tugas akhir coaldrying type zig-zag untuk meningkatkan kalori ...

TUGAS AKHIR

COALDRYING TYPE ZIG-ZAG UNTUK MENINGKATKAN

KALORI BATUBARA MUDA

Diajukan Kepada Sekolah Tinggi Teknologi Industri Padang Untuk

Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

RYAN MANDARI

1510024427086

TEKNIK PERTAMBANGAN

YAYASAN MUHAMMAD YAMIN PADANG

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI

(STTIND) PADANG

2020

COALDRYING TYPE ZIG-ZAG UNTUK

MENINGKATKAN KALORI BATUBARA MUDA Ryan Mandari1, Refky Adi Nata, ST, MT2 , Ahmad Fadhly ST, MT3

Teknik Pertambangan , Sekolah Tinggi Teknik Industri Padang

ABSTRACT

In a survey by the World Energy Council In the Survey Of energyresources-2010 It

was stated that the consumption of coal in Indonesia experienced growth of 13.2 million

tonnes in 1997 to 45.3 million tonnes in 2007. How ever, the quality of coal in Indonesia is

often low-ranking coal such as lignite ( browncoal) that has high water content, low calories,

and high swabakar properties. With so many browncoal reserves need to be done a research

and development of a technology to be able to improve the quality of coal so that the brown

coal reserves in Indonesia can be utilized optimally. One of the upgrading methods that will

be applied here is by means of Coaldrying type zig-zag. The upgrading Browncoal tool

created by the researcher is a simple and economical tool that does not require a large space

capacity and a lot of cost. Before doing upgrading the total value of moisture , ash content,

fixed carbon and calorie of coal is 20.16%, 8.88%, 30.66% and 4617 kcal/kg. After the

harvesting for ± 1 hour with a temperature 165 ْ C Then the result of changes the total value

of moisture from 20.16% to 7.65%, ash content from 8.88% to 8.34%, fixed carbon from

30.66% to 43.21%, calories from 4617 kcal/kg to 5406 kcal/kg.

keywords: Upgrading Browncoal, Coal drying, coal, quality of coal

COALDRYING TYPE ZIG-ZAG UNTUK

MENINGKATKAN KALORI BATUBARA MUDA Ryan Mandari1, Refky Adi Nata, ST, MT2 , Ahmad Fadhly ST, MT3

Teknik Pertambangan , Sekolah Tinggi Teknik Industri Padang

ABSTRAK

Dalam survey yang dilakukan World Energy Council dalam Survey of

EnergyResources-2010 dinyatakan bahwa konsumsi batubara di Indonesia mengalami

pertumbuhan dari 13,2 juta ton pada tahun 1997 menjadi 45,3 juta ton pada tahun 2007. Akan

tetapi kualitas batubara di Indonesia sering berupa batubara peringkat rendah seperti lignit

(brown coal) yang memiliki kadar air tinggi, kalori rendah, serta sifat swabakar tinggi.

Dengan banyaknya cadangan browncoal tersebut perlu dilakukan suatu penelitian serta

pengembangan suatu teknologi untuk dapat meningkatkan kualitas batubara sehingga

cadangan browncoal di Indonesia dapat dimanfaatkan secara maksimal. Salah satu metode

upgrading yang akan diterapkan disini adalah dengan cara coaldrying type zig-zag. Alat

upgrading browncoal yang dibuat oleh peneliti ini merupakan alat yang sederhana dan

ekonomis sehingga tidak memerlukan kapasitas ruang yang luas dan biaya yang banyak.

Sebelum dilakukannya upgrading nilai total moisture , ash content, fixed carbon dan kalori

batubara yakni 20.16 %, 8.88%, 30.66% dan 4617 kcal/kg. Setelah dilakukan pemansan

selama ± 1 jam dengan suhu 165ْ C maka hasil dari perubahan nilai total moisture dari 20.16

% menjadi 7.65 %, ash content dari 8.88 % menjadi 8.34 %, fixed carbon dari 30.66 %

menjadi 43.21 %, kalori dari 4617 Kcal/kg menjadi 5406 Kcal/kg.

Kata kunci:, Upgrading browncoal, Coaldrying, kualitas batubara, Batubara

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan karunianya sehingga peneliti dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Shalawat beriring salam tak lupa juga penulis ucapkan kepada nabi besar Muhammad

SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul“Coaldrying

Type Zig-Zag Untuk Meningkatkan Kalori Batubara Muda.”

Dalam penulisan dan tugas akhir ini peneliti banyak menemukan kendala-

kendala atau masalah yang menjadi suatu tantangan tersendiri untuk menyelesaikan

tugas akhir ini.

Dalam penyusunan tugas akhir ini peneliti merasakan bahwa banyak sekali

kekurangan, maka dari itu penulis berharap adanya saran dan kritikan bagi yang

membaca tugas akhir ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan dan semangat.

2. Bapak H. Riko Ervil, MT selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknik Industri

(STTIND) Padang.

3. Ibuk Riam Marlina A, ST, MT Selaku Ketua Prodi Teknik Pertambangan

Sekolah Tinggi Teknik Industri (STTIND) Padang.

4. Bapak Refky Adi Nata, ST, MT selaku pembimbing I yang telah memberikan

dorongan dan masukan agar tugas akhir ini bisa selesai.

ii

5. Bapak Ahmad Fadly, ST, MT selaku pembimbing II dalam penyusunan tugas

akhir ini .

6. Seluruh dosen dan karyawan/karyawati Sekolah Tinggi Teknologi Industri

(STTIND) Padang.

7. Semua rekan-rekan sesama mahasiswa yang turut memberikan dorongan

semangat pada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan

dapat menambah wawasan kita tentang cara penyusuan dan penulisan tugas akhir

penelitian

Padang, Juni 2020

Penulis

iii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ....................................................................................... i

DAFTAR ISI ...................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... v

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

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

1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................ 3

1.3 Batasan Masalah .................................................................................. 3

1.4 Rumusan Masalah . .............................................................................. 3

1.5 Tujuan Penelitian . ............................................................................... 4

1.6 Manfaat Penelitian . ............................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 5

2.1 Landasan Teori .................................................................................... 5

2.1.1 Batubara ................................................................................... 5

2.1.2 Analisa Batubara ...................................................................... 10

2.1.3 Upgrading Brown Coal ............................................................. 11

2.2 Penelitian Relavan ................................................................................ 17

2.3 Kerangka Konseptual .......................................................................... 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 22

3.1 Jenis Penelitian..................................................................................... 22

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian. .............................................................. 22

3.2.1 Tempat Penelitian ...................................................................... 22

3.2.2 Waktu Penelitian ........................................................................ 22

3.3 Variabel Penelitian ................................................................................ 22

3.4 Data dan Sumber Data .......................................................................... 23

3.4.1 Data ............................................................................................ 23

iv

3.4.2 Sumber Data............................................................................... 23

3.5 Prosedur Penelitian ............................................................................... 24

3.5.1 Alat dan Bahan ........................................................................... 24

3.5.2 Langkah Pelaksanaan Penelitian ................................................. 26

3.5.3 Teknik pengumpulan data . ......................................................... 26

3.5.4 Teknik Pengolahan Data ............................................................. 27

3.6 Analisa Data ......................................................................................... 28

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ......................... 31

4.1 Pengumpulan Data ................................................................................ 31

4.1.1 Sampel Batubara ......................................................................... 31

4.1.2 Waktu Pemanasan Batubara ........................................................ 32

4.1.3 Suhu Pemanasan ......................................................................... 33

4.2 Pengolahan Data ................................................................................... 33

4.2.1 Total Moisture (Air Total) .......................................................... 33

4.2.2 Ash Content (Kandungan Abu) ................................................... 36

4.2.3 Calorific Value (Nilai Kalori) ..................................................... 39

4.2.4 Fixed Carbon .............................................................................. 40

BAB V ANALISA DATA ............................................................................. 43

5.1 Air Total (Total Moisture) .................................................................... 43

5.2 Kandungan Abu (Ash Content) ............................................................ 45

5.3 Nilai Kalori (Calorific Value) ............................................................... 45

5.4 Fixed Carbon ....................................................................................... 46

5.5 Pengaruh Suhu dan Waktu .................................................................... 46

BAB VI PENUTUP ........................................................................................ 48

6.1 Kesimpulan ........................................................................................... 48

6.2 Saran ..................................................................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Antrasit ................................................................................... 7

Gambar 2.2 Bituminus ....................... ....................................................... 8

Gambar 2.3 Subbituminus . ......................................................................... 8

