PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA...

39
PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA DENGAN METODE CETAK PANAS DENGAN TREATMENT KARBONISASI SKRIPSI diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Oleh Adi Arfan Firmansyah NIM 5212412002 TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2019

Transcript of PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA...

Page 1: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP

KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI

POHON KELAPA DENGAN METODE CETAK PANAS

DENGAN TREATMENT KARBONISASI

SKRIPSI

diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin

Oleh

Adi Arfan Firmansyah

NIM 5212412002

TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2019

Page 2: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

ii

Page 3: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

iii

Page 4: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

iv

Page 5: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Sukses adalah

Saat persiapan dan kesempatan bertemu .

PERSEMBAHAN

1. Orang tua yang selalu memberikan doa dan dukungan

2. Teman-teman keluarga Teknik Mesin UNNES

Page 6: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

vi

SARI

Adi Arfan Firmansyah. 2019. “Pengaruh Variasi Tekanan Terhadap Karakteristik Briket

Serbuk Gergaji Pohon Kelapa Dengan Metode Cetak Panas Dengan Treatment

Karbonisasi”. Skripsi. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Univesitas Negeri

Semarang. Danang Dwi Saputro, S.T, M.T

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui

karakteristik briket serbuk gergaji pohon kelapa yang telah mengalami proses karbonisasi

dengan variasi tekanan cetak yaitu 200kg/cm2, 300kg/cm2, 400kg/cm2. Pengaruh variasi

temperatur cetak briket kayu kelapa dilihat darikarakteristik briket yang dihasilkan dengan

cara pengujian kimia, fisik dan mekanik pada briket.

Sebelum proses cetak briket, serbuk kayu kelapa diberikan perlakuan treatment

yaitu karbonisasi. Karbonisasi dilakukan di dalam furnace dengan temperatur 4000C

selama 4 jam. selanjutnya serbuk kayu diayak sampai lolos mesh 60 dan tertahan mesh

80. Bahan baku briket sebelum proses pembriketan dilakukan pengujian sifat kimia yaitu

denganmenggunakan uji analisis proksimat. Pembriketan dilakukan dengan variasi cetak

tekan 200kg/cm2, 300kg/cm2, 400kg/cm2.

Hasil dari uji proximate bahan baku mendapatkan karakteristik bahan baku

yang sebelumnya sudah di arangkan, diantaranya nilai kalor sebesar 5391,5

kal/grdengan kadar air sebesar 0,44%. Briket dengan tekanan cetak 300

kg/cm2memiliki nilai tekan tertinggi yaitu sebesar 43,67kgf sedangkan nilai densitas

tertinggi didapatkan pada briket dengan cetak tekan 400 kg/cm2sebesar 1,12 kg/cm3.

Laju pembakaran terbaik briket didapatkan nilai pengurangan masa briket

0,083gr/menit pada variasi tekanan cetak 400 kg/cm2.

Kata kunci : Briket, Variasi tekanan cetak, Karakteristik, Karbonisasi, Serbuk

gergaji pohon kelapa.

Page 7: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

vii

PRAKATA

Segala puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT. yang

telah melimpahkan rahmat, taufik dan hidayah-Nya,sehingga penulis dapat menyusun

dan menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Variasi Tekanan Terhadap

Karakteristik Briket Serbuk Gergaji Pohon Kelapa Dengan Metode Cetak Panas Dengan

Treatment Karbonisasi”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu persyaratan meraih gelar

Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik MesinS1 Universitas Negeri Semarang.

Shalawat dan salam disampaikan kepada Nabi Muhammad SAW, mudah-mudahan kita

semua mendapatkan safaat-Nya di yaumil akhirnanti, Amin.

Penyelesaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena

itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih serta penghargaan

kepada:

1. Kedua orang tua dan keluarga yang senantiasa selalu memberikan doa agar penulis

diberikan kemudahan, kelancaran, dan selalu memberi semangat kepada penulis.

2. Prof. Dr. Fathur Rahman, M.Hum., selaku Rektor di Universitas Negeri Semarang

3. Dr. Nur Qudus, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

4. Rusiyanto, S.Pd., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri

Semarang.

5. Samsudin Anis, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Prodi Teknik Mesin S1 Universitas

Negeri Semarang.

6. Danang Dwi Saputro S.T.,M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan

bimbingan, arahan, motivasi dan saran kepada penulis .

7. Kriswanto, S.Pd, M.T, selaku Dosen Penguji 1 yang telah memberikan bimbingan,

arahan, motivasi dan saran kepada penulis

Page 8: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

viii

8. Dr. Rahmat Doni Widodo, S.T, M.T, selaku Dosen Penguji 2 yang telah

memberikan bimbingan, arahan, motivasi dan saran kepada penulis

9. Satrio Hudi Asrori, S.T., yang telah memberi bantuan, motivasi dan ilmu kepada

penulis

10. Johan Priatna, sebagai patner skripsi dan tim briket yang telah memberikan ilmu

dan bantuan dalam segala proses penelitian

11. Semua teman-teman Prodi Teknik Mesin S1 Universitas Negeri Semarang yang

telah mendukung dan memberikan semangat, serta memberikan bantuan untuk

penulis.

12. Semua pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Penulis berharap agar kedepennya penelitian ini dapat dijadikan data base yang

dapat bermanfaat bagi masyarakat dan menambah wawasan bagi pembaca.

Semarang, 15 Juni 2019

Penulis

Page 9: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

ix

DAFTAR ISI

Halaman

SAMPUL/ COVER .. ……………………………......………………….……………… i

PERSETUJUAN PEMBIMBING……………………………………………………….ii

PENGESAHAN ............................................................................................................... iii

PERNYATAAN KEASLIAN.…………………………………………………………..iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN .................................................................................... v

SARI ................................................................................................................................ vi

PRAKATA ...................................................................................................................... vii

DAFTAR ISI .................................................................................................................... ix

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ................................................................. xii

DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................... xv

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

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

1.2. Identifikasi Masalah ........................................................................................... 4

1.3. Pembatasan Masalah .......................................................................................... 4

1.4. Rumusan Masalah .............................................................................................. 4

1.5 Tujuan Penelitian................................................................................................ 5

1.6 Manfaat Penelitian.............................................................................................. 6

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ............................................. 7

2.1 Kajian Pustaka .................................................................................................... 7

2.1.1 Variasi tekanan cetak briket ............................................................................... 7

2.1.2 Karbonisasi ......................................................................................................... 8

2.2 Landasan Teori ................................................................................................... 9

2.2.1 Teori pembakaran bahan bakar padat................................................................. 9

Page 10: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

x

2.2.2 Biomassa ............................................................................................................ 9

2.2.3 Pengertian briket .............................................................................................. 10

