BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Energi yang berada di bumi ini tidak dapat dihancurkan ataupun

dilenyapkan tetapi suatu energi hanya dapat di ubah dalam bentuk yang lain atau

biasa disebut di konversi misalnya seperti energi kimia diubah menjadi energi

listrik. Makhluk hidup membutuhkan energi untuk dapat melanjutkan hidup di

dunia. Dengan energi, semua makhluk hidup dapat melaksanakan semua

kegiatannya seperti bergerak, bernafas dan lain-lain.

Pada bumi ini terdapat berbagai macam bentuk energi. Salah satunya

adalah energi yang berasal dari minyak fosil yang ada di dalam perut bumi.

Namun energi fosil tidak dapat diperbaharui dalam waktu cepat. Sedangkan

sumber energi yang paling banyak digunakan oleh masyarakat saat ini berasal dari

minyak fosil. Apabila tidak diantisipasi sejak dini, maka kemungkinan besar akan

terjadi krisis energi yang akan melanda kehidupan. Padahal energi sangat

diperlukan untuk kelangsungan hidup.

Oleh dikarena itu, diperlukan suatu pengubahan energi-energi yang ada

menjadi energi yang dibutuhkan seperti energi listrik atau energi panas. Salah satu

bentuk pengubahan energi ini seperti pemanfaatan energi yang berada dalam

biomassa (arang dari kayu, dari batok kelapa dsb) diubah menjadi bahan bakar

untuk membakar bahan makanan sehingga dapat dimanfaatkan untuk keperluan

sehari-hari. Bentuk bahan bakar dari biomassa tersebut sering disebut dengan

briket. Briket merupakan bentuk konversi energy yang dibuat dengan

menghaluskan arang dan dipres sampai padat.

B. TUJUAN

1. Mengetahui cara pembuatan briket karbonisasi dan non karbonisasi.

2. Mengetahui tahap-tahap proses pembriketan karbonisasi dan non

karbonisasi.

3. Mengetahui cara pengukuran nilai kalor briket berdasarkan pengurangan

massa dengan pembakaran.

C. MANFAAT

Dalam praktikum tentang pembuatan briket ini, praktikan mampu

mengerti dan memahami tahapan dari pembuatan briket arang serta mampu

mengaplikasikannya di dalam kehidupan.

BAB II

DASAR TEORI

Peristiwa terbentuknya arang dapat terjadi dengan cara memanasi secara

langsung ataupun tidak langsung terhadap bahan berkarbon di dalam timbunan,

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

dipanaskan dengan suhu di atas 500°C. Faktor yang berpengaruh terhadap proses

karbonisasi adalah kecepatan pemanasan dan tekanan. Pemanasan yang cepat,

sukar untuk mengamati tahapan karbonisasi yang terjadi dan rendemen arang

yang dihasilkan lebih rendah. Sedangkan pemakaian yang tinggi akan mampu

meningkatkan rendemen arang (Masturin, 2002).

Briket atau yang sering disebut dengan superkarbon adalah bahan bakar

karbon dalam bentuk briket yang di produksi dari limbah bahan organik maupun

turunannya yang masih mengandung sejumlah energi. Limbah tersebut diolah

sedemikian rupa sehingga dapat digunakan dan dimanfaatkan sebagai sumber

energi untuk keperluan rumah tangga maupun industri yang bersifat dapat

diperbaharui. Superkarbon dapat diproduksi kapan saja dan dimana saja sesuai

dengan kebutuhan. Hal ini karena semua bahan baku dan bahan pendukungnya

tersediah melimpah di setiap daerah di setiap daerah dan di seluruh wilayah

nusantara (Singh, R.K and Misra, 2005).

