KARAKTERISTIK BRIKET ARANG DARI SERBUK GERGAJI …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/15006/1/09E00675.pdf · “Karakteristik Briket Arang dari Serbuk Gergaji dengan Penambahan

Diah Sundari Wijayanti : Karakteristik Briket Arang Dari Serbuk Gergaji Dengan Penambahan Arang Cangkang Kelapa Sawit, 2009. USU Repository © 2009

KARAKTERISTIK BRIKET ARANG DARI SERBUK GERGAJI DENGAN PENAMBAHAN ARANG CANGKANG KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Oleh : DIAH SUNDARI WIJAYANTI

041203023 / Teknologi Hasil Hutan

DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2009


HALAMAN PENGESAHAN : Judul Skripsi : Karakteristik Briket Arang dari Serbuk Gergaji dengan

Penambahan Arang Cangkang Kelapa Sawit Nama : Diah Sundari Wijayanti NIM : 041203023 Program Studi : Teknologi Hasil Hutan

Menyetujui, Komisi Pembimbing :

Ketua, Anggota, Luthfi Hakim, S. Hut, M. Si Iwan Risnasari. S. Hut, M. Si NIP : 132 303 841 NIP : 132 259 571

Mengetahui, Ketua Departemen Kehutanan

Dr. Ir. Edy Batara Mulya Siregar, MS NIP : 132 287 853


ABSTRAK

DIAH SUNDARI WIJAYANTI. Karakteristik Briket Arang dari Serbuk Gergaji dengan Penambahan Arang Cangkang Kelapa Sawit. Dibawah bimbingan Luthfi Hakim, S. Hut, M. Si dan Iwan Risnasari, S. Hut, M.Si. Limbah serbuk gergajian memiliki potensi yang cukup besar yang dapat digunakan sebagai bahan baku briket arang. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk meningkatkan kualitas briket serbuk gergaji dengan penambahan arang cangkang kelapa sawit. Untuk meningkatkan kualitas briket arang, dilakukan penambahan arang cangkang kelapa sawit dengan variasi 10%, 20%, 30%, 40%, 50% dari berat briket arang serbuk gergaji. Proses pengarangan dilakukan dengan menggunakan tungku drum dan metode sangrai untuk serbuk gergaji. Perekat yang digunakan sebanyak 5 % dan briket dikempa dingin dengan beban 20 ton selama 15 menit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan arang cangkang kelapa sawit berpengaruh tidak nyata pada nilai kadar air, kadar zat menguap dan kadar karbon terikat, tetapi berpengaruh nyata pada nilai kadar abu, nilai kalor, kerapatan, dan keteguhan tekan. Secara keseluruhan, kualitas briket serbuk gergaji dengan arang cangkang kelapa sawit ini cukup baik, sehingga dapat dijadikan sebagai bahan bakar alternatif. Kata kunci : Briket arang, serbuk gergaji, cangkang kelapa sawit.


ABSTACT DIAH SUNDARI WIJAYANTI. Characteristic of Briquetted Charcoal made from Sawdust and Palm Shell Charcoal. Under Academic Supervision of Luthfi Hakim, S. Hut, M. Si and Iwan Risnasari, S. Hut, M.Si. Sawdust potentially could be used as a raw material of briquetted charcoal. The aim of this study is increase the quality of sawdust briquetted with additive of palm shell charcoal. The additive of palm shell charcoal was used to increase the quality of briquetted charcoal, which is variated from 10%, 20%, 30%, 40%, until 50% based on the weight of the briquetted charcoal. The carbonization of palm shell into charcoal took place in a kiln drum and frying methode for the wood sawdust. Tapioca powder as much as 5 % based on the weight of the briquetted charcoal was applied as an adhesive. Briquetted charcoal was cold pressed at 20 ton loads until twenty five minutes. The result of this study shows that the additive of the palm shell charcoal non significant on moisture content, volatile matter, and fixed carbon content, but it shows a significant on ash content, calorific value, density, and crushing strength. Generally, the sawdust briquetted charcoal with additive of palm shell charcoal has a good quality so that it can be used as an alternative material. Keywords : briquetted charcoal, sawdust, palm shell.


RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 26 Oktober 1986 dari ayahanda

H. M. Marzuki, S. Pd dan ibunda Parjilah. Penulis merupakan anak ke empat dari

empat bersaudara. Penulis menyelesaikan Sekolah Dasar di Sekolah Dasar Swasta

Tamansiswa Medan pada tahun 1998, tamat Sekolah Menengah Pertama (SMP) di

SMP Swasta Tamansiswa Medan tahun 2001, dan tamat Sekolah Menengah

Umum (SMU) di SMU Swasta Tamansiswa Medan tahun 2004. Pada tahun 2004

penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur

Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB), Program Studi Teknologi Hasil

Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi anggota Divisi

Dana dan Usaha Organisasi HIMAS (Himpunan Mahasiswa Sylva) Departemen

Kehutanan USU tahun 2006/2007, menjabat Bendahara Umum BKM Baytul

Asyjaar Departemen Kehutanan USU tahun 2007/2008 dan anggota Fortech

Community tahun 2008/2009. Penulis pernah menjadi asisten dosen untuk

Praktikum Anatomi Kayu tahun ajaran 2006/2007 dan Praktikum Sifat dan

Struktur Kayu tahun ajaran 2006/2007.

Penulis mengikuti kegiatan Praktik Pengenalan dan Pengelolaan Hutan

(P3H) di Taman Nasional Batang Gadis (TNBG), tepatnya di Mandailing Natal

dan Sopotinjak, Kabupaten Tapanuli Selatan pada tahun 2006. Penulis

melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT. Suka Jaya Makmur,

Ketapang, Kalimantan Barat pada tahun 2008 selama 2 bulan. Penulis melakukan

penelitian di Balai Penelitian Aek Nauli dan Laboratorium Penelitian Polimer,


FMIPA Universitas Sumatera Utara pada bulan Oktober 2008 dengan judul

“Karakteristik Briket Arang dari Serbuk Gergaji dengan Penambahan Arang

Cangkang Kelapa Sawit” di bawah bimbingan Bapak Luthfi Hakim, S. Hut, M. Si

dan Ibu Iwan Risnasari, S.Hut, M. Si.


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah

memberikan segala rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga skripsi yang

berjudul “Karakteristik Briket Arang dari Serbuk Gergaji dengan Penambahan

Arang Cangkang Kelapa Sawit” ini berhasil selesai dengan baik.

Dalam pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian skripsi penulis banyak

mendapat bantuan, dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Untuk itu penulis

menyampaikan terima kasih yang sebesarnya kepada :

1. Ayahanda H. M. Marzuki S.Pd dan Ibunda Parjilah, serta kepada abangda

Sudarmanto, Amd, kakanda Nunung Suindarti, S.Pd dan abangda Budi Susanto

atas dukungan, do’a, kasih sayang dan perhatian yang sangat besar untuk

keberhasilan penulis.

2. Bapak Dr. Ir. Edy Batara Mulya Siregar, MS selaku Ketua Departemen.

3. Bapak Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Iwan Risnasari, S.Hut, M.Si selaku

Komisi Pembimbing, yang telah banyak meluangkan waktu untuk

membimbing, mengoreksi, memberikan saran dan kritik kepada penulis dalam

pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian skripsi.

4. Bapak Dr Ir. Edy Batara Mulya Siregar, MS dari Program Studi Budidaya

Hutan dan Ir. Ma’rifatin Zahra, M.Si dari Program Studi Manajemen Hutan

selaku dosen penguji.

4. Bapak Ir. Muh Abidin, M.Si selaku Kepala Balai Penelitian dan

Pengembangan Aek Nauli yang telah memberikan kesempatan kepada penulis


untuk melakukan penelitian, dan kepada Bapak Hendra Sanjaya, S.Hut yang

telah banyak membantu penulis selama penelitian.

5. Juliana, Harisyah, Uli, Mila, Astri, Parlin, Odi, Indra, dan teman-teman THH,

MNH, dan BDH 2004 yang tidak dapat dituliskan satu persatu.

