UPAYA PENINGKATAN KUALITAS BRIKET ...repository.unp.ac.id/1378/1/YENNI DARVINA_535_14.pdf ·...
Transcript of UPAYA PENINGKATAN KUALITAS BRIKET ...repository.unp.ac.id/1378/1/YENNI DARVINA_535_14.pdf ·...
LAPORAN PENELlTlAN DANA JURUSAN
UPAYA PENINGKATAN KUALITAS BRIKET DARIARANGCANGKANGDANTANDANKOSONG
KELAPA SAWIT (TKKS) MELALUI VARlASl TEKANAN PENGEPRESAN
Oleh: DRA. YENNl DARVINA, M.SI
DRA. NUR ASMA, M.SI
DlBlAYAl OLEH DANA JURUSAN FlSlKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA JURUSAN FlSlKA UNlVERSlTAS NEGERI PADANG
HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN HASlL PENELlTlAN DANA JURUSAN
1. Judul Penelitian : Upaya Pening katan Kualitas Briket Dari Campuran Cangkang Dan Tandan Kosong Kelapa Sawit Melalui Variasi Tekanan Pengepresan
2. Bidang ilmu penelitian : Fisika Material
3. Ketua Peneliti
a. Nama Lengkap : Dra. Yenni Darvina, M.Si
b. Jenis Kelamin : P
c. NIP
d. PangkatIGolongan
e. Jabatan
f. Anggota Peneliti
g. FakultasIJurusan
4. Jumlah Tim Peneliti
5. Lokasi Penelitian
6. Waktu penelitian
8. Biaya
Mengetahui, . / \ Dekan FMlPA UNP
: 1963091 1'1 98903 2 003
: Pembinallva
: Kepala ~aboratorium Fisika Material dan Biofisika
: Dra. Nur Asma, M.Si
: FMIPAIFisika
: 2 orang
: FMlPA UNP
: 6 bulan
: Rp. 3.000.000,00
Padang, 1 Juli 201 1
Ketua Peneliti,
Cr/ Dra. Yenni Darvina, M.Si NIP:19630911 198903 2 003
FUNGKASAN
Briket merupakan bahan bakar terbarukan yang dapat menggantikan minyak tanah dan gas. Briket dapat dibuat dari berbagai macam limbah organik. Pada penelitian ini dibuat briket arang yang berasal dari campuran cangkang dan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai upaya untuk memanfaatkan limbah industri pengolahan sawit.
Komposis bahan dasar briket adalah sebagai berikut: Perbandingan arang cangkang dengan arang TKKS adalah 1:2. Perekat berasal dari tepung kanji dengan konsentrasi sebanyak 20 d/o dari jumlah campuran arang. Ukuran butir arang yang digunakan adalah 20 mesh. Pada penelitian ini dilakukan variasi tekanan pengepresan sebagai upaya untuk meningkatkan kualitas briket. Besar tekanan yang digunakan adalah 10, 12, 14, 16, 18 pada skala kempa hidrolik yan 5 setara dengan 1 5 12x 1 o3 N/m2, 1 8 14,4x1 o3 N/m2, 2 1 1 6,8x1 o3 N/m2, 24 19,2 x 1 0 ~ / m ~ , dan 2721,6xld N/m2. Secara teknik setara dengan pembebanan 15,12
2 kg/cm2, 18,144 kg/cm2, 21,168 kg,cm2, 24,192 kg/cm2 dan 27,216 kg/cm . Kualitas atau karakteristik briket yang diteliti adalah nilai kalor, kerapatan, kadar air clan kadar abu. Karakteristik briket yang diperoleh dari penelitian dibandingkan dengan standar SNI, dan hasil penelitian untuk briket arang cangkang serta briket TKKS.
Berdasarkan hasil analisis data dari penelitian diperoleh kesimpulan sebagai berikut: (1). Hubungan tekanan pengepresan terhadap karakteristik briket dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: seniakin tinggi tekanan pengepresan maka nilai kalor dan kerapatan semakin tinggi, sedangkan kadar air dan kadar abu semakin rendah. (2). Dari hasil penelitian didapatkan bahwa nilai kalor dan kerapatan telah memenuhi standar SNI. Kadar abu yang dihasilkan lebih baik dari kadar abu briket arang TKKS tetapi belum memenuhi standar SNI. Sedangkan untuk kadar air belum memenuhi standar SNI. (3). Dari penelitian ini dihasilkan briket kualitas terbaik yang dibuat dengan mengguna-kan tekanan 18 pada skala kempa hidrolik, yang setara dengan tekanan 2721,6x103 N/m2 atau secara teknik setara dengan pembebanan 27,216 kg/crn2. Karakteristik terbaik yang didapatkan adalah nilai kalor 6181,68 kallg, kerapatan 0,73 g/cm3, kadar air 16,3 1 % dan kadar abu 1 1,27 %.
DAFTAR IS1
HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN HASIL PENELITIAN DANA JURUSAN i . . ............................................................................................................... RINGKASAN 11
.................................................................................................................... PRAKATA i i i
DAFTAR IS1 ................................................................................................................. iv
DAFTAR TAREL ......................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN ............................ A.. ................................................................ viii . BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................
A . Latar Belakang Masalah ...................................................................... B . Targetlindikator Keberhasilan .............................................................
BAB n TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... A . Arang .................................................................................................. B . Karbonisasi ...........................................................................................
...................... . C Cangkang dan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
............................................ . D Briket dari Arang Cangkang dan TKKS
..................................................................................... E . Bahan Perekat
F . Teknologi Pembriketan ...................................................................... ............... G . Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kualitas Briket
H . Karakteristik dan Sifat dari Briket .....................................................
BAB I11 TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN .......................................... . ............................................................................... A Tujuan Penelitian
B . Manfaat Penelitian .............................................................................
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN ............................................................. A . Alat dan Bahan Penelitian ................................................................. B . Penyiapan Bahan Baku ......................................................................
C . Pembuatan Sampel ............................................................................ D . Pengujian Kualitas Briket ..................................................................
................................................................. E . Telcnik Pengurnpulan Data
.................................................................... F . Teknik Pengolahan Data
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. A . Hasil Penelitian .................................................................................. B . Pembahasan ........................................................................................
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. ........................ ............................................................... A . Kesirnpulan ;
B . Saran ................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................
.............................................................................................................. LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Komposisi Kimia Cangkang Kelapa Sawit ............................................. Tabel 2 Nilai Energi Panas (calorfic value) dari Beberapa Produk Samping Sawit
(berdasarkan berat kering) ..........................................................................
Tabel 3 Karakteristik Briket Arang TKKS, Arang Cangkang, dan Standar SNI untuk Briket Secara Umum .........................................................................
Tabel 4 Karakteristik Briket Berupa Nilai Kalor, Kerapatan, Kadar Air dan Kadar Abu untuk Variasi Tekanan Perigepresan ...................................................
Tabel 5 Perbandingan Karakteristik Briket Arang TKKS, Briket Arang Cangkang, Dan Standar SNI dengan Hasil Penelitian ...................................................
DAFTAR GAMBAR
Garnbar 1 Bagan Alat Pengepresan Briket ........................................................................ 25
Gambar 2 Bomb Calorimeter .......................................................................................... 26
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Data tentang nilai kalor dari briket dengan variasi tekanan pengepresan 39
Larnpiran 2 Data tentang kerapatan atau massa jenis briket dengan variasi tekan l'm3el'resan 39
Lampiran 3 Data tentang kadar air dari briket dengan variasi tekanan pengepresan 40
Larnpiran 4 Data tentang kadar abu dari briket dengan variasi tekanan pengepresan 40
Lampiran 5 Gambar dari peralatan yang digunakan pada penelitian .......... .............. 4 1
Lampiran 6 Gambar proses pernbuatan briket ....... .............................................. . . 42
Lampiran 7 Gambar pencatakan briket .................................................................... 43
viii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Penggunaan bahan bakar minyak yang semakin meningkat seiring dengan
pertambahan penduduk dan pertumbuhan industri, menuntut suatu pemikiran dan gagasan
untuk menggali serta mengembangkan potensi surnber-surnber energi alternatif yang
terbarukan. Hal ini juga didorong oleh bemakin menipisnya cadangan minyak dunia atau
bahan bakar fosil. Yang dimaksud dengan energi terbarukan adalah energi yang didapat
dari sumber-surnber atau bahan-bahan'. yang siklus pengadaan d m peremajaan atau
pembaharuannya tidak memerlukan waktu yang terlalu lama. Sedangkan energi yang talc
terbarukan adalah energi yang didapat dari sumber-sumber yang dapat mengalami
kelangkaan atau habis dan tidak dapat diperbaharui (Nisandi, 2007).
Briket merupakan salah satu bahan bakar altematif yang terbarukan (renewable),
selain energi matahari, energi angin dan energi air. Diantara sumber-sumber energi
alternatif yang ada, briket merupakan energi biomassa yang besar dan belum banyak
dimanfaatkan. Menurut Mahajoeno (2005) Indonesia memiliki potensi energi terbarukan
sebesar 3 11.232 MW, narnun h a n g lebih hanya 22% yang dimanfaatkan. Potensi energi
terbarukan yang besm clan belurn banyak dimanfaatkan adalah energi dari biomassa.
Potensi biomassa di Indonesia bersurnber dari produk samping sawit, penggilingan padi,
kayu, polywood, pabrik gula, kakao d m limbah industri pertanian lainnya..
Briket merupakan bahan bakar padat dengan kandungan nilai kalor yang tinggi dan
dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari sebagai pengganti minyak tanah dan gas.
Dengan adanya briket diharapkan pemakaian minyak tanah dan gas yang digunakan oleh
nunah tangga dapat dikurangi. Secara luas kita berharap dengan adanya briket dapat
mengatasi permasalahan krisis energi di negeri ini.
Kelapa sawit merupakan salah satu komoditi yang mengalami perkembangan yang
sangat pesat. Pada saat ini di berbagai daerah banyak dikembangkan kebun kelapa sawit
baik yang dikelola oleh perusahaan maupun kebun penduduk secara perorangan.
Perkembangan ini didorong oleh produksi buah dan hasil jual kelapa sawit yang
menjanjikan dan dapat mengangkat perekonornian penduduk.
Bagian kelapa sawit yang bernilai jual tinggi adalah daging buah yang diolah
menjadi minyak. Sisa pengolahan dari industri minyak sawit berupa limbah padat adalah
cangkang dan tandan kosong. Menurut data Lembaga Penelitian Perkebunan Indonesia
tahun 2004, tandan kosong kelapa sawit (TKKS) adalah limbah pabrik kelapa sawit yang
potensial sebagai sumber energi terbarukan. Setiap pengolahan 1 ton Tandan Buah Segar
(TBS) akan menghasilkan TKSS s e b ~ a k 22-23% atau sebanyak 220-230 kg. TKKS
dapat digunakan sebagai bahan bakar generator listrik. Sebuah Pabrik kelapa sawit
dengan kapasitas pengolahan 200.000 'ton TBSltahun akan menghasilkan sebanyak
44.000 ton TKKS/tahun.