Gambar 2.4 Lignit.. ..................................................................................... 9

Gambar 2.5 Bagan Alir Proses Upgreading brown coal.............................12

Gambar 2.6 Regresi ..................................................................................... 16

Gambar 2.7 Kerangka Konseptual .............................................................. 21

Gambar 3.1 Tampak Depan ........................................................................ 25

Gambar 3.2 Tampak Samping .................................................................... 25

Gambar 3.3 Tampak Belakang ................................................................... 26

Gambar 3.4 Model Zig-Zag ........................................................................ 26

Gambar 3.5 Kerangka Metodologi Penelitian..............................................30

Gambar 4.1 Sampel Batubara ....................... ............................................ 31

Gambar 4.2 Hasil Preparasi Batubara ....................... ................................ 32

Gambar 4.3 Waktu Pemanasan ....................... .......................................... 32

Gambar 4.4 Alat dan Suhu Pemanasan Brown Coal ................................. 33

Gambar 4.5 Perubahan Total Moisture ....................... .............................. 36

Gambar 4.6 Perubahan Ash Content ....................... .................................. 39

Gambar 4.7 Perubahan Calorific Value ....................... ............................. 40

Gambar 4.8 Perubahan Fixed Carbon ....................... .............................. 42

Gambar 5.1 Sampel Batubara Sebelum dilakukan Upgrading................... 43

Gambar 5.2 Sampel Batubara Bawah Sesudah dilakukan Upgrading........44

Gambar 5.3 Sampel Batubara Tengah Sesudah dilakukan Upgrading....... 44

Gambar 5.4 Sampel Batubara Atas Sesudah dilakukan Upgrading....... ... 44

Gambar 5.5 Perubahan Nilai Kalori....... .................................................... 46

vii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Analisi Proxymate . ..................................................................... 10

Tabel 2.2 Analisis Ultimate ........................................................................ 11

Tabel 4.1 Pengujian Sampel Total Moisture Sebelum . .............................. 34

Table 4.2 Pengujian Sampel Total Moisture Bawah . ................................ 34

Table 4.3 Pengujian Sampel Total Moisture Tengah . ............................... 35

Table 4.4 Pengujian Sampel Total Moisture Atas . .................................... 35

Table 4.5 Pengujian Sampel Ash Content Sebelum ................................... 37

Table 4.6 Pengujian Sampel Ash Content Bawah ...................................... 37

Table 4.7 Pengujian Sampel Ash Content Tengah ...................................... 38

Table 4.8 Pengujian Sampel Ash Content Atas .......................................... 38

Table 4.9 Nilai Perubahan Kalori .............................................................. 40

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Batubara peringkat rendah saat ini belum diminati karena sulit dipasarkan,

khususnya untuk ekspor hanya diperuntukkan bagi batubara peringkat tinggi

(bituminus). Salah satu sifat yang tidak menguntungkan dari batubara peringkat

rendah adalah tingginya kadar air total (air bawaan dan air bebas) yang mencapai

40%. Tingginya kadar air akan menimbulkan masalah dalam proses

pemanfaatannya, terutama jika digunakan sebagai bahan bakar langsung. Pada

proses pembakaran, air bawaan akan mengurangi nilai kalori batubara sehingga

jumlah batubara yang diperlukan akan lebih besar. Kemudian gas CO2 yang

ditimbulkannya akan lebih besar pula. Gas CO2 yang tinggi akan mempunyai

dampak negatif terhadap lingkungan dengan timbulnya efek rumah kaca yang

dapat menyebabkan pemanasan global (Noviani, 2011).

Dalam survey yang dilakukan World Energy Council dalam Survey of

EnergyResources-2010 dinyatakan bahwa konsumsi batubara di Indonesia

mengalami pertumbuhan dari 13,2 juta ton pada tahun 1997 menjadi 45,3 juta ton

pada tahun 2007. Pertumbuhan tersebut diikuti oleh pertumbuhan perusahaan

batubara di Indonesia yang pada tahun 2003 sudah mencapai angka 251

perusahaan. Akan tetapi kualitas batubara di Indonesia sering berupa batubara

peringkat rendah seperti lignit (brown coal) yang memiliki kadar air tinggi, kalori

rendah, serta sifat swabakar tinggi. Dengan banyak nya industri pertambangan

2

batubara serta melihat cadangan brown coal di Indonesia berdasarkan data Puslit

Geoteknologi-LIPI pada tahun 2015 mencapai 86,11% dari total cadangan

batubara di Indonesia (Ihsan Ramdani, Dkk, 2018).

Dengan banyaknya cadangan brown coal tersebut perlu dilakukan suatu

penelitian serta pengembangan suatu teknologi untuk dapat meningkatkan kualitas

batubara sehingga cadangan brown coal di Indonesia dapat dimanfaatkan secara

maksimal. Salah satu metode upgrading yang akan diterapkan disini adalah

dengan alat coaldrying type zig-zag. Alat upgrading browncoal yang dibuat oleh

peneliti ini merupakan alat yang sederhana dan ekonomis sehingga tidak

memerlukan kapasitas ruang yang luas dan biaya yang banyak. Kualitas batubara

yang termasuk kedalam batubara kualitas rendah setelah melalui suatu tahap

peningkatan (upgrading) diharapkan akan dapat memiliki kualitas lebih baik

seperti rendahnya kadar air, rendahnya kadar abu, rendahnya zat terbang,

meningkatnya fixed carbon¸ serta meningkatnya nilai kalori dari batubara

tersebut.

Di Wilayah Jambi rata-rata terdapat batubara berkalori rendah sehingga

peneliti mengambil sampel di daerah Sarolangun untuk dilakukan Upgrading

batubara. Pengambilan sampel dilakukan di PT. Caritas Energi Indonesia yang

memiliki kalori sebesar 4.617 Kcal/kg dimana terjadi penumpukan batubara

distockpile maka perlu dilakukan pemanfaatan batubara berkalori rendah atau

peningkatan kalori batubara sehingga batubara tersebut bisa dimanfaatkan dengan

baik dan menjadi nilai ekonomis.

3

Dari latar belakang di atas, penulis tertarik untuk mengangkat judul

“Coaldrying Type Zig-Zag Untuk Meningkatkan Kalori Batubara Muda.”

1.2 Identifikasi Masalah

Identifikasi masalah pada penelitian ini adalah :

1. Batubara berkualitas rendah belum diminati sehingga sulit untuk

dipasarkan.

2. Batubara yang memiliki kadar air tinggi jika digunakan pada proses

pembakaran, air bawaan akan mengurangi nilai kalori batubara sehingga

jumlah batubara yang diperlukan akan lebih besar.

3. Perlu dilakukannya upaya peningkatan kalori batubara sehingga batubara

tersebut dapat bernilai ekonomis

4. Saat ini di PT. Caritas Energi Indonesia Batubara berkalori 4617 Kcal/kg

belum dimanfaatkan dengan baik sehingga barubara tersebut hanya

ditumpuk di stockpile.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah untuk menentukan perubahan

nilai kalori, Ash, Total moisture, fixed carbon,serta mengetahui jarak

optimal antar tatakan.

1.4 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini adalah :

1. Bagaimana perubahan nilai kalori, ash, total moisture, fixed carbon

sebelum dan sesudah melalui proses dari coaldrying?

2. Bagaimana jarak optimal antar tatakan saat proses coaldrying?

4

1.5 Tujuan Penelitian

Tujuan pada penelitian ini adalah :

1. Menganalisa nilai kalori , ash, total moisture, fixed carbon dari proses

coaldrying.

2. Menganalisa jarak optimal antar tatakan saat proses coaldrying.

1.6 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Bagi Penulis

Bisa menggunakan ilmu yang didapat di bangku perkuliahan serta

menerapkannya di lapangan dengan hasil pengamatan dan analisa yang

akurat.

2. Bagi Perusahaan

Sebagai bahan pertimbangan, usulan dan informasi berharga bagi

perusahaan dalam rangka pengambilan keputusan terhadap sistem

produksi perusahaan.

3. Bagi STTIND PADANG.

Semoga penelitian ini dapat menjadi pedoman para junior STTIND

Padang dan menambah karya tulis yang dihasilkan oleh mahasiswa yang

nanti akan menambah judul skripsi yang ada di perpustakaan STTIND

Padang.

5

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Landasan Teori

Landasan teori merupakan teori-teori yang berhubungan dengan judul

penelitian sebagai penguat penelitian.

