Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AVoER) Ke-6Kamis, 30 Oktober 2014 di Palembang, Indonesia

PENGARUH TEMPERATUR DAN KOMPOSISI PADA PEMBUATAN BIOBRIKETDARI CANGKANG BIJI KARET DAN PLASTIK POLIETILEN

Selpiana 1*, A. Sugianto 1 , F. Ferdian 1

1Teknik Kimia, Universitas Sriwijaya, PalembangCorresponding author : selpi.ana123@gmail.com

ABSTRAK: Bahan bakar fosil yang merupakan bahan bakar konvensional yang penggunaannya meningkatsetiap tahunnya menuntut kita untuk menemukan energi alternatif dan energi terbarukan sebagai penggantibahan bakar fosil. Cangkang biji karet yang merupakan limbah perkebunan dan plastik polietilene sebagailimbah rumah tangga memiliki nilai energi yang menguntungkan tetapi masih kurang pemanfaatannya.Cangkang biji karet memiliki struktur yang keras dan memiliki kadar selulosa tinggi dapat dijadikan sebagaibahan baku pembuatan biobriket. Metode pembuatan biobriket dari cangkang biji karet dengan penambahanplastik polietilene secara garis besar melalui tahapan pembersihan, pengeringan, karbonisasi, pencampuran, danpercetakan. Pada penelitian ini variabel yang digunakan adalah Temperatur karbonisasi, komposisi campurandari arang cangkang biji karet dan plastik polietilene. Temperatur karbonisasi yang digunakan dimulai daritemperatur 400 oC, 450 oC, 500 oC, 550 oC, dan 600 oC. Sedangkan variabel komposisi yang digunakan yaitu;90 % BK : 0 % PP, 85 % BK : 5 % PP, 80 % BK : 10 %PP, 75 % BK : 15 % PP. Perekat yang digunakan barupalarutan kanji dengan kadar campuran 10% dari total berat biobriket. Dari penelitian yang dilakukan didapatbiobriket dengan kualitas optimal pada temperatur karbonisasi 550 oC dengan penambahan plastik polietilenesebanyak 15%, dimana nilai kalor sebesar 7036 cal.gr, kadar air lembab 6,31 %, kadar abu 1,47 %, kadar zatterbang 35,55 %, dan kadar karbon padat sebesar 56,67 %.

Kata Kunci: Biobriket, cangkang biji karet, plastik polietilen, karbonisasi, nilai kalor.

ABSTRACT: Fossil fuel is a conventional fuel that has grown up in utilization annually, it’s prosecute to findrenewable energy as alternative fuel. Rubber seed shell is a plantation waste and polyetilene plastic is ahousehold waste that have advantages in energy values, but it have less utilization. Rubber seed shell has hardstructure and high selulose percentage which be able to be used as biobricket feedstock. Manufacturing methodof rubber seed shell biobricket by addition of polyetilene plastic has outline such cleaning, drying,carbonization, mixing, and stamping. In this experiment , the variables was used involve carbonizationtemperature, mixture composition of rubber seed shell and polyetilene plastic. The carbonization temperaturewas used 400oC, 450oC, 500oC, 550oC, and 600oC. The composition of variable was used 90% RSS : 0% PP,85% RSS : 5% PP, 80% RSS : 10% PP, 75% RSS :15% PP. It was used starch solution as adhesive bypercentage 10% of total weight. In the experiment, high quality biobricket was obtained in 550oC carbonizationtemperature by added polyetilene plastic 15%, where caloric value about 7036 cal.gr, moisture percentage was6,31%, ash percentage 1,47%, volatile matter 35,55%, and fixed carbon percentage was about 56,67%.

Keywords: Biobricket, rubber seed shell, polyetilene plastic, carbonization, caloric value

PENDAHULUAN

Seiring dengan naiknya harga minyak bumidipasaran global menjadikan harga minyak tanahsebagai konsumsi publik yang paling besar, langkadan mahal dipasaran. Kesulitan itu tidak hanyasampai disitu, kenaikan harga minyak bumi jugamenyebabkan seluruh harga perdagangan barangdan jasa juga naik. Kenaikan harga bahan bakarminyak banyak berdampak terhadap kebutuhanmasyarakat untuk mencari energi alternatifpengganti minyak tanah dan gas.

Semakin terbatasnya jumlah bahan bakar fosilmemicu munculnya kebutuhan akan sumber energialternatif, bahkan energi yang terbarukan. Hal ini

tertera dalam Peraturan Presiden RepublikIndonesia Nomor 5 Tahun 2006 tentang KebijakanEnergi Nasional, yang menyatakan bahwapemerintah mengajak kepada seluruh pihakmaupun kalangan masyarakat Indonesia untukmenyukseskan pengembangan sumber energialternatif pengganti bahan bakar minyak. Olehkarena itu, usaha untuk mencari bahan bakaralternatif yang dapat diperbaharui (reneweble),ramah lingkungan dan bernilai ekonomis harusdilakukan untuk penyediaan sumber energi secaraberkesinambungan (sustainable). Hal ini akan lebihbaik lagi apabila berasal dari limbah, sehinggadapat menurunkan biaya produksi dan mengurangi

Selpiana, et al.

efek negatif penumpukan limbah terhadaplingkungan.

Karet alam merupakan salah satu komoditasutama sektor perkebunan. Pada tahun 2006 luasareal tanaman karet di Indonesia 3,34 juta hektardan menempati areal perkebunan terluas ketigasetelah kelapa sawit dengan luas 6,59 juta Ha dankelapa dengan luas 3,78 juta Ha. Tanaman karetyang berumur 10 tahun lebih dapat menghasilkan1500 buah/pohon. Setiap pohon diperkirakan dapatmenghasilkan sekitar 5000 butir biji/tahun/hadengan jumlah biji 200 biji/kg. Bagian biji karetsekitar 50-60 % kernel mengandung 40-50 %minyak. Berdasarkan hasil penelitian di BalaiPenelitian Perkebunan Bogor, kandungan minyakdalam biji karet sekitar 45–50 %. Minyak biji karetmengandung asam lemak jenuh 17–22 % yangterdiri dari asam palmitat, asam stearat, dan asamarakhidat. Sekitar 77–82 % berupa asam lemaktidak jenuh yang terdiri dari asam lemak oleat,linoleat, dan linolenat (Zuhelmi 2011).