2.2.4 Serbuk gergaji kayu .......................................................................................... 10

2.2.5 Kayu Glugu (Pohon kelapa) ............................................................................ 11

2.2.6 Faktor yang mempengaruhi karakteristik pembakaran biobriket ..................... 12

2.2.6.1 Syarat pembuatan briket ............................................................................ 13

2.2.6.2 Karakteristik briket .................................................................................... 14

2.2.6.3 Kadar Air ................................................................................................... 15

2.2.6.4 Densitas briket ........................................................................................... 16

2.2.6.5 Nilai kalor briket ........................................................................................ 17

2.2.6.6 Volatile matter ........................................................................................... 17

2.2.6.7 Kadar abu ................................................................................................... 18

2.2.6.8 Ketahanan briket ........................................................................................ 18

2.2.7 Karbonisasi ....................................................................................................... 19

2.3 Kerangka Pikir Penelitian................................................................................. 19

2.4 Hipotesis ........................................................................................................... 20

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................................. 21

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .......................................................................... 21

3.2 Desain Penelitian .............................................................................................. 22

3.2.1 Skema Penelitian .............................................................................................. 22

3.2.2 Diagram Alir .................................................................................................... 22

3.2.3 Prosedur Penelitian ........................................................................................... 24

3.2.3.1 Tahap persiapan penelitian .............................................................................. 24

3.2.3.2 Proses Pembuatan Briket ................................................................................. 24

3.2.3.3 Proses Pengujian Pembakaran ......................................................................... 25

3.3 Alat dan Bahan ................................................................................................. 25

3.4 Parameter Penelitian ......................................................................................... 27

Page 11: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

xi

3.5 Teknik Pengumpulan Data ............................................................................... 27

3.6 Kalibrasi Instrumen .......................................................................................... 28

3.7 Analisi Data ...................................................................................................... 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 30

4.1 Deskripsi Data .................................................................................................. 30

4.2 Analisa Data ..................................................................................................... 31

4.2.1 Nilai kalor ......................................................................................................... 31

4.2.2 Densitas dan Densitas Energi ........................................................................... 31

4.2.3 Uji Tekan .......................................................................................................... 33

4.2.4 Laju Pembakaran .............................................................................................. 35

4.3. Pembahasan ...................................................................................................... 37

4.3.1 Uji proximate.................................................................................................... 37

4.3.2 Nilai Kalor ........................................................................................................ 38

4.3.3 Densitas dan Densitas Energi ........................................................................... 39

4.3.4 Uji Tekan .......................................................................................................... 40

4.3.5 Laju Pembakaran .............................................................................................. 41

BAB V PENUTUP ......................................................................................................... 43

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

5.2 Saran ................................................................................................................. 44

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 45

Lampiran ......................................................................................................................... 47

Page 12: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

xii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

Simbol

Arti

Ρ

Masa jenis (kg/m3)

M

Massa (kg)

V

Volume (m3)

Q

Nilai kalor (kal)

C

Kalor jenis (kal/grC)

ΔT

Perbedaan temperatur (C)

Page 13: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel .......................................................................................................... Halaman

3.1Hasil Uji Proximate Serbuk Gergaji Kayu Kelapa ........................................... 29

4.1 Hasil Pengujian Briket Serbuk Gergaji Kayu Kelapa ...................................... 30

4.2. Uji Proximate terhadap Material Briket Serbuk Gergaji Kayu Kelapa

Treatment Karbonisasi .................................................................................... 30

Page 14: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

3.1 Skema Penelitian .............................................................................................. 22

3.2.(a) Bentuk Cetakan yang Digunakan (b)Alat Kompaksi Tekanan ................... 26

3.3. Timbangan Digital Penelitian ......................................................................... 26

3.4.Thermostat yang Digunakan dalam Penelitian ................................................ 27

3.4. Diagram Alir Penelitian .................................................................................. 23

4.1. Grafik Uji Densitas Briket Serbuk Gergaji Pohon Kelapa dengan

Treatment Karbonisasi pada Tekanan Kompaksi yang Divariassikan............ 31

4.2.Nilai Densitas Energi Briket pada Variasi Tekanan Kompaksi ....................... 33

4.3. Grafik Hasil Uji Tekan Briket Serbuk Kayu Kelapa

Treatment Karbonisasi pada Tekanan Kompaksi yang Divariassikan............ 34

4.4. Grafik Laju Pembakaran Briket Serbuk Kayu Kelapa

Treatment Karbonisasi .................................................................................... 35

Page 15: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 ............................................................................................................. 47

Lampiran 2 ............................................................................................................. 48

Lampiran 3 ............................................................................................................. 50

Lampiran 4 ............................................................................................................. 50

Lampiran 5 ............................................................................................................. 51

Lampiran 6 ............................................................................................................. 52

Lampiran 7 ............................................................................................................. 54

Lampiran 8 ............................................................................................................. 54

Page 16: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Data dari Direktur Jendral Energi Baru Terbarukkan dan Konservasi Enegi

(EBTKE) Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM ) melalui

Movanita (2018:1) cadangan energi fosil kian menipis. Cadangan batu bara saat itu

hanya 7,8-8,3 miliar ton dan stok minyak sebesar 3,7 miliar barrel. Secara tidak

langsung bahan bakar fosil tersebut akan mengalami kelangkaan dan habis dalam

kurun waktu 20 tahun kemudian. Menurut data tersebut pula dikhawatirkan

nantinya penggunaan bahan bakar tidak lagi memenuhi aspek penggunaan bahan

bakar berkelanjutan dan merata. Seperti yang telah diketahui untuk kembali mengisi

cadangan minyak bumi diperlukan waktu yang sangat lama, sedangkan kebutuhan

masyarakat akan energi tidak dapat ditunda.

Menipisnya minyak bumidan berbagai jenis energi fosil lainnya membuat

masyarakat terus mencari cara untuk mengantisipasi dan membuat terobosan, salah

satunya dengan memanfaatkan bahan bakar alternatif. Penggunaan bahan bakar

alternatif secara luas dimasyarakat bisa menjadi solusi dari krisis energi yang

sedang dihadapi saat ini. Bahan bakar alternatif yang saat ini dikembangkan juga

diharapkan lebih murah, dan ramah lingkungan, sehingga sesuai dengan program

untuk mengurangi pencemaran lingkungan dan bisa menarik minat masyarakat.

Page 17: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

2

Beberapa produk hasil pemanfaatan energi alternatif diantaranya briket, solar

cell, biodiesel dan sebagainya. Briket merupakan hasil konversi bahan baku padat

menjadi suatu bentuk hasil kompaksi yang lebih mudah untuk digunakan.

Sedangkan solar cell yang memanfaatkan energi sinar matahari menjadi tenaga

listrik memiliki keunggulan dalam pengurangan efek pencemaran. Biodiesel

mempunyai keunggulan, energi yang dihasilkan biodiesel memiliki jumlah yang

terus bisa diperbarui, tanpa harus melakukan eksplorasi yang memiliki efek

perusakan lingkungan lebih besar.

Bahan bakar jenis ini juga bisa didapatkan dengan memanfaatkan sampah

rumah tangga. Sampah rumah tangga dapat diolah menjadi pupuk kompos yang

digunakan dalam bidang holtikultura maupun oleuikultura (budidaya tanaman hias)

dan juga bisa dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatan biogas melalui proses

biokonversi energi.