2.1.1 Batubara

Batubara adalah jenis batuan organik dari berbagai tumbuhan yang telah

membusuk dalam waktu sangat lama kira-kira 340 juta tahun dengan karakteristik

kandungan air cukup tinggi, terdiri dari ikatan antar unsur yang mayoritasnya

adalah karbon, hydrogen dan oksigen. Struktur fisika maupun kimia pada batubara

cukup kompleks yang dapat dilihat dari berbagai bentuk. Pembentukan batubara

dari gambut dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya yaitu material

pembentuk, temperatur, tekanan, waktu proses, dan berbagai kondisi lokal seperti

kandungan oksigen, tingkat keasaman dan kehadiran mikroba. Proses

pembentukan batubara terdiri dari tiga proses yaitu pembusukan aerobik,

pembusukan anaerobik dan bituminusasi. ( M. Faizal, 2015 ).

1. Pembentukan Batubara

Batubara terbentuk melalui proses yang panjang. Ada dua tahapan

pembentukan batubara yaitu tahap penggambutan ( peatfication ) dan

tahap pembatubaraan ( coalfication ). Batubara di dunia umumya berasal

dari zaman karbon. Pada era itu, iklim bumi adalah tropis sehingga

memungkinkan bermacam-macam tumbuhan tumbuh subur di bumi,

6

khususnya daerah rawa. Tumbuhan yang tua lama-kelamaan mati dan

menumpuk serta tertimbun di daerah rawa, dan terakumulasinya timbunan

tumbuhan yang mati yang kemudian diuraikan oleh bakteri. Proses ini

dinamakan humifikasi, dengan gambut hasil akhir. Setelah gambut

terbentuk, dibutuhkan tahapan berikutnya yang mengubah bahan baku

batubara ini menjadi batubara seutuhnya. Tahapan ini dikenal dengan

tahapan pembatubaraan. ( Irwandy Arif, 2014).

2. Klasifikasi Batubara

Beberapa negara memiliki sistem klasifikasi batubara secara spesifik.

Klasifikasi dugunakan untuk menggolongkn batubara berdasarka

pemanfaatannya. Secara umum, klasifikasi batubara di Indonesia dibagi

menjadi brown coal dan hard coal ( SNI13-6011-1999, 1999 ). Brown

coal batubara energi rendah adalah jenis batubara dengan peringkat

paling rendah, bersifat lunak, mudah diremas, mengandung air yang tinggi

( 10-70% ), dan terdiri dari soft coal dan lignitic atau hard brown coal.

Nilai kalorinya <7.000 kalori/gram ( dry ash free- ASTM 388-1984).

Hard coal didefinisikan sebagai semua jenis batubara yang memiliki

peringkat lebih tinggi dari brown coal, bersifat lebih keras, tidak mudah

diremas, kompak, mengandung kadar air yang relatif rendah, umumnya

struktur kayu tidak nampak lagi, dan relatif tahan terhadap kerusakan fisik

pada saat penanganan ( coal handling ) ( Smakowski, dkk, 2011 ). Nilai

kalorinya >7.000 kalori/gram ( dry ash free- ASTM 388-1984 ), (Irwandy

Arif, 2014).

7

3. Jenis Batubara

a. Antrasit

Anthracite adalah jenis batubara yang paling baik kualitasnya

seperti pada gambar 2.1. Jenis ini memiliki kandungan karbon sebesar

92,1% sampai dengan 98%, sehingga berwarna hitam mengkilap.

Penggunaan batubara anthracite pada pembangkit listrik tenaga uap,

masuk ke dalam jenis batubara High Grade dan Ultra High Grade.

Namun persediaannya masih sangat terbatas, yaitu sebanyak 1% dari

total penambangan batubara. Negara penghasil batubara ini antara lain

adalah Cina, Rusia, Ukraina, Korea Utara, Vietnam, Inggris, Australia,

dan Amerika Serikat.

Sumber: Google (2018)

Gambar 2.1 Antrasit

b. Bituminus

Bituminous, adalah jenis batubara yang lebih tinggi tingkatan

kualitasnya. Mayoritas berwarna hitam, namun kadang masih ada yang

berwarna coklat tua. Dinamakan bituminous dikarenakan adanya

kandungan bitumen/aspal. Batubara jenis ini memiliki kandungan

karbon sebanyak 60-80%, dan sisanya berupa air, udara, hidrogen, dan

sulfur, seperti pada gambar 2.2.

8


Gambar 2.2 Bituminus

c. Subituminus

Sub-Bituminous adalah jenis batubara sedang di antara

jenis lignite dan jenis bituminous. Secara fisik memiliki ciri-ciri

berwarna coklat gelap cenderung hitam. Memiliki kandungan

kelembaban yang lebih rendah dari jenis lignite dan cocok digunakan

untuk bahan bakar pembangkit listrik tenaga uap, seperti pada gambar

2.3.


Gambar 2.3 Subituminus

d. Lignit

Lignite atau juga dikenal dengan sebutan batubara coklat, adalah

jenis batubara yang paling rendah kualitasnya, seperti pada gambar

2.4. Banyak ditambang di Yunani, Jerman, Polandia, Serbia, Rusia,

9

Amerika Serikat, India, Australia, dan beberapa bagian negara-negara

Eropa. Batubara jenis ini banyak digunakan sebagai bahan bakar

pembangkit listrik tenaga uap. Namun karena jenis ini memiliki energi

konten rendah dan kandungan moisture yang tinggi, maka sangat tidak

efisien untuk ditransportasikan ke tempat yang jauh. Untuk itu

pembangkit listrik yang menggunakan batubara jenis ini dibangun di

lokasi yang cukup dekat dengan lokasi penambangannya.


Gambar 2.4 Lignit

4. Pemanfaatan Batubara

Kualitas batubara di Indonesia pada umumnya termasuk ke dalam

batubara peringkat rendah seperti lignit (brown coal) yang memiliki kadar

air tinggi, kalori rendah, serta sifat swabakar tinggi. Untuk meningkatkan

pemanfaatan batubara peringkat rendah, sebelumnya perlu di lakukan

suatu proses untuk meningkatkan kualitas. Oleh karena itu perlu dilakukan

cara bagaimana batubara lignit dapat bersaing dengan batubara kualitas

tinggi, dengan demikian batubara lignit dapat memiliki nilai ekonomis

10

tinggi, diciptakan suatu metode peningkatan kualitas batubara untuk

meningkatkan nilai kalori dan menurunkan kadar airnya, Menanggapi

kondisi tersebut maka dilakukan suatu peningkatan peringkat (upgrading)

batubara dengan berbagai metode.

2.1.2 Analisa Batubara

Analisa batubara merupakan proses yang sangat penting dalam sebuah

industri. Batubara adalah senyawa hidrokarbon yang terdiri dari unsur-unsur yang

membentuk reaksi pembakaran dengan oksigen. Secara elemen komposisi

batubara terdiri dari unsur yaitu hydrogen (H), carbon (C) dan sulfur (S).

1. Analisis proximate

Analisis proximate yaitu analisa yang diberikan data tentang

kandungan zat terbang, karbon tetap, abu. Untuk melengkapi

pengujian biasanya dicantumkan data tentang nilai kalori dan

kandungan belerang.

Tabel 2.1 Analisis proximate


Proximate Satuan Hasil

Higher Heating Value (AR) kcal/kg-f 4.687,000

Total Moisture Content (AR) wt% 24,470

Fixed Carbon Content (AR) wt% 28,920

Volatile Matter (AR) wt% 35,500

Ash Content (AR) wt% 11,110

Total wt% 100,000

11

2. Analisis ultimate

Analisis ultimate yaitu analisa yang memberikan data tentang

komposisi bahan bakar dalam presentase untuk nitrogen, oksigen,

carbon, abu sulfur dan hydrogen.

Tabel 2.2 Analisis Ultimate


2.1.3 Upgrading Brown Coal

UBC adalah teknik memanaskan dan membuang air (dewatering) pada

batubara di dalam media minyak ringan (light oil), dan bersamaan dengan itu

mengabsorsikan minyak berat (heavy oil) seperti aspal secara selektif kedalam

pori-pori batu bara sehingga dapat menutupi permukaan batubara.

Coaldrying adalah Proses untuk meningkat kan kalori batubara rendah

(lignite). Dengan system pemanasan menggunakan kompor gas, setelah melalui

proses Upgrading dilakukan pendingingan.kemudian setelah pendinginan kita

melakukan pengujian terhadap perubahan nilai kalori , ash , fixed carbon, total

moisture dari batubara tersebut.

