BAB III PEMBAHASAN.doc

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Persiapan Bahan

Persiapan sampel merupakan tahap awal dalam pembahasan. Sampel yang

tersedia dibagi dalam tiga kelompok yaitu : batubara, serbuk jarak, dan serbuk

kayu. Ketiga sampel ini merupakan bahan baku utama. Disamping itu terdapat

pula bahan baku tambahan yakni tepung tapioka, lempung, soda api (NaOH) dan

air (Tabel 3.1).

3.2 Komposisi Briket Batubara

3.2.1. Briket batubara alami Pabrik

Adapun komposisi briket batubara yang dipakai pada Pabrik

Pengolahan Briket Batubara terdiri dari 100% batubara dan bahan penunjang

lainnya. Berikut ini adalah komposisi yang digunakan oleh pbrik briket

batubara untuk satu kali mixer:

Tabel 3.1 Bahan Baku Utama & Bahan Baku Tambahan Briket Batubara

Komposisi Jumlah (Kg)

Batubara 165

Tepung Tapioka 10

Lempung 8

Soda Api 1

Setelah kering mengalami susut 15 – 20 %

37

3.2.2. Briket Bio-Batubara (campuran)

Terdiri dari bahan baku utama (batubara, serbuk jarak, dan serbuk kayu)

dan bahan penunjang lainnya. Komposisi yang dibuat untuk mendapatkan

briket batubara yang tidak berasap dan berbau adalah sebagai berikut:

Tabel 3.2. Bahan Baku Utama & Bahan Baku Tambahan Briket Bio-

Batubara

Komposisi (Kg)

No. Sampel Batubara Biji

JarakSerbukKayu

TepungTapioka Lempung Soda

Api Air

A 10 1 1 ± 0,4 ± 0,6 ± ± 0,3 LB 10 1 1 ± 0,4 ± 0,6 ± 0,05 ± 2 LC 10 2 1 ± 0,3 ± 0,6 ± ± 2,5 LD 10 3 1 ± 0,4 ± 0,8 ± 0,05 ± 2 LE 10 1 2 ± 0,4 ± 0,8 ± 0,05 ± 2 L

(Sumber : Majalah PT. Bukit Asam)

3.3 Sampel Bahan Baku Briket

3.3.1. Sampel Batubara

Bahan baku utama adalah batubara yang berbutir halus (2,5 mm).

38

Gambar 3.1 Batubara dengan ukuran butir 2,5 mm

3.3.2. Sampel Serbuk Jarak

Biji jarak sebagai bahan baku briket memilki ukuran ±2,5 mm.

Gambar 3.2 Biji Jarak dengan ukuran ± 2,5 mm

3.3.3. Sampel Serbuk Kayu

Sampel serbuk kayu yang dimaksud adalah sekam kayu yang sudah

dihaluskan (±25 mm). Untuk memudahkan, maka diambil bubuk serbuk yang

sudah dihaluskan

39

. Gambar 3.3 Serbuk kayu dengan ukuran ± 2,5 mm

3.4. Pembuatan Briket Bio-Batubara

3.4.1 Persiapan Bahan dan Peralatan Briket

Pembuatan briket bio-batubara mengikuti prosedur sebagai berikut :

1. Siapkan sampel bahan baku :

a. Batubara yang sudah digerus dengan ukuran butir kurang dari <2,55 mm

b. Biji jarak yang sudah dihancurkan

c. Serbuk kayu yang sudah dihaluskan

2. Siapkan bahan penunjang Tepung Tapioka, Lempung, Soda Api dan Air.

3. Alat pencetak briket (mollding roll).

3.4.2. Pencampuran dan Pembriketan

Prosedur pembuatan briket saling tergantung pada persiapan bahan dan

peralatan, juga tergantung pada kelompok sampel yang dibuat. Sesuai tabel 3.1,

diambil contoh briket yang dibuat adalah sampel B. Adapun prosedur

pembuatan briket komposisi B adalah sebagai berikut :

40

1. Timbang batubara halus seberat 10 Kg, kemudian simpan di dalam

wadah pencampuran.

2. Timbang serbuk jarak yang sudah dihancurkan seberat 1 Kg kemudian

campurkan ke wadah yang sudah berisi batubara halus dan sekam kayu.

3. Timbang serbuk kayu seberat 1 Kg kemudian masukan ke dalam wadah

pencampuran yang sudah berisi batubara halus.

4. Timbang tepung tapioka sebanyak 0,4 Kg kemudian campurkan

kewadah yang sudah berisi batubara halus, sekam kayu dan jarak.