Saat ini telah dilakukan pemanfaatan TKKS yang ketersediaanya melimpah
sepanjang tahun. Salah satu pemanfaatannya adalah untuk pembuatan briket arang. Untuk
pabrik yang mengolah kelapa sawit dengan berkapasitas 30 tonljam dengan waktu
operasi 20 jam per hari akan menghasilkan TKS sebanyak 120 ton atau 120.000 Kg per
hari. Jumlah arang yang di hasilkan apabila rendernen 30% mencapai 25.000 Kg
(Anonim, 2007).
Komponen utama limbah padat kelapa sawit ialah selulosa dun lignin, sehingga
limbah ini disebut sebagai limbah lignoselulosa. Cangkang dan Tandan Kosong Kelapa
Sawit (TKKS) rnerupakan limbah padat lignoselulosa yang ketersediaannya berlimpah
setiap tahun. Pabrik pengolahan kelapa sawit yang punya kapasitas 30 tonljam
menghasilkan tandan kosong kelapa sawit 120 tonlhari (Darmoko, 1995) Upaya yang
dilakukan untuk pengelolaan limbah ini adalah mengurangi daya cemar dan
memanfaatkannya agar mempunyai nilai tambah. Penanganan limbah kelapa sawit saat
ini belurn optimal dan ekonomis. Oleh sebab itu perlu perhatian khusus agar limbah
kelapa sawit dapat diolah dan dirnanfaatkan sehingga memiliki nilai jual. Salah satu
bentuk pemanfaatan yang dapat dilakukan adalah mengolah limbah cangkang dan TKKS
menjadi briket.
Menurut Mahajoeno (2005) Pengembangan produk sarnping sawit sebagai sumber
energi alternatif merniliki beberapa kelebihan. Pertama , sumber energi tersebut
merupakan sumber energi yang bersifat renewable sehingga bisa menjamin
kesinambungan produksi. Kedua , Indonesia merupakan produsen utama minyak sawit
sehingga ketersediaan bahan baku akan te tjarnin dan industri ini berbasis produksi dalarn
negeri. Ketiga , pengembangan alternatif tersebut merupakan proses produksi yang ramah
lingkungan. Keempat , upaya tersebut juga merupakan salah satu bentuk optimasi
pemanfaatan sumberdaya untuk meningkatkan nilai tarnbah.
Penelitian tentang briket telah baqyak dilakukan diantaranya oleh Goenadi (2005)
diperoleh hasil bahwa karakteristik briket arang yang terbuat dari cangkang dan dari
TKKS sangat berbeda. Briket TKKS memiliki kadar abu yang lebih tinggi dibandingkan
dengan briket cangkang sawit. ~ e n e l i t i k lain juga dilakukan oleh Arganda Mulia (2007)
yaitu dengan mencampur arang cangkang dengan TKKS. Dari penelitian tersebut
didapatkan bahwa hasil briket terbaik adalah dengan konsentrasi perekat kanji sebanyak
20%. Penelitian lain juga dilakukan oleh Rita (2008). Dari penelitian tersebut didapatkan
hasil karakteristik arang cangkang dan TKKS yang dihasilkan memenuhi Standar
Nasional Lndonesia (SNI). Namun nilai kadar abu dari briket yang diperoleh belum
memenuhi standar SNI yaitu sebesar 14,63%, sedangkan menurut SNI kadar abu yang
dibolehkan maksimal 8 %. Tingginya kandungan abu pada briket berpengaruh terhadap
kualitas briket, terutama mtuk nilai kalornya.
Secara urnum kualitas briket yang terbuat dari arang hams memenuhi standar mutu
yang telah ada (SNI). Selain standar mutu SNI, kualitas briket juga sangat ditentukan
oleh bentuk dan ketahamya sewaktu pengepakan dan pengiriman. Banyak briket yang
ada dipasaran sewaktu pengiriman rusak atau hancur karena kurang padat, sehingga nilai
jual jadi berkurang dan bentuknya jadi kurang merarik. Oleh sebab itu perlu suatu upaya
menghasilkan briket yang berkualitas dan tidak mudah rusak.
Sdah satu upaya untuk meningkatkan kualitas briket tersebut adalah dengan
melakukan tekanan pengepresan yang mencukupi sehingga dihasilkan briket yang padat
dan tidak mudah hancur. Diharapkan jika briket yang dibuat semakin padat yaitu dengan
menaikkan tekanan pengepresan, maka nilai kalor akan bertambah, kadar abu akan
berkurang. Oleh karena itu peneliti ingin berupaya meningkatkan kualitas briket yang
terbuat dari campwan arang cangkang dan tandan kosong kelapa sawit melalui variasi
tekanan pengepresan.
Pada penelitian ini penulis ingin menyelidiki: Bagaimana pengaruh tekanan
pengepresan terhadap karakteristik briket? Karakteristik yang diuji adalah: Berapa nilai
kalor, kerapatan, kadar air dan kadar abu dari briket yang dihasilkan? Selain itu ingin
diteliti yaitu : Pada tekanan berapa dihasilkan briket yang memiliki kualitas terbaik?
Untuk itu peneliti mengambil judul penelitian ini yaitu Upaya Peningkatan Kualitas
Briket Dari Anng Cangkang Dan n o d a n Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Melrloi
Variasi Tekanan Pengepresan.
B. Target/indikator Keberhasilan
Target atau indikator keberhasilan dari penelitian ini addah:
1. Dihasilkannya briket yang berasal dari campuran cangkang dan TKKS.
2. Diperoleh harga tekanan pengepresan yang menghasilkan briket dengan kualitas
terbaik.
3. Diharapkan kualitas briket yang diuji yaitu nilai kalor, kerapatan, kadar air dan kadar
abu dapat memenuhi standar SNI.
BAB I1
TINJAUAN PUSTAKA
A. Arang
Arang adalah residu yang berbentuk padatan yang merupakan sisa dari proses
pengkarbonan bahan berkarbon dengan kondisi terkendali di dalam ruangan tertutup
seperti dapur arang (Masturin, 2002 dalam Sundari, 2009). Menurut Sembiring dan Sinaga
dalam Arganda Mulia (2007) arang adalah suatu padatan berpori yang mengandung 85 - , 95% karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan
pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung diusahakan agar tidak te jadi kebocoran
udara di dalarn m g a n pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon tersebut
hanya terkarbonisasi tidak teroksidasi.
Bahan baku arang bemacam-macam seperti kayu, t e r n p m g kelapa, cangkang
sawit, dan tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Konversi kayu menjadi arang marupakan
salah satu proses tertua yang dilakukan manusia. Arang lebih baik dibandingkan dengan
kayu bakar sebab nilai kalor serta densitas arang lebih tinggi dibanding kayu bakar. Arang
dapat disirnpan lama, ~ g k a s dan ringan. Di Indonesia sarnpai saat ini arang masih banyak
digunakan terutama untuk memasak (Anonim, 1998). Arang yang baik digunakan untuk
briket harm memenuhi syarat-syarat fisis yang dinyatakan dalam SNI 01 - 1682-1 996 yaitu
memiliki kadar abu maksimum 2,5%, kadar air maksirnurn lo%, dan zat yang menguap
pada pemanasan 950°C maksimum 1 5%.
Untuk menghasilkan arang umumnya bahan baku dipanaskan dengan suhu di atas
500°C (Hendra, 1999). Proses pembuatan arang sering disebut peristiwa karbonisasi. Saat
melakukan karbonisasi maka jumlah udara yang terlibat harus dibatasi atau seminimal
mungkin, agar karbonisasi berjalan lambat dan rendemen arang yang dihasilkan lebih
banyak.
B. Karbonisasi
Proses karbonisasi merupakan suatu proses pembakaran tidak sempuma dari bahan-
bahan organik dengan jumlah oksigen yang sangat terbatas, yang menghasilkan arang serta
menyebabkan penguraian senyawa organik yang menyusun struktur bahan membentuk uap
air, methanol, uapuap asam asetat dan hidrokarbon. Faktor yang mernpengaruhi proses
karbonisasi adalah kecepatan pemanasan dan tekanan. Pemanasan yang cepat sukar untuk
mengarnati tahapan proses karbonisasi dan rendemen arang yang dihasilkan lebih rendah.
Sedangkan pemakaian tekanan yang tinggi akan marnpu meningkatkan rendemen arang
(Masturin, 2002 dalarn Sundari 2009).
Proses karbonisasi merupakan salah satu tahap yang penting dalam pembuatan briket
bioarang. Pada umurnnya proses ini dilakukan pada temperatur 500 - 800°C. Kandungan
zat yang mudah menguap akan hiling sehingga akan terbentuk struktur pori awal
(Widowati, 2003). Menurut Singh dan Misra (2005) pada proses karbonisasi akan
melepaskan zat yang mudah terbakar seperti CO, CH, H2, formaldehid, methana, formik
dan acetil acid serta zat yang tidak terbakar seperti seperti C02, H20 d m tar cair. Gas-gas
yang dilepaskan pada proses ini mempunyai nilai kalor yang tinggi dan dapat digunakan
untuk memenuhi kebutuhan kalor pada proses karbonisasi . Proses pembakaran dikatakan sernpurna jika hasil akhir pembakaran berupa abu
berwama keputihan dan seluruh energi di dalam bahan organik dibebaskan ke lingkungan.
Narnun dalam pengarangan, energi pada bahan akan dibebaskan secam perlahan. Apabila
proses pembakaran dihentikan secara tiba-tiba ketika bahan masih rnembara, bahan
tersebut akan menjadi arang yang berwama kehitaman. Dari bahan tersebut masih terdapat
sisa energi yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Bahan organik yang sudah
rnenjadi arang tersebut akan mengeluarkan sedikit asap dibandingkan dibakar langsung
menjadi abu ( Kurniawan, 2008). Larnanya pengarangan ditentukan oleh jurnlah atau
volume bahan organik, ukuran parsial bahan, kerapatan bahan, tingkat kekeringan bahan,
jumlah oksigen yang masuk dan asap yang keluar dari ruang pembakaran.
Pelaksanaan karbonisasi meliputi teknik yang paling sederhana hingga yang paling
canggih. Menurut Goenadi, dkk, (2005), ada beberapa metoda karbonisasi yaitu:
1. Pengarangan terbuka
Metoda pengarangan terbuka artinya pengarangan tidak daiam ruangan
sernestinya. Risiko kegagalan lebih besar karena udara bebas langsung kontak dengan
bahan baku. Metoda pengamngan ini paling murah dan paling cepat, tetapi bagian yang
menjadi abu paling banyak, terutama jika selama proses pengarangan tidak ditunggu
dan dijaga.
2. Pengarangan di dalam silo
Sistem pengarangan silo dapat diterapkan untuk produksi arang dalam jumlah
banyak. Dinding daiam silo terbuat dari batu bata dalarn api. Sementara itu, dinding
luatnya disemen dan dipasang besi beton sedikitnya 4 buah tiang yang jaraknya
disesuaikan dengan keliling silo. Sisi bawah silo diberi pintu yang berfungsi untuk
memudahkan pengeluaran arang y q g sudah jadi. Hal yang penting dalam rnetoda ini
adalah menyediakan air yang banyak untuk memadarnkan bara.
