ABSTRAK

Pembuatan Biobriket dari Campuran Jerami Padi dan Tempurung Kelapa

(Saipul Rijal Juniansyah.2013.12Halaman.2Tabel.4Gambar)Kelangkaan bahan bakar khususnya untuk kebutuhan rumah tangga. semakin sulit dijumpai dan harga relatif mahal, sehingga pemerintah mengambil terobosan dengan mengganti bahan bakar cair menjadi menggunakan bahan bakar gas. Tetapi penggantian tersebut tidak menyelesaikan masalah secara keseluruhan, sebagai contoh dalam proses pemasakan dengan menggunakan proses pembakaran pada industri rumah tangga dan restoran tidak sepenuhnya dapat menggunakan gas. Sementara biobriket yang selama ini melimpah dengan harga yang murah saat ini semakin sulit dijumpai, karena ketersediaan biomassa semakin berkurang yang diakibatkan perambahan hutan atau perluasan daerah perkotaan.Untuk mengurangi ketergantungan biomassa yang ada saat ini, maka dibuatlah suatu campuran jerami padi dan tempurung kelapa sebagai biobriket. Proses dilakukan dengan mencampurkan Jerami padi yang memiliki nilai volatille matter yang tinggi dengan tempurung kelapa yang memiliki nilai fixed carbon yang tinggi sehingga akan didapatkan biobriket dengan komposisi yang terbaik.

Kata Kunci : Biobriket, Biomassa, Volatille matter, Fixed Carbon

PENDAHULUAN Kelangkaan bahan bakar khususnya untuk kebutuhan rumah tangga semakin sulit dijumpai dan harga relatif mahal. Seperti, minyak tanah yang harganya semakin tidak ekonomis, sehingga pemerintah mengambil terobosan dengan mengganti bahan bakar cair menjadi menggunakan bahan bakar gas. Tetapi penggantian tersebut tidak menyelesaikan masalah secara keseluruhan, sebagai contoh dalam proses pemasakan dengan menggunakan proses pembakaran pada industri rumah tangga dan restoran tidak sepenuhnya dapat menggunakan gas.Sementara biobriket yang selama ini melimpah dengan harga yang murah saat ini semakin sulit dijumpai, karena ketersediaan biomassa semakin berkurang yang diakibatkan perambahan hutan atau perluasan daerah perkotaan. Begitu juga dengan tempurung kelapa yang bukan lagi menjadi limbah, tetapi menjadi suatu biomassa yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Untuk mengurangi ketergantungan biomassa yang ada saat ini, maka dibuatlah suatu campuran jerami padi dan tempurung kelapa yang telah mengalami proses karbonisasi sebagai biobriket. Jika jerami padi yang telah dikarbonisasi langsung dibuat menjadi biobriket akan dikhawatirkan nilai volatille matter dari komposisi bahan bakar akan terlalu tinggi, maka untuk mengurangi kadar volatille matter dari jerami padi ditambahkan fixed carbon yang

diambil dari tempurung kelapa. Hal ini akan berdampak terhadap nilai kalor dan kadar air. Bahan baku pembuatan biobriket dalam penelitian ini berupa jerami padi dan bahan tambahan berupa tempurung kelapa yang telah mengalami proses karbonisasi. Selama ini jerami padi hanya dibakar saja oleh petani setelah panen usai, dan tempurung kelapa sebagai bahan tambahan untuk mendapatkan nilai kalor yang lebih baik dan daya tahan produk.

Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui pemanfaatan jerami padi menjadi biobriket sebagai bahan bakar alternatif. Nilai pembakaran, komposisi dan bentuk dari biobriket merupakan salah satufaktor penentu dari kualitas biobriket. Secara terperinci tujuan yang ingin dicapai adalah : 1. Mendapatkan pengaruh komposisi bahan

baku biobriket jerami padi dan tempurung kelapa terhadap nilai kalor.

2. Mempelajari pengaruh moisture content (kadar air) dan nilai kalor terhadap daya tahan dari biobriket jerami padi. Adapun manfaat yang didapatkan dari

pembuatan laporan akhir ini, yakni dapat memberikan informasi kepada pembaca dan penulis, sehingga dari pembaca juga dapat memberikan masukan kepada penulis dan dapat melakukan inovasi yang terbaru dari hasil penelitian ini. Menganalisa moisture content

(kadar air) dan nilai kalor yang dilakukan dapat menentukan kualitas dari biobriket sehingga dapat menghasilkan produk yang lebihberkualitas

Pada penelitian ini permasalahan pokok yang akan dikaji adalah : 1. Bagaimana pengaruh komposisi jerami padi

dan tempurung kelapa terhadap nilai kalor biobriket?

