BAB III

METODOLOGI PENGUJIAN

3.1 Waktu dan Tempat Pengujian

. Pembuatan briket arang dengan bahan baku tongkol jagung ini dilakukan pada bulan

April 2012 – Juni 2012 di Laboratorium Teknik Energi Politeknik Negeri Bandung, dan

Laboratorium Pengujian tekMIRA Bandung.

3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan

Dalam proses pembuatan serta pengujian briket arang ini, digunakan alat dan bahan yang

telah ditentukan. Berikut adalah alat dan bahan yang digunakan :

A. Alat : 1. Tungku pirolisator.2. Kompor.3. Timbangan.4. Panci elektrik.5. Pipa PVC.dengan diameter lubang 2,75 cm dan tinggi 7 cm.6. Penggerus atau penumbuk.7. Saringan.

B. Bahan :1. Tongkol jagung.2. Tepung Tapioka.3. Air.4. Gas LPG.

C. Alat ukur :1. Termometer.2. Kalorimeter.3. Jangka sorong.4. Manometer.

3.3 Prosedur Pembuatan Briket

A. Proses karbonisasi briket tongkol jagung

1. Melakukan pengambilan limbah tongkol di daerah Ciwaruga, Lembang, Pasar

Gegerkalong, dan Pasar Cihaurgeulis.

2. Tongkol jagung dibersihkan.

3. Tongkol jagung dikeringkan dibawah sinar matahari sampai kelihatan semuanya

kering.

23

24

4. Menyiapkan bahan dan alat (tongkol jagung, gas LPG , kompor dan tungku

pirolisator).

5. Tongkol jagung kering dimasukkan ke dalam tungku pirolisator kemudian tungku

ditutup dan dikunci lalu menyiapkan kompor dan diletakkan dibawah tungku

pirolisator kemudian membakarnya hingga suhu dinding tungku pirolisator

mencapai temperature diatas 180 °C.

6. Menunggu sekitar 60-120 menit sampai semua bahan baku menjadi arang.

7. Arang dikeluarkan dan dipisahkan dengan yang menjadi abu.

8. Arang yang telah dingin kemudian di giling dan diayak hingga menjadi halus

sehingga siap dicetak menjadi briket.

B. Proses pembuatan briket arang tongkol jagung

1. Mencampurkan bubuk arang dengan tepung tapioka yang telah dimasak menjadi

kanji dengan perbandingan 3:1 dan 5:1, pencampuran dilakukan sampai adonan

merata (pencampuran bubuk arang tongkol jagung dilakukan sesuai dengan

variasi bahan baku yang telah ditentukan)

2. Memasukkan adonan kedalam alat bentuk cetakan yang terbuat dari pipa PVC,

dengan bentuk briket yang dicetak yaitu,silinder pejal.

3. Melakukan pemampatan secara manual hingga adonan briket telah memenuhi

cetakan dari pipa PVC.

4. Mengeluarkan hasil cetakan briket dan melakukan penimbangan pada briket,

untuk mendapatkan berat awal briket tongkol jagung serta kombinasinya

perekatnya.

5. Menyimpan briket pada tempatnya, dan mencatat hasil pengukuran seperti berat

briket sesudah dicetak, sesuai dengan bentuk briketnya.

6. Melakukan proses pengeringan sekitar 2-3 hari.

7. Melakukan pengujian terhadap karakteristik briket yang telah jadi.

3.4 Prosedur Pengujian dan Pengukuran Briket

Briket arang yang telah di cetak diukur dan diuji untuk menetukan nilai kadar air, nilai kalor, kadar abu, kadar zat terbang, Fixed Carbon,kualitas pembakar, serta nilai efisiensi pembakaran. Berikut merupakan prosedur yang dilakukan untuk pengujian dan pengukuran :

25

a. Kadar air1. Cawan porselin yang telah bersih,diovenkan pada suhu 105 °C selama 2 jam. 2. Mendinginkan dalam desikator selama 30 menit, kemudian ditimbang (A gram). 3. Kedalam cawan porselin ditimbang lebih kurang 1 gram contoh (cawan porselin +

contoh = B gram).4. Memasukkan kedalam oven pada suhu 105 °C minimal selama 8 jam,

mendinginkan kedalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (C gram).Perhitungan :