3. Pengarangan semimodern
Surnber api berasal dari plat yang dipanasi atau bara yang dibakar. Akibatnya
adalah udara disekeliling bara ikut menjadi panas dan memuai ke seluruh ruangan
pembakaran. Panas yang timbul dihembus oleh blower atau kipas angin bertenaga
listrik. Dengan demikian, proses pengarangan menjadi lebih cepat meskipun jumlah
bahan bakunya banyak. Lama pengarangan berlangsung sekitar 4-5 jam untuk 1000 kg.
4. Pengarangan supercepat
Pengarangan super cepat membutuhkan waktu pengarangan hanya dalam
hitungan menit. Hal yang menarik dalam metoda ini adalah penerapan roda berjalan.
Bahan baku dalarn metoda ini bergerak melewati lorong besi yang sangat panas dengan
suhu mendekati 700°C. Saat sampai di elemen pemanas, wama bahan baku berubah
menjadi hitam. Ketika kelua. dari lorong, bahan baku sudah menjadi serpihan arang.
5. Pengarangan di dalam drum bekas
D m bekas aspal atau oli yang masih baik bisa digunakan untuk membuat arang.
Caranya bagian atas drum yang ada lubangnya ditambah lagi dengan ukuran 2 x 2,5
inci. Kemudian bahan baku dimasukkan ke dalarn drum, lalu api dinyalakan lewat
bawah drum. Apabila asap mulai keluar, berarti pembakaran bahan baku telah
berlangsung. Metoda pengarangan dalam drum cukup praktis karena bahan baku tidak
perlu ditunggu-tunggu sampai menjadi arang. Hal ini karena waktu pembakaran yang
dibutuhkan sekitar 8 jam untuk bahan baku sebanyak 100 kg. Riasanya arang yang
dihasilkan lebih hitam jika dibandingkan dengan pengarangan terbuka.
Pada penelitian ini metode karbonisasi yang digunakan adalah karbonisasi dalam
drum bekas karena metoda ini dianggap praktis d m bahan baku tidak perlu ditunggu terus
menerus hingga menjadi arang. Bahan baku arang pada penelitian ini berasal dari
cangkang dan TKKS.
C. Cangkang dan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
Cangkang dan TKKS merupakan limbah kelapa sawit yang tidak termasuk dalam
produk utama atau merupakan hasil ikutan dari proses pengolahan industri kelapa sawit.
Pada industri minyak sawit, setiap h h y a dihasilkan limbah berupa tandan kosong dan
cangkang. Cangkang yang dihasilkan sebanyak 7 % per ton tandan buah segar (TBS) atau
sekitar 50,4 tonlhari dengan asurnsi kapasitas produksi 30 tonljam dengan waktu operasi
24 jarnfhari (Santi Purwaningsih dalam Arganda Mulia 2007).
Tempurung (cangkang) biji kelapa sawit termasuk bahan berlignoselulosa yang
berkadar karbon tinggi dan mempunyai berat jenis 1,4 glml, sehingga karakteristik ini
memungkinkan bahan tersebut baik untuk dijadikan arang (Anoni m, 2005). Cangkang
memiliki komposisi fisika dan kimia. Komposisi kimia cangkang kelapa sawit dapat
dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi kimia cangkang kelapa sawit.
Komposisi Kadar %
Abu 15
Hemiselulosa 24
Selulosa 40
Untuk pembuatan arang, sifa cangkang yang sangat diperlukan adalah kandungan
kimianya terutana selulosa dan lignin sehingga disebut bahan berlignoselulosa. Selain itu
energi yang dikandungnya juga harus tinggi.
Menurut Goenadi, dkk, (2005) potensi energi yang dapat dihasilkan dari produk
samping sawit dapat dilihat dari nilai energi panas (calor~jic value). Produk samping yang
merniliki nilai energi panas tinggi adalah cangkang dan serat. Nilai energi panas dari
produk samping sawit dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Nilai energi panas (calorific value) dari beberapa produk sarnping sawit
(berdasarkan berat karing)
Bagian Rata-rata calorijlc value (klkg) Kisaran (kJ/kg)
TKKS 18 759 18000-19920
Serat 19005 ., ,
cangkang 20 093 '
Batang 17471 : 17000-17800
15 719 Pelepah 15 400 - 15 680
Sumber : Goenadi, dkk, (2005)
Pada penelitian ini produk sarnping sawit yang akan dimanfaatkan adalah cangkang
dan TKKS. Cangkang dan TKKS tersebut diolah menjadi arang dan selanjutnya dijadikan
briket dengan perbandingan 1 :2.
D. Briket dari Arang Cangkang dan TKKS
Briket arang adalah arang yang diolah lebih lanjut menjadi bentuk briket
(penampilan dan kemasan yang lebih menarik) yang bisa digunakan untuk keperluan
sehari-hari. Pembuatan briket arang dapat dilakukan dengan cara bahan baku diarangkan,
kemudian dihaluskan, dicampur perekat, dicetak dengan sistem hidrolik, selanjutnya
dikeringkan (Pari. G, 2002) Briket arang dapat dibuat dari berbagai macam bahan,
misalnya sekam padi, kayu, serbuk gergaji, tempurung kelapa, cangkang kelapa sawit,
tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dan lain-lain. Pada penelitian ini bahan arang yang
digunakan berasal dari campuran arang cangkang dan TKKS.
Briket arang mempunyai banyak kelebihan yaitu briket arang mempunyai nilai
ekonomi yang tinggi bila dikemas dengan menarik dan bila dibandingkan dengan arang
kayu, briket mempunyai panas yang lebih tinggi, tidak berbau, memiliki aroma alami dan
segar, serta bersih dan tahan lama. Adapun kelebihan lain dari briket adalah briket lebih
tahan lama waktu simpannya bila dibanding dengan arang biasa. Briket arang dapat dibuat
dari berbagai macam bahan, misalnya sekam padi, kayu, serbuk gergaji, dan tempurung
kelapa. Begitu juga dengan perekat yang digunakan di dalarnnya contohnya tepung kanji,
tapioka, mollase, dam tanarnan muda d m sebagainya. (Pari. G, 2002)
Pemilihan proses pembriketan tentunya hams mengacu pada segmen pasar agar
dicapai nilai ekonomi, teknis dan lingkungan yang optimal. Pembriketan bertujuan untuk
memperoleh suatu bahan bakar yang berkualitas yang dapat digunakan untuk semua sektor
sebagai sumber energi pengganti. Kegunaan arang briket bagi masyarakat antara lain untuk
membakar daging (berbeque di hotel, restoran, atau konsumsi kelompok masyarakat
tertentu dalam selera ekslusif). Di npgara yang memiliki 4 musim, briket arang bisa
digunakan sebagai pemanas ruangan. Untuk industri kecil d m menengah sebagai sumber
energi misalnya pada pembuatan plat baja, keramik, kaca, pengrajin pandai besi, dan lain-
lain (Balitbang, 1994). Karena begitu banyaknya manfaat briket sebagai surnber energi dan
juga dapat dijadikan komuditas ekspor, maka usaha dibidang briket sangat menjanjikan
untuk dikembangkan.
E. Bahan Perekat
Untuk kebutuhan transportasi dan pengepakan, briket yang berkualitas baik adalah
briket yang tidak mudah patah atau hancur. Oleh karena itu, briket dapat ditarnbahkan
dengan bahan perekat. Tujuan penambahan bahan perekat dalarn proses pembuatan briket
adalah untuk menarik air dan membentuk tekstur yang padat.
Menurut Prayitno (1994), perekat adalah bahan yang mempunyai sifat perekatan
yang marnpu merekat atau menjadikan satu bahan-bahan yang direkat dengan cara
penempelan atau penyatuan perrnukaan akibat dari aksi gaya-gaya sekunder dan primer.
Perekat pati merupakan perekat darn yang sangat murah, melimpah ketersediaan dalam
jumlah banyak dan cara pemakaiannya sederhana. Pati dikenal sebagai perekat turnbuh-
turnbuhan yang bisa diekstrak dari ketela, jagung, kentang dan sumber pati lainnya.
Susunan pati ini dapat ditelusuri pada dua komponen yang berbeda dari polimer glukosa,
yang pertama disebut amilopeklin yaitu polimer dengan struktur pohon dan yang kedua
polimer tak berstruktur seperti cabang pohon yang disebut amilosa.
Adapun karakteristik bahan baku perekatan untuk pembuatan briket adalah sebagai
berikut :
1. Memiliki gaya kohesi yang baik bila dicarnpur dengan semikokas atau batu bara atau
biomasa
2. Mudah terbakar dan tidak berasap.
3. Mudah didapat dalam jurnlah banyak dan murah harganya.
4. Tidak mengeluarkan bau, tidak beracun dan tidak berbahaya
Jenis bahan baku yang umum dipakai sebagai pengikat untuk pembuatan briket ada
beberapa macam, yaitu :
1. Pengiht anorganik I
Pengikat anorganik dapat menjaga ketahanan briket selama proses pembakaran
sehingga dasar permeabilitas bahab bakar tidak terganggu. Pengikat anorganik ini
mernpunyai kelemahan yaitu adanya tarnbahan abu yang berasal dari bahan pengikat
sehingga dapat menghambat pernbakaran dan menurunkan nilai kalor. Contoh dari
pengikat anorganik antara lain semen, lempung, natriurn silikat.
2. Pengikat organik
Pengikat organik menghasilkan abu yang relatif sedikit setelah pembakaran briket dan
umurnnya merupakan bahan perekat yang efektif. Contoh dari pengikat organik di
an-ya kanji, tar, aspal, amilum, molase dan parafin.
3. Clay (lempung)
Clay atau yang sering disebut lempung umumnya banyak digunakan sebagai bahan
pengikat briket. Jenis-jenis lempung yang dapat dipakai untuk pembuatan briket terdiri
dari jenis lempung wama kemerah-merahan, kekuning-kuningan dan abu-abu.
4. Tapioka dan Caustic Soda
Jenis tapioka beragam kualitasnya tergantung dari pemakaian. Jenis Caustic Soda yang
dipergunakan memiliki konsentrasi 98% dan berbentuk Flake. Apabila dicampur
dengan tapioka akan membentuk sebagai perekat.
Dari uraian di atas terlihat bahwa perekat yang dapat digunakan banyak jenisnya.
Namun tidak semua jenis bahan cocok digunakan untuk semua jenis briket. Menun~t Balia
(2005), bahan perekat yang baik digunakan adalah tepung kanji, tepung kanji memiliki
nilai kalor yang tinggi tidak berasap, mudah didapat dan murah. Tepung kanji merupakan
senyawa organik. Ubi kayu merupakan bahan dasar tepung kanji atau tapioka. Tapioka
mernpunyai komposisi kandungan kimia (per 100 gram) antara lain : kalor 149 kal, protein
1,2 g, lemak 0,3 g, hidrat arang 34,7 g, kalsium 22 mg, fosfor 40 mg, zat besi 0,7 mg. Hal
senada juga dikarnukakan oleh Pari. G (2002).
