BRIKET TEMPURUNG KELAPA MENGGUNAKAN PEREKAT …

BRIKET TEMPURUNG KELAPA MENGGUNAKAN

PEREKAT DAUN BUNGA SEPATU (Hibiscus rosa-sinensis L.)

SKRIPSI

oleh

Muhammad Rizal Efendi

NIM H41160800

PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI TERBARUKAN

JURUSAN TEKNIK

POLITEKNIK NEGERI JEMBER

2020

i



SKRIPSI

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Terapan Teknik

(S.Tr.T) di Program Studi Teknik Energi Terbarukan Jurusan Teknik

oleh


NIM H41160800

PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI TERBARUKAN

JURUSAN TEKNIK

POLITEKNIK NEGERI JEMBER

2020

iii

SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Muhammad Rizal Efendi

NIM : H41160800

menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam Laporan

Skripsi yang berjudul “Briket Tempurung Kelapa Menggunakan Perekat Daun

Bunga Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.)” merupakan gagasan dan hasil karya

saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing, dan belum pernah diajukan dalam

bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun.

Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas

dan dapat diperiksa kebenarannya. Sumber informasi yang berasal atau dikutip

dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam naskah dan

dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir Laporan Skripsi

Jember, 11 September 2020


NIM H41160800

iv

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya:

Nama : Muhammad Rizal Efendi

NIM : H41160800

Program Studi : Teknik Energi Terbarukan

Jurusan : Teknik

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan

kepada UPT. Perpustakaan Politeknik Negeri Jember, Hak Bebas Royalti Non-

Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah berupa Laporan

Skripsi saya yang berjudul :



Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini UPT. Perpustakaan Politeknik

Negeri Jember berhak menyimpan, mengalih media atau format, mengelola dalam

bentuk Pangkalan Data (Database), mendistribusikan karya dan menampilkan

atau mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis

tanpa perlu meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis atau pencipta.

Saya bersedia untuk menanggung secara pribadi tanpa melibatkan pihak

Politeknik Negeri Jember, segala bentuk tuntutan hukum yang timbul atas

pelanggaran hak cipta dalam Karya Ilmiah ini.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Jember

Pada tanggal : 11 September 2020

Yang Menyatakan,


NIM. H41160800

PERNYATAAN

PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

v

MOTTO

“Setiap saat kamu perlu mengingat bahwa lebih banyak hal yang tidak

kamu ketahui daripada yang kamu ketahui ”

(Emha Ainun Najib)

“Apa yang kamu alami akan membentuk karaktermu, menjadi orang

yang kuat atau menjadi orang yang lemah”

(Muhammad Rizal Efendi)

vi

PERSEMBAHAN

Karya Tulis Ilmiah ini saya persembahkan kepada:

1. Orang tua saya tercinta Bapak Ahmad Yunus dan Ibu Fatmawati, terima kasih

atas kasih sayang dan cintanya, dukungan baik moril maupun materil, serta

doa yang tak henti dan pengorbanan yang tak terhingga. Putramu ini tak akan

pernah bisa membalas seluruh keringat dan pengorbanan yang Bapak dan Ibu

berikan.

2. Para staf pengajar Politeknik Negeri Jember khususnya Program Studi Teknik

Energi Terbarukan yang telah memberika banyak ilmu dan pengetahuan serta

nasehat yang sangat bermanfaat untuk penulis.

3. Almamaterku tercinta Politeknik Negeri Jember serta Negara ku Indonesia

4. Teman-teman Teknik Energi Terbarukan 2016

vii

Briket Tempurung Kelapa Menggunakan Perekat Daun Bunga

Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.).

Dedy Eko Rahmanto, S.TP, M.Si


Program studi Teknik Energi Terbarukan

Jurusan Teknik

ABSTRAK

Limbah tempurung kelapa berpotensi untuk dibuat bahan bakar dalam bentuk

briket. Briket biomassa umumnya menggunakan perekat dari tapioka. Akan tetapi

tapioka merupakan bahan pangan. Daun bunga sepatu berpotensi untuk dijadikan

perekat briket tempurung kelapa sebagai pengganti tapioka. Penelitian ini

dilakukan untuk membuat briket tempurung kelapa menggunakan perekat daun

bunga sepatu dan mengetahui karakteristik briket yang dihasilkan. Briket dibuat

dengan persentase perekat daun bunga sepatu 20%, 25% dan 30%. Semua briket

yang dihasilkan mempunyai karakteristik yang memenuhi Standar Nasional

Indonesia untuk mutu briket. Komposisi briket terbaik adalah pada perlakuan

perekat bunga sepatu 30% dengan kadar air 1,73%, kadar abu 3,30%, nilai kalor

6572 Cal/g, densitas 0,70 g/cm3 dan kuat tekan 0,83 kg/cm

2.

Kata Kunci : Briket, Tempurung Kelapa, Daun Bunga Sepatu

viii

Briquette From Coconut Shell Using Hibiscus leaf Adhesive

(Hibiscus rosa-sinensis L.).

Dedy Eko Rahmanto, S.TP, M.Si


Study Program of Renewable Energy Technique

Majoring of Engineering

ABSTRACT

The coconut shell waste has the potential for making fuel in the shape of

briquette. Biomass briquette generally uses adhesive from tapioca. Therefore,

tapioca is one of the food ingredients. Hibiscus leave has the potential to be made

as adhesive for coconut shell briquette as a substitute for tapioca adhesive. This

research has the intention for making briquette from coconut shells using the

adhesive made from hibiscus leaf, and to know the characteristics of briquette

that will have been made. Briquette is made with hibiscus leave adhesive with the

percentages of 20%, 25%, and 30%. All of the briquettes made have the

characteristics corresponded with Indonesian Standard for the briquette quality.

Whereas the composition of the briquette which has the best composition is the

briquette with hibiscus leave adhesive amount 30%, with water amount 1,73%,

ash amount 3,30%, calorie amount 6572 cal/g, density amount 0,70 g/cm2 and

pressure power test 0,83 kg/cm3.

Key words : Briquette, Coconut shell, Hibiscus leaf

ix

RINGKASAN

Briket Tempurung Kelapa Menggunakan Perekat Daun Bunga Sepatu

(Hibiscus rosa-sinensis L.), Muhammad Rizal Efendi, NIM H41160800, Tahun

2020, 58 hlm, Teknik, Politeknik Negeri Jember, Dedy Eko Rahmanto, S.TP,

M.Si. (Pembimbing I)

Kebutuhan energi semakin meningkat seiring bertambahnya jumlah

penduduk. Meningkatnya populasi penduduk memberikan dampak terhadap

meningkatnya kebutuhan dasar energi. Energi fosil adalah energi yang banyak

digunakan oleh masyarakat saat ini. Proses terbentuknya energi dari bahan bakar

fosil membutuhkan waktu yang cukup lama, sehingga akan terjadi kelangkaan

energi. Biomassa dapat dijadikan solusi untuk mengurangi penggunaan energi

fosil. Salah satu cara pengelolahan limbah pertanian menjadi bahan bakar

alternatif adalah dengan cara karbonisasi diikuti dengan pemberiketan. Limbah

tempurung kelapa di kabupaten jember yaitu sebesar 1847,1 ton/tahun. Nilai

ekonomis tempurung kelapa dapat ditingkatkan dengan mengubahnya menjadi

briket dan sebagai upaya penanganan limbah.

Perekat yang dapat digunakan sebagai pengganti tepung tapioka adalah

perekat mucilage. Perekat yang dibuat dari getah dan air yang dapat diperoleh dari

getah daun bunga sepatu. Tujuan dari penilitian ini adalah menentukan

karakteristik briket tempurung kelapa dengan menggunakan daun bunga sepatu

sebagai perekat alami. Penelitian ini menggunakan analisa statistic deskriptif,

yaitu membandingkan hasil penelitian dengan SNI (Standart Nasional Indonesia)

tahun 2000. Berdasarkan hasil penelitian komposisi briket terbaik terdapat pada

komposisi TDS1 yaitu 30 gr (80%) arang tempurung kelapa dengan 7,5 gr (20%)

perekat daun bunga sepatu yang karakteristiknya sesuai dengan SNI mutu briket

arang tahun 2000 dan standart mutu briket komersial sebagai pendekatan.

Komposisi ini memiliki kadar air 1,73%, kadar abu 3,30%, Nilai kalor 6572

kal/gr, densitas 0,70 gr/cm3 dan uji tekan 0,83 kg/cm

2.

x

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Allah SWT Satas segala limpahan rahmat dan

hidayah-Nya sehingga laporan skripsi penulis dapat terselesaikan. Sholawat serta

salam penulis kirimkan kepada Nabi Muhammad SAW beserta para sahabat dan

keluarga beliau yang telah memberikan tauladan dalam menjalani kehidupan di

dunia dan akhirat.

Laporan skripsi ini disusun berjudul “Briket Tempurung Kelapa

Menggunakan Perekat Daun Bunga Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.)”. Laporan

skripsi ini dilaksanakan sebagai sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains Terapan, Teknik (S.Tr.T) oleh mahasiswa Jurusan Teknik, Program

Studi Teknik Energi Terbarukan. Banyak pihak yang telah memberikan bantuan

baik moril maupun materil dalam penyusunan laporan ini, oleh karena itu penulis

menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

a. Bapak dan Ibu beserta keluarga besarku tercinta yang selalu memberi do’a,

dukungan dan semangat.

b. Bapak Saiful Anwar, S.TP., M.P selaku Direktur dan Wali Dosen.

c. Bapak Mochammad Nuruddin, S.T., M.Si selaku Ketua Jurusan Teknik.

d. Bapak Yuli Hananto, S.TP., M.Si selaku Ketua Program Studi Teknik Energi

Terbarukan, Kordinator Tugas Akhir sekaligus dosen penguji II.

e. Bapak Dedy Eko Rahmanto, S.TP., M.Si selaku dosen pembimbing laporan

tugas akhir yang dengan sabar memberi bimbingan, masukan, dan saran

selama pengerjaan laporan skripsi ini.

f. Ibu Siti Diah Ayu Febriani, S.Si., M.Si selaku dosen penguji I tugas akhir

g. Seluruh dosen maupun staf pengajar yang lain karena telah mengajarkan

banyak memberikan ilmu serta membantu penulis dalam memahami materi

kuliah semasa perkuliahan.

h. Bapak dan Ibu beserta keluarga besarku tercinta yang selalu memberi do’a,

dukungan dan semangat.

i. Teman seperjuangan mahasiswa D-IV Teknik Energi Terbarukan serta semua

pihak yang telah membantu pelaksanaan maupun penulisan laporan ini.

xi

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih memiliki banyak kekurangan, oleh

karena itu penulis mengharapkan masukan, kritikan yang membangun dan dapat

bermanfaat bagi Politeknik Negeri Jember maupun bagi pembaca lainnnya.