Proximate Satuan Hasil

Higher Heating Value (AR) kcal/kg-f 4.687,000

Carbon Content (AR) wt% 48,880

Hydrogen Concent (AR) wt% 3,360

Oxygen Content (AR) wt% 10,680

Sulfur Content (AR) wt% 0,220

Nitrogen Content(AR) wt% 0,720

Ash Content (AR) wt% 8,430

Moisture Content ( AR) wt% 27,710

Total 100,000

12

1. Proses Upgrading brown coal.

Gambar 2.5 Bagan Alir Proses Upgrading brown coal.

2. Parameter Upgrading brown coal (UBC)

a. Total moisture (air total)

Total moisture adalah kadar air pada permukaan batubara yang terikat

secara mekanik dan dapat dihilangkan dengan penguapan, misalnya

dengan air-drying. Total moisture menunjukkan suatu pengukuran semua

air yang tidak terikat secara kimia, yaitu air yang teradsopsi pada

permukaan, air yang berada dalam kapiler (pori-pori) batubara, dan air

terlarut dalam batubara. Untuk menghilangkan kadar air yang terkadung

Batubara Lignit

Analisa dan nilai kalori

dengan metode ASTM

Batubara lignit ukuran 2-3

cm

Pemanasan dengan

temperature 165 ˚C dengan

waktu pembakaran ± 1jam

Pendinginan

Batubara hasil proses

Upgrading brown coal

13

bisa diketahui dengan memanaskan sampel dengan suhu 150-170 oC

selama 60 menit. Metode pengujian ini mencakup penentuan kadar air

dalam sampel analisis batubara atau kokas, digunakan untuk menghitung

analitik lain hingga kering. Saat digunakan bersamaan dengan pengeringan

udara sebagaimana ditentukan dengan metode D2013 atau praktik D346,

masing-masing hasil analitik dapat dihitung sampai basis yang diterima.

Untuk mencari total moisture dapat menggunakan persamaan 2.1, 2.2, 2.3

( ASTM D3302-17,2005)

Air Dry Loss (ADL)= 𝑀2−𝑀3

𝑀2−𝑀1𝑋 100%..................................................... 2.1

Residual Moisture (R)= 𝑀2−𝑀3

𝑀2−𝑀1𝑋 100%................................... ………...2.2

Total Moisture (M)= [𝑅 (100−𝐴𝐷𝐿

100) /100] + 𝐴𝐷𝐿................................... 2.3

Keterangan:

M1 = pan kosong

M2 = pan+ sampel

h-1,h-2, h-3, h-4 = pan+ sampel dalam proses pengeringan

M3 = pan+ sampel setelah pengeringan

b. Kandungan Abu (Ash Content)

Kandungan abu (ash content) adalah zat anorganik atau ampas yang

tersisa setelah pembakaran sempurna berupa mineral, pasir atau clay.

Kandungan abu yang terlalu tinggi pada batubara sangat tidak baik karena

akan membentuk kerak yang dapat menurunkan kualitas dari batubara.

Kadar abu dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4 (ASTM

D3174-12, 2005)

14

Ash= ( 𝑀3−𝑀4)

(𝑀2−𝑀1) 𝑥100%............................................................................2.4

Sumber: ASTM D3174-12

Keterangan:

M1 = Berat cawan + tutup (gram)

M2 = Berat Cawan + tutup + contoh (gram)

M3 = Berat Cawan + tutup+ contoh abu (gram)

M4 = Berat Cawan + tutup – abu (gram)

c. Nilai Kalori (Calorific Value)

Nilai kalori adalah Seberapa banyak energi yang dihasilkan per satuan

massa nya. Menurut Koesoemadinata (1980), nilai kalori bahan bakar

merupakan jumlah panas yang dihasilkan oleh satu gram bahan bakar

tersebut dengan meningkatkan temperatur 1 gram air dari (3,5-4,5) oC,

dengan satuan kalori. Semakin tinggi berat jenis suatu bahan bakar, makin

tinggi nilai kalori yang diperolehnya.

Nilai Kalor = ( T2−𝑇1)

𝐴− 𝐵 ................................................................. 2.5

Sumber: ASTM, 1970

Keterangan :

T1 = Suhu mula-mula (oC)

T2 = Suhu setelah pembakaran (oC)

A = massa contoh yang terbakar (g)

15

B = Koreksi panas kawat nikel ( kal/g) = 2358 kal/g

c. Fixed carbon

Fixed carbon adalah karbon yang terdapat pada batubara berupa zat

padat. Karbon tertambat ini menjadi komponen utama batubara yang

mampu menghasilkan panas pada proses pembakaran. Semakin tinggi

kandungan kadar karbon padat makin tinggi rank batubara. untuk mencari

nilai Fixed carbon dapat menggunakan persamaan 2.6.

Fc = 100-%m-%a-%vm............................................................... 2.6

Keterangan :

Fc = Fixed carbon

M = Total air

A = Abu

Vm = Zat terbang

Sumber : ASTM : D-5865-10a

3. Regresi dan korelasi

a. Regresi

Analisa data mengenai satu variabel yang menggambarkan satu kejadian,

kegiatan atau, masalah tertentu. Pengukuran pusat data, dispersi data,

kemiringan dan keruncingan distribusi data temasuk dalam analisis data satu

variabel. Regresi sederhana ada yang bentuknya linear dan yang bentuknya

tidak linear. Untuk memahami bentuk linear dan tidak linear ini. Perhatikan

16

diagram pencar dari data variabel X dan variabel Y yang mencerminkan dua

kejadian seperti pada gambar 2. 8

(a) (c)

(b) (d)

Gambar 2.6 Regresi, (a) Hubungan X dan Y searah ( posistif ) linear, (b)

Hubungan X dan Y bentuk kuadrat, (c) Hubungan Xdan Y berlawanan

arah (negatif) linear, (d) tidak ada hubungan antara X dan Y

b. Korelasi

Korelasi merupakan salah satu teknik analisis dalam statistik yang

digunakan untuk mencari hubungan antara dua variabel yang bersifat

kuantitatif. Hubungan dua variabel tersebut dapat terjadi karena adanya

hubungan sebab akibat atau dapat pula terjadi karena kebetulan saja. Dua

17

variabel dikatakan berkolerasi apabila perubahan pada variabel yang satu

akan diikuti perubahan pada variabel yang lain secara teratur dengan arah

yang sama (korelasi positif) atau berlawanan (korelasi negatif).

2.2 Penelitian Relavan

1. Ihsan Ramdani, dkk dengan judul Upgrading batubara peringkat

rendah dengan menggunakan teknologi coaldrying dan coating dengan

finacoal dan Enzol di Puslitbang tekMIRA Pada penelitian ini batubara di

preparasi dengan ukuran 2,88 mm, 5,66 mm, dan 8 mm serta di panaskan

suhu 1000C, 1500 C, dan 2000C kemudian ditambahkan Finacoal dan enzol

pada batubara tersebut. Penambahan larutan tersebut berfungsi sebagai

penutup permukaan pori-pori batubara sehingga kadar air yang telah

teruapkan tidak akan masuk kembali. Hasil dari proses upgrading ini kadar

Inherent moisture turun dari 22,37 % menjadi 8,25 % untuk conto yang di

coating, dan 7,74 % untuk contoh tanpa coating. Kadar abu awal sebelum

upgrading 4,15 % dan setelah proses turun menjadi 4,06 % untuk conto

yang dicoating dan naik menjadi 4,33 % untuk conto tanpa coating. Kadar

zat terbang dari 40,62 % setelah di proses mengalami penurunan menjadi

39,26 % untuk conto yang dicoating, dan menjadi 40,40 % untuk conto

tanpa coating. Fixed contoh sebelum proses 32,86 % meningkat menjadi 48,

43 % untuk contoh yang dicoating dan 47,53% untk conto tanpa coating.

Nilai kalor 4750 kal/gr menjadi 5555,44 kal/gr untuk conto yang dicoating

dan 5409 kal/gr untuk conto tanpa coating. Proses coal drying efektif untuk

menurunkan kadar air, sehingga nilai kalori meningkat.

18

2. Datin Fatia Umar, dengan judul pengaruh proses upgrading

terhadap kualitas batubara bunyu, kalimantan timur. Dalam penelitian ini

proses upgrading yang paling baik untuk batubara Bunyu adalah proses SD.

Dengan proses tersebut, batubara Bunyu yang semula kadar air bawaannya

17,41% adb dapat diturunkan menjadi 1,81% atau terjadi tingkat penurunan

sebesar 89,60%. Sedangkan dengan proses UBC dan HWD kadar air masing-

masing menjadi 4,71 dan 3,43% adb atau tingkat penurunan 72,95 dan 80,30%.