Pembuatan briket arang dari limbah industri dilakukan dengan cara penambahan
perekat, di mana bahan baku diarangkan terlebih dahulu kemudian ditumbuk, dicampur
perekat dan dicetak dengan system hidrolik kemudian dikeringkan. Dalam penelitian ini
perekat yang digunakan adalah tepung kanji. Perbandingan jumlah tepung dengan air saat
pembuatan perekat adalah 1 : 10. Konsentrasi perekat adalah 20 % dari berat campuran
arang cangkang dan TKKS ( konsentrasi terbaik menurut Arganda Mulia, 2007).
F. Teknologi Pembriketan
Proses pembriketan adalah proses pengolahan arang yang inengalami beberapa
perlakuan seperti pengarangan, penumbukan arang atau penghalusan, pencarnpuran bahan
baku dengan perekat, pencetalcan menggunakan kempa hidrolik dan pengeringan pada
kondisi tertentu, sehingga diperoleh briket yang mempunyai bentuk, ukuran fisik, dan sifat
kimia tertentu. Briket dengan struktur yang padat dengan peningkatan kerapatan,
menjadikan briket lebih effesien sehingga meningkatkan nilai kalor perunit volume.
Tujuan dari pembriketan adalah untuk meningkatkan kualitas bahan bakar, mempennudah
penanganan dan transportasi serta mengurangi kehilangan bahan dalam bentuk abu.
Secara umum proses pembuatan briket dimulai dengan cara bahan baku diarangkan,
kemudian dihaluskan, dicampur perekat,dicetak dengan sistem hidroli k, selanjutnya
dikeringkan (Pari. G, 2002) Pada bagian berikut akan diuraikan secara ringkas proses
pembuatan briket yang dilakukan.
1. Pembuatan arang
Pembuatan arang dilakukan dengan metode karbonisasi menggunakan drum bekas.
Metode ini dipilih karena sederhana, biaya murah dan tidak memerlukan pengontrolan
yang terus-menerus saat pembakaran. Proses pengarangan adalah proses pembakaran
tidak sempurna dari bahan-bahan organik dengan jwnlah oksigen yang sangat terbatas.
Pembatasan jumlah oksigen dapat dilakukan dengan cara melakukan pengarangan di
dalam wadah tertutup. Tujuannya adalah untuk mendapatkan rendemen arang yang
lebih banyak.
2. Penghalusan arang
Penghalusan arang dilakukan dengan cara diturnbuk menggunakan lesung, untuk
mendapatkan ukuran butir tertentu. Ukuran butir yang digunakan pada penelitian ini
adalah 20 mesh.
3. Pencampuran
Pencampuran adalah mencarnpur beberapa bahan baku briket dengan perekat pada
komposisi tertentu untuk mendapatkan adonan yang homogen. Komposis adonan
antara arang cangkang dengan arang TKKS adalah 1 :2. Sedangkan jumlah briket yang
digunakan adalah 20 % dari jumlah carnpuran arang yang dibuat.
4. Pencetakan
Pencetalcan adalah mencetak adonan briket untuk mendapatkan bentuk tertentu sesuai
dengan yang diinginkan. Briket dicetak menggunakan kempa hidrolik dengan
pembebanan 10, 12, 14, 16 dan 18 pada skala alat. Secara teknik tekanannya setara
dengan 15,12 kg/cm2, 18,144 kg/cm2, 21,168 kg/cm2, 24,192 kg/cm2 dan 27,216
kg/cm2.
5. Pengeringan
Pengeringan adalah proses mengeringkan briket dengan menggunakan udara panas
pada temperatur tertentu untuk menurunkan kandungan air briket. Pada penelitian ini
pengeringan briket dilakukan selarna 2 hari di dalam oven dengan suhu 105°C dan 2
hari dibawah terik matahari.
G. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap kualitas briket.
Kualitas yang mempengaruhi sifat briket arang ditentukan oleh beberapa parameter
disaat pembuatannya antara lain ukuran butir arang, tekanan mesin waktu pembriketan,
kadar air saat pencetakan dan kekuatan tekstur (Pari. G, 2002). Selain itu menurut
Mahajoeno. E (2005), syarat briket yang baik adalah briket yang permukaannya halus dan
tidak meninggalkan bekas hitarn di tangan. Dari beberapa parameter di atas, maka untuk
mendapatkan kualitas briket yang memenuhi persyaratan yang ditentukan maka salah satu
cara yang dilakukan adalah memvariasikan tekanan pengepresan sewaktu melakukan
pencetakan briket.
Tujuan pengompaksian pada pembuatan briket adalah untuk menaikkan berat
jenisnya. Pengompaksian untuk membuat bahan serbuk menjadi benda yang padat dan
kompak sehingga tahan terhadap benturan. Kompaksi dapat dilakukan dengan
menggunakan kempa hidrolik Ini merupakan metode kompaksi sederhana dan banyak
digunakan &lam penelitian briket di laboratorium. Dengan metode ini dapat diketahui
besarnya tekanan yang digunakan, sehingga dapat menghasilkan kepadatan briket yang
bervariasi.
Beberapa faktor yang mempenghruhi pembriketan antara lain ukuran partikel serta
kekerasan briket (Brades, 2007). Ukuran partikel mempengaruhi kekuatan briket yang
dihasilkan karena ukuran yang lebih kecil akan rnenghasilkan rongga yang lebih kecil
pula, sehingga kuat tekan briket akan semakin besar. Kekerasan bahan ditentukan oleh
besarnya tekanan yang diberikan. Sekakin tinggi tekanan maka akan semakin baik
kerapatan dan keteguhan briket yang dihasilkan. Teguh (2008) mengatakan bahwa
peningkatan tekanan pengepresan akan menaikkan nilai kalor briket.
Pada penelitian ini, variasi tekanan pengepresan yang digunakan pada penelitian ini
adalah 10, 12, 14, 16, 18 menurut skala alat yang ada. Satu skala pada alat setara dengan
beban 51,6958 lbs. Berarti skala yang digunakan setara dengan beban 516,958 lbs,
620,350 lbs, 723,743 lbs, 827,134 lbs, 930, 526 lbs. Briket dibuat dalam bentuk silinder
dengan ukuran diameter 4,4 crn atau luas penampang 15,1976 cm2. Jika diketahui 1 Ibs =
0,445 kg, lalu skala yang digunakan dikalikan dengan percepatan grafitasi 10 rn/s2, dan
dibagi dengan luas penampang briket, maka tekanan pengepresan yang digunakan setara
dengan 15 12x10~ ~ l m * , 1814,4x103 N/m2, 21 16,8x103 N/m2, 2419,2 x103 ~ / m ' , dan
272 1,6x 10' ~ / m ~ . Secara telolik tekanannya adalah 15,12 kg/cm2, 1 8,144 kg/cm2, 2 1,168
kglcm2, 24,192 kg/cm2 d m 27,2 16 kg/cm2.
Pemilihan kuat tekan dalarn skala 10 sampai 18 menurut skala pada alat, didasari dari
penelitian pendahuluan untuk pencetakan briket. Di mana untuk tekanan di bawah skala 10
menghasilkan briket yang lengket di tangan dan mudah rusak saat diangkat. Namun
apabila tekanan berada diatas skala 18, briket yang dicetak h a n g bagus bentuknya karena
ketinggiannya tidak merata. Kerusakan pada briket disebabkan karena tekanan yang
diberikan terlalu besar sehingga briket tidak dapat menahan beban yang diberikan dan
menyebabkan briket tidak simetris atau miring. Hal ini sesuai dengan pendapat Subroto
(2008) yang mengatakan bahwa "beban penekanan yang besar mengakibatkan bulk density
dari briket semakin bertambah besar yang mengakibatkan kekuatan mekanik semakin kuat,
namun pada kondisi tertentu penarnbahan penekanan akan merusak struktur bahan dasar
yang mengakibatkan nilai kekuatan mekanik turun" Hal ini disebabkan karena pada saat
penekanan akan terjadi perubahan dari deformasi elastis ke deformasi plastis. Saat terjadi
deformasi elastis maka energi elastik masih tersimpan dalarn material, sehingga jika
tekanan dilepas akan menirnbullcan relaksasi material dengan membebaskan energi elastis
yang tersimpan saat proses penekanan (Christian Petra, 2008). Lama waktu pengepresan
untuk mengkompaksi briket adalah selarna 5 menit.
Kekuatan tekstur ditentukan oleh formula carnpuran dari bahan dasar dengan perekat
yang digunakan dan tekanan pengepresan saat mencetak briket.. Pada penelitian ini
digunakan perekat tepung kanji dengan konsentrasi sebanyak 20 % dari berat carnpuran
arang cangkang clan TKKS, serta ukuran butir arang 20 mesh (ukuran optimal menurut
Arganda Mulia, 2007). Dengan ukuran butir yang halus dan jumlah perekat yang
berimbang diharapkan kadar air adonan tidak terlalu tinggi, adorian tidak lembek, tetapi
cukup untuk merekat butiran briket. Sehingga tidak membutuhkan waktu yang terlalu lama
saat penge~gan. Dengan pengeringan yang cukup dan tekanan pengepresan yang
memadai diharapkan briket yang dihasilkan memiliki permukaan yang halus dan tidak
meninggalkan bekas hitam di tangan dan memenuhi karakteristik yang diharapkan.
H. Karakteristik dan Sifat dari Briket.
Penetapan kualitas briket arang meliputi sifat fisik seperti kadar air, berat jenis, nilai
kalor, dan sifat kimia seperti kadar abu, kadar zat mudah menguap, karbon terikat.
Goenadi, dkk (2005) menjelaskan bahwa karakteristik briket arang yang terbuat dari
TKKS dan cangkang sawit sangat berbeda. Briket arang TKKS memiliki kadar abu yang
lebih tinggi, sedangkan kadar kalor dm karbon terikatnya lebih rendah. Dari kandungan
kalornya kedua jenis briket ini telah memenuhi SNI.
Pada bagian berikut akan diuraikan secara ringkas beberapa karakteristik dari briket.
1. Nilai kalor
Nilai kalor dinyatakan sebagai heating value, merupakan suatu parameter yang penting
dari suatu thermal coal. Gross calor@c value diperoleh dengan membakar suatu
sampel briket didalarn bomb calorimeter dengan mengembalikan sistem ke ambient
temperatur. Net calorij?c value biasanya antara 93-97 % dari gross value dan
tergantung dari kandungan inherent moisture serta kandungan hidrogen dalam briket.
Besar kecilnya kalori yang dihasilkan dapat mempengaruhi pada jumlah briket yang
dimanfaatkan untuk setiap keperluan. Nilai kalor gunanya untuk efisiensi
(penghematan) artinya apabila nilai kalori per satuan berat bernilai rendah, berarti
jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk suatu proses pembakaranl pemanasan akan
lebii banyak, tetapi apabila nilai kalori tinggi berarti jumlah bahan bakar yanng
dipergunakan untuk suatu pembakaran menjadi lebih sedikit ( Ringkuangan : 1993).