% Air = (B−CB−A

x 100 %¿

b. Kadar abu1. Cawan porselin yang telah bersih diovenkan pada suhu 105 °C selama 2 jam.2. Mendinginkan dalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (A gram).3. Memasukkan contoh bahan sebanyak 1 gram kedalam cawan cawan porselin (B

gram).4. Mentanurkan pada suhu 650 °C selama 3 jam, dinginkan dalam desikator selama

30 menit kemudian ditimbang (C gram).Perhitungan :

% Abu = (C−A

Bx100 %)

c. Kadar zat terbang (Volatile Matter)1. Cawan porselin yang telah dibersihkan diovenkan pada suhu 105 °C selama 2

jam.2. Mendinginkan dalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (A gram).3. Kedalam cawan ditimbang kurang lenih 1 gram bahan contoh (B gram).4. Mentanurkan pada suhu 900 °C selama 7 menit, mendinginkan dalam desikator

selama 30 menit kemudian ditimbang (Cgram).Perhitungan :

% VM = 100 – (C−A

Bx100 %)

d. Nilai Kalor1. Menimbang kurang lebih 1 gram sampel yang dipisahkan kedalam cawan besi.2. Menyiapkan rangkaian bom kalorimeter, memasang cawan pada rangkaian bom

kalorimeter.3. Menghubungkan dengan kawat platina dan menyentuhkan dengan sampel.4. Memasukkan air sebanyak 1 ml ke dalam bejana bom kalori meter, lalu

memasukkan rangkaian bom kalori meter ke dalam bejana.5. Menutup rapat lalu isi dengan gas dengan tekanan 130 ATM.6. Mengisi ember bom kalori meter dengan 2 liter air dan masukkan kedalam jaket

bom kalori meter.7. Memasukkan bejana bom kedalam ember kemudian ditutup.8. Menjalakan mesin dan melihat suhu awal.9. Setelah lima menit, menekan tombol pembakaran dan biarkan selama 7 menit.10. Lihat suhu akhir dan matikan mesin.Perhitungan :

26

HHV (cal

gram) =

(TA−Ta ) x2458M

Dimana : Ta = Temperatur awal (°C)TA = Temperatur akhir (°C)Koefisiem bom kalori meter = 2458M = Massa briket yang diuji

e. Kuat tekan1. Menyalakan mesin dengan menekan tombol switch on.2. Meletakkan briket pada tumpuannya.3. Melakukan penyetelan jarum hitam dan merah pada manometer keposisi 0 (nol),

pengujian dimulai dengan mendorong handle penggerak motor kedepan.4. Memperhatikan briket dan jarum petunjuk manometer selama penekanan

dilakukan, jika jarum hitam pada manometer tidak bergerak lagi makan beban maksimum tercapai dan pengujian telah selesai.

5. Catat nilai penunjukan dan keluarkan briket dari tumpuannya.

3.5 Tabel Rencana Kegiatan Pembuatan dan Pengujian

Tabel 3.1 Rencana Kegiatan Tugas Akhir

Kegiatan

Waktuapril 2012 s/d juni 2012

minggu 1

minggu 2

minggu 3

minggu 4

minggu 5

minggu 6

minggu 7

minggu 8

minggu 9

minggu 10

cari referensipembuatan proposalpengajuan proposalpengumpulan bahanpembuatan briketpengujian briketpengolahan data

27

3.6 Bagan Alir Pembuatan Briket Tongkol Jagung

Gambar 3.1 Bagan alir pembuatan briket tongkol jagung.

Pengumpulan bahan baku

Pengeringan bahan baku Karbonisasi

Penggilingan dan

penyaringan

Pembuatan bahan perekat

Pencampuran dan pencetakan

Pengeringan briket

Pengujian briket Analisa data

28

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil dan pembahasan dari penelitian ini meliputi :1. Pembuatan briket dengan satu bentuk.2. Analisis karakteristik briket (proksimasi dan ultimasi).3. Sifat fisik briket (uji kuat tekan).4. Uji titik nyala briket.

4.1 Hasil Pembuatan BriketJenis Briket

Briket yagn dibuat secara manual, dicetak dalam satu bentuk, yaitu silinder pejal, hasil yang diperoleh seperti pada gambar dibawah ini:

Gambar 4.1 Briket tongkol jagungSpesifikasi Ukuran

Spesifikasi ukuran briket yang telah dibuat sebagai berikut : Tinggi briket = 6,75 cm Diameter briket = 2,75 cm

4.2 Hasil PengujianSelama pengujian proksimasi dan sifat fisik briket dilakukan pada instansi yaitu :1. Laboratorium Pengujian tekMIRA, pengujian proksimasi dan nilai kalor.2. Laboratorium Mekanika tanah tekMIRA, pengujian kuat tekan dan kerapatan.