2. Bagaimana pengaruh equilibrium moisture terhadap nilai kalor biobriket?

TINJAUAN PUSTAKA Bahan Bakar Bahan bakar adalah suatu materi apapun yang dapat diubah menjadi energi. Bahan bakar mengandung energi panas yang dapat dilepaskan dan dimanipulasi. Kebanyakan bahan bakar digunakan oleh manusia melalui proses pembakaran (redoks) dimana bahan bakar akan melepaskan panas setelah direaksikan dengan oksigen di udara. Proses lain untuk melepas energi dari bahan bakar melalui reaksi isotermal dan reaksi nuklir (seperti fisi dan fusi nuklir). Hidrokarbon (termasuk didalamnya bensin dan solar) sejauh ini jenis bahan bakar yang sering digunakan manusia. Bahan bakar lainnya yang biasa dipakai adalah logam radioaktif. Bahan bakar dapat dalam bentuk padat, cair, dan gas yang dapat bereaksi dengan udara (oksigen) secara eksoterm. Jenis-jenis bahan bakar berdasarkan materinya :

1. Bahan bakar padat Bahan bakar padat merupakan bahan bakar berbentuk padat, dan kebanyakan menjadi sumber energi panas. Misalnya kayu dan batubara. Energi panas yang dihasilkan bisa digunakan untuk memanaskan air menjadi uap untuk menggerakkan peralatan dan menyediakan energi.

2. Bahan bakar cair Bahan bakar yang berbentuk cair, paling populer adalah bahan bakar minyak atau BBM. Selain bisa digunakan untuk memanaskan air menjadi uap, bahan bakar cair biasa digunakan kendaraan bermotor. Karena bahan bakar cair

seperti Bensin bisa dibakar dalam karburator dan menjalankan mesin.

3. Bahan bakar gas Bahan bakar gas ada dua jenis, yakni Compressed Natural Gas (CNG)  dan Liquid Petroleum Gas (LPG). CNG pada dasarnya terdiri dari metana sedangkan LPG adalah campuran dari propana, butana dan bahan kimia Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi pembakaran bahan bakar padat, antara lain : 1. Ukuran partikel. Partikel yang lebih kecil

ukurannya akan lebih cepat terbakar. 2. Kecepatan aliran udara. Laju pembakaran

biobriket akan naik dengan adanya kenaikan kecepatan aliran udara dan kenaikan temperatur

3. Jenis bahan bakar. Jenis bahan bakar akan menentukan karakteristik bahan bakar.Karakteristik tersebut antara lain kandungan volatile matter dan kandungan moisture.

4. Temperatur udara pembakaran , Kenaikan temperatur udara pembakaran menyebabkan semakin pendeknya waktu pembakaran.(Amin Sulistyanto, 2006)

Biomassa Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintesis, baik berupa produk maupun buangan . Contoh biomassa antara lain tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian dan limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. digunakan untuk tujuan primer seperti serat, bahan pangan, pakan ternak, minyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai bahan energi (bahan bakar). Biomassa merupakan sumber energi primer yang sangat potensial. Biomassa bisa diubah menjadi listrik atau panas dengan proses teknologi yang sudah mapan materi tumbuhan yang dipelihara untuk digunakan sebagai biofuel, tapi dapat juga mencakup materi tumbuhan atau hewan yang digunakan untuk produksi serat, bahan kimia, atau panas. Biomassa dapat pula meliputi limbah terbiodegradasi yang dapat dibakar sebagai bahan bakar.

Sifat Biomassa Kandungan kimia yang penting untuk biomassa pada setiap penggunaaan yang berbeda adalah dengan unsur C, H, O, N dan S akan mendapatkan karakteristik pembakaran yang berbeda.

Kandungan abu untuk komponen organik terletak diantara 40% dan 50%. Kandungan hidrogen pada 5-6% dan kandungan oksigen dibawah 40% secara bersamaan sangat dekat. Kandungan nitrogen dari komposisi organik dapat menjadi salah satu kepastian terdapatnya kandungan protein. Dalam pembakaran, kandungan sulfur dari material tumbuhan sangat penting. Gas pembakaran dengan kandungan sulfur yang tinggi dapat menyebabkan masalah korosi pada furnace (Gumz and Hardt, 1962). Kandungan sulfur kebanyakan rendah pada biomassa hasil sisa panen. (sumber : D.O. Hall and R.P Overend, Biomass Regenerable Energy 1987) Arang Arang adalah salah satu sumber energi biomassa yang mempunyai sifat lebih baik daripada kayu bakar, peran arang dan kayu bakar sampai sekarang tetap bertahan sebagai salah satu sumber energi yang sering digunakan terutama oleh masyarakat pedesaan, prospek penggunaan arang di Indonesia terutama di Palembang cukup bagus dan cenderung naik setiap tahun, briket arang merupakan salah satu alternatif yang dapat diunakan dari sekian banyak alternatif sumber energi dan mempunyai potensi yang cukup besar sebagai