Dengan turunnya kadar air, maka nilai kalor batubara tersebut meningkat dari

4.697 kal/g adb menjadi 5.752 kal/g dengan proses UBC, menjadi 6.261 kal/g

dengan proses HWD dan menjadi 6.500 kal/g dengan proses SD atau masing-

masing terjadi peningkatan sebesar 22,46, 33,30 dan 38,39%.

3. Danang Jaya,dkk, dengan judul Dewatering Batubara Jorong

Kalimantan Selatan Dengan Menggunakan Minyak Goreng Bekas Dan

Minyak Tanah. Dalam penelitian ini Proses slurry dewatering dilakukan

dengan mencampurkan batubara ukuran 35 mesh seberat 100 gr ke dalam

minyak goreng bekas dan minyak tanah pada perbandingan berat sebesar 1 :

1 : 1 , 1 : 1 : 0,5 ,dan 1 : 0,5 : 0,5. Campuran dipanaskan pada suhu 120ºC,

130ºC, 140ºC, 150ºC, dan 160ºC. Selanjutnya dilakukan pengadukan dengan

kecepatan putaran 500 rpm dengan waktu 1,5 jam. Hasil slurry yang didapat

dari proses tersebut dimasukan ke dalam centrifuge untuk memisahkan

cairan dengan padatannya. Kemudian setelah didapatkan hasil optimal

dilakukan percobaan kembali pada suhu 170ºC dan 180ºC. Hasil penelitian

yang paling optimum didapatkan pada perbandingan batubara, minyak

goreng bekas dan minyak tanah 1 : 1 : 1 dan suhu operasi 160oC. Hasil

19

analisa awal kadar air batubara sebesar 13,09 % dan nilai kalor sebesar

5554,36 kal/g . Dengan proses dewatering yang dilakukan pada penelitian

ini, diperoleh hasil analisis akhir kadar air batubara sebesar 0,61 % dengan

nilai kalor 7391,09 kal/gr. Data menunjukan penurunan kadar air batubara

Jorong, Kalimantan Selatan mecapai 95,34% dan kenaikan nilai kalori

sebesar 24,85%.

4. Swastanti Brotowati,Irwan Sofia, dengan judul Peningkatan

Kualitas Batubara Subbituminus Mallawa Menjadi Batubara Bituminus.

Dalam penelitian ini Hasil analisis kimia menunjukkan kadar air 2.64%,

kadar zat terbang 46.16%, kadar abu 15.26%, kadar karbon terikat 35.96%,

kadar sulfur 2.19% dan nilai kalor 5190 kkal/kgram. Dengan proses

desulfurisasi menggunakan larutan HCl 20% dan demineralisasi

menggunakan larutan NaOH 20%, dilanjutkan dengan proses karbonisasi

atau pembakaran pada suhu 400oC dalam tungku pembakaran dengan

sedikit udara . Hasilnya kadar air 1,66%, kadar zat terbang 13,35%, kadar

abu 6,78%, kadar karbon terikat 78,21%, kadar sulfur 0,43% dan nilai kalor

7097,24 kkal/kgram. Berdasarkan ASTM D338 dan SNI 13–6011-1999

batubara hasil penelitian termasuk dalam type atau rank low volatile

bittuminus type C.

5. Marinda Rahim, Nur wana Bz, dengan judul Proses peningkatan

nilai kalori batubara lignit Samarinda melalui penambahan Aditif Low Wax

Surlfur Residu dan perlakuan temperatur pada tekanan atmosfer, Penelitian

ini bertujuan untuk mengetahui temperature pemanasan dalam proses UBC

20

yang dilakukan pada tekanan atmosfer sehingga dapat meningkatkan nilai

kalor batubara lignit. Campuran kemudian dipanaskan didalam oven selama

satu jam dengan variasi temperature 100 ºC, 125ºC, 150ºC, 175ºC, 200 ºC.

Penelitian ini telah menunjukkan proses pemanasan pada temperatur 175ºC

menghasilkan nilai kalori tertinggi yaitu sebesar 52,4 % dengan karakteristik

batubara yang dihasilkan adalah nilai kalori 54,82 kal/g , kandungan air

3,138 %, abu 6,009 %, volatile matter 66,288 % dan fixed carbon 24,565%.

2.3 Kerangka Konseptual

Berdasarkan dari landasan teori maka dapat dibuat kerangka konseptual

sebagai berikut:

Proses

1. Menghitung perubahan total moisture dengan persamaan 2.1, 2.2, 2.3,

2. Menghitung perubahan nilai kadar abu dengan persamaan 2.4

3. Menghitung perubahan nilai fixed carbon dengan persamaan 2.6

4. Menghitung perubahan nilai kalori dengan persamaan 2.5

5. Pengaruh jarak optimal antar tatakan terhadap perubahan nilai kalori

batubara dengan regresi linear dibantu perangkat Microsoft excel

Input

Data Primer

1. Sampel batubara

2. Waktu pemanasan

3. Suhu pemanasan

4. Jarak optimal

Data Sekunder

1. Peta WIUP PT. Caritas Energi Indonesia

2. Peta Geologi

3. SOP pengambilan kalor, kadar abu, total moisture, fixed carbon

21

Gambar 2.7 Kerangka Konseptual

Out Put

1. Perubahan nilai total moisture, nilai kadar abu, nilai fixed carbon dan

nilai kalori

2. Menganalisa jarak optimal antar tatakan dari proses upgrading

7

22

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang dilakukan penulis yaitu dengan menggunakan

metode eksperimental. Metode eksperimen adalah observasi dibawah kondisi

buatan, dimana kondisi tersebut dibuat dan diatur oleh seorang peneliti. Dengan

demikian penelitian eksperimental adalah penelitian dengan menggunakan

manipulasi terhadap objek penelitian serta adanya control (Zulnaidi, 2007).

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian

3.2.1 Tempat Penelitian

Pengambilan sampel akan dilakukan di PT. Caritas Energi Indonesia di

Desa Sungai Belati, Kab. Sarolangun sebagai kontraktor dan PT. Karya Bumi

Baratama adalah pemilik perusahaan. Dengan Lokasi wilayah seluas ± 16.730 Ha

dan sisa nya seluas ± 1.710 Ha terletak di Kabupaten Musi Rawas Provinsi

Sumatera Selatan dan Lokasi penelitian akan dilakukan di laboratorium Balai

Diklat Tambang Bawah Tanah (BDTBT) Sawahlunto dan di laboratorium

Sekolah Tinggi Teknologi Industri (STTIND) Padang.

3.2.2 Waktu Penelitian

penelitian pengujian nilai Kalori ,Ash, Total moisture, fixed carbon

dilakukan pada 16 Maret 2020 .

3.3 Variabel Penelitian

Variabel penelitian merupakan segala sesuatu yang akan menjadi obyek

pengamatan penelitian. Variabel bebas dari penelitian ini adalah komposisi

23

batubara dan coaldrying. Variabel terikat dari penelitian ini adalah nilai kalori,

nilai kadar abu, nilai kadar air dan fixer carbon. Dari variabel bebas dan variabel

terikat maka akan diperoleh penigkatan kalori batubara serta penurunan kadar air

bawaan.

3.4 Data dan Sumber Data

3.4.1 Data

Data yang dibutuhkan pada penelitian ini adalah:

1. Data Primer

a. Sampel batubara

b. Waktu pemanasan

c. Suhu pemanasan

d. Jarak optimal antar tatakan

2. Data Sekunder

a. Peta WIUP PT. Caritas Energi Indonesia

b. Peta Geologi

c. SOP pengambilan kalor, kadar abu, total moisture, fixed carbon

3.4.2 Sumber Data

Sumber data yang peneliti dapat kan yaitu dari perusahaan PT. Caritas

Energi Indonesia dan dari pengamatan dan pengujian di Laboratorium Sekolah

Tinggi teknologi Industri (STTIND) Padang dan Laboratorium Balai Diklat

Tambang Bawah Tanah (BDTBT) Sawahlunto, arsip-arsip, jurnal dan buku-buku

sebagai literatur.