5. Timbang lempung seberat 0,6 Kg kemudian campurkan kewadah yang

sudah berisi batubara halus, sekam kayu, jarak dan tepung tapioka.

6. Timbang soda api sebanyak 0,05 Kg

7. Takar air sebanyak 2 Ltr dan masukkan kedalam ember

8. Campur ketiga bahan baku utama batubara, serbuk jarak dan serbuk

kayu yang telah ditimbang tadi hingga tercampur secara merata

9. Setelah bahan baku utama tercampur merata, masukkan lempung dan

tapioka kemudian di campur lagi hingga semua bahan menyatu

10. Masukkan soda api kedalam ember yang berisi air sebanyak 2 ltr tadi

kemudian di aduk hingga rata

11. Setelah air dan soda api tercampur rata, siramkan ke campuran

batubara, serbuk jarak, serbuk kayu, lempung dan tapioka tadi lalu

aduk hingga merata sampai campurannya menyatu menjadi adonan

briket

12. Cetak adonan briket dengan menggunakan pencetak briket (molding

roll) yang tersedia di pabrik briket tersebut

41

13. Briket yang masih basah dikeringkan di panas matahari selama 1-2 hari

sehingga betul-betul kering atau dalam oven selama 2 hari dalam suhu

300C -500C bila cuaca mendung.

14. Briket yang sudah kering dimasukkan ke dalam karung dan diberi label

; No. sampel dan komposisinya agar sampel tidak tertukar.

3.4.3. Pengeringan Briket

Setelah briket selesai dibuat, maka dilanjutkan dengan kegiatan

pengeringan. Pengerigan dilakukan selama satu sampai dua hari dengan

menggunakan sinar matahari langsung jika bukan hari penghujan. Atau dengan

menggunakan oven atau mesin pengering jika hari penghujan (diperkirakan

kadar air briket dibawah 5%).

42

Gambar 3.4 Proses Penjemuran Briket Batubara

3.4.4. Pengepakan Briket

Setelah proses pengolahan dan penjemuran briket selesai, maka proses

selanjutnya adalah pengepakan yaitu dilakukan dengan cara menyimpan briket

tersebut kedalam karung agar kelembabannya tetap terkontrol tidak mengalami

perubahan kelembaban dan mudah untuk dipindah-pindahkan, tidak mengalami

kerusakan atau pecah-pecah selama penyimpanan dalam gudang maupun

selama dalam perjalanan ke area distribusi.

Biasanya briket yang dikemas dalam karung tersebut sebanyak 25 Kg

perkarungnya yang selanjutnya siap untuk dipasarkan.

3.4.5. Uji Pembakaran Briket

Sebelum melakukan uji pembakaran, maka terlebih dahulu dilakukan

persiapan Alat dan Bahan yaitu sebagai berikut:

43

Gambar 3.5 Alat yang digunakan dalam Uji Pembakaran Briket

1. Dapur uji (dapo/tungku pembakaran) yang terbuat dari campuran abu sekam

padi dan tanah liat.

2. Termometer kecil untuk mengukur suhu ruangan

3. Termometer besar untuk mengukur suhu dalam tungku pembakaran pada saat

briket dibakar.

4. Gelas ukur 100 ml atau gelas kimia 50 ml sebagai tempat menyimpan minyak

tanah agar dapat diketahui berapa banyak minyak tanah yang terpakai sebagai

pemicu awal pembakaran briket.

5. Penjepit besi digunakan untuk menyimpan briket kedalam tungku

pembakaran.

6. Pengukur panjang lidah api digunakan untuk mengukur berapa oanjang lidah

api selama proses uji pembakaran berlangsung.

7. Korek api digunakan untuk menyalakan briket yang telah direndam kedalam

minyak tanah.

8. Kuas digunakan untuk membersikan abu sisa pemabakaran briket dalam

proses uji pembakaran yang kemudian akan ditimbang berapa berat abu

tersebut.

Prosedur pengukuran/ pengujian pembakaran briket disusun sebagai berikut :

1. Siapkan dapur uji (unggun tetap) dengan perlengkapan; kisi-kisi dan

termometer besar.

2. Briket yang sudah dikeringkan diambil (24–25 buah) sesuai besar briket

yang akan dibakar, kemudian di timbang.

44

3. Masukkan briket ke dalam tungku unggun tetap dengan pola teratur

dengan susunan 3 susun briket

4. Ukur suhu awal berupa suhu lingkungan dan suhu dapur.

5. Buat format batas pengukuran yang menunjukkan klasifikasi briket yang

dibakar, waktu pembakaran, panjang lidah api dan suhu pembakaran.

