu + 10% tempurung kelapa





Berdasarkan Gambar 2. diatas menunjukkan

bahwa nilai kalor tertinggi berada pada campuran

10% arang limbah ampas tebu + 90% arang

tempurung kelapa yaitu dengan nilai kalor 6089,923


129

kal/gr, sedangkan nilai kalor terendah didapat pada

campuran 90% arang limbah ampas tebu + 10%

arang tempurung kelapa yaitu dengan nilai kalor

4646,567 kal/gr. Hubungan nilai kalor ini

berhubungan dengan kadar air dan kadar abu,

semakin rendah nilai kadar air maupun kadar abu

maka semakin tinggi pula nilai kalor yang didapat,

sebaliknya jika nilai kadar air dan kadar abu tinggi

maka bisa dipastikan nilai kalor yang didapat

menjadi rendah. Selain hal tersebut, faktor lain yang

mempengaruhi besar kecilnya nilai kalor adalah

kandungan carbon, oxygen dan ash yang dimiliki.

Semakin tinggi kandungan carbon dan oxygen maka

makin tinggi pula nilai kalor yang didapat, tetapi

beda halnya dengan kandungan ash, jika semakin

tinggi kandungan ash. Maka nilai kalor yang

dihasilkan bisa dipastikan kecil.

Nilai kalor pada campuran bahan 1 sampai

dengan 4 belum memenuhi standart mutu briket

batubara Negara manapun, sedangkan untuk

komposisi no 5 yaitu 10% arang limbah ampas tebu

+ 90% arang tempurung kelapa memenuhi standart

SNI dan Negara Jepang sesuai Tabel 1 yaitu dengan

nilai kalor 6089,923 kal/gr.

Kadar Air Tabel 6. berikut ini merupakan hasil kadar air di

laboratorium motor bakar universitas brawijaya

malang bila dibandingkan dengan standar dari 4

negara.

Tabel 6. Data Hasil Uji Biobriket dan Standar Kadar

Air 4 Negara.



Semakin rendah kadar air semakin tinggi nilai

pembakaran dan daya pembakarannya, kadar air

yang tinggi dapat menyulitkan pembakaran

biobriket. Penetapan kadar ini ditujukan untuk

mengetahui sifat higrokopis (kemampuan menyerap

air) biobriket dengan komposisi bahan baku yang

digunakan.

Hasil pengujian kadar air biobriket yang berasal

dari campuran arang limbah ampas tebu dan arang

tempurung kelapa menggunakan alat Moisture meter

merk mesin Shimadzu dengan model Moisture

Balance MOC120H tahun 2011, berat pengujian kadar air minimal 1 gram dalam setiap sampel yang

akan diujikan.

Hasil pengujian kadar air apabila dibuat dalam


pada 3. seperti berikut :

Gambar 3. Grafik pengujian kadar air

Keterangan :







bahwa nilai kadar air tertinggi berada pada campuran

ke 1 yaitu 90% arang limbah ampas tebu + 10%

arang tempurung kelapa yaitu dengan nilai kadar air

sebesar 10,23% , sedangkan nilai kadar air terendah

didapat pada campuran ke 5 yaitu 10% arang limbah

ampas tebu + 90% arang tempurung kelapa yaitu

dengan nilai kadar air sebesar 8,27%.

Tingginya nilai kadar air pada kandungan arang

ampas tebu disebabkan karena arang ampas tebu

memiliki pori pori yang besar sehingga

mengakibatkan arang ampas tebu ini dapat menyerap

perekat tetes tebu dengan baik. Sebaliknya untuk

arang tempurung kelapa yang cenderung keras dan

berpori kecil, daya serap terhadap perekat tetes tebu

tidak sebaik ampas tebu sehingga membuat kadar air

komposisi arang tempurung kelapa lebih kecil

dibandingkan ampas tebu.

Nilai kadar air pada campuran bahan 1 sampai

dengan 5 belum memenuhi standart mutu briket

batubara keempat negara sesuai Tabel 1, karena

memiliki nilai kadar air dari 8,27 10,23 %.

Kadar Abu Tabel 7. berikut ini merupakan hasil kadar abu,

peneliti lakukan penelitian di laboratorium motor

bakar universitas brawijaya malang bila

dibandingkan dengan standar dari 4 negara.

Tabel 7. Data Hasil Uji Biobriket dan Standar Kadar

Abu 4 Negara.



