1
UJIAN AKHIR
PENINGKATAN KUALITAS BRIKET ARANG CAMPURAN LIMBAH KETAM KAYU MERBAU, SEKAM PADI DAN TONGKOL JAGUNG
PADA BERBAGAI KOMPOSISI
QUALITY IMPROVEMENT OF CHARCOAL BRIQUETTES OF MIXTURE OF MERBAU WOOD PLANE WASTE (INTSIA), RICE HUSKS (ORYZA SATIVA L) AND
CORN COBS (HELIOTTHIS ARMIGERA) ON VARIOUS COMPOSITIONS
MAHADIR SIRMAN P2201211506
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2013
2
PENINGKATAN KUALITAS BRIKET ARANG CAMPURAN LIMBAH KETAM KAYU MERBAU, SEKAM PADI DAN TONGKOL JAGUNG
PADA BERBAGAI KOMPOSISI
TESIS
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar magister
Program Studi
Teknik Mesin
Disusun dan diajukan oleh
MAHADIR SIRMAN
Kepada
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2013
3
TESIS
PENINGKATAN KUALITAS BRIKET ARANG CAMPURAN LIMBAH KETAM KAYU MERBAU, SEKAM PADI DAN TONGKOL JAGUNG
PADA BERBAGAI KOMPOSISI
Disusun dan diajukan oleh
Mahadir Sirman
Nomor Pokok P 2201211506
Telah dipertahankan di depan Panitia Ujian Tesis
Pada tanggal
Dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Menyetujui
Komisi Penasehat,
Prof. Dr. Ir. Effendy Arif, ME Prof. Dr. Ir. Effendy Arif, ME
Ketua
Prof. Dr. Ir. Yusuf Siahaya, MSME Anggota
Ketua Program Studi Teknik Mesin,
Rafiuddin Syam, ST., M.Eng.,Phd
Direktur Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin,
Prof. Dr. Ir. Mursalim
4
LEMBAR PENGESAHAN
PENINGKATAN KUALITAS BRIKET ARANG CAMPURAN LIMBAH KETAM KAYU MERBAU, SEKAM PADI DAN TONGKOL JAGUNG
PADA BERBAGAI KOMPOSISI
Disusun Dan Diajukan Oleh
Mahadir Sirman
Nomor Pokok P2201211506
Program Studi
Teknik Mesin
Menyetujui
Komisi Penasehat,
BAB I
Prof. Dr. Ir. Effendy Arif, ME Ketua
Prof. Dr. Ir. Yusuf Siahaya, MSME Anggota
Ketua Program Studi
Teknik Mesin,
Rafiuddin Syam, ST., M.Eng.,Phd
5
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Tesis : Peningkatan Kualitas Briket Arang Campuran Limbah
Ketam Kayu Merbau, Sekam Padi Dan Tongkol Jagung
Pada Berbagai Komposisi
Nama : Mahadir Sirman
Nim : P2201211506
Program Studi : Teknik Mesin
Menyetujui
Komisi Penasehat,
Mengetahui
BAB I
Prof. Dr. Ir. Effendy Arif, ME Ketua
Prof. Dr. Ir. Yusuf Siahaya, MSME Anggota
Ketua Program Studi Teknik Mesin,
Rafiuddin Syam, ST., M.Eng.,Phd
6
PERNYATAAN KEASLIAN TESIS
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Mahadir Sirman Nomor mahasiswa : P 2201211506 Program studi : Teknik Mesin Konversi Energi
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang saya tulis ini benar-benar
merupakan hasil karya saya sendiri, bukan merupakan pengambilalihan tulisan
atau pemikiran orang lain. Apabila di kemudian hari terbukti atau dapat
dibuktikan bahwa sebagian atau keseluruhan tesis ini karya orang lain, saya
bersedia menerima sanksi atas perbuatan tersebut.
Makassar, Agustus 2013 Yang menyatakan, Mahadir Sirman
7
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah
memberikan segala rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga Tesis yang
berjudul “Peningkatan Kualitas Briket Arang Campuran Limbah Ketam Kayu
Merbau, Sekam Padi Dan Tongkol Jagung Pada Berbagai Komposisi” ini telah
diselesaikan dengan baik.
Dalam pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian tugas akhir ini, penulis
sering menemui hambatan dan kesulitan-kesulitan akan tetapi semuanya dapat
diatasi berkat bantuan dan dukungan moral dari berbagai pihak. Untuk itu penulis
mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Effendi Arif, ME., sebagai Ketua
Komisi Penasehat dan Prof. Dr. Ir Yusuf Siahaya, MSME., sebagai Anggota
Penasehat atas bimbingan yang telah diberikan mulai dari penyusunan konsep
proposal, pelaksanaan penelitian dan penyusunan laporan hasil Tesis ini.
Teruntuk ayah saya Andi Sirman, S.Pd dan ibu tersayang Andi Salmah,
yang telah berjuang keras menghidupi dan mendidik kami serta selalu
memberikan motivasi sehingga kami selalu semangat melanjutkan pendidikan.
Kepada bapak mertua Andi Makmur Badong (almarhum) ibu mertua Hj. Nursinar
terima kasih banyak atas doa, dukungan dan dorongan yang diberikan selama ini.
Terima kasih khusus kepada istri tercinta Andi Tenriuleng, SH yang
dengan segala kesabaran, dorongan, dukungan dengan penuh kesetiaan
mendampingi saya dalam perjalanan hidup dan karier hingga menyelesaikan studi
pada Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin dan memperoleh gelar
8
magister. Tak lupa kepada kedua anak tersayang Andi Qorinah Althafunnisa dan
Andi Rayyan Alkhawarizmi sebagai sumber inspirasi dan keceriaan hidup saya.
Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada rekan – rekan
mahasiswa S2 dan semua pihak yang telah membantu dalam penelitian dan
penyelesaian tugas akhir ini.
Harapan penulis kiranya tesis ini dapat diaplikasikan di masyarakat dan
dikembangkan sehingga bermanfaat untuk perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi.
Makassar, Agustus 2013 Mahadir Sirman
9
ABSTRAK
Mahadir Sirman, Peningkatan Kualitas Briket Arang Campuran Limbah Ketam Kayu Merbau, Sekam Padi dan Tongkol Jagung Pada Berbagai Komposisi (dibimbing oleh Effendy Arif dan Yusuf Siahaya)
Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Meningkatkan kualitas briket arang dengan cara memperbaiki proses pengarangan (mengurangi abu) dan proses pengeringan (mengurangi kadar air) serta penggunaan partikel arang yang optimal sebesar 40 – 60 mesh sesuai literatur, (2) mengetahui sifat-sifat briket arang yang yang dihasilkan dari campuran limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung berupa Moisture (M), abu (A), volatile matters (VM), fixed carbon (FC) dan nilai kalor (HHV), kerapatan dan kuat tekan, (3) membandingkan kualitas briket yang dihasilkan pada berbagai komposisi dan standar briket yang ada, (4) melakukan uji pembakaran untuk menentukan temperatur maksimum, lama pembakaran dan efisiensi pembakaran.
Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental dengan memanfaatkan briket arang limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung serta kombinasi campuran bahan baku tersebut dalam berbagai komposisi. Briket yang dihasilkan memiliki dimensi rata-rata diameter 65 mm dan tinggi 45 mm, dilengkapi dengan sebuah lubang besar di tengah dan empat lubang kecil di pinggiran, dengan massa rata-rata 50 gram. Analisis proksimasi: kadar air 5.79%, volatile matters 35.10%, kadar abu 15.33%, fixed karbon 43,79%, dan nilai kalor 4915 kkal/kg. Rata-rata hasil uji fisik: kuat tekan 61.43 gr/cm2 dan kepadatan 0,48 gram/cm3. Uji pembakaran dalam briket kompor mencapai suhu maksimum 592 ° C dan efisiensi pembakaran maksimum pada 74,3%.
Kata kunci: arang, briket, kayu merbau, sekam padi, tongkol jagung, analisis proximasin, nilai kalor, kuat tekan, kerapatan
10
ABSTRACT
Mahadir Sirman, Quality Improvement Briquettes Charcoal Mixed Wood Waste Merbau Crabs (Intsia), Rice Husks (Oryza Sativa L) And Corn Cobs (Heliotthis Armigera, On The Various Composition (guided by Effendy Arif and Yusuf Siahaya)
The purpose of this study are to: i) improve the quality of charcoal briquettes by improving the combination process (reducing ash) and the drying process (reducing the water content) as well as the optimal use of charcoal particles of 40-60 mesh literature appropriate, ii) determine the properties of briquettes charcoal in the form of moisture (M), ash (ash), volatile matters (VM), fixed carbon (FC), heating value (HHV), density and compressive strength iii) comparing the quality of the briquettes resulting in various compositions and standards existing briquettes, iv) perform combustion test to obtain maximum temperature, combustion duration and combustion efficiency.
The method used is an experimental method by using charcoal briquettes merbau wood planers waste, rice husk and corn cob as well as a combination of a mixture of the raw materials in a variety of compositions.
The briquettes produced has an average dimension of 65 mm diameters and 45 mm height, equipped with a large hole in the middle and four small holes in the periphery; with an average mass of 50 grams. Average proximation analysis: moisture 5.79%, volatile matters 35.10%, 15.33% ash, fixed carbon 43.79%, and heating value 4915 cal/gram. The average results of physical tests: compressive strength of 61.43 gr/cm2 and a density of 0.48 gr/cm3. Combustion test in briquette stove reaches a maximum temperature of 592 °C and the boiling water method of system thermal efficiency 74.3%.