6. Pihak-pihak telah membantu penulis menyelesaikan karya ilmiah ini yang tidak

dapat dituliskan satu persatu.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat di masa mendatang.

Medan, Maret 2009

Penulis


DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK ................................................................................................... i

ABSTRACT ................................................................................................ ii

RIWAYAT HIDUP ..................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ................................................................................. v

DAFTAR ISI ............................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ....................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xi PENDAHULUAN

Latar Belakang..................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ................................................................................ 2 Manfaat Penelitian ............................................................................... 2 Hipotesis Penelitian ............................................................................. 2

TINJAUAN PUSTAKA Arang................................................................................................... 3 Briket Arang ........................................................................................ 3 Limbah Serbuk Gergaji ........................................................................ 5 Cangkang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) ................................. 6 Perekat Tapioka ................................................................................... 8

METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian .............................................................. 10 Bahan dan Alat Penelitian .................................................................... 10 Prosedur Penelitian .............................................................................. 11

Pembuatan Briket Arang ............................................................... 11 Pengarangan ........................................................................... 11 Pembuatan Serbuk dan Penyaringan ....................................... 12 Persiapan Perekat ................................................................... 12 Pencampuran Perekat dengan Bahan Baku ............................. 13 Pencetakan dan Pengempaan .................................................. 13 Pengeringan ........................................................................... 14

Pengujian Briket Arang ................................................................. 15 Kerapatan ............................................................................... 15 Keteguhan Tekan ................................................................... 15 Kadar Air ............................................................................... 15


Kadar Zat Menguap Briket ..................................................... 16 Kadar Abu Briket ................................................................... 16 Kadar Karbon Terikat ............................................................. 17 Nilai Kalor Briket................................................................... 17 Rancangan Percobaan .......................................................................... 18

HASIL DAN PEMBAHASAN Kadar Air ............................................................................................. 20 Kerapatan ............................................................................................ 21 Keteguhan Tekan ................................................................................. 22 Kadar Zat Menguap ............................................................................. 23 Kadar Abu ........................................................................................... 25 Nilai Kalor ........................................................................................... 27 Kadar Karbon Terikat .......................................................................... 28 Karakteristik Briket Arang Serbuk Gergaji dengan Penambahan Arang Cangkang Sawit dibandingkan dengan Briket Arang Buatan Jepang, Inggris, Amerika dan SNI ....................... 30

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan .......................................................................................... 32 Saran ................................................................................................... 32

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 33

LAMPIRAN


DAFTAR TABEL

Halaman

1. Produksi kayu gergajian dan perkiraan jumlah limbah ................................ 6 2. Nilai energi panas (calorific value) dari beberapa produk samping sawit (berdasarkan berat kering) ................................................... 7

3. Karakteristik briket arang dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dan cangkang sawit ....................................................................... 8 4. Komposisi kimia pati .................................................................................. 9

5. Perbandingan nilai briket arang serbuk gergaji dengan penambahan arang cangkang kelapa sawit dibandingkan dengan briket arang buatan Jepang, Inggris, Amerika, dan SNI .................. 31


DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Arang cangkang kelapa sawit ...................................................................... 11 2. Serbuk gergajian kayu ................................................................................. 12 3. Serbuk arang cangkang kelapa sawit ........................................................... 12 4. Tepung Tapioka sebagai perekat ................................................................. 12 5. Alat kempa dingin bertekanan 20 ton .......................................................... 13 6. Diagram Alir Penelitian .............................................................................. 14 7. Grafik Nilai Rata-rata Kadar Air .................................................................

8. Grafik Nilai Rata-rata Kerapatan ................................................................. 21

9. Grafik Nilai Rata-rata Keteguhan Tekan .................................................... 23

10. Grafik Nilai Rata-rata Kadar Zat Menguap ................................................. 24

11. Grafik Nilai Rata-rata Kadar Abu ................................................................ 26

12. Grafik Nilai Rata-rata Nilai Kalor .............................................................. 27

13. Grafik Nilai Rata-rata Kadar Karbon Terikat ............................................... 29


DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Hasil Perhitungan Kadar Air ...................................................................... 34

2. Hasil Perhitungan Sidik Ragam One-way ANOVA: kadar air versus perlakuan .......................................... 34

3. Hasil Perhitungan Kerapatan ..................................................................... 35

4. Hasil Perhitungan Sidik Ragam One-way ANOVA: kerapatan versus perlakuan ......................................... 35

5. Hasil Perhitungan Uji Duncan ................................................................... 35

6. Hasil Perhitungan Keteguhan Tekan .......................................................... 36

7. Hasil Perhitungan Sidik Ragam One-way ANOVA: keteguhan tekan versus perlakuan ............................... 36


9. Hasil Perhitungan Kadar Zat Menguap ...................................................... 37

10. Hasil Perhitungan Sidik Ragam One-way ANOVA: kadar zat menguap versus perlakuan ........................... 37

11. Hasil Perhitungan Kadar Abu .................................................................... 38

12. Hasil Perhitungan Sidik Ragam One-way ANOVA: kadar abu versus perlakuan ......................................... 38


14. Hasil Perhitungan Nilai Kalor .................................................................... 39

15. Hasil Perhitungan Sidik Ragam One-way ANOVA: nilai kalor versus perlakuan ........................................ 39


17. Hasil Perhitungan Kadar Karbon Terikat ................................................... 41

18. Hasil Perhitungan Sidik Ragam One-way ANOVA: kadar karbon terikat versus perlakuan ......................... 41


PENDAHULUAN

Latar Belakang

Saat ini sebagian besar energi yang digunakan rakyat Indonesia berasal

dari bahan bakar fosil, yaitu bahan bakar minyak, batubara, dan gas. Kerugian

penggunaan bahan bakar fosil ini selain merusak lingkungan, juga tidak

terbarukan (nonrenewable) dan tidak berkelanjutan (unsustainable) (Erwandi,

2005). Menurut Suryo dan Armando (2005) dalam Sekianti (2008) distribusi

BBM untuk memasok kebutuhan masyarakat di daerah terpencil, khususnya

minyak tanah, masih belum jelas. Selain itu fluktuasi harga minyak tanah akibat

tidak adanya patokan harga yang jelas antara satu daerah dengan daerah lainnya

semakin menyulitkan konsumen. Peningkatan harga BBM menyebabkan sumber

energi ini menjadi tidak lagi murah. Selain BBM, sumber energi yang juga

mengalami peningkatan harga adalah gas elpiji. Oleh karena itu perlu diciptakan

sumber energi lain yang dapat digunakan untuk mengganti peran BBM dan gas.

Beberapa jenis limbah seperti limbah industri penggergajian dan limbah

pertanian dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif pengganti BBM

dan gas. Menurut Pari (2002) untuk mengolah limbah tersebut menjadi lebih

bermanfaat maka diperlukan teknologi alternatif. Teknologi tersebut di antaranya

adalah teknologi pembuatan arang dari serbuk gergajian kayu. Arang serbuk yang

dihasilkan dapat diolah lebih lanjut menjadi produk yang lebih mempunyai nilai

ekonomi seperti arang aktif, briket arang, serat karbon, dan arang kompos.

Briket arang dari serbuk gergajian masih mempunyai sifat-sifat atau


kualitas yang masih rendah, sehingga perlu penambahan bahan baku yang

mempunyai kualitas tinggi. Cangkang kelapa sawit disamping sebagai limbah

dengan potensi yang cukup banyak juga memiliki nilai kalor yang cukup tinggi (>

5000 kalori/gram), sehingga berpotensi untuk dijadikan campuran arang serbuk

kayu, selanjutnya diolah menjadi briket arang sehingga dapat dimanfaatkan

sebagai bahan bakar alternatif. Berdasarkan pemikiran diatas, peneliti melakukan

studi penambahan arang cangkang kelapa sawit untuk meningkatkan sifat-sifat

atau kualitas briket arang serbuk gergajian.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui karakteristik briket arang campuran serbuk gergaji dengan

arang cangkang kelapa sawit.

