Pembuatan Biobriket dari Tempurung Kemiri sebagai Bahan ... · Pembuatan Biobriket dari Tempurung...

Pembuatan Biobriket dari Tempurung Kemiri sebagai Bahan Bakar Alternatif

Disusun oleh :Alief Nasrullah Pramana 2306 030 043

Shendy Gilang Pradana2306 030 062

Dosen Pembimbing :Ir. Dyah Winarni Rahaju, MT

Latar Belakang MasalahPemakaian bahan

bakar fosil semakinmeningkat

Jumlah cadanganbahan bakar fosilsemakin menipis

Bahan bakar fosilmenyebabkan

pemanasan global

Pengembangansumber energi

terbarukan

Energibiomass

Biobriket

BiobriketBiobriket adalah bahan bakar yang berwujudpadat dan berasal dari sisa-sisa bahan organikyang telah mengalami proses pemampatan dengandaya tekan tertentu.

Tempurung KemiriTempurung kemiri merupakan salah satu biomass

yang bisa dimanfaatkan untuk pembuatan briket

Bahan Oksidator (KMnO4)Kalium permanganat (KMnO4) merupakanoksidator kuat alkali kaustik yang akan terdisosiasidalam air membentuk ion permanganat (MnO4

‾)

dan mangan oksida (MnO2).

Bahan Perekat (Starch)

Starch adalah karbohidrat kompleks yang sulitlarut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Merupakan polimer alami yang termasuk jenis polisakarida dengan rumus kimia (C6H10O5)n.

Penelitian Terdahulu Eugenius Manukule (2008) telah membuat briket dari tempurung

kemiri karena begitu banyak limbah tempurung kemiri dikampungnya di Kelurahan Rana Loba, Kecamatan Borong,Kabupaten Manggarai Timur. Bahan-bahannya hanya berupaarang kemiri, tepung tapioka dan tanah liat. Komposisimembuat briket adalah arang kemiri yang sudah dihancurkan(nyaris halus) 90 persen, tepung tapioka (sebagai pengerat) limapersen dan tanah liat lima persen. Manukule mengatakan, hasiluji yang sudah dilakukannya mendapat hasil dimanapenggunaan satu liter minyak tanah hanya untuk sekitar satujam memasak, sementara briket tempurung kemiri ini antaratiga jam hingga enam jam.

Variabel yang DigunakanKomposisi campuran biobriket

- Tempurung kemiri : 80%, 80%, 80%- Adhesive (starch) : 5%, 10%, 15%- KMnO4 : 15%, 10%, 5%

Variabel bentuk :- Gepeng bulat- Gepeng lubang

Variabel mesh :- 80- 120- 160

Diagram Blok Proses Pembuatan Biobriket

Tempurung kemiri halus

Tempurung kemiri basah

Tempurung kemiri kecil

KMnO4

ALAT PENGHANCUR

PENGERING

Tempurung kemirikering

ALAT PRESS

Larutan kanji

PENGERING

Produk biobriket kering

Biobriket basah

ALAT PENGAYAK

Pembuatan larutan kanji ALAT PENCAMPUR

Recycle

Gambar alat yang digunakan dalam pembuatan biobriket

Alat penghancur Alat pengayak

Alat Pengepress

GAMBAR ALAT ANALISA PROXIMATE BIOBRIKET

Oven Furnance

Desikator Bomb Calorimeter

HASIL INOVASI

No. SifatTempurung

kemiri1. Kadar air (%) 8,0

2. Kadar abu (%) 21,7

3. Volatile Matter (%) 66,2

4. Fixed carbon (%) 4,1

Tabel IV.1.1 Hasil uji proximate bahan baku

Tabel IV.1.2 Hasil uji nilai kalor untuk bahan baku pembuatan biobriket

No. Nama bahan baku Nilai kalor (kal/g)

1. Tempurung kemiri 3510,202

Tabel IV.1.3 Hasil analisa perbandingan kadar air biobriket dengan kadar air biobriket pasaran

VariabelKadar

Air(%)