Biomassa pada umunya mempunyai densitas yang cukup rendah,

sehingga akan mengalami kesulitan dalam penangannya. Densifikasi biomassa

menjadi briket bertujuan untuk meningkatkan densitas dan menurunkan persoalan

penanganan seperti penyimpanan dan pengangkutan. Densifikasi menjadi sangat

penting dikembangkan di negara-negara berkembang sebagai salah satu cara

untuk peningkatan kualitas biomassa sebagai sumber energi. Secara umum

densifikasi biomassa mempunyai beberapa keuntungan (Bungay, 1981):

1. Meningkatkan nilai kalor per unit volume.

2. Mudah disimpan dan diangkut.

3. Mempunyai ukuran dan kualitas yang seragam.

Dikatakan Hartono Wibowo (1999), briket batu bara yang dikarbonisasi

lebih sehat, higienis, dan mudah digunakan. Selain itu, harganya pun relatif

murah. Sedangkan kompornya sangat sederhana. Bahkan, masyarakat bisa

menggunakan kaleng atau besi bekas untuk membuat kompornya. Harga kompor

yang dijual di pasar Rp 80.000 hingga Rp 120.000 bergantung pada bahan yang

dipakai. Bahan stainless steel lebih mahal dari besi biasa. Sedangkan briket batu

bara yang dikarbonisasi 1 kg Rp 2.500 di tingkat konsumen. Hartono

menjelaskan, 1 kg briket batu bara yang dikarbonisasi bisa dipakai memasak

untuk tiga jam. Pemakaiannya pun sangat sederhana. Cukup dengan koran bekas

saja sudah bisa menyalakan kompor briket batu bara. Setelah kurang lebih 10

menit maka kompor tersebut sudah siap untuk dipakai. Untuk mematikannya

cukup dengan menyiramkan air maka kompor tersebut akan padam. Kompor ini

bisa dipakai di mana saja, baik di ruang terbuka maupun di dalam ruangan asalkan

ada ventilasi udara.

Pada saat ini dikenal 2 jenis briket yaitu type yontan (silinder) untuk

keperluan rumah tangga yaitu lebih dikenal dan popular, disebut dengan yontan,

suatu nama local berbentuk silinder dengan garis tengah 150 mm, tinggi 142 mm,

berat 3,5 kg dan mempunyai lubang-lubang sebanyak 22 lubang dan type egg

(telor) untuk keperluan industry dan rumah tangga yaitu dipergunakan untuk

bahan bakar industry kecil seperti untuk pembakaran kapur, bata, genteng,

gerabah, pandai besi dan sebagainya, tetapi juga untuk keperluan rumah tangga.

Jenis ini mempunyai lebar 32-39 mm panjang 46-58 mm dan tebal 20-24 mm

(Anonim 1, 2009).

Dengan penggunaan briket arang sebagai bahan bakar maka kita dapat

menghemat penggunaan kayu sebagai hasil utama dari hutan. Selain itu

penggunaan briket arang dapat menghemat pengeluaran biaya untuk membeli

minyak tanah atau gas elpiji.Dengan memanfaatkan serbuk gergaji sebagai bahan

pembuatan briket arang maka akan menningkatkan pemanfaatan limbah hasil

hutan sekaligus mengurangi pencemaran udara, karena selama ini serbuk gergaji

kayu yang ada hanya dibakar begitu saja.Manfaat lainnya adalah dapat

meningkatkan pendapatan masyarakat bila pembuatan briket arang ini dikelola

dengan baik untuk selanutnya briket arang dijual.Bahan pembuatan briket arang

mudah didapatkan disekitar kita berupa serbuk kayu gergajian (Anonim 2, 2009).

Adapun teknik dalam proses pembuatan briket adalah pengarangan yaitu

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. Selanjutnya penepungan yaitu arang yang dihasilkan

melalui pembakaran manual atau pirolisis kemudian ditepung menggunakan

diskmill. Selanjutnya adalah pencampuran media yaitu 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. Dan yang terakhir adalah pencetakan briket arang yaitu setelah bahan-

bahan tersebut dicampur secara merata, selanjutnya dimasukkan ke dalam cetakan

briket dan kemudian dilakukan pengovenan maupun penjemuran (Anonim 3,

2011).