Dengan data rata-rata sebagai berikut:1. Kadar air rata-rata (M) = 10,17 %2. Kadar abur rata-rata (A) = 6,15 %3. Kadar zat terbang rata-rata(VM) = 23,03%4. Karbon terikat rata-rata (FC) = 62,95%5. Nilai kalor (HV) = 5752 & 5822

Dari hasil uji analisis briket tersebut diperoleh beberapa hal sebagai berikut:

29

1. Kadar Air.Kandungan air dalam briket tongkol jagung adalah 10,98% dan 9,36%, harga ini

menunjukan bahwa kandungan air dalam briket tersebut melebihi standar briket komersial (7-8)%, briket impor (6-8)%, briket USA (6)%, dan briket Inggris (3-4)%.

1 28.50%

9.00%

9.50%

10.00%

10.50%

11.00%

11.50%10.98%

9.36% perbandingan 3:1perbandingan 5 :1

Briket tongkol jagung

Kada

r air

(%)

..

Gambar 4.2 Kadar air briket tongkol jagung.

Dari grafik nilai kadar air untuk briket tongkol jagung dan campuran perekat tepung tapioka dengan perbandingan perekat 3:1 sebesar 10,98 %. Untuk perbandingan 5:1 nilai kadar air yang dihasilkan sebesar 9,36 %. Hasil nilai kadar air yang diatas standar briket ini disebabkan karena bahan baku yang diperoleh cukup lembab,selain itu kondisi bahan baku yang memiliki banyak pori-pori sehingga besar kemampuan dalam penyerapan airnya, serta pada proses pencampuran dengan perekat kondisi perekat belum sepenuhnya mengental sehingga menghasilkan nilai kandungan air yang diatas standar briket.

Kandungan air berhubungan dengan penyalaan awal briket, makin tinggi nilai kandungan airnya makin sulit penyalaan bahan bakar tersebut, karena diperlukan energy untuk menguapkan kandungan air dari bahan bakar. Karena itu untuk meminimalisasi kandungan air dalam briket diperlukan pengeringan selama 2-3 jam perharinya, sehingga mengurangi kadar air juga mengurangi retakan pada briket.

2. Kadar abuKadar abu dalam briket tongkol jagung adalah 6,50 % dan 5,80 %, nilai kadar abu

ini setara dengan briket Jepang (5-7) %, dan lebih rendah dari briket USA (16)% dan briket Inggris (8-10) %. Dari grafik dibawah ini dapat kita lihat besarnya kadar abu yang terkandung pada briket tongkol jagung.

30

15.40%5.60%5.80%6.00%6.20%6.40%6.60%

5.80%

6.50%

perbandingan 3:1perbandingan 5:1

Briket tongkol jagung

Kada

r abu

(%)

.

Gambar 4.3Kadar abu briket tongkol jagung

Nilai kadar abu yang diperoleh untuk briket arang tongkol jagung dengan perekat tepung tapioka untuk perbandingan 3:1 adalah 5,8 %. Sedangkan untuk perbandingan 5:1 adalah 6,5 %. Kadar abu untuk perbandingan 5:1 lebih tinggi karena prosentase bahan baku tongkol jagung yang digunakan juga lebih banyak. Tinggi rendahnya kadar abu ini akan mempengaruhi kualitas pembakaran briket. Dengan nialai kadar abu yang setara dengan standar

3. Kadar zat terbangKandungan volatile matters dalam briket tongkol jagung adalah 18,09 % dan

27,98 %, kandungan volatile matters ini melebihi standar, briket Inggris dan briket Jepang, namun setara dengan briket dan briket USA.

Semakin banyak kandungan zat terbang pada briket maka briket tersebut akan semakin mudah untuk terbakar dan menyala. Zat terbang dalam bahan bakar berfungsi untuk menstabilkan nyala dan percepatan pembakaran arang.

10.00%5.00%

10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%

18.09%

27.98%

Kadar zat terbang (%)

perbandingan 3:1perbandingan 5:1

.