Keywords: charcoal, briquettes, merbau wood, rice husk, corn cob, proxymation analysis, calorific value, compressive strength, density
11
DAFTAR ISI
Halaman
PRAKATA .................................................................................................. iv
ABSTRAK ................................................................................................... vi
ABSTRACT ............................................................................................... vii
DAFTAR ISI .............................................................................................. viii
DAFTAR TABEL ......................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xiii
I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1
A. Latar Belakang ................................................................................ 1
B. Rumusan Masalah ............................................................................ 4
C. Tujuan Penelitian ............................................................................. 4
D. Batasan Masalah ............................................................................. 5
E. Manfaat Hasil Penelitian .................................................................. 6
II. TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 7
A. Energi Alternatif ............................................................................. 7
B. Briket Arang .................................................................................... 8
C. Limbah Ketam Kayu Merbau ........................................................... 12
D. Sekam Padi ...................................................................................... 14
E. Tongkol Jagung ............................................................................... 16
12
III. METODE PENELITIAN ................................................................... 16
A. Metode Penelitian ............................................................................ 16
B. Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................... 17
C. Bahan dan Alat Penelitian ................................................................ 17
D. Prosedur Penelitian .......................................................................... 18
1. Pembuatan Briket Arang Limbah Ketam Kayu Merbau, Sekam
Padi dan Tongkol Jagung Dalam Bentuk Sarang Tawon ........ 18
2. Pengujian Proksimasi dan Nilai Kalor. .................................. 20
3. Pengujian Sifat Fisik Briket. .................................................. 23
4. Pengujian Pembakaran .......................................................... 24
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 26
A. Hasil Penelitian ................................................................................ 26
B. Pembahasan ..................................................................................... 29
V. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 30
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 44
LAMPIRAN ................................................................................................ 46
13
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1
2
3
4
5
1.1
1.2
2.1
2.2
3.1
4.1
4.2
5.1
6.1
7.1
8.1
9.1
10.1
11.1
12.1
Standar mutu briket arang
Data produksi padi Provinsi Sulawesi Selatan
Komposisi campuran briket
Massa dan volume briket
Rekapitulasi hasil proksimasi dan nilai kalor
Hasil analisis kadar air
Hasil analisis kadar abu
Hasil analisis volatil matter
Hasil analisis fixed karbon
Hasil analisis nilai kalor
Hasil analisis kerapatan
Hasil analisis kuat tekan
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P1
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P2
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P3
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P4
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P5
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P6
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P7
Efisiensi pembakaran
10
14
16
28
28
47
47
48
48
49
50
50
51
52
53
54
55
56
57
58
14
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1
2
13.1
13.2
14.1
14.2
15.1
15.2
16.1
16.2
17.1
17.2
18.1
18.2
19.1
19.2
20.1
21.1
Contoh briket yang dihasilkan dan alat cetak briket
Briket yang dihasilkan
Grafik nilai kadar air tiap komposisi
Grafik nilai kadar abu tiap komposisi
Grafik nilai volatil matter tiap komposisi
Grafik nilai fixed karbon tiap komposisi
Grafik nilai kalor tiap komposisi
Grafik nilai kerapatan tiap komposisi
Grafik nilai keteguhan tekan tiap komposisi
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P1 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P2 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P3 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P4 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P5 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P6 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P7dengan massa briket 150 gram
Grafik efisiensi pembakaran tiap komposisi
Grafik perbandingan kadar air dengan penelitian
26
27
59
59
60
60
61
61
62
62
63
63
64
64
65
65
66
15
21.2
22.1
22.2
23.1
24
sebelumnya untuk bahan sejenis
Grafik perbandingan kadar abu dengan penelitian
sebelumnya untuk bahan sejenis
Grafik perbandingan volatil metter dengan penelitian
sebelumnya untuk bahan sejenis
Grafik perbandingan kadar karbon dengan penelitian
sebelumnya untuk bahan sejenis
Grafik perbandingan nilai kalor dengan penelitian
sebelumnya untuk bahan sejenis
Dokumentasi penelitian
67
67
68
68
69
70
16
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1.1
1.2
2.1
2.2
3.1
4.1
4.2
5.1
6.1
7.1
8.1
9.1
10.1
11.1
12.1
13.1
13.2
14.1
14.2
15.1
15.2
16.1
16.2
17.1
17.2
Hasil analisis kadar air
Hasil analisis kadar abu
Hasil analisis volatil matter
Hasil analisis fixed karbon
Hasil analisis nilai kalor
Hasil analisis kerapatan
Hasil analisis kuat tekan
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P1
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P2
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P3
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P4
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P5
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P6
Data pengujian pembakaran briket kode sampel P7
Efisiensi pembakaran
Grafik nilai kadar air tiap komposisi
Grafik nilai kadar abu tiap komposisi
Grafik nilai volatil matter tiap komposisi
Grafik nilai fixed karbon tiap komposisi
Grafik nilai kalor tiap komposisi
Grafik nilai kerapatan tiap komposisi
Grafik nilai keteguhan tekan tiap komposisi
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P1 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P2 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
47
47
48
48
49
50
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
59
60
60
61
61
62
62
63
17
18.1
18.2
19.1
19.2
20.1
21.1
21.2
22.1
22.2
23.1
24
P3 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P4 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P5 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P6 dengan massa briket 150 gram
Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran sampel
P7dengan massa briket 150 gram
Grafik efisiensi pembakaran tiap komposisi
Grafik perbandingan kadar air dengan penelitian
sebelumnya untuk bahan sejenis
Grafik perbandingan kadar abu dengan penelitian
sebelumnya untuk bahan sejenis
Grafik perbandingan volatil metter dengan penelitian
sebelumnya untuk bahan sejenis
Grafik perbandingan kadar karbon dengan penelitian
sebelumnya untuk bahan sejenis
Grafik perbandingan nilai kalor dengan penelitian
sebelumnya untuk bahan sejenis
Dokumentasi penelitian
63
64
64
65
65
66
67
67
68
68
69
70
18
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kebutuhan energi di Indonesia saat ini masih sangat bergantung pada bahan
bakar minyak. Untuk rumah tangga sebagian besar kebutuhan energinya
mengandalkan minyak bumi dan gas elpiji. Oleh karena itu, usaha untuk mencari
bahan bakar alternatif yang dapat diperbarui (renewable), ramah lingkungan dan
bernilai ekonomis, semakin banyak dilakukan.
Sektor agraris umumnya menghasilkan limbah pertanian yang kurang
termanfaatkan dan dengan mudah dapat diperoleh. Menurut Saputro (2009)
limbah pertanian yang merupakan biomass tersebut merupakan sumber energi
alternatif yang melimpah, dengan kandungan energi yang relatif besar. Limbah
pertanian tersebut apabila diolah akan menjadi suatu bahan bakar padat buatan
yang lebih luas penggunaannya sebagai bahan bakar alternatif. Di samping itu
sumber energi biomassa mempunyai keuntungan pemanfaatan antara lain: dapat
dimanfaatkan secara lestari karena sifatnya yang renewable resources, tidak
mengandung unsur sulfur yang menyebabkan polusi udara pada pengunaan bahan
bakar fosil, dan meningkatkan efisiensi pemanfaatan limbah pertanian.
Berbagai macam limbah pertanian antara lain tongkol jagung, sekam padi
dan limbah ketam kayu merbau sangat melimpah. Pada umumnya limbah
pertanian tersebut hanya digunakan sebagai bahan bakar tungku, dibuang atau
dibakar begitu saja, sehingga dapat menimbulkan pencemaran lingkungan.
19
Padahal serbuk gergaji kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung merupakan
biomassa yang belum termanfaatkan secara optimal dan memiliki nilai kalor yang
relatif besar. Dengan mengubah limbah tersebut menjadi briket, maka akan
meningkatkan nilai ekonomis bahan tersebut, menghemat energi, menciptakan
lapangan kerja, serta mengurangi pencemaran lingkungan.
Briket dengan kualitas yang baik diantaranya memiliki sifat seperti tekstur
yang halus, tidak mudah pecah, keras, aman bagi manusia dan lingkungan serta
memiliki sifat-sifat penyalaan yang baik. Sifat penyalaan ini diantaranya adalah
mudah menyala, waktu nyala cukup lama, asap sedikit dan cepat hilang serta nilai
kalor yang cukup tinggi. Lama tidaknya menyala akan mempengaruhi kualitas dan
efisiensi pembakaran, semakin lama menyala dengan nyala api konstan akan
semakin baik (Jamilatun, 2008)
Sedangkan faktor yang mempengaruhi kualitas briket adalah jenis bahan
baku campuran briket, kekuatan tekan, besar partikel arang, variasi perekat
(Gandhi, 2010), kadar air, kadar abu, keteguhan tekan (Triono, 2006) serta faktor
lainnya seperti metode karbonisasi, lama pengeringan bahan baku, dan lama
pengeringan briket sebelum digunakan.
Penelitian telah banyak dilakukan untuk mempelajari potensi energi dalam
bentuk padat dari berbagai limbah pertanian dengan mengkonversinya ke bentuk
briket seperti: briket limbah buah pinus dan tongkol jagung (Hosan, 2010), briket
eceng gondok (Arif, 2011), briket limbah kulit ubi kayu (Arif E, 2010), briket
sekam padi (Patabang, 2012), briket serbuk gergaji dan tempurung kelapa (Triono,
2006), briket kulit kakao (Natsir , 2007), briket batubara dan arang kayu
20
(Jamilatun, 2008), briket tongkol jagung (Saputro, 2009), briket serbuk gergaji
kayu meranti dan kayu galam (Yuniarti, 2011), briket kulit kacang tanah
(Wahyusi, 2012).
Hasil penelitian tersebut berupa sifat-sifat penyalaan serta faktor-faktor
yang mempengaruhi kualitas bahan bakar briket yang antara lain adalah, nilai
kalor, laju pembakaran, lama penyalaan awal, asap yang ditimbulkan, kadar air,
kecepatan pembakaran serta kadar abu yang dihasilkan.
Briket arang dengan bahan baku tunggal masih mempunyai sifat-sifat atau
kualitas yang masih rendah sehingga perlu kombinasi bahan baku yang mempnyai
kualitas tinggi. Campuran tiga jenis bahan baku yaitu tongkol jagung, sekam padi
dan limbah ketam kayu merbau dengan berbagai komposisi diharapkan dapat
meningkatkan kualitas bahan bakar briket yang dihasilkan karena berdasarkan
penelitian sebelumnya ketiga bahan baku tersebut disamping mempunyai potensi
limbah yang cukup banyak, juga memiliki keunggulan masing-masing.
Untuk tongkol jagung memiliki keunggulan pada nilai kalor yang cukup
tinggi 5.351 kal/g, untuk sekam padi mempunyai keunggulan pada kecepatan
pembakaran yang rendah yaitu 141,60 g/detik dan lama penyalaan yang lama
sampai menjadi abu yaitu 103,57 menit (Jamilatun, 2008). Berdasarkan
penelusuran penulis, belum ada penelitian sebelumnya untuk sifat sifat
pembakaran bahan baku limbah ketam kayu merbau, namun limbah yang tersedia
cukup besar sehingga sangat potensial untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku
campuran briket. Ketiga bahan baku tersebut dikombinasikan untuk mendapatkan
sifat-sifat penyalaan dan kualitas pembakaran yang lebih baik.
21
B. Rumusan Masalah
Dari uraian diatas maka diperoleh rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana proses pembuatan briket dengan berbagai komposisi campuran
limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung yang
menghasilkan mutu yang lebih baik.
2. Bagaimana sifat-sifat briket yang dihasilkan dari kombinasi campuran limbah
ketam kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung dengan berbagai
komposisi.