2. Meningkatkan kualitas briket arang serbuk gergaji dengan penambahan

arang cangkang kelapa sawit.

Hipotesis Penelitian

Penambahan arang cangkang kelapa sawit akan meningkatkan kualitas

briket yang dihasilkan.


TINJAUAN PUSTAKA

Arang

Masturin (2002), menyatakan arang adalah residu yang berbentuk padatan

yang merupakan sisa dari proses pengkarbonan bahan berkarbon dengan kondisi

terkendali di dalam ruangan tertutup seperti dapur arang. Menurut Sudrajat dan

Soleh (1994) dalam Triono (2006) arang adalah hasil pembakaran bahan yang

mengandung karbon yang berbentuk padat dan berpori. Sebagian besar porinya

masih tertutup oleh hidrogen, ter, dan senyawa organik lain yang komponennya

terdiri dari abu, air, nitrogen, dan sulfur.

Peristiwa terbentuknya arang dapat terjadi dengan cara memanasi secara

langsung atau tidak langsung terhadap bahan berkarbon di dalam timbunan, kiln,

oven, atau di udara terbuka. Untuk menghasilkan arang umumnya bahan baku

dipanaskan dengan suhu diatas 500º C. Faktor yang berpengaruh terhadap proses

karbonisasi adalah kecepatan pemanasan dan tekanan. Pemanasan yang cepat

sukar untuk mengamati tahapan karbonisasi yang terjadi dan rendemen arang

yang dihasilkan dan rendemen arang yang dihasilkan lebih rendah. Sedangkan

pemakaian tekanan yang tinggi akan mampu meningkatkan rendemen arang

(Hendra, 1999 dalam Masturin, 2002).

Briket Arang

Briket arang adalah arang yang diolah lebih lanjut menjadi bentuk briket

(penampilan dan kemasan yang lebih menarik) yang dapat digunakan untuk


keperluan energi sehari-hari. Pembuatan briket arang dari limbah industri

pengolahan kayu dilakukan dengan cara penambahan perekat tapioka, dimana

bahan baku diarangkan terlebih dahulu kemudian ditumbuk, dicampur perekat,

dicetak (kempa dingin) dengan sistem hidroulik manual selanjutnya dikeringkan

(Pari, 2002).

Menurut Hartoyo dan Rohadi (1978) dalam Capah (2007), briket arang

adalah arang kayu yang diubah bentuk, ukuran, dan kerapatannya dengan cara

mengempa campuran serbuk dengan bahan perekat. Bahan baku yang digunakan

untuk pembuatan briket adalah arang kayu atau kayu yang berukuran kecil yang

diperoleh dari limbah industri penggergajian atau industri perkayuan. Tsoumis

(1991), mengemukakan bahwa briket juga terbuat dari residu berkarbon, dan

digunakan untuk pembakaran dan kegunaan lain yang berhubungan. Pada

beberapa produk, bahan tambahan diperlukan, seperti lilin untuk menambah

pembakaran, dan substansi lainnya untuk memberikan bau yang menyenangkan

dan warna yang seragam.

Arang dalam bentuk briket memiliki kelebihan dibandingkan dalam

bentuk arang, menurut Hendra (1999) dalam Capah (2007) keuntungan dari briket

arang adalah sebagai berikut :

1. Memperbesar rendemen pada pembuatan arang karena arang yang diperoleh

dapat dipergunakan dalam pembuatan briket arang.

2. Bentuknya seragam dan lebih padat atau memperkecil tempat penyimpanan

dan transportasi.

3. Kualitas pembakaran lebih baik apabila digunakan tambahan yang sesuai.


4. Lebih menguntungkan karena pada umumnya 40% terdiri dari bahan baku

arang yang nilainya lebih rendah dari arang.

5. Bahan baku tidak terikat pada satu jenis kayu, hampir segala jenis kayu dapat

digunakan sebagai bahan pembuatan briket arang.

Limbah Serbuk Gergaji

Serbuk gergajian adalah serbuk kayu dari jenis kayu yang sembarang yang

diperoleh dari limbah ataupun sisa yang terbuang dari jenis kayu dan dapat

diperoleh di tempat pengolahan kayu ataupun industri kayu. Serbuk ini biasanya

terbuang percuma ataupun dimanfaatkan dalam proses pengeringan kayu yang

menggunakan metode kiln ataupun dimanfaatkan untuk bahan pembuatan obat

nyamuk bakar. Maka dicari alternatif untuk membuat limbah gergaji kayu lebih

bermanfaat dalam penggunaannya (Effendi, 2005).

Limbah pengolahan kayu dapat digunakan untuk beberapa keperluan dan

dapat dibedakan menjadi : kulit kayu, potongan kayu, serpihan dan serbuk hasil

gergajian. Sebagai contoh penggunaan limbah kulit kayu adalah untuk bahan

bakar, potongan kayu dan serpihan dapat dibuat menjadi arang, briket arang atau

karbon aktif sedang serbuk hasil gergajian kayu dapat dimanfaatkan menjadi

briket arang atau karbon aktif (Amin, 2000).

Limbah kayu dapat terjadi di industri penggergajian, yang terdiri atas

kayu-kayu dari berbagai bentuk dan ukuran yang pemanfaatannya belum secara

optimal, pada umumnya banyak dimanfaatkan sebagai kayu bakar. Berdasarkan

Direktorat Jenderal Bina Produksi Kehutanan (2006) produksi kayu gergajian di


Sumatera Utara pada tahun 2006 mencapai 66.616 m3. Dengan asumsi bahwa

produksi limbah kayu gergajian sebesar 50% dan serbuk gergajian sebesar 15%

(Departemen Kehutanan 1998/1999, dalam Pari, 2002) maka besarnya limbah

kayu gergajian yang dihasilkan adalah sebesar 33.308 m3 dan produksi serbuk

gergajian yang dihasilkan sebesar 9.992,4 m3. Besarnya produksi kayu gergajian

yang terjadi pada industri penggergajian, dapat disajikan pada tabel 1.

Tabel 1. Perkembangan Produksi Gergajian di Sumatera Utara

No. Tahun Kayu Gergajian (Sawtimber) M3/CuM

Limbah Kayu Gergajian, 50% M3/CuM

Serbuk Gergajian, 15% M3/CuM

1. 2. 3. 4. 5.

2002 2003 2004 2005 2006

37.432

7.557

19.915

51.368

66.616

18.716

3.778,5

9.957,5

25.684

33.308

5.614,8

1.133,55

2.987,25

7.705,2

9.992,4

Sumber : Direktorat Jenderal Bina Produksi Kehutanan (2006)

Untuk industri besar dan terpadu, limbah serbuk kayu gergajian sudah

dimanfaatkan menjadi bentuk briket arang dan arang aktif yang dijual secara

komersial. Namun untuk industri penggergajian kayu skala industri kecil yang

jumlahnya mencapai ribuan unit dan tersebar di pedesaan, limbah ini belum

dimanfaatkan secara optimal (Pari, 2002).

Cangkang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq)

Menurut Rizza (1994) tanaman kelapa sawit dibedakan atas dua bagian,

yakni vegetatif dan generatif. Bagian vegetatif tanaman kelapa sawit meliputi


akar, batang, dan daun. Sedangkan bagian generatif tanaman meliputi bunga dan

buah. Buah kelapa sawit termasuk buah batu yang terdiri dari 3 bagian, yakni :

– Lapisan luar (Epicarpium) disebut kulit luar.

– Lapisan tengah (Meso Carpium) disebut daging buah, mengandung minyak

sawit.

– Lapisan dalam (Endo Carpium) disebut inti, mengandung minyak inti.

Di antara inti dan daging buah terdapat lapisan tempurung (cangkang) yang keras.

Menurut Goenadi et al (2005) potensi energi yang dapat dihasilkan dari

produk samping sawit dapat dilihat dari nilai energi panas (calorific value).