BAB III

METODOLOGI

A. ALAT

1. Alat kempa

2. Cetakan briket

3. Ayakan

4. Kompor

5. Timbangan

6. Penggaris

7. Gelas ukur

8. Oven

9. Tungku pembakaran

B. BAHAN

1. Limbah padat pati aren (arang dan mentah)

2. Tepung kanji

3. Air

C. CARA KERJA

1. Limbah padat pati aren (arang dan mentah) diayak agar ukurannya

seragam.

2. Limbah padat pati aren (arang dan mentah) ditimbang masing-masing

sebanyak 270 gram.

3. Serbuk tepung kanji ditimbang seberat 30 gram serta air disiapkan

sebanyak 300 ml.

4. Zat perekat dibuat dengan cara sebagai berikut :

a. Sedikit air dari 100% massa air digunakan untuk melarutkan kanji

pada wadah terpisah.

b. Sisa air dipanaskan hingga mendidih.

c. Larutan mentah-kanji dimasukkan dan diaduk hingga mengental

menjadi gelatin.

d. Gel kanji siap digunakan.

5. Limbah padat pati aren dicampur baik yang arang maupun yang mentah,

masing-masing dengan zat perekat secara merata.

6. Masing-masing campuran ditimbang seberat 20 gram untuk dicetak.

7. Campuran tersebut dimasukkan ke dalam cetakan briket dan menekannya

dengan alat kempa.

8. Briket yang sudah jadi dikeringkan ke dalam oven sampai kering.

9. Briket yang sudah kering dibakar dengan menggunakan tungku

pembakaran.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN ANALISA DATA

A. HASIL PENGAMATAN

1. Briket arang tekanan 20 bar

Tabel 1. Hasil pengujian briket arang dengan tekanan 20 bar

waktu (s)

suhu (oC)

waktu (s)

suhu (oC)

waktu (s)

suhu (oC)

waktu (s)

suhu (oC)

0 240,2 540 375,2 1080 439,5 1620 387,330 234,3 570 415 1110 438,4 1650 381,160 230 600 430 1140 439,3 1680 373,390 227,9 630 448,9 1170 439,6 1710 364,4120 227,1 660 459,5 1200 440,1 1740 354,5150 225,9 690 460,2 1230 439,8 1770 345,3180 226 720 461,8 1260 438,3 1800 339,3210 227,1 750 459,5 1290 434,7 1830 323,6240 229,1 780 454,4 1320 429,1 1860 320,5270 232 810 451,3 1350 425,7 1890 316,4300 236,4 840 450,3 1380 424 1920 311330 242 870 446,4 1410 421,6 1950 307,5360 248,8 900 443,7 1440 419,5 1980 300,7390 256,3 930 443,1 1470 414,4 2010 296,1420 267,9 960 442,2 1500 412,1 2040 292450 287,4 990 440 1530 409,5 2070 287,5480 331,4 1020 440,1 1560 402,4 2100 284,5510 351,5 1050 440,4 1590 394,1

2. Briket aren tekanan 40 bar

Tabel 2. Hasil pengujian briket aren dengan tekanan 40 bar

waktu (s)

suhu (oC)

waktu (s)

suhu (oC)

waktu (s)

suhu (oC)

waktu (s)

suhu (oC)

0 138,4 540 231,8 1080 239,6 1620 345,930 155,8 570 233,4 1110 239,3 1650 355,260 169,9 600 234,6 1140 239,3 1680 379,990 179,3 630 235,9 1170 240,1 1710 391,9120 183,6 660 235,6 1200 243,9 1740 396,5150 196 690 236,5 1230 246,9 1770 396,4180 200 720 237 1260 249,2 1800 397,1210 207,5 750 237,1 1290 252,4 1830 393,2240 211,8 780 237,7 1320 255,7 1860 391,3270 214,3 810 237,2 1350 258,6 1890 384,7300 217,6 840 238,9 1380 260,5 1920 380,5330 218,6 870 239,1 1410 263,8 1950 372,8360 222 900 239,3 1440 266,7 1980 365,5390 224,6 930 239,6 1470 269,1 2010 359,4420 227,2 960 239,3 1500 273,1 2040 353,5450 228,3 990 239,3 1530 277,8 2070 348,7480 229,6 1020 238,9 1560 285,6 2100 342,3510 231 1050 239,3 1590 300,9 2130 335,5