Jember, 11 September 2020

Penulis

xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN MAHASISWA ........................................................... iii

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI .............................................................. iv

HALAMAN MOTTO ............................................................................................ v

HALAMAN PERSEMBAHAN........................................................................... vi

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

ABSTRACT ......................................................................................................... viii

RINGKASAN ....................................................................................................... ix

PRAKATA .............................................................................................................. x

DAFTAR ISI ........................................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xv

DAFTAR TABEL............................................................................................... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvii

BAB 1. PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 2

1.3 Tujuan ................................................................................................... 3

1.4 Manfaat ................................................................................................. 3

1.5 Batasan Masalah .................................................................................. 3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 4

2.1 Biomassa ................................................................................................ 4

2.2 Briket Bioarang .................................................................................... 4

2.3 Karbonisasi ........................................................................................... 6

2.4 Tanaman Kelapa .................................................................................. 8

2.5 Bahan Perekat ...................................................................................... 9

2.5.1 Bahan Perekat Tapioka ............................................................... 10

2.5.2 Bahan Perekat Daun Bunga Sepatu............................................. 10

xiii

2.6 Proses Pembuatan Briket .................................................................. 11

2.7 Karakteristik Briket........................................................................... 12

2.7.1 Kadar Air ..................................................................................... 12

2.7.2 Nilai Kalor ................................................................................... 12

2.7.3 Kadar Abu ................................................................................... 13

2.7.4 Densitas ....................................................................................... 13

2.7.5 Laju Pembakaran ......................................................................... 13

2.7.6 Densitas Kamba .......................................................................... 13

2.7.7 Kuat Tekan .................................................................................. 14

BAB 3. METODE PENELITIAN ....................................................................... 15

3.1 Alat dan Bahan ................................................................................... 15

3.2 Diagram Alir Penelitian ..................................................................... 15

3.3 Penelitian Pendahuluan ..................................................................... 17

3.4 Penelitian Utama ................................................................................ 18

3.4.1 Persiapan Bahan Baku................................................................. 18

3.4.2 Proses Karbonisasi Tempurung Kelapa ...................................... 19

3.4.3 Pengecilan Arang Tempurung Kelapa ........................................ 19

3.4.4 Pembuatan Bahan Perekat ........................................................... 21

3.4.5 Pencampuran Bahan Baku dan Perekat....................................... 21

3.4.6 Proses Pencetakan Briket ............................................................ 22

3.4.7 Peoses Pengeringan Briket .......................................................... 22

3.5 Parameter Briket ................................................................................ 23

3.5.1 Pengujian Kadar Air .................................................................... 23

3.5.2 Pengujian Kadar Abu .................................................................. 24

3.5.3 Pengujian Densitas ...................................................................... 24

3.5.4 Pengujian Nilai Kalor .................................................................. 25

3.5.5 Pengujian Laju pembakaran ........................................................ 26

3.5.6 Pengujian Densitas Kamba ......................................................... 26

3.5.7 Kuat Tekan Briket ....................................................................... 27

3.6 Perlakuan ............................................................................................ 27

3.7 Anilasa Data ........................................................................................ 28

xiv

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 29

4.1 Uji Karakteristik Briket .................................................................... 29

4.1.1 Kadar Air ..................................................................................... 29

4.1.2 Denitas ........................................................................................ 31

4.1.3 Nilai Kalor ................................................................................... 33

4.1.4 Kadar Abu ................................................................................... 34

4.1.5 Laju Pembakaran ......................................................................... 36

4.1.6 Densitas Kamba .......................................................................... 38

4.1.7 Kuat Tekan .................................................................................. 40

4.2 Analisa Data ........................................................................................ 41

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 43

5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 43

5.2 Saran.................................................................................................... 43

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 44

LAMPIRAN .......................................................................................................... 47

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

3.1 Diagram Alir Pembuatan Briket....................................................................... 16

3.2 Hasil Penelitian Pendahuluan Briket ................................................................ 17

3.3 Proses Pengeringan Tempurung Kelapa .......................................................... 18

3.4a Proses Karbonisasi ......................................................................................... 19

3.4b Hasil Karbonisasi ........................................................................................... 19

3.5 Grafik Hasil Pengujian Ukuran Bahan ............................................................. 20

3.6a Proses Pengecilan ........................................................................................... 20

3.6b Pengayakan Bahan ......................................................................................... 20

3.7a Proses Pengecilan ........................................................................................... 21

3.7b Pembuatan Perekat ......................................................................................... 21

3.8 Proses Pencampuran Bahan Baku Dan Perekat ............................................... 22

3.9a Proses Pencetakan .......................................................................................... 22

3.9b Hasil pencetakan ............................................................................................ 22

3.10a Proses Pengeringan....................................................................................... 23

3.10b Selesai Dikeringkan ..................................................................................... 23

4.1 Grafik Kadar Air Briket ................................................................................... 29

4.2 Grafik Densitas Briket...................................................................................... 31

4.3 Grafik Nilai Kalor Briket ................................................................................. 33

4.4 Grafik Kadar Abu Briket .................................................................................. 35

4.5 Grafik Laju Pembakaran Briket ....................................................................... 37

4.6 Grafik Densitas Kamba Briket ......................................................................... 39

4.7 Grafik Kuat Tekan briket ................................................................................. 40

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

2.1 Syarat Mutu Briket Arang .................................................................................. 5

2.2 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa ............................................................... 9

2.3 Klarifikasi Bunga Sepatu dan Nama Ilmiah..................................................... 10

3.1 Komposisi Bahan Baku Dan Perekat ............................................................... 28

3.2 Simbol Bahan Baku Dan Perekat ..................................................................... 28

4.1 Data Perbandingan Hasil Penelitian Dengan SNI Briket Tahun 2000 ............. 41

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data Hasil Pengamatan Kadar Air..................................................... 47

Lampiran 2. Data Hasil Pengamatan Densitas ....................................................... 49

Lampiran 3. Data Hasil Pengamatan Nilai Kalor................................................... 51

Lampiran 4. Data Hasil Pengamatan Kadar Abu ................................................... 52

Lampiran 5. Data Hasil Pengamatan Laju Pembakaran......................................... 54

Lampiran 6. Data Hasil Pengamatan Densitas Kamba .......................................... 55

Lampiran 7. Data Hasil Pengamatan Kuat Tekan Briket ....................................... 56

Lampiran 8. Gambar Alat Pengujian Briket .......................................................... 57

1

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan energi semakin meningkat seiring bertambahnya jumlah

penduduk dan laju pertumbuhan ekonomi. Jumlah penduduk di Indonesia pada

tahun 2015 mencapai 255 juta jiwa naik menjadi 280,48 juta jiwa pada tahun

2025 dengan pertumbuhan sebesar 1,35% per tahun (Kementerian ESDM, 2015).

Meningkatnya populasi penduduk di Indonesia ini akan memberikan dampak

terhadap meningkatnya kebutuhan dasar, salah satunya adalah kebutuhan energi.

Energi fosil adalah energi yang banyak digunakan oleh masyarakat saat ini. Proses

terbentuknya energi dari bahan bakar fosil membutuhkan waktu yang cukup lama,

sehingga akan terjadi kelangkaan energi berbahan bakar fosil diantaranya adalah

gas, minyak dan batu bara. Energi terbarukan merupakan salah satu bentuk energi

yang dapat dijadikan solusi untuk mengurangi penggunaan energi fosil.

Biomassa secara umum bermakna jumlah keseluruhan sumber daya alam

yang dapat dimanfaatkan dalam bentuk energi dan bahan. Kayu, rumput, alga

laut, mikroalga, limbah pertanian, limbah kehutanan dan limbah rumah tangga

adalah termasuk kategori ini (Yokoyama dan Matsumura, 2008). Salah satu cara

pengelolahan limbah pertanian menjadi bahan bakar alternatif adalah dengan cara

karbonisasi diikuti dengan pemberiketan. Biomassa yang dapat dikonversi

menjadi briket diantaranya adalah limbah tempurung kelapa.

Produksi kelapa di Kabupaten jember mencapai 13.795 ton per tahun

(Dinas perkebunan jawa timur 2017). Luas perkebunan kelapa di kabupaten

jember yaitu sebesar 12.745 hektar. Komposisi buah kelapa terdiri dari 25,1%

sabut kelapa, 28,1% daging kelapa, 32,7% air kelapa dan 14,1% tempurung

kelapa dengan berat buah 1.64 kg (Lay dan Pasang, 2002). Berdasarkan data

tersebut dapat diketahui limbah tempurung kelapa di kabupaten jember yaitu

sebesar 1.945 ton/tahun. Limbah tempurung kelapa banyak yang ditumpuk,

dibuang, dijadikan bahan bakar tungku, atau dibakar begitu saja. Usaha

peningkatan pemahaman dan kesadaran masyarakat terhadap pemanfaatan limbah

tempurung kelapa sangat diperlukan. Briket tempurung kelapa mempunyai kadar

2

air 14, 31%, abu 2,02%, votalite meter 16,53% dengan nilai kalor (5655 cal/g)

(Fariadhie, 2009). Nilai ekonomis tempurung kelapa dapat ditingkatkan dengan

mengubahnya menjadi briket dan sebagai upaya penanganan limbah.

Pemilihan bahan baku dan bahan perekat sangat menentukan mutu suatu

briket. Bahan perekat umumnya menggunakan tepung tapioka karena nilai

kalornya sesuai denagan SNI, tetapi bahan tersebut kurang cocok jika digunakan

dalam jumlah yang besar karena merupakan bahan pangan. Perekat yang dapat

digunakan adalah perekat mucilage. Perekat Mucilage adalah perekat yang dibuat

dari getah dan air. Perekat terdebut dapat diperoleh dengan menggunakan getah

dari dedaunan seperti getah daun bunga sepatu. Potensi bunga sepatu cukup

melimpah di wilayah jawa sendiri. Bunga sepatu banyak tumbuh di pekarangan

dan persawahan, mudah diperoleh dan dijumpai di sekitar kita. Memanfaatkan

daun bunga sepatu sebagai perekat alami pembuatan briket dapat meningkatkan

nilai ekonomis dari bahan tersebut. Senyawa kimia yang terdapat pada daun

bunga sepatu adalah Flavonid, saponin dan polifenol (Nur’aini, 2013). Flavonid

berperan sebagai anti oksidan dengan cara mendonasikan atom hidrogennya atau

melalui kemampuannya mengikat logam, berada dalam bentuk glukosida

(mengandung rantai samping glukosa) atau dalam bentuk bebas yang disebut

aglikon. Kandungan glukosa dalam senyawa flavonid ini menyebabkan flavonid

memiliki sifat lengke sehingga perekat daun bunga sepatu ini dapat di jadikan

sebagai bahan perekat briket.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang dapat dikaji dalam penelitian ini adalah sebagai

berikut ini.

1. Berapa komposisi terbaik bahan perekat daun bunga sepatu terhadap kualitas

briket menggunakan bahan baku tempurung kelapa ?

2. Bagaimana karakteristik briket tempurung kelapa menggunakan perekat

daun bunga sepatu ?

3

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut ini.

1. Menentukan komposisi terbaik jenis bahan perekat daun bunga sepatu

terhadap kuliatas briket menggunakan bahan baku tempurung kelapa.

2. Mengetahui karakteristik briket tempurung kelapa menggunakan perekat daun

bunga sepatu.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dalam penelitian ini adalah sebagai berikut ini.

1. Meningkatkan nilai ekonomis dari limbah tempurung kelapa sebagai bahan

bakar terbarukan.

2. Menciptakan bahan bakar alternatif berupa briket sebagai pengganti energi

fosil.

3. Sebagai sumber informasi yang dapat dikembangkan oleh penelitian

berikutnya.

1.5 Batasan Masalah

Batasan masalah yang ditentukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut

ini.

1. Limbah tempurung kelapa didapatkan di Kabupaten Jember.

2. Daun bunga sepatu didapatkan di desa Tegalgede kecamatan Sumbersari

kabupaten Jember.

3. Tidak membahas reaksi kimia briket.

4. Tidak membahas umur tempurung kelapa.

5. Tidak membahas umur daun bunga sepatu.

4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Biomassa

Biomassa secara umum bermakna jumlah keseluruhan sumber daya alam

yang dapat dimanfaatkan dalam bentuk energi dan bahan. Kayu, rumput, alga

laut, mikroalga, limbah pertanian, limbah kehutanan dan limbah rumah tangga

adalah termasuk kategori ini (Yokoyama dan Matsumura, 2008). Biomassa

digunakan sebagai kebutuhan utama antar lain untuk kebutuhan pokok, pakan

ternak, minyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya. Biomassa juga dapat

dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar energi. Kandungan biomassa

diantaranya terdiri dari hemicelulosa, celulosa dan lignin. Persentase ketiga unsur

tersebut adalah hemicelulosa 20% untuk tumbuhan halus 17-25% untuk tumbuhan

kasar, celulosa 40-45% untuk tumbuhan kasar dan halus, lignin 25-35% untuk

tumbuhan halus dan 17-25% untuk tumbuhan kasar (Saparuddin, dkk. 2015).