Produk samping yang memiliki nilai energi panas tinggi adalah cangkang dan

serat. Cangkang dan serat (fibre) dimanfaatkan sebagian besar atau seluruhnya

sebagai bahan bakar boiler Perkebunan Kelapa Sawit (PKS).

Tabel 2. Nilai energi panas (calorific value) dari beberapa produk samping sawit

(berdasarkan berat kering).

Bagian Rata-rata calorific value (kJ/kg) Kisaran (kJ/kg)

Tandan Kosong Kelapa

Sawit

Serat

Cangkang

Batang

Pelepah

18 795

19 055

20 093

17 471

15 719

18 000 – 19 920

18 800 – 19 580

19 500 – 20 750

17 000 – 17 800

15 400 – 15 680

Sumber : Ma et al (2004) dalam Goenadi et al (2005)

Alternatif lain pemanfaatan limbah padat kelapa sawit yang paling

sederhana untuk Indonesia adalah menjadikannya briket arang. Hal ini dapat


dilakukan dengan memperbaiki sifat tersebut dengan cara pemadatan melalui

pembriketan, pengeringan dan pengarangan. Pusat Penelitian Kelapa Sawit

(PPKS) telah merancang bangun paket teknologi untuk produksi briket arang dari

limbah sawit, baik tandan kosong maupun cangkang sawit (Goenadi et al, 2005).

Karakteristik briket arang yang terbuat dari Tandan Kosong Kelapa Sawit

(TKKS) dan cangkang sawit sangat berbeda. Briket arang TKKS memiliki kadar

abu yang lebih tinggi, sedangkan kadar kalor dan karbon terikatnya lebih rendah.

Ditinjau dari segi kalor, kedua briket arang tersebut telah memenuhi Standar

Nasional Indonesia (SNI) untuk briket arang kayu yaitu minimal 5000 kalori/gram

(Goenadi et al, 2005).

Tabel 3. Karakteristik Briket Arang dari TKKS dan Cangkang Sawit

No Karakteristik Briket arang tandan kosong sawit

Briket arang cangkang sawit

1 2 3 4 5 6

Kadar air, % Kadar abu, % Kadar zat terbang, % (volatile matter) Kadar karbon terikat, % (fixed carbon) Keteguhan tekan, kg/cm2 Nilai kalor, kal/g

9,77 17,15 29,03 53,82 2,10 5578

8,47 9,65 21,10 69.25 7,82 6.600

Sumber : Goenadi et al (2005)

Perekat Tapioka

Perekat tapioka umum digunakan sebagai bahan perekat pada briket arang

karena banyak terdapat di pasaran dan harganya relatif murah. Perekat ini dalam

penggunaannya menimbulkan asap yang relatif sedikit dibandingkan bahan

lainnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa briket arang dengan tepung kanji


sebagai bahan perekat akan sedikit menurunkan nilai kalornya bila dibandingkan

dengan nilai kalor kayu dalam bentuk aslinya (Sudrajat dan Soleh, 1994 dalam

Capah, 2007).

Perekat pati dalam bentuk cair sebagai bahan perekat menghasilkan briket

arang bernilai rendah dalam hal kerapatan, keteguhan tekan, kadar abu dan zat

mudah menguap, tetapi akan lebih tinggi dalam hal kadar air, karbon terikat dan

nilai kalornya apabila dibandingkan dengan briket arang yang menggunakan

perekat molase atau tetes tebu (Sudarajat et al, 2006 dalam Capah, 2007).

Menurut Tano (1997), tepung bila diproses secara hidrolisa, dinding sel

tepung berangsur-angsur akan membentuk gelatin karena molase dari tepung

mengubah sifat dirinya menjadi kolodial dan kemudian terbentuk pasta, sifat ini

disebut gelatinasi. Terbentuknya gelatinasi untuk tepung kanji memerlukan panas

sekitar 60-64ºC.

Menurut Triono (2006) kadar perekat dalam briket arang tidak boleh

terlalu tinggi karena dapat mengakibatkan penurunan mutu briket arang yang

sering menimbulkan banyak asap. Kadar perekat yang digunakan umumnya tidak

lebih dari 5 %.

Tabel 4. Komposisi Kimia Pati

Komposisi Jumlah (%)

Air Proton Lemak

Abu Serat Kasar

8-9 0,3-1,0 0,1-0,4 0,1-0,8 81-89

Sumber : Kirk dan Othmer (1967) dalam Triono (2006)


METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian telah dilaksanakan pada bulan Mei 2008 sampai November

2008. Pembuatan briket arang dilakukan di Laboratorium Balai Penelitian dan

Pengembangan Aek Nauli, Parapat, Sumatera Utara dan pengujian dilakukan di

Laboratorium Penelitian Polimer, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara.

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan-bahan yang diperlukan adalah limbah serbuk gergaji yang diambil

dari industri penggergajian kayu di Medan, cangkang kelapa sawit yang diambil

dari PTPN III PKS Kebun Rambutan Tebing Tinggi, dan tepung tapioka sebagai

perekat serta air sebagai pengencer.

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gelas ukur untuk

mengukur volume air, drum kiln untuk cangkang sawit, kompor dan wajan untuk

penyangraian serbuk gergaji, saringan ukuran 50 mesh untuk arang serbuk gergaji

dan saringan ukuran 70 mesh untuk arang cangkang sawit, pengaduk untuk

mengaduk perekat, cawan crucible sebagai wadah contoh uji, alat pencetak briket,

thermometer, desikator untuk mendinginkan contoh uji, calorimeter combustion

comb untuk mengukur nilai kalor, thermolyne furnace untuk memanaskan contoh


uji, dan alat Instron untuk menghitung keteguhan tekan briket.

Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian secara umum dilaksanakan dalam dua tahap

pembuatan, yaitu pembuatan briket arang dan pengujian briket arang.

Pembuatan Briket Arang

Pengarangan

Cangkang kelapa sawit terlebih dulu diarangkan, sedangkan serbuk gergaji

disangrai hingga serbuk halus menjadi kehitam-hitaman. Menurut Hendra dan

Darmawan, (2000) pengarangan dilakukan dengan kiln drum modifikasi selama 5-

7 jam. Untuk memudahkan proses pembakaran digunakan bahan bakar umpan

yang diletakkan di bagian tengah kiln. Setelah bahan bakar umpan dinyalakan dan

api menyala dengan stabil, kiln ditutup lalu cerobong asap dipasang pada bagian

tengah kiln tersebut. Selanjutnya dilakukan pengaturan buka tutup lubang udara

pada dinding kiln dan pembakaran terus dilakukan sampai asap yang keluar

menipis dan berwarna kebiruan. Serbuk gergaji yang digunakan tidak diarangkan

melainkan disangrai karena ukuran partikel serbuk yang sangat kecil sehingga jika

serbuk tetap diarangkan maka akan cepat menjadi abu dan tidak bisa digunakan

lagi.


Gambar 1. Arang cangkang kelapa sawit

Pembuatan Serbuk dan Penyaringan

Setelah proses pengarangan, arang digiling. Serbuk gergaji disaring

dengan 50 mesh dan arang cangkang kelapa sawit digiling dan disaring dengan

ukuran 70 mesh.

Gambar 2. Serbuk gergajian kayu Gambar 3. Serbuk arang cangkang kelapa sawit

Persiapan Perekat

Perekat tapioka ditimbang sebanyak 5 % dari berat bahan baku per satuan

briket, lalu dicampur dengan air, dengan perbandingan konsentrasi perekat dan air

1:20. Air yang ditambahkan dengan tepung tapioka dipanaskan di atas kompor

hingga perekatnya merata sempurna.