pengganti bahan bakar kerosin. Briket adalah salah satu teknologi pemadatan ( compaction) dalam kategori pemekatan ( densification) dalam pemekatan, materi ditekan menjadi produk yang kompak, mengandung sedikit air mempunyai ukuran , bentuk dan sifat yang sama. Karbonisasi merupakan proses pembakaran tidak sempurna (tanpa oksigen) terhadap bahan yang mengandung karbon. Pada proses karbonisasi, temperatur diatas 170oC akan menghasilkan CO, CO2 dan asam asetat. Pembentukan karbon akan terjadi pada temperatur 400-600oC selama 1-2 jam (Fenilia,2011). Sifat-sifat dari hasil karbonisasi ini ditentukan oleh kondisi dari bahan dasarnya. Beberapa parameter yang bisa digunakan untuk menentukan kondisi karbonisasi yang sesuai, yaitu temperatur akhir yang dicapai, waktu karbonisasi, laju peningkatan temperatur dan medium (atmosfer) dari proses karbonisasi (Lidiawati,2011). Proses fisika dan kimia yang komplek selalu terjadi devolatilisasi atau proses pirolisis, yang mana dimulai pada temperatur kurang dari 350 °C dan dipercepat lajunya hingga mencapai 700 °C. Komposisi material akan berkembang sebagai fungsi temperatur, tekanan, dan komposisi gas selama devolatilisasi. Proses pirolisis dimulai sekitar 230 °C, ketika komponen dengan panas yang tidak stabil, seperti lignin pada biomassa, dan komponen volatil pada batu bara, akan terlepas dan menguap dengan komponen volatil Faktor-faktor yang berpengaruh pada proses karbonisasi : 1. Waktu karbonisasi Waktu karbonisai , tergantung pada jenis bahan yang akan diolah, misalnya kayu memerlukan waktu 5 – 10 jam dan ampas tebu memerlukan waktu 2 jam

Gambar 1. Jerami Padi

2. Temperatur karbonisasi Karbonisasi serutan kayu dilakukan pada temperatur 200 - 400 OC, tempurung kelapa 250 – 315OC dan jerami padi 150 – 215OC Jerami Padi Jerami adalah bagian vegetatif dari tanaman padi (batang, daun, tangkai malai). Pada waktu tanaman dipanen, jerami adalah bagian tanaman yang tidak dipungut. Jerami sebagai bahan bakar menghasilkan kalori (panas) yang relatif rendah dan banyak membentuk asap dan abu. Jerami digunakan sebagai bahan tambahan dalam industri genting, bata, dan gerabah. Dalam hal ini jerami mempunyai kelemahan seperti cepat habis terbakar, berasap, sisa pembakaran mudah terbang, dan memerlukan penjagaan secara kontinyu. Risiko terjadinya kebakaran sangat besar apabila api tidak dijaga secara terus menerus.

Gambar 2. Jerami Padi

Sifat Jerami padi Jerami padi terdiri atas daun, Pelepah daun, dan luas atau buku. Ketiga unsur ini relatif kuat karena mengandung silika, dan selulosa yang tinggi dan pelapukannya memerlukan waktu yang lama, namun, apabila jerami padi diberi perlakuan tertentu akan mempercepat terjadinya perubahan strukturnya.Ketika jerami dibenamkan disawah maka dalam tanah segera terjadi berbagai reaksi biokimia seperti (a).

Reduksi tanah yang berkaitan dengan perubahan kimia listrik, (b). Imobilisasi dan fiksasi N, (c). Produksi asam-asam organik dan (d). Pelepasan gas CO2, CH4, C2H4 dan H2S (Yoshida 1978) proses tersebut secara langsung ataupun tidak langsung, mempengaruhi ketersediaan dan penyerapan hara dalam tanaman.

Produksi Gas Produksi gas CO2, CH4, C2H2, dan H2S meningkat dengan pemberian jerami padi pada tanah yang tergenang atau anaerobik gas-gas tersebut, kecuali metan (CH4). Bersifat racun bagi tanaman padi bila berada dalam

Pemanfaatan Jerami Padi sebagai Bahan Bakar Jerami padi sebagai bahan bakar menghasilkan kalori (panas) yang relatif rendah dan banyak membentuk asap dan abu, jerami dapat digunakan sebagai bahan bakar tambahan dalam industri genting, bata, dan gerabah, keluarga petaani yang kurang mampu menggunakan jerami sebagai bahan bakar untuk mmemasak dalam hal ini jerami memiliki kelemahan cepat habis terbakar, berasap sisapembakaran mudah terbang dan perlu penjagaan secara kontinyu, resiko terjadinya kebakaran sangat besar apabila api tidak dijaga secara terus menerus, penggunaan jerami sebagai bahan bakar didapur hanya dimungkinkan di pedesaan, di rumah-rumah yang terpisah antara satu dengan yang lain dengan jarak antar rumah lebih dari 40 m. Pemanfaatan jerami padi sebagai bahan bakar juga banyak ditemukan di Cina, Nepal, Bangladesh, India dan Pakistan (Tanaka 1983). Dalam 20 tahun terakhir Indonesia justru meningggalkan penggunaan jerami sebagai bahan bakar di rumah tangga, karena minyak dan gas bumi relatif murah. Jerami padi memiliki energi kalori yang apabila diolah melalui proses karbonisasi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk panas rumah tangga seperti batubara. Briket batubara kurang digemari masyarakat karena panas yang dihasilkan terlalu tinggi sehingga merusak alat masak dan tidakpraktis. Sebaliknya, briket dari jerami memiliki panas yang cukup sehingga tidak merusak