B. ANALISA DATA

m = ρudara x π r2 x V kecepatan

m = 1,2 kg/m3 x 3,14 . 0,05082 x 14 m/s

m = 0,136 kg/s = 136 gr/s

Tekanan 20 bar (Data Briket Arang pada hari selasa)

Menghitung panas sensibel

Q = m.c.∆T

Q = 0,136 kg/s x 1005 kJ/kg.oC x (461,8-248,8) oC

Q = 29112,84 kJ

Tekanan 40 bar (Data Briket Aren pada hari selasa)

Menghitung panas sensibel

Q = m.c.∆T

Q = 0,136 kg x 1005 kJ/kg.oC x (397,1-269,1) oC

Q = 17495,04 kJ

Grafik

0 500 1000 1500 2000 25000

50100150200250300350400450500

f(x) = 0.0360757005802933 x + 325.725093167702R² = 0.0718077001732925

Grafik Pembakaran Briket Arang Pada Tekanan 20 Bar

Briket ArangLinear (Briket Arang)

Waktu (s)

Suhu

(oC)

Grafik 1. Pembakaran Briket Arang Pada Tekanan 20 Bar

0 500 1000 1500 2000 25000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

f(x) = 0.0937825843952605 x + 168.297907444668R² = 0.796101653803775

Grafik Pembakaran Briket Aren Pada Tekanan 40 Bar

Briket ArenLinear (Briket Aren)

Waktu (s)

Suhu

(oC)

Grafik 2. Pembakaran Briket Aren Pada Tekanan 40 Bar

C. GAMBAR ALAT DAN KETERANGAN

Mesin Pencetak Briket

Keterangan:

1. Manometer 6. Pompa Hidrolik

2. Beam 7. Pengungkit

3. Penekan

4. Selang Hidrolik

5. Pencetak briket sistem piston

Tungku Pembakaran

Keterangan :

1. Termokopel ruang 7. Timbangan

2. Termokopel luar 8. Tungku Bakar

3. Udara Kompressor 9. Filamen Pemanas

4. Briket 10. Beam

5. Termokopel Pemana 11. Pipa Udara

6. Termokopel dalam 12. Kompressor

BAB V

PEMBAHASAN

Pada praktikum ini, yaitu tentang pembuatan briket memiliki tujuan untuk

mengetahui cara-cara pembuatan briket karbonisasi dan non karbonisasi,

mengetahui tahap-tahap proses pembriketan karbonasi dan non karbonasi serta

mengetahui cara pengukuran nilai kalor briket berdasarkan pengurangan massa

dengan pembakaran. Di dalam praktikum ini dibuat dua macam briket yaitu briket

dengan bahan dasar arang dan briket dengan bahan dasar limbah padat pati aren.

Briket dengan bahan dasar arang merupakan jenis dari briket karbonisasi dan pada

briket dengan bahan dasar pati aren merupakan jenis dari briket non karbonisasi.

Pada praktikum ini cara-cara pembuatan briket arang dimulai dengan

menyiapkan bahan serta alat yang dibutuhkan untuk membuat briket seperti arang,

tepung kanji, air, alat kempa, cetakan briket, ayakan, kompor, timbangan, palu,

penggaris dan gelas ukur. Selanjutnya, arang yang sudah tersedia dihaluskan

dengan menggunakan palu (martil). Arang halus yang diperlukan untuk percobaan

ini sebanyak 270 g. Setelah dihaluskan dengan palu, kemudian arang tadi diayak

dengan menggunakan ayakan. Kemudian hasil ayakan tersebut kemudian

ditimbang sebanyak 270 g. Selanjutnya dibutuhkan perekat yang digunakan untuk

merekatkan ayakan arang tersebut. Perekat ini dapat dibuat dari tepung kanji

ditambah air yang kemudian dipanaskan sampai tepung kanji dan air bercampur

dan akan membentuk gumpalan yang lengket. Hal ini disebabkan adanya proses

hidrolisa. Mengentalnya campuran tepung kanji dengan air disebut gelatinasi.