Gambar 4.4 Kadar zat terbang briket tongkol jagung

Dari grafik, nilai kadar zat terbang untuk briket tongkol jagung dengan perbandingan 3:1 sebesar 18,09 % dan untuk perbandingan 5:1 sebesar 27,98 %. Tinggi rendahnya volatile matters yang dihasilkan dipengaruhi oleh jenis bahan baku, sehingga perbedaan jenis bahan baku berpengaruh nyata pada nilai volatile matters tiap briket arang. Nilai kadar zat terbang dari briket tongkol jagung yang melebihi standar

31

disebabkan karena proses karbonisasi yagn tidak sempurna sehingga arang yang dihasilkan juga belum maksimal.

4. Karbon terikatKandungan karobon terikat didalam briket tongkol jagung dengan perekat tepung

tapioka adalah 64,43 % dan 63,48 %. Nilai ini menunjukan bahwa kadar karbon terikat untuk briket tongkol jagung setara dengan briket Jepang, dan briket Inggris, namun diatas standar briket USA.

briket tongkol jagung

60.00%

61.00%

62.00%

63.00%

64.00%

65.00% 64.43%

61.48%

perbandingan 3:1perbandingan 5:1

Karb

on te

rikat

(%)

.Gambar 4.5 Karbon terikat briket tongkol jagung

Dari grafik, kadar karbon terikat untuk briket tongkol jagung dengan perbandingan 3:1 adalah 64,43 %, sedangkan untuk perbandingan 5:1 adalah 61,48 %. keberadaan karbon terikat (FC) didalam arang dipengaruhi oleh nilai kadar abu dan zat menguap, kadarnya akan bernilai tinggi apabila kadar abu dan zat menguap rendah.

5. Nilai kalorNilai kalor untuk briket tongkol jagung dipengaruhi oleh kadar air dan kadar abu

dari briket arang, semakin tinggi kadar abu dan kadar air dari briket arang tersebut makan akan menurunkan nilai kalor dari briket arang tersebut. Nilai kalor pada briket yang telah dibuat ditunjukan pada grafik dibawah ini.

nilai kalor5700

5720

5740

5760

5780

5800

5820

5840

5752

5822

Nilai kalor (Kal/gr)

perbandingan 3:1perbandingan 5:1

.Gambar 4.6 Nilai Kalor briket tongkol jagung

32

Dari grafik diketahui bahwa untuk briket dengan perbandingan 3:1 dan 5:1 nilai kalornya setara dengan standar briket Jepang dan briket USA, namun dibawah briket Inggris.

6. Kuat TekanBerdasarkan hasil pengujian, untuk kuat tekan briket tongkol jagung dengan

perbandingan 3:1 diketahui nilainya sebesar 2,45 kg/cm² dan untuk perbandigan 5:1 sebesar 1,18 kg/cm². Rendahnya nilai kuat tekan dari briket tongkol jagung ini dipengaruhi oleh proses pencetakan secara manual. Tinggi rendahnya nilai kuat tekan briket akan berpengaruh terhadap masa simpan briket. Rendahnya nilai kuat tekan akan membuat briket menjadi rapuh dan mudah hancur bila mengalami benturan.

7. RendemenBerdasarkan hasil pembuatan briket dengan bahan baku tongkol jagung, dengan

bahan baku sebanyak 3 kilogram tongkol jagung yang telah dikarbonisasi dan dicetak dihasilkan briket tongkol jagung sebanyak 300 gram. Sesuai dengan perhitungan rendemen maka didapat nilai rendemen untuk briket tongkol jagung sebesar 10%.

4.3 Karakteristik Briket Tongkol Jagung

Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan dilaboratorium uji dan laboratorium mekanika tanah tekMIRA, dengan variasi nilai perekat pada briket arang tongkol jagung diketahui karakteristik dari masing-masing briket seperti pada tabel dibawah ini:

Tabel 4.1 Karakteristik briket tongkol jagung.

Jenis briket Sifat-sifat briketKadar air Kadar abu Kadar zat terbang Karbon terikat Nilai Kalor Kuat Tekan

perbandingan 3:1 10,98 % 5,8 % 18,09 % 64,43 % 5752 kal/grperbandingan 5:1 9,36 % 6,5% 27,98 % 63,48 % 5822 kal/gr

2,45 kg/cm²1,18 kg/cm²

Untuk perbandingan karakteristik briket arang tongkol jagung dengan standar briket yang telah ada dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel 4.2 Perbandingan karakteristik briket

KarakteristikBriket Batu Bara

Jepang Inggris USA SNI TJ 3:1 TJ 5:1Kadar air (%) 6-8 3-4 6 8 10,98 9,36

Kadar abu (%) 5-7 8-10 16 8 5,8 6,5Kadar zat terbang (%) 15-30 16,4 19-28 15 18,09 27,98