Berdasarkan SNI 01-6235-2000 nilai kalor briket arang yang baik minimal 5000
kalorifgram.
2. Kadar Air
Moisture yang dikandung dalam briket dapat dinyatakan dalarn dua macam: Free
Moisture (uap air bebas). Free moisture dapat hilang dengan penguapan, misalnya
dengan air-drying. Kandungan free moisture sangat penting dalarn perencanaan coal
handling dan preperation equipment Inherent moisture (uap air terikat) Kandungan
inherent moisture dapat ditentukan dengan memanaskan briket antara temperatur 104 -
110 OC selama satu jam. Tingginya kadar air dari briket berpengaruh pada proses
pembakarau briket clan nilai kalori dari briket, untuk briket yang mempunyai kadar air
yang rendah maka proses pembakarannya berlangsung cepat dan nilai kalorinya tinggi,
sedangkan untuk briket dengan kadar air yang tinggi maka proses pembakaran
berlangsung lambat clan memiliki nilai kalori yang rendah, faktor yang mempengaruhi
kadar air adalah lama waktu pengeringan dari briket. ~eidasarkan SNI 01-6235-2000
nilai kadar air yang baik pada briket maksimal8%.
3. Kadar Abu
Semua briket mempunyai kandungan zat anorganik yang dapat ditentukan jurnlahnya
sebagai berat yang tinggal apabila briket dibakar secara sempurna. Zat yang tinggal ini
disebut abu. Abu terdiri dari logam Mg, K, Ca, dan sebagainya yang tidak rusak oleh
suhu pengabuan. Abu briket berasal dari clay, pasir dan bermacam-macam zat mineral
lainnya Briket dengan kandungan abu yang tinggi sangat tidak menguntungkan karena
akan membentuk kerak. Kadar abu yang tinggi menyebabkan nilai kalori yang rendah,
sehingga dalam pemakaian diperlukan lebih banyak briket. Briket yang mempunyai
kualitas yang baik adalah yang menghasilkan kadar abu paling sedikit. Briket yang
mempunyai kadar air yang rendah memiliki kadar abu yang rendah. Berdasarkan SNI
01-6235-2000 besarnya kadar abu yang dimiliki briket maksimal 8%.
4. Kandungan Zat Terbang (Volatiie matter)
Zat terbang terdiri dari gas-gas ,yang mudah terbakar seperti hidrogen, karbon
monoksida (CO), dan metana (C&), tetapi kadang-kadang terdapat juga gas-gas yang
tidak terbakar seperti C02 dan H20. Volatile matter adalah bagian dari briket dimana
akan berubah menjadi volatile matter (produk) bila briket tersebut dipanaskan tanpa
udara pada suhu lebih kurang 950 OC. Untuk kadar volatile matter f 40 % pada
pembakaran akan memperoleh nyala yang panjang dan akan memberikan asap yang
banyak. Sedangkan untuk kadar volatile matter rendah antara. .l5 - 25% lebih disenangi
dalam pemakaian karena asap yang dihasilkan sedikit.
5. Karbon Terikat
Nilai kadar karbon diperoleh melalui pengurangan angka 100 dengan jumlah kadar (
kelembaban), kadar abu dan jumlah zat terbang. Karbon terikat yang ada dalam briket
sangat menentukan nilai kalori. Briket yang mempunyai karbon terikat yang tinggi,
nilai kalori dari briket juga sernakin tinggi. Briket yang mempunyai karbon terikat
yang tinggi adalah briket yang baik kualitasnya. Berdasarkan SNI 01-6235-2000
karbon terikat yang baik untuk briket adalah 78,35%
6. Kerapatan
Besamya kerapatan pada briket dipengaruhi oleh jumlah perekat dan tekanan. Menurut
Ringkuangan, semakin tinggi kerapatan semakin padat briket tersebut, briket yang
padat tidak mudah hancur dan dalam proses pengangkutan tidak sulit. Berdasarkan SNI
01-6235-2000 kerapatan yang baik untuk briket adalah 0,447%
Berikut ini akan ditampilkan perbandingan karakteristik briket arang dari TKKS dan
cangkang sawit (Goenadi, dkk, 2005) dan standar SNI untuk semua briket arang (Badan
Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 1994). Perbandingan karakteristik tersebut dapat dilihat
pada Tabel 3.
Tabel 3. Karakteristik Briket arang TKKS, arang cangkang dan standar SNI untuk briket secara
umum.
No Karakteristik SNI (untuk Briket Briket TKKS 1 semua briket) cangkang sawit
1 Kadar air, % ; 737 8,47 9,77
2 Kadar abu, % .. 8 9,65 17,15
3 Kadar zat terbang, % ' 16 21,lO 29,6
4 Kadar karbon terikat, % 78,3 5 69,25 53,82
5 Kerapatan, g/cm3 0,4407
6 Nilai kalor, kaVg 5 000 6 600 5 578
Surnber: padan Peneiitian dan Pengembangan Hutan, 1994, dan Goenadi, dkk, 2005).
Menurut Pari. G (2002), secara umum briket yang baik hams memenuhi beberapa
sifat yaitu:
1. Tidak berasap clan tidak berbau pada saat pembakaran.
2. Mempunyai kekuatan tertendu sehingga tidak mudah pecah waktu diangkat dan
dipindah-pinddi.
3. Mempunyai suhu pembakaran yang tetap 350°C dalam jangka waktu yang cukup
panjang (8-10 jam).
4. Setelah pembakaran masih mempunyai kekuatan tertentu sehingga mudah untuk
dikeluarkan dari dalam tungku masak.
5. Gas hasil pembakaran tidak mengandung gas karbon dioksida yang tinggi.
Sifat briket yang baik dapat diperoleh dengan memperhatikan beberapa parameter
dalam pembuatannya. Parameter dalarn pembuatan briket antara lain adalah:
1. Ukuran butiran arang.
2. Tekanan mesin pada waktu pembuatan briket.
3. Kadar air yang terkandung dalarn briket.
4. Kekuatan tekstur.
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa ada beberapa faktor yang
mempengaruhi sifat briket arang antara lain ukuran butir, berat jenis, suhu karbonisasi,
formula pencampuran briket, clan tekanan pengepresan. Parameter ini sangat menentukan
kualitas briket yang dihasilkan.
Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan briket arang dari campuran arang
cangkang dan arang TKKS dengan perbandingan 1:2. Hal ini didasari karena jumlah
limbah kedua macam hasil samping dari industi kelapa sawit ini melimpah dan belurn
diolah secara optimal. ,
Karakteristik yang diteliti adalah nilai kalor, kerapatan atau massa jenis, kadar air
dan kadar abu dari briket. Dari tabel di:atas tidak ada acuan untuk briket carnpuran arang
cangkang dan TKKS, yang ada hanya karakteristik briket dari cangkang atau TKKS saja
dan untuk briket secara mum (SNI). Oleh sebab itu hasil penelitian yang diperoleh akan
dibandingkan dengan ketiga karakteristik yang ada. Untuk mendapatkan briket dengan
kualitas yang baik maka upaya yang dilakukan pada penelitian ini adalah memvariasikan
tekanan pengepresean sewaktu pencatakan briket.
BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
A. Tnjuao Penelitian
Tujuan dari penelitian ini terdiri dari tujuan jangka pendek dan jangka panjang.
1. Tujuan jangka pendek
a Meneliti hubungan variasi tekanan pengepresan terhadap karakteristik briket
berupa nilai kalor, kepadatan, kadar air dan kadar abu dari briket yang
dihasilkan.
b. Membandingkan karakteristik briket berupa nilai kalor, kerapatan, kadar air dan
kadar abu dengan standar SNI dan hasil penelitian sebelumnya untuk briket
arang dan briket TKKS.
c. Meneliti besar tekanan yang menghasilkan briket dengan kualitas terbaik.
2. Tujaan jangka panjang
a. Memperoleh briket yang terbuat dari carnpuran cangkang dan tandan kosong
kelapa sawit yang memenuhi standar SNI.
b. Agar Briket yang dihasilkan dapat diproduksi dalam skala industri sebagai
sumber energi altematif.
c. Diharapkan briket yang dihasilkan dapat dijadikan interpreniurship bagi
mahasiswa dan dosen.
B. anf fa at Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh tekanan pengepresan terhadap karakteristik briket berupa
nilai kalor, kepadatan, kadar air dan kadar abu dari briket yang dihasilkan.
2. Mendapatkan besar tekanan pengepresan yang menghasilkan kualitas briket
terbaik.
3. Sebagai upaya untuk meneliti energi alternatif berupa biomassa dalam bentuk
briket yang dapat menggantikan peran minyak tanah dan gas.
4. Sebagai upaya pemberdayaan limbah kelapa sawit yang selama ini banyak terbuang
percuma agar lebih bermanfaat dan bernilai jual.
5. Mengembangkan penelitian energi alternatif untuk dosen dan membantu
mahasiswa dalam rangka mempercepat penyelesaian perkuliahan.
6. Sebagai upaya untuk mengembangkan kewirausahaan berbasis limbah kelapa
sawit.
BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fisika Material FMIPA UNP dan UPTD Balai
Pengujian Mutu Bahan Pekerjaan Umum Padang. Penelitian dilakukan selama enam bulan.
Variabel dari penelitian ini terbagi atas tiga bagian yaitu variabel bebas, terikat, dan
variabel kontrol. Variabel bebas adalah variasi tekanan pengepresan saat pembuatan briket.
Variabel kontrol pada penelitian ini yaituj briket berbentuk silinder, perbandingan arang
cangkang dengan arang TKKS, jumlah perekat, masa briket, waktu pembakaran cangkang
dan tandan kosong kelapa sawit, larnanya waktu penahanan setelah kompaksi, dan ukuran
butir. Variabel terikat yaitu karakteristik briket arang campuran cangkang dan tandan kosong
kelapa sawit berupa nilai kalor, kepadatan, kadar air dan kadar abu dari briket yang
dihasilkan.
A. Alat dan Bahan Penelitian
Mat dm bahan yaug digunakan selama penelitian adalah:
1. Alat penelitian
a. Alat penghasil arang. Dalam penelitian ini alat penghasil arang cangkang dan
TKKS yang digunakan adalah dnun bekas.
b. Cetakm briket berukuran : diameter dalam 4,4 cm dan tinggi 9,2 cm
c. Kempa hidrolik, untuk menekan atau memadatkan briket.
d. Lesung untuk menumbuk arang cangkang dan tandan kosong kelapa sawit.
e. Cawan untuk mencampur arang halus dengan perekat.
f. Saringan yang digunakan adalah dengan ukuran 20 mesh.
g. Neraca digital untuk mengukur masa briket dengan ketelitian alat 0.005 gr
h, Oven untuk pengeringan sampel.
i. Pengujian kadar abu menggunakan furnace.
j . Pengujian nilai kalor menggunakan Bomb Calorimeter
2. Bahan penelitian yang digunakan adalah:
a. Arang Cangkang d m arang TKKS sebagai bahan utarna petnbuatan briket dengan
komposisi 1 :2
b. Tepung kanji dengan konsentrasi 20% sebagai perekat
c. Air sebagai pelarut tepung kanji. Perbandingan air dengan kanji adalah 10 : 1
d. Minyak tanah untuk pembakaran bahan mentah berupa cangkang dan TKKS.