Bahan bakar alternatif juga dapat menggunakan sampah rumah tangga,

sampah pertanian (biomasa). Selama ini petani untuk menangani sampah tersebut

hanya dengan membakarnya, tentunya hal tersebut akan menimbulkan

peermasahan baru bagi lingkungan. Serbuk gergaji merupakan limbah yang masih

jarang dimanfatkan oleh sebagian banyak orang, kebanyakan dari orang langsung

membuangnya tanpa mengetahui manfaatnya. Sebenarnya apabila para petani

mengetahui cara pemanfaatannya maka akan meminimalisir masalah lingkungan

yang timbul karena langsung membakar bahan bakunya contohnya dari membakar

bahan baku secara langsung tanpa mempertimbangkan efeknya terhadap

lingkungan sekitar.

Page 18: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

3

Dinilai dari aspek tersebut serbuk gergaji dapat dimanfaatkan menjadi bahan

baku briket. Briket yang dihasilkan nantinya dicetak menggunakan metode cetak

panas. Rhen dkk, 2005 dalam Saputro, 2012:395 menjelaskan, metode cetak panas

bertujuan untuk mengaktifkan perekat alami berupa lignin dan hemiselullosa yang

terdapat pada bahan bakunya. Perekat alami yang terdapat dalam biomassa dapat

diaktifkan dengan cara menaikan temperatur. Lignin bersifat amorphous

thermoplastic dan diaktifkan melalui tekanan kompaksi yang rendah dan

temperatur sekitar 600C-900C. Aktivasi perekat alami dengan tekanan kompaksi

tinggi dan menaikkan temperatur mampu untuk memproduksi briket dan pellet

yang mempunyai durabilitas tinggi. Meskipun demikian optimalisasi terhadap

efisiensi bahan bakar perlu dilakukan salah satunya dengan memberikan treatmen.

Salah satu treatmen yang dapat dilakukan sebagai bentuk optamalisasi yaitu

treatmen karbonisasi. Karboninasi merupakan proses pembakaran bahan baku

untuk menghasilkan arang sebelum bahan baku dicetak, atau secara tidak langsung

karbonisasi adalah pengarangan. Selain untuk meningkatkan rendemen produk

namun dengan diberikan proses karbonisasi, asap pembakaran briket juga akan

berkurang. Melalaui pre-treatmen yang dilakukan diharapkan optimalisasi briket

dapat tercapai sesuai harapan melalui peninjauan karakteristik briket. Karakteristik

briket yang akan ditinjau akan didapatkan melalui berbagi pengujian baik berupa

pengujian fisik, mekanik ataupun kimiawi dengan variasi tekanan 200 kg/cm2, 300

kg/cm2,400 kg/cm2.

Page 19: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

4

1.2. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan di atas,

penulis mengidentifikasi masalah-masalah yang ada dalam penelitian ini sebagai

berikut :

1. Energi fosil yang masih menjadi tumpuan masyarakat akan semakin berkurang.

2. Pengolahan limbah organik yang biasanya hanya dianggap sebagai sampah yang

tidak menguntungkan sebenarnya dapat dipergunakan kembali untuk keseharian.

3. Pemanfaatan limbah organik untuk menjadikanya sebuah bahan bakar yang

dapat dimanfaatkan oleh masyarakat salah satunya yaitu briket.

4. Optimalisasi briket diperlukan untuk menungkatkan kualitas dan nilai yang

dihasilkan.

1.3. Pembatasan Masalah

1. Menggunakan limbah serbuk gergaji pohon kelapa sebagai bahan baku dalam

pembuatan briket bioarang

2. Karakteristik briket bioarang secara kimia meliputi : kadar air, kadar abu, zat

mudah menguap, kadar karbon terikat dan nilai kalor. Uji fisis meliputi uji uji

nilai kalor, densitas, dan kadar air. Uji mekanis briket melalui uji durability dan

stability.

3. Metode pencetakan briket menggunakan metode cetak panas dengan variasi

tekanan cetak 200kg/cm2, 300kg/cm2, dan 400kg/cm2 dengan sebelumnya bahan

baku diberikan pre-treatment berupa pengarangan atu karbonisasi.

1.4. Rumusan Masalah

Page 20: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

5

Ditinjau dari latar belakang penelitian, masalah yang dirumuskan dalam

penelitian ini yaitu :

1. Bagaimana pengaruh variasi tekanan cetak panas terhadap karakteristik briket

karbonisasi ditinjau dari sifat fisik. Sifat fisik yang dimaksud diantaranya

pengujian terhadap nilai kalor bahan baku, densitas briket, dan kadar air bahan

baku.

2. Bagaimana pengaruh variasi tekanan cetak panas terhadap karakteristik briket

karbonisasi ditinjau dari sifat kimia. Sifat kimia yang dimaksud diantaranya

pengujian terhadap kadar abu, kadar karbon, dan kadar zat terbang bahan baku

3. Bagaimana pengaruh variasi tekanan cetak panas terhadap karakteristik briket

karbonisasi ditinjau dari sifat mekanik. Sifat mekanik yang dimaksud

diantaranya pengujian terhadap uji tekan briket.

4. Bagaimana pengaruh variasi tekanan cetak panas terhadap karakteristik briket

karbonisasi ditinjau dari laju pembakaran.

1.5 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai atau diketahui dari penelitian ini adalah untuk:

1. Mengetahui pengaruh variasi tekanan cetak panas terhadap karakteristik briket

karbonisasi ditinjau dari sifat fisik. Sifat fisik yang dimaksud diantaranya

pengujian terhadap nilai kalor bahan baku, densitas briket, dan kadar air bahan

baku.

2. Mengetahui pengaruh variasi tekanan cetak panas terhadap karakteristik briket

karbonisasi ditinjau dari sifat kimia. Sifat kimia yang dimaksud diantaranya

pengujian terhadap kadar abu, kadar karbon, dan kadar zat terbang bahan baku

Page 21: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

6

3. Mengetahui pengaruh variasi tekanan cetak panas terhadap karakteristik briket

karbonisasi ditinjau dari sifat mekanik. Sifat mekanik yang dimaksud

diantaranya pengujian terhadap uji tekan briket.

4. Mengetahui pengaruh variasi tekanan cetak panas terhadap karakteristik briket

karbonisasi ditinjau dari laju pembakaran.

1.6 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan beberapa manfaat diantaranya

untuk Ilmu Pengetahuan :

1. Mengetahui cara pembuatan briket secara teknis

2. Mengetahui karakteristik briket secara kimia,fisika dan ketahanan briket

3. Dapat mengetahui pengaruh bahan campuran (batubara) pada karakteristik

briket

Manfaat untuk masyarakat :

1. Menghasilkan bahan bakar alternatif dari sumber alam terbarukan

2. Menghasilkan produk bernilai ekonomis berupa briket bahan bakar dari limbah

serut pohon kelapa

3. Mengurangi ketergantungan akan bahan bakar minyak dengan adanya bahan

bakar

Page 22: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

7

BAB II

KAJIAN PSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Kajian Pustaka

2.1.1 Variasi tekanan cetak briket

Subroto dkk (2007:73-79) dalam penelitian briket kokas lokal dengan

variasi tekanan pengepresan Variasi penelitian yang digunakan adalah variasi

tekanan pembriketan, yaitu 100 kg/cm2, 150 kg/cm2, 200 kg/cm2 dan 250 kg/cm2.