131


Abu merupakan bagian sisa dari proses

pembakaran yang sudah tidak memiliki unsur karbon

lagi, unsur utama abu adalah silica dan pengaruhnya

kurang baik terhadap nilai kalor biobriket yang

dihasilkan. Semakin tinggi kadar abu maka semakin

rendah kualitas biobriket karena kandungan abu yang

tinggi dapat menurunkan nilai kalor.

Hasil pengujian kadar abu biobriket yang

berasal dari campuran limbah arang ampas tebu dan

arang tempurung kelapa ini menggunakan bomb

calorimeter merk mesin PARR dengan model PARR

1241 220V 50Hz tahun 1987 yang dibuat USA, berat

pengujian kadar abu minimal 1 gram dalam setiap

sampel yang diujikan.

Hasil pengujian kadar abu apabila dibuat dalam

bentuk grafik, maka dapat dilihat seperti pada

Gambar 4. seperti berikut :

Gambar 4. Grafik pengujian kadar abu

Keterangan :







bahwa nilai kadar abu tertinggi berada pada

campuran ke 1 yaitu 90% arang limbah ampas tebu +

10% arang tempurung kelapa yaitu dengan nilai

kadar air sebesar 16% , sedangkan nilai kadar abu

terendah didapat pada campuran ke 5 yaitu 10%

arang limbah ampas tebu + 90% arang tempurung

kelapa yaitu dengan nilai kadar air sebesar 2%.

Hal ini disebabkan oleh kandungan ash pada

ampas tebu lebih besar dibandingkan dengan

tempurung kelapa, sehingga membuat nilai kadar

abu pada kandungan arang ampas tebu disebabkan

besar dibandingkan dengan arang tempurung kelapa.

Nilai kadar abu pada komposisi sampel no 1 4 belum mampu memenuhi standart mutu briket

batubara negara manapun sedangkan komposisi

sampel no 5 memperoleh nilai kadar ab sebesar 2%,

hal ini memenuhi standar mutu briket batubara

keempat negara.

Analisis Sifat Fisik Biobriket

Kerapatan Tabel 8. berikut ini merupakan hasil kerapatan

di laboratorium beton / bahan teknik sipil Universitas

Negeri Surabaya bila dibandingkan dengan standar

dari 4 negara.

Tabel 8. Data Hasil Uji Biobriket dan Standar

Kerapatan 4 Negara.



Kerapatan dipengaruhi oleh homogenitas

campuran perekat dengan arang, dengan pengadukan

yang merata, maka biobriket yang dihasilkan akan

semakin kuat, hal ini menyebabkan partikel arang

menjadi rata. Selain itu, semakin tinggi kerapatan

maka akan mempengaruhi nilai kalor pada setiap

sampel biobriket.

Namun, kerapatan yang terlalu tinggi dapat

mengakibatkan biobriket sulit terbakar, sedangkan

biobriket memiliki kerapatan yang tidak tinggi

sehingga memudahkan untuk pembakaran karena

semakin besar rongga udara atau celah yang dapat

dilalui oksigen dalam proses pembakaran. Biobriket

dengan kerapatan terlalu rendah dapat

mengakibatkan biobriket cepat habis dalam

pembakarannya karena bobotnya lebih rendah dan

terlalu banyak rongga udara.

Hasil pengujian kerapatan apabila dibuat dalam


pada 5. seperti berikut :

Gambar 5. Grafik pengujian kerapatan

Keterangan :







bahwa nilai kerapatan tertinggi berada pada


129

campuran ke 5 yaitu 10% arang ampas tebu + 90%

arang tempurung kelapa yaitu dengan nilai kerapatan

sebesar 0,846 g/cm , sedangkan nilai kerapatan

terendah didapat pada campuran ke 1 yaitu 90%

arang ampas tebu + 10% arang tempurung kelapa

yaitu dengan nilai kerapatan sebesar 0,743 g/cm

Kerapatan biobriket erat kaitannya dengan

besarnya tekanan yang diberikan pada saat

pencetakan biobriket. Pada penelitian kali ini

tekanan yang diberikan rata rata 100 kg/cm atau

setara dengan 98,07 bar. Nilai kerapatan yang tinggi

menghasilkan kualitas biobriket yang baik, nilai

kerapatan yang tinggi ini disebabkan karena adanya

homogenitas atau keseragaman pada serbuk

arangnya sehingga menghasilkan kepadatan atau

kerapatan yang tinggi. Namun nilai kerapatan yang

terlalu tinggi mengakibatkan sulitnya biobriket

terbakar, sedangkan jika biobriket memiliki

kerapatan yang terlalu rendah akan memudahkan

proses pembakaran tapi biobriket tersebut akan

mudah habis karena memiliki rongga udara yang

besar.