B. Penyiapan Bahan Baku I
Bahan baku berupa cangkang dan TKKS berasal dari limbah pabrik kelapa sawit
yang diarnbil di PT.Agro Masang Perk* Plantation, yang berada di desa Tapian Kandis
Kec. Palembayan Kab.Agam. Provinsi Sumatera Barat. Bahan mentah yang dibutuhkan
dalam penelitian ini dipilih berdasarkan keseragamm ukuran. Bahan mentah yang
digunakan berupa Cangkang dan TKKS adalah yang belum lama menumpuk. Jika
digunakan TKKS yang telah lama menumpuk maka kondisinya lebih rapuh dan sebagian
telah terjadi pelapukan oleh bakteri-bakteri pengurai. Bahan ini dikumpulkan masing-
masing sebanyak 10 kg, Bahan-bahan ini diieringkan secara alarni. Tujuan pengeringan
adalah agar proses pengarangan menjadi lebih cepat.
Selanjutnya menyiapkan bahan perekat bempa tepung kanji. Caranya adalah dengan
mencampurkan tepung tapioka dengan air menggunakan perbandingan 1 : 10, kemudian
dimasak. Selarna pernanasan tepung diaduk terus menerus agar tidak mengumpal. Jika
warna tepung yang semula putih kemudian berubah menjadi transparan, maka perekat
siap untuk digunakan.
C. Pembuatan Sampel
1. Pembuatan Arang
Pembuatan arang cangkang dan TKKS dilakukan secara terpisah dengan
menggunakan dnun minyak tanah. Pernbakaran cangkang lebih lama dari pada TKKS
karena cangkang lebih keras dari pada TKKS. Waktu yang dibutuhkan untuk
karbonisasi cangkang sekitar 5 jam sedangkan untuk TKKS sekitar 1 jam Qumlah
bahan masing-masing 10 kg).
Pengarangan dilakukan secara tertutup dengan tujuan mengurangi jumlah
oksigen yang masuk kedalam drum. Bagian tutup drum deberi 4 lubang dengan
ukuran diameter 2,5 cm yang bertujuan untuk mengeluarkan asap yang dihasilkan.
Sebelum pengarangan, pada lantai drum diberi bahan bakar berupa sabut kelapa yang
dibefi minyak tanah sebagai pernicu untuk mempermudah pembakaran.
Selama karbonisasi perlu diperhatikan asap yang terbentuk. Jika asap tebal dan
putih, berarti cangkang sedang mongering. Jika asap tebal dan kuning, berarti
pengkarbonan sedang berlangsungi Pada fase ini sebaiknya tungku ditutup dengan
maksud agar oksigen pada ruang pengarangan serendah-rendahnya sehingga
diperoleh hasil arang yang baik. ~ikri asap semakin menipis dan berwarna biru, berarti
pengarangan hampir selesai.
Pengarangan dihentikan dengan cara memercikkan sedikit air ke dalam drum
untuk mencegah arang menjadi abu. Selanjutnya tunggu sarnpai arang menjadi
dingin. Setelah dingin arang bisa di bongkar dan dikeringkan. Arang cangkang dan
arang TKKS yang telah kering selanjutnya diturnbuk secara terpisah dan diayak
menggunakan saringan ukuran 20 mesh.
2. Proses Pencampnran Arang dengan Perekat
Arang cangkang dan TKKS yang telah diayak selanjutnya dicarnpur secara
merata dengan perbandingan 1:2. Campuran arang cangkang dan TKKS ditambah
dengan bahan perekat dari tepung kanji sebanyak 20 % dari jumlah campwan arang
cangkang dan tandan kosong kelapa sawit. Bahan perekat dimasukkan agar arang
tidak mudah pecahlrontok ketika dicetak dan dibakar. Perbandingan jumlah arang
cangkang, arang TKKS dan perekat untuk satu adonan briket adalah 50 gr arang
cangkang, 100 gr arang TKKS ditambah 30 gr perekat. Adonan briket yang telah
dibuat siap untuk dicetak.
3. Proses Kompaksi atau Pencetakan Briket
Adonan arang yang telah dicarnpur dengan perekat dimasukan ke dalam cetakan
yang terbuat dari baja yang dicetak menggunakan kempa hidrolik dengan tekanan
yang bervariasi.
Skala pengepresan yang digunakan adalah 10, 12, 14, 16, 18. Satu skala setara
dengan beban 51,6958 lbs. Berarti tekanan pengepresan yang digunakan setara
dengan 15 12x1 o3 Nlm2, 18 14,4x 1 o3 N/m2, 2 1 16,8x 1 d ~ l m ~ , 24 19,2 x 1 o3 ~ l m ~ , dan
272 1,6x 1 o3 N/m2. Secara teknik setara dengan satuan tekanan 1 5,12 kg/cm2, 1 8,144
kg/cm2, 2 1,168 kg/cm2, 24,192 kg/cm2 dan 27,2 16 kg/cm2. Lama pengepresan untuk
mengkompaksi briket adalah 5 menit.
Langkah pengompaksian briket dilakukan sebagai berikut: Siapkan cetakan
briket dan alat kompaksi. Masukkm adonan briket yang sudah dicampur ke dalarn
cetakan. Letakkan cetakan yang sudah berisi adonan pada bagian bawah alat
kompaksi. Pompalah alat kompaksi hingga menunjukkan pembebanan yang
diinginkan. Putar pengunci tabung oli agar tekanannya tidak turun.
Sampel atau briket yang telah terbentuk selanjutnya dikeringkan dengan oven
selarna 2 hari. Setelah itu briket dikeringkan dibawah sinar matahari selama 2 hari.
Setelah proses pengeringan selesai maka tahap berikutnya adalah melakukan
pengujian kualitas sampel. Bagan alat kompaksilpengepresan atau kempa hidrolik
dapat dilihat pada Gambar 1. Dari Gambar 1 terlihat bahwa secara garis besar
peralatan kempa hidrolik terdiri dari tempat pembuatan sampel, tombol pengatur
hidup dan matinya alat, tombol pengatur pembebanan, dan manometer untuk
mengamati besar pembebanan.
I I
Gambar 1. Bagan Alat Pengepresan Briket (Surnber: Dep. Pekerjaan Umum)
1
t I
[
ditimbang sebanyak 1 gr lalu dimasukkan ke dalam cawan kuarsa, setelah itu
D. Pengujian Kualitas Briket G
1 I
I I I
dimasukkan pada tempat sampel Bomb Calorimeter untuk diuji nilai kalornya. Hasil
1. Penentuan Nilai kalor
Nilai kalor yang dimiliki briket dari arang cangkang dan TKKS diuji dengan
menggunakan Bomb Calorimeter PARR 1281 dengan ketelitian 0.0001 kallg. Briket
pengukuran akan langsung terbaca pada alat. Bentuk Bomb Calorimeter dapat dilihat
pada Gambar 2. ,
Garnbar 2. Bomb calorimeter
2. Penentuan Kerapatan atau Massa Jenis Briket
Kerapatan atau massa jenis briket dapat ditentukan dengan menggunakan rumus
sebagai berikut:
Dimana
p = Massa jenis briket
m = massa briket (g)
V = Volume briket (cm3)
3. Penentuan Kadar Air
Pengujian kadar air yang terkandung dalarn briket dilakukan dengan alat
Sartorius Moisture Analyzer .Alat bekerja secara otomatis, setelah beberapa saat
kemudian kadar air yang terkandung dalam briket akan terbaca pada layar.
Cara lain untuk menentukan kadar air adalah dengan menimbang briket MI
kemudian memasukkannya kedalam cawan porselin dan dipanaskan pada suhu 105°C
selama 1 jam. Srelanjutnya briket dikeluarkan dan ditimbang kembali (M2). Secara
matematis kadar air dapat dihitung melalui persamaan:
Ket: KA = Nilai kadar air briket
MI = massa awal dari briket
MZ = massa briket setelah dikeringkan.
Dalam penelitian ini kadar air yang digunakan adalah yang terbaca pada alat Sartorius
Moisture Analyzer.
4. Penentuan Kadar abu
Langkah pengujian kadar abu dimulai dengan menimbang briket sebanyak 1 gram (Ma)
dengan neraca analitik. Selanjutnya menimbang cawan porselen dalam keadaan kosong
dan mencatat massanya sebesar Mb. Sampel dimasukkan ke dalam cawan porselen dan
selanjutnya cawan yang berisi sampel dibakar dalam furnace dengan suhu 300C selama
2 jam. Setelah 2 jam matikan kontak dan biarkan suhu turun secara alami sehingga
mencapai suhu karnar. Setelah dingin, cawan yang berisi abu dikeluarkan dari .firnace
dan ditimbang kembali (M,).
Perhitungan kadar abu dapat dilakukan dengan menggunakan rumus:
AC = Mc-Mb
xl om .................................................................................. Ma
(3) Dim
ma: AC = Kadar Abu
Ma = Massa awal briket sebelum dibakar
Mb = Massa cawan porselen
Mc = Massa cawan ditarnbah abu
E. Teknik Pengumpnlan Data
Teknik pengurnpulan data dalam penelitian ini dilakukan dengan cara langsung dan
tidak langsung. Data yang diperoleh secara langsung addah nilai kalor dan kadar air dari
briket. Sedangkan data tidak langsung adalah kerapatan dan kadar abu.
F. Teknik Pengolahan Data
Data hasil pengdcwan ditampilkan menggunakan teori kesalahan yaitu:
X = x f Ax ................................................................................................... (4)
Dengan x adalah hai l pengukuran dan Ax merupakan ketidakpastian pengukuran.
Rata-rata dari kurnpulan data dicari dengan menggunakan persamaan berikut:
Dengan X adalah harga rata-rata, Exi merupakan jumlah semua data yang ada dan N
adalah banyak data.
Data hasil pengukuran maupun hasil perhitungan disajikan berupa Tabel. Data dari
hasil penelitian dianalisis secara deskriptif. Pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan persarnaan yang telah ditentukan. Data yang telah diolah kemudian
dianalisis clan diinterpretasikan. Interpretasi data selanjutnya dibahas dan dibandingkan
dengan teori serta standar yang ada.