Cangkang biji karet atau rubber seedshell(RSS) merupakan bagian pembungkus buahkaret luar setelah kulit buah. Struktur buah karetterdiri dari buah bulat yang didalamnya terdapantiga ruangan. Setiap ruangan dalam buah karetterdapat biji karet yang keras. Ruangan Buah karetini berbentuk dua kepingan yang simetrismembungkus biji karet yang disebut cangkang bijikaret. Cangkang biji karet ini sangat keras sepertitempurung kelapa dan biji kemiri. Cangkang bijikaret yang keras banyak mengandung zatpembentuk kayu-kayuan berupa serat alami.Menurut Hermanto dan Salman (2014), persenkomposisi pada berbagai serat alami berbeda-beda.Umumnya serat mengandung 60-80% selulosa, 5-20% lignin dan sisanya adalah kadar air hingga20%. Kandungan yang terdapat pada cangkang bijikaret apat dilihat pada tabel dibawah ini,

Tabel 1. Komposisi dalam cangkang biji karet(RSS)

Komposisi CangkangBiji Karet

Persentase(%)

Kadar air 14,3Kadar Abu 0,1

Serat dan berbagaisenyawa karbon

85,6

Dari kandungan serat tersebut untuk cangkangbiji karet terdapat kandungan hemiselulosa 66,4%dan selulosa 25,8%. Sisanya adalah kandunganlilin, lemak, resin, getah, flavonoid dan masihbanyak zat lain yang mencapai 7,8% (Hermantodan Salman, 2014).

Dengan luasnya lahan perkebunan karetIndonesia, khususnya provinsi Sumatra selatan,dan melihat banyaknya biji karet yang dapatdihasilkan dari satu batang biji karet,

menyebabkan cangkang biji karet dapat menjadisalah satu potensi biomassa yang dapatmenghasilkan energi. Maka tentu dapat menjadikemudahan tersendiri dalam mengatasi krisisenergi yang semakin menghantui. Apalagi denganadanya bayang – bayangan bahwa energi yangberasal dari fosil sudah tidak dapat diandalkan lagi.Adapun beberapa energi alternatif yang dihasilkandari bahan dasar biji karet salah satunya adalahpembuatan biobriket dari cangkang biji karet. Halini dikarenakan cangkang biji karet mempunyailapisan keras seperti tempurung kelapa.

Biobriket merupakan arang (salah satu jenisbahan bakar) yang dibuat dari aneka macam hayatiatau biomassa, contohnya kayu, daun, ranting,rerumputan, jerami padi, kertas, atau limbah-limbah pertanian lainnya yang dapat dikarbonisasi.Biobriket ini dapat digunakan melalui prosespengolahan, salah satunya menjadi biobriket.Biobriket adalah gumpalan-gumpalan ataubatangan-batangan yang terbuat dari bioarang(bahan lunak). Biobriket sebenarnya termasukbahan lunak yang dengan proses tertentu diolahmenjadi bahan arang keras dengan bentuk tertentu.Kualitas biobriket ini tidak kalah bagus daribahan bakar jenis arang lainnya. (Dwina 2010)

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifatbiobriket adalah berat jenis bahan bakar atau beratjenis serbuk arang, temperatur karbonisasi,kehalusan serbuk, dan tekanan(P) pencetakan.Selain itu, pencampuran formula dengan briketjuga berpengaruh terhadap sifat briket. MenurutArco dan Jasril (2010), syarat briket yang baikadalah briket yang permukaannya halus dan tidakmeninggalkan noda hitam di tangan. Selain itu,sebagai bahan bakar, briket juga harus memenuhikriteria sebagai berikut:a. Mudah dinyalakanb. Tidak mengeluarkan asapc. Emisi gas hasil pembakaran tidak mengandung

racund. Kedap air dan hasil pembakaran tidak berjamur

bila disimpan pada waktu lamae. Menunjukkan upaya laju pembakaran (waktu,

laju pembakaran, dan temperatur pembakaran)yang baik.

Tabel 2. Sifat Fisik Dan Kimia Briket ArangKomersial

SifatStandar

Indonesia Jepang Inggris USAKadar air

(%)8

6-8 3-4 6

Kadar abu(%)

83-6 8-10 18

Kadar zatterbang

(%)

1515-20 16 19

Nilai kalor(kal/gr)

5000 6000-7000

7300 6200

Proses Pembuatan Biobriket Cangkang Biji Karet dan Plastik Polietilene

Biobriket ini dapat dimanfaatkan denganteknologi sederhana, tetapi panas (nyala api) yangdihasilkan cukup besar, lama dan juga cukup aman.Biobriket ini cocok digunakan oleh pedagang, ataupara pengusaha yang memerlukan pembakaranyang terus menerus dalam jangka waktu yangcukup lama.

Ditinjau dari segi polusi udara, briketbioarang ini relatif lebih aman dibandingkandengan bahan bakar dari batubara ataupun minyaktanah. Bahan bakar minyak tanah ataupun batubaraakan menghasilkan CO2 yang berlebihan diatmosfir kita. Kelebihan CO2 di amosfir bumi iniakan menimbulkan terjadinya pencemaran udaraseperti terjadinya hujan asam atau rusaknyalapisan ozon yang dapat membahayakan kelestariansemua makhluk di muka bumi ini.

Berdasarkan kenyataan tersebut di atas, makajelaslah bahwa penggunaan biobriket sebagaisumber energi mempunyai prospek yang cukupcerah di masa mendatang, serta merupakanalternatif yang cukup baik untuk diversifikasisumber energi sekaligus turut mendukung upayapelestarian lingkungan.