3. Bagaimana perbandingan mutu briket tanpa campuran bahan baku dan
dengan campuran bahan baku dengan komposisi tertentu serta
membandingkan dengan standar mutu briket arang yang ada.
4. Bagaimana pembakaran briket yang dihasilkan, temperatur maksimum, lama
pembakaran dan efisiensi pembakaran.
C. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Meningkatkan kualitas briket arang dengan cara memperbaiki proses
pengarangan (mengurangi abu) dan proses pengeringan (mengurangi kadar
air) serta penggunaan partikel arang yang optimal sebesar 40 – 60 mesh
sesuai literatur.
2. Mengetahui sifat-sifat briket arang yang yang dihasilkan dari campuran
limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung berupa
22
Moisture (M), abu (A), volatile matters (VM), fixed carbon (FC) nilai kalor
(HHV), kerapatan dan keteguhan tekan.
3. Membandingkan kualitas briket yang dihasilkan pada berbagai komposisi
dengan standar briket yang ada.
4. Melakukan uji pembakaran untuk menentukan temperatur maksimum, lama
pembakaran dan efisiensi pembakaran.
D. Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi pada pembuatan briket arang campuran limbah ketam
kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung dalam 7 ( tujuh) komposisi
campuran. Bentuk briket silinder sarang tawon dengan ukuran 65 mm, empat buah
lubang berdiameter 8 mm dan satu buah lubang tengah dengan diameter 15 mm
sesuai cetakan yang digunakan. Ukuran partikel arang yang digunakan adalah 40
– 60 mesh dan sebagai bahan perekat adalah tepung tapioka. Komposisi campuran
briket selengkapnya dapat dilihat pada metodologi penelitian.
Penelitian ini juga dibatasi hanya menghitung sifat sifat fisik dan
pembakaran serta sifat-sifat termal melalui analisis proksimasi yang terdiri atas :
Moisture (M), abu (A), volatile matters (VM), fixed carbon (FC) dan nilai kalor
(HHV). Sedangkan usaha perbaikan mutu pembuatan briket dilakukan dengan
memisahkan abu arang sebelum cetak dan mengurangi kadar air dengan
memaksimalkan pengeringan bahan baku dan briket yang dihasilkan.
23
E. Manfaat Hasil Penelitian
Dengan dimanfaatkannya limbah pertanian seperti sekam padi, tongkol
jagung serta limbah ketam kayu merbau maka akan meningkatkan nilai
ekonomis dan mempunyai nilai jual serta meminimalkan pencemaran
lingkungan akibat pembuangan limbah secara sembarangan.
Manfaat lainnya adalah dengan diketahuinya sifat-sifat termal serta
karakteristik pembakaran briket campuran limbah ketam kayu merbau, sekam
padi dan tongkol jagung maka akan memberikan informasi ilmiah tentang
potensi energi yang terkandung didalamnya serta bagaimana membuat briket
dengan mutu yang baik serta mempunyai nilai jual yang tinggi, sehingga dapat
menjadi salah satu bahan bakar alternatif dikala harga minyak mahal serta
langka dipasaran.
24
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Energi Alternatif
Sumber utama energi yang digunakan untuk keperluan rumah tangga masih
berbasis pada minyak bumi. Padahal sebenarnya kita dapat memanfaatkan limbah
biomassa sebagai sumber energi alternatif yang terbarukan. Sebagai contoh, telah
lama kita ketahui bahwa masyarakat di pedalaman menggunakan kayu bakar
sebagai sumber energi utamanya. Sejak distribusi bahan bakar minyak terjangkau
sebagian besar wilayah, maka penggunaan kayu bakar ini digantikan oleh minyak
bumi. Hal ini menyebabkan semakin tingginya tingkat konsumsi energi yang
bersumber dari minyak bumi. Namun meningkatnya harga minyak bumi dipasar
global, menjadikan minyak bumi sebagai bahan bakar menjadi langka dan mahal
dipasaran. Untuk memecahkan masalah tersebut, diperlukan bahan bakar alternatif
yang efisien dan ekonomis untuk keperluan sehari-hari.
Sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui (renewable) yang cukup
potensial adalah limbah hasil perkebunan yang sampai saat ini belum
termanfaatkan secara optimal. Pemanfaatan limbah perkebunan sebagai salah satu
sumber energi alternatif yang diharapkan juga dapat menggeser atau mensubstitusi
pemakaian minyak tanah dan gas untuk rumah tangga.
Menurut Pari (2012) limbah-limbah seperti limbah pembalakan, limbah
industri pengolahan kayu, dan limbah perkebunan/pertanian seperti tempurung
kelapa, tempurung kemiri, sabut kelapa, batang dan bonggol jagung, batang dan
25
kulit kacang tanah, jerami, sekam padi, dll dapat menjadi sumber energi
dipedesaan. Nilai kalor bakar cukup tinggi yaitu bekisar 3000-5000 kal/gram, dan
bila dimanfaatkan sebanyak 4 kg nilainnya kurang lebih sama dengan panas yang
dihasilkan dari 1,3 kg minyak bakar (minyak tanah). Pemakaian limbah sebagai
bahan bakar ini masih menggunakan peralatan secara sederhana/tradisional yang
mempunyai kelemahan dengan ditunjukan oleh sifat pembakaran yang kurang
menguntungkan antara lain banyak timbul asap, abu, dan efesiensinya sangat
rendah.
B. Briket Arang
Briket arang merupakan bahan bakar padat yang mengandung karbon,
mempunyai nilai kalori yang tinggi, dan dapat menyala dalam waktu yang lama.
Bioarang adalah arang yang diperoleh dengan membakar biomassa kering tanpa
udara. Sedangkan biomassa adalah bahan organik yang berasal dari jasad hidup.
Biomassa sebenarnya dapat digunakan secara langsung sebagai sumber energi
panas untuk bahan bakar, tetapi kurang efisien.
Menurut Angga (2005) briket bioarang mempunyai beberapa kelebihan
dibandingkan arang biasa (konvensional), antara lain:
1. Panas yang dihasilkan oleh briket bioarang relatif lebih tinggi dibandingkan
dengan kayu biasa dan nilai kalor dapat mencapai 5.000 kalori.
2. Briket bioarang bila dibakar tidak menimbulkan asap maupun bau, sehingga
bagi masyarakat ekonomi lemah yang tinggal di kota-kota dengan ventilasi
26
perumahannya kurang mencukupi, sangat praktis menggunakan briket
bioarang.
3. Setelah briket bioarang terbakar (menjadi bara) tidak perlu dilakukan
pengipasan atau diberi udara.
4. Teknologi pembuatan briket bioarang sederhana dan tidak memerlukan bahan
kimia lain kecuali yang terdapat dalam bahan briket itu sendiri.
5. Peralatan yang digunakan juga sederhana, cukup dengan alat yang ada
dibentuk sesuai kebutuhan
Menurut Hosan (2010), bahan biomassa yang digunakan untuk pembuatan
briket berasal dari :
1. Limbah pengolahan kayu seperti : logging residues, bark, saw dusk, shavinos,
waste timber.
2. Limbah pertanian seperti : jerami, sekam, ampas tebu, daun kering.
3. Limbah bahan berserat seperti : serat kapas, goni, sabut kelapa.
4. Limbah pengolahan pangan seperti kulit kacang-kacangan, biji buah-buahan,
kulit buah-buahan.
5. Sellulosa seperti limbah kertas, karton.
Melihat pemaparan Hosan diatas maka paduan antara limbah kayu merbau,
sekam padi dan tongkol jagung dapat dijadikan briket dengan terlebih dahulu
dikarbonisasi.
27
Kualitas Briket Arang
Faktor – faktor yang mempengaruhi kualitas briket adalah jenis bahan baku
campuran briket, variasi perekat (Gandhi, 2010), kadar air, kadar abu dan
keteguhan tekan (Triono, 2006), besar partikel arang yang digunakan (Enny,
2010) dan faktor lainnya seperti proses karbonisasi.
Indikator yang menunjukkan kualitas briket arang antara lain kadar air, kadar
abu, kadar zat menguap, kadar karbon terikat, kerapatan, keteguhan tekan, dan niali
kalor. Standar kualitas secara baku untuk briket arang Indonesia mengacu pada
Standar Nasional Indonesia (SNI) dan juga mengacu pada sifat briket arang buatan
Jepang, Inggris, dan USA seperti pada Tabel 1 berikut :
Tabel 1 . Sifat briket arang buatan Jepang, Inggris, USA, dan Indonesia
Sifat arang briket Jepang Inggris Amerika SNI
Kadar air (moisture content) % 6-8 3,6 6,2 8
Kadar zat menguap (volatile matter content) % 15-30 16,4 19-28 15
Kadar abu (ash content) % 3-6 5,9 8,3 8
Kadar karbon terikat (fixed carbon content) % 60-80 75,3 60 77
Kerapatan (density) g/cm3 1,0-1,2 0,46 1 -
Keteguhan tekan g/cm2 60-65 12,7 62 -
Nilai kalor (caloriffc value) cal/g 6000-7000 7289 6230 5000
Sumber: Triono (2006)
Triono (2006) menyatakan bahwa arang yang bermutu baik harus mempunyai
persyaratan sebagai berikut:
1. Warna hitam dengan nyala kebiruan
28
2. Mengkilat pada pecahannya
3. Bersih tidak berdebu, kalau dipegang tidak memberi noda hitam
4. Mengeluarkan sedikit asap dan tidak berbau
5. Menyala terus tanpa dikipas dan tidak memercikan bara api
6. Abu sisa pembakaran sekecil mungkin
7. Tidak terlalu cepat terbakar
8. Berdenting seperti logam
9. Menghasilkan kalor panas tinggi dan konstan
Selain persyaratan kualitas mutu arang, kualitas briket arang juga memiliki
persyaratan kualitas yang tidak jauh berbeda dengan dengan persyaratan arang.
Menurut Millstein dan Morkved (1960) dalam Triono (2006) bahwa briket arang
yang baik mempunyai persyaratan sebagai berikut:
1. Bersih, tidak berdebu dan berbau
2. Mempunyai kekerasan yang merata
3. Kadar abu serendah mungkin
4. Nilai kalor sepadan dengan bahan bakar lain
5. Menyala dengan baik dan memberikan panas secara merata
6. Harganya dapat bersaing dengan bahan bakar lain.
Briket arang yang bersih dan memiliki kadar abu yang rendah tentunya dapat
mempengaruhi kebersihan lingkungan sekitarnya pada saat briket tersebut digunakan.
Briket arang juga harus mempunyai kekerasan yang merata sehingga disamping untuk
memudahkan pada saat briket arang akan dibakar, juga dapat memberikan nyala api
yang baik.