Briket yang terbentuk kemudian dikeringkan secara alami untuk kemudian diuji

kuat tekan dan uji pembakaran. Karakteristik yang diuji dalam penelitian tersebut

yaitu nilai kekuatan mekanik dan laju pembakaran. Hasil penelitian menunjukkan

bahwa penambahan tekanan pembriketan akan menaikan nilai kekuatan mekanik

dan memperlambat waktu pembakaran, namun kenaikan ini akan mencapai titik

maksimal pada tekanan 150 kg/cm2 yaitu sebesar 18,939 kg/cm2 dan waktu

pembakaran selama 53 menit.

Penelitian lainnya mengenai variasi tekanan terhadap karakteristik briket

dilakukan oleh Saputro dan Widayat (2012: 394-400) dengan bahan bakubriket

yaitu limbah kayu sengon. Metode pembutan briket menggunakan cetak panas

dengan variai tekan sebesar 200 kg/cm2, 300 kg/cm2 dan 400 kg/cm2 dengan waktu

penahan 1 menit dan dibuat tanpa perekat dengan hasil densitas naik seiring dengan

naiknya tekanan kompaksi tetapi tidak berpengaruh terhadap nilai kalor briket

melainkan berpengaruh pada energi densitas.

Page 23: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

8

2.1.2 Karbonisasi

Muharyani, dkk (2012) dalam Putro (2015:283) melakukan penelitian tentang

karbonisasi jerami dan batu bara menggunakan furnace pada temperatur tertentu.

Batang jerami padi yang telah potong dimasukkan ke dalam furnace selama 15

menit temperatur 400-6000C. Karbonisasi batubara dilakukan dengan cara

memasukkan sampel batubara ke dalam furnace pada temperatur 400-6000C selama

45 menit.

Penelitian lainnya, yaitu Zendarson dkk (1999) dalam Surono (2010: 13-18)

mengkaji pengaruh temperatur karbonisasi terhadap kandungan karbon terikat

dalam arang yang dihasilkan dari ampas tebu. Hasilnya menunjukkan bahwa dalam

tahapan-tahapan kenaikan temperatur karbonisasi dari 320ºC sampai 600ºC

diperoleh kadar karbon yang semakin bertambah. Hasil yang sama ditunjukkan oleh

Debdoubi dkk(2005) dalam Putro (2015: 283) yang melakukan penelitian terhadap

briket dengan bahan tumbuhan esparto. Hasil penelitian ini menyimpulkan bahwa

nilai kalor meningkat seiring tingginya temperatur karbonisasi.

Setyopambudi (2015:2) menjelaskan bahwa, ukuran partikel sangat

berpengaruh terhadap densitas:

pengaruh komposisi dan ukuran serbuk briket batubara dan jerami

terhadap densitas. Penelitian tersebut memberikan hasil densitas

briket pada ukuran 35 mesh sebesar 0,6294 gram/cm³ dan pada

briket ukuran 50 mesh memiliki densitas sebesar 0,707 gram/cm³

dengan komposisi 100% jerami padi. Ukuran partikel briket sangat

mempengaruhi nilai densitas briket karena semakin besar ukuran

partikel briket menyebabkan ukuran pori-pori briket semakin besar

pula. Ukuran pori-pori briket yang semakin besar menyebabkan

briket akan lebih banyak menyimpan air namun karena proses

pengeringan pori-pori yang terisi air akan terisi oleh udara akibat

proses pengeringan tersebut, sehingga berat briket akan semakin

ringan. Jika berat briket semakin ringan dengan volume tetap maka

Page 24: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

9

densitas semakin kecil densitasnya karena densitas dipengaruhi oleh

berat briket per volume briket.

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Teori pembakaran bahan bakar padat

Secara umum pembakaran adalah proses reaksi kimia yang cepat antara

oksigen dan bahan bakar yang dapar terbakar dan menghasilkan kalor. Bahan bakar

padat umumnya memiliki beberapa komponen yang mengandung beberapa unsur

yaitu C, H, S. Bahan bakar padat memiliki reaksi pembakaran unsur sebagai

berikut:

C+O2 → C2O (2.1)

H+O2 → H2O (2.2)

S+O2 → S2O atau S+O2 → S3O (2.3)

2.2.2 Biomassa

Biomassa merupakan sumber energi terbarukan yang mengacu pada bahan

organik yang dihasilkan melalui proses fotosistesis. Sumber biomassa yang paling

umum adalah bahan bakar yang berasal dari tumbuhan seperti kayu dan daun.

Maryani dan Rumaji (2004:82) dalam Delima (2013:5) menyatakan,

biomasaa adalah limbah alam yang ada di bumi yang meliputi daun, kayu, akar,

buah-buahan dan limbah-limbah pertanian yang lain. Sampah biomassa dan sampah

pekarangan biasanya dapat dimanfaatkan untuk sumber energi bagi keperluan

rumah tangga khususnya untuk memasak, namun penggunaan sampah biomassa

secara langsung sebagai bahan bakar sebenarnya kurang efisien, oleh karena itu

sampah tersebut perlu diubah menjadi bahan bakar alternatif, misalnya dengan

mengubahnya menjadi briket..

Page 25: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

10

Jamilatun (2011:E04-2) dalam Delima (2013:5) Biomassa pada umumnya

mempunyai kadar zat menguap yang tinggi sehingga pembakarannya dimulai dari

temperatur yang rendah, penguapan umumnya terjadi pada temperatur rendah dan

hal ini mengindikasikan bahwa biomassa mudah dinyalakan dan dibakar, meskipun

pembakaran yang diharapkan terjadi sangat cepat dan bahkan sulit dikontrol.

2.2.3 Pengertian briket

Briket merupakan bahan bakar padat yang terbuat dari limbah organik,

limbah pabrik maupun dari limbah perkotaan. Bahan bakar padat ini merupakan

bahan bakar alternatif ataumerupakan pengganti bahan bakar minyak yang paling

murah dan dimungkinkan untuk dikembangkan secara masal dalam waktu yang

relatif singkat mengingat teknologi dan peralatan yang digunakan relatif sederhana.

Jamilatun( 2011:E04-1) dalam Delima (2013:8) menyatakan bahwa :

Briket dengan kulitas yang baik diantaranya memiliki tekstur yang

halus, tidak mudah pecah, keras, aman bagi manusia dan lingkungan

dan juga memiliki sifat-sifat penyalaan yang baik, diantaranya

adalah mudah menyala, waktu nyala cukup lama, tidak

menimbulkan jelaga, asap sedikit serta cepat hilang dan nilai kalor

yang cukup tinggi. Lama tidaknya menyala akan mempengaruhi

kualitas dan efisiensi pembakaran,semakin lama menyala dengan

nyala api konstan maka briket tersebut akan semakin baik.