alat ,masak. Panas yang dihasilkan briket batubara mencapai 6000 – 7000 kilokalori (kcal), minyak tanah 10.000 kcal, sedangkan biobriket jerami dibawah 5500 kcal.

Tempurung Kelapa Pemanfaatan buah kelapa umumnya hanya daging buahnya saja untuk dijadikan kopra, minyak dan santan untuk keperluan rumah tangga, sedangkan hasil sampingan lainnya seperti tempurung kelapa belum begitu banyak dimanfaatkan. Penggunaan tempurung kelapa, sebagian kecil sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah tangga, pengasapan kopra,danlain-lain.Salah satu produk yang bernilai ekonomi yang dibuat dan tempurung kelapa adalah arang aktif. Karena tempurung kelapa memiliki nilai kalor yang tinggi bahkan melebihi dari batubara, maka dipilihlah sebagai bahan tambahan untuk meningkatkan nilai bakar dari biobriket jerami padi ini.

Gambar 3. Tempurung Kelapa Arang tempurung adalah arang yang terbuat dari tempurung kelapa atau batok kelapa. Arang tempururng yang baik adalah berwarna hitam seragam dan jika dipatahkan atau dihancurkan, maka pada pinggiran bekas patahannya tidak mengkilap, sedangkan tempurung kelapa yang telalu lama pembakarannya, ( over burnt). Menyebabkan terbentuknya arang yang mudah hancur dan bila dijatuhkan pada benda keras tidak akan berbunyi nyaring tempurung yang tidak terbakar dengan baik( under burnt) akan berbunyi seperti logam, dan bekas patahannya tidak mengkilap.Tempurung kelapa pada dasarnya mengandung

unsur-unsur kimia seperti karbon, hidrogen dan nitrogen disamping unsur-unsur mineral seperti kalium, kalsium dan magnesium, unsur-unsur kimia seperti karbon, hidrogen, dan nitrogen ini tergabung dalam bentuk senyawa organik yang merupakan kandungan pokok dari tempurung kelapa yaitu lignin, selulosa dan hemiselulosa serta bahan-bahan yang dapat diekstraksi seperti gula dan gum serta sejumlah abu.Bahan baku yang terbaik untuk pembuatan briket adalah tempurung yang berasal dari kelapa segar. Tempurung dan kelapa yang masih muda (belum matang) tidak cocok sebagai bahan baku untuk pembuatan arang tempurung yang selanjutnya diolah menjadi briket, juga dalam tempurung yang basah, biasanya mengandung kotoran-kotoran seperti tanah dan bahan-bahan asing lainnya sehingga tidak cocok digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan arang tempurung dalam proses pembuatan arang tempurung yang dilakukan biasanya diperoleh hasil 30% dari berat tempurung awal. Bahan Perekat atau Adhesive Perekat adalah suatu zat atau bahan yang memiliki kemampuan untuk mengikat dua benda melalui ikatan permukaan. Beberapa istilah lain dari perekat yang memiliki kekhususan meliputi glue, mucilage, paste, dan cement. Glue merupakan perekat yang terbuat dari protein hewani seperrti kulit, kuku, urat, otot dan tulang yang digunakan dalam industri kayu. Mucilage adalah perekat yang dipersiapkan dari getah dan air yang diperuntukkan terutama untuk perekat kertas. Paste adalah perekat pati ( starch) yang dibuat melalui pemanasan campuran pati dan air dandipertahankan berbentuk pasta. Cement adalah istilah yang digunakan untuk perekat yang bahan dasarnya karet dan mengeras melalui pelepasan pelarut (Ruhendi, dkk, 2007). Pembuatan biobriket akan lebih baik menggunakan bahan perekat disamping meningkatkan nilai kalor, kekuatan dan tidak mudah pecah pada biobriket. Penggunaan perekat dianjurkan tidak terlalu banyak, hal ini dapat berpengaruh pada saat pembakaran biobriket (selain kepadatan biobriket) serta lamanya waktu pengeringan

yang mengakibatkan kadar air berlebih, sehingga biobriket yang dihasilkan dapat mengeluarkan asap yang berpolusi.