29
C. Limbah Ketam Kayu Merbau
Limbah ketam kayu merbau memiliki potensi yang cukup besar sebagai
bahan baku pembuatan briket arang mengingat banyaknya industri kayu yang
menggukanan bahan baku kayu merbau. Selama ini limbah ketam kayu merbau
banyak menimbulkan masalah dalam penanganannya yang selama ini dibiarkan
membusuk, ditumpuk dan dibakar yang kesemuanya berdampak negatif terhadap
lingkungan sehingga penanggulangannya perlu dipikirkan. Salah satu jalan yang
dapat ditempuh adalah memanfaatkannya menjadi produk yang bernilai ekonomis
dengan teknologi aplikatif yang ramah lingkungan.
Limbah pengolahan kayu dapat digunakan untuk beberapa keperluan dan
dapat dibedakan menjadi : kulit kayu, potongan kayu, serpihan dan serbuk hasil
gergajian. Sebagai contoh penggunaan limbah kulit kayu adalah untuk bahan
bakar, potongan kayu dan serpihan dapat dibuat menjadi arang, briket arang atau
karbon aktif sedang serbuk hasil gergajian kayu dapat dimanfaatkan menjadi
briket arang atau karbon aktif (Wijayanti , 2009)
Serbuk gergaji kayu merupakan limbah dari industri pengolahan kayu untuk
digunakan sebagai bahan baku pembuatan arang. Pemanfaatan serbuk gergaji
kayu secara optimal sebagai bahan baku arang merupakan upaya strategis dalam
peningkatan dan pengelolaan hasil hutan. Arang serbuk gergajian kayu selain
dapat digunakan sebagai sumber energi (dibuat briket arang) juga dapat
dimanfaatkan sebagai media pembangun kesuburan tanah dalam bentuk arang
kompos, atau arang kandang (arang plus pupuk kandang). Selain itu serbuk
gergajian kayu merupakan serbuk halus yang ukurannya relatif seragam.
30
Sedangkan limbah sabetan dan potongan kayu mempunyai ukuran besar dan
bervariasi. Limbah gergajian yang terdapat di industri penggergajian kecil
biasanya berasal dari jenis kayu campuran dengan berat jenis yang beraneka
ragam (Triono, 2006)
Limbah pengolahan kayu dapat berbentuk serbuk gergaji, kulit kayu,
potongan kayu, serpihan, dan sabetan kayu. Menurut Mustofa (2001) dalam
(Triono, 2006) komposisi limbah pengolahan kayu yang paling tersedia dalam
industri pengolahan kayu adalah limbah sabetan sekitar 25,9% dari 50,8% limbah
penggergajian kayu seluruhnya. Limbah serbuk gergaji kayu sekitar 10% dan
potongan kayu sekitar 14,3%. Menurut Hendra (1999) dalam (Triono, 2006) kayu
yang terbaik untuk pembuatan arang adalah kayu yang mempunyai berat jenis
sedang (0,6-0,7) dengan kadar air 15-30% dan diameter 10-20 cm. Kayu yang
memiliki berat jenis tinggi akan memakan waktu yang relatif lama dalam proses
pengarangan. Tetapi menurut Nurhayati dan Hartoyo (1976) dalam (Triono, 2006)
bahwa berat jenis berpengaruh terhadap rendemen, kadar karbon terikat dan kadar
zat menguap. Terlihat secara nyata dalam hubungan yang linier, semakin tinggi
berat jenis kayu maka semakin tinggi pula rendemen dan kadar karbon terikat.
Sedangkan berat jenis tidak berpengaruh terhadap kadar air dan kadar abu terikat.
D. Sekam Padi
Padi merupakan produk utama pertanian di negara-negara agraris, termasuk
Indonesia. Menurut Dorlan, Sekam padi merupakan lapisan keras yang meliputi
kariopsis, terdiri dari belahan lemma dan palea yang saling bertautan, umumnya
31
ditemukan di areal penggilingan padi. Dari proses penggilingan padi, biasanya
diperoleh sekam 20 – 30%, dedak 8 – 12 %, dan beras giling 50 – 63,5% dari
bobot awal gabah. Data produksi padi Provinsi Sulawesi Selatan dapat dilihat
pada tabel 2.
Tabel 2 . Data produksi padi provinsi Sulawesi Selatan
*) Angka Ramalan I 2012. Sumber : Data BPS 2012
Sekam padi sering diartikan sebagai bahan buangan atau limbah
penggilingan padi, keberadaannya cendrung meningkat yang mengalami proses
penghancuran secara alami dan lambat, sehingga dapat mengganggu lingkungan
juga kesehatan manusia. Sekam memiliki kerapatan jenis bulk density 125 kg/m3,
dengan nilai kalori 1 kg sekam padi sebesar 3300 k.kalori dan ditinjau dari
komposisi kimiawi, sekam mengandung karbon (zat arang) 1,33%, hydrogen
1,54%, oksigen 33,645, dan Silika (SiO2) 16,98%, artinya sekam dapat
dimanfaatkan sebagai bahan baku industri kimia dan sebagai sumber energi panas
untuk keperluan manusia. Kadar selulosa sekam yang cukup tinggi dapat
memberikan pembakaran yang merata dan stabil, untuk memudahkan diversifikasi
penggunaannya, maka sekam terlebih dahulu melalui proses pembuatan arang
No. Tahun Luas Panen
(Hektar)
Perkem-
bangan (%)
Produktivitas
(Kuintal/Ha)
Perkem-bangan
(%)
Produksi (Ton)
Perkem- bangan
(%)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
1. 2010 886 354 - 49,44 - 4 382 443 -
2. 2011 889 232 0,32 50,74 2,63 4 511 705 2,95
3. 2012* 935 080 5,16 50,78 0,08 4 747 910 5,24
32
sekam kemudian dipadatkan, dibentuk dan dikeringkan, disebut dengan Briket
Sekam Padi.
E. Tongkol Jagung
Salah satu limbah pertanian yang cukup potensial untuk diolah menjadi
bahan bakar alternatif adalah tongkol jagung, karena ketersediaannya yang
melimpah namun belum dimanfaatkan secara maksimal. Menurut data ATAP
2011, produksi Jagung Sulawesi Selatan pada tahun 2011 sebanyak 1,42 juta ton
pipilan kering, yang diperoleh dari luas panen 297,13 ribu hektar dan tingkat
produktivitas 47,80 kuintal per hektar. Dari produksi jagung tersebut diperkirakan
akan menghasilkan limbah sebanyak satu juta ton tongkol jagung per tahun.
Limbah pertanian dapat diubah menjadi bahan bakar alternatif dengan diolah lebih
dahulu. Salah satu cara pengolahan limbah pertanian menjadi bahan bakar
alternatif adalah dengan cara karbonisasi diikuti dengan pembriketan. Dengan
adanya karbonisasi maka unsur-unsur pembentuk asap dan jelaga dapat
diminimalkan, sehingga gas buangnya lebih bersih. Dengan pembriketan maka
kebutuhan ruang menjadi lebih kecil, kualitas pembakarannya menjadi lebih baik
dan pemakaiannya lebih praktis (Untoro, 2010).
Menurut (Untoro, 2010) hasil pengujian proximate analysis dan nilai kalor
dapat diketahui bahwa nilai kalor dari tongkol jagung mengalami kenaikan yang
cukup signifikan setelah dilakukan karbonisasi.
33
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental dengan
memanfaatkan briket arang limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan tongkol
jagung serta kombinasi campuran bahan baku tersebut dengan komposisi seperti pada
tabel 3 berikut ini.
Tabel 3. Komposisi Campuran Briket
Sampel
Komposisi
Limbah ketam kayu merbau (%)
Sekam padi (%)
Tongkol jagung
(%)
Tanah lempung
(%)
Tepung tapioka (%)
P1 85 0 0 7,5 7,5 P2 0 85 0 7,5 7,5 P3 0 0 85 7,5 7,5 P4 21,25 21,25 42,5 7,5 7,5 P5 21,25 42,5 21,25 7,5 7,5 P6 42,5 21,25 21,25 7,5 7,5 P7 28,33 28,33 28,33 7,5 7,5
Briket arang tersebut ditingkatkan kualitasnya dengan cara mengeringkan
bahan baku terlebih dahulu sebelum dikarbonisasi, memperbaiki proses
pengarangan dengan memisahkan abu dan arang setelah karbonisasi dan
mengeringkan kembali briket arang setelah pencetakan dengan menggunakan
panas matahari langsung dengan tujuan mengurangi kadar air. Bentuk briket
arang yang digunakan adalah bentuk sarang tawon karena berdasarkan beberapa
penelitian sebelumnya menyatakan bahwa bentuk sarang tawon mempunyai
bidang permukaan nyala yang lebih besar sedangkan ukuran partikel arang yang
34
digunakan sebesar 40 – 60 mesh. Selanjutnya dilakukan pengujian briket yang
terdiri atas moisture (M), ash (A), volatile matters (VM), fixed carbon (FC), nilai
kalor (HHV), uji fisik dan pembakaran.
B. Tempat dan Waktu Penelitian
Proses pembuatan briket dan uji pembakaran dilakukan di Laboratorium
Proses Produksi Fakultas Teknik Unhas Makassar, pengujian proksimasi dan nilai
kalor dilakukan di Laboratorium Fakultas Peternakan Unhas dan pengujian fisik
dilakukan di Laboratorium BBIHP Makassar. Waktu penelitian dilaksanakan pada
bulan Jauari 2013 sampai bulan Juni 2013.
C. Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis bahan baku
yang dipadukan dengan komposisi yang berbeda yaitu limbah ketam kayu merbau,
sekam padi dan tongkol jagung. Limbah kayu ketam yang menjadi bahan
penelitian diperoleh dari limbah pada unit penggergajian kayu di Kota Makassar,
sekam padi diperoleh dari pabrik penggilingan padi di daerah Kabupaten Sinjai
sedangkan tongkol jagung diperoleh dari Petani di Kabupaten Takalar. Bahan perekat
yang digunakan adalah tepung tapioca dan tanah lempung.
Alat yang digunakan dalam pembuatan dan pengujian briket antara lain drum
pengarangan, mesin penggiling, saringan dengan ukuran lolos 40 – 60 mesh, oven,
wadah plastik, cetakan pembuat briket, timbangan, hardness test, kompor briket,
termokopel, tanur pengujian dan bomb kalorimeter.
35
D. Prosedur Penelitian
1. Pembuatan Briket Arang Limbah Ketam Kayu Merbau, Sekam Padi Dan
Tongkol Jagung Dalam Bentuk Sarang Tawon.
a. Identifikasi bahan baku briket berupa limbah ketam kayu merbau, sekam
padi dan tongkol jagung.