Biomassa dapat digunakan langsung sebagai sumber energi panas, sebab

biomassa telah mengandung energi yang dihasilkan dalam proses fotosintesis saat

tumbuhan hidup. Penggunaan biomassa secara langsung kurang efisien, sehingga

diperlukan usaha untuk mengubahnya menjadi energi kimia terlebih dahulu

(Siregar dan Zurairah, 2019). Biomassa yang berasal dari limbah perkebunan,

pertanian dan kehutanan yang sudah diambil produk primernya merupakan bahan

yang tidak berguna. Upaya memanfaatkan limbah biomassa menjadi bahan bakar

alternatif, adalah dengan mengubahnya menjadi bioarang sehingga memiliki nilai

kalor yang lebih tinggi dari pada biomassa dengan proses pirolisis (Gandhi, 2010).

Bioarang yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif pada

skala industri ataupun rumah tangga.

2.2 Briket Bioarang

Briket arang merupakan bahan bakar padat yang mengandung karbon,

mempunyai nilai kalor yang tinggi dan dapat menyala dalam waktu yang lama.

Bioarang adalah arang (salah satu jenis bahan bakar) yang terbuat dari aneka

bahan hayati atau biomassa seperti kayu, ranting, dedaunan, rumput, jerami dan

5

limbah pertanian lainnya (Saleh dan Bahariawan, 2018). Bahan baku bioarang

dapat diperoleh dari limbah biomassa hasil peternakan atau pertanian. Biomassa

hasil peternakan atau pertanian seringkali diabaikan dan dianggap tidak bernilai

oleh masyarakat, dengan memanfaatkan teknologi serta penerapan yang tepat.

Biomassa hasil peternakan atau pertanin dapat diolah menjadi bioarang yang

bernilai ekonomis dan menjadi nilai tambah pendapatan. Biomassa mudah di

dapatkan serta dimanfaatan menjadi briket maka akan berdampak positif karena

biomassa sering dianggap limbah yang dapat mencemari lingkungan. Pembuatan

biomassa menjadi bahan bakar dapat dilakukan dengan proses karbonisasi dan

diikuti dengan pembriketan. Proses pengarangan bertujuan untuk menaikkan

kadar carbon dalam briket, sehingga laju pembakaran akan meningkat serta bisa

mengurangi kadar asap yang keluar pada pembakaran briket. Sifat-sifat penting

briket meliputi nilai kalor, kadar air, berat jenis, kadar abu, fixed carbon, dan

volatile matte. Berdasarkan Koto, dkk (2019), syarat mutu briket arang kayu

seperti pada Table 2.1.

Tabel 2.1 Syarat Mutu Briket Arang Kayu (SNI No.01.6235-2000)

Parameter Satuan Kisaran

Kadar Air % Maks 8

Kadar abu % Maks 8

Kadar Zat Terbang % Mak 15

Nilai Kalor (Kal/gr) Kal/gr Min 5000

(Sumber : Koto, dkk 2019)

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat briket bioarang adalah jenis bahan

baku atau jenis serbuk arang, kehalusan serbuk dan suhu kombinasi. Pencampuran

bahan pembuat briket juga mempengaruhi sifat briket. Syarat biobriket yang baik

adalah briket yang memiliki permukaan yang halus dan tidak meninggalkan

bekas-bekas hitam di tangan (Meoksin, dkk. 2017). Briket harus memenuhi

kriteria-kriteria berikut ini.

1. Tekstur halus, keras dan tidak mudah pecah.

6

2. Mudah dinyalakan, dan semakin lama menyala dengan nyala api yang

konstan maka akan semakin baik (waktu nyala yang cukup lama).

3. Nilai kalor yang tinggi.

4. Asap yang dihasilkan sedikit dan asap cepat hilang.

5. Menunjukkan upaya laju pembakaran (seperti: waktu, laju pembakaran, dan

suhu pembakaran) yang baik.

6. Emisi gas hasil dari pembakaran tidak mengandung racun.

2.3 Karbonisasi

Karbonisasi merupakan metode atau teknologi untuk memperoleh arang

sebagai produk utama dengan memanaskan biomassa padat seperti kayu, kulit

kayu, bambu, sekam padi dan lain-lain pada suhu 400-6000C dengan kondisi

hampir tidak ada udara atau oksigen (Yokoyama, 2008). Biomassa sebenarnya

dapat digunakan secara langsung sebagai sumber energi untuk bahan bakar tetapi

kurang efisien. Nilai bakar biomassa sekitar 3000 kal/gr, sedangkan bioarang

mampu menghasilkan 5000 kal/gr (Junary, 2015). Mengubah biomassa menjadi

bioarang akan meningkatkan efesiensi dari bahan bakar tersebut. Bioarang dapat

digunakan sebagai bahan bakar setelah dilakukan pencetakan berbentuk briket

bola atau bentuk slinder. Menurut Admaja, (2019) Proses pengarangan dapat di

golongkan menjadi 4 metode sebagai berikut ini.

1. Metode Konvensional

Pembuatan arang dengan cara timbun merupakan cara tradisional, banyak

dilakukan di pedesaan dan tidak memerlukan biaya prodüksi tinggi. Arang yang

dihasilkan umumnya hanya digunakan untuk bahan bakar dalam rumah tangga.

Pembuatan arang dengan kiln baik earth maupun portabel kiln, kayu langsung

berhubungan dengan pemanas atau api dan tujuan utamanya memproduksi arang

kayu. Metode kiln yang sangat sederhana adalah pembuatan arang dengan

timbunan tanah. Prinsip kerjanya adalah kayu yang membara memberikan panas

untuk berlangsungnya proses pengarangan.

7

2. Metode Drum Kiln

Teknologi pembuatan arang dengan kiln drum adalah suatu metode

pembuatan arang yang murah dan sederhana tetapi dapat menghasilkan rendemen

dan kualitas arang yang cukup tinggi. Teknologi tersebut dapat diterapkan pada

industri rumah tangga di pedesaan karena bahan konstruksi drum bekas mudah

diperoleh dengan harga yang relatif murah. Kiln terbuat dari besi yang terdiri atas

dua buah silinder dipasang secara bersambung. Cara kerja kiln adalah panas

berasal dari bahan baku kayu itu sendiri yang dibantu oleh udara dari luar yang

diatur menurut kapasitas kiln tersebut. Portabel kiln memerlukan waktu

pengarangan ± 4 (empat) hari untuk kapasitas 9 -10 m3 kayu dengan hasil arang ±

1800 kg.

3. Metode Kiln Bata dan Beton

Kiln bata merupakan modifikasi dari Thailan yang dirancang untuk

kemudahan operasi dan kualitas arang yang dihasilkan. Dinding yang digunakan

adalah dinding bata yang diplester atau kombinasinya dengan campuran pasir dan

semen. Kiln tersebut dapat dibuat dalam ukuran besar dan permanen sehingga,

bahan baku dapat terkontrol sehingga waktu proses lebih cepat serta menghasilkan

arang dalam jumlah lebih banyak, seragam dan kualitas yang lebih baik.

4. Metode Lubang Dapur Pengarangan.

Lubang dapur pengarangan diisi dengan bahan baku lapisan pertama,

kemudian dibakar. Jika lapisan pertama mulai terbakar dilanjutkan dengan bahan

baku baru sebanyak lapisan sebelumnya sampai ruangan terisi penuh. Lubang

ditutup menggunakan tanah sehingga tertutup rapat. Bagian tengah lubang

terdapat balok kayu atau bambu berdiameter 15- 20 cm secara tegak lurus,

sehingga lubang balok dapat terisi dengan bahan baku sampai penuh. Proses

tersebut berlangsung selama 5-7 hari. Tutup kiln dibuka dua kali sehari untuk

mengeluarkan asap dari dalam lubang.

8

2.4 Tanaman kelapa

Tanaman kelapa adalah tanaman yang cukup populer di Indonesia. Kelapa

merupakan tumbuhan asli daerah tropis, yakni daerah yang terletak sepanjang

garis katulistiwa. Tanaman kelapa banyak tumbuh dan dibudidayakan oleh

sebagian besar petani, di wilayah Indonesia tanaman kelapa dapat ditemukan

hampir di seluruh provinsi dari daerah pantai yang datar hingga daerah

pegunungan yang agak tinggi. Daerah yang padat penduduk misalnya di jawa dan

di bali tanaman kelapa banyak ditanam di tanah tegalan atau tanah pekarangan,

sedangkan di daerah yang jarang penduduknya misalnya daerah transmigrasi,

tanaman kelapa banyak ditanam di lahan yang luas yang terbentuk monokultur

perkebunan kelapa (Warisno, 2003). Kelapa dapat dimanfaatkan mulai dari akar

sampai daunnya menjadi beragam kegunaan, tanaman kelapa dikenal juga sebagai

tanaman surga. Tanaman kelapa ini, pada buah mulai dari kulit sampai air kelapa

mempunyai fungsinya masing-masing. Kelapa (Cocos nucifera L.) adalah salah

satu satu spesies dari genus Cocos dibedakan menjadi dua varietas yaitu kelapa

dalam dan kelapa genjah (Gunawati, dkk. 2018).

Kelapa tipe Dalam umumnya memiliki batang yang tinggi sekitar 15

meter dan bagian pangkal membengkak (disebut bol). Panjang berkisar 5 - 7

meter. Buah kelapa masak sekitar 12 bulan setelah penyerbukan. Umur tanaman

dapat mencapai 80 - 90 tahun, kualitas kopra dan minyak serta sabut umumnya

baik (Pandin, 2010). Kelapa tipe Genjah pada umumnya memiliki batang pendek

berkisar 12 meter dan agak kecil. Panjang daun berkisar 3 – 4 meter, berbunga

pertama cepat berkisar 3 - 4 tahun setelah tanam. Buah kelapa masak berkisar 11-

12 bulan sesudah penyerbukan. Umur tanaman dapat mencapai 35 - 40 tahun,

kualitas kopra dan minyak serta sabut kurang baik (Pandin, 2010).

Komposisi buah kelapa terdiri dari 25,1% sabut kelapa, 28,1% daging

kelapa, 32,7% air kelapa dan 14,1% tempurung kelapa dengan berat buah 1.64 kg

(Lay dan Pasang, 2002). Fariadhie (2009) menyatakan bahwa briket tempurung

kelapa mempunyai kadar air 14, 31%, abu 2,02%, votalite meter 16,53% dengan

nilai kalor (5655 cal/g). Komposisi kimia tempurung kelapa seperti pada Tabel

2.2.

9

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa

Unsur Kimia Kandungan (%)

Sellulosa 26,60

Pentosan 27,00

Lignin 29,40

Kadar Abu 0,60

Solvent Pelarut Ekstratif 4,20

Uronat anhidrad 3,50

Nitrogen 0,11

Air 8,00

(Sumber : Musari, 2018)

2.5 Bahan Perekat

Perekat adalah suatu zat atau bahan yang memilik kemampuan untuk

mengikat dua benda melalui ikatan permukaan. Penggunaan bahan perekat

dimaksutkan untuk menarik air dan membentuk tekstur yang padat atau mengikat

dua substrak yang akan direkatkan. Adanya bahan perekat menjadikan susunan

partikel briket semakin rapat, teratur dan lebih padat, sehingga briket yang

dihasilkan kualitasnya baik (Marsono dan Kurniawan, 2008).