24

3.5 Prosedur Penelitian

3.5.1 Alat dan Bahan

1. Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

a. Calorimeter

Calorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah

kalori yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia.

b. Moisture meusurement

Moisture meusurement adalah sebuah alat uji digital yang

berfungsi untuk mengukur kandungan kadar air atau tingkatan

kekeringan suatu bahan atau benda.

c. Circulating oven

Circulating oven adalah oven yang dirancang untuk aplikasi

dimana kipas atau aliran udara lainnya akan mengganggu proses

thermal,seperti pengolahan bahan ringan atau bubuk.

d. Neraca analitik

Neraca analitik adalah jenis neraca yang dirancang untuk

mengukur massa kecil dalam rentang sub-milligram.

e. Stopwatch

Stopwatch berfungsi sebagai pengukur untuk berapa lama waktu

pembakaran atau proses Upgrading.

25

f. Camera

Camera untuk dokumentasi pengambilan sampel, pembuatan alat,

proses Upgrading, dan pengujian sampel.

g. Coaldrying tipe zig-zag

Coaldrying tipe zig-zag adalah alat yang penulis rancang untuk

peningkatan nilai kalori, ada pun yang digunakan untuk proses

pembuatan alat sebagai berikut:

1. Komponen alat Coaldrying type zig-zag

a. Pipa besi hollow 2 mm

b. Plat baja tebal 1,9 mm

c. Thermometer

d. Kompor gas

e. Gas LPG

2. Design alat Coaldrying

Gambar 3.1 Tampak depan Gambar 3.2 Tampak samping

26

Gambar 3.3 Tampak belakang Gambar 3.4 Model Zig-zag

3. Bahan

a. Batubara lignit (Browncoal)

Batubara jenis ini banyak digunakan sebagai bahan bakar

pembangkit listrik tenaga uap. Namun karena jenis ini memiliki energi

konten rendah dan kandungan moisture yang tinggi, maka sangat tidak

efisien untuk ditransportasikan ke tempat yang jauh maka perlu di

lakukan proses Upgrading menggunakan alat Coaldrying sehingga

batubara yang berkalori rendah dapat dimanfaatkan dengan maksimal.

3.5.2 Langkah Pelaksanaan Penelitian

Langkah penelitian sebagian besar dilakukan di laboratorium Sekolah

Tinggi Teknologi industri (STTIND) Padang dan pengujian kalori di laboratorium

Balai Diklat Tambang Bawah Tanah Sawahlunto.

3.5.3 Teknik Pengumpulan Data

Dalam proses ini, peneliti mengambil sampel batubara muda dengan

kalori 4617 Kcal/kg kemudian diperkecil ukuran batubara menjadi 2-4 cm dan

setelah di perkecil dimasukan kedalam alat coaldrying. Pada proses ini peneliti

27

membuat tatakan dengan model zig-zag dan setiap tatakan di beri jarak 9,18 dan

27 cm agar setelah proses upgrading peneliti mengetahui perubahan di setiap

tatakan, dalam penelitian ini suhu dan waktu pembakaran di atur agar batubara

tidak terbakar, pada proses upgrading ini di bantu dengan gas.

3.5.4 Teknik Pengolahan Data

Teknik pengolahan data dan analisa yang dilakukan pada penelitian ini adalah

sebagai berikut:

1. Menghitung perubahan nilai kadar air yang terkandung didalam

upgrading batubara menentukan berapa nilai air yang terkandung dalam

upgrading batubara, dengan menggunakan persamaan 2.1, 2.2, 2.3 .

2. Menghitung perubahan nilai kadar abu yang terkandung dalam

upgrading batubara menentukan berapa nilai kadar abu yang terkandung

dalam upgrading batubara, dimana dapat dicari menggunakan persamaan

2.4

3. Menghitung nilai kalori yang terkandung dalam upgrading batubara

tersebut. Dimana dapat dicari menggunakan persamaan 2.5

4. Menghitung perubahan fixed carbon yang terkandung dalam proses

upgrading batubara. Untuk mencari nilai fixed carbon dapat

menggunakan persamaan 2.6.

28

3.6 Analisa Data

Analisa data dalam penelitian ini sebagai berikut :





5. Pengaruh jarak optimal antar tatakan terhadap peningkatan kalori

batubara dengan regresi linear dibantu perangkat Microsoft excel

Langkah-langkah yang dilakukan penulis dalam melakukan penelitian:

COALDRYING TYPE ZIG-ZAG UNTUK MENINGKATKAN KALORI

BATUBARA MUDA

Identifikasi Masalah

1. Batubara berkualitas rendah belum diminati sehingga sulit untuk

dipasarkan.

2. Batubara yang memiliki kadar air tinggi jika digunakan pada proses

pembakaran, air bawaan akan mengurangi nilai kalori batubara

sehingga jumlah batubara yang diperlukan akan lebih besar.

3. Perlu dilakukannya upaya peningkatan kalori batubara sehingga

batubara tersebut dapat bernilai ekonomis.

A

29

Data Primer

1. Sampel batubara

2. Waktu pemanasan

3. Suhu pemanasan

4. Jarak Optimal antar tatakan

Data Sekunder

1. Peta WIUP PT. Caritas Energi Indonesia

2. Peta Geologi

3. SOP pengambilan kalor, kadar abu, total moisture, fixed carbon

Tujuan

1. Menganalisa perubahan nilai Kalori ,Ash, Total moisture, fixed carbon

dari proses coaldrying.

2. Menganalisa jarak optimal antar tatakan pada proses coaldrying.

A

Pengumpulan Data

4. Saat ini di PT. Caritas Energi Indonesia Batubara berkalori 4617

Kcal/kg belum dimamfaatkan dengan baik sehingga barubara tersebut

hanya ditumpuk di stockpile.

30

Gambar 3.5 Kerangka Metodologi Penelitian

Teknik Pengolahan Data

1. Menghitung perubahan nilai kadar air yang terkandung didalam

Upgrading batubara menentukan berapa nilai air yang terkandung

dalam Upgrading batubara, dengan menggunakan persamaan 2.1, 2.2,

2.3 .

2. Menghitung perubahan nilai kadar abu yang terkandung dalam

Upgrading batubara menentukan berapa nilai kadar abu yang

terkandung dalam Upgrading batubara, dimana dapat dicari

menggunakan persamaan 2.4

3. Menghitung nilai kalor yang terkandung dalam Upgrading batubara

tersebut. Dimana dapat dicari menggunakan persamaan 2.5

4. Menghitung perubahan fixed carbon yang terkandung dalam proses

upgrading batubara. Untuk mencari nilai Fixed carbon dapat

menggunakan persamaan 2.6

Hasil

1. Penggunaan Coaldrying dapat meningkatkan kualitas batubara

2. Pengaruh jarak optimal antar tatakan terhadap perubahan kalori

Analisa Data





5. Pengaruh jarak optimal antar tatakan terhadap perubahan kalori batubara

dengan regresi linear dibantu perangkat Microsoft excel

B

31

BAB IV

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Pengumpulan Data

Berdasarkan latar belakang perumusan masalah yang telah dikemukakan

maka dilakukan pengumpulan data-data yang digunakan sebagai parameter untuk

perubahan kualitas batubara.

4.1.1 Sampel Batubara

Sampel batubara yang digunakan dalam penelitian ini brown coal dengan

nilai kalori 4617 Kcal/kg. Sampel batubara di ambil dari PT. Caritas Energi

Indonesia Sarolangun, Jambi. Pengambilan sampel ini masih memiliki cadangan

batubara berkalori rendah yang banyak, sehingga terjadi nya penumpukan

batubara di stockpile. Maka perlu dilakukan pemanfaatan batubara berkalori

rendah atau peningkatan kalori batubara sehingga batubara tersebut bisa

dimanfaatkan dengan baik dan menjadi nilai ekonomis.

Gambar 4.1. Sampel Batubara

32

Sampel batubara yang diambil dilapangan akan dipreparasi menggunakan martil

dengan ukuran sampel 2-3 cm. Berikut merupakan hasil preparasi sampel agar

dapat dimasukan ke dalam alat Coaldrying .

Gambar 4.2. Hasil Preparasi Batubara

4.1.2. Waktu Pemanasan Batubara

Setelah dilakukan preparasi selanjutnya batubara dimasukan ke dalam alat

Coaldrying untuk melihat perubahan batubara. Gambar dibawah merupakan alat

yang di gunakan untuk proses Upgrading Brown Coal dengan ukuran sampel 2-3

cm dengan waktu pemanasan + 1 jam.