Merujuk pada Tabel 1. nilai kerapatan pada

campuran bahan 1 sampai no 5 belum lebih rendah

daripada standar mutu buatan Amerika dan Jepang

namun lebih tinggi dibanding nilai standar mutu

briket negara Inggris.

Kuat Tekan Tabel 9 berikut ini merupakan hasil kerapatan di

laboratorium dasar bersama Universitas Airlangga

Surabaya bila dibandingkan dengan standar dari 4

negara.

Tabel 9. Data Hasil Uji Biobriket dan Standar Kuat

Tekan 4 Negara.



Kuat tekan menunjukkan daya tahan atau

kekompakan biobriket terhadap tekanan luar

sehingga mengakibatkan biobriket tersebut pecah

atau hancur. Semakin besar nilai kuat tekan berarti

menunjukkan daya tahan dan kekompakan biobriket

tersebut semakin baik.

Hasil pengujian kuat tekan pada biobriket yang

berasal dari campuran arang limbah ampas tebu dan

arang tempurung kelapa ini menggunakan brinel test

dengan mesin Autograph Shimadzu dengan type

SFL-100kNAG.

Data hasil pengujian kuat tekan biobriket pada

berbagai komposisi campuran arang ampas tebu dan

arang tempurung kelapa dengan perekat tetes tebu

dapat dilihat pada grafik yang ditunjukkan pada

Gambar 6. sebagai berikut :

Gambar 6. Grafik pengujian kuat tekan

Keterangan :







bahwa nilai kuat tekan tertinggi berada pada

campuran ke 1 yaitu campuran 90% arang limbah

ampas tebu + 10% arang tempurung kelapa yaitu

dengan nilai kuat tekan sebesar 15,68 kg/cm ,

sedangkan nilai kuat tekan terendah didapat pada

campuran ke 5 yaitu 10% arang limbah ampas tebu

+ 90% arang tempurung kelapa yaitu dengan nilai

kuat tekan sebesar 12,75 kg/cm.

Nilai kuat yang tinggi disebabkan karena ampas

tebu memiliki kandungan silikat atau SiO2 sebesar

3,01 % yang membuat biobriket menjadi kuat dan

ulet saat ditekan, dan juga kandungan ampas tebu

mampu menyerap air dengan kuat, sehingga

membuat ketahanan saat ditekan menjadi lebih baik .

Dan kandungan karbon yang dimiliki tempurung

kelapa lebih besar dibanding ampas tebu sehingga

menjadikan arang dengan komposisi tempurung

kelapa lebih rapuh dibanding ampas tebu menjadikan

nilai kuat tekan lebih kecil.

Nilai kuat tekan pada campuran bahan 1 sampai

5 masing masing sebesar 15,88 kg/cm , 14,98

kg/cm, 13,72 kg/cm, 13,47 kg/cm, dan 12,75

kg/cm, dapat memenuhi standart mutu briket

batubara Inggris yakni sebesar 12,7 kg/cm, namun

belum memenuhi standart mutu briket batubara

negara Jepang dan Amerika.

Dari data hasil penelitian diatas, menunjukkan

bahwasanya sampel no 5 yaitu pada campuran 90%

arang limbah ampas tebu + 10% arang tempurung

kelapa dengan penambahan 40 gram perekat tetes

tebu adalah campuran terbaik, berikut adalah data

hasil penelitian :

133


Tabel 10. Perbandingan Hasil Penelitian Terbaik

Dengan Standart Mutu Biobriket di Negara Jepang,

Inggris, Amerika dan Indonesia



Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian, analisis, dan

pembahasan yang telah dilakukan tentang biobriket

berbahan dasar arang ampas tebu dan arang tempurung

kelapa, maka dapat disimpulkan sebagai berikut ini :

Perbandingan ideal antara arang limbah ampas tebu dan arang tempurung kelapa adalah campuran 10%

arang limbah ampas tebu dengan 90% arang

tempurung kelapa yaitu dengan nilai kalor 6089,923

kal/g, kadar air 8,27%, kadar abu 2%, kerapatan

0,846 g/cm dan kuat tekan 12,75 kg/cm.