1) Limbah ketam kayu merbau diambil dari industri kayu di kota
Makassar kemudian dibersihkan dan dikeringkan.
2) Sekam padi diambil dari penggilingan padi di kabupaten Sinjai
kemudian dibersihkan dan dikeringkan.
3) Tongkol jagung diperoleh dari petani di Kabupaten Takalar
kemudian dibersihkan dan dikeringkan.
b. Proses pembuatan arang limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan
tongkol jagung.
1) Limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung
diarangkan secara terpisah dalam tungku drum hasil modifikasi yang
terbuat dari drum bekas pakai.
2) Bahan baku dimasukan kedalam tungku drum pada dan ditata
sedemikian rupa,kemudian dinyalakan dengan cara membakar
bagian lubang udara dengan umpan bakar ranting-ranting kayu.
3) Sesudah bahan baku menyala dan diperkirakan tidak akan padam
maka drum ditutup dan cerobong asap dipasang.
4) Pengarangan dianggap selesai apabila asap yang keluar dari
cerobong menipis dan berwarna kebiru-biruan. Selanjutnya tungku
36
diturunkan sejajar dengan tanah dan cerobong asap ditutup dengan
kertas atau kain yang sebelumnya dibasahi dengan air.
c. Proses pembuatan briket limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan
tongkol jagung.
1) Setelah proses pengarangan selesai maka arang didinginkan dan
dipisahkan dari abu dan bahan yang tidak terbakar (jika ada).
2) Arang limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung
yang diperoleh dari drum karbonisasi dimasukkan ke dalam mesin
penggiling untuk dijadikan bubuk arang dengan ukuran 40 – 60
mesh.
3) Bubuk arang yang dihasilkan dicampur dengan 7 (tujuh) komposisi
campuran yang telah ditentukan
4) Komposisi diatas ditambahkan perekat berupa tepung tapioka
dengan perbandingan sebagai berikut, campuran limbah ketam kayu
merbau, sekam padi dan tongkol jagung (pada berbagai komposisi)
(85%) ditambahkan perekat (tepung tapioka) sebesar 7,5 % dan
tanah lempung 7,5 % serta air panas secukupnya dan diayak untuk
membuat adonan agar merata.
5) Campuran adonan bubuk arang siap untuk dicetak dengan bentuk
sarang tawon dengan dimensi diameter (D) = 65 mm, tinggi (l) = 45
mm, diameter lubang tengah briket (d) = 15 mm dan diameter
sekeliling (d1) = 8 mm (empat buah).
37
2. Analisis Proksimasi dan Nilai Kalor
Pengujian kualitas briket dilakukan di Laboratorium Fakultas
Peternakan Universitas Hasanuddin berupa :
a. Pengujian Moisture (M)
Prosedur pengukuran :
1) Cawan porselin yang telah bersih diovenkan pada suhu 1050C
selama 2 jam
2) Didinginkan dalam desikator selama 30 menit kemudian di timbang (
A gram )
3) Kedalam cawan porselin ditimbang lebih kurang 1 gram contoh (
cawan porselin + contoh = B gram )
4) Oven pada suhu 105oC selama 8 jam atau dibiarkan bermalam,
dinginkan dalam desikator selama 30 menit kemudian timbang ( C
gram )
%���= � − �� − � �100%
(Rumus yang digunakan berdasarkan standar ASTM D 5142 – 02)
b. Pengujian Ash (A)
Prosedur pengukuran :
1) Cawan porselin yang telah bersih diovenkan pada suhu 105oC
selama 2 jam
2) Dinginkan dalam desikator selama 30 menit kemudian di timbang (
A gram )
............................ (1)
38
3) Kedalam cawan porselin ditimbang lebih kurang 1 gram contoh ( B
gram )
4) Tanurkan pada suhu 650oC selama 3 jam, dinginkan dalam desikator
selama 30 menit kemudian timbang ( C gram )
%��� = ���
��100%
(Rumus yang digunakan berdasarkan standar ASTM D 5142 – 02)
c. Pengujian Volatile Matters (VM)
Prosedur pengukuran :
1) Cawan porselin yang telah bersih diovenkan pada suhu 1050C
selama 2 jam
2) Dinginkan dalam desikator selama 30 menit kemudian di timbang (
A gram )
3) Kedalam cawan porselin ditimbang lebih kurang 1 gram contoh ( B
gram )
4) Tanurkan pada suhu 900oC selama 7 menit, dinginkan dalam
desikator selama 30 menit kemudian timbang ( C gram )
�� = �100 − ����
��100%��− %��������
(Rumus yang digunakan berdasarkan standar ASTM D 5142 – 02)
................................ (2)
............... (3)
39
d. Pengujian Fixed Carbon (FC)
Fixed carbon dihitung dari 100 % dikurangi dengan kadar air lembab
(moisture) dikurangi kadar abu dan zat terbang (volatile matters)
�� = 100 − (%���+ %��� + %�������� �����)
(Rumus yang digunakan berdasarkan standar ASTM D 5142 – 02)
e. Pengujian Nilai Kalor (HHV)
Pengukuran nilai kalor menggunakan bomb calorimeter dengan prosedur
sebagai berikut :
1) Timbang kurang lebih 1 gram sampel yang sudah dipelletkan
kedalam cawan besi
2) Siapkan rangkaian bom. Pasang cawan kerangkaian bom
3) Hubungkan dengan kawat platina dan sentuhkan dengan sampel
4) Masukkan air sebanyak 1 ml kedalam bejana bom lalu masukkan
rangkaian bom kedalam bejana
5) Tutup rapat lalu isi dengan gas dengan tekanan 130 atm
6) Isi ember bom dengan dua liter air dan masukkan kedalam jaket bom
7) Masukkan bejana bom kedalam ember lalu tutup
8) Jalankan mesin dan lihat suhu awal
9) Setelah lima menit tekan tombol pembakar dan biarkan selama 7
menit
10) Lihat suhu akhir dan matikan mesin
���������� = ��ℎ���ℎ��− ��ℎ�����
�������� ����2458������
(Rumus yang digunakan berdasarkan standar ASTM D 5142 – 02)
............... (4)
......... (5)
40
3. Pengujian Sifat Fisik Briket
Pengujian ini untuk mengetahui berapa kuat tekan briket dan kerapatan.
Pengujian kuat tekan dilakukan pada Laboratorium BBIHP Makassar dengan
menggunakan Brinnel Hardness Tester
a. Pengujian kuat tekan
Prosedur pengujian :
• Briket diletakkan dibawah benda uji secara presisi.
• Tekan tombol On
• Secara otomatis angka kuat tekan akan terlihat pada monitor
• Mencatat nilai kuat tekan benda uji
b. Pengujian kerapatan.
Pengujian ini dilakukan dengan mendeterminasi berapa rapat massa
briket melalui perbandingan antara massa briket dengan besarnya
dimensi volumetrik briket dengan prosedur sebagai berikut.
• Mengukur dimensi briket dan diameter lubang-lubangnya dengan
menggunakan jangka sorong.
• Menimbang massa briket dengan menggunakan timbangan.
• Mengukur tinggi briket dengan menggunakan jangka sorong.
• Mengukur volume briket.
• Membandingkan nilai massa dengan volume briket untuk
memperoleh kerapatannya. Dengan menggunakan persamaan :
� = ��
� = ����
41
� = �(�� − 4��� − ��
�)�
Dimana :
ρ = kerapatan (kg/cm3)
m = massa briket (kg)
R = jari-jari briket (cm)
r2 = jari-jari lubang besar (cm)
r2 = jari-jari lubang kecil (cm)
t = tinggi briket
4. Pengujian Pembakaran
a. Pembakaran briket pada kompor briket
Pembakaran briket pada kompor briket dilakukan untuk melihat
karakteristik pembakaran briket dalam penerapannya. Pembakaran briket
pada kompor dilakukan untuk menentukan :
1) Temperatur maksimum dari briket berdasarkan massa briket dan
waktu pembakaran briket.
2) Efisiensi termal.
b. Pengujian efisiensi pembakaran pada kompor briket
Metode yang digunakan untuk pengujian efisiensi termal
keseluruhan untuk pembakaran briket pada kompor briket adalah metode
pengujian pendidihan air. Metode ini dilakukan dengan memanaskan
sejumlah air sampai mendidih pada kompor dengan menggunakan briket
sebagai bahan bakar. Volume air yang dididihkan sesudah pembakaran
42
dan sejumlah bahan bakar briket yang digunakan dihitung, sehingga
efisiensi termal dapat dihitung sebagai berikut :
ηth = �� ��������(�� − ��)�+ �� �������(��− ��)�+ � �xH�
� ������
Dimana :
��� = efisiensi termal pembakaran briket pada kompor briket (%)
� � = massa air mendidih (kg)
� � = massa panci (kg)
� � = massa uap (kg)
��� = kalor spesifik air (kJ/kg0C)
���� = kalor spesifik aluminium /bahan panci (kJ/kg0C)
��= temperatur air mendidih (0C)
��= temperatur panci (0C)
��= temperatur awal(0C)
HL = kalor laten uap (kJ/kg)
��� = nilai kalor briket (kJ/kg)
� �� = massa briket yang terpakai selama pendidihan air (kg)
43
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
Hasil penelitian ini meliputi pembuatan briket, pengujian proksimasi dan
nilai kalor, uji fisik dan uji pembakaran.
1. Pembuatan briket dalam 7 (tujuh) komposisi dalam bentuk sarang tawon
Briket dengan 7 (tujuh) komposisi dalam bentuk sarang tawon yang
sebelumnya telah dilakukan usaha perbaikan kualitas dengan cara
memperbaiki proses pengarangan (mengurangi abu) dan proses pengeringan
(mengurangi kadar air) serta penggunaan partikel arang yang optimal sebesar
40 – 60 mesh telah berhasil dibuat dengan menggunakan alat cetak seperti
gambar 1,
Gambar 1 : alat cetak briket
44
Briket dibuat dan dicetak dalam bentuk silinder berlubang / sarang
tawon seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2 : Briket yang dihasilkan
Spesifikasi ukuran briket :
a) Briket bentuk silinder (sarang tawon)
Briket yang dihasilkan mempunyai dimensi rata-rata diameter (d) = 65
mm, tinggi (l) = 45 mm, diameter lubang tengah briket (d) = 15 mm
dan diameter sekeliling (d1) = 8 mm (empat buah).