(Delima 2013) menjelaskan “Briket yang kualitasnya baik adalah yang

memiliki kadar karbontinggi dan kadar abu rendah, karena dengan kadar karbon

tinggi maka energi yang dihasilkan juga tinggi.”

2.2.4 Serbuk gergaji kayu

Serbuk gergaji atau serbuk kayu merupakan limbah industri dari pengrajin

kayu. Selama ini limbah serbuk kayu banyak menimbulkan masalah dalam

Page 26: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

11

penanganannya yang selama ini dibiarkan membusuk, ditumpuk dan dibakar yang

kesemuanya berdampak negatif pada lingkungan sehingga penanggulangannya

perlu dipikirkan. Salah satu jalan yang dapat ditempuh adalah memanfaatkannya

menjadi produk yang bernilai tambah dengan teknologi aplikatif dan kerakyatan

sehingga hasilnya mudah disosialisasikan kepada masyarakat.

Limbah pengolahan kayu dibedakan menjadi beberapa bagian diantaranya:

kulit kayu, potongan kayu, serpihan dan serbuk hasil gergajian. Bagian limbah

tersebut dapat dimanfaatkan kembali, sebagai contoh limbah kulit kayu digunakan

untuk bahan bakar, potongan kayu dan serpihan dapat dibuat menjadi arang, briket

arang atau karbon aktif. Serbuk hasil gergajian kayu dapat dimanfaatkan menjadi

briket arang atau karbon aktif (Amin, 2002 dalam Wijayanti, 2009).

Penggunaan berbagai jenis kayu sebagai bahan bakar telah banyak dilakukan.

Dengan menggunakan barbagai jenis kayu sebagai bahan bakar seperti kayu bakar,

serbuk gergaji kayu, ampas tebu, dan kayu bekas peti kemas (Pamori dkk, 2015: 45

), kayu terdiri beberapa unsur kimia. Namun, persentase kandungan yang terdapat

dalam kayu tersebut berbeda – beda untuk tiap – tiap jenis kayu. Biasanya jenis

kayu keras memiliki persentase komposisi kimia yang lebih tinggi bila

dibandingkan dengan kayu lunak.

2.2.5 Kayu Glugu (Pohon kelapa)

Puja (2010: 155) memberikan deksripsi mengenai pohon kelapa:

pohon kelapa (Cocos nucifera L.) adalah tanaman perkebunan yang

banyak tersebar di wilayah tropis.Produk utamanya adalah kopra,

yang berasal dari daging buah yang dikeringkan. Secara

keseluruhan, luas perkebunan kelapa di Indonesia mencapai sekitar

3,71 juta hektar pada tahun 1995, dan sekitar 50%-nya perlu

peremajaan. Pohon kelapa yang telah ditebang akan menjadi limbah

Page 27: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

12

yang merugikan bagi perkebunan tersebut karena akan menjadi

sarang bagi perkembangbiakan kumbang badak (Oryctes

rhinoceros) yang termasuk hama utama perkebunan kelapa di

sekitarnya. Namun, karena ketersediaan kayu yang semakin terbatas,

batang kelapa mulai banyak dimanfaatkan sebagai pengganti kayu

sehingga pembuangan limbah dapat dikurangi.

Kayu kelapa mudah digergaji, apalagi ketika masih segar (basah). Selain itu

kayu kelapa tidak rentan terhadap serangan serangga penggerek kayu. Tanpa

pengawetanpun batang kayu kelapa akan tahan cukup lama bila diproteksi dari

cuaca. Serbuk gergajian sebagai hasil limbah pemotongan kayu kelapa, oleh

masyarakat digunakan sebagai bahan pembuatan kerajinan dan briket, atau kadang

hanya ditimbun dan berpotensi menyebabkan pencemaran disekitar wilayah

industri pengolahan.

2.2.6 Faktor yang mempengaruhi karakteristik pembakaran biobriket

Berdasarkan penelitian dari Syamsiro dan Saptoadi (2007) dan Jamilatun

(2008) tentang briket diperoleh beberapa faktor yang mempengaruhi karakteristik

pembakaran briket antara lain :

1. Kadar Voaltile matter berbanding lurus dengan laju pembakaran briket.

2. Suhu pembakaran yang tinggi dan pencapaian suhu optimum bertahan cukup

lama dikarenakan briket memiliki nilai kalor yang tinggi.

3. Semakin besar kerapatan briket maka semakin lambat laju pembakaran yang

terjadi selain itu briket juga memiliki nilai kalor yang tinggi pula.

Himawanto (2005:86) meneliti laju pembakaran briket yang terbuat dari

sampah, menjelaskan proses pembuatan briket yaitu dengan cara dihancurkan:

briket dibuat dengan cara limbah dihancurkan sehingga menjadi

halus dengan ukuran yang homogen kemudian dicampur batu kapur

Page 28: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

13

dan ditambahkan media perekat berupa tetes tebu kemudian di tekan

dalam mesin press, sehingga keluaran yang didapatkan berupa briket

berbentuk silindris. Briket yang dibuat diuji karakteristik

pembakarannya. Peneliti menyimpulkan laju pembakaran naik

seiring dengan kenaikan dwell time dan prosentase perekat. Briket

dari limbah penggergajian kayu mempunyai sifat paling baik

dibandingkan dengan bahan yang lain. Secara umum disimpulkan

bahwa briket biomassa mempunyai potensi untuk dijadikan bahan

bakar, tetapi setiap material mempunyai karakteristik yang berbeda-

beda.

Subroto (2006:47) meneliti karakteristik pembakaran briket campuran

batubara, ampas tebu, jerami dengan bahan perekat guna diolah menjadi bahan

bakar alternatif berupa biobriket:

Komposisi yang diuji adalah biobriket dengan perbandingan

prosentase batubara: biomassa (ampas tebu, dan jerami); 10% ;90;

33,3% : 66,6%; 50% :50%, briket dibuat dengan metode cetak tekan

pada tekanan 100 kg/cm2. Pengujian pembakaran dilakukan untuk

mengetahui laju pengurangan massa dengan laju kecepatan udara

konstan (0,3m/s) kemudian dilanjutkan dengan pengujian emisi

polutan. Berdasarkan percobaan dan parameter yang telah di uji,

penambahan biomassa menyebabkan naiknya volatile matter

sehingga lebih cepat terbakar dan laju pembakaran lebih cepat.

Penambahan biomass juga dapat menurunkan emisi polutan yang

dihasilkan saat pembakaran. Komposisi biobriket terbaik yang dapat

digunakan untuk kebutuhan sehari-hari adalah komposisi batubara

10%: biomasss 90% karena lebih cepat tebakar, suhu yang dicapai

dapat optimal dan lebih ramah lingkungan.