Gambar 4.3. Waktu Pemanasan

33

4.1.3. Suhu Pemanasan

Dalam proses pemanasan batubara menggunakan alat Coaldrying dengan

suhu pemanasan 165 ̊C selama ± 1 jam. Gambar dibawah ini merupakan alat

Coaldrying :

Gambar 4.4. Alat dan Suhu Pemanasan Brown Coal

4.2. Pengolahan Data

4.2.1. Total Moisture (Air Total)

Nilai total moisture didapatkan dari hasil pengujian di Laboratorium Balai

Diklat Tambang Bawah Tanah. Pengujian sampel batubara dilakukan sebanyak 2

kali percobaan berdasarkan tatakan zig-zag didalam alat Coaldrying masing-

masing sampel diberi nama sebelum, bawah, tengah dan atas. Berikut grafik hasil

perubahan dari proses Upgrading.

Total Moisture(M) = 𝑀2−𝑀3

𝑀2−𝑀1 x 100%

34

a. Pengujian Sampel Sebelum

Berikut adalah pengujian total moisture sampel sebelum proses upgrading,

hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.1

Tabel 4.1 Pengujian Sampel Total Moisture Sebelum

No Kode Sampel Uji 1 Uji 2

1 Nomor Cawan 99 59

2 Berat Pan Kosong (M1) 23.9499 g 22.4207 g

3 Berat Pan + Sampel sebelum dikeringkan ( M2) 24.9503 g 23.4218 g

4 Berat Pan + Sampel setelah dikeringkan ( M3) 24. 7500 g 23.2185 g

5 Kadar = (M2-M3) / (M2-M1) x 100% 20.02 % 20.13 %

6 Rata-rata 20.165%

b. Pengujian Sampel Bawah

Berikut adalah pengujian total moisture sampel bawah setelah proses

upgrading, hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.2

Tabel 4.2. Pengujian Sampel Total Moisture Bawah


1 Nomor Cawan 94 70



4 Berat Pan + Sampel setelah dikeringkan ( M3) 25. 395 g 24.508 g

5 Kadar = (M2-M3) / (M2-M1) x 100% 7.5939 % 7.7 %

6 Rata-rata 7.65 %

35

c. Pengujian Sampel Tengah

Berikut adalah pengujian total moisture sampel tengah setelah proses


Tabel 4.3. Pengujian Sampel Total Moisture Tengah


1 Nomor Cawan 56 92



4 Berat Pan + Sampel setelah dikeringkan ( M3) 26.879 g 26.8574 g

5 Kadar = (M2-M3) / (M2-M1) x 100% 7.9872 % 7.5939 %

6 Rata-rata 7.79 %

d. Pengujian Sampel Atas

Berikut adalah pengujian total moisture sampel atas setelah proses


Tabel 4.4. Pengujian Sampel Total Moisture Atas


1 Nomor Cawan 37 80



4 Berat Pan + Sampel setelah dikeringkan ( M3) 24.709 g 23.9493 g

5 Kadar = (M2-M3) / (M2-M1) x 100% 9.9910% 10.1259%

6 Rata-rata 10.06 %

36

Gambar 4.5 Perubahan Total Moisture

Gambar diatas menunjukkan hasil perubahan total moisture sesuai dengan tatakan

sampel didalam alat Upgrading. Dimana masing-masing sampel memiliki nilai

sebelum 20.16 %, bawah 7.65%, tengah 7.79% dan atas 10.06%.

4.2.2. Ash Content (Kandungan Abu)

Nilai Ash Content didapatkan dari hasil pengujian di Laboratorium Balai


kali percobaan berdasarkan tata letak zig-zag didalam alat Coaldrying masing-



Ash Content = ( 𝑀3−𝑀4)

(𝑀2−𝑀1) x 100%

Sebelum Bawah Tengah Atas

20.16

7.65 7.7910.06

0

9

18

27

Tota

l Mo

istu

re

Total Moisture Jarak

37


Berikut adalah pengujian ash content sampel sebelum proses upgrading,

hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.5

Tabel 4.5. Pengujian Sampel Ash Content Sebelum

Kode Sampel Uji 1 Uji 2

Nomor Cawan 139 133

Berat Cawan + Tutup (M1) 11.0204 g 10.5863 g

Berat Cawan + Tutup + Conto (M2) 12.021 g 11.5863 g

Berat Cawan + tutup + Abu (M3) 11.1059 g 10.675 g

Berat Cawan + tutup - Abu (M4) 11.0208 g 10.5862 g

Kadar = (M3 - M4) / (M2 - M1) x 100% 8.8646 % 8.9 %

Rata-rata 8.8823 %


Berikut adalah pengujian ash content sampel bawah setelah proses


Tabel 4.6. Pengujian Sampel Ash Content Bawah


Nomor Cawan 116 138





Kadar = (M3 - M4) / (M2 - M1) x 100% 9. 2189 % 9. 3072 %

Rata-rata 9.263 %

38


Berikut adalah pengujian ash content sampel tengah setelah proses


Tabel 4.7. Pengujian Sampel Ash Content Tengah


Nomor Cawan 90 150





Kadar = (M3 - M4) / (M2 - M1) x 100% 8.4066 % 8.2833 %

Rata-rata 8.3449 %


Berikut adalah pengujian ash content sampel atas setelah proses


Tabel 4.8. Pengujian Sampel Ash Content Atas


Nomor Cawan 86 117





Kadar = (M3 - M4) / (M2 - M1) x 100% 9.2335 % 9.2635 %

Rata-rata 9.2494 %

39

Gambar. 4.6. Perubahan Ash Content

Gambar diatas menunjukkan hasil perubahan ash content sesuai dengan tatakan


sebelum 8.88 %, bawah 9.26%, tengah 8.34% dan atas 9.24%.

4.2.3. Calorific Value (Nilai Kalori)

Nilai Calorific Value didapatkan dari hasil pengujian di Laboratorium

Balai Diklat Tambang Bawah Tanah. Pengujian sampel batubara dilakukan

sebanyak 2 kali percobaan berdasarkan tata letak zig-zag didalam alat Coaldrying

masing-masing sampel diberi nama sebelum, bawah, tengah dan atas. Berikut

grafik hasil perubahan dari proses Upgrading.

Nilai Kalor = ( T2−𝑇1)

𝐴 - B

sebelum bawah tengah atas

0

9

18

27

8.88 9.26 8.34 9.24

jarak ash content

40

Tabel 4.9. Nilai Perubahan Kalori

Gambar 4.7. Perubahan Calorific Value

Gambar diatas menunjukkan hasil perubahan calorific value sesuai dengan

tatakan sampel didalam alat Upgrading. Dimana masing-masing sampel memiliki

nilai sebelum 4617 Kcal/kg, bawah 5406 Kcal/kg, tengah 5381 Kcal/kg dan atas

5297 Kcal/kg.

4.2.4. Fixed Carbon

Nilai Fixed Carbon didapatkan dari hasil pengujian di Laboratorium Balai


kali percobaan berdasarkan tata letak zig-zag didalam alat Coaldrying masing-


4617

5406 5381 5297

0 9 18 27

Tota

l Mo

istu

re

Calorific Value Jarak

Nama Sampel Nilai Kalori

Sebelum 4617 kcal/kg

Bawah 5406 kcal/kg

Tengah 5381 kcal/kg

Atas 5297 kcal/kg

41




Fixed Carbon = 100 - m - a - vm

= 100 – (20.16 – 8.88 – 40.30 ) %

= 100 – 69.34 %

= 30.66 %



= 100 – (7.65 – 9.26 – 40.88 )%

= 100 – 57.79%

= 42.21 %



= 100 – (7.79 – 8.34 – 40.66 )%

= 100 – 56.30%

= 43.21 %



= 100 – (10.06 – 89.24 – 40.43 )%

= 100 – 59.73%

= 40.27 %

42

Gambar 4.8. Fixed Carbon

Gambar diatas menunjukkan hasil perubahan fixed carbon sesuai dengan tatakan


sebelum 30.66%, bawah 42.21%, tengah 43.21% dan atas 40.27%.


30.66

42.21 43.2140.27

0

9

18

27

Fixe

d C

arb

on

Fixed Carbon Jarak

43

BAB V

ANALISA DATA

Dari hasil pengolahan data yang didapatkan analisa data dibuat sesuai

dengan pengolahan data atau hasil dari pengolahan data yang dibandingkan atau

analisis sesuai teori yang digunakan.

5.1 (Air Total) Total Moistrure

Pengujian total moisture dilakukan menggunakan alat moisture

meusurement. Pengujian ini dibutuhkan untuk mengetahui perubah Total

Moistrure di setiap sampel batubara tersebut. Dalam pengujian ini disiapkan 4

(Empat) sampel diantaranya sampel sebelum, sampel bawah, sampel tengah dan

sampel atas.