Biobriket memiliki beberapa kelebihandibandingkan dengan arang biasa(konvensional), antara lain:1. Panas yang dihasilkan oleh biobriket relatif

lebih tinggi dibandingkan dengan kayu biasadan nilai kalor yang dihasilkan dapat mencapai6.000 kalori.

2. Biobriket bila dibakar tidak menimbulkan asapataupun bau, sehingga untuk masyarakat yangekonomi lemah yang tinggal di kota-kotadengan ventilasi perumahannya kurangmemadai, sangat praktis untuk menggunakanbiobriket.

3. Setelah biobriket terbakar (menjadi bara) tidakperlu dilakukan pengipasan atau diberi udara.

4. Teknologi pembuatan biobriket sederhana dantidak memerlukan bahan kimia lain kecualiyang terdapat dalam bahan briket itu sendiri.

5. Peralatan yang digunakan juga cukupsederhana, cukup dengan alat yang dibentuksendiri.

Proses pembriketan adalah proses pengolahanyang mengalami perlakuan penggerusan bahanbaku, pencampuran, pencetakan dan pengeringanpada kondisi yang telah ditentukan, sehinggadiperoleh briket yang memiliki bentuk, ukuranfisik, dan sifatkimia tertentu. Tujuan pembriketanadalah agar meningkatkan kualitas bahan sebagaibahan bakar, mempermudah dalam penanganan dantransportasi serta mengurangi kehilangan bahandalam bentuk debu pada proses pengangkutan.Pemilihan proses pembriketan tentunya harusmengacu pada segmen pasar agar dicapai nilaiekonomi, teknis dan lingkungan yang optimal.

Proses karbonisasi adalah proses pembakarantidak sempurna dari bahan-bahan organik denganjumlah oksigen yang sangat terbatas, yangmenghasilkan arang serta menyebabkan penguraiansenyawa organik yang menyusun struktur bahanmembentuk uap air, methanol, uap-uap asam asetatdan hidrokarbon (Arco dan Jasril 2010).

Proses karbonisasi dibagi menjadi empattahap sebagai berikut :a) Penguapan air, kemudian penguraian selulosa

menjadi destilat yang sebagian besarmengandung asam-asam dan metanol.

b) Penguraian beberapa selulosa secara intensifhingga menghasilkan gas serta sedikit air.

c) Penguraian senyawa-senyawa lignin sehinggamenghasilkan lebih banyak tar yang akanbertambah jumlahnya pada waktu yang lamadan suhu tinggi.

Beberapa tipe / bentuk briket yang umumdikenal, antara lain : bantal (oval), sarang tawon(honey comb), silinder (cylinder, telur (egg), danlain-lain. Adapun keuntungan dari bentuk briketadalah sebagai berikut :a) Ukuran bisa disesuaikan dengan kebutuhan.b) Porositas bisa diatur agar memudahkan

pembakaran.c) Mudah dipakai sebagai bahan bakar.

Secara umum ada beberapa spesifikasi briketyang dibutuhkan oleh konsumen adalah sebagaiberikut :a) Daya tahan briket.b) Bentuk dan ukuran yang sesuai untuk

penggunaannya.c) Bersih (tidak berasap), terutama untuk sektor

rumah tangga.d) Bebas gas-gas berbahaya.e) Sifat yang sesuai dengan kebutuhan

(kemudahan dibakar, efisiensi energi,pembakaran yang stabil).

Beberapa faktor yang perlu diperhatikandidalam pembuatan briket antara lain :a) Bahan baku

Briket dapat dibuat dari bermacam-macambahan baku, seperti tempurung kelapa, bngkoljagung, serbuk gergaji, dll. Senyawa utama yangharus terdapat didalam bahan baku adalah selulosa.Semakin besar kandungan selulosa semakin baikkualitas briket.b) Bahan pengikat

Untuk merekatkan partikel-partikel zat dalambahan baku pada proses pembuatan briket makadiperlukan zat pengikat sehingga dihasilkan briketyang menyatu. Menurut Retta dan Chumaidi (2012)Pemilihan bahan pengikat dapat dibagi sebagaiberikut :1) Berdasarkan sifat / bahan baku perekatan briketBeberapa karakteristik bahan baku perekatan untukpembuatan briket adalah sebagai berikut :a) Memiliki gaya kohesi yang baik bila dicampur

dengan semikokas atau batu bara.

Selpiana, et al.

b) Mudah terbakar dan tidak berasap.c) Mudah didapat dalam jumlah banyak dan

murah harganya.d) Tidak mengeluarkan bau, tidak beracun dan

tidak berbahaya.2) Berdasarkan jenis

Jenis bahan baku yang umum dipakai sebagaipengikat untuk pembuatan briket, yaitu : pengikatanorganik dapat menjaga ketahanan briket selamaproses pembakaran sehingga dasar permeabilitasbahan bakar tidak terganggu. Pengikat ini memilikikelemahan yaitu adanya tambahan abu yang berasaldari bahan pengikat sehingga dapat menghambatpembakaran dan menurunkan nilai kalor. Contohdari pengikat ini adalah lempung, semen, dannatrium silikat.

Pengikat organik menghasilkan abu yangrelatif sedikit setelah pembakaran briket danumumnya merupakan bahan perekat yang efektif.Contoh dari pengikat organik diantaranya kanji, tar,aspal, amilum, molase dan parafin.

Bahan perekat yang sering digunakan dalampembuatan briket, antara lain :a) Clay (Lempung)

Clay atau yang sering disebut lempungumumnya banyak digunakan sebagai bahanpengikat briket. Jenis – jenis lempung yang dapatdipakai untuk pembuatan briket terdiri dari jenislempung warna kemerah – merahan, kekuning –kuningan dan abu – abu.b) Tapioka dan Caustic Soda

Jenis tapioka beragam kualitasnya tergantungdari pemakaian. Caustic Soda yang digunakanmemiliki konsentrasi 98 % dan berbentuk Flake.Jika dicampur dengan tepung tapioka akanmembentuk sebagai perekat.