6. Siram 2–4 buah briket dengan minyak tanah sebagai pemicu pembakaran.

7. Briket yang sudah disiram (2–4 buah) ditempatkan pada bagian tengah dan

dibakar. Pengambilan gambar dilakukan baik untuk melihat api secara

horizontal maupun melihat briket yang terbakar secara vertikal.

8. Catat beberapa indikator pembakaran setiap lima menit berupa : suhu yang

ditunjukkan oleh termometer, warna lidah api, tinggi lidah api, warna asap,

bau asap (berbau sulfur atau bau asap saja), perlu/tidaknya penggunaan

blower untuk memudahkan penyalaan, suhu pembakaran.

9. Buat grafik yang menunjukkan hubungan suhu pembakaran terhadap

waktu pembakaran.

3.4.6. Prosedur Analisa Data Hasil Pembakaran Briket

Setelah dilakukan pendataan terhadap hasil pembakaran briket, maka

dilakukan analisa terhadap kharakteristik pada setiap kelompok sampel briket.

Adapun sistematika analisa data mencakup hal-hal berikut ini:

1. Pembuatan Grafik distribusi perubahan suhu, baik suhu awal pembakaran,

maupun suhu akhir pembakaran.

2. Pembuatan Grafik Trend Linier yang menggambarkan korelasi antara waktu

pembakaran dan suhu pembakaran. Waktu awal pembakaran mulai dari

45

waktu ke-0 sampai waktu ketika suhu maksimal dari pembakaran briket

tercapai. Sedangkan waktu akhir pembakaran adalah waktu setelah suhu

maksimal pembakaran sampai suhu pembakaran minimal.

3. Penilaian terhadap efektifitas pembakaran briket tergantung pada waktu

pembakaran yang lama dan suhu pembakaran yang tertinggi.

4. Penilaian yang lain adalah terhadap kharakteristik pembakaran yang lain

termasuk perbandingan pemakaian sejumlah minyak tanah terhadap berat

briket, abu terhadap berat briket.

5. Pembuatan Tabel kompilasi dan grafik dari setiap sampel mencakup jumlah

briket yang digunakan, volume minyak tanah yang terpakai, berat briket dan

abu hasil pembakarannya, nisbah abu terhadap berat briket dan nisbah volume

minyak tanah terhadap berat briket.

6. Penilaian terhadap aplikasi dimana akan diperhubungkan dengan kondisi riil

baik dari aspek efektivitas kegunaan briket, maupun aspek pemanfaatannya

berdasarkan kemudahan dan kemurahan dari briket tersebut.

46

3.5 Data Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun Tetap terhadap Waktu

Pembakaran Briket

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka didapatkan data

percobaan dari 4 sampel yang diinterpretasikan dalam bentuk grafik yang

menggambarkan distribusi suhu ruang bakar unggun tetap terhadap waktu

pembakaran briket sebagai berikut:

3.5.1 Data Distribusi Suhu Ruang Bakar Terhadap Waktu Pembakaran

Sampel A

Grafik Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun Tetap terhadap Waktu Pembakaran Briket (A)

0

50

100

150

200

250

300

350

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Waktu (menit)

Suhu

Pem

baka

ran

Sample A

Gambar 3.6. Grafik Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun terhadap Waktu Pada Pembakaran Briket A

47

Dari hasil pembakaran, sample A dengan komposisi 100 % Batubara.

Memiliki suhu pembakaran tertinggi 310oC pada menit ke 60 dengan lama

pembakaran 115 menit, dengan perubahan suhu yang relatif konstan.


Sample B

Grafik Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun Tetap terhadap Waktu Pembakaran Briket (B)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Waktu (menit)

Suhu

Pem

baka

ran

Sample B

Gambar 3.7 Grafik Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun terhadap

Waktu Pada Pembakaran Briket B

Dari hasil pembakaran sample B dengan komposisi 10 Kg Batubara, 1 Kg

Jarak, dan 1 Kg Sekam Kayu. Memiliki suhu pembakaran tertinggi 390oC pada

menit ke 30 dengan lama pembakaran 115 menit, dengan perubahan suhu yang

relatif konstan.

48


Sample C

Grafik Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun Tetap terhadap Waktu Pembakaran Briket (C)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Waktu (menit)

Suhu

Pem

baka

ran

Sample C


Waktu Pada Pembakaran Briket C

Dari hasil pembakaran, sample C dengan komposisi 10 Kg Batubara, 2 Kg

Jarak, 1 Kg sekam Kayu. Memiliki suhu pembakaran tertinggi 420oC pada menit

ke 40 dengan lama pembakaran 115 menit, dengan perubahan suhu yang relatif

konstan.