Gambar 4. Tepung Tapioka sebagai perekat

Pencampuran Perekat dan Bahan Baku

Serbuk gergaji dan arang cangkang sawit yang telah disaring kemudian

dibuat briket pada beberapa komposisi bahan baku setelah terlebih dahulu

dicampur dengan perekat tapioka sebanyak 5% dari berat bahan baku per satuan

briket. Pembuatan briket ini dibedakan menjadi 6 kombinasi bahan baku, yaitu :

1. 100% serbuk gergaji

2. 90% serbuk gergaji, 10% arang cangkang kelapa sawit





Pencetakan dan Pengempaan

Masing-masing komposisi bahan baku yang telah dibuat selanjutnya

dimasukkan dalam cetakan berukuran diameter 4,5 cm dan tinggi 10 cm. Tekanan

kempa yang digunakan sebesar 20 ton

selama 15 menit.


Gambar 5. Alat kempa dingin bertekanan 20 ton

Pengeringan

Briket arang kemudian dikeringkan dengan oven pada suhu 60°C selama ±

2x24 jam. Kemudian briket diuji karakteristiknya, meliputi kerapatan, kekuatan

tekan, kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu, kadar karbon, terikat dan

nilai kalor.Pengujian dilakukan sesuai standar ASTM D 5142-02.


Gambar 6. Diagram Alir Penelitian

Pengujian Briket Arang

Kerapatan

Kerapatan pada umumnya dinyatakan dalam perbandingan berat dan

volume, yaitu dengan cara menimbang dan mengukur volume dalam keadaan

Serbuk gergaji kayu campuran

Cangkang kelapa sawit

Pengeringan Pengeringan

Pengsangraian Pengarangan

Penggilingan

Penyaringan 50 mesh

Penyaringan 70 mesh

Serbuk gergaji

Arang cangkang kelapa sawit

Perekat tapioka

Pencampuran serbuk gergaji dan arang dan perekat

Pengadukan

Pencetakan

Pengeringan

Pengujian sifat fisis dan kimia briket

Kadar air <15%


kering udara. Kerapatan briket dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

Kerapatan = VG

Keterangan : K = Kerapatan (g/cm3) G = Bobot briket (g) V = Volume (cm3)

Keteguhan Tekan

Prinsip pengujian keteguhan tekan adalah mengukur kekuatan tekan briket

dengan memberikan penekanan sampai briket pecah. Penentuan keteguhan tekan

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

Kt = LP

Keterangan : Kt = beban keteguhan tekan (kg/cm2) P = Beban penekanan (kg) L = Luas permukaan (cm2)

Kadar Air (ASTM D 5142-02)

Contoh uji ditimbang sebanyak ± 1 gram, lalu dimasukkan ke dalam oven

pada suhu 104-110ºC selama 1 jam sampai beratnya konstan dan ditimbang.

Kadar air dihitung dengan menggunakan persamaan :

KA = %1001

21×

−X

XX

Keterangan : KA = Kadar air (%)


X1 = Berat contoh mula-mula (gram) X2 = Berat contoh setelah dikeringkan pada suhu 103±2ºC (gram)

Kadar Zat Menguap Briket (ASTM D 5142-02)

Timbang cawan crucible dengan tutupnya, dengan diisi spesimen yang

berasal dari penghitungan kadar air dan ditempatkan dalam furnace. Panaskan

dalam furnace dengan suhu 950 ± 200 C selama 7 menit, kemudian didinginkan

dalam deksikator dan selanjutnya ditimbang. Kadar zat menguap dihitung

berdasarkan persamaan:

V = %100xW

CB −

Keterangan:

V = Kadar zat mudah menguap (%) B = Berat contoh setelah dikeringkan pada suhu 104-1100 C (g) C = Berat spesimen setelah dipanaskan pada tes zat menguap (g) W = Berat contoh mula-mula pada kadar air (g)

Kadar Abu Briket (ASTM D 5142-02)

Timbang cawan crucible tanpa tutup dengan spesimen yang diambil 1

gram dari sampel, tempatkan dalam furnace dan dipanaskan dalam suhu 450 -

5000C selama 1 jam kemudian suhu 700 – 7500C selama 2 jam, kemudian

dilanjutkan pengabuan dengan suhu 900 – 9500C selama 2 jam. Pindahkan

crucible dari furnace, didinginkan dalam desikator dan timbang segera. Kadar abu

dihitung berdasarkan persamaan:

A = %100xW

GF −

Keterangan: A = Kadar abu (%) F = Berat crucible dan abu (g)


G = Berat kosong crucible (g) W = Berat awal specimen (g)

Kadar Karbon Terikat Briket (ASTM D 5142-02)

Karbon terikat adalah fraksi karbon (C) dalam briket, selain fraksi air, zat

mudah menguap dan abu. Kadar karbon terikat dihitung dengan menggunakan

persamaan:

Fixed Carbon = 100 – (M + V + A) %

Keterangan: Fixed Carbon = Kadar karbon terikat (%) M = Kadar air (%) V = Kadar zat mudah menguap (%) A = Kadar Abu (%)

Nilai Kalor Briket

Penentuan nilai kalor dengan cara ditimbang 0,3 gram spesimen, lalu

ditempatkan pada cawan besi, kemudian dimasukkan ke dalam oxsigen bomb

calorimeter. Cara kerja oxsigen bomb calorimeter adalah dengan memasukkan

spesimen ke dalam cawan dan disiapkan kawat untuk penyala dengan

menggulungnya dan memasangnya pada tangkai penyala yang terpasang pada

penutup bom. Lalu cawan berisi spesimen ditempatkan pada ujung tangkai

penyala. Alat bomb ditutup dengan kuat setelah dipasang ring-O dengan memutar

penutup tersebut kemudian oksigen diisikan ke dalam bom dengan tekanan 30 bar.

Alat bom yang telah terpasang ditempatkan ke dalam kalorimeter lalu dimasukkan

air pendingin sebanyak 1250 ml. Ditutup kalorimeter dengan alat penutupnya dan

dihidupkan pengaduk air pendingin selama 5 menit lalu dicatat temperatur air

pendingin. Setelah 5 menit kemudian dihidupkan penyalaan dengan menggunakan


tombol yang paling kanan dan diaduk terus air pendingin selama 5 menit setelah

penyalaan berlangsung. Dibaca dan dicatat kembali temperatur air pendingin lalu

dimatikan pengaduk. Penentuan nilai kalor dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan:

Nilai Kalor = 24.005,012 xCvxTT −−

Keterangan : T1 = Suhu air mula-mula (0C) T2 = Suhu setelah Pembakaran (0C) 0.05 = Suhu akibat kenaikan panas pada kawat Cv = Berat jenis calorimeter = 73529.6 (kJ/kg) 0,24 = Konstanta 1 J = 0.24 kal

Rancangan Percobaan

Perlakuan dalam penelitian ini adalah perbedaan komposisi arang serbuk

cangkang kelapa sawit yang diberikan. Pengujian dibuat dalam 6 kombinasi bahan

baku (100 : 0, 90 : 10, 80 : 20, 70 : 30, 60 : 40, 50 : 50), yaitu :

1. 100% serbuk gergaji






Model rancangan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap dengan

tiga kali ulangan. Model matematikanya adalah :

Yij = μ + αi + Σij


Keterangan : Yij = Angka pengamatan percobaan μ = Nilai rataan αi = Efek perlakuan ke-i Σij = Efek kesalahan percobaan pada perlakuan ke-I dan ulangan ke-j (1,2,3)

Data diolah dengan menggunakan program MiniTab 14 yang bertujuan

untuk melihat pengaruh perlakuan yang diberikan. Pengaruh yang menunjukkan

berbeda nyata dilanjutkan dengan Uji Duncan dengan selang kepercayaan 95%.


HASIL DAN PEMBAHASAN

Kadar Air

Kadar air briket berpengaruh terhadap nilai kalor. Semakin kecil kecil nilai

kadar air maka semakin bagus nilai kalornya. Briket arang mempunyai sifat

higroskopis yang tinggi. Sehingga penghitungan kadar air bertujuan untuk

mengetahui sifat higroskopis briket arang hasil penelitian. Nilai rata-rata kadar air

pada setiap perlakuan masih di bawah nilai standar SNI yaitu 8% (Gambar 7). Hal

ini berarti bahwa nilai kadar air memenuhi standar SNI.