Secara umum pembuatan briket terdiri daritahap penggerusan, pencampuran, pencetakan,pengeringan dan pengepakan.1) Penggerusan adalah menggerus bahan baku

briket untuk mendapatkan ukuran tertentu. Alatyang dipergunakan ialah crusher.

2) Pencampuran adalah mencampur bahan bakubriket pada komposisis tertentu untukmendapatkan adonan yang merata atauhomogen. Alat yang dipergunakan adalahmixer, freet mill, horizontal kneader dancombining blender.

3) Pencetakan adalah membentuk adonan briketuntuk mendapatkan bentuk tertentu. Alat yangbiasa digunakan ialah Briquetting Machine.

4) Pengeringan merupakan proses mengeringkanbriket dengan menggunakan udara panas padatemperatur tertentu untuk menurunkankandungan air briket.

5) Pengepakan merupakan proses pengemasanproduk briket sesuai dengan spesifikasi kualitasdan kuantitas yang telah ditentukan.

Adapun parameter kualitas briket yang akanmempengaruhi pemanfaatannya antara lain :

1) Kandungan AirMoisture yang terkandung didalam briket dapatdinyatakan dalam dua macam:

a) Free moisture (uap air bebas)Free moisture bisa dihilangkan dengan

penguapan, misalnya dengan air-drying.Kandungan free moisture cukup penting padaperencanaan coal handling dan preperationequipment.b) Inherent moisture (uap air terikat)

Kandungan inherent moisture bisa diketahuidengan memanaskan briket antara temperatur 104 –110 oC selama satu jam.2) Kandungan Abu (Ash)

Semua briket mempunyai kandungan zatanorganik yang dapat ditentukan jumlahnyasebagai berat yang tinggal apabila briket dibakarsecara sempurna. Zat yang tertinggal ini disebutabu. Abu pada briket berasal dari pasir, clay danbermacam-macam zat mineral lainnya. Kandunganabu yang tinggi pada briket sangat tidakmenguntungkan karena akan membentuk kerak.3) Kandungan Zat Terbang (Volatile matter)

Zat terbang terdiri dari gas-gas yang mudahterbakar seperti hidrogen, karbon monoksida (CO),dan metana (CH4), tetapi kadang-kadang terdapatjuga gas-gas yang tidak terbakar sepertikarbondioksida, CO2 dan air, H2O. Volatile matteradalah bagian dari briket dimana akan berubahmenjadi volatile matter (produk) bila brikettersebut dipanaskan tanpa udara pada suhu lebihkurang 950 oC. Untuk kadar volatile matter ± 40 %pada pembakaran akan memperoleh nyala yangpanjang dan akan memberikan asap yang cukupbanyak. Sedangkan untuk kadar volatile matteryang rendah antara 15 – 25% lebih disenangi dalampemakaian karena asap yang dihasilkan sedikit.4) Nilai Kalor (Calorific Value)

Nilai kalor dinyatakan sebagai heating value,adalah suatu parameter yang sangat penting darisuatu briket. Net calorific value biasanya sekitar 93- 97 % dari gross value dan tergantung darikandungan inherent moisture serta kandunganhidrogen dalam briket.

Meningkatnya penggunaan plastik sebagaikemasan suatu produk akhir-akhir ini membuatmasalah baru yang mengancam lingkungan hidupmanusia. Sedangkan plastik adalah jenis bahanyang sulit diuraikan alam. Bahruddin dkk (2006)mencatat bahwa plastik yang banyak digunakandalam sampah plastik adalah plastik bekas kemasandengan komposisi rata-rata mencapai 10% dariberat total sampah, dan didominasi oleh jenisplastik polietilena (PE) dan polipropilen (PP), yangmencapai 44%.

Pada umumnya sampah plastik tersebutmemiliki komposisi 46% polyethylene (HDPE danLDPE), 16 % polypropilen (PP), 16 % polystyrene(PS), 7 % polyvinyl chloride (PVC), 5 %polyethylene terephatalat (PET), 5 % acrylonitrile-

Proses Pembuatan Biobriket Cangkang Biji Karet dan Plastik Polietilene

butadiene-stryrene (ABS), dan polimer-polimerlainnya (Febri 2013). Sampah plastik ini bersifatnonbiodegradable, sehingga menimbulkan dampaknegatif ke lingkungan karena tidak dapat teruraioleh mikroorganisme.

Macam-macam plastik dilihat dari bahanpembuatnya adalah sebagai berikut:a) Plastik dari etilena: contoh polietilena (PE),

polivinilklorida (PVC), polistirena (PS), etilenglikol (EG), dan etilen asetat (EA).

b) Plastik dari propilena: contoh polipropilena(PP), isobutilasetat,dll.

c) Plastik dari butilena atau butadiena:polibutadiena.Polietilena berdensitas rendah (low density

polyethylene, LDPE) merupakan termoplastik yangterbuat dari minyak bumi. Imperial ChemicalIndustries (ICI) pertama kali memeproduksi padatahun 1933 menggunakan tekanan tinggi danpolimerisasi radikal bebas. LDPE dapat didaurulang. LDPE dicirikan dengan densitas antara0.910 - 0.940 g/cm3 dan tidak reaktif terhadaptemperatur ruangan, kecuali oleh oksidator kuatdan juga beberapa jenis pelarut dapat menyebabkankerusakan.LDPE dapat bertahan pada temperatur90 oC dalam waktu yang tidak terlalu lama.Ini jugamengindikasikan bahwa LDPE memiliki kekuatanantar molekul yang cukup rendah. Inimenyebabkan LDPE memiliki kekuatan tensil yangrendah. Ini mengakibatkan LDPE mempunyaikekuatan tensil yang rendah. LDPE diproduksidengan proses polimerisasi radikal bebas. LDPEdiproduksi dengan polimerisasi radikalbebas.LDPE banyak digunakan untuk pembuatanberbagai wadah. Penggunaannya yang palingumum adalah dalam kantong plastic. (Anonim,2013).