Setelah perekat siap, kemudian hasil ayakan arang tadi dicampur dengan

perekat tadi pada tempat pemanasan perekat. Dan arang ayakan tersebut

campurkan secara perlahan-lahan sampai tercampur dengan merata. Setelah

proses pencampuran selesai, kemudian hasil pencampuran arang dan perekat di

timbang 20 gram sebanyak 5 buah lalu dilakukan pencetakan briket. Campuran

bubuk arang dengan perekat tadi dimasukkan ke dalam cetakan yang kemudian

ditekan menggunakan alat kempa. Pada proses pembuatan briket ini menggunakan

variasi tekanan alat kempa sebanyak 4 macam yaitu 20 bar, 30 bar, 40 bar dan 50

bar. Setelah proses kempa adonan briket akan menjadi lebih padat daripada saat

menjadi adonan hal ini dapat dilihat dari tinggi briket yang berbeda hampir

setengahnya dari tinggi awal adonan briket. Setelah dilakukan proses kempa

dengan variasi tekanan, kemudian briket hasil kempaan dikeringkan selama 12

jam dengan suhu 700C pada sebuah oven. Hal ini dilakukan karena semakin kecil

kadar air yang terkandung dalam briket, maka kualitas briket akan semakin bagus

karena nilai kalor briket tersebut akan semakin besar.

Pada cara pembuatan briket aren juga sama dengan cara pembuatan briket

arang. Tahapan-tahapan pembuatan briket aren sama dengan pembuatan briket

arang, hanya berbeda pada pembuatan briket aren tidak melalui proses

penghalusan dengan palu tetapi langsung diayak menggunakan ayakan. Dan saat

proses pengeringan juga dalam kondisi yang sama dengan proses pengeringan

briket arang.

Pada saat proses pengempaan jumlah adonan yang dimasukkan ke dalam

cetakan tidak boleh terlalu banyak. Hal itu dapat menyebabkan kesukaran dalam

pengeluaran briket dari dalam cetakan. Semakin tebal briket yang terbentuk dalam

cetakan, maka akan semakin susah briket tersebut keluar dari cetakan karena

permukaan briket yang bersinggungan dengan cetakan akan semakin luas

sehingga menyebabkan gaya gesek dan rekatan briket pada dinding cetakan

semakin besar. Oleh karena itu, pengisian adonan ke dalam cetakan tidak boleh

melebihi kapasitas cetakan itu sendiri.

Faktor-faktor yang dapat menyebabkan kualitas dari briket arang itu sendiri

adalah bahan baku briket, bahan imbuhan dalam briket, pengaruh kerapatan,

kemampuan daya tahan terhadap tekanan. Bahan baku briket yang digunakan akan

mempengaruhi kualitas dari briket tersebut. Semakin kering bahan yang

digunakan, maka kadar air yang terkandung dalam briket akan kecil sehingga

akan mampu memberikan hasil bakar yang tinggi. Bahan imbuhan yang

digunakan untuk pembuatan briket, juga turut serta dalam kualitas pembakaran

briket tersebut. Apabila jumlah kandungan air dalam campuran briket tinggi akan

mengurangi hasil dari pembakaran briket tersebut. Bentuk struktur dari bahan

briket yang digunakan mempengaruhi kerapatan dari briket itu sendiri. Semakin

halus bahan briket yang digunakan, maka nilai kerapatannya akan tinggi karena

ikatan-ikatan antar bahan semakin baik. Namun, semakin kasar bahan yang

digunakan untuk briket maka nilai kerapatannya akan semakin kecil. Kerapatan

yang semakin tinggi, akan menyebabkan berkurangnnya rongga udara yang ada

dalam briket sehingga briket mampu menghasilkan hasil bakar yang maksimal.