Biobriket pasaran% Berat

Mesh BentukStarch KMnO4

15 5 80 Bulat gepeng 7.13 5

15 5 80 Bulat lubang 7.21 5

15 5 120 Bulat gepeng 7.16 5

15 5 120 Bulat lubang 7.19 5

15 5 160 Bulat gepeng 7.24 5

15 5 160 Bulat lubang 7.18 5

10 10 80 Bulat gepeng 7.22 5

10 10 80 Bulat lubang 7.25 5

10 10 120 Bulat gepeng 7.17 5

10 10 120 Bulat lubang 7.28 5

10 10 160 Bulat gepeng 7.29 5

10 10 160 Bulat lubang 7.32 5

5 15 80 Bulat gepeng 7.31 5

5 15 80 Bulat lubang 7.35 5

5 15 120 Bulat gepeng 7.34 5

5 15 120 Bulat lubang 7.32 5

5 15 160 Bulat gepeng 7.33 5

5 15 160 Bulat lubang 7.36 5

Tabel IV.1.4 Hasil analisa perbandingan kadar abu biobriket dengan kadar abu biobriket pasaran

VariabelKadar Abu(%)

Biobriket pasaran% Berat


15 5 80 Bulat gepeng 29.44 16.14

15 5 80 Bulat lubang 29.53 16.14

15 5 120 Bulat gepeng 29.97 16.14

15 5 120 Bulat lubang 30.14 16.14

15 5 160 Bulat gepeng 30.67 16,14

15 5 160 Bulat lubang 30.93 16.14

10 10 80 Bulat gepeng 31.74 16.14

10 10 80 Bulat lubang 31.83 16.14

10 10 120 Bulat gepeng 32.91 16.14

10 10 120 Bulat lubang 33.04 16.14

10 10 160 Bulat gepeng 33.28 16.14

10 10 160 Bulat lubang 33.37 16.14

5 15 80 Bulat gepeng 34.26 16.14

5 15 80 Bulat lubang 34.31 16.14

5 15 120 Bulat gepeng 34.52 16.14

5 15 120 Bulat lubang 34.86 16.14

5 15 160 Bulat gepeng 35.16 16.14

5 15 160 Bulat lubang 35.32 16.14

Tabel IV.1.5 Hasil analisa perbandingan volatile matter dan fixed carbon pada biobriket.

VariabelVolatille Matter

(%)

Fixed Carbon

(%)% Berat


15 5 80 Bulat gepeng 55.8 7.63

15 5 80 Bulat lubang 55.6 7.66

15 5 120 Bulat gepeng 55.3 7.57

15 5 120 Bulat lubang 55.1 7.57

15 5 160 Bulat gepeng 54.7 7.39

15 5 160 Bulat lubang 54.2 7.69

10 10 80 Bulat gepeng 53.6 7.44

10 10 80 Bulat lubang 53.3 7.62

10 10 120 Bulat gepeng 53.1 6.82

10 10 120 Bulat lubang 52.9 6.78

10 10 160 Bulat gepeng 52.7 6.73

10 10 160 Bulat lubang 52.4 6.91

5 15 80 Bulat gepeng 51.8 6.63

5 15 80 Bulat lubang 51.5 6.84

5 15 120 Bulat gepeng 51.2 6.94

5 15 120 Bulat lubang 50.8 7.02

5 15 160 Bulat gepeng 50.6 6.91

5 15 160 Bulat lubang 50.3 7.02

Tabel IV.1.6 Hasil analisa nilai kalor pada biobriket.Variabel

Nilai Kalor% BeratMes

h BentukTempurung kemiri

Starch

KMnO4

80 15 5 80 Bulat gepeng 4040.444

80 15 5 80 Bulat lubang 4045.746

80 15 5 120 Bulat gepeng 4207.47

80 15 5 120 Bulat lubang 4255.192

80 15 5 160 Bulat gepeng 4340.031

80 15 5 160 Bulat lubang 4355.938

80 10 10 80 Bulat gepeng 4618.408

80 10 10 80 Bulat lubang 4756.271

80 10 10 120 Bulat gepeng 4941.855

80 10 10 120 Bulat lubang 4952.46

80 10 10 160 Bulat gepeng 5031.997

80 10 10 160 Bulat lubang 5124.789

80 5 15 80 Bulat gepeng 5278.559

80 5 15 80 Bulat lubang 5222.884

80 5 15 120 Bulat gepeng 5554.285

80 5 15 120 Bulat lubang 5896.291

80 5 15 160 Bulat gepeng 6047.41

80 5 15 160 Bulat lubang 6140.202

Tabel IV.1.7 Hasil uji laju pengurangan massa pada biobriket

VariabelWaktu

pembakaran (s)