49


Sample D

Grafik Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun Tetap terhadap Waktu Pembakaran Briket (D)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Waktu (menit)

Suhu

Pem

baka

ran

Sample D


Waktu Pada Pembakaran Briket D

Dari hasil pembakaran, sample D dengan komposisi 10 Kg Batubara, 3 Kg

Jarak, 1 Kg Sekam kayu. Memiliki suhu pembakaran tertinggi 420oC pada menit

ke 30 dengan lama pembakaran 120 menit, dengan perubahan suhu yang relatif

konstan.

50


Sample E

Grafik Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun Tetap terhadap Waktu Pembakaran Briket (E)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Waktu (menit)

Suhu

Pem

baka

ran

Sample E


Waktu Pada Pembakaran Briket E

Dari hasil pembakaran, sample E dengan komposisi 10 Kg Batubara, 1 Kg

Jarak, 2 Kg Sekam kayu. Memiliki suhu pembakaran tertinggi 380oC pada menit

ke 35 dan 40 dengan lama pembakaran 120 menit, dengan perubahan suhu yang

relatif konstan.

51

3.6 Pengaruh Perlakuan Pada Produksi Briket

Pengaruh perlakuan pada briket, hal ini sangatlah penting pada proses

pengolahan, mengingat karena dalam batubara halus tersebut terkandung 59-79%

vitrinite, sedangkan yang lainnya adalah liptinit dan mineral matter dan juga

batubara banyak mengandung zat terbang.

3.6.1 Pengaruh Jumlah Bahan Perekat (Molas)

Molas sebagai bahan perekat ada dalam bentuk cair sehingga dapat menyebar

lebih mudah. Pada jumlah molas yang sedikit akan menimbulkan kekuatan briket

yang tidak merata dan cenderung rendah. Akan tetapi, bila molas terlalu rendah

selain dapat menimbulkan kalor rendah juga dapat menimbulkan cacat keping.

Adapun pengaruh dari tepung tapioka pada pembuatan briket batubara adalah

sebagai bahan pengikat dalam bentuk cair sehingga dapat menyebar lebih mudah.

Jumlah bahan pengikat lebih sedikit akan menimbulkan kekuatan briket tidak

merata dan cenderung rendah. Akan tetapi, jika bahan pengikat lebih banyak maka

akan menimbulkan selain kalorinya menjadi rendah dapat pulah menimbulkan

cacat Capping. Pengaruh soda api (NaOH) pada pembuatan briket batubara cair,

sebagai pemanas tapioka sehingga tapioka dapat larut dengan baik dan dapat

berfungsi sebagai bahan perekat (pengikat). Sedangkan lempung sebagai bahan

tambahan dan dapat berfungsi juga sebagai bahan pengikat , dalam penggunaan

lempung jangan terlalu banyak karena akan menurunkan nilai kalori dari pada

briket dan banyak memberikan kesempatan pada zat terbang.

52

3.6.2 Pengaruh Jumlah Serbuk Kayu dan Biji Jarak

Pengaruh penambahan biomasa serbuk kayu pada bahan baku briket sebesar

30% akan memberikan kharakteristik pembakaran yang baik yaitu relatif tidak

berasap dan dicapainya temperatur tetap sekitar 350ºC dalam waktu 65 menit

(Parulian Sinaga, 1989; Djamhur Sule, 2005). Dengan demikian, teknik

pembriketan cara bio-batubara berpotensial untuk meningkatkan mutu briket

diantaranya dengan penggunaan biomasa serbuk kayu sebagai bahan campuran

briket bio-batubara. Selanjutnya, diharapkan dapat menjadi komoditas untuk

bahan baku alternatif pengganti minyak tanah yang harga jualnya relatif diatas

45% dibandingkan harga briket batubara (BPPT, 2007)

Hubungan antara penambahan biomasa terhadap kekutan briket salah

satunnya dapat diketahui dengan penambahan serbuk gergaji/serbuk kayu sampai

30% di mana dapat menghasilkan kekuatan 175 kg/cm2 menunjukkan

kecenderungan yang masih terus meningkatkan kekuatan briket dengan komposisi

bahan pengikat kanji antara 0 sampai 10% (Wiku Padmonobo, 1989).

Apabila menggunakan biomasa serbuk kayu pinus, akan menghasilkan kuat

tekan yang tinggi yaitu di atas 30 kg/cm2 dan disarankan dapat digunakan sebagai

bahan bakar pada rumah tangga sebab temperatur nyala yang rendah dan stabil.