Gambar 5.1 Sampel Batubara Sebelum dilakukan Upgrading

44

Gambar 5.2 Sampel Batubara Bawah Sesudah dilakukan Upgrading

Gambar 5.3 Sampel Batubara Tengah Sesudah dilakukan Upgrading

Gambar 5.4 Sampel Batubara Atas Sesudah dilakukan Upgrading

Dari gambar diatas menunjuk kan perubahan fisik dari batubara sebelum

dilakukan upgrading dengan sesudah dilakukannya upgrading yaitu dari warna

coklat menjadi lebih hitam dan untuk teksturnya manjadi lebih keras. Maka

perubahan total moisture masing-masing sampel dapat dilihat pada gambar 4.5.

45

Pengujian sampel ini dilakukan di Laboratorium Balai Diklat Tambang

Bawah Tanah. Hasil perubahan total moisture nilai sampel sebelum 20.16 %,

bawah 7.65%, tengah 7.79% dan atas 10.06%.

Dari hasil analisa pengujian sampel dapat disimpulkan bahwa perubahan

nilai total moisture yang bagus terdapat pada sampel bawah.

5.2 Kandungan Abu (Ash Content)

Pengujian ash content dilakukan menggunakan alat Ash Analysis.

Pengujian ini dibutuhkan untuk mengetahui perubah ash content di setiap sampel

batubara tersebut. Dalam pengujian ini disiapkan 4 (Empat) sampel diantaranya

sampel sebelum, sampel bawah, sampel tengah dan sampel atas. Maka perubahan

ash content masing-masing sampel dapat dilihat pada gambar 4.6.

Hasil perubahan ash content nilai sampel sebelum 8.88 %, bawah 9.26%,

tengah 8.34% dan atas 9.24%.


nilai ash content yang bagus terdapat pada sampel tengah.

5.3 Nilai Kalor (Calorific Value)

Pengujian calorific Value dilakukan menggunakan alat calorimeter.

Pengujian ini dibutuhkan untuk mengetahui perubah calorific value di setiap

sampel batubara tersebut. Dalam pengujian ini disiapkan 4 (Empat) sampel

diantaranya sampel sebelum, sampel bawah, sampel tengah dan sampel atas.

Maka perubahan calorific value masing-masing sampel dapat dilihat pada gambar

4.7.

46

Hasil perubahan calorific value nilai sampel sebelum 4617 Kcal/kg, bawah

5406 Kcal/kg, tengah 5381 Kcal/kg dan atas 5297 Kcal/kg.


nilai calorific value yang bagus terdapat pada sampel bawah.

5.4 Fixed Carbon

Pengujian fixed carbon ini untuk mengetahui perubahan nilai fixed carbon

di setiap sampel batubara tersebut. Dalam pengujian ini disiapkan 4 (Empat)

sampel diantaranya sampel sebelum, sampel bawah, sampel tengah dan sampel

atas. Maka perubahan masing-masing sampel dapat dilihat pada gambar 4.8.

Hasil perubahan fixed carbon nilai sampel sebelum 30.66%, bawah 42.21%,

tengah 43.21% dan atas 40.27%.


nilai fixed carbon yang bagus terdapat pada sampel tengah.

5.5 Pengaruh Jarak Antar Tatakan

Pengaruh Jarak antar tatakan terhadap perubahan nilai kalori batubara

dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 5.5 Perubahan Nilai Kalori


4617

5406 5381 5297

0 9 18 27

Nila

i Kal

ori

Nilai Kalori Jarak

47

Gambar diatas merupakan perubahan nilai kalori bedasarkan jarak antar

tatakan dengan waktu pembakaran batubara selama 1 jam dan suhu 165 ̊ C.

Perubahan kalori batubara dikarenakan adanya pengaruh dari pemanasan dan

jarak antara tatakan sehingga terjadi penurunan kadar air, kandungan abu,

kenaikan kalori dan fixed Carbon. bedasarkan hasil dari pengujian jarak antar

tatakan yang paling optimal yakni tatakan sampel bawah dengan jarak dari

sumber panas 9 cm. Dengan hasil pengujian menunjukan perubahan nilai kalori

sebelum dilakukan proses Upgrading 4617 Kcal/kg menjadi 5406 Kcal/kg.

48

48

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Berikut adalah kesimpulan dari hasil dan analisis pengolahan data :

1. Sebelum dilakukannya upgrading nilai total moisture , ash content, fixed

carbon dan kalori batubara yakni 20.16 %, 8.88%, 30.66% dan 4617 kcal/kg.

Setelah dilakukan pemanasan selama ± 1 jam dengan suhu 165ْ C maka hasil

dari perubahan nilai total moisture dari 20.16 % menjadi 7.65 %, ash content

dari 8.88 % menjadi 8.34 %, fixed carbon dari 30.66 % menjadi 43.21 %,

kalori dari 4617 Kcal/kg menjadi 5406 Kcal/kg.

2. bedasarkan hasil dari pengujian jarak antar tatakan yang paling optimal yakni

tatakan sampel bawah dengan jarak dari sumber panas 9 cm. Dengan hasil

pengujian menunjukan perubahan nilai kalori sebelum dilakukan proses

Upgrading 4617 Kcal/kg menjadi 5406 Kcal/kg.

6.2 Saran

Dari hasil pengujian dan juga penelitian terdapat beberapa poin saran agar

penelitian lebih dapat di pertimbangkan yaitu sebagai berikut :

1. Pengukuran suhu sebaiknya menggunkan alat yang lebih canggih dan lebih

terukur agar mengetahui nilai suhu optimal.

2. Pengujian sampel sebaiknya dilakukan beberapa variasi waktu sehingga dapat

diketahui suhu optimal dari proses pemanasan.

49

49

3. Sebaiknya dilakukan pembahasan mengenai jarak optimal dari proses

pemanasan antara tatakan.

7

DAFTAR PUSTAKA

Danang Jaya,dkk. 2017. Dewatering Batubara Jorong, Kalimantan Selatan

Dengan Menggunakan Minyak Goreng Bekas Dan Minyak Tanah.

Eksergi, 35-39.

Datin Fatia Umar. 2010. Pengaruh Upgreading Terhadap Kualitas Batubara

Bunyu. Seminar Rekayasa Kimia dan Proses , D-03-1 D-03-11.

Ihsan Ramdani, dkk. 2018. Upgrading Batubara Peringkat Rendah dengan

Menggunakan Teknologi Coal Drying dan Coating dengan Finacoal

dan Enzol. Prosiding Teknik Pertambangan, 398-404.

Marinda Rahim, Nur Wana. 2012. Proses Peningkatan Nilai kalori Batubara

Lignit Samarinda Melalui Penambangan Aditif Low Wex Sulfur

Residu dan Perlakuan Temperatur Pada Tekanan Atmosfer. Jurnal

Riset Teknologi Industri, 37-45.

Riko Ervil, dkk. 2018. Buku Panduan Penulisan dan Ujian Skripsi. Sekolah

Tinggi Teknologi Industri Padang.

Swastanti Brotowati,Irwan Sofia. 2018. Peningkatan Kualitas Batubara

Subbituminus Mallawa Menjadi Batubara Bituminus. Journal

INTEK. 34-38.

5

LAMPIRAN 1

PETA LOKASI WILAYAH PKP2B PT. KARYA BUMI BARAT TAMA

KAB. SAROLANGUN, PROVINSI JAMBI

LAMPIRAN 2

PETA GEOLOGI REGIONAL PT. KARYA BUMI BARAT TAMA

KAB. SAROLANGUN, PROVINSI JAMBI

LAMPIRAN 3

BOMB CALORI METTER

LAMPIRAN 4

OVEN MOISTURE MEASUREMENT

LAMPIRAN 5

OVEN UJI KADAR ABU

LAMPIRAN 6

NERACA

LAMPIRAN 7

OVEN

LAMPIRAN 8

ALAT COALDRYING

LAMPIRAN 9

HASIL PENGUJIAN SAMPEL ATAS

LAMPIRAN 10

HASIL PENGUJIAN SAMPEL BAWAH

LAMPIRAN 11

HASIL PENGUJIAN SAMPEL TENGAH

LAMPIRAN 12

HASIL PENGUJIAN SAMPEL SEBELUM

LAMPIRAN 13

LEMBAR KERJA TOTAL MOISTURE

LAMPIRAN 14

LEMBAR KERJA ASH CONTENT

LAMPIRAN 15

LEMBAR KERJA VOLATILE MATTER

tugas akhir coaldrying type zig-zag untuk meningkatkan kalori ...

Documents

Transcript of tugas akhir coaldrying type zig-zag untuk meningkatkan kalori ...