4,23

3,04 3 2,71

4,03

3,01

0

1

2

3

4

5

100%:0% 90%:10% 80%:20% 70%:30% 60%:40% 50%:50%

Komposisi Bahan Baku

Kad

ar A

ir (%

)

Gambar 7. Grafik Nilai Rata-rata Kadar Air

Nilai kadar air terendah sebesar 2,71% terdapat pada perlakuan komposisi

serbuk gergaji : arang cangkang kelapa sawit (70% : 30%). Nilai kadar air terbesar

berkisar 4,23% terdapat pada perlakuan komposisi serbuk gergaji : arang

cangkang kelapa sawit (100% : 0%). Rata-rata kadar air yang dihasilkan adalah

3,34%. Kadar air yang tinggi pada perlakuan (100% : 0%) disebabkan karena

jumlah pori-pori masih cukup banyak dan mampu menyerap air, hal ini sesuai

dengan pernyataan Triono (2006) tingginya kadar air pada serbuk gergajian kayu

disebabkan karena pada serbuk gergajian kayu memiliki jumlah pori-pori yang


lebih banyak, selain itu serbuk gergajian kayu masih mengandung komponen-

komponen kimia seperti selulosa, lignin, dan hemiselulosa. Secara statistik,

pencampuran serbuk gergajian kayu dengan arang cangkang kelapa sawit tidak

berpengaruh nyata terhadap nilai kadar air yang dihasilkan.

Kerapatan

Kerapatan menunjukkan perbandingan antara berat dan volume briket

arang. Besar kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan arang

penyusun briket arang tersebut. Nilai rata-rata kerapatan pada masing-masing

komposisi perlakuan ditunjukkan pada Gambar 8.

0,32

0,44 0,45 0,46 0,49 0,504

00,10,20,3

0,40,50,6

100%:0% 90%:10% 80%:20% 70%:30% 60%:40% 50%:50%


Ker

apat

n (g

r/cm

3)

* Notasi Uji Duncan

A* B* B* B* C* C*

Gambar 8. Grafik Nilai Rata-rata Kerapatan (gr/cm3)

Nilai kerapatan terendah sebesar 0.32 gr/cm3 terdapat pada perlakuan

komposisi serbuk gergaji : arang cangkang kelapa sawit (100% : 0%), sedangkan

nilai kerapatan tertinggi 0,504gr/cm3 terdapat pada perlakuan komposisi serbuk

gergaji : arang cangkang kelapa sawit (50% : 50%). Perlakuan 100% serbuk

gergajian dengan ukuran serbuk 50 mesh tidak mempunyai ikatan antar serat yang

kompak dan kuat karena serbuk yang besar mempunyai luasan permukaan yang

sempit. Hal ini yang menyebabkan nilai kerapatan briket rendah. Penambahan


arang cangkang kelapa sawit dengan ukuran partikel lebih kecil (70 mesh) berarti

memperluas bidang permukaan ikatan antar serbuk. Hal ini menyebabkan ikatan

antar serbuk menjadi lebih kompak dan kuat, sehingga dapat meningkatkan

kerapatan briket arang. Hal ini sesuai dengan Masturin (2002) yang menyatakan

bahwa ukuran arang serbuk gergajian kayu yang cenderung lebih halus dan

seragam dibandingkan dengan arang limbah sabetan kayu mengakibatkan ikatan

antar partikel arangnya lebih maksimal. Kecenderungan terdapatnya ruang-ruang

kosong antar partikel sangat kecil. Partikel arang limbah gergajian kayu yang

ukurannya lebih kasar dan tidak seragam memungkinkan turunnya nilai kerapatan

briket arang, karena ikatan antar partikelnya tidak maksimal.

Secara statistik, penambahan cangkang sawit 10% - 40% tidak

mempengaruhi nilai kerapatan, sedangkan penambahan cangkang sawit 50%

menunjukkan pengaruh yang nyata (Gambar 8).

Keteguhan Tekan

Keteguhan tekan briket merupakan kemampuan briket untuk memberikan

daya tahan atau kekompakan briket terhadap pecah atau hancurnya briket jika

diberikan beban pada benda tersebut. Semakin tinggi nilai keteguhan tekan briket

arang berarti daya tahan briket terhadap pecah semakin baik (Triono, 2006).

Penentuan keteguhan tekan ini bertujuan untuk mengetahui daya tahan briket

untuk pengemasan dan memudahkan pengangkutan briket arang. Nilai rata-rata

keteguhan tekan untuk masing-masing perlakuan ditunjukkan pada Gambar 9.


1,157

2,5322,79

3,0273,375

3,683

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

100%:0% 90%:10% 80%:20% 70%:30% 60%:40% 50%:50%


Ket

eguh

an T

ekan

(kgf

/cm

2)

* Notasi Uji Duncan

A

B* B* B* B* B*

Gambar 9. Grafik Nilai Rata-rata Keteguhan Tekan

Nilai keteguhan tekan terendah sebesar 1,157 kgf/cm2 pada perlakuan


nilai tertinggi sebesar 3,683 kgf/cm2 pada perlakuan komposisi serbuk gergaji :

arang cangkang kelapa sawit (50% : 50%). Pada gambar tampak dijelaskan bahwa

penambahan arang cangkang kelapa sawit mempengaruhi kualitas briket yang

dihasilkan. Hal ini dapat dihubungkan dengan peningkatan nilai kerapatan briket,

dimana semakin bertambah arang cangkang kelapa sawit maka kerapatan juga

bertambah. Semakin bertambah arang cangkang kelapa sawit maka kekompakan

briket juga bertambah sehingga keteguhan tekan juga bertambah. Menurut

Nurhayati (1983) dalam Triono (2006) semakin seragam serbuk arang gergajian

kayu akan menghasilkan briket arang dengan kerapatan dan keteguhan tekan yang

semakin tinggi. Secara statistik penambahan arang cangkang kelapa sawit

berpengaruh nyata terhadap nilai keteguhan tekan (Gambar 9).

Kadar Zat Menguap

Kadar zat menguap adalah zat (volatile matter) yang dapat menguap

sebagai hasil dekomposisi senyawa-senyawa yang masih terdapat di dalam arang


selain air. Kandungan kadar zat menguap yang tinggi di dalam briket arang akan

menyebabkan asap yang lebih banyak pada saat briket dinyalakan. Kandungan

asap yang tinggi disebabkan oleh adanya reaksi antar karbon monoksida (CO)

dengan turunan alkohol (Hendra dan Pari, 2000 dalam Triono, 2006). Menurut

Hendra (2007) tinggi rendahnya kadar zat menguap briket arang yang dihasilkan

dipengaruhi oleh jenis bahan baku, sehingga perbedaan jenis bahan baku

berpengaruh nyata terhadap kadar zat menguap briket arang. Nilai rata-rata kadar

zat menguap pada setiap perlakuan dapat dilihat pada gambar 10.

40,8739,937

37,48736,407

34,27 34,19

30

32

34

36

38

40

42

100%:0% 90%:10% 80%:20% 70%:30% 60%:40% 50%:50%


Kad

ar Z

at M

engu

ap (%

)

Gambar 10. Grafik Nilai Rata-rata Kadar Zat Menguap

Nilai kadar zat menguap terendah sebesar 34.19% terdapat pada perlakuan


nilai tertinggi sebesar 40,87% terdapat pada perlakuan komposisi serbuk gergaji :

arang cangkang kelapa sawit 100% : 0%). Nilai kadar zat menguap yang tinggi

pada perlakuan 100% serbuk gergajian disebabkan serbuk gergajian yang

dijadikan bahan baku sebelum dijadikan briket tidak mengalami proses

pengarangan seperti arang cangkang kelapa sawit, sehingga tidak terjadi proses

karbonisasi sehingga kandungan zat yang terdapat pada serbuk gergajian tidak


banyak yang terbuang. Sedangkan cangkang kelapa sawit mengalami proses

pengarangan sehingga terjadi proses karbonisasi sehingga kandungan zat yang

terdapat di dalam cangkang sawit banyak yang terbuang. Semakin tinggi

penambahan arang cangkang kelapa sawit maka kadar zat menguap briket yang

dihasilkan semakin rendah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Triono (2006) yang

menyatakan bahwa tinggi rendahnya kadar zat menguap pada briket arang diduga

disebabkan oleh kesempurnaan proses karbonisasi dan juga dipengaruhi oleh

waktu dan suhu pada proses pengarangan. Semakin besar suhu dan waktu

pengarangan maka semakin banyak zat menguap yang terbuang, sehingga pada

saat pengujian kadar zat menguap akan diperoleh kadar zat menguap yang rendah.