Sisa pembakaran

(g)% Berat


15 5 80 Bulat gepeng 594,5 4,929

15 5 80 Bulat lubang 593,2 4,936

15 5 120 Bulat gepeng 585,6 4,951

15 5 120 Bulat lubang 582,2 4,962

15 5 160 Bulat gepeng 579,9 4,988

15 5 160 Bulat lubang 572,8 4,994

10 10 80 Bulat gepeng 530,2 5,013

10 10 80 Bulat lubang 526,1 5,017

10 10 120 Bulat gepeng 522,7 5,024

10 10 120 Bulat lubang 518,4 5,109

10 10 160 Bulat gepeng 517,3 5,097

10 10 160 Bulat lubang 513,1 5,112

5 15 80 Bulat gepeng 499,2 5,231

5 15 80 Bulat lubang 496,4 5,229

5 15 120 Bulat gepeng 492,1 5,253

5 15 120 Bulat lubang 491,4 5,279

5 15 160 Bulat gepeng 483,7 5,292

5 15 160 Bulat lubang 481,9 5,304

Biobriket dengan variabel

(% berat)Variabel

meshVariabel bentuk

Laju pengurangan massa (g/s)

Starch KMnO4

15 5 80 Bulat gepeng 0,00829

15 5 80 Bulat lubang 0,0083

15 5 120 Bulat gepeng 0,00845

15 5 120 Bulat lubang 0,00852

15 5 160 Bulat gepeng 0,0086

15 5 160 Bulat lubang 0,00871

10 10 80 Bulat gepeng 0,00945

10 10 80 Bulat lubang 0,00953

10 10 120 Bulat gepeng 0,00961

10 10 120 Bulat lubang 0,00985

10 10 160 Bulat gepeng 0,00985

10 10 160 Bulat lubang 0,00996

5 15 80 Bulat gepeng 0,01047

5 15 80 Bulat lubang 0,01053

5 15 120 Bulat gepeng 0,01067

5 15 120 Bulat lubang 0,01074

5 15 160 Bulat gepeng 0,01094

5 15 160 Bulat lubang 0,011

Grafik Hasil PenelitianHubungan antara % KMnO4 dengan waktu pembakaran

0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20

% KMnO4

wakt

u pe

mba

kara

n Mesh80;Bulat GepengMesh80;Bulat LobangMesh120;Bulat GepengMesh120;Bulat LobangMesh160;Bulat GepengMesh160;Bulat Lobang

Hubungan antara % KMnO4 dengan sisa pembakaran

4,900

4,950

5,000

5,050

5,100

5,150

5,200

5,250

5,300

5,350

0 5 10 15 20

% KMnO4

sisa p

emba

kara

n Mesh80;Bulat GepengMesh80;Bulat LobangMesh120;Bulat GepengMesh120;Bulat LobangMesh160;Bulat GepengMesh160;Bulat Lobang

Hubungan antara % KMnO4 dengan laju pengurangan massa

00.0020.0040.0060.008

0.010.0120.0140.0160.018

0.02

0 5 10 15 20

% KMnO4

laju

pen

gura

ngan

mas

sa

Mesh80;Bulat GepengMesh80;Bulat LobangMesh120;Bulat GepengMesh120;Bulat LobangMesh160;Bulat GepengMesh160;Bulat Lobang

Hubungan antara % KMnO4 dengan HV

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 5 10 15 20

% KMnO4

HV

Mesh80;Bulat GepengMesh80;Bulat LobangMesh120;Bulat GepengMesh120;Bulat LobangMesh160;Bulat GepengMesh160;Bulat Lobang

NERACA MASSA

PENGERINGTempurung

kemiri basahTempurung kemiri kering

H2O + Zat ekstraktif

Bahan Masuk Bahan Keluar

Komponen Massa (gr) Mol Komponen Massa

(gr) Mol

Aliran 1Tempurung kemiri basah:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O

30127729464280

0.09950.50270.19030.50.72314.44

Aliran 3Tempurung kemiri kering:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2OAliran 2H2OZat Ekstraktif

30127729464.223

5737.8

0.09950.50270.19030.50.07231.2778

3.16670.6508

Total 1000 6.5 Total 1000 6.5

ALAT PENGHANCUR


Tempurung kemiri kering

Recycle dari alat pengayak



(gr) Mol

<3>Tempurung kemiri kering:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O<4>Recycle dari alat pengayak-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O