Menurut Apriani (2015) beberapa istilah lain dari perekat yang memiliki

kekhususan meliputi glue, mucilage, paste, dan cement. Glue merupakan perekat

yang terbuat dari protein hewani, seperti kulit, kuku, urat, otot, dan tulang yang

secara luas digunakan dalam industri pengerjaan kayu. Mucilage adalah perekat

yang dipersiapkan dari getah dan air dan diperuntukkan terutama untuk perekat

kertas. Paste merupakan perekat pati (starch) yang dibuat melalui pemanasan

campuran pati dan air dan dipertahankan berbentuk pasta. Cement adalah istilah

yang digunakan untuk perekat yang bahan dasarnya karet dan mengeras melalui

pelepasan pelarut.

10

2.5.1 Bahan Perekat Tapioka

Bahan perekat tapioka kanji adalah perekat tapioka yang dibuat dari

tepung tapioka dicampur air dalam jumlah tidak melebihi 70% dari berat serbuk

arang dan kemudian dipanaskan sampai berbentuk jeli (Apriani, 2015). Perekat

tapioka sangat umum digunakan sebagai bahan perekat pada briket karena banyak

terdapat di pasaran dan harganya relatif murah. Perekat tapioka dalam

penggunaannya menimbulkan asap yang relatif sedikit dibandingkan dengan

bahan lainnya. Bahan perekat tapioka bertentangan dengan sumber pangan, karena

tepung tapioka masih banyak digunakan sebagai bahan pembuatan makanan, oleh

sebab itu perlu adanya perekat pengganti tepung tapioka yang bersifat alami.

2.5.2 Bahan Perekat Daun Bunga Sepatu

Bunga sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.) adalah tanaman semak suku

Malvaceae yang berasal dari Asia Timur dan banyak ditanam sebagai tanaman

hias di daerah tropis dan subtropis. Bunga sepatu adalah bunga tunggal berbentuk

terompet dengan diameter sekitar 6 cm hingga 20 cm. Tanaman ini dapat

mencapai tinggi 3 meter. Batang tanaman bunga sepatu berbentuk bulat, berkayu,

dan keras. Diameter batang berukuran 9 cm dan ketika masih muda berwarna

ungu dan setelah tua berwarna putih kotor (Nuraisyah, 2016). Klarifikasi bunga

sepatu seperti pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Klarifikasi Bunga Sepatu dan Nama Ilmiah

Kerajaan Plante

Divisio Magnoliophyta

Kelas Magnoliopsida

Ordo Malvales

Famili Malvaceae

Genus Hibiscus

Spesies Hibiscus rosa-sinensis

(Sumber: Nuraisyah, 2016)

11

Daun bunga sepatu adalah daun tunggal, tepi daun beringgit dengan ujung

runcing dan berpangkal tumpul. Panjang rata-rata daun 10 sampai 16 cm dan lebar

5 sampai 11 cm. Akar bunga sepatu adalah akar tunggal dengan panjang rata-rata

30 sampai 60 cm berwarna coklat muda. Senyawa kimia yang terdapat pada daun

kembang sepatu adalah Flavonid, saponin dan polifenol (Nur’aini, 2013).

Kandungan glukosa dalam senyawa flavonid ini menyebabkan flavonid memiliki

sifat lengket sehingga perekat daun kembang sepatu ini dapat di jadikan sebagai

bahan perekat briket.

2.6 Proses Pembuatan Briket

Proses pembuatan perekat adalah proses pengolahan arang hasil

karbonisasi yang mengalami perlakuan pengerusan, pencampuran bahan baku,

pencetakan dan pengeringan. Hingga diperoleh briket yang mempunyai bentuk,

ukuran fisik dan sifat kimia yang baik (Koto, dkk. 2019). Proses produksi briket

melalui beberapa tahap. Langkah-langkah pembuatan briket adalah sebagai

berikut ini.

1. Penyiapan Bahan Baku

Bahan baku disiapkan dan dibersihkan dari material-material tidak

berguna, seperti batu dan sebagainya. Bahan baku dikeringkan sebelum

dikarbonisasi.

2. Proses Karbonisasi

Proses pengarangan atau karbonisasi ini dapat dilakukan dengan

menggunakan drum bekas yang bersih. Drum atau kiln tersebut terlebih dahulu

diberi lubang-lubang kecil dengan paku pada bagian dasar agar tetap ada udara

yang masuk ke dalam drum (Silitonga dan Ibrahim, 2020).

3. Pengecilan Ukuran Bahan

Pengecilan ukuran bahan baku hingga halus bertujuan untuk mendapatkan

bahan briket yang bagus. Hasil pengecilan bahan kemudian diayak, pengayakan

bermaksud untuk menghasilkan serbuk yang halus yang mudah dibentuk sesuai

dengan cetakan.

12

4. Pencampuran Dengan Perekat

Bahan perekat dicampur dengan arang yang telah halus sampai

membentuk semacam adonan. Penggunaan bahan perekat dimaksudkan agar

briket tidak mudah pecah ketika dibakar.

5. Pencetakan

Bahan-bahan yang telah tercampur secara merata kemudian dilakukan

pencetakan. Bentuk cetakan yang akan dibuat bisa disesuaikan dengan kebutuhan.

Caranya adalah adonan dimasukkan ke dalam cetakan, kemudian ditekan atau

dikempa hingga mampat.

6. Pengeringan

Briket yang telah dicetak langsung dikeringkan, agar briket cepat menyala

dan tidak berasap. Pengeringan dapat dilakukan di bawah sinar matahari atau

dengan sarana pengeringan menggunakan oven.

2.7 Karakteristik Briket

2.7.1 Kadar Air

Kadar air merupakan kandungan air pada bahan bakar padat. Kandungan

air yang tinggi menyulitkan penyalaan dan mengurangi temperatur pembakaran.

Moisture dalam bahan bakar padat terdapat dalam dua bentuk, yaitu sebagai air

bebas dan air terikat. Air bebas (free water) mengisi rongga pori-pori di dalam

bahan bakar. Air terikat (bound water) terserap di permukaan ruang dalam

struktur bahan bakar.

Kadar air sangat menentukan kualitas arang yang dihasilkan. Arang

dengan kadar air rendah akan memiliki nilai kalor tinggi. Makin tinggi kadar air

maka akan makin banyak kalor yang dibutuhkan untuk mengeluarkan air dari

dalam tempurung agar menjadi uap sehingga energi yang tersisa dalam arang akan

menjadi lebih kecil (Silitonga dan Ibrahim, 2020).

2.7.2 Nilai Kalor

Nilai kalor sering kali digunakan sebagai indikator kandungan energi yang

dimiliki oleh bahan biomassa. Nilai kalor adalah jumlah panas yang dihasilkan

13

saat bahan menjalani pembakaran sempurna atau dikenal sebagai kalor

pembakaran. Nilai kalor ditentukan melalui rasio komponen dan jenisnya serta

rasio unsur dalam biomassa itu sendiri terutama kadar karbon (Koto, dkk. 2019).

2.7.3 Kadar Abu

Abu adalah sisa pembakaran dari arang, abu merupakan mineral seperti

lempung, silikat, kalsium serta maknesium oksida. Banyaknya kadar abu yang

terkandung pada briket maka kualitasnya semakin rendah karena kadar abu dapat

menurunkan nilai kalor (Silitonga dan Ibrahim, 2020).

2.7.4 Densitas

Densitas menunjukkan perbandingan antara berat dan volume briket.

Densitas briket berpengaruh terhadap kualitas briket, kerena densitas yang tinggi

dapat meningkatkan nilai kalor bakar briket. Besar atau kecilnya densitas tersebut

dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan bahan penyusun briket itu sendiri

(Koto, dkk. 2019).

2.7.5 Laju pembakaran

Faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik pembakaran antara lain

adalah kandungan nilai kalor dan besar berat jenis (densitas). Kandungan nilai

kalor yang tinggi pada suatu briket saat terjadinya proses pembakaran akan

mempengaruhi pencapaian temperatur yang tinggi pula, namun pencapaian suhu

optimumnya cukup lama. Briket yang memiliki berat jenis yang tinggi memiliki

laju pembakaran yang lebih lama dan nilai kalor lebih tinggi dibandingkan dengan

briket yang memiliki berat jenis yang lebih rendah (Silitonga dan Ibrahim, 2020).

2.7.6 Densitas Kamba

Densitas kamba adalah perbandingan bobot bahan dengan volume yang

ditempatinya termasuk ruang kosong diantara butiran bahan (Koto, dkk. 2019).

Densitas kamba (bulk density), merupakan salah satu parameter yang sering kali

14

digunakan untuk merencanakan suatu gudang penyimpanan, volume alat

pengolahan, jenis pengemasan atau sarana transportasi.

2.7.7 Kuat Tekan

Kuat tekan merupakan kemampuan briket untuk menahan daya tekan

terhadap hancurnya briket jika diberikan beban pada baha tersebut. Semakin

tinggi nilai kuat tekan atau keteguhan tekan menyebabkan daya tahan briket

terhadap pecah semakin baik (Silotangga dan Ibrahim, 2020).

15

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sieve shaker, blender,

oven, nampan, alat pengepres, cawan, neraca digital, jamgka sorong, gelas ukur,

penggaris, stopwatch, thermometer alcohol, bomb calorimeter, lesung, gelas

beker, alat pirolisis dan bak pencampur. Bahan yang digunakan dalam membuat

briket adalah tempurung kelapa dan perekat daun kembang sepatu yang di

dapatkan di Desa Tegalgede Kecamatan Sumbersari Kabupaten Jember.

3.2 Diagram Alir Penelitian

Penelitian ini dimulai dari penyiapan bahan baku briket hingga pengujian

kualitas briket. Tahapan selengkapnya penelitian ini seperti diagram alir pada

Gambar 3.1.

16

Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Briket

Penghalusan dan Penyaringan

Pencampuran Arang

Tempurung Kelapa

Dengan Perekat Daun

Bunga Sepatu

Pencampuran Arang

Tempurung Kelapa

Dengan Perekat Tepung

Tapioka

Pencetakan dan

Pengepresan Briket

Pengeringan Briket

Pengujian Kualitas Briket

Selesai

Mulai

Karbonisasi Tempurung Kelapa

Penjemuran Bahan Baku

Persiapan Bahan Baku

17

3.3. Penelitian Pendahuluan

Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui daun bunga sepatu

dapat atau tidaknya dijadikan sebagai bahan perekat alami briket tempurung

kelapa. Hasil dari penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa daun bunga sepatu

dapat dijadikan sebagai bahan perekat briket. Perekat daun bunga sepatu adalah

perekat mucilage, perekat yang dicampur dengan air. Proses pembuatan perekat

daun bunga sepatu yaitu dengan cara daun bunga sepatu di potong kecil kecil dan

dimasukkan kedalam belender hingga menghasilkan perekat daun bunga sepatu.

Perbandingan daun bunga sepatu dan air yaitu 1: 3, 1 bahan perekat dan 3 air.

Hasil penelitian briket seperti pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Hasil Penelitian Pendahuluan Briket

Penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa perekat daun bunga sepatu

dapat dijadikan sebagai perekat alami. Komposisi terbaik perekat daun bunga

sepatu adalah sebagai berikut ini.

1. 30 gr (80%) arang tempurung kelapa dengan 7,5 gr (20%) perekat daun bunga

sepatu.

2. 30 gr (75%) arang tempurung kelapa dengan 10 gr (25%) perekat daun bunga

sepatu.

18

3. 30 gr (70%) arang tempurung kelapa dengan 13 gr (30%) perekat daun bunga

sepatu.

Komposisi 30 gr (85%) arang tempurung kelapa dengan 5 gr (15%)

perekat daun bunga sepatu tidak dapat dijadikan sebagai perekat arang briket.

Perekat yang terlalu sedikit menyebabkan hasil fisik briket rapuh dan retak seperti

pada Gambar 3.2. Perekat 20%, 25% dan 30% dapat dijadikan sebagai perekat

arang tempurung kelapa. Penambahan bahan perekat menghasilkan fisik briket

padat dan tidak rapuh seperti pada Gambar 3.2. Proses penyalaan briket

menimbulkan bara api dan cukup mudah untuk dinyalakan. Data tersebut

menunjukkan bahwa penelitian briket tempurung kelapa dengan menggunakan

bahan perekat daun bunga sepatu cukup menarik dan dapat diteliti lebih lanjut.