Perhitungan volume briket :
V = Volume keseluruhan – volume lubag tengah – 4 x volume lubang
sisi
45
= (3,14 x 3,252 x4,5)-(3,14 x 0,752 x 4,5) – (4 x(3,14 x 0,42
x4,5))
= 132,256 cm3
b) Massa dan volume briket
Massa dan volume briket rata-rata dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4. Massa dan volume briket
No Kode sampel Massa rata-rata (gr)
Volume rata-rata (cm3)
1 P1 70 132,2568 2 P2 55 132,2568 3 P3 65 132,2568 4 P4 65 132,2568 5 P5 60 132,2568 6 P6 67 132,2568 7 P7 65 132,2568
2. Pengujian proksimasi dan nilai kalor
Pengujian proksimasi dan nilai kalor dilakukan di laboratorium
Nutrisi dan Makanan Ternak Universitas Hasanuddin dengan hasil dapat
dilihat pada tabel 5.
Tabel 5. Rekapitulasi hasil proksimasi dan nilai kalor
NO Kode Komposisi (%) Nilai kalor
Air Abu Volatil metter Fixed
karbon (kkal/kg) 1 P1 5,02 5,96 27,44 61,57 5598 2 P2 4,94 34,84 30,20 30,03 3220 3 P3 6,86 8,13 37,00 48,01 5947 4 P4 6,26 12,42 37,50 43,82 4773 5 P5 5,83 17,81 35,80 40,56 4644 6 P6 5,72 11,60 38,30 44,38 4862 7 P7 5,87 16,54 39,45 38,13 5362
46
Hasil lengkap perhitungan proksimasi berupa uji kadar air dapat
dilihat pada tabel 1.1 (Lampiran 1), kadar abu pada tabel 1.2 (Lampiran 1),
volatil metter pada tabel 2.1 (Lampiran 2), fixed karbon pada tabel 2.2
(Lampiran 2) dan nilai kalor pada tabel 3.1 (Lampiran 3).
3. Pengujian fisik briket
Pada pengujian fisik briket berupa kerapatan didapatkan hasil 0,415
gr/cm3 – 0, 529 gr/cm3 yang selengkapnya dilihat pada tabel 4.1 (Lampiran
4), sedangkan pengujian kuat tekan diperoleh 45 gr/cm2 - 72 gr/cm2
selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.2 (Lampiran 4)
4. Pengujian pembakaran dan efisiensi pembakaran
Hasil pengujian pembakaran briket pada kompor briket dengan
metode pendidihan air selengkapnya untuk sampel P1 dapat dilihat pada
tabel 5.1 (Lampiran 5), sampel P2 pada tabel 6.1 (Lampiran 6), sampel P3
pada tabel 7.1 (Lampiran 7), sampel P4 pada tabel 8.1 (Lampiran 8), sampel
P5 pada tabel 9.1 (Lampiran 9), sampel P6 pada tabel 10.1 (Lampiran 10),
sampel P7 pada tabel 11.1(Lampiran 11).
Setelah dilakukan uji pembakaran, selanjutnya dilakukan perhitungan
eisiensi pembakaran.
Berikut adalah contoh perhitungan untuk briket sampel P1 :
ηth = �����������
� ���� ��
ηth = �� ��������(�����)���� �������(�����)��� ��� �� ����� �
47
= (�����,��� ��
�������������(�,�����,������ ���������������,��� ��
�����,�����)
�,������������/��
= 0,6756 = 67,56 %
hasil perhitungan efisiensi pembakaran selengkapnya dapat dilihat pada
tabel 12.1 (Lampiran 12).
B. Pembahasan
Berbagai usaha telah dilakukan untuk meningkatkan kualitas antara lain:
memaksimalkan pengeringan bahan baku sebelum dan sesudah pengarangan, hal
ini dilakukan untuk memperbaiki pengarangan dan meminimalkan kadar air,
kemudian memisahkan arang dengan abu dan bahan yang tidak terbakar dengan
cara menggunakan saringan lolos 40 – 60 mesh sehingga abu dapat terbuang pada
saringan 60 mesh, selain itu juga ditambahkan tanah lempung dengan komposisi
7,5 % untuk semua komposisi untuk menambah kerapatan dan kuat tekan.
Untuk memudahkan identifikasi sampel dan menghindari penulisan yang
berulang maka tiap sampel briket dituliskan dalam bentuk kode seperti terlihat
pada metode penelitian (Tabel 1).
1. Kadar air (moisture)
Berdasarkan hasil pengujian laboratorium terhadap kadar air pada
tabel 1.1 (Lampiran 1), terlihat bahwa dengan usaha perbaikan kualitas
seperti yang dilakukan diatas maka semua sampel memberikan pengaruh
yang nyata terhadap penurunan nilai kadar air briket arang. Hal ini terlihat
pada nilai kadar air briket yang dihasilkan hanya berkisar pada 4.94% sampai
48
6.86%.
Pada Gambar 13.1 (Lampiran 13) terlihat bahwa kadar air terendah
pada penelitian ini sebesar 4.94% diperoleh pada campuran arang dengan
komposisi 85 % Sekam padi + 7,5% Tanah liat + 7,5 % Tepung tapioka (P2),
sedangkan kadar air tertingginya sebesar 6,86% dihasilkan pada komposisi
85% Tongkol Jagung + 7,5% Tanah liat + 7,5 % Tepung tapioka (P3).
Pencampuran ketiga bahan baku dengan berbagai komposisi berhasil
menurunkan kadar air dan memenuhi standar briket jepang (6 – 8 %), standar
briket Amerika (6,2 %) dan SNI sebesar 8 %.
Penurunan kadar air dari pada penelitian ini terjadi karena
pencampuran antara arang limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan
tongkol jagung pada berbagai komposisi disaring terlebih dahulu dengan
ukuran 40 – 60 mesh menyebabkan ukuran partikelnya lebih halus dan
seragam. Hal ini menyebabkan pencampuran akan saling mengisi pori-pori
sehingga air yang terikat didalam pori-pori arang lebih sedikit. Penurunan
kadar air juga disebabkan usaha peningkatan kualitas briket dengan
memaksimalkan pengeringan sebelum dan setelah pengarangan.
Jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya untuk bahan baku
sejenis, pada penelitian ini didapatkan kadar air 4,94 % - 6,86 % sedangkan
hasil penelitian yang dilakukan oleh Jamilatun (2008) yang berkisar antara
7,27 % – 9, 12 %, menunjukkan kadar air pada penelitian ini lebih rendah
karena usaha peningkatan kualitas yang telah dilakukan . perbandingan hasil
penelitian tersebut selengkapnya dapat dilihat pada gambar 21.1 (Lampiran
49
21).
Kadar air dalam pembuatan arang diharapkan serendah mungkin agar
tidak menurunkan nilai kalor, tidak sulit dalam penyalaan, dan briket tidak
banyak mengeluarkan asap pada saat penyalaan.
2. Kadar Abu
Berdasarkan hasil pengujian laboratorium terhadap kadar abu pada
tabel 1.2.(Lampiran 1), terlihat bahwa dengan usaha perbaikan kualitas
dengan memisahkan abu dan arang setelah proses pengarangan dengan
menggunakan saringan 40 - 60 mesh maka semua sampel memberikan
pengaruh yang nyata terhadap penurunan nilai kadar abu briket arang.
Pada gambar 13.2 (Lampiran 13) terlihat bahwa kadar abu terendah
untuk briket arang sebesar 5,96% dihasilkan pada briket dengan komposisi 85
% limbah ketam kayu merbau, 7,5% Tanah liat dan 7,5 % tepung tapioka (P1)
sedangkan kadar abu tertinggi dihasilkan briket dengan komposisi 85 %
sekam padi, 7,5% Tanah liat dan 7,5 % tepung tapioka (P2). Tingginya kadar
abu yang dihasilkan pada sampel (P2) disebabkan oleh kandungan silika pada
sekam padi yang sangat tinggi sehingga walaupun telah dilakukan pemisahan
abu dan arang maka kandungan abu tetap tinggi.
Pada gambar 13.2 juga terlihat bahwa pencampuran ketiga bahan baku
dengan berbagai komposisi berhasil menurunkan kadar abu walaupun masih
diatas standar briket yang ada. Apabila dibandingkan dengan kadar abu
buatan Amerika (8,3%) dan Indonesia (8%) dan jepang (3% - 6%) maka
50
briket pada pada komposisi P1 dan P3 telah memenuhi s tandar b r ike t
yang tersedia yaitu masing masing 5,96% dan 8,13 % namun
komposisi yang lain masih dibawah standar briket yang ada.
Jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya untuk bahan baku
sejenis, pada penelitian ini didapatkan kadar abu sampel P1 adalah 5, 96,
lebih rendah dibandingkan penelitian yang dilakukan oleh Triono ( 2006)
sebesar 7,90 %, untuk sampel P2 adalah 34,84 lebih rendah dibandingkan
dengan penelitian yang dilakukan oleh Patabang (2012) sebesar 36,34 %
sedangkan untuk sampel P3 didapatkan 8,13 % juga lebih rendah
dibandingkan penelitian yang dilakukan oleh Gandhi (2010) sebesar 17,51 %,
menunjukkan kadar air pada penelitian ini lebih rendah karena usaha
peningkatan kualitas yang telah dilakukan . perbandingan hasil penelitian
tersebut selengkapnya dapat dilihat pada gambar 21.2 (Lampiran 21).
3. Volatile Matter
Volatile matters dalam bahan bakar berfungsi untuk stabilisasi nyala
dan percepatan pembakaran arang. Semakin besar nilai volatile matter pada
bahan bakar maka akan semakin cepat terbakar dan waktu penyalaan bahan
bakar akan semakin singkat dan sebaliknya semakin kecil nilai volatile matter
maka akan sulit dalam penyalaan awal bahan bakar briket.
. Berdasarkan hasil pengujian laboratorium terhadap kadar zat
menguap briket arang, kandungan volatile matters dalam b rike t
denga n komposis i arang limbah ketam kayu merbau 85 %, tanah
lempung 7,5 % dan tepung tapioka 7,5 % (P1), dan sekam padi 85 %, tanah
51
lempung 7,5 % dan tepung tapioka 7,5 % (P2) dengan ni la i masing-
masing 27, 44 % dan 30,20 % te lah me menuhi s tand ar b r ike t
yang ad a ya itu standar briket Jepang (15 – 30 %) tetapi untuk komposisi
(P3), (P4), (P5), (P6) dan (P7) dengan kisaran nilai (37 – 39,45 %) belum
memenuhi standar briket yang ada, selengkapnya pada Gambar 14.1. hal
tersebut dipengaruhi oleh komposisi masing –masing bahan baku briket.
Jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya untuk bahan baku
sejenis, pada penelitian ini didapatkan kadar volatil 27,44 % - 37 %
sedangkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Jamilatun (2008) yang
berkisar antara 78,79 % – 89,88 %, menunjukkan kadar volatil pada
penelitian ini lebih mendekati standar briket yang ada. Perbandingan hasil
penelitian tersebut selengkapnya dapat dilihat pada gambar 22.1 (Lampiran
22).
4. Kadar Karbon Terikat
Berdasarkan hasil pengujian laboratorium terhadap kadar karbon
terikat pada tabel 2.2 (Lampiran 2), terlihat bahwa dengan usaha perbaikan
kualitas dengan memisahkan abu dan arang setelah proses pengarangan
dengan menggunakan saringan 40 - 60 mesh maka semua sampel
memberikan pengaruh yang nyata terhadap penurunan nilai kadar karbon
terikat briket arang.
Pada Gambar 14.2 (Lampiran 14) memperlihatkan secara jelas bahwa
pencampuran dalam berbagai berpengaruh terhadap kadar karbon terikat
yang dihasilkan. Kadar karbon terikat terendah pada sampel (P2) yaitu 30,03
52
%, sedangkan tertinggi pada sampel (P1) yaitu 61,57 %. Rendahnya kadar
karbon terikat pada komposisi (P2) disebabkan karena tingginya kadar abu
pada komposisi tersebut sedangkan pada komposisi (P4), (P5), (P6) dan (P7)
sebesar (38,13 % - 48,01 %) disebabkan karena pada sampel tersebut ada
kandungan sekam padi pada berbagai komposisi . Hasil penelitian juga
membuktikan bahwa semakin rendahnya kadar abu dan kadar zat menguap
akan dihasilkan kadar karbon terikat yang tinggi atau sebaliknya.
Kadar karbon terikat briket arang pada penelitian ini berkisar antara
30,03% - 61,57%. Apa bila dibandingkan dengan kadar karbon terikat buatan
Jepang (60%-80%), Amerika (60%), Inggris (75,3%), dan Indonesia (77%).
Maka kadar karbon terikat briket arang hasil penelitian ini memenuhi standar
briket yang ada.
Jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya untuk bahan baku
sejenis, pada penelitian ini didapatkan kadar karbon terikat sampel P1 adalah
61,57 %, lebih rendah dibandingkan penelitian yang dilakukan oleh Triono (
2006) sebesar 66,56 %, untuk sampel P2 adalah 30,03 lebih tinggi
dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan oleh Patabang (2012) sebesar
14,41 % sedangkan untuk sampel P3 didapatkan 48,01 % juga lebih tinggi
dibandingkan penelitian yang dilakukan oleh Gandhi (2010) sebesar 34,74 %,
menunjukkan kadar karbon terikat pada penelitian ini secara umum lebih
tinggi disebabkan karena usaha peningkatan kualitas yang telah dilakukan .
perbandingan hasil penelitian tersebut selengkapnya dapat dilihat pada
gambar 22.2 (Lampiran 22).
53
5. Nilai Kalor
Berdasarkan hasil pengujian laboratorium terhadap kadar karbon
terikat pada tabel 3.1 (Lampiran 3), terlihat bahwa dengan usaha perbaikan
kualitas dengan memisahkan abu dan arang setelah proses pengarangan
dengan menggunakan saringan 40 - 60 mesh maka semua sampel
memberikan pengaruh yang nyata terhadap peningkatan nilai kalor briket
arang.
Berdasarkan grafik pada gambar 15.1 (Lampiran 15), nilai kalor briket
arang pada penelitian ini berkisar antara 3220 kkal/kg-5947 kkal/kg . Apa bila
dibandingkan dengan standar briket Jepang (6000 kkal/kg- 7000 kkal/kg),
Amerika (6230 kkal/kg), Inggris (7289 kkal/kg), dan SNI (5000 kkal/kg)
maka nilai kalor telah memenuhi standar.
Berdasarkan grafik tersebut kandungan nilai kalor tertinggi da lam
br ike t dengan ko mposis i arang tongkol jagung 85 %, tanah lempung
7,5 % dan tepung tapioka 7,5 % (P3) yaitu 5947 kkal/kg dan nilai kalor
terendah pada komposisi sekam padi 85 %, tanah lempung 7,5 % dan tepung
tapioka 7,5 % (P2) yaitu 3220 kkal/kg. Tingginya nilai kalor pada komposisi
P3 antara lain disebabkan karena kadar air dan kadar abu pada komposisi
tersebut rendah sedangkan pada komposisi P2 memiliki kadar abu yang
sangat tinggi walaupun kadar airnya juga rendah. Nilai kalor pada sampel
(P1), (P4), (P5), (P6) dan (P7) sebesar (4644 kkal/kg – 5598 kkal/kg).
Tinggi rendahnya nilai kalor dipengaruhi oleh kadar air dan kadar abu
briket arang. Semakin rendah nilai kadar air dan kadar abu briket arang maka
54
akan meningkatkan nilai kalor bakar briket arang. Hasil penelitian
membuktikan jika kadar abu rendah maka akan dihasilkan nilai kalor yang
tinggi atau sebaliknya. Selain itu nilai kalor juga dipengaruhi oleh nilai kadar
karbon terikat yang terkandung didalam briket arang. Semakin tinggi nilai
kadar karbon terikat dalam briket arang maka semakin tinggi pula nilai kalor
briket arang.
Jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya untuk bahan baku
sejenis, pada penelitian ini didapatkan nilai kalor 3220 kkal/kg – 5947
kkal/kg sedangkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Jamilatun (2008)
yang berkisar antara 3037 kkal/kg – 5479 kkal/kg, menunjukkan nilai kalor
pada penelitian ini lebih tinggi karena usaha peningkatan kualitas yang telah
dilakukan . perbandingan hasil penelitian tersebut selengkapnya dapat dilihat
pada gambar 23.1 (Lampiran 23).
6. Kerapatan
Berdasarkan gambar 15. 2 (Lampiran 15) , nilai kerapatan terendah
untuk briket sampel (P2) sebesar 0,415 g/cm3 sedangkan nilai kerapatan
tertinggi pada sampel (P1) sebesar 0,529 gr/cm3 hal ini disebabkan karena
daya rekat arang sekam padi kurang baik dibandingkan dengan arang kayu
merbau sehingga walaupun mempunyai ukuran partikel yang sama dan
tekanan pengempaan yang sama maka tetap mempunyai nilai kerapatan yang
rendah.
Berdasarkan hasil uji nilai kerapatan (gambar 15.2) diketahui bahwa
55
puntuk sampel (P3), (P4), (P5), (P6) dan (P7) mempunyai nilai kerapatan
(0,453 gr/m3 - 0,506 gr/m3). Apabila dibandingkan dengan nilai kerapatan
briket arang buatan Jepang (1,0 g/cm3-1,2g/cm3), Amerika (1 g/cm3), dan
Inggris (0,48 g/cm3) maka nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan telah
memenuhi standar Inggris, karena nilai kerapatannya jauh lebih rendah.
Jika dibandingkan dengan hasil penelitian Triono (2006) sebesar
(0,249 g/cm3-0,420 g/cm3) menunjukkan bahwa nilai kerapatan briket pada
penelitian ini lebih baik.
7. Kuat Tekan
Berdasarkan grafik pada gambar 16.1 (Lampiran 16), nilai keteguhan
tekan untuk semua sampel berkisar antara 45 gr/cm2 – 72 gr/cm2.
Berdasarkan grafik tersebut , nilai keteguhan tekan terendah untuk
briket arang arang limbah ketam kayu merbau 85 %, tanah lempung 7,5 %
dan tepung tapioka 7,5 % (P1) sebesar 45 gr/cm2 sedangkan tertinggi pada
campuran limbah ketam kayu merbau 21,25%, sekam padi 21,25%, tongkol
jagung 42,5%, tanah lempung 7,5% dan tepung tapioka 7,5% (P4) sebesar 72
gr/cm2 .
Apabila dibandingkan dengan nilai keteguhan tekan briket arang buatan
Jepang (60 kg/cm2-65 kg/cm2), Amerika (62 kg/cm2), dan Inggris (12,7
kg/cm2) maka hasil analisis kuat tekan pada semua komposisi telah
memenuhi standar briket yang ada 12,7 – 65 gr/m2 kecuali pada sampel P4
dan P6.
56
8. Hasil pengujian pembakaran
Metode pembakaran dikakukan dengan mendidihkan air dalam panci
sebanyak 3000 gram dan mencatat temperatur api dan air setiap 5 menit sampai
air dalam panci mendidih. Setelah mendidih, pengujian dilanjutkan dengan
menimbang briket sisa pembakaran dan menimbang berat air yang telah mendidih.
Berat briket yang digunakan pada pengujian ini 150 gram sedangkan berat panci
aluminium yang digunakan 300 gram.
a. Pembakaran briket pada kompor briket
1) Pembakaran briket untuk sampel P1
Dari hasil pengamatan data yang diperoleh berupa temperatur api
dan temperatur air dari waktu ke waktu untuk sampel P1, pembakaran
briket mencapai temperatur tertinggi 5640C pada menit ke 40 seperti
tertera pada grafik pada gambar 16.2 (Lampiran 16), durasi pembakaran
untuk mendidihkan 3000 gram air dibutuhkan waktu 50 menit.
2) Pembakaran briket untuk sampel P2
Dari hasil pengamatan data yang diperoleh berupa temperatur api
dan temperatur air dari waktu ke waktu untuk sampel P2, pembakaran
briket mencapai temperatur tertinggi 4200C pada menit ke 35 seperti
tertera pada grafik pada gambar 17.1 (Lampiran 17), briket dengan sampel
P2 ini tidak mampu mendidihkan 3000 gram air dan hanya mampu
memanaskan hingga 96 0C. Hal ini disebabkan karena nilai kalornya
rendah dan kandungan volatile matter yang tinggi menyebabkan bahan
57
bakar briket cepat habis.
3) Pembakaran briket untuk sampel P3
Dari hasil pengamatan data yang diperoleh berupa temperatur api
dan temperatur air dari waktu ke waktu untuk sampel P3, waktu
pembakaran briket mencapai temperatur tertinggi 5920C pada menit ke 50
seperti tertera pada grafik pada gambar 17.2 (Lampiran 17), durasi
pembakaran untuk mendidihkan 3000 gram air dibutuhkan waktu 55
menit.
4) Pembakaran briket untuk sampel P4
Dari hasil pengamatan data yang diperoleh berupa temperatur api
dan temperatur air dari waktu ke waktu untuk sampel P4, pembakaran
briket mencapai temperatur tertinggi 5030C pada menit ke 35 seperti
tertera pada grafik pada gambar 18.1 (Lampiran 18), durasi pembakaran
untuk mendidihkan 3000 gram air dibutuhkan waktu 65 menit.