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
Melalui penelitian ini telah berhasil dibuat briket campuran arang cangkang dengan
TKKS menggunakan perbandingan 1:2, ditarnbah dengan perekat dari tepung kanji
sebanyak 20 % dan ukuran butir arang 20 mesh. Penelitian dilakukan dengan memva-
riasikan tekanan pengepresan sebesar 1;0, 12, 14, 16 dan 18 pada skala kempa hiprolik,
yang secara teknik setara dengan pembebanan sebesar 15,12 kg/cm2, 18,144 kg/cm2,
21,168 kg/cm2, 24,192 kg/cm2 dm 27,21'6 kg/cm2. Karakteristik yang diteliti berupa nilai
kalor, kerapatan, kadar air dan kadar abu. Hasil penelitian yang dioeroleh dibandingkan
dengan standar SNI, hasil penelitian dari briket arang cangkang dan briket TKKS
(Goenadi, dkk, 2005).
Pada bagian berikut akan ditampilkan hasil penelitian berupa rata-rata dari
karakteristik briket dalam bentuk nilai kalor, kerapatan atau massa jenis, kadar air d m
kadar abu briket untuk beberapa variasi tekanan pengepresan. Hasil dari penelitian ini
dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Karakteristik briket berupa nilai kalor, kerapatan, kadar air dan kadar abu untuk
variasi tekanan pengepresan
No Tekanan Pengepresan Nilai kalor Kerapatan Kadar air Kadar abu dalam(N/m2) dalam(kg/cm2) (kaVg) (g/cm3) (%) (%)
1 1512,0x10~ 15,12 5641,90 0,65 16,91 13,85
Perbandingan ka.rakteristik briket yang diteliti dengan standar SNI, hasil penelitian
briket arang cangkang clan briket TKKS (Goenadi, dkk, 2005), dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Perbandingan Karakteristik Briket arang TKKS, briket arang cangkang dan standar SNI
dengan hasil penelitian
No Karakteristik yang SNI Briket Briket Hasil Penelitian diteliti a-g ara"U3 (bri ket carnpuran
semua cangkang TKKS arang cangkang briket) dengan TKKS)
1 Nilai kalor, kallg 5000 6600 5578 5641,90 - 6181,68
2 Kerapatan, &rn3 0,4407 0,65 - 0,73
3 Kadar air, % 737 1 8,47 9,77 16,91 - 16,3 1
4 Kadar abu, % 8 9,65 17,15 13,85 - 11,27
Bila diamati Tabel 4 dan 5 dapat dikemukan hasil dari penelitian ini secara ringkas
yaitu :
Hubungan variasi tekanan pengepresan dengan nilai kalor briket campuran arang
cangkang dan TKKS adalah: semakin tinggi tekanan pengepresan semakin tinggi nilai
kalor briket yang dihasilkan. Nilai Kalor berkisar antara 5641,90 kaVg sampai dengan
6 18 1,68 kaVgr. Nilai kalor ini telah memenuhi standar SNI. ~ a s i l 'nilai kalor untuk briket
carnpuran arang cangkang clan TKKS lebih tinggi dari nilai kalor briket yang berasal dari
arang TKKS namum lebih rendah dari nilai kalor briket yang berasal dari arang cangkang
saja.
Untuk kerapatan terdapat hubungan yaitu: semakai tinggi tekanan pengepresan
maka kerapatan atau massa jenis briket semakin meningkat. Nilai kerapatan berkisar
antara 0,65 g/cm3 sampai dengan 0,73 g/cm3. Nilai kerapatan yang diperoleh telah
memenuhi standar SNI.
Hubungan tekanan pengepresan terhadap kadar air dari briket adalah: semakin besar
tekanan pengepresan maka semakin kecil nilai kadar airnya. Kadar air berkisar antara
16,3 1 % dengan 16,91 %. Kadar air briket yang diteliti belum memenuhi standar SNI dan
masih lebih besar dibanding dengan kadar air dari briket arang cangkang dan briket arang
TKKS.
Hasil pengujian kadar abu yang dilakukan, menunjukkan bahwa semakin tinggi
tekanan pengepresan maka semakin kecil kadar abu yang didapatkan. Nilai kadar abu
berkisar antara 1 1,27 % dengan 13,85 %. Nilai kadar abu dari briket campuran arang
cangkang dan TKKS lebih rendah dari kadar abu briket arang TKKS, tetapi lebih besar
dibanding dengan kadar abu briket arang cangkan dan belum memenuhi standar SNI.
Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kualitas briket terbaik diperoleh dari
penggunaan tekanan pengepresan sebesar 18 pada skala kempa hidrolik yang setara
dengan tekanan sebesar 272 1,6x 1 o3 ~ l i n ~ atau secara teknik setara dengan pembebanan
27,2 16 kg/cm2. Karakteristik terbaik yang didapatkan adalah nilai kalor 6 1 8 1,68 kallg,
kerapatan 0,73 jg/crn3, kadar air 16,3 1 % ,dm kadar abu 1 1,27 %.
B. Pembahasan
Sesuai dengan tujuan penelitian untuk briket arang campuran cangkang dan TKKS,
maka berikut ini akan dilakukan pembahasan terhadap karakteristik hasil yang diperoleh
dari penelitian. Data yang diolah yaitu nilai kalor, kerapatan, kadar air, d m kadar abu
dari briket. Sedangkan standar nilai yang digunakan adalah standar SNI, dm hasil
penelitian Goenadi, dkk (2005) untuk briket arang cangkang dan briket arang TKKS.
Dari hasil pengujian nilai kalor terlihat bahwa nilai kalor briket arang campuran
cangkang dan TKKS meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan pengepresan. Nilai
kalor yang diperoleh dari hasil penelitian ini, bila dibandingkan dengan 3 nilai standar
yang ada, ternyata telah berada diatas standar SNI dan nilai kalor briket TKKS, namun
masih dibawah nilai kalor briket cangkang sawit. Hal ini mungkin disebabkan karena
adanya pencampuran arang cangkang dengan arang TKKS dalam pembuatan briket,
sehingga nilai kalor briket yang didapatkan berada diantara keduanya. Namun yang
sangat menarik adalah te rjadinya peningkatan nilai kalor seiring dengan meningkatnya
tekanan pengepresan. Hasil penelitian ini sesuai dengan penelitian Teguh (2008) yang
mengatakan bahwa peningkatan tekanan pengepresan akan menaikkan nilai kalor briket.
Nilai kalor sangat menentukan kualitas briket arang. Semakin tinggi nilai kalor
briket arang semakin baik pula kualitas briket yang dihasilkan. Tingginya nilai kalori
briket ini disebabkan karena sampel briket ini berupa kelapa sawit yang banyak
mengandung komponen kirnia berupa selulosa, lignin dan semiselulosa sehingga briket
ini memiliki kadar karbon terikat yang tinggi. Banyaknya kandungan selulosa yang
terdapat dim briket ini meningkatkan nilai karbon terikat dan nilai kalorinya (Goenadi
dkk, 2005).
Kerapatan dari sebuah briket sangat menentukan kualitas dari briket. Kerapatan
menunjukkan perbandingan antara massa dengan volume briket. Besar kecilnya
kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan arang penyusun briket. Kerapatan
dari briket juga dipengaruhi oleh tekanm yang diberikan. Semakin besar tekanan yang
digunakan semakin kecil ukuran bri ket yang dihasilkan, sehingga semakin besar
kerapatan yang diperoleh. Hal ini disebabkan oleh semakin rapatnya susunan butiran
arang dari briket yang dihasilkan.
Dari hasil pengujian kerapatan atau massa jenis briket yang didapatkan terlihat
bahwa kerapatan briket arang campuran cangkang dan tandan kosong kelapa sawit
meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan pengepresan. Kerapatan yang diperoleh
dari penelitian ini berkisar antara 0,65 glcm3 sampai 0,73 g/cm2. Berdasarkan standar
mutu briket arang, kerapatan yang dihasilkan dari penelitian ini memenuhi standar SNI.
Hasil penelitian ini sesuai dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan Subroto (2008),
dia mengatakan bahwa beban penekanan yang besar mengakibatkan bulk density dari
briket semakin bertambah besar dan mengakibatkan kekuatan mekanik semakin kuat.
Kadar air berpengaruh terhadap nilai kalor. Semakin kecil nilai kadar airnya maka
semakin bagus nilai kalornya. Hal ini telah terbukti dari penelitian ini. Dari hasil
penelitian diperoleh semakin tinggi tekanan pengepresan semakin rendah kadar airnya
clan demakin tinggi nilai kalornya. Narnun dari penelitian ini diperoleh kadar air yang
masih tinggi clan belurn memenuhi standar SNI dan dua standar lain yaitu untuk briket
TKKS dan briket arang cangkang sawit. Hal ini munglun disebabkan karena kurang
lamanya waktu pengeringan briket sehingga kandungan airnya masih tinggi.
Berikutnya karakteristik terakhir yang diteliti adalah kadar abu yang dimiliki briket.
Dari penelitian didapatkan kadar abunya menurun jika tekanan pengepresan ditingkatkan.
Harga kadar abu dari penelitian ini terletak antara 13,85% dengan 11,27 %. Harga ini
telah memenuhi standar kadar abu untuk briket arang TKKS (1 7,15), namun masih diatas
standar SNI dan standar briket cangkang. Tingginya kandungan abu pada briket
berpengaruh terhadap kualitas briket, terutarna untuk nilai kalornya. Kadar abu yang
tinggi menyebabkan nilai kalori yang rendah, sehingga dalam pemakaian diperlukan
lebih banyak briket (Kemal, 2001).
Briket dengan tekanan yang lebih besar memiliki kecenderungan pori-pori arangnya
semakin rapat, sehingga volume briket yang diperoleh akan semakin berkurang dan
kerapatan bertambah. Karena pori-pori semakin rapat maka permukaan briket semakin
mulus dan tidak lengket ditangan. Dengan kata lain semakin tinggi tekanan pengepresan
maka mutu briket semakin baik. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Pari.G
(2002) dm Mahajoeno (2005).
Penentuan briket kualitas terbaik melalui penelitian ini adalah dengan membanding-
kan hasil karakteristik yang didapatkan dari penelitian dengan karakteristik standar yang
ada yaitu SNI dan juga hasil penelitian acuan yang digunakan (Goenadi, dkk, 2005).
Sampel yang paling banyak memenuhi standar SNI atau lebih baik dari pembanding yang
ada, dikatakan sebagai briket yang paling baik kualitasnya. Dari data-data yang diperoleh
melalui penelitian ini didapatkan briket kualitas terbaik dihasilkan dengan tekanan 18
pada skala kempa hidrolik, yang setara dengan tekanan sebesar 2721,6xlo3 ~ / m ~ atau
secara teknik setara dengan pembebanan 27,216 kg/cm2.
Pada saat pembuatan briket, dilakukan peningkatan tekanan yang makin lama
makin besar. Namun tidak semua peningkatan tekanan dapat menghasilkan bentuk briket
yang baik Saat dilakukan penekanan di atas skala 18 pada alat atau setara dengan 2721,6
~ / m ~ , briket yang dihasilkan mulai rusak. Kerusakan pada sampel disebabkan karena
tekanan yang diberikan terlalu besar sehingga material sudah tidak dapat menahan beban
yang diberikan, sehingga sarnpel menjadi tidak silindris atau sampel hasil cetakan miring.