3.4 Penelitian Utama

3.4.1 Persiapan Bahan Baku

Bahan yang digunakan dalam penilitian ini adalah tempurung kelapa,

Tempurung kelapa dijemur terlebih dahulu dibawah sinar matahari selama 1-3

hari untuk menurunkan kadar air. Kadar air sebelum dikeringkan sebesar 8%

setelah dikeringkan diharapkan kadar air akan menjadi 4%. Proses pengeringan

tempurung kelapa yaitu menggunakan panas sinar matahari seperti pada Gambar

3.3.

Gambar 3.3 Proses Pengeringan Tempurung Kelapa

19

3.4.2 Proses Karbonisasi Tempurung Kelapa

Tempurung kelapa yang sudah kering kemudian dilanjutkan dengan

proses karbonisasi. Tempurung kelapa dibakar dengan alat karbonisasi, alat

karbonisasi ditutup menggunakan kayu dan tanah yang sudah dicampur dengan

air agar agar udara tidak masuk kedalam ruangan . Proses pembakaran dikatakan

selesai setelah mencapai rentang waktu 2 - 2,5 jam. Proses dan hasil karbonisasi

tempurung kelapa seperti pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 (a) Proses karbonisasi Gambar 3.4 (b) Hasil Karbonisasi

3.4.3 Pengecilan Arang Tempurung kelapa

Arang tempurung kelapa yang sudah selesai di karbonisasi, selanjutnya

dilakukan proses pengecilan bahan yaitu dengan menumbuk bahan baku dengan

lesung hingga bahan halus. Bahan baku yang sudah selesai ditumbuk kemudian

diayak menggunakan ayakan Sieve Shaker ukuran 10 mesh, 20 mesh, 40 mesh, 50

mesh dan 100 mesh untuk mengetahui ukuran serbuk bahan. Hasil pengujian

ukuran bahan disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 3.5.

20

Gambar 3.5 Grafik Hasil Pengujian Ukuran Bahan

Berdasarkan Gambar 3.5 menunjukkan bahwa arang tempurung kelapa

setelah melalui proses penumbukan dan pengayakan serbuk arang lolos ayakan 20

mesh dan banyak tertahan pada ayakan 40 mesh. Berdasarkan data tersebut

diketahui bahwa, sebaran ukuran serbuk arang tempurung kelapa terbanyak adalah

30 mesh. Proses penumbukan dan pengayakan seperti pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6(a) Proses Pengecilan 3.6(b) Pengayakan bahan

00

05

10

15

20

25

30

10 mesh 20 mesh 40 mesh 50 mesh 100 mesh

Hasi

l P

en

gu

ku

ran

(%

)

21

3.4.4 Pembuatan bahan Perekat

Proses pembuatan bahan perekat tepung bunga sepatu yaitu dengan

memotong kecil-kecil daun bunga sepatu menggunakan gunting. Daun bunga

sepatu yang sudah terpotong kecil-kecil kemudian dimasukkan kedalam blender

dan ditambahkan dengan air dengan perbandingan 1:3, 1 daun bunga sepatu dan 3

air. Penambahan air dalam pembuatan perekat agar mempermudah proses

penghancuran dan mempermudah proses pencampuran bahan baku dan bahan

perekat sehingga menjadi homogen. Proses pengecilan daun bunga sepatu dan

pembuatan perekat seperti pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7 (a) Proses Pengecilan Gambar 3.7 (b) Pembuatan Perekat

3.4.5 Pencampuran bahan baku dengan Perekat.

Pencampuran arang tempurung kelapa (T) dengan perekat daun bunga

sepatu (DS) dan tepung tapioka(TT) dilakukan 4 kali pengulangan sesuai

komposisi yang dilakukan dalam pengujian. Pencampuran komposisi tersebut

diantaranya adalah TDS1 (30 gr : 7,5 gr), TDS2 (30 gr : 10 gr), TDS3 (30 gr : 13

gr) dan TTT (30 gr : 3 gr). Pencampuran bahan baku dan perekat seperti pada

Gambar 3.8.

22

Gambar 3.8 Proses Pencampuran Bahan Baku dan Perekat

3.4.6 Proses Pencetakan Briket

Bahan baku yang sudah tercampur dengan perekat kemudian di cetak

dengan alat cetakan yang berbentuk slinder dengan diameter 5 cm dan tinggi 5

cm. Bahan di press dan ditahan selama 1 menit dengan persen pengempaan

sebesar 50%. Proses pencetakan dan hasil briket seperti pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 (a) Proses pencetakan Gambar 3.9 (b) Hasil Pencetakan Briket

3.4.7 Proses Pengeringan Briket.

Briket yang sudah selesai di cetak kemudian dilanjutkan dengan proses

pengeringan. Proses pengeringan menggunakan oven membutuhkan waktu 6 jam

23

dengan suhu 750C (Nawawi, 2017). Proses pengeringan dan hasil briket setelah

dikeringkan seperti pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10 (a) Proses Pengeringan Gambar 3.10 (b) Selesai dikeringkan

3.5 Parameter Briket

Parameter yang diuji dalam penelitian briket tempurung kelapa ini adalah,

pengujian kadar abu briket, pengujia kadar air briket, pengujiai nilai kalor briket,

pengujia kerapatan briket, pengujia kuat tekan briket, pengujia laju pembakaran

briket dan pengujian densitas kamba briket. Uraian terkait pengujian tersebut

adalah sebagai berikut ini.

3.5.1 Pengujian Kadar Air

Pengujian kadar air menggunakan metode ASTM D 1762-84 (2007). Alat

yang digunakan dalam pengujian kadar air adalah oven, cawan dan timbangan

digital. Prosedur pengujian kadar air dilakukan dengan cara sebagai berikut ini.

1) Sampel briket arang ditimbang untuk mengetahui berat awal.

2) Sampel dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 1050c selama 24 jam.

3) Sampel yang sudah krting kemudian dikeluarkan dari dalam oven.

4) Sampel ditimbang langsung untuk mengetahui berat akhir.

Kadar air dapat dihitung menggunakan persamaan :

Kadar air =

………………………….....………………...……….(3.1)

Keterangan:

a = berat awal briket sebelum dikeringkan (gram)

24

b = massa akhir briket setelah dikeringkan (gram)

3.5.2 Pengujian Kadar Abu

Pengujian kadar abu menggunakan metode SNI 06-3730-1995. Prosedur

pengujian kadar abu dilakukan dengan cara sebagai berikut ini.

1) Cawan kosong ditimbang untuk mengetahui masanya.

2) Cawan dan sampel ditimbang sebanyak 1 gram.

3) Cawan dan sampel dimasukkan kedalam furnace, suhu dipanaskan 450-

500oC selama 1 jam, dilanjut suhu 700-750

oc selama 2 jam, dan terakhir

pengabuan dengan suhu 900-950 oc selama 2 jam.

4) Cawan dan abu ditimbang untuk mengetahui berat akhirnya.

Kadar abu dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut

ini.

Kadar abu =

……………………………...……………………….(3.2)

Keterangan:

a = massa cawan kosong (gram)

b = massa cawan dan abu (gram)

c = massa sampel (gram)

3.5.3 Pengujian Densitas

Pengujian densitas menggunakan metode ASTM D 5142-02 (2004). Hasil

perbandingan antara berat dan volume briket. Pengukuran kerapatan dilakukan

dengan cara archimedes yaitu mengukur masa sample dan mengukur volume

sampel dengan menenggelamkan sampel ke air didalam gelas ukur. Prosedur

pengujian densitas dilakukan dengan cara sebagai berikut ini.

1) Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pengujian disiapkan.

2) Briket ditimbang untuk mengetahui masanya.

3) Briket ditenggelamkan didalam wadaha beaker glass yang sudah terisi air

untuk diketahui volumenya.

4) Briket dibandingkan dengan volumenya untuk mengetahui densitas bahan

tersebut.

25

Densitas briket dapat dihitung menggunakan persamaan :

=

……………………….…………………………...……....…………….(3.3)

Keterangan:

= densitas (gr/cm3)

m = massa sampel briket (gram)

v = volume briket (cm3)

3.5.4 Pengujian Nilai Kalor

Pengujian nilai kalor menggunakan alat oksigen bom calorimeter.

Pengujian nilai kalor mengikuti metode ASTM D 5865-01 (2007). Prosedur

pengujian nilai kalor dilakukan dengan cara sebagai berikut ini.

1. Sampel briket ditimbang sebanyak 0,6 gram.

2. Sampel dimasukkan kedalam cawan kemudian diletakkan pada kaitan yang

ada pada bomb kalorimeter.

3. Ring O dipasang dan dipanaskan kemudian ditutup.

4. Oksigen dialirkan pada bomb kalorimeter pada tekanan 30 bar.

5. Air bomb yang sudah dipasang dan ditempatkan pada calorimeter kemudian

dimasukkan air pendingin sebanyak 1250 ml.

6. Kalorimeter ditutup dengan penutupnya kemudia pengaduk air dihidupkan

dan amati perubahan suhunya.

7. Bomb kalorimeter dimatikan setelah selesai.

Nilai kalor dapat dihitung menggunakan persamaan :

Nkb =

x Nks

x 0,24........................….....……………..………………(3.4)

Keterangan:

Nkb = nilai kalor sample (kal/g)

ΔTb = selisish suhu bahan briket (0K)

ΔTs = selisish suhu bahan briket (0K) = 2,4524(

0K)

NKs = Nilai kalor standart (j/g) = 26460 (J/g)

mb = Massa bahan (gr)

ms = Massa standart (gr) = 1 (gr)

26

3.5.5 Pengujian Laju Pembakaran

Pengujian laju pembakaran dengam metode membakar briket didalam

tungku, hal ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik pembakaran briket

secara aktual. Proses pengujian laju pembakaran dilakukan dengan cara sebagai

berikut ini.

1. Air diukur sebanyak 1 liter untuk dipanaskan.

2. Temperatur air awal dicatat.

3. Briket yang akan diuji ditimbang massanya.

4. Termometer diletakkan di atas air .

5. Stopwatch dinyalakan saat briket mulai dibakar hingga air di dalam panci

mendidih dan tiap perubahan suhu setiap 1 menit dicatat.

6. Massa briket yang tersisa ditimbang dan dicatat.

Laju pembakaran briket dapat dihitung menggunakan persamaan :

V=

…………….............................................................................................(3.5)

Keterangan:

V = Laju pembakaran briket (gr/detik)

Mt = massa briket yang terbakar (gram)

t = waktu (detik)

3.5.6 Densitas Kamba Briket

Pengujian densitas kamba dilakukan 1 kali pengulangan, yaitu menata

briket dengan membandingkan bobot briket dan volumenya. Densitas kamba (bulk

density) merupakan salah satu parameter yang sering kali digunakan untuk

merencanakan suatu gudang penyimpanan, jenis pengemasan atau sarana

transportasi, Prosedur pengujian densitas kamba dilakukan dengan cara sebagai

berikut ini.

1. Menyiapkan wadah briket dan megukur volumenya.

2. Briket dimasukkan kedalam wadah hingga wadah terisi penuh.

3. Menimbang briket untuk diketahui massanya.

4. Mencatat hasil pengujian.

Densitas kamba dapat dihitung menggunakan persamaan :

27

Densitas Kamba =

.……………………………......……………………….(3.6)

Keterangan:

= Densitas Kamba (gr/cm3)

m = Massa sampel briket (gram)

v = Volume briket (cm3)

3.5.7. Kuat tekan briket

Kuat tekan adalah kemampuat briket dalam menahan beban atau daya

tekan yang diberikan sehingga briket prtama kali mengalami deformasi. Pengujian

kuat tekan menggunakan Unit Testing Machine Tipe (E64605 Ratet Force

Capacity 600 KN) dengan cara sebagai berikut ini.