Secara statistik penambahan arang cangkang kelapa sawit berpengaruh

tidak nyata, namun penambahan arang cangkang kelapa sawit mampu

menurunkan nilai kadar zat menguap (Gambar 10).

Kadar Abu

Abu merupakan bagian yang tersisa dari hasil pembakaran dalam hal ini

adalah sisa pembakaran briket arang. Salah satu unsur penyusun abu adalah silika.

Pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor briket arang yang dihasilkan.

Kandungan abu yang tinggi dapat menurunkan nilai kalor briket arang sehingga

kualitas briket arang tersebut menurun (Masturin, 2002). Nilai rata-rata kadar abu

pada setiap perlakuan ditunjukkan pada Gambar 11.


0,62

2,36

3,033,37 3,48

4,42

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

5

100%:0% 90%:10% 80%:20% 70%:30% 60%:40% 50%:50%


Kad

ar A

bu (%

)

* Notasi Uji Duncan

A*

B* B* B* B* B*

Gambar 11. Grafik Nilai Rata-rata Kadar Abu

Nilai kadar abu terendah sebesar 0,62% terdapat pada perlakuan komposisi

serbuk gergaji : arang cangkang kelapa sawit (100% : 0%), sedangkan nilai

tertinggi sebesar 4,42% terdapat pada perlakuan komposisi serbuk gergaji : arang

cangkang kelapa sawit (50% : 50%). Penambahan arang cangkang kelapa sawit

ternyata meningkatkan kadar abu, hal ini disebabkan karena kandungan silika

pada arang cangkang kelapa sawit lebih tinggi dibandingkan dengan kandungan

silika pada serbuk gergajian. Hal ini dapat terlihat dari grafik yang menunjukkan

adanya penambahan nilai kadar abu sesuai dengan penambahan komposisi arang

cangkang sawit. Hasil nilai rata-rata kadar abu briket ini sesuai dengan hasil

penelitian Hendra dan Darmawan (2000) yang menunjukkan dengan penambahan

arang tempurung kelapa pada briket serbuk gergajian maka kadar abu yang

dihasilkan juga semakin bertambah. Dari sini maka dapat dikatakan bahwa

cangkang kelapa sawit seperti halnya tempurung kelapa memiliki kandungan

silika yang lebih tinggi dibandingkan dengan serbuk gergajian. Secara statistik

penambahan arang cangkang kelapa sawit berpengaruh nyata terhadap nilai kadar

abu (Gambar 11).


Nilai Kalor

Nilai kalor sangat menentukan kualitas briket arang. Semakin tinggi nilai

kalor bakar briket arang, semakin baik pula kualitas briket arang yang dihasilkan.

Menurut Nurhayati (1974) dalam Masturin (2002) nilai kalor dipengaruhi oleh

kadar air dan kadar abu briket arang. Semakin tinggi kadar air dan kadar abu

briket arang, maka akan menurunkan nilai kalor bakar briket arang yang

dihasilkan. Nilai rata-rata nilai kalor dari setiap perlakuan ditunjukkan pada

Gambar 12.

3647,06834352,9523

5411,7783 5411,77875941,1917 6117,6627

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

100%:0% 90%:10% 80%:20% 70%:30% 60%:40% 50%:50%


Nila

i Kal

or (k

al/g

r)

* Nilai Uji Duncan

A* AB* AB* AB* AB* B*

Gambar 12. Grafik Nilai Rata-rata Nilai Kalor

Nilai kalor terendah sebesar 3647,0683 kal/gr terdapat pada perlakuan


nilai tertinggi sebesar 6117,6627 kal/gr terdapat pada perlakuan komposisi serbuk

gergaji : arang cangkang kelapa sawit (50% : 50%). Peningkatan nilai kalor pada

briket yang dihasilkan menunjukkan bahwa arang cangkang sawit memang

memiliki nilai kalor yang tinggi. Hal ini sesuai dengan Goenadi et al (2005) yang

menyatakan bahwa nilai kalor dari briket arang cangkang kelapa sawit sebesar

6600 kal/gr. Ditinjau dari segi kalor, briket arang cangkang kelapa sawit tersebut


telah memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) untuk briket arang kayu yaitu

minimal 5000 kalori/gram. Maka semakin bertambah arang cangkang kelapa

sawit yang diberikan maka semakin bertambah pula nilai kalor briket sesuai

pertambahan komposisinya.

Secara statistik penambahan arang cangkang kelapa sawit berpengaruh

nyata terhadap peningkatan nilai kalor briket yang dihasilkan karena penambahan

arang cangkang kelapa sawit mampu meningkatkan nilai kalor briket yang

dihasilkan (Gambar 12).

Kadar Karbon Terikat

Karbon terikat (fixed carbon) yaitu fraksi karbon (C) yang terikat di dalam

arang selain fraksi air, zat menguap, dan abu. Keberadaan karbon terikat di dalam

brkiet arang dipengaruhi oleh nilai kadar abu dan kadar zat menguap. Kadarnya

akan bernilai tinggi apabila kadar abu dan kadar zat menguap briket arang tersebut

rendah. Karbon terikat berpengaruh terhadap nilai kalor bakar briket arang. Nilai

kalor briket akan tinggi apabila nilai karbon terikatnya tinggi. Semakin tinggi

kadar karbon terikat pada arang kayu maka menandakan arang tersebut adalah

arang yang baik (Abidin, 1973 dalam Masturin, 2002). Nilai rata-rata kadar

karbon terikat pada setiap perlakuan ditunjukkan pada Gambar 13.


54,28354,667

56,48

57,8558,213 58,383

52

53

54

55

56

57

58

59

100%:0% 90%:10% 80%:20% 70%:30% 60%:40% 50%:50%


Kad

ar K

arbo

n Te

rikat

(%)

Gambar 13. Grafik Nilai Rata-rata Kadar Karbon Terikat

Nilai terendah sebesar 54,283% terdapat pada perlakuan komposisi serbuk

gergaji : arang cangkang kelapa sawit (100% : 0%), sedangkan nilai tertinggi

sebesar 58,383% terdapat perlakuan komposisi serbuk gergaji : arang cangkang

kelapa sawit (50% : 50%). Penambahan arang cangkang kelapa sawit ternyata

mampu meningkatkan kadar karbon terikat briket. Walaupun nilai kadar abunya

semakin meningkat dengan pertambahan arang cangkang sawit namun nilai kada

abu yang dihasilkan cukup rendah (0,62% – 4,42%) sedangkan kadar zat menguap

yang menurun mampu menaikkan nilai kadar karbon terikat briket. Selain itu,

nilai kadar air yang rendah mempengaruhi kadar karbon terikat sehingga

mengalami peningkatan juga. Hal ini sesuai Abidin (1973) dalam Masturin (2002)

keberadaan kadar karbon terikat di dalam briket arang dipengaruhi oleh nilai

kadar abu dan kadar zat menguap. Secara statistik penambahan arang cangkang

kelapa sawit berpengaruh tidak nyata terhadap kadar karbon terikat dari briket

yang dihasilkan (Gambar 13).