Karakteristik biobriket dari arang limbah ampas tebu dan arang tempurung kelapa dengan perekat tetes

tebu, nilai kalor sampel no 1 adalah 4646,567 kal/g;

sampel 2 = 4819,16 kal/g; sampel 3 = 4843,516

kal/g; sampel 4 = 4917,384 kal/g; sampel 5 =

6089,923 kal/g, kadar air sampel 1 = 10,23%; sampel

2 = 9,89%; sampel 3 = 9,5%; sampel 4 = 8,63%;

sampel 5 = 8,27%, kadar abu sampel 1 = 16%;

sampel 2 = 14%; sampel 3 = 12%; sampel 4 = 12%;

sampel 5 = 2%, kerapatan sampel 1 = 0,743 g/cm;

sampel 2 = 0,765 g/cm; sampel 3 = 0,812 g/cm;

sampel 4 = 0,824 g/cm; sampel 5 = 0,846 g/cm, dan

kuat tekan sampel 1 = 15,68 kg/cm; sampel 2 =

14,98 kg/cm; sampel 3 = 13,72 kg/cm; sampel 4 =

13,47 kg/cm; sampel 5 = 12,75 kg/cm.

Biobriket campuran arang limbah ampas tebu dan arang tempurung kelapa dengan zat perekat tetes

tebu yang dapat memenuhi beberapa karakteristik

umum briket batubara sesuai standar mutu negara

Jepang, dan Indonesia (SNI) adalah no sampel 5

dengan campuran 10% arang limbah ampas tebu

dengan 90% arang tempurung kelapa yaitu dengan

nilai kalor 6089,923 kal/g, kadar air 8,27%, kadar

abu 2%, kerapatan 0,846 g/cm dan kuat tekan 12,75

kg/cm.

Saran

Dari serangkaian pengujian, perhitungan dan

analisa data serta pengambilan simpulan yang telah

dilakukan, maka dapat diberikan beberapa saran sebagai

berikut:

Penelitian pada biobriket selanjutnya harus menyertakan hasil uji zat terbang (volatile matter).

Karena penyalaan biobriket tidak hanya dipengaruhi

oleh kadar abu melainkan juga kandungan volatile

matter.

Penelitian ini mempunyai kuat tekan yang tidak terlalu bagus, disebabkan karena tidak kuatnya alat

pengepresan yang dibuat dan masih menggunakan

tenaga manual, penelitian selanjutnya diharapkan

sudah menggunakan tenaga otomatis saat

pengepresannya maupun dengan alat pencetak

biobriket yang kuat dan tahan lama.

Bahan perekat yang digunakan adalah tetes tebu, bahan ini bukan bahan limbah sehingga masih

diperlukan biaya untuk pembelian bahan tersebut,

penelitian selanjutnya bisa menggunakan bahan yang

tidak terpakai misalnya limbah oli bekas ataupun

yang lainnya.

Bahan ampas tebu yang digunakan adalah ampas tebu sisa penjualan, hal ini merupakan sesuatu yang

baru dalam dunia penelitian biobriket, namun

campuran yang digunakan adalah tempurung kelapa

yang penggunaannya masih bisa digunakan dengan

berbagai jenis peralatan misalnya karbon aktif, bahan

kerajinan dari tempurung kelapa dan lain sebagainya.

Penelitian berikutnya diharapkan tidak menggunakan

tempurung kelapa, bisa menggunakan bahan yang

lain yang berbentuk limbah yang tidak terpakai

dirumah tangga.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Peneliti dan Pengembangan Kehutanan. 1994.

Pedoman Teknis Pembuatan Briket Arang.

Departemen Kehutanan Bogor.

Hendra D dan S. Darmawan. 2000. Pembuatan Briket

Arang dari Serbuk gergajian kayu dengan

penambahan kelapa. Buletin Penelitian Hutan 18

(1) : 1-9

Palungkun, R, 2003 Aneka Produk Olahan Kelapa,

Cetakan ke Sembilan, Penebar Swadaya,

Jakarta.

Sugiyono. 2007. Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif

dan R & D. Bandung: Penerbit Alfabeta..

Triono, A. 2006. Karakteristik Briket Arang dari serbuk

gergajian kayu afrika (Maesopsis eminii Engl)

dan sengon (Paraserienthes falcatia) dengan

penambahan Tempurung kelapa. ITB: Bogor.

Documents

228955597 Campuran Arang Limbah Ampas Tebu Bagasse Dan Arang Tempurung Kelapa Dengan Perekat Tetes Tebu