1) Mesin yang sudah terkoneksi dengan computer dinyalakan

2) Dilakukan penyetakan pada mesin uji tekan dengan sistem.

3) Mengimput data diameter briket

4) Mesin dinyalakan, pengujian dinyatakan selesai apabila briket telah retak.

5) Hasil akan otomatis tercatat oleh computer

Kuat tekan dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut ini.

Kuat Tekan KT =

.……………………………......……………………….(3.7)

Keterangan:

KT = Kuat tekan briket (kg/cm2)

P = Massa penekan (kg)

L = Luas permukaan briket (cm2)

3.6 Perlakuan

Perlakuan dalam penelitian ini mengkomposisikan antara bahan baku dan

perekat. Tujuan dari dari perlakuan ini adalah menentukan komposisi terbaik

antara bahan baku dan perekat. Pencampuran Antara bahan baku dan perekat

seperti pada Tabel 3.1.

28

Komposisi Arang Tempurung Kelapa Perekat

1 80% 20% Daun bunga sepatu



4 91% 9% Tepung Tapioka

Tabel 3.1 Komposisi Bahan Baku Dan Perekat

3.7 Analisa Data

Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah statistik

deskriptif, yaitu membandingkan penelitian dengan standart SNI briket tahun

2000. Data penelitian disisikan dalam bentuk tabel atau grafik dengan tujuan

mempermudah pembaca dalam memahami isi dari data penelitian yg sudah

dilaksanakan. Penulis memberikan simbol - simbol yang berbeda untuk

mempermudah saat melakukan penelitian komposisi briket. Simbol penelitian

seperti pada Tabel 3.2.

No Simbol Keterangan

1 TDS 1 Arang Temprung Kelapa dan Perekat Daun Bunga Sepatu

(80% : 20%)

2 TDS 2 Arang Temprung Kelapa dan Perekat Daun Bunga Sepatu

(75% : 25%)

3 TDS 3 Arang Temprung Kelapa danPerekat Daun Bunga Sepatu

(70% : 30%) 4

TTT Arang Temprung Kelapa dan Perekat Tepung Tapioka (91% :

9%)

Tabel 3.2 Simbol Bahan Baku Dan Perekat

29

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Uji Karakteristik Briket

Pengujian karakteristik briket dilakukan untuk mengetahui kualitas mutu

hasil pembuatan briket berbahan baku arang tempurung kelapa dengan 3

komposisi pencampuran perekat daun bunga sepatu dan 1 pencampuran perekat

tepung tapioka sebagai pengontrol atau pembanding. Uji karakteristik briket

meliputi kadar air, densitas, nilai kalor, kadar abu dan densitas kamba.

4.1.1 Kadar Air

Pengujian kadar air dilakukan untuk mengetahui kandungan air pada briket

dengan masing masing komposisi perekat. Kandungan air yang tinggi dapat

mempengaruhi nilai kalor dan laju pembakaran. Panas yang dikeluarkan dalam

pembakaran digunakan untuk menguapkan air yang terkandung dalam briket

terlebih dahulu. Pengujian kadar air dilakukan 3 kali pengulangan untuk setiap

komposisi perekat. Hasil pengujian kadar air disajikan dalam bentuk grafik pada

Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Grafik Kadar Air Briket

Berdasarkan Gambar 4.1 menunjukkan bahwa kadar air tertinggi terdapat

pada komposisi TDS 3 yaitu 70% arang tempurung kelapa dengan 30% perekat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

TDS 1 TDS 2 TDS 3 TTT

Kad

ar

Air

(%

)

30

daun bunga sepatu dengan nilai 2,53%. Kadar air terendah terdapat pada

komposisi TDS 1 yaitu 80% arang tempurung kelapa dengan 20% perekat daun

bunga sepatu dengan nilai 1,73%. Kadar air TDS 2 yaitu 75% arang tempurung

kelapa dengan 25% perekat daun bunga sepatu dengan nilai 2,10 %. Metode yang

digunakan dalam pengujian kadar air briket yaitu dengan menggunakan metode

pengeringan oven. Pengeringan menggunakan oven TDS dan TTT dapat menguap

dengan baik sehingga kadar air yang yang dihasilkan sesuiai dengan standart.

Kadar air merupakan rasio perbandingan antara kandungan air dalam bahan yang

hilang selama proses pengeringan dibandingkan dengan berat bahan awal. Hasil

pengujian menunjukkan bahwa kadar air berbanding lurus dengan penambahan

perekat, semakin banyak penambahan perekat kadar air yang dihasilkan semakin

tinggi dan semakin sedikit penambahan perekat kadar air yang dihasilkan semakin

rendah. Didukung oleh penelitian terdahulu yg dilakukan oleh Salsabila (2019),

yang menyatakan bahwa kadar air briket berkaitan dengan penambahan perekat,

semakin tinggi kadar perekat pada pembuatan briket semakin tinggi pula kadar air

yang dihasilkan.

Kadar air yang terkandung mempengaruhi kualitas briket terutama nilai

kalor dan laju pembakaran briket. Briket dengan kadar air yang rendah

menghasilkan nilai kalor dan laju pembakarannya yang tinggi begitu pula

sebaliknya (Silitonga dan Ibrahim, 2020). Briket dengan kadar air yang tinggi

menghasilkan nilai kalor dan laju pembakaran rendah, energi yang dibutuhkan

lebih banyak karena panas yang dihasilkan dalam proses pembakaran digunakan

terlebih dahulu untuk menguapkan air yang terkandung dalam briket tersebut.

Briket dengan kadar air yang rendah menghasilkan nilai kalor dan laju

pembakaran tinggi, energi yang dibutuhkan lebih sedikit karena panas yang

dihasilkan dalam proses pembakaran tidak terlalu banyak untuk menguapkan air

yang terkandung dalam briket tersebut. Kadar air TTT yaitu 91% arang

tempurung kelapa dengan 9% perekat tepung tapioka masih lebih tinggi

dibandingkan dengan perekat TDS daun bunga sepatu dengan nilai 3,62%. Briket

dengan perekat tepung tapioka lebih mudah menyerap air sehingga kadar air yang

dihasilkan lebih tinggi (Miskah, dkk 2016). Hasil pengujian kadar air

31

menunjukkan bahwa briket dengan perekat daun bunga sepatu dan perekat tepung

tapioka sebagai pembandingnya memenuhi SNI (Standart Nasional Indonesia)

yaitu 8%. Nilai kadar air perekat daun bunga sepatu dan tepung tapioka

berkisaran antara 1,73% sampai 3,62%.

4.1.2 Densitas

Pengujian densitas dilakukan untuk mengetahui besar kerapatan suatu

briket dengan perbandingan antara massa dan volume. Densitas berpengaruh

terhadap kualiatas briket, semakin tinggi kerapatan maka kualitas briket akan

semakin bagus dan kuat tekan yang dihasilkan akan semakin tinggi. Pengujian

densitas dilakukan 3 kali pengulangan untuk setiap komposisi perekat. Hasil

pengujian densitas disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Grafik Densitas Briket

Berdasarkan Gambar 4.2 menunjukkan bahwa hasil densitas tertinggi

terdapat pada komposisi TDS 3 yaitu 70% arang tempurung kelapa dengan 30%

perekat daun bunga sepatu dengan nilai 0,74 gr/cm3. Densitas terendah terdapat


daun bunga sepatu dengan nilai 0,70 gr/cm3. Densitas TDS 2 yaitu 75% arang

0,60

0,62

0,64

0,66

0,68

0,70

0,72

0,74

0,76

0,78

0,80


Den

sita

s (g

r/c

m3)

32

tempurung kelapa dengan 25% perekat daun bunga sepatu dengan nilai 0,72

gr/cm3. Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai densitas berbanding lurus

dengan penambahan perekat. Banyak presentase penambahan perekat nilai

densitas yang dihasilkan semakin tinggi, rekatan serbuk arang semakin rapat

sehingga rongga pada briket semakin sedikit. Sedikitnya presentase penambahan

perekat nilai densitas yang dihasilkan semakin rendah, rekatan serbuk arang

kurang rapat sehingga rongga pada beriket semakin banyak. Hendra dan Winani

(2003) menyatakan bahwa besar atau kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh

kehomogenan bahan penyusun biobriket itu sendiri, semakin halus arang yang

digunakan maka nilai kerapatannya akan semakin tinggi karena ikatan antar

partikelnya akan semakin baik.

Densitas berpengaruh terhadap kuat tekan dan laju pembakaran briket.

Nilai densitas yang tinggi menyebabkan daya tahan briket terhadap tekanan

semakin kuat, dikarenakan rongga udara pada briket semakin sedikit sehingga

ikatan antar bahan semakin rapat. Nilai densitas yang rendah menyebabkan daya

tahan briket terhadap tekanan semakin lemah, dikarenakan rongga udara pada

briket semakin banyak dan ikatan antar bahan semakin renggang (Koto, dkk.

2019). Triono (2006) menyatakan bahwa semakin besar kerapatan bahan bakar

maka laju pembakaran akan semakin lama. Nilai densitas TTT masih lebih tinggi

dibandingkan TDS dikarenakan perekat tepung tapioka mempunyai daya rekat

yang lebih baik dibandingkan perekat daun bunga sepatu sehingga densitas yang

dihasilkan lebih tinggi yaitu sebesar 0,78 gr/cm3. Hasil pengujian densitas

menunjukkan bahwa briket denagan perekat daun bunga sepatu dan perekat

tepung tapioka sebagai pembanding masuk SNI (Standart Nasional Indonesia)

yaitu ≥ 0,4407 gr/cm3. Nilai densitas perekat daun bunga sepatu dan tepung

tapioka berkisaran antara 0,70 gr/cm3 sampai 0,78 gr/cm

3.

33

4.1.3 Nilai Kalor

Nilai kalor merupakan salah satu parameter utama dalam menentukan

kualitas briket. Nilai kalor merupakan jumlah energi panas yang dapat dilepaskan

setiap satu satuan massa bahan bakar dalam pembakaran sempurna. Pengujian

nilai kalor dilakukan 1 kali pengulangan untuk setiap komposisi perekat. Hasil

pengujian nilai kalor disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Grafik Nilai Kalor Briket

Berdasarkan Gambar 4.3 menunjukkan bahwa hasil nilai kalor tertinggi


perekat daun bunga sepatu dengan nilai 6572 kal/gr. Nilai kalor terendah terdapat


daun bunga sepatu dengan nilai 6294 kal/gr. Nilai kalor komposisi TDS 2 yaitu

75% arang tempurung kelapa dengan 35% perekat daun bunga sepatu dengan

nilai 6445 kal/gr. Tingginya nilai kalor pada briket semakin besar panas yang

diberikan dan sebaliknya rendahnya nilai kalor pada briket semakin kecil panas

yang diberikan. Banyaknya presentase penambahan perekat menyebabkan nilai

kalor yang dihasilkan semakin rendah dan sedikitnya penambahan presentase

perekat menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan semakin tinggi. Hasil tersebut

sesuai dengan penelitian sebelumnya oleh Amin, dkk (2020), yang menyatakan

5400

5600

5800

6000

6200

6400

6600

6800


Nil

ai

Kalo

r (K

al/

gr)

34

bahwa semakin tinggi kadar perekat pada pembuatan briket menyebabkan nilai

kalor yang dihasilkan mengalami penurunan.

Faktor yang dapat mempengaruhi nilai kalor diantaranya adalah kadar air

yang terkandung pada briket. Briket dengan kadar air rendah menyebabkan nilai

kalor yang dihasilkan tinggi, karena panas yang dihasilkan dalam proses

pembakaran tidak terlalu banyak untuk menguapkan air yang terkandung pada

bahan sehingga pembakaran maksimal dan nilai kalor yang dihasilkan tinggi.