Karbon terikat (%) 60-80 75 60 77 64,43 63,48Kuat tekan (kg/cm²) 60 12,7 62 - 2,45 1,18Nilai Karbon (kal/gr) 5000-6000 5870 4000-6500 5000 5752 5822

33

Keterangan :

TJ 3:1 = Briket arang tongkol jagung dengan perbandingan perekat 3:1

TJ 5:1 = Briket arang tongkol jagung dengan perbandingan perekat 5:1

SNI sesuai dengan nilai yang tercantum pada SNI no. 1/6235/2000

Dari tabel perbandingan karakteristik diatas diketahui bahwa secara umum nilai-nilai karakteristik briket tongkol jagung setara dengan standar briket yang telah ada, namun beberapa nilai ada yang diatas maupun dibawah standar, hal ini disebabkan oleh pemilihan bahan baku yang berbeda serta proses karbonisasi dan pencetakannya. Untuk karakteristik kuat tekan nilainya berada jauh dibawah standar, karena pada proses pencetakan briket dilakukan secara manual, sehingga kerapatan yang didapatkan masih belum maksimal.

Karakteristik pembakaran dari briket tongkol jagung, baik untuk perbandingan 3:1 dan 5:1 membutuhkan waktu untuk pembakaran yang cukup lama. Waktu yang dibutuhkan untuk briket dengan perbandingan 3:1 untuk mulai terbakar sekitar 4 menit 13 detik, dan untuk perbandingan 5:1 waktunya 3 menit 56 detik. Hal ini dikarenakan nilai kadar air yang tinggi, namun setelah briket menyala, waktu penyalaan cukup panjang berkisar antara 10 sampai dengan 15 menit dan sedikit menghasilkan asap. Hal itu disebabkan karena tingginya nilai zat terbang yang dimiliki oleh briket tongkol jagung. Hasil dari pembuatan dan pengujian briket belum seutuhnya optimal karena kualitas briket masih dapat ditingkatkan dengan proses karbonisasi yang lebih sempurna serta proses pencetakan yang lebih baik.

34

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pembuatan briket arang tongkol jagung dengan perekat kanji (tepung tapioka)

yang selanjutnya dilakukan pengujian, dan analisa data dalam penelitian ini, maka dibuatlah

kesimpulan:

1. Briket tongkol jagung dengan perekat kanji (tepung tapioka) telah berhasil dibuat dengan

pencetakan manual, berbentuk silinder pejal, sedangkan diameter briket 27,5 mm dan

tingginya 67,5 mm.

2. Hasil analisis Proximasi (sifat thermal) diperoleh nilai kadar air (moisture) 10,98 %, kadar

abu (ash) 5,8%, volatile matter 18,09%, fixed karbon (FC) 64,43 %, dan nilai kalor briket

arang tongkol jagung dengan perbandingan perekat 3:1sebesar 5752 kal/gr.

3. Hasil analisis Proximasi (sifat thermal) diperoleh nilai kadar air (moisture) 9,36 %, kadar abu

(ash) 6,5%, volatile matter 27,98%, fixed karbon (FC) 63,48%, dan nilai kalor briket arang

tongkol jagung dengan perbandingan perekat 5:1 sebesar 5822 kal/gr

4. Hasil pengujian fisik briket, diperoleh nilai kuat tekan briket dengan perbandingan 3:1

sebesar 2,45 kg/cm² dan untuk perbandingan 5:1 sebesar 1,18 kg/cm².

5. Briket tongkol jagung dengan perbandingan perekat 3:1 dan perbandingan perekat 5:1

memenuhi standar briket SNI

5.2 Saran

Sebaiknya dilakukan hal-hal berikut :

1. Proses karbonisasi dilakukan terus-menerus hingga tidak dihasilkan asap.

2. Pada saat pengeringan bahan baku dan penjemuran briket harus dilakukan dengan baik

( 2-3 jam dibawah sinar matahari).

3. Bahan baku di takar sebelum di masukkan kedalam tabung pembakaran pada saat proses

karbonasi dilakukan.

4. Pengujian terhadap sampel briket dilakukan berkali-kali agar didapat nilai yang akurat.

35

5. Sebaiknya pada saat pengadukan adonan dilakukan perlahan-lahan agar adonan

tercampur secara merata.

6. Pencetakan briket menggunakan alat pencetakan agar kerapatan dan nilai kuat tekan

briket lebih tinggi.