METODOLOGI PENELITIAN

Pada penelitian ini menggunakan metodeeksperimen yang data-datanya diperoleh denganjalan melakukan eksperimen. Pada dasarnyamembuat briket digunakan proses yang meliputi :Pengeringan, pemisahan, karbonisasi,pencampuran, dan pencetakan. Penelitian inidilakukan di Laboratorium Penelitan JurusanTeknik Kimia Fakultas Teknik UniversitasSriwijaya dan Laboratorium Dinas Pertambangandan Pengembangan Energi Sumatera Selatan.

Beberapa variabel yang dilakukan padapenelitian ini adalah :1. Suhu pada proses karbonisasi2. Persentase campuran arang cangkang biji karet

dan plastik pada pembuatan biobriket

Gambar 1. Diagram alir pembuatan biobriket daricangkang biji karet dan plastik polietilene

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalahmuffle furnace, ayakan dengan ukuran 50 mesh,alat pencetak briket Specimen Mount Press, oven,neraca analitik, alat analisa berupa kalorimeterbomb, furnace ACF, furnace VMF, dan oven,cawan porselin, cawan silika, cawan kuarsa, cawankurs, hot plate, dessicator, spatula, loyang/nampan,batang pengaduk, beker gelas, stopwatch.

Sedangkan bahan yang digunakan padapenelitian ini yaitu, cangkang biji karet, bahanperekat yaitu tepung sagu (kanji), aquadest, NaOH,plastik polietilen.Adapun tahapan pembuatan biobriket yaitu sebagaiberikut:Pembuatan Arang dari cangkang biji karet denganProses Karbonisasi1. Cangkang biji karet dibersihkan dari

pengotornya.2. Jemur cangkang biji karet sampai benar –

benar kering.3. Hancurkan cangkang biji karet sampai

berukuran 1x1 cm4. Cangkang biji karet ditimbang menggunakan

neraca analitik dan dimasukkan ke dalam cawanporselin.

5. Kemudian dilakukan karbonisasi menggunakanfurnace dengan temperatur 350oC, 400oC,450oC, 500 oC, 550 oC, 600 oC selama 60 menitAngkat dan dinginkan.

Selpiana, et al.

6. Arang cangkang biji karet kemudian digerusdalam cawan porselin dan diayak denganayakan dengan sieve 60 mesh.

Pembuatan Larutan Kanji1. Timbang tepung sagu sesuai dengan variasi

komposisi yang diinginkan.2. Tambahkan aquadest dan NaOH 0,1 N

sebanyak 10 ml hingga terbentuk larutan.3. Panaskan larutan di atas hot plate hingga

mendidih (berubah menjadi kental).Pembriketan1. Campurkan hasil arang cangkang biji karet

yang telah dikarbonisasi dan palstik yang telahdipotong-potong terlebih dahulu, dengan rasioperbandingan arang dan plastik sebagai berikut: 100:0, 95:5, 90:10 dan 85:15.

2. Campurkan campuran hasil arang dan plastiktadi dengan larutan kanji sebanyak

3. 10% dari berat total yaitu sebesar 100 grsampai benar-benar homogen.

4. Memasukkan adonan ke cetakan. Kemudiancetakan dipress menggunakan alat pencetakbriket.

5. Setelah itu briket yang sudah jadi dibiarkandalam suhu kamar selama 24 jam.

6. Selanjutnya briket dipanaskan di dalam ovenpada temperatur 80oC selama 6 jam.

7. Lalu briket dikeluarkan dari dalam oven danbiarkan sampai dingin.

8. Briket yang telah jadi siap dilakukan ujiproximat

Uji Kualitas BriketPenelitian ini menghasilkan produk berupa

briket cangkang biji karet yang perlu dilakukanpengujian. Uji proximat terhadap briket meliputi :Nilai Kalor (Calorific Value) dengan prinsip: Nilaikalor ditentukan dengan cara membakar contoh didalam calorimeter bomb. Kadar Air Lembab(Inherent Moisture) dengan prinsip: Kadarair dapat ditentukan dengan car menghitungkehilangan berat dari contoh yang dipanaskan padakondisi standar. Kadar Abu (Ash Content) denganprinsip: Kadar abu ditentukan dengan caramenimbang residu (sisa) pembakaran sempurnadari contoh pada kondisi standar. Kadar ZatTerbang (Volatile Matter) dengan prinsip : Kadarzat terbang ditentukan dengan cara menghitungberat contoh yang dipanaskan (tanpa oksidasi)pada kondisi standar, kemudian dikoreksi terhadapkadar air lembab.Kadar Karbon Padat (FixedCarbon) dengan prinsip: Kadar karbon padatditentukan dari jumlah kadar air lembab, abu, danzat terbang dikurangi 100 %.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Biobriket yang dihasilkan pada penelitian inimemiliki komposisi yang bervariasi yaitu,komposisi 90% cangkang biji karet (BK), 0% beratplastik polietilen (PP), lalu ada variasi komposisi

85% BK : 5% PP ; 80% BK : 10% PP dan 75% BK; 15% PP. Selain itu pada penelitian ini kamimenggunakan variasi temperatur karbonisasi, yaitu400 oC, 450 oC, 500 oC, 550 oC dan 600 oC.Analisa yang akan dibahas adalah nilai kalor(calorific value), kadar air lembab (inherentmoisture), kadar abu (ash), kadar zat terbang(volatile matter), dan kadar karbon padat (fixedcarbon).