2.2.6.1 Syarat pembuatan briket

Yudanto dan Kusumaningrum (2009) menyatakan bahwa, briket bioarang

mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan arang biasa (konvensional), antara

lain:

1. Panas yang dihasilkan oleh briket bioarang relatif lebih baik dibandingkan

dengan kayu biasa yaitu mencapai 5000 kalori.

Page 29: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

14

2. Tidak menimbulkan asap maupun bau, sehingga cocok digunakan untuk

masyarakat ekonomi lemah yang tinggal di kota-kota dengan ventilasi

perumahan kurang mencukupi.

3. Setelah bioarang terbakar (menjadi bara) tidak diperlukan lagi untuk dilakukan

pengipasan atau diberi udara.

4. Tidak memerlukan bahan kimia selain pada bahan baku itu sendiri, selain itu

teknologi pembuatan briket bioarang sederhana.

5. Peralatan yang digunakan juga sederhana, cukup dengan alat seadanya sesuai

dengan kebutuhan.

Beberapa tipe/bentuk briket yang umum dikenal, antara lain : bantal (oval),

sarang tawon (honey comb), silinder (cylinder), telur (egg), dan lain-lain.

2.2.6.2 Karakteristik briket

Fahlevi (2016: 7) menyatakan, “Pemberiketan merupakan salah satu

metode yang efektif untukmengonversi bahan baku padat menjadi suatu bentuk

hasil kompaksi yang lebih mudah untuk digunakan dalam briket.”

Maryono, dkk. (2010: 75) memberikan spesifikasi briket yang layak pakai

yaitu:

Briket harus memenuhi standar mutu supaya dapat digunakan untuk

keperluan.Baik dalam artian permukaan yang halus dan tidak

meninggalkan warna hitam ditangan. Sifat-sifat penting dari

biobriket yang mempengaruhi kualitas dari bahan bakar ada sifat

fisik dan kimia seperti kadar air,kadar abu,kadar zat dan drop

testyang hilang pada pemanasan 950oC dan nilai kalor pada briket.

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat briket arang diantaranya berat

jenis bahan bakar atau berat jenis serbuk arang, kehalusan serbuk, suhu

karbonisasi, dan tekanan pada saat dilakukan pencetakan. Semakin tinggi

Page 30: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

15

komposisi perekat maka kadar air yang dihasilkan tinggi, namun menjadikan

nilai kalor, berat jenis dan kepadatan energi semakin rendah (Gandhi 2010:1).

Temperatur penyalaan yang lebih rendah dan burnout time yang lebih

pendek dimiliki biobriket dibanding briket batubara. Saat briket dipanaskan,

temperatur akan naik, disaat tercapainya temperatur tertentu volalite matter

keluar dan terbakar.

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat briket arang adalah berat jenis

bahan bakar atau berat jenis serbuk arang, kehalusan serbuk, suhu karbonisasi,

dan tekanan pada saat dilakukan pencetakan. Pencampuran dengan formula

yang baik juga berpengaruh dengan sifat briket. Kombinasi campuran bahan

baku yang terbaik ditinjau dari segi nilai kalor bakar briket arang yang

dihasilkan. Bahan bakar memiliki parameter yang akan dibahas antara lain

sebagai berikut:

2.2.6.3 Kadar Air

Kadar air briket adalah perbandingan berat air yang terkandung dalam briket

dengan berat kering briket tersebut. Kadar air berhubungan langsung dengan nilai

kalor dan densitas. Kadar air tinggi mengakibatkan penurunan nilai kalor

densitas.Hal ini diakibatkan oleh panas yang dihasilkan terlebih dahulu digunakan

untuk mengeluarkan air dalam bahan bakar. Perubahan tekanan kompaksi tidak

mempengaruhi kadar air dalam briket.

Sumangat dan Broto (2009:21) menyebutkan bahwa:

kadar air briket diharapkan serendah mungkin agar nilai kalornya

tinggi dan mudah dinyalakan. Kadar air mempengaruhi kualitas

briket yang dihasilkan. Semakin rendah kadar air semakin tinggi

nilai kalor dan daya pembakarannya. Sebaliknya, kadar air yang

Page 31: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

16

tinggi menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan akan menurun,

karena energi yang dihasilkan banyak terserap untuk menguapkan

air.Kadar air briket dapat dihitung dengan cara:

% Kadar Air =𝑏−𝑐

𝑏 x 100% (2.4)

Keterangan :

b = massa sampel sebelum dioven (gr)

c = massa sampel setelah dioven (gr)

2.2.6.4 Densitas briket

Nilai densitas yang rendah berpengaruh buruk dalam pengemasan,

penyimpanan dan pengangkutan bahan bakar.Densitas menentukan kualitas briket,

angka yang tinggi menunjukkan kekompakan briket, semakin tinggi nilai densitas

maka volume atau ruang yang diperlukan lebih kecil untuk massa yang sama.

(Saputro dkk, 2012: 397).

Saputro dkk, (2012:395) menyatakan “Densitas briket sangat dipengaruhi

oleh tekanan kompaksi. Hubungan antara densitas dengan nilai kalor menunjukkan

kandungan energi per volume, kandungan energi per volume naik seiring

dengannaiknya densitas briket.”

Menurut Gandhi (2010:3) Pengujian densitas dilakukan dengan menimbang

masa briket, kemudian ukur tinggi dan diameter briket tersebut untuk menentukan

volumenya. Prosedur perhitungan densitas dengan menggunakan rumus sebagai

berikut:

ρ =𝑚

𝑣 (2.5)

Keterangan :

ρ = Densitas (gr/cm3)

m = massa (gr)

v = volume (cm3)

Page 32: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

17

2.2.6.5 Nilai kalor briket

Halliday (1985) dalam Soelaiman (2013:17) menjelaskan menganai

persamaan untuk mengukur nilai kalor (Q) secara teori:

kapasitas kalor persatuan massa suatu benda disebut kalor jenis c

yang merupakan karakteristik suatu bahan. Ketika kalor yang harus

diberikan kepada benda bermassa m, dengan kalor jenis c, maka

untuk menaikkan temperaturnya harus melalui temperatur awal T1

menjadi T2 seperti berikut dimana kalor jenis merupakan sebuah

konstanta.

Q = m.c.ΔT (2.6)

Dimana

Q = kalor (kal)

m = massa benda

c = kalor jenis benda (kal/grOC)

ΔT = perubahan suhu benda (OC)

2.2.6.6 Volatile matter

Jamilatun (2011:E04-2) dalam Delima (2013:12-13) Volatile matter atau

sering disebut dengan zat terbang,berpengaruh terhadap pembakaran briket.

Semakin banyak kandungan volatile matter pada briket maka briket semakin mudah

untuk terbakar

Hubungan nilai vollatile matter dengan nilai karakteristik lain dijelaskan oleh

Jamilatun (2011:2) yaitu:

Besarnya volatile matter mempunyai hubungan terbalik dengan

kadar karbon terikat. Semakin tinggi kandungan volatile matter

dalam bahan baku maka kadar karbon terikat semakin rendah,

sehingga menurunkan nilai kalor.Volatile matter atau sering disebut

dengan zat terbang, berpengaruh terhadap pembakaran briket.