Pada hasil pengamatan dari hasil pengujian briket arang dan aren didapat

hasil yang berbeda. Perbedaan tersebut antara lain waktu nyala, suhu yang

dihasilkan dan lama nyala. Pada waktu nyala pada briket aren memiliki waktu

untuk menyala lebih lama dari briket arang, dan untuk suhu yang dihasilkan briket

arang memiliki suhu yang lebih tinggi dari suhu yang dihasilkan dari briket aren,

serta lama nyala antara briket aren dan arang berbeda karena lama nyala briket

aren lebih lama daripada briket arang. Perbedaan lama nyala ini di pengaruhi

dengan perbedaan tekanan saat membuat briket tersebut.

Dari data perbedaan tersebut maka antara briket arang dan briket aren

memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari briket arang adalah memiliki

suhu yang tinggi dan waktu nyala yang cepat serta lama nyala yang lama. Dan

pada briket aren memiliki kelebihan yaitu cara pembuatan yang relative mudah

daripada briket arang.

BAB VI

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Pada praktikum tentang pembuatan briket arang ini, pratikan dapat

menyimpulkan sebagai berikut :

1. Cara pembuatan briket karbonisasi dan non karbonisasi hampir sama

perbedaannya hanya terletak pada bahan baku pembuatan briket tersebut.

Pada briket karbonisasi bahan baku yang digunakan adalah arang,

sedangkan pada briket non karbonisasi bahan baku yang digunakan adalah

pati aren.

2. Tahapan-tahapan pembuatan briket karbonisasi dan non karbonisasi

memiliki tahapan yang sama. Tahapan-tahapan tersebut yaitu proses

penghalusan bahan, proses pengayakan, proses pencampuran dengan

perekat, proses kempa, proses pengeringan dan yang terakhir proses

pemakaian.

3. Pada pengukuran kalor dipengaruhi dengan kecepatan udara yang

mengalir saat pengujian, luas pengujian dan temperatur yang dihasilkan

dari pengujian. Dan dari data-data tersebut setelah dilakukan perhitungan

menghasilkan nilai kalor dari briket arang pada tekanan 20 bar sebesar

29112,84 kJ dan pada briket arang tekanan 40 bar memiliki nilai kalor

sebesar…………..dan pada briket aren dengan tekanan 20 bar memiliki

nilai kalor sebesar…….dan pada briket aren dengan tekanan 40 bar

menghasilkan nilai kalor sebesar 17495,04 kJ. Semakin besar tekanan

yang digunakan untuk membuat briket maka akan menambah waktu

pembakaran briket.

B. SARAN

Pada praktikum ini praktikan dapat menyarankan bahwa sebaiknya asisten

mendampingi praktikan sehingga jika ada hal yang ingin ditanyakan tidak perlu

mencari asistennya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim 1. 2009. Briket Batubara. Diakses pada tanggal 01 April 2012 pukul 10.55URL : http://bosstambang.com/Batubara/briket-batubara.html

Anonim 2. 2009. Proses Pembuatan Briket arang kelapa. Diakses pada tanggal 01 April 2012 pukul 10.57URL : http://infodunia-4u.blogspot.com/2009/07/proses-pembuatan-briket-arang.html

Anonim 3. 2011. Membuat Briket Arang Tempurung Kelapa. Diakses pada tanggal 01 April pukul 2012 10.59

URL : http://rumahmesin.com/artikel-proses/membuat-briket/

Bungay, H.R. 1981. Energy: The Biomass Options, John Wiley & Sons, New York.

Hartono Wibowo. 1999. Briket Arang .Fakultas Teknik. Universitas Negeri Lampung, Sumatera.

Masturin, A. 2002. Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang dari Campuran Limbah Gergajian Kayu [skripsi]. Bogor. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian bogor

Singh, R.K and Misra. 2005. Biofels from Biomass. Department of Chemical Engineering National Institue of Technology. Rourkela.