Jenis- jenis Briket 1. Jenis Berkarbonisasi (super), jenis ini

mengalami terlebih dahulu proses di karbonisasi sebelum menjadi Briket. Dengan proses karbonisasi zat-zat terbang yang terkandung dalam Briket Batubara tersebut diturunkan serendah mungkin sehingga produk akhirnya tidak berbau an berasap, namun biaya produksi menjadi meningkat karena pada Batubara tersebut terjadi rendemen sebesar 50%. Briket ini cocok untuk digunakan untuk keperluan rumah tangga serta lebih aman dalam penggunaannya.

2. Jenis Non Karbonisasi (biasa), jenis yang ini tidak mengalami dikarbonisasi sebelum diproses menjadi Briket dan harganya pun lebih murah. Karena zat terbangnya masih terkandung dalam Briket Batubara maka pada penggunaannya lebih baik menggunakan tungku (bukan kompor) sehingga akan menghasilkan pembakaran yang sempurna dimana seluruh zat terbang yang muncul dari briket akan habis terbakar oleh lidah api di permukaan tungku. Briket ini umumnya digunakan untuk industri kecil.

Teknik Proses Pembuatan Bioriket - Pengarangan Tempurung kelapa dibuat arang dengan cara pengarangan manual melalui tong kemudian (dibakar) dan ditutup hingga hanya ada sedikit ventilasi pada tong arang tersebut atau dengan cara proses pirolisis, dimana tempurung dimasukkan ke dalam tangki pirolisis dalam keadaan tertutup, kemudian asap dikondensasikan hingga dapat asap cair. - Penepungan

Arang yang dihasilkan melalui pembakaran manual atau pirolisis kemudian ditepung menggunakan diskmill - Pencampuran Tepung tempurung kelapa yang telah disaring selanjutnya dicampur dengan lem kanji. Pada saat pencampuran ditambah dengan lem kanji sebanyak 2,5 % dari tepung tempurung kelapa. - Pencetakan Biobriket Setelah bahan-bahan tersebut dicampur secara merata, selanjutnya dimasukkan ke dalam cetakan briket dan kemudian dilakukan pengeringan maupun penjemuran. Spesifikasi Bahan Briket yang perlu diketahui diantaranya adalah : - Nilai Kalor Nilai kalor merupakan ukuran panas atau energi yang dihasilkan, dan diukur sebagai nilai kalor kotor ( gross calorific value) atau nilai kalor netto ( nett calorific value). - Volatile matter Volatile matter (VM) atau sering disebut dengan zat terbang, berpengaruhterhadap pembakaran briket. Semakin banyak kandungan volatile matter pada biobriket maka biobriket semakin mudah untuk terbakar dan menyala - Kadar Air Kadar air ini merupakan kandungan air pada bahan bakar padat. Semakin besar kadar air yang terdapat pada bahan bakar padat maka nilai kalornya semakin kecil, begitu juga sebaliknya. - Kandungan Abu Abu yang terkandung dalam bahan bakar padat adalah mineral yang tidak dapat terbakar tertinggal setelah proses pembakaran dan reaksi-reaksi yang menyertainya selesai. Abu berperan menurunkan mutu bahan bakar padat karena dapat menurunkan nilai kalor.

Karakteristik pembakaran Menurut Samsiro M, dari hasil penelitiannya didapatkan bahwa faktor-

faktor yang mempengaruhi karakteristik 1. Kandungan nilai kalor yang tinggi pada

suatu biobriket saat terjadinya proses pembakaran biobriket akan mempengaruhi pencapaian temperatur yang tinggi pula pada biobriket, namun pencapaian

temperatur optimumnya cukup lama.2. Semakin besar berat jenis ( bulk density)

bahan bakar maka laju pembakaran akan semakin lama. Dengan demikian biobriket yang memiliki berat jenis yang besar memiliki laju pembakaran yang lebih lama dan nilai kalor lebih tinggi dibandingkan dengan biobriket yang memiliki berat jenis yang lebih rendah. Makin tinggi berat jenis biobriket semakin tinggi pula nilai kalor yang diperolehnya.

3. Pembakaran biobriket, antara lain Laju pembakaran biobriket paling cepat adalah pada komposisi biomassa yang memiliki banyak kandungan volatile matter (zat-zat yang mudah menguap). Semakin banyak kandungan volatile matter suatu biobriket maka semakin mudah biobriket tersebut terbakar, sehingga laju pembakaran semakin cepat. Laju pembakaran dapat diukur dari perubahan berat briket dari sebelum dan sesudah dibakar dengan lamanya waktu yang dibutuhkan sampai briket menjadi abu.

4. Penggunaan biobriket untuk kebutuhan sehari-hari sebaiknya digunakan biobriket dengan tingkat polusinya paling rendah dan pencapaian temperatur maksimal paling cepat. Dengan kata lain, briket yang baik untuk keperluan rumah tangga adalah briket yang tingkat polutannya rendah, pencapaian temperatur maksimalnya paling cepat dan mudah terbakar pada saat penyalaannya.