Semakin banyak kandungan volatile matter pada briket maka briket

semakin mudah untuk terbakar.

Prosedur perhitungan volatile matter briket menggunakan standar ASTM D

1762-84 dengan rumus:

Kadar zat mudah meguap (%) =𝐵−𝐶

𝐵𝑥% (2.4)

Page 33: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

18

Keterangan :

B = Berat sampel setelah dikeringkan pada 1050C (gr)

C = Berat sampel setelah dikeringkan pada 9050C (gr)

2.2.6.7 Kadar abu

Apabila kayu dibakar hingga berat konstan maka yang tersisa adalah abu.

Kadar abu ini sebanding dengan kandungan bahan anorganik didalam kayu. Abu

berperan menurunkan mutu bahan bakar karena menurunkan nilai kalor (Onu,

2010:107) dalam Satmoko(2013:17).

Abu merupakan bagian yang tersisa dari proses pembakaranyang sudah tidak

memiliki unsur karbon lagi. Unsur utama abu adalah silika dan pengaruhnya kurang

baik terhadap nilai kalor yang dihasilkan. Semakin tinggi kadar abu maka semakin

rendah kualitas briket karena kandungan abu yang tinggi dapat menurunkan nilai

kalor briket (Sumangat dan Broto, 2009:22).Kadar abu briket dapat dihitung dengan

persamaan berikut.

% Kadar Abu = 𝑐

𝑎x 100%

Keterangan :

c = massa abu (gr)

a = massa sampel sebelum pengabuan (gr)

2.2.6.8 Ketahanan briket

Menurut Widayat (2008:909) dalam Satmoko (2013:20) droptest dilakukan

untuk mengetahui seberapa besar menguji ketahanan briket dengan benturan pada

permukaan keras dan datar ketika dijatuhkan dari ketinggian 1,8 meter:

Berat bahan yang hilang atau yang lepas dari briket diukur dengan

timbangan digital dengan ketelitian 1/100 gram.Kualitas bahan

Page 34: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

19

bakar padat pada waktu perlakuan pengujian droptest berdasarkan

ASTMD 440-86 partikel yang hilang tidaklebihdari1%.Semakin

sedikit partikel yang hilang dari briket pada saat pengujian droptest,

maka briket semakin bagus. Briket ditimbang dengan menggunakan

timbangan untuk mengetahui berapa berat awalnya, kemudian briket

dijatuhkan pada ketinggian 1,8 meter yang dimana landasannya

harus benar-benar rata dan halus. Setelah dijatuhkan, briket

kemudian ditimbang ulang untuk mengetahui berat setelah

dijatuhkan, kemudian berat tadi dikurangi berat setelah briket

dijatuhkan dari ketinggian 1,8 meter.

2.2.7 Karbonisasi

Tobing dkk(2007) dalam Putro (2015:283) menjelaskan bahwa proses

karbonisasi atau pengarangan dalam proses briket:

karbonisasi biomassa atau yang lebih dikenal dengan pengarangan

adalah suatu proses untuk menaikkan nilai kalor biomassa dan

dihasilkan pembakaran yang bersih dengan sedikit asap. Hasil

karbonisasi berupa arang yang tersusun atas karbon dan berwarna

hitam. Prinsip proses karbonisasi adalah pembakaran biomassa tanpa

adanya kehadiran oksigen. Sehingga yang terlepas hanya bagian

volatile matter, sedangkan karbonnya tetap tinggal di dalamnya.

Temperatur karbonisasi akan sangat berpengaruh terhadap arang

yang dihasilkan sehingga penentuan temperatur yang tepat akan

menentukan kualitas arang

2.3 Kerangka Pikir Penelitian

Komposisi perekat dan campuran bahan baku briket memiliki karakteristik

serta kelebihanya yang ada didalamnya. Perekat yang digunakan adalah dari

perpaduan beberapa bahan baku yaitu tepung sebuk gergaji pohon kelapa dari bahan

tersebut mempunyai kandungan titik rekat yang tinggi dan sesuai untuk dijadikan

perekat dalam pembuatan briket. Reaksi dalam campuran perekat itu akan membuat

kekuatan briket semakin rekat dan kuat untuk dijadikan bahan bakar.

Page 35: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

20

Variasi perekat biasanya menggunakan satu jenis perekat untuk merekatkan

briket akan tetapi penerapanya belum optimal. Menggunakan beberapa jenis

perekat dalam satu briket untuk mengoptimalkan kekuatan mekanis yang ada dalam

briket tersebut agar kekuatan yang di hasilkan briket maksimal. Komposisi yang

tepat dari perekat dan bahan baku briket akan berpengaruh pada hasil akhir briket.

2.4 Hipotesis

Hipotesis merupakan pernyataan yang masih lemah tentang tingkat

kebenarannya. Dalam penelitian ini hipotesisnya adalah adanya pengaruh variasi

tekanan metode cetak panas karbonisasi terhadap karakteristik briket serbuk gergaji

pohon kelapa.

Page 36: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

43

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan setelah melakukan penelitian mengenai pengaruh variasi

temperatur cetakan briket saat penekanan terhadap karakteristik (sifat kimia, fisik,

dan mekanik) pada briket kayu kelapa dengan treatment karbonisasi, diperoleh

kesimpulan sebagai berikut :

1. Pengaruh variasi tekanan kompaksi terhadap karakteristik briket ditinjau dari

sifat fisik yang dimiliki diantaranya untuk nilai kalor, dan kadar air bahan baku

masing-masing memiliki nilai 5391,5 kal/gram dan 0,44% yang didapatkan

dari uji proximate. Nilai densitas terbaik didapatkan pada variasi tekanan

kompasi 400kg/cm2 sebesar 1,12 kg/cm3.

2. Ditanjau dari sifat kimia variasi tekanan kompaksi terhadap karakteristii briket,

diantaranya kadar zat terbang sebesar 89,48%, kadar abu sebesar 0,835% dan

kadar karbon terikat sebesar 9,245% yang mana ketiganya didapatkan dari

ujiproximate bahan baku briket treatment karbonisasi.

3. Variasi tekanan kompaksi terhadap sifat mekaniik briket diwakili oleh uji tekan

dimana hasil terbaik didapatkan pada tekanan kompaksi 300kg/cm2 dengan

beban maksimal yang dapat ditahan sebesar 43,67 kgf.

4. Laju pembakaran terbaik didapatkan pada briket dengan variasi cetak tekan

400kg/cm2 dengan pengurangan masa briket permenit hanya 0,083gram/menit.

Page 37: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

44

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan penulis berdasarkan penelitian tentang pembuatan

briket cetak panas dengan variasi tekanan kompaksi treatment karbonisasi yaitu:

1. Bagi pengrajin kayu khususnya kayu kelapa untuk dapat lebih memanfaatkan

serbuk gergaji pohon kelapa sebagai bahan bakar alternatif karena telah

terbukti memiliki karakteristik yang cukup baik sebagai bahan bakar alternatif.