Briket dengan kadar air yang tinggi menghasilkan nilai kalor yang rendah, karena

panas yang dihasilkan dalam proses pembakaran masih digunakan untuk

menguapkan air yang terkandung dalam briker tersebut sehingga pembakaran

tidak maksimal dan nilai kalor yang dihasilkan rendah (Silitonga dan Ibrahim,

2020). Kadar abu juga mempengaruhi nilai kalor briket, briket dengan kadar abu

yang rendah menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan tinggi briket dengan kadar

abu yang tinggi menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan rendah. Abu adalah

kandungan yang tidak dapat terbakar saat proses pembakaran. Penyusun abu

diantaranya adalah silikat, lempung, kalsium serta maknesium oksida yang dapat

menurunkan nilai kalor (Silitonga dan Ibrahim, 2020).

Nilai kalor TTT masih lebih rendah dibandingkan TDS dengan nilai 5913

kal/gr. Rendahnya nilai kalor perekat tepung tapioka disebabkan tingginya kadar

air dan kadar abu yaitu sebesar 3,62 % dan kadar abu 3,87%. Hasil pengujian nilai

kalor menunjukkan bahwa briket dengan perekat daun bunga sepatu dan perekat

tepung tapioka sebagai pembanding masuk SNI (Standart Nasional Indonesia)

yaitu ≥ 5000 kal/gr. Nilai kalor perekat daun bunga sepatu dan tepung tapioka

sebagai pengontrol berkisaran antara 5913 kal/gr sampai 6572 kal/gr.

4.1.4 Kadar Abu

Pengujian kadar abu dilakukan untuk mengetahui bagian yang sudah tidak

dapat terbakar pada proses pembakaran dan tidak memiliki unsur karbon lagi. Abu

berperan menurunkan mutu bahan bakar karena dapat menurunkan nilai kalor,

salah satu penyusun abu adalah silikat, kalsium serta magnesium oksida (Koto,

dkk. 2019).

35

Pengujian kadar abu dilakukan 3 kali pengulangan untuk setiap komposisi

perekat. Hasil pengujian kadar abu disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar

4.4.

Gambar 4.4 Grafik Kadar Abu Briket

Berdasarkan Gambar 4.4 menunjukkan bahwa hasil Kadar abu tertinggi


perekat daun bunga sepatu dengan nilai 4,01 %. Nilai kadar abu terendah terdapat


daun bunga sepatu dengan nilai 3,30%. Kadar abu komposisi TDS 2 yaitu 75%

arang tempurung kelapa dengan 35% perekat daun bunga sepatu dengan nilai

3,45%. Hasil pengujian kadar abu berbanding lurus dengan penambahan perekat,

semakin banyak presentase penambahan perekat kadar abu yang dihasilkan

semakin tinggi dan semakin sedikit penambahan perekat kadar abu yang

dihasilkan semakin rendah. Didukung oleh penelitian terdahulu dilakukan oleh

Salsabila (2019), Malakauseya, dkk (2013), yang menyatakan bahwa kadar abu

berkaitan dengan penambahan perekat, semakin tinggi kadar perekat pada proses

pembuatan briket semakin tinggi kadar abu yang dihasilkan sehingga nilai

kalornya mengalami penurunan.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

TDS 1 TDS 2 TDS 3 TDS 4

Kad

ar

Ab

u (

%)

36

Abu merupakan kandungan yang tidak bisa terbakar dan sudah tidak bisa

lagi menghasilkan kalor. Kadar abu pada bahan briket akan berdampak negatif

pada proses pembakaran, kadar abu yang tinggi tidak diharapkan dalam

pembuatan briket karena dapat mempengaruhi kualitas briket. Tingginya kadar

abu yang terkandung dalam briket maka nilai kalor yang dihasilkan akan semakin

rendah dan sedikitnya kadar abu yang terkandung dalam briket maka nilai kalor

yang dihasilkan akan semakin tinggi (Silitonga dan Ibrahim, 2020). Abu adalah

kandungan yang tidak dapat terbakar saat proses pembakaran. Penyusun abu

diantaranya adalah silikat, lempung, kalsium serta maknesium oksida yang dapat

menurunkan nilai kalor. Kadar abu erat kaitannya dengan silikat, semakin tinggi

kadar silikat semakin tinggi juga kadar abu yang dihasilkan. Kadar abu komposisi

TTT yaitu 91% arang tempurung kelapa dengan 9% perekat daun bunga sepatu

dengan nilai 3,87%. Nilai kadar abu TTT masih lebih tinggi dibandingkan TDS 1

dan TDS 2, namun lebih kecil dibandingkan TDS 3 dengan nilai kadar abu

mencapai 4,01 %. Hasil pengujian kadar abu menunjukkan bahwa briket dengan

perekat daun bunga sepatu dan perekat tepung tapioka sebagai pembanding masuk

SNI (Standart Nasional Indonesia) yaitu 8%. Nilai kadar abu perekat daun

bunga sepatu dan tepung tapioka berkisaran antara 3,33% sampai 3,97%.

4.1.5 Laju pembakaran

Pengujian laju pembakaran dilakukan untuk mengetahui pembakaran

briket mulai dari laju pembakaran hingga briket habis menjadi abu pada pada

proses pembakaran. Pengujian laju pembakaran dilakukan 1 kali pengulangan

untuk setiap komposisi perekat dengan membakar 3 bahan secara bersamaan.

Hasil pengujian laju pembakaran disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.5.

37

Gambar 4.5 Grafik Laju Pembakaran Briket

Berdasarkan Gambar 4.5 menunjukkan bahwa hasil laju pembakran

tertinggi berada pada komposis TDS 1 yaitu 70% arang tempurung kelapa dengan

30% perekat daun bunga sepatu dengan nilai 0,032 gr/s, waktu penyalaan 40

detik dan suhu max 600c. Nilai laju pembakaran terendah terdapat pada komposisi

TDS 3 yaitu 80% arang tempurung kelapa dengan 20% perekat daun bunga

sepatu dengan nilai 0,028 gr/s, waktu penyalaan 46 detik dengan suhu max 55 0c.

Laju pembakaran TDS 2 yaitu 75% arang tempurung kelapa dengan 25% perekat

daun bunga sepatu dengan nilai 0,028 gr/s, waktu penyalaan 47 detik dengan suhu

max 58 0c. Briket dengan laju pembakaran yang tinggi disebabkan oleh nilai

kerapatan yang rendah dan briket dengan laju pembakaran yang rendah

disebabkan oleh nilai keraparan yang tinggi. Hal ini sesuai dengan penelitian

sebelumnya yang dilakukan oleh Sudding dan Jamaluddin (2015), yang

menyatakan bahwa semakin tinggi kadar perekat menyebabkan susunan partikel

semakin rapat, sehingga waktu pembakaran semakin lama.

Kadar air dan nilai kalor juga mempengaruhi laju pembakaran briket.

Kadar air yang tinggi dan nilai kalor yang rendah, menyebabkan komposisi TDS 3

mempunyai waktu nyala briket lebih lama, suhu menurun dan briket lebih lama

habis. Kadar air yang rendah dan nilai kalor yang tinggi menyebabkan, komposisi

0

0,003

0,006

0,009

0,012

0,015

0,018

0,021

0,024

0,027

0,03

0,033

0,036


Laju

Pem

bak

aran

(gr/s

)

38

TDS 1 mempunyai waktu nyala briket lebih cepat, suhu lebih tinggi dan

penyalaan lebih singkat. Silitonga dan Ibrahim (2020) menyatakan bahwa briket

dengan kadar air yang tinggi menghasilkan nilai kalor dan laju pembakaran

rendah, energi yang dibutuhkan lebih banyak karena panas yang dihasilkan dalam

proses pembakaran digunakan terlebih dahulu untuk menguapkan air yang

terkandung dalam briket tersebut. Briket dengan kadar air yang rendah

menghasilkan nilai kalor dan laju pembakaran tinggi, energi yang dibutuhkan

lebih sedikit, karena panas yang dihasilkan dalam proses pembakaran tidak terlalu

banyak untuk menguapkan air yang terkandung dalam briket tersebut. Laju

pembakaran TTT 91% arang tempurung kelapa dengan 9% perekat tepung tapioka

lebih lama dibandingkan TDS yaitu sebesar 0,026 gr/s, waktu penyalaan 54 detik

dengan suhu max 55 0c. Kadar air yang tinggi dan nilai kalor yang rendah,

menyebabkan komposisi TTT mempunyai waktu nyala briket lebih lama, suhu

menurun dan briket lebih lama habis.

4.1.6 Densitas Kamba

Pengujian densitas kamba dilakukan untuk membandingkan besar masa

briket dengan volume yang ditempatinya termasuk ruang kosong dalam briket

tersebut. Semakin tinggi densitas kamba briket semakin kecil juga volume ruang

yang ditempatinya. Pengujian densitas kamba dilakukan 1 kali pengulangan untuk

setiap komposisi perekat dengan menyusun briket. Hasil pengujian densitas

kamba disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.6.

39

Gambar 4.6 Grafik Densitas Kamba Briket

Berdasarkan Gambar 4.6 menunjukkan bahwa hasil densitas kamba

tertinggi berada pada komposisi TDS 3 yaitu 70% arang tempurung kelapa dengan

30% perekat daun bunga sepatu dengan nilai 0,500 gr/cm3. Nilai densitas kamba

terendah terdapat pada komposisi TDS 1 yaitu 80% arang tempurung kelapa

dengan 20% perekat daun bunga sepatu dengan nilai 0,473 gr/cm3. Nilai densirtas

kamba komposisi TDS 2 yaitu 75% arang tempurung kelapa dengan 25% perekat

daun bunga sepatu dengan nilai 0,481 gr/cm3. Densitas kamba dapat ditingkatkan

dengan penambahan presentase perekat dalam pembuatan briket, semakin banyak

penambahan perekat semakin kecil rongga-rongga pada bahan sehingga briket

semakin rapat dan padat. Hasil pengujian menunjukkan densitas kamba

berbanding lurus dengan penambahan perekat. Didukung oleh penelitian terdahulu

yang dilakukan oleh Salsabila (2019), yang menyatakan bahwa semakin tinggi

kadar perekat pada pembuatan briket semakin tinggi pula densitas kamba yang

dihasilkan.

Densitas kamba mempengaruhi ketangguhan tekan briket. Tingginya nilai

densitas kamba briket menyebabkan kuat tekan yang dihasilkan semakin tinggi

rongga udara pada briket semakin sedikit sebaliknya rendahnya nilai densitas pada

briket menyebabkan kuat tekan yang dihasilkan semakin rendah karena rongga

0,42

0,44

0,46

0,48

0,50

0,52

0,54

0,56

0,58


Den

sita

s K

am

ba g

r/c

m3

40

udara pada briket semakin banyak (Koto, dkk. 2019). Nilai densitas kamba TTT

masih lebih tinggi dibandingkan TDS dikarenakan perekat tepung tapioka

mempunyai daya rekat yang lebih baik dibandingkan perekat daun bunga sepatu

sehingga densitas kamba yang dihasilkan lebih tinggi yaitu sebesar 0,561 gr/cm3.