Adapun nilai kalor yang dihasilkan daripenelitian untuk biobriket pada masing-masingvariable dapat dilihat pada grafik di bawah ini :

Gambar 2. Hubungan Antara TemperaturKarbonisasi, Rasio Komposisi Campuran arangCangkang Biji Karet dan Plastik Polietilenterhadap Nilai Kalor

Dari gambar 2. terlihat jelas bahwa adanyahubungan antara nilai kalor yang dihasilkanterhadap rasio komposisi variasi cangkang bijikaret, komposisi plastik polietilen, dan juga karenaada pengaruh temperatur karbonisasi. Bisa dilihatdi grafik tersebut dengan adanya pengaruhtemperature karbonisasi, nilai kalor tertinggi padasuhu karbonisasi 550 oC. Pada saat temperatur 400oC dan 450 oC arang cangkang biji karet yangdihasilkan belum terkarbonisasi sempurna sehinggadidapat nilai kalor yang rendah. Lalu padatemperatur 550 oC arang cangkang biji karet sudahterkarbonisasi sempurna tetapi seiringmeningkatnya temperatur, kadar abu yangdihasilkan juga meningkat sehingga menyebabkanturunya nilai kalor.

Pada grafik diatas terlihat pengaruh variasikomposisi terhadap nilai kalor yang dihasilkan,pada temperatur karbonisasi 550 oC, didapat nilaikalor 3sebesar 6530 cal/gr untuk komposis 90%BK: 0% PP, 6584 cal/gr untuk komposisi 85% BK :5% PP, 80% BK : 10% PP nilai kalor meningkatmenjadi 6920 cal/gr, variasi yang terakhir yaitu75% BK : 15% PP nilai kalor meningkat lagimenjadi 7036 cal/gr. Berdasarkan data tersebutdapat dikatakan bahwa semakin bertambahnyakomposisi plastik Polietilen maka nilai kalor yangdihasilkan cenderung meningkat. Hal inidisebabkan karena plastik mempengaruhi kadarkelembaban air dan kadar abu yang yang dihasilkan

Proses Pembuatan Biobriket Cangkang Biji Karet dan Plastik Polietilene

yang lebih rendah bila dibandingkan dengan tanpaadanya penambahan plastik polietilen.

Selain itu kadar air lembab yang dihasilkandari penelitian untuk biobriket campuran cangkangbiji karet dan plastik polietilen pada masing–masing variabel dapat dilihat pada grafik di bawahini :

Gambar 3. Hubungan Antara TemperaturKarbonisasi, Rasio Komposisi Campuran arangCangkang Biji Karet dan Plastik Polietilenterhadap Kadar Air Lembab

Pada gambar 3. diatas terlihat nilai kadar airtertinggi pada suhu karbonisasi 400 oC yaituberkisar 7 -9 % dan kadar air terendah pada suhukarbonisasi 600 oC berkisar 6 - 7%. Kita lihat jugabahwa kadar air cenderung mengalami penurunanuntuk setiap temperatur karbonisasi. Hal ini terjadikarena pada saat bahan dikarbonisasi kadar airyang terkandung di dalam bahan akan menguap.Pernyataan diatas menjelaskan bahwa semakintinggi temperatur karbonisasi maka kadar air yangmenguap dari bahan akan semakin banyak.

Pada grafik diatas, pada temperatur 600 oCnilai kadar air sebesar 7,10 untuk variasi komposisi90% BK : 0% PP, 6,79 untuk variasi komposisi85% BK : 5% PP, untuk variasi komposisi 80% BK: 10% PP kadar air menurun menjadi 6,46, danuntuk variasi komposisi 75% BK : 15% PP kadarair kembali menurun menjadi 6,27. Data tersebutmenunjukkan seiring bertambahnya komposisiplastik polietilen maka kadar air dalam biobriketcampuran tersebut semakin rendah. Kadar air padabiobriket ini berkurang dikarenakan jumlah arangyang digunakan pada biobriket berkurang dan halini menyebabkan kadar air lembabnya jugaberkurang.

Adapun kadar abu yang dihasilkan daripenelitian untuk biobriket campuran cangkang bijikaret dan plastik polietilen pada masing–masingvariabel dapat dilihat pada grafik di bawah ini :

Gambar 4. Hubungan Antara TemperaturKarbonisasi, Rasio Komposisi Campuran arangCangkang Biji Karet dan Plastik Polietilen terhadapKadar Abu

Dari gambar 4. terlihat jelas bahwa kadar abutertinggi pada temperatur karbonisasi 600 oC.Seiring dengan semakin tingginya temperaturkarbonisasi maka kecenderungan kadar abu akansemakin meningkat. Semakin tinggi temperaturkarbonisasi akan mengakibatkan banyaknya bahanyang terbakar menjadi abu sehingga hubunganantara kenaikan temperatur karbonisasi terhadapkadar abu akan berbanding lurus. Kadar abu yangterus meningkat akan menyebabkan turunnya nilaikalor.

Berdasarkan variasi rasio komposisi, terlihatpada grafik bahwa terjadinya penurunan kadar abudari komposisi 90% BK : 0% PP ke komposisi 75%BK : 15% PP. Bisa dikatakan denganbertambahnya komposisi plastik polietilen akanmenurunkan kadar abu yang terkandung padabiobriket. Meningkatnya kadar abu dapatdisebabkan karena adanya pengotor. Pengotordapat berupa pengotor bawaan yang memangterkandung dalam cangkang biji karet. Bahanpengotor ini dapat berupa mineral yang tidak dapatdibakar atau dioksidasi oleh oksigen, seperti SiO2,Al2O3, Fe2O3, CaO, dan alkali. Setelahpembakaran, bahan ini akan tersisa dalam wujudpadat. Selain itu, tingginya kadar abu dapat puladisebabkan karena adanya pengotor eksternal yangberasal dari lingkungan pada saat proses pembuatanbriket.

Karena adanya pengaruh temperaturkarbonisasi dan variasi rasio komposisi campuranCangkang Biji Karet dan plastik polietilen jugamempengaruhi kadar zat terbang (volatile matter)pada biobriket yang dihasilkan. Kadar zat terbangyang dihasilkan dari penelitian untuk biobriketcampuran cangkang biji karet dan plastik polietilenpada masing–masing variabel dapat dilihat padagrafik di bawah ini:

Selpiana, et al.