Bomb Kalorimeter - Kalor Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur temperatur benda tersebut. Jika temperaturnya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika temperaturnya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam pembahasan ini hanya akan diulas tentang energi kalor.

Bomb Kalorimeter Bomb kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung. Sejumlah sampel dalam suatu ruang bernama “BOMB” dan dinyalakan atau dibakar dengan sistem penyalaan elektris sehingga sampel tersebut terbakar habis dan menghasilkan panas. Proses Pengeringan Bahasa ilmiah pengeringan adalah penghidratan, yang berarti menghilangkan air dari suatu bahan. Proses pengeringan atau penghidratan berlaku apabila bahan yang dikeringkan kehilangan sebahagian atau keseluruhan air yang dikandungnya. Proses utama yang terjadi pacta proses pengeringan adalah penguapan. Penguapan terjadi apabila air yang dikandung oleh suatu bahan teruap, yaitu apabila panas diberikan kepada bahan tersebut. Panas ini dapat diberikan melalui berbagai sumber, seperti kayu api, minyak dan gas, arang baru ataupun tenaga surya. Pengeringan juga dapat berlangsung dengan cara lain yaitu dengan memecahkan ikatan molekul-molekul air yang terdapat di dalam bahan. Apabila ikatan molekul-molekul air yang terdiri dari unsur dasar oksigen dan hidrogen dipecahkan, maka molekul tersebut akan keluar dari bahan. Akibatnya bahan tersebut akan kehilangan air yang dikandungnya. Cara ini juga disebut pengeringan atau penghidratan. Untuk memecahkan ikatan oksigen dan hidrogen ini, biasanya digunakan gelombang mikro. Gelombang mikro merambat dengan frekuensi yang tinggi. Apabila gelombang mikro disesuaikan setara dengan getaran molekul-molekul air maka akan terjadi resonansi yaitu ikatan molekul- molekul oksigen dan hidrogen digetarkan dengan kuat pada frekuensi gelombang mikro yang

diberikan sehingga ikatannya pecah. Hal ini yang menyebabkan air tersebut menguap. Proses yang sama terjadi pada oven gelombang mikro ( microwave) yang digunakan untuk memasak makanan. Pada pembahasan selanjutnya kita tidak akan menyinggung proses pengeringan menggunakan gelombang mikro, tetapi difokuskan pada pengeringan menggunakan tenaga panas. Hal ini disebabkan sistem pengeringan gelombang mikro mahal dan tidak digunakan secara luas untuk mengeringkan suatu bahan terutama dalam sektor pertanian. Dalam sektor pertanian sistem pengeringan yang umum digunakan adalah tenaga surya. Pada sistem tenaga surya ini, bahan di expose ke sinar surya secara langsung maupun tidak langsung. Uap air yang terjadi dipindahkan dari tempat pengeringan melalui aliran udara. Proses aliran udara ini terjadi karena terdapat perbedaan tekanan. Perbedaan tekanan udara ini dapat terjadi secara konveksi bebas maupun konveksi paksa. Konveksi bebas terjadi tanpa bantuan luar, yaitu pengaliran udara hanya bergantung pada perbedaan tekanan yang disebabkan oleh perbedaan densitas udara, sedangkan pada konveksi secara paksa digunakan kipas untuk memaksa gerakan udara. Pada sistem pengeringan yang bersumberkan tenaga minyak, bahan yang akan dikeringkan diletakkan di dalam suatu ketel tertutup. Udara panas hasil pembakaran minyak dialirkan mengenai permukaan bahan tersebut. Akhir-akhir ini, cara tersebut diatas juga digunakan dalam teknologi tenaga surya. Udara yang dipanaskan oleh pengumpul surya digunakan untuk menguapkan air pada bahan. Udara merupakan medium yang sangat penting dalam proses pengeringan, untuk menghantar panas kepada bahan yang hendak dikeringkan, karena udara satu-satunya medium yang sangat mudah diperoleh dan tidak memerlukan biaya operasional. Oleh karena itu untuk memahami bagaimana proses pengeringan terjadi, maka perlu ditinjau sifat udara.