Beban penekanan yang besar mengakibatkan bulk density dari briket semakin bertambah
besar yang mengakibatkan kekuatan mekanik semakin kuat, namun pada kondisi tertentu
penambahan penekanan akan merusak struktur bahan dasar yang mengakibatkan nilai
kekuatan mekanik turun (Subroto, 2008).
Dari 4 macam karakteristik yang diteliti yaitu nilai kalor, kerapatan, kadar air dan
kadar abu, ternyata yang telah memenuhi standar SNI hanya 2 macam yaitu nilai kalor
dan kerapatan briket. Untuk kadar abu memenuhi persyaratan untuk briket TKKS, narnun
untuk kadar air belum satupun standar yang terpenuhi. Dari variasi besar tekanan yang
digunakan, dan berdasarkan karakteristik yang dihasilkan maka dapat disimpulkan bahwa
peningkatan besar tekanan pengepresan dapat meningkatkan mutu briket. Dari penelitian
ini diperoleh tekanan yang menghasilkan kualitas briket yang baik adalah 2721,6 ~ / m ~
yang bersesuaian dengan skala 18 pada alat kempa hidrolik.
Karena karakteristik yang dihasilkan tielurn seluruhnya mamanuhi standar SNI
maka oleh sebab itu perlu dilakukan penelitian lanjutan dalam bentuk variasi lama waktu
pengeringan briket. Jika pengeringan makin sempurna, diharapkan kandungan air set-ta
kandungan abu semakin mengecil, sedangkan nilai kalor semakin meningkat.. Selain itu
masih ada beberapa karakteristik briket yang belum diteliti yaitu kandungan zat terbang
dan nilai karbon terikatnya. Oleh sebab itu pada penelitian selanjutnya diharapkan dapat
diteliti semua kmkteristik briket yang ada.
BAB M
KESIMPULAN DAN SARAN
A Kesimpulan
Pada penelitian ini telah berhasil dibuat briket yang berasal dari campuran arang
cangkang dan TKKS dengan perbandingan 1:2 menggunakan perekat tepung kanji
dengan konsentrasi 20 % dan ukuran butir arang 20 mesh. Pada penelitian ini dilakukan
variasi tekanan pengepresan sebagai upaya untuk meningkatkan kualitas briket. Kualitas
atau karakteristik briket yang diteliti da lah nilai kalor, kerapatan, kadar air dan kadar
abu. Karakteristik briket yang diperoleh dari penelitian dibandingkan dengan standar
SNI, hasil penelitian untuk briket arang. cangkang dan briket TKKS. Berdasarkan hasil
analisis data dari penelitian diperoleh kesirnpulan sebagai berikut:
1. Hubungan tekanan pengepresan terhadap karakteristik briket dalarn penelitian ini
adalah sebagai berikut: semakin tinggi tekanan pengepresan maka nilai kalor dan
kerapatan semakin tinggi, sedangkan kadar air dan kadar abu semakin rendah.
2. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa nilai kalor dan kerapatan telah memenuhi
standar SNI. Kadar abu yang dihasilkan lebih baik dari kadar abu briket arang TKKS
tetapi belum memenuhi standar SNI. Sedangkan untuk kadar air belum memenuhi
standar SNI.
3. Dari penelitian ini dihasilkan briket kualitas terbaik yang dibuat dengan mengguna-
kan tekanan 18 pada skala kempa hidrolik, yang setara dengan tekanan 272 1 ,6xlo3
~ l m * atau secara teknik setara dengan pembebanan 27,216 kg/cm2. Karakteristik
terbaik yang didapatkan adalah nilai kalor 6 1 8 1,68 kallg, kerapatan 0,73 g/cm3, kadar
air 16,3 1 % dan kadar abu 1 1,27 %.
B. Saran
1. Untuk pembuatan briket dengan komposisi bahan baku yang sama dengan penelitian
ini sebaiknya menggunakan tekanan pengepresan 2721,6 ~ l r n ~ atau secara teknik
setara dengan pembebanan 27,216 kg/cm2.
2. Karena kadar abu dan kadar air belurn memenuhi standar SNI, disarankan pada
penelitian selanjutnya dilakukan variasi lama waktu pengeringan sehingga diperoleh
hasil penelitian yang memenuhi standar SNI.
3. Selain itu dalam penelitian lanjutan disarankan sebaiknya diteliti seluruh karakteristik
briket yang memeliki standar SNI agar informasi kualitas briket yang didapatkan
lebih lengkap
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2005, Pemanfaatan Limbah Tanaman Kelapa Saw it Sebagai Bahan Baku Pulp dun Kertas, W.W.W. balitbangsurnut. Go.id ( diunduh 5.Januari 2010)
Arganda Mulia, 2007, Pernanfaatan Tandan Kosong dun Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Briket Arang, USU e-Repository @ 2008 (diunduh Februari, 2010)
Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 1994, Pedoman Teknis Pembuatan Briket Arang, Departemant Kehutanan, No 3.
Brades Candra Adi, 2008. Pembuatan Briket Arang dari Eceng Gondok dengan Sagu sebagai Pengikut. Jurnal Sains d& Teknologi Indonesia Vo1.3, No.9, Desember 2008, hal. 4 1 -47 Humas-BPPTIANY
Darrnoko dan Putboyo Guritno, 1995. Pembuatan Briket Arang Dari Limbah Padat Kelapa Sawit, (Laporan kegiatan Penelitian PPKS 199411 995)
Fauzi. Y , 2004, Kelapa Sawit, Edisi Revisi, Penebar Swadaya, Jakarta.
Goenadi, D.H, Wayan, R.S, dan Isroi, 2005. Pemanfaatan Produk Samping Kelapa Sawit sebagai Sumber Energi Alternutif Terbarukun. http://isroi.wordpress.coml (diunduh 20 November 2009).
Hendra, D dan S, Darmawan, 2000. Pembuatan Briket Arang dari Campuran Kayu, Bambu, Sabut Kelapa d m Tempurung Kelapa sebagai Sumber Energy Alternative. Bul, Penelitian Hasil Hutan 25:245-255
Mahajoeno, E. 2005. Energi AlternatiJ Pengganti BBM : Potensi Biomassa Sawit Sebagai Sumber Energi. Terbarukan, Lembaga Riset Perkebunan Indonesia
Masturin. A, 2002, Sifat Fisik dun Kimia Briket Arang dari Campuran Arang Limbah Gergajian Kayu, (Skripsi), Bogor, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Nisandi, 2007, Pengolahan dan Pemanfaatm Sampah Organik Menjadi Briket Arang dun Asap Cair, Fakultas Teknik UGM
Pari.G, 2002. Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbanh Industri Pengolahan Kayu (Makalah Falsafah Sain), Program Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor
Rita Sekianti, 2008. Analisis teknik dun Jinansial pada produk bahan bahr briket dari Kelapa sawit. Jurnal Teknologi Pertanian.
Singh dan Misra ,2005, Potensi Jarak sebagai Tanaman Energi di Indonesia.
Subroto, 2008, Karaheristik Pembakaran Briket Campuran Arang Kayu dun Jerami. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muharnmadiyah Surakarta
Sundari, W.D, 2009, Karakteristik BriRet Arang Dari Serbuk Gergaji dengan Penambahan Arang Cangkang Kelapa Saw it, USU, Repository, 2009
Widowati, 2004, Pembuatan Briket Arang Eceng Gondok dengan S a p sehagai Bahan Pengikat.
Lampiran 1
Data Tentang Nilai Kalor Dari Briket Dengan Variasi Tekanan Pengepresan
Lampiran 2
Data Tentang Kerapatan Atau Massa Jenis Briket Dengan Variasi Tekanan Pengepresan
No
1
2
3
4
5
Variasi Tekanan Pengepresan
(Nlm2)
1512,Ox 103
1814,4x103
2116,8x 103
2419,2x1@
2721,6x103
Sampel
1 2 3
Massa (gr)
53,2 k 0,05 52,2 * 0,05 55,8 * 0,05
Diameter (cm)
4,4 k 0,05 4,4 * 0,05 4,4 0,05
1 52,2 * 0,05 0,64 -
0,71 0,67 0,69 0,68 0,71 0,70 0,72 0,67 0,72 0,74 0,74
2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Tinggi (cm)
6,55 * 0,05 6,16 * 0,05 6,30 * 0,05
0,67
0,69
0,70
0,73
55,7 * 0,05 55,8 * 0,05 53,1 k 0,05 52,4 * 0,05 55,7 * 0,05 53,9 * 0,05 547 * 0,05 52,7 * 0,05 547 * 0,05 55,2 * 0,05 55,2 * 0,05
Kerapatan (grlcma)
0,63 0,64 0,67
Kerapatan Rata-rata (grlcm3)
0,65
4,4 * 0,05 4,4 * 0,05 4,4 * 0,05 4,4 2 0,05 4,4 * 0,05 4,4 & 0,05 4,4 * 0,05 4,4 * 0,05 4,4 * 0,05 4,4 * 0,05 4,4 * 0,05
6,OO * 0,05 6,30 * 0,05 5,95 k 0,OS 5,70 & 0,05 6,OO * 0,05 5,86 k 0,05 4,98 * 0,05 5,60 * 0,05 4,98 k 0,05 4,88 * 0,05 4,88 i 0,05
Lampiran 3
Data Tentang Kadar Air Dari Briket Dengan Variasi Tekanan Pengepresan
Lampran 4
Data Tentang Kadar Abu Dari Briket Dengan Variasi Tekanan peng&esan
No
1
2
3
4
5
Tekanan Pen epresan P Nlm
1 5 1 2 ~ 1 0 ~
1814,4x1dN/m2
2 1 1 6 , 8 ~ 1 0 ~ ~ / r n ~
2419,2x1dN/m2
2 7 2 1 , 6 x l d ~ / m ~
briket sebelurn
pengabuan(gr) 53,2 * 0,05 52,2 * 0,05 57,8 * 0,05 53.1 * 0,05 557 * 0,05 55,3 * 0,05 55,8 * 0,05 52,4 * 0,05 55,4 * 0,05 53,9 * 0,05 52,7 * 0,05 55,6 f 0,05 54,7 * 0,05 55,2 f 0,05
Massa abu (@)
7,4 * 0,05 7,3 * 0,05 7,9 * 0,05 7,O * 0,05 7,O * 0,05 7,3 f 0,05 7,2 * 0,05 6,7 * 0,05 7,O * 0,05 6,6 0,05 6,7 * 0,05 6,4 * 0,05 6,3 * 0,05 6,3 * 0,05
Kadar abu YO
13,90 13,98 13,67 13,18 12,56 13,20 12,90 12,75 12,63 12,24 12,7 1 11,51 11,51 11,41
Kadar abu Rata-rata
Yo
13,85
12,98
12,76
12,15
1 1,27
Lampiran 6
Gambar Proses Pembuatan Briket
c . Arang Cangkang Sawit
b. Mengeluarkan arang
- .--
d.Arang TKKS
e. Membuat perekat f. Mencarnpur arang dengan perekat
Lampiran 7 Gambar pencetakan briket
c. Bentuk briket yang dibuat d. Pembakaran briket