Karakteristik Briket Arang Serbuk Gergaji dengan Penambahan Arang cangkang Sawit dibandingkan dengan Briket Arang Buatan Jepang, Inggris, Amerika dan SNI Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, penambahan arang cangkang

kelapa sawit ternyata cukup mampu meningkatkan kualitas briket arang yang

dihasilkan terutama pada nilai kalor. Perbandingan nilai rata-rata karakteristik dari

briket arang tersebut dengan Briket Arang Buatan Jepang, Inggris, Amerika dan

SNI ditunjukkan pada Tabel 5.

Tabel 5 Perbandingan nilai briket arang serbuk gergaji dengan penambahan arang cangkang kelapa sawit dibandingkan dengan briket arang buatan Jepang, Inggris, Amerika, dan SNI Sifat Arang Briket Jepang Inggris Amerika SNI

no.1/ 6235/ 2000

Briket Arang Serbuk Gergaji dengan Arang

Cangkang Kelapa Sawit

Kadar air (moisture content) % Kadar zat menguap (volatile matter content) % Kadar abu (ash content) % Kadar karbon terikat (fixed carbon content) % Kerapatan (density) g/cm3 Keteguhan tekan g/cm3 Nilai kalor (calorific value) cal/g

6-8

15-30

3-6

60-80

1,0-1,2 60-65 6000-7000

3,6

16,4

5,9

75,3

0,46 12,7 7289

6,2

19-28

8,3

60

1 62

6230

8

15

8

77

- -

5000

2,71 – 4,23

34,190 – 40,870

0,62 – 4,42

54,283 – 58,383

0,32 – 0,504 1,157 – 3,683

3647,0683 – 6117,6627

Sumber : Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan (1994) dalam Triono (2006)

Jika dibandingkan dengan briket arang buatan Jepang, Inggris, Amerika

dan SNI maka beberapa sifat fisik dan kimia briket arang ini masih termasuk

dalam standar tersebut. Beberapa sifat seperti kadar abu walaupun mengalami


peningkatan namun nilainya cukup rendah sehingga masih termasuk dalam

standar briket arang buatan Jepang, Inggris, Amerika dan SNI. Nilai kadar karbon

terikat yang dihasilkan juga cukup rendah dan masih di bawah semua standar

briket arang tersebut, hal ini disebabkan nilai kadar zat menguap yang lebih tinggi

dibandingkan briket arang buatan Jepang, Inggris, Amerika dan SNI. Demikian

pula pada nilai kerapatan dan keteguhan tekan yang sangat rendah dibandingkan

standar briket arang tersebut, namun nilai kerapatan briket arang ini masih sama

dengan briket arang Inggris. Tetapi nilai kalor pada briket arang ini termasuk

cukup tinggi bahkan pada perlakuan komposisi 50% : 50%, nilai kalor briket

arang ini lebih tinggi dibandingkan briket arang SNI.


KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Penambahan cangkang kelapa sawit mampu meningkatkan kualitas briket

arang serbuk gergajian yang dihasilkan. Penambahan cangkang kelapa sawit dapat

meningkatkan nilai kerapatan, keteguhan tekan, nilai kalor, dan kadar karbon

terikat, serta mampu menurunkan nilai kadar zat menguap. Namun penambahan

arang cangkang kelapa sawit juga meningkatkan nilai kadar abu.

Saran

Hasil menunjukkan bahwa briket arang limbah serbuk gergajian dengan

penambahan arang cangkang kelapa sawit ini dapat dijadikan pengganti bahan

bakar alternatif karena hasil nilai kalor yang diperoleh sudah sesuai standar yang

diharapkan. Penambahan komposisi arang cangkang kelapa sawit yang lebih

banyak atau dengan penggunaan bahan baku lain yang memiliki kualitas yang

lebih baik dapat dijadikan penelitian lanjutan. Penelitian mengenai uji emisi dan

variasi penambahan waktu tekan juga dapat dijadikan penelitian lanjutan dimana

dari hasil penelitian lanjutan tersebut nantinya akan dapat melengkapi informasi

tentang kualitas briket arang ini secara lebih lanjut.


DAFTAR PUSTAKA

American Society for Testing and Materianls. 2002. ASTM Standar Coal and Coke D 5. Philadelphia.

Amin, S. 2000. Penelitian Berbagai Jenis Kayu Limbah Pengolahan Untuk

Pemilihan Bahan Baku Briket Arang. Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia 2000, Vol. 2, No. 1 hal. 41-46. /HUMAS-BPPT/ANY. www.klipingut.wordpress.com. [20 Maret 2008]

Capah, A. G. 2007. Pengaruh Kosentrasi Perekat dan Ukuran Serbuk Terhadap

Kualitas Briket Arang Dari Limbah Pembalakan Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) [Skripsi]. Medan. Departemen Kehutanan. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara.

Direktorat Jenderal Bina Produksi Kehutanan, 2006. Data Statistik Perkembangan

Produksi Kayu Gergajian Per Provinsi Lima Tahun Terakhir (Sawntimber Productions by Provinces for the Last Five Years). www.dephut.go.id.[28 Mei 2008]

Effendi, K. 2005. Pengaruh Perendaman dan Kadar Air Perekat terhadap Sifat

Fisis Mekanis Papan Partikel dari Ampas Tebu. [Skripsi]. Medan. Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara.

Erwandi. 2005. Sumber Energi Arus : Alternatif Pengganti BBM, Ramah

Lingkungan, dan Terbarukan. www.energi.lipi.go.id. [14 Mei 2008].

Goenadi, D. H, Wayan, R. S, dan Isroi. 2005. Pemanfaatan Produk Samping Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Alternatif Terbarukan. www. Isroi.WordPress.com [20 Maret 2008].

Goenadi, D. H. 2006. Berburu Energi di Kebun Sawit. www.litbang.deptan.go.id [20 Maret 2008].

Hendra, D dan S. Darmawan. 2000. Pembuatan Briket Arang dari Serbuk

Gergajian dengan Penambahan Tempurung Kelapa. Bul. Penelitian Hasil Hutan 18 : 1 – 9.

Hendra, D. 2007. Pembuatan Briket Arang dari Campuran kayu, Bambu, Sabut

Kelapa, dan Tempurung Kelapa sebagai Sumber Energi Alternatif. Bul. Penelitian Hasil Hutan 25 : 242 – 255.

Masturin, A. 2002. Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang dari Campuran Arang

Limbah Gergajian Kayu [skripsi]. Bogor. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

http://www.klipingut.wordpress.com/�

http://www.energi.lipi.go.id/�

http://isroi.wordpress.com/2008/03/12/pemanfaatan-produk-samping-kelapa-sawit-sebagai-sumber-energi-alternatif-terbarukan/�



http://www.litbang.deptan.go.id/�


Pari, G. 2002. Industri Pengolahan Kayu Teknologi Alternatif Pemanfaatan

Limbah [makalah filsafah sains]. Bogor. Institut Pertanian Bogor. Rizza S. 1994. Kelapa Sawit, Upaya Peningkatan Produktivitas. Yogyakarta.

Kanisius. Sekianti, R. 2008. Analisis Teknik dan Finansial pada Produk Bahan Bakar Briket

dari Cangkang Kelapa Sawit..www.indoskripsi.com. [14 Mei 2008]. Sulistyanto, A. 2006. Karakteristik Pembakaran Biobrilet Campuran Batubara dan

Sabut Kelapa. J Media Mesin 7:77-84 Tano, E. 1997. Pedoman Membuat Perekat Sintesis. Jakarta: Rineka Cipta Triono, A. 2006. Karakteristik Briket Arang dari Campuran Serbuk Gergajian

Kayu Afrika (Maesopsis eminii Engl.) dan Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dengan Penambahan Tempurung Kelapa (Cocos nucifera L.) [skripsi]. Bogor. Departemen Hasil Hutan. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood : Structure, Properties,

Utilization, New York, Van Nostrand Reinhard

Documents

KARAKTERISTIK BRIKET ARANG DARI SERBUK GERGAJI …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/15006/1/09E00675.pdf · “Karakteristik Briket Arang dari Serbuk Gergaji dengan Penambahan