Kelembaban Udara Komponen yang paling banyak di dalam

udara adalah oksigen, nitrogen, dan uap air. Oksigen dan nitrogen tidak mempengaruhi

kelembaban udara, sedangkan kandungan uap air sangat berpengaruh terhadap kelembaban udara. Udara yang kurang mengandung uap air dikatakan udara kering, sedangkan udara yang mengandung banyak uap air dikatakan udara lembab. Setiap unsur di dalam udara, termasuk uap air, mempengaruhi tekanan udara. Pada suatu nilai tekanan udara tertentu, tekanan maksimum uap air yang dapat dicapaidinamakan tekanan jenuh. Jika tekanan melebihi tekanan jenuh akan menyebabkan uap air kembali membentuk titisan air. Seandainya temperatur dinaikkan, tekanan jenuh juga akan turun meningkat. Oleh karena itu kita dapat mendefenisikan tekanan jenuh sebagai tekanan uap air diatas permukaan air mendidih dalam suatu ketel tertutup tanpa udara. Kelembaban adalah suatu istilah yang berkenaan dengan kandungan air di dalam udara. Udara dikatakan mempunyai kelembaban yang tinggi apabila uap air yang dikandungnya tinggi, begitu juga sebaliknya. Secara matematis, kelembaban dihubungkan sebagai rasio berat uap air di dalam suatu volume udara dibandingkan dengan berat udara kering (udara tanpa uap air) di dalam volume yang sama. Keadaan temperatur, tekanan dan kandungan uap air udara dikenal sebagai kualitas udara. Setelah kualitas udara diketahui, barulah kita dapat mengkaji kemampuan udara menguapkan air yang berada dalam suatu bahan, karena bahan yang akan dikeringkan selalu berada di dalam udara berkualitas tertentu. Berdasarkan pengalaman sehari-hari yang kita dapatkan bahwa sejumlah udara hanya mampu untuk mengeringkan suatu bahan atau menguapkan air dari suatu bahan apabila bahan tersebut tidak seratus persen lembab. Dengan kata lain, kemampuan udara untuk menguapkan air dalam suatu bahan pada proses pengeringan adalah maksimum apabila udara tersebut kering dan nol apabila udara tersebut jenuh dengan uap air. Pada keadaan biasa, udara tidak seratus persen kering atau lembab, sehingga udara masih mampu melakukan proses pengeringan apabila bahan-bahan yang mengandung air diletakkan di dalamnya. Pembakaran biobriket, antara lain Laju

pembakaran biobriket paling cepat adalah pada komposisi biomassa yang memiliki banyak kandungan volatile matter (zat-zat yang mudah menguap). Semakin banyak kandungan volatile matter suatu biobriket maka semakin mudah biobriket tersebut terbakar, sehingga laju pembakaran semakin cepat. Laju pembakaran dapat diukur dari perubahan berat briket dari sebelum dan sesudah dibakar dengan lamanya waktu yang dibutuhkan sampai briket menjadi abu. METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan dari tanggal 06 Juni sampai 29 Juni 2012 bertempat di Laboratorium Dinas Pertambangan Provinsi Sumatera Selatan. Dalam pembuatan biobriket ini dilakukan beberapa tahap yakni, penyiapan bahan baku dan alat, proses pembuatan dan analisa hasil.

Rancangan Penelitian Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan biobriket dari campuran jerami padi dan tempurung kelapa. Proses dilakukan dengan mencampurkan Jerami padi yang memiliki nilai volatille matter yang tinggi dengan tempurung kelapa yang memiliki nilai fixed carbon yang tinggi sehingga akan didapatkan biobriket dengan komposisi yang terbaik.

Variabel – Variabel penelitian Pada penelitian ini akan diamati pengaruh beberapa variabel proses untuk menghasilkan produk dengan kualitas yang terbaik. Adapun beberapa variabel yang menjadi fokus pada penelitian ini adalah 1. Temperatur dan Waktu sebagai variabel

bebas. 2. Proporsi (campuran jerami padi dan

tempurung kelapa) sebagai variabel kendali. 3. Kadar air dan nilai kalor pasca proses

sebagai variabel tak bebas. Setelah didapatkan nilai kalor dari 5 proporsi, maka akan diambil sebanyak 2 proporsi yang memiliki nilai kalor yang tertinggi yang selanjutnya akan dilakukan penentuan equilibrium moisture

Bahan dan Alat Bahan yang digunakan : 1. Jerami padi (yang telah di karbonisasi dan

diayak) berukuran 60 mesh yang di dapatkan di Desa tanjung lago, Banyuasin

2. Tempurung kelapa (yang telah dikarbonisasi dan diayak) berukuran 60 mesh yang di dapatkan di Desa tanjung lago, Banyuasin

3. Perekat tapioka 4. Campuran Eschka (MgO + Na2CO3 = 2:1)5. Larutan BaCl2.2H2O 10%

Larutkan 10 gram BaCl2.2H2O (pa) dalam 100 ml aquades

6. HCl 1:1 dan 1:9 – Untuk larutan HCl 1:1 sebanyak 500 ml, mencampurkan HCl pekat (HCl

spgr 1,19) 250 ml aquades - Untuk larutan HCl 1:9 sebanyak 500 ml, mencampurkan 50 ml HCl pekat (HCl spgr 1,19) dengan 450 ml aquades. Metil Orange 0,02% - Melarutkan 0,02 gram metil orange dalam 100 ml air panas kemudian saring