Gambar 5. Hubungan Antara TemperaturKarbonisasi, Rasio Komposisi Campuran arangCangkang Biji Karet dan Plastik Polietilen terhadapKadar Zat Terbang

Dari gambar 5. dapat dilihat kadar zat terbangtertinggi pada temperatur karbonisasi 400 oC dankadar zat terbang terendah pada temperaturkarbonisasi 600 oC. Hal ini disebabkan karenasemakin meningkatnya temperatur semakin banyakzat terbang yang terkandung dalam arang cangkangbiji karet menguap, oleh karena itu semakin tinggitemperatur karbonisasi menyebabkan kadar zatterbang memiliki kecenderungan semakinmenurun.

Berdasarkan variasi komposisi pada suhu 600oC nilai kadar terbang sebesar 27,0 untukkomposisi 90% BK : 0% PP, 28.9 untuk komposisi85% BK : 5% PP, lalu nilai kadar terbangmeningkat menjadi 32.30 untuk komposisi 80%BK : 10% PP, dan nilai kadar terbang naik lagimenjadi 34.45 pada komposisi 75% BK : 15% PP.Data ini menunjukkan dengan semakinbertambahnya plastik polietilen akan meningkatkanjumlah kadar zat terbang yang terkandung dalambiobriket yang dihasilkan. Hal ini diperkirakandikarenakan kandungan dari plastik polietilenseperti, gas Nitrogen, Klor (Cl), Flour (F), danbelerang (S) yang yang tidak mudah terbakar yangmengakibatkan besarnya volatile matter dan jugakandungan senyawa dalam cangkang biji karetseperti lilin, getah, resin, dan flavonoid yang cukupbesar sehingga menyebabkan kadar zat terbang daribiobriket ini cukup besar dan tidak memenuhistandar.

Pada grafik di bawah ini menunjukkan nilaikarbon padat untuk setiap variabel yang diteliti,baik dalam rasio komposisi campuran cangkangbiji karet dan plastik polietilen maupunberdasarkan perbedaan variasi temperaturkarbonisasi. terlihat kadar karbon padat yangterkandung dari biobriket yang dihasilkan diatas40%. Untuk seluruh temperaturnya berkisar dari 41– 64 % kadar karbon padat yang terkandung. Kadarkarbon padat ini berbanding lurus dengan nilaikalor yang dihasilkan. Untuk memperjelas data

hasil analisa di atas, maka dibuat grafik sepertigambar grafik dibawah ini

Gambar 6. Hubungan Antara TemperaturKarbonisasi, Rasio Komposisi Campuran arangCangkang Biji Karet dan Plastik Polietilen terhadapKadar Karbon Padat

Dari gambar 6. diatas terlihat jelas kadarkarbon padat tertinggi terdapat pada suhukarbonisasi 550 oC dengan variasi rasio komposisi85% BK : 5% PP sebesar 62,41. Hal inimenunjukkan bahwa nilai kalor dan kadar karbonpadat berbanding lurus. Sedangkan kadar karbonpadat berbanding terbalik dengan kadar air lembab,kadar abu, dan kadar zat terbang. Jadi semakintinggi ketiga nilai tersebut maka akan semakinrendah nilai karbon padat yang dihasilkan.Sebaliknya, nilai karbon padat akan mencapai nilaimaksimum saat kadar air lembab, kadar abu, dankadar zat terbang mencapai nilai minimum. Jadi,dapat disimpulkan bahwa untuk mendapatkanbiobriket dengan waktu pembakaran yang cukuplama dan waktu penyalaan yang relatif lebihsingkat maka diperlukan kadar karbon padat yangtinggi.

Tabel 3. Perbandingan Kualitas Biobriket ArangCampuran Cangkang Biji Karet dan PlastikPolietilen Temperatur Karbonisasi 550oC terhadapSyarat Mutu Briket Arang SNI 01-6235-2000

ParameterSyaratMutu

Campuran Arang CangkangBiji Karet : Plastik Polietilen

90:0 85 : 5 80 :10

75 : 15

CalorificValue

(Cal/gr)

Min5000

6530 6584 6920 7036

InherentMoisture(% (adb))

Maks 87.13 6.82 6.49 6.31

Ash Content(% (adb))

Maks 81.60 1.57 1.50 1.47

VolatileMatter

(% (adb))

Maks15

27.50 29.20 32.48 35.55

Proses Pembuatan Biobriket Cangkang Biji Karet dan Plastik Polietilene

Dari tabel diatas menjelaskan tentang syaratmutu briket arang yang dikeluarkan oleh StandarNasional Indonesia serta perbandingannya terhadapbriket yang diuji. Briket campuran arang Cangkangbiji karet dan plastik polietilen sebagian besarmemenuhi dari spesifikasi standar kualitasbiobriket tersebut.

Pada tabel diatas dapat kita lihat bahwa nilaikalor tertinggi pada temperatur karbonisasi 550oCpada komposisi 75% BK : 15% PP dengan nilaikalor sebesar 7036 cal/gr. Nilai ini sudahmemenuhi syarat mutu dari SNI. Kadar abu dankadar air lembab juga memenuhi syarat mutu daribiobriket yang dihasilkan. Kadar abu sebesar1,47% dan kadar air lembab sebesar 6,31%.Sedangkan untuk kadar zat terbang belummemenuhi syarat mutu sebesar 35,55%. Selainmemiliki nilai kalor yang tinggi biobriket ini jugasudah membantu mereduksi limbah yang tadinyatidak dimanfaatkan menjadi bermanfaat. Untukmendapatkan hasil yang optimal campuranbiobriket ini diperkirakan harus ditambahkan bahanlain untuk penelitian kedepannya.

KESIMPULAN DAN SARAN

Adapun Kesimpulan yang dapat ditarik daripenelitian ini :1) Cangkang biji karet dapat dimanfaatkan sebagai

bahan baku pembuatan biobriket sebagaipengganti Bahan Bakar Minyak (BBM).

2) Temperatur optimal karbonisasi untukcampuran arang cangkang biji karet dan plastikpilietilen adalah 550 oC karena padatemperature ini biobriket yang dihasilkanmempunyai nilai kalor yang lebih tinggidaripada temperatur karbonisasi lainnya.