2. Bagi peneliti selanjutnya, perlu dilakukan penghitungan suhu yang lebih lama

pada pengujian uji laju pembakaran agar dapat diketahui berapa suhu maksimal

yang bisa dihasilkan oleh jenis bahan bakar tertentu hingga baham bakar

tersebut benar-benar habis.

3. Perlu dilakukan penelitian karakteristik briket dengan bahan baku yang lain

agar dapat menjadi pembanding dan didapat kualitas bahan bakar alternatif

yang lebih baik khususnya dengan treatment karbonisasi.

Page 38: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

45

DAFTAR PUSTAKA

Asip, F., Sandra E., Nurhasanah, S. 2017. Pengaruh Temperatur Karbonisasi Dan

Komposisi Arang Terhadap Kualitas Biobriket Dari Campuran Cangkang

Biji Karet Dan Kulit Kacang Tanah. Jurnal Teknik Kimia. 1/23: 28-38.

Delima, R.E.2013.Pengaruh Variasi Temperatur Cetakan terhadap Karakteristik

Briket Kayu Sengon pada Tekanan Kompaksi 7000 Psig.Skripsi. Teknik

MesinUniversitas Negri Semarang, Semarang.

Fahlevi, M.R. 2016. Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Perekatterhadap

Karakteristik Fisikdan Mekanik Briket Limbah Organik. Skripsi. Teknik

Universitas Negri Semarang, Semarang.

Fauzi. M.A., Illminnafik, N., Sholahudin, I. 2015. Karakteristik Termal Briket

Kayu Sengondengan Variasi Suhu Tekan. Jurnal Rotor. 8/2: 29-31.

Gandhi, A. 2009.Pengaruh Variasi Jumlah Campuran PerekatTerhadap

Karakteristik BriketArang Tongkol Jagung. Skripsi. Teknik Universitas

Negri Semarang, Semarang.

Hastuti, N., dkk. 2017. Komponen Kimia dan Potensi Penggunaan Lima Jenis Kayu

Asal Jawa Barat yang Kurang Dikenal Asal Jawa Barat. JurnalPenelitian

Hasil Hutan. 35/1: 15-27

Himawanto, D.A. 2005. Pengaruh Temperatur Karbonisasiterhadap Karakteristik

Pembakaran Briket Sampah Kota. Media Mesin. 6/2: 84-91.

Iriany. 2016. Pembuatan Biobriket Dari Pelepah Dan Cangkang Kelapa Sawit:

Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Baku Dan Waktu Karbonisasi Terhadap

Kualitas Briket.Jurnal Teknik Kimia. 5/3: 31-37.

Jamilatun, S. 2008. Sifat-Sifat Penyalaan dan Pembakaran BriketBiomassa,Briket

Batubara dan Arang Kayu. Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 2, No. 2: 36-40.

Martynis, M., Sundari, E., Sari, E. 2012. Pembuatan Biobriket Dari Limbah

Cangkang Kakao. Jurnal Litbang. 12/1:35-41.

Maryono, Sudding, Rahmawati. 2010. Pembuatan dan Analisis Mutu Briket Arang

Tempurung Kelapa Ditinjau dari Kadar Kanji.Jurnal Chemica. 14/ 1: 74 –

83

Movinta, K. 2018. Energi Fosil Tergerus, Konservasi Energi Kian Penting.

https://ekonomi.kompas.com/read/2018/09/18/132115026/energi-fosil-

tergerus-konservasi-energi-kian-penting. Diakses 29 April 2019.

Puja,I.G.K. 2010. Studi Sifat Impak Ketahanan Aus dan Koefisien Gesek Bahan

Komposit Arang Limbah Serbuk Gergaji Kayu Glugu Dengan Matrik

Epoxy.Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Chakra.4/2: 155-159

Putro, S., Musabbikhah, S.2015. Variasi Temperatur Dan Waktu Karbonisasi Untuk

Meningkatkan Nilai Kalor Dan Memperbaiki Sifat Proximate Biomassa

Sebagai Bahan Pembuat Briket Yang Berkualitas.Simposium Nasional

RAPI XIV.

Saputro, D.D, Rengga, W.D.P., Karnowo. 2012. Karakterisasi Briket Dari Sampah

Organik Di Lingkungan Kampus Unnes. Sainteknol. 10/1: 23-29.

Saputro, D.D.,Widayat, W.2012. Karakterisasi Briket Dari Limbah Pengolahan

Kayu Sengon Dengan Metode Cetak Panas. Prosiding Seminar Nasional

Page 39: PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET SERBUK GERGAJI POHON KELAPA ...lib.unnes.ac.id/35485/1/5212412002_Optimized.pdf · 2020. 4. 1. · karakteristik briket serbuk

46

Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST) Periode III ISSN: 1979-911X

Yogyakarta, 3 November :394-400.

Satmoko, M. E. A. 2013. Pengaruh Variasi Temperatur Cetakan terhadap

Karakteristik Briket Kayu Sengon pada Tekanan 6000Psig. Skripsi. Fakultas

Teknik Universitas Negri Semarang, Semarang.

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

Ukuran Partikel Briket Arang Limbah Serbuk Gergaji Kayu Sengon.

Skripsi. Teknik Mesin Universitas Jember, Jember

Soelaiman, J.R. 2011. Perbandingan Karakteristik Antara Briket-Briket Berbahan

Dasar Sekam Padi sebagai Energi Terbarukan. Skripsi. Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember, Jember

Subroto, Himawanto, D. A., Sartono. 2007. Pengaruh Variasi Tekanan Pengepresan

terhadap Karakteristik Mekanik DanKarakteristik Pembakaran Briket

Kokas Lokal. JURNAL TEKNIK GELAGAR. 18/1: 73-79.

Subroto. 2006. Karakteristik Pembakaran Biobriket Campuran Batubara, Ampas

Tebu dan Jerami. Media Mesin. 7/2: 47-54 Sumangat, D. Broto, W. 2009. Kajian Teknis dan Ekonomis Pengolahan Briket

Bungkil Biji Jarak Pagar Sebagai Bahan Bakar Tungku.Buletin Teknologi

Pascapanen Pertanian 5: 18-26.

Surono, U.B. 2010. Peningkatan Kualitas Pembakaran Biomassa Limbah Tongkol

Jagung sebagai Bahan Bakar Alternatif dengan Proses Karbonisasi

danPembriketan. Jurnal Rekayasa Proses.4/1: 13-18.

Wijayanti.D.S 2009.Karakteristik Briket Arang dan Serbuk Gergaji dengan

Penambahan Arang Cangkang Kelapa Sawit. Sumatra Utara:Departemen

Kehutananng

Yudanto, A. Kusumaningrum, K. 2009. Pembuatan Briket Bioarang dari Arang

Serbuk Gergaji Kayu Jati. Semarang: UNDIP