7. Larutan Na2CO3 22% - Melarutkan 60 gram kristal Na2CO3.10H2O atau 22 gram Na2CO3 anhydrous dalam 100 ml aquadest

8. Larutan NaOH 10% - Melarutkan 10 gram NaOH dalam 100 ml aquades.

9. Oksigen dengan kemurnian lebih dari 99,5% 10. Asam benzoat standar yang bersertifikat (nilai kalori 6318 kal/gr)

Alat yang digunakan : 1. Cawan porselen 4 buah 2. Botol timbang dengan tutup khusus,

ukuran tinggi 22 mm dan diameter mm 10 buah

3. Cawan Platina 4 buah4. Desikator 1 buah 5. Gelas Kimia 1 buah 6. Penjepit Cawan 1 buah 7. Neraca Analitik 1 buah 8. Kertas saring 9. Batang pengaduk 1 buah 10. Oven Pengering (200C) 1 buah11. Muffle Furnace (2000C) 1buah12. 1 Unit Automatic Calorimeter

Variabel Percobaan Variabel percobaan yang dilakukan pada penelitian ini adalah 1. Proporsi jerami padi : tempurung kelapa

yakni 90%:10% (A), 80%:20%(B), 70%:30%(C), 60:40%(D), dan 50%:50%(E), dengan ketentuan komposisi jerami padi lebih banyak dari tempurung kelapa. Pembuatan biobriket dalam 20 gram tiap sampel sesuai dengan perbandingan

2. Basis percobaan dalam 1 gram dalam setiap analisa yang dilakukan dengan contoh sampel 60 mesh.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisis Bahan Baku.

Pada penelitian ini digunakan Jerami padi dan Tempurung Kelapa yang berasal dari Desa Tanjung Lago, Banyuasin yang telah mengalami proses karbonisasi. Hasil analisis proksimat batubara baku disajikan pada table berikut:

Percobaan ini dilakukan dengan basis 1 gram sample bahan baku dengan ukuran 60 mesh yang telah mengalami proses karbonisasi. Dan setiap sample dilakukan dua kali (duplo) untuk retibility. Tempurung kelapa dapat dikatakan tidak ekonomis, hal ini dikarenakan harga tempurung kelapa yang telah menjadi arang itu relatif mahal, walaupun memiliki nilai volatile matter yang rendah, nilai kalor yang tinggi dan asap yang tidak terlalu banyak. Untuk mengurangi ketergantungan terhadap penggunaan tempurung kelapa, maka dibuatlah suatu inovasi campuran antara jerami padi dan tempurung kelapa. Selama ini jerami padi seusai panen hanya dibiarkan dan dibakar saja oleh petani, sehingga asap dan abu yang dihasilkan

dari pembakaran akan menyebar kedaerah sekitarnya dan dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena asap yang ditimbulkan.

KesimpulanDari serangkaian penelitian yang

dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Proporsi campuran jerami padi dan tempurung kelapa yang terbaik adalah ratio 50:50, dengan komposisi 10 gram jerami padi dan 10 gram tempurung kelapa. Pasca proses terjadi peningkatan nilai kalor biobriket dari 4344 kcal/kg menjadi 5549 Kcal/kg dan diikuti oleh penurunan moisture content dari 13,52 % adb menjadi 12,77 % adb.

2. Equilibrium moisture berpengaruh terhadap nilai kalor biobriket hal ini terlihat pada nilai kalor yang berangsur menurun dan setimbang pada kondisi EQM.

Saran

Proses karbonisasi merupakan proses yang penting, karena terjadi oksidasi secara parsial yang mengahasilkan sebuah produk semi abu (belum mejadi abu). Pada saat proses karbonisasi pada jerami padi dapat menjaga konstan suhunya sehingga yang dihasilkan tidak sebagian berupa abu, serta penggunaan air sebagai media pendingin yang membuat kadar air dalam hasil karbonisasi menjadi tinggi sehingga membutuhkan waktu yang lama untuk pengeringan kembali.

Biobriket yang dihasilkan pada percobaan ini mempunyai suhu melebihi 185C(standar SNI briket) pada saat pembakaran dan juga konstan pemanasannya sehingga disarankan agar memiliki suatu wadah atau tempat tertentu seperti tungku pembakaran yang dapat menahan suhu pemanasan tersebut.

Daftar Pustaka

Suyitno.2002. Pembuatan Briket Arang dari Tempurung Kelapa dengan Bahan Pengikat

M. Tirono dan Ali Sabit. Efek Suhu pada Proses Pengarangan terhadap Nilai Kalor Arang Tempurung. Maulana Malik Ibrahim: Malang.

Kurniawan, O dan Marsono, 2008. Proses Karbonisasi. Google..com, diakses tanggal 3 Juni 2013

D. O Hall and R.P Overend Biomass, Regenerable Energy 1987