3) Penambahan dari plastik Polietilen padabiobriket meningkatkan nilai kalor (CalorificValue), kadar abu (Ash), dan karbon padat(Fixed Carbon), dan menurunkan nilaiKandungan zat terbang (Volatile Matter), dankadar air lembab (Inherent Moisture).

4) Limbah plastik polietilen dapat dimanfaatkansebagai bahan tambahan pembuatan biobriket,terbukti dengan meningkatnya nilai kalor daribiobriket yang dihasilkan setelah ditambahkandengan limbah plastik.

5) Komposisi yang paling baik dari penambahanlimbah plastik terhadap pengingkatan kualitasbiobriket adalah sebanyak 15% dari berat totaldan temperatur 550 oC.

6) Nilai kalor (Calorific Value), kadar abu (Ash),dan karbon padat (Fixed Carbon), dan kadar airlembab (Inherent Moisture) yang dihasilkanmemenuhi syarat mutu SNI 01-6235-2000, akantetapi dengan penambahan plastic Polietilenmenyebabkan meningkatnnya Kandungan zatterbang (Volatile Matter) sehingga Volatine

Matter yang dihasilkan tidak memenuhi syaratmutu SNI 01-6235-2000.

Adapun saran dari penelitian ini :Pada penelitian ini didapat nilai volatile

matter yang tinggi dan tidak memenuhi persyaratanSNI, jadi pada penelitian selanjutnya di perkirakanperlunya Penambahan bahan lain yang berfungsimenurunkan nilai volatile metter.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Polietilena Berdensitas Rendah.http://id.wikipedia.org/wiki/polietilena_berensitas_rendah. Diakses tanggal 12 Januari 2014.

Anggraini,Ratna Srisatya.2009. Eko-Briket DariKomposit Sampah Plastik High DensityPolyethylene (HDPE) Dan Arang SampahKebun Eco-Briquette From Composite HighDensity Polyethylene (HDPE) And Yard WasteCharcoal. Jurusan Teknik Lingkungan FTSPITS, Surabaya

Archenita, Dwina. Jajang Atmojo, dan Hartati.2010. Pengolahan Limbah Daun KeringSebagai Briket Untuk Alternatif PenggantiBahan Bakar Minyak. Rekayasa sipil Vol. 21No. 2. Politeknik Negeri Padang: Padang.

Candra, Agus. 2012. “Britik”, Metoda PeningkatanKualitas Briket Sebagai Salah Satu LangkahOptimal Substitusi Minyak Tanah. UniversitasSriwijaya. Palembang.

Ekawati, Diana Fajrin. M. Yusuf Thoha. 2010.Pembuatan Briket Arang Dari Daun Jati DanSagu Aren Sebagai Pengikat. Jurnal TeknikKimia No. 1 Vol.17. Universitas Sriwijaya:Indralaya.

Hermanto, Muhammad,Salman Farizy anPrasetyowati. 2014. Pembuatan Asap Cair DariCangkang Buah Karet sebagai KoagulanLateks. Universitas Sriwijaya: Inderalaya.

Himawanto, Dwi Aries,Dkk. 2010. PengolahanSampah Kota Terseleksi Menjadi RefusedDerived Fuel Sebagai Bahan Bakar PadatAlternatif. Universitas Sebelas Maret. Semarang

Mulia, Argana. 2007. Pemanfaatan Tanan KosongDan Cangkang Kelapa Sawit Sebagai BriketArang. Universitas Sumatra utara: Medan.

Onu, Favan, Sudarja, Dkk. 2010. Pengukuran NilaiKalor Bahan Bakar Briket Arang KombinasiCangkang Pala (Myristica Fragan Houtt) DanLimbah Sawit (Elaeis Guenensis). SeminarNasional Teknik Mesin UMY.

Pratiwi, Irma Hardi,Dkk. 2006. Sistem PengelolaanSampah Plastik Terintegrasi DenganPendekatan Ergonomi Total GunaMeningkatkan Peran Serta Masyarakat (StudiKasus : Surabaya). Institut Teknologi SepuluhNopember. Surabaya

Priyandi, Anton. 2012. Briket Eceng Gondok(Eichornia Crassipes) Sebagai Bahan BakarAlternative Berbasis Masyarakat Yang Ramah

Selpiana, et al.

Lingkungan. http://anton-priyadi.blogspot.com/.diakses tanggal 11 januari 2014.

Ria, Retta Purnama. Ahmad Chumaidi danAbdullah Saleh. 2012. Pemanfaatan limbahCair CPO Sebagai Perekat Pada PembuatanBriket Dari Arang Tandan Kosong KelapaSawit. Jurnal Teknik Kimia No.3. Vol.18.Universitas Sriwijaya: Indralaya

Rizkia, Deqi Raita. 2010. Eko-Briket dari KompositSampah Plastik High Density Poliethylene(HDPE) Dan Arang Sampah Organik Kota.Institut Teknologi Sepuluh Nopember:Surabaya

Setiawan,Yudi. 2010. Karakteristik Char SampahOrganik Dan Anorganik Hasil Pirolisis.Universitas Bangka Belitung, Bangka Belitung

Surya, Febri Ningsih. Novesar Jamarun danZulhadjri. 2013. Pengaruh Katalis AlamPengolahan Limbah Plastik Low DensityPolyethylene (LDPE) Dengan Metode Pirolisa.Jurnal kimia No.2. Vol. 2 Universitas Andalas:Padang

Suryo, Adityo Ajiwibowo. 2011. Studi SifatMinyak Pirolisis Campuran Sampah BiomasaDan Sampah Plastik Polypropylene (PP).skripsi Teknik Mesin. Universitas SebelasMaret. Surakarta

Wibowo, Ari Setio. 2009. Kajian PengaruhKomposisi Dan Perekat Pada PembuatanBriket Sekam Padi Terhadap Kalor YangDihasilkan. Universitas Diponegoro. Semarang