Sebaliknya, apabila menggunakan biomasa dari serbuk kayu jati, mahoni, dan

albasiah, umumnya memberikan percepatan kenaikan temperatur yang signifikan

sehingga disarankan penggunaannya pada lingkungan industri kecil (PPTMB,

2005).

Selain itu pemanfaatan biomasa biji jarak sebagai pengicu atau penyalak

alternatif yang berfungsi untuk mempermudah proses pembakaran briket batubara

53

dan dapat meningkatkan kalori pembakaran yang disebabkan oleh kandungan

minyak nabati dalam biji jarak tersebut. Kemungkinan penggunaan bijih jarak ini

dapat dipadukan dengan memanfaatkan serbuk kayu yang umumnya hanya

terbuang saja dan diharapkan dapat dimanfaatkan keberadaannya yang fungsinya

juga berguna untuk mengurangi asap hitam.

3.6.3 Usaha Penanganan Asap

Usaha penanganan asap pada proses pembakaran briket batubara sangatlah

diperhatikan. Hal ini disebabkan, karena mengingat batubara banyak mengandung

zat terbang dan banyak juga mengandung unsur karbon (C), maka dengan

demikian diperlukan penelitian lanjut untuk dapat mengidentifikasi secara

kuantitatif macam gas hasil pembakaran serta efektifitas hasil pembakarannya.

3.6.4 Perbandingan Distribusi Suhu Ruang Bakar Terhadap Waktu

Pembakaran Briket Batubara

Distribusi suhu ruang bakar terhadap waktu pembakaran menunjukkan

seberapa besar suhu pembakaran yang berlangsung, baik pada waktu pembakaran

awal saat mulai sampai suhu maksimal tercapai, maupun waktu pembakaran akhir

saat suhu maksimal sampai suhu akhir yang mengalami penurunan secara

kontinyu.

3.6.5 Distribusi Suhu Ruang Bakar Terhadap Waktu Pembakaran

Distribusi suhu ruang bakar terhadap waktu pembakaran menunjukkan

seberapa besar suhu pembakaran yang berlangsung, baik pada waktu pembakaran

awal saat mulai sampai suhu maksimal tercapai, maupun waktu pembakaran akhir

saat suhu maksimal sampai suhu akhir yang mengalami penurunan secara

kontinyu.

54

Berdasarkan percobaan yang dilakukan pada 5 sampel dengan komposisi

yang berbeda, maka didapatkan variasi data yang berbeda-beda, tergantung dari

komposisi sampel.

Grafik Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun Tetap terhadap Waktu Pembakaran Briket (A, B, C, D, E)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Waktu (menit)

Suhu

Pem

baka

ran

Sample A

Sample B

Sample C

Sample D

Sample E

Gambar 3.11 Grafik Distribusi Suhu Ruang Bakar Unggun Terhadap Waktu

Pada Pembakaran Briket A, B, C, D, dan E

Dalam gambar 3.11, briket yang dibakar memiliki 5 variasi komposisi

Batubara, Jarak, dan Sekam Kayu. Briket tersebut mencakup briket A, B, C, D,

dan E dengan komposisi masing-masing:

«1» Sampel A (100 % Batubara). «2» Sampel B (10 BB / 1 J / 1 SK). «3» Sampel

C (10 BB / 2 J / 1 SK). «4»Sampel D (10 BB / 3 J / 1 SK). «5» Sampel E (10 BB /

1 J / 2 SK).

Pada pembakaran briket batubara skala pabrik dengan komposisi bahan baku

utama batubara 100% memiliki perlakuan (karakteristik) agak susah terbakar,

55

dimana api susah dirambatkan. Hal ini dapat dilihat dari gambar 5.1 (data

distribusi suhu ruang bakar terhadap waktu pembakaran briket batubara sampel A,

B, C, D, dan E), dimana diperoleh suhu tertinggi 310ºC yang terjadi pada menit ke

60.

Dari hasil pembakaran, sampel D dan C memiliki suhu pembakaran

tertinggi 420oC dengan waktu pembakaran yang relatif cepat yaitu masing-masing

pada menit ke 30 dan 40. Kemudian berturut-turut sampel B, E dan A yang

memiliki suhu pembakaran tertinggi masing-masing hanya 390 oC pada menit ke

30 ; 380 oC pada menit ke 35 dan 40 ; 310 oC pada menit ke 60.

56

BAB III PEMBAHASAN.doc

Documents

Transcript of BAB III PEMBAHASAN.doc