30127729464.223

27.2524.9926.615.433.82.44

0.09950.50270.19030.50.07231.2778

0.0090.04530.01720.45250.06540.1355

<5>Tempurung kemiri kecil:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O

328301.99320.6111.436.6425.44

1.0850.5480.20750.95250.13771.4133

Total 995.72 3.3675 Total 995.72 3.3675

ALAT PENGAYAK Tempurung kemiri halus


Recycle ke alat penghancur



(gr) Mol

<5>Tempurung kemiri kecil:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O

328301.99320.6111.436.6425.44

1.0850.5480.20750.95250.13771.4133

<6>Tempurung kemiri halus:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O<4>Recycle ke alat penghancur-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O

30127729464.223

27.2524.9926.615.433.82.44

0.09950.50270.19030.50.07231.2778

0.0090.04530.01720.45250.06540.1355

Total 995.72 3.3675 Total 995.72 3.3675

PEMANAS Larutan Starch

Starch

H2O



(gr) mol

<7>Starch :-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak<8>H2O

2.8520.640.120.14

163.75

0.15830.12740.00820.0008

9.0972

<9>Larutan starch-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak

166.620.64

0.120.14

9.25550.12740.00820.0008

Total 187.5 9.3919 Total 187.5 9.3919

ALAT PENCAMPUR Campuran biobriket

Larutan starch

Tempurung kemiri halus

KMnO4


Komponen Massa (g) Mol Komponen Massa

(g) Mol

<6>Tempurung kemiri halus:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O<9>Larutan Starch-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak<10>KmnO4

30127729464.223

166.620.640.120.14

62.5

0.09950.50270.19030.50.07231.2778

9.25550.12740.00820.0008

0.1063

<11>Campuran Biobriket-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4

30127729464.2189.620.640.120.1462.5

0.09950.50270.19030.50.072310.53330.12740.00820.00080.1063

Total 1155.2 12.1408 Total 1155.2 12.1408

PENGERING Biobriket kering

Biobriket basah

H2O



(gr) Mol

<12>Biobriket basah-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4

30127729464.2189.620.640.120.1462.5

0.09950.50270.19030.50.072310.53330.12740.00820.00080.1063

<13>H2O<14>Biobriket kering-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4

93.34

30127729464.296.2620.640.120.1462.5

5.1855

0.09950.50270.19030.50.07235.34780.12740.00820.00080.1063

Total 1155.2 12.1408 Total 1155.2 12.1408

NERACA PANAS

PENGERINGTempurung

kemiri basahTempurung kemiri kering

H2O + Zat Ekstraktif

Masuk (t 30°C) ΔT= 30 - 25 = 5

Komponen Massa (gr) mol Fraksi

mol Cp ΔH

( 1 )Tempurung kemiri basah:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O( 4 )Q supply

30127729464280

0.09950.50270.19030.50.72314.44

0.01540.07790.02950.07740.11200.6877

0.320.56040.59160.652.210.9987

481.6776.154869.65219.5464.1399.48

49492.47

Total 1000 6.4556 52502.956

Keluar (T=105°C) ΔT= 105 - 25 = 80


mol Cp ΔH

( 3 )Tempurung kemiri kering:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O( 2 )Zat yang teruapkan :-Zat Ekstraktif-H2-OQ losses

30127729464.223

5737.8

0.09950.50270.19030.50.07230.6508

3.16670.6508

0.01540.07790.02950.07740.01120.1008

0.54290.1116

0.320.56040.59160.652.210.9987

2.210.9987

7705.612418.46413914.432312742.561837.608

10077.63020.0692474.623

Total 1000 52502.956

Q losses

Q supply

PEMANASStarch + H2O Larutan

starch

Q losses

Q supply

Masuk (T=30°C) ΔT= 30 – 25 = 5

Komponen Massa (gr) Mol Fraksi

molCp

J/g°C BM ΔH

( 7 )Starch :-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak( 8 )Q Supply