4.1.7 Kuat Tekan Briket

Kuat tekan merupakan kemampuan briket untuk menahan daya tekan

terhadap hancurnya briket jika diberikan beban pada bahan tersebut. Tingginya

nilai kuat tekan atau keteguhan tekan pada briket menyebabkan daya tahan

terhadap pecah semakin baik. Pengujian kuat tekan dilakukan 2 kali pengulangan

untuk setiap komposisi perekat. Hasil pengujian kuat tekan disajikan dalam

bentuk grafik pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Grafik Kuat Tekan Briket

Berdasarkan Gambar 4.7 menunjukkan bahwa hasil kuat tekan tertinggi


perekat daun bunga sepatu dengan nilai 1,17 kg/cm2. Kuat tekan terendah terdapat


daun bunga sepatu dengan nilai 0,83 kg/cm2. Briket dengan kuat tekan yang tinggi

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

TDS1 TDS2 TDS3 TTT

Ku

at

Tek

an

(k

g/c

m2)

41

disebabkan oleh nilai kerapatan yang tinggi dan briket dengan kuat tekan yang

rendah desebabkan oleh nilai kerapatan yang rendah. Sesuai penelitian Koto, dkk

(2019), Salsabila (2019) yang menyatakan bahwa kuat tekan dipengaruhi oleh

densitas briket. Nilai densitas yang tinggi menyebabkan daya tahan briket

terhadap tekanan semakin kuat, dikarenakan rongga udara pada briket semakin

sedikit sehingga ikatan antar bahan semakin rapat. Nilai densitas yang rendah

menyebabkan daya tahan briket terhadap tekanan semakin lemah, dikarenakan

rongga udara pada briket semakin banyak dan ikatan antar bahan semakin

renggang. Nilai kuat tekan TTT lebih tinggi daripada TDS1 dan TDS2 namun

lebih rendah daripada TDS 3 yaitu dengan nilai 1,17 kg/cm2.

4.2 Analisa data

Penelitian ini menggunakan analisa statistic deskriptif, dimana analisa ini

akan mengggambarkan data penelitian secara grafis (table atau grafik) dan simbol

agar mudah dipahami oleh pembaca dengan membandingkan hasil penelitian yang

dilakukan dengan SNI (Standart Nasional Indonesia) tahun 2000. Data yang

dibandingkan dalam penelitian ini meliputi pengujian kadar air, densitas, nilai

kalor, kadar abu, laju pembakaran dan kuat tekan disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Data Perbandingan Hasil Penelitian Dengan SNI Briket Tahun 2000

Parameter Kadar air Kadar Abu Nilai Kalor Densitas Uji tekan

(%) (%) (kal/gram) (gr/cm3) (kg/cm

2)

SNI Tahun

2000 ≤8 ≤8 ≥ 5000 ≥0,4407 ≥0,46

TDS 1 1,73 3,30 6572 0,70 0,83

TDS 2 2,10 3,45 6445 0,72 1,12

TDS 3 2,53 4,01 6294 0,74 1,28

TTT 3,62 3,87 5913 0,78 1,17

Berdasarkan Tabel 4.1 menunjukkan bahwa briket tempurung kelapa

dengan menggunakan perekat daun bunga sepatu yaitu TDS 1, TDS 2, TDS 3, dan

perekat tepung tapioka TTT berdasarkan karakteristik yang meliputi pengujian

42

kadar air, kadar abu, nilai kalor densitas dan kuat tekan sesuai dengan standart

(SNI 1-6235-2000). Komposisi pencampuran bahan perekat TDS dan TTT adalah

komposisi terbaik. Pengujian ini menunjukkan bahwa tempurung kelapa dengan

menggunakan perekat daun bunga sepatu dapat dijadikan sebagai perekat alami

dalam pembuatan briket.

43

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Hasil penelitian yang diperoleh dalam pembuatan briket menggunakan

bahan baku tempurung kelapa dengan perekat daun bunga sepatu dan tepung

tapioka sebagai pengontrolnya dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut ini.

1. Komposisi briket terbaik terdapat pada komposisi TDS 1 yaitu 30 gr (80%)

arang tempurung kelapa dengan 7,5 gr (20%) perekat daun bunga sepatu,

memiliki kadar air 1,73%, kadar abu 3,30%, Nilai kalor 6572 kal/gr, densitas

0,70 gr/cm3 dan uji tekan 0,83 kg/cm

2.

2. Semua komposisi briket dalam penelitian ini memenuhi standart SNI.

5.2 Saran

Hasil penelitian yang telah dilakukan didapatkan saran seperti berikut ini.

1. Pembuatan briket sebaiknya menggunakan komposisi TDS 1 yaitu 80% arang

tempurung kelapa dengan 20% daun bunga sepatu dikarenakan komposisi ini

adalah komposisi terbaik .

2. Proses karbonisasi menggunakan alat yang sama membutuhkan waktu 2 jam.

44

DAFTAR PUSTAKA

Admaja, F.W. 2019. Analisa Pengaruh Campuran Buah Pinus dan Tinja

Kambing dengan Perekat Tetes Tebu Terhadap Karakteristik Bio -

Briket. Skripsi. Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Nasional

Malang.

American Society For Testing and Material. 2007. ASTM D 1762-84 Water

Amount Test. United State : ASTM International.

American Society For Testing and Material. 2004. ASTM D 5142-02 Density Test.

United State : ASTM International.

American Society For Testing and Material. 2007. ASTM D 5865-01 Calory

Amount Test. United State : ASTM International.

Amin, Z., Pranomo dan Sunyoto. 2017. Pengaruh Variasi Jumlah Perekat Tepung

Tapioka Terhadap Karakteristik Briket Arang Tempurung Kelapa.

Jurnal Vol. 15 No.2.

Apriani, 2015. Uji Kualitas Biobriket Ampas Tebu dan Sekam Padi sebagai

Bahan Bakar Alternatif. Skripsi. Universitas Islam Negeri Alauddin

Makassar.

Dinas Perkebunan. 2017. Produksi Perkebunan Kelapa 2006-2017. Jawa Timur :

Dinas Perkebunan.

Fariadhie, J. 2009. Perbandingan Briket Tempurung Kelapa dengan Ampas Tebu,

Jerami dan Batu Bara. JURNAL TEKNIK - UNISFAT, Vol. 5, No. 1.

Hal 1 - 8.

Gandhi, A.B. 2010. Pengaruh Variasi Jumlah Campuran Perekat Terhadap

Karakteristik Briket Arang Tongkol Jagung. PROFESIONAL,VOL. 8,

No. 1. Hal. 1 - 12.

Gunawati, L., E. Kriyawati dan M. Joni. 2018. Karakteristik dan Analisis

Kekerabatan Ragam Kelapa (Cocos nucifera L.) di Kabupaten

Manggarai Barat berdasarkan Karakter Morfologi dan Anatom.

JURNAL SIMBIOSIS VI (1): 20-24.

Hendra, D. dan I. Winani. 2003. Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang Campuran

Limbah Kayu Gergaji Sebetan Kayu. Bull Hasil Penelitian Hutan. 21

(3) : 211-226.

45

Junary, E., J.P. Pane dan N. Herlina. 2015. Pengaruh Suhu dan Waktu

Karbonisasi Terhadap Nilai Kalor dan Karakteristik Pada Pembuatan

Bioarang Berbahan Baku Pelepah Aaren (Arenga pinnata). Jurnal

Teknik Kimia USU, Vol. 4, No. 2. Hal. 46 - 52.

Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM). 2015. Panduan

Penggunaan Untuk Sektor Rumah Tangga. Jakarta : Kementrian

Energi dan Sumber Daya Mineral.

Koto, I., S. Sahala dan Lisyanto. 2019. Bioarang Organik Energi Alternatif.

Medan : Yayasan Kita Menulis.

Lay, A. dan P.M. Pasang. 2002. Alat Penyerat Sabut Kelapa Tipe Balitka.

Konprensi Nasional Kelapa V (KNK V) Tembilaha : Riau.

Lubis, H.A. 2011. Uji Variasi Komposisi Bahan Pembuat Briket Kotoran Sapi

dan Limbah Pertanian. Skripsi. Universitas Sumatera Utara.

Malakauseya, J., J. Sudjinto dan M.N. Sasongko. 2013. Pembuaran dan Analisi

Campuran Briket Limbah Serbuk Kayu Gergajian dan limbah Kayu

Putih Terhadap Nilai Kalor dan Pembakaran. Jurnal Rekayasa Mesin.

4(3). Hal 194-198.

Marsono dan O. Kurniawan. 2008. Superkarbon. Jakarta : Swadaya.

Meoksin, R., A. Pratama dan D.R. Tyani. 2017. Pembuatan Briket Bioarang dari

Campuran Limbah Tempurung Kelapa Sawit dan Cangkang Biji

Karet. Jurnal Teknik Kimia No. 3, Vol. 23. Hal. 146 – 156.

Miskah, S., A. Lestari dan E.P. Damawati. 2016. Pengaruh Variasi Jumlah

Campuran Perekat Tapioka dan Semen Terhadap Pembuatan Biobriket

Ampas Tebu. Jurnal Teknik Kimia Vol. 22, No. 4.

Musari, M. 2018. Kadar NO2 Dari Pemanfaatan Bottom Ash dengan Campuran

Tempurung Kelapa dan Abu Vulkanik Gunung Sinabung Menjadi

Briket (Studi kasus : Pltu Pangkal Susus). Skripsi. Universitas Sumatera

Utara.

Nawawi, M.A. (2017). Pengaruh Suhu dan Lama Pengering Terhadap

karakteristik Briket Arang Tempurung Kelapa. Skripsi. Universitas

Negeri Semarang.

Nur'aini, D. 2013. Kandungan Vitamin C dan Organoleptik Selai Bunga Kembang

Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis) Dengan Penambahan Jeruk Siam

(Citrus nobilis var. Microcarpa), Gula Pasir, dan Tepung Maizena.

Skripsi. Universitas Muhammadiah Surakarta.

46

Nuraisyah, A.F. 2016. Mengenal Tumbuhan Bunga Sepatu. Azka IBS – Mutiara

Qur’a. Hal. 1 - 12.

Pandin, D.S. 2010. Observasi Karakter Morfologi Batang Kelapa Dalam

Mapanget Akibat Penyerbukan Sendiri. Buletin Palma No. 3. Hal. 68 –

72.

Saleh, A.S. dan B. Bahariawan. 2018. Buku Ajar Energi dan Elektrifikasi

Pertanian. Cetakan Pertama. Yogyakarta: Deepublish.

Salsabila, M.M. 2019. Karakteristik Briket Serbuk Gergaji Kayu jati (Tectona

grandis L.) Dengan Pemanfaatan Daun Bunga Sepatu (Hibiscus rosa-

sinensis L.) Sebagai Perekat Alami.

Saparuddin, Syahrul, dan Nurchyati. 2015. Pengaruh Variasi Temperatur

Pirolisis Terhadap Kadar Hasil dan Nilai Kalor Briket Campuran

Sekam Padi-Kotoran Ayam. Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 1.

Hal. 16 - 24.

Setyopangbudi, M.D. 2015. Analisa Karakteristik Mekanik Briket Dengan Variasi

Ukuran Partikel Briket Arang Limbah Serbuk Gergaji Kayu Sengon.

Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Negeri Jember.

Silitonga, A.S. dan H. Ibrahim. 2020. Buku Ajar Energi Baru dan Terbarukan.

Yogyakarta : CV Budi Utama.

Siregar, Z.H. dan M. Zurairah. 2019. Teknologi dan Terapan dalam Perspektif

Industri Kecil dan Menengah. Qiara media.

SNI 06-3730-1995. 1995. Uji Kadar Abu. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional.

Sudding dan Jamaluddin. 2015. Pengaruh Jumlah Perekat Kanji Terhadap Lama

Briket Terbakar Menjadi Abu. Jurnal Chemica Vol. 16 Nomor 27-36

.

Warisno, 2003. Budidaya Kelapa Genjah. Yogyakarta : Kanisius.

Yokoyama, S. dan Y. Matsumura. 2008. Buku Panduan Biomassa Asia - Panduan

untuk Produksi dan Pemanfaatan Biomassa. Proyek Bantuan untuk

Pengembangan Kerjasama Asia untuk Pertanian Sadar Lingkungan. The

Japan institute of Energi.

BRIKET TEMPURUNG KELAPA MENGGUNAKAN PEREKAT …

Documents

Transcript of BRIKET TEMPURUNG KELAPA MENGGUNAKAN PEREKAT …