2.8520.640.120.14

0.15830.12740.00820.0008

0.01950.01360.00080.0001

0.99871.491.951.28

1816214.6175

14.23153.81.17

0.896

8138.84

Total 187.5 9.3919 8308.96

Keluar (T=65°C) ΔT= 65 – 25 = 40

Komponen Massa (gr) Mol Fraksi

molCp

J/g°C BM ΔH

( 9 )Starch :-H2O-Karbohidrat-Protein-LemakQ losses

166.620.640.120.14

9.25550.12740.00820.0008

0.98550.01360.00080.0001

0.99871.491.951.28

1816214.6175

6655.341230.14

9.367.168

406.94

Total 187.5 9.3919 1 8308.96

PENGERINGBiobriket basah Biobriket kering

H2O

Q losses

Q supply

Masuk(T=30°C) ΔT=30 – 25 = 5


molCpJ/g° ΔH

<12>Biobriket basah-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4( 15 )Q supply

301277294

64.2

189.620.640.120.1462.5

0.09950.50270.19030.50.072310.5330.12740.00820.00080.1063

0.00820.04140.01570.04120.00600.86750.01050.00070.00010.0087

0.320.56040.59160.652.210.99871.491.951.280.588

481.6776.154869.65219.546.41946.7676153.7681.170.896183.75

54942.12

Total 1155.2 12.1408 1 58421.786

Keluar(T=105°C) ΔT=105 – 25 = 80


molCpJ/g° ΔH

<13>H2O<14>Biobriket kering-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4Q losses

93.34

301277294

64.2

96.2620.640.120.1462.5

5.1855

0.09950.50270.1903

0.50.07235.34780.12740.00820.00080.1063

0.421

0.00820.04140.01560.04120.00600.44050.01050.00070.00010.0087

0.9987

0.320.56040.59160.652.210.99871.491.951.280.588

7457.493

7705.612418.46413914.432312742.567690.7892460.28818.7214.33629402747.106

Total 1155.2 12.1408 1 58421.786

ANGGARAN BIAYA

NO Item % Biaya (Rp)

12

PeralatanLahan

(E)2E

10.000.00020.000.000

Total Direct Plant Cost 30.000.000


123

Bahan BakuTenaga Kerja (2 orang)Biaya Utilitas:

ListrikAir

--

30%E-

525.0004.000.000

3.000.0001.000.000

Total Biaya Produksi Langsung 8.525.000


1 Biaya pengiriman dan pengemasan - 1.600.000

Total Biaya Produksi Tidak Langsung 1.600.000

Harga Pokok ProduksiSatu kali produksi dihasilkan 1000 Kg/hariJumlah produksi per minggu 7.000 Kg

Harga pokok = Biaya produksi totaljumlah produksi per minggu

= 50.791.139 / 7.000= 7.255,877 /Kg

Harga jual dipasaran 8.000 /KgHasil penjualan per minggu = jumlah produksi * harga jual

= 7.000 * 8.000= 56.000.000

Keuntungan per minggu= Hasil penjualan per minggu – biaya produksi total= 56.000.000 - 50.791.139= 5.208.861Pertimbangan UsahaBEP Produksi = biaya produksi total

Harga jual= 50.791.139/8.000

= 6.349 kgArtinya titk impas usaha tercapai pada saat produksi mencapai 6.349 kgBEP Harga = Biaya produksi total

Jumlah Produksi per minggu= 50.791.139/7.000= 7.255,877

Artinya titk impas harga tercapai pada saat harga

mencapai Rp. 7.255,877

KESIMPULAN

Laju pengurangan massa dipengaruhi oleh kadar abu dan volatilematter bahan baku dan penambahan oksidator. Laju penguranganmassa tercepat diperoleh dari 15% penambahan KMnO4 sebesar0,011 g/s dan laju pengurangan massa terlama diperoleh dari 5%penambahan KMnO4 yaitu sebesar 0,00829 g/s.

Nilai kalor terbesar diperoleh dari 15% penambahan KMnO4 yaitu6140,202 cal/gr dan nilai kalor terkecil diperoleh dari 5%penambahan KMnO4 yaitu sebesar 4040,444 cal/gr. Biladibandingkan dengan briket batubara (5000 – 6000 cal/g) nilai kalortempurung kemiri jauh lebih besar.

TERIMA KASIH

Pembuatan Biobriket dari Tempurung Kemiri sebagai Bahan ... · Pembuatan Biobriket dari Tempurung...

Documents

Transcript of Pembuatan Biobriket dari Tempurung Kemiri sebagai Bahan ... · Pembuatan Biobriket dari Tempurung...