5) Pembakaran briket untuk sampel P5
Dari hasil pengamatan data yang diperoleh berupa temperatur api
dan temperatur air dari waktu ke waktu untuk sampel P5, pembakaran
briket mencapai temperatur tertinggi 4870C pada menit ke 45 seperti
tertera pada grafik pada gambar 18.2 (Lampiran 18), durasi pembakaran
untuk mendidihkan 3000 gram air dibutuhkan waktu 75 menit.
6) Pembakaran briket untuk sampel P6
Dari hasil pengamatan data yang diperoleh berupa temperatur api
58
dan temperatur air dari waktu ke waktu untuk sampel P6, pembakaran
briket mencapai temperatur tertinggi 5280C pada menit ke 40 seperti
tertera pada grafik pada gambar 19.1 (Lampiran 19), durasi pembakaran
untuk mendidihkan 3000 gram air dibutuhkan waktu 65 menit.
7) Pembakaran briket untuk sampel P7
Dari hasil pengamatan data yang diperoleh berupa temperatur api
dan temperatur air dari waktu ke waktu untuk sampel P7, pembakaran
briket mencapai temperatur tertinggi 5600C pada menit ke 40 seperti
tertera pada grafik pada gambar 19.2 (Lampiran 19), durasi pembakaran
untuk mendidihkan 3000 gram air dibutuhkan waktu 65 menit.
Dari ketujuh pengujian pembakaran briket pada kompor briket
tersebut diatas, didapatkan temperatur maksimum 5920 C pada sampel P3,
hal ini disebabkan karena sampel P3 mempunyai nilai kalor yang cukup
tinggi mencapai 5947 kkal/kg , waktu pembakaran yang dibutuhkan untuk
mendidihkan 3000 gram air untuk semua sampel selama 50 – 75 menit,
waktu pembakaran berkaitan dengan kandungan volatile matter briket
dimana kandungan volatile matter pada 27,44% – 39,45 %. Pendidihan
tercepat pada sampel P3 disebabkan karena sampel P3 mempunyai nilai
kalor yang tinggi, kadar air dan kadar abu yang relative kecil sehingga
mempunyai temperatur pembakaran yang tinggi.
59
b. Efisiensi pembakaran
Berdasarkan gambar 20.1 (Lampiran 20) terlihat bahwa efisiensi
pembakaran tertinggi pada sampel P3dengan hasil 74,3 % sedangkan
terendah pada sampel P7 dengan hasil 55,74 %. Efisiensi pembakaran pada
sampel P3 lebih tinggi disebabkan karena temperatur pembakaran sampel
tersebut tinggi sehingga waktu yang dibutuhkan untuk mendidikan air lebih
cepat, jika pendidihan lebih cepat maka bahan bakar yang tersisa akan
semakin banyak atau bahan bakar yang digunakan lebih sedikit.
Efisiensi pembakaran pada penelitian ini hampir sama dengan
penelitian yang dilakukan oleh Hosan (2010) dengan hasil (47,46 % -
88,76%)
60
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Tercapai peningkatan kualitas untuk secara umum untuk semua komposisi
dengan nilai kalor tertinggi 5947 kkal/kg, kadar air terendah 5,02% dan
kadar abu terendah 5,96 %.
2. Sifat-sifat briket arang yang dihasilkan dari campuran limbah ketam kayu
merbau, sekam padi dan tongkol jagung berupa kadar air rata-rata adalah (M)
= 5,79%, abu (ash) rata-rata 15,33%, volatile matters (VM) 35,10%, fixed
carbon (FC) 43,79% dan nilai kalor (HHV) 4915 kkal/gr, kerapatan 0,529
gram/cm3, kuat tekan 72 gr/cm2 dan efisiensi pembakaran 74,3 %.
3. Hasil terbaik adalah pada sampel P3 dengan komposisi 85 % tongkol jagung,
7,5 % tanah lempung dan 7,5 % tepung tapioka dengan hasil proksimasi
kadar air 6,86 % dan nilai kalor 5947 kkal/kg sesuai dengan standar briket di
Indonesia.
4. Pengujian pembakaran diperoleh temperatur maksimum 5920 C, waktu yang
dibutuhkan untuk mendidihkan 3000 gram air selama 50 – 75 menit dan
efisiensi termal tertinggi diperoleh 74,30 % pada pembakaran briket P3.
61
B. Saran
Hasil penelitian menunjukkan peningkatan kualitas ditinjau dari kadar air
dan nilai kalor briket yang dihasilkan dan untuk beberapa sampel sesuai dengan
standar briket yang ada. Selanjutnya dapat dikombinasikan hasil terbaik dari
penelitian ini yaitu komposisi P1 dan P3
Pengurangan komposisi tanah lempung dapat dijadikan penelitian lanjutan
untuk meminimalkan kadar abu dan meningkatkan nilai kalor. Penelitian
mengenai uji emisi dan variasi waktu tekan briket pada saat pencetakan juga dapat
dijadikan penelitian lanjutan dimana hasil dari penelitian tersebut dapat
melengkapi informasi tentang kualitas arang briket ini lebih lanjut.
62
DAFTAR PUSTAKA
Arif, E (2010) Briketisasi Limbah Kulit Ubi Kayu Sebagai Bahan Bakar
Alternatif. Laporan Penelitian Fakultas Teknik Univesitas Hasanuddin,
Makassar.
Gandhi B.A., 2010. Pengaruh Variasi Jumlah Campuran Perekat Terhadap
karakteristik Briket Arang Tongkol Jagung. Jurnal Profesional Vol. 8, No.
1, Mei 2010.
Hosan, D. P. & Arif E., (2010) Pemanfaatan Limbah Buah Pinus dan Tongkol
Jagung Sebgai Sumber bahan Bakar Alternatif. Prosiding Seminar
Nasional Ritektra 2010 Universitas Atma Jaya, Jakarta.
Jamilatun S., 2008. Sifat-Sifat Penyalaan dan Pembakaran Briket Biomassa, briket
batu bara dan Arang Kayu. Jurnal Rekaya proses., Vol. 2, no. 2, 2008.
Natsir M., 2007. Mutu Briket Arang Kulit Buah Kakao Dengan Menggunakan
Kanji sebagai Perekat. Jurnal Perennial 3(2) : 55-58.
Patabang., 2012. Karakteristik Termal Briket Arang Sekam Padi Dengan Variasi
Bahan Perekat. Jurnal Mekanikal Vol. 3, No. 2, Juli 2012
Pari G., Teknologi Pembuatan Arang, Briket Arang dan Arang Aktif Serta
Pemanfaatannya. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan.
Kementerian Kehutanan
Saputro D. D., 2009. Karakteristik Pembakaran Briket Arang Tongkol Jagung.
Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 1, No. 1, November 2009.
Sipahutar D., Teknologi Briket Sekam Padi. Balai Pengkajian Teknologi
Pertanian (BPTP) Riau
63
Triono A., 2006. Karakteristik Briket Arang Dari Campuran Serbuk Gergajian
kayu Afrika dan Sengon dengan Penambahan Tempurung Kelapa
(Skripsi). Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, IPB, 2006.
Untoro, 2010. Peningkatan Kualitas Pembakaran Biomassa Limbah Tongkol
Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif dengan Proses Pembakaran dan
Pembriketan. Jurnal Rekayasa Proses Vol. 4, No. 1, 2010.
Wahyusi N.K., 2012. Briket Arang Kulit kacang Tanah dengan Proses
karbonisasi. Jurnal Berkala Ilmiah Teknik Kimia Vol. 1, No. 1, April
2012.
Wijayanti S.D., 2009. Karakteristik Briket Arang dari Serbuk Gergaji dengan
Penambahan Arang Cangkang Kelapa Sawit. Jurusan Teknologi Hasil
Hutan, Universitas Sumatra Utara, Medan.
Yudanto A., Pembuatan Briket Bioarang dari Arang Serbuk Gergaji Kayu Jati,
Laporan Penelitian Proses Kimia, Jurusan Teknik Kimia, Universitas
Diponegoro, Semarang
Yuniarti, 2011. Briket Arang dari Serbuk Gergajian Kayu Meranti dan Arang
Kayu Galam. Jurnal Riset Industri Hasil Hutan Vol. 3, No. 2, Desember
2011 : 37-42.
64
Lampiran 1
Tabel 1.1 : Hasil analisis kadar air
No Kode Cawan Kosong
(gr) Berat Sampel
(gr)
Cawan+Sampel Stlh Oven
(gr)
Bahan Kering
(%) Air (%)
1 P1 12,5526 1,1372 13,6327 94,98 5,02 2 P2 12,8681 1,0325 13,8496 95,06 4,94 3 P3 12,5993 1,083 13,608 93,14 6,86 4 P4 11,0937 1,2451 12,2608 93,74 6,26 5 P5 12,0373 1,1164 13,0886 94,17 5,83 6 P6 13,8439 1,1495 14,9277 94,28 5,72 7 P7 12,1643 1,0402 13,1434 94,13 5,87
Tabel 1.2 : Hasil analisis kadar abu
No Kode Cawan Kosong
(gr)
Berat Sampel
(gr)
Cawan+Sampel Stlh Tanur (gr) Hasil (%)
1 P1 12,5526 1,1372 12,6204 5,96 2 P2 12,8681 1,0325 13,2278 34,84 3 P3 12,5993 1,083 12,6873 8,13 4 P4 11,0937 1,2451 11,2483 12,42 5 P5 12,0373 1,1164 12,2361 17,81 6 P6 13,8439 1,1495 13,9772 11,60 7 P7 12,1643 1,0402 12,3364 16,54
65
Lampiran 2
Tabel 2.1 : Hasil analisis volatil matters
No Kode
Cawan Kosong
(gr)
Berat Sampel
(gr)
Cawan+Sampel Stlh Tanur
(gr) VM (%)
1 P1 13,1325 1,0156 13,8184 67,54 27,44 2 P2 12,8786 1,0334 13,5489 64,86 30,20 3 P3 12,5594 1,126 13,1915 56,14 37,00 4 P4 11,0001 1,2033 11,6768 56,24 37,50 5 P5 13,1397 1,0941 13,7783 58,37 35,80 6 P6 12,8682 1,0559 13,4593 55,98 38,30 7 P7 11,205 1,0492 11,7787 54,68 39,45
Tabel 2.2 : Hasil analisis fixed karbon
Air (%)
Abu (%)
Volatil Metter (%)
Fixed Carbon (%)
5,02 5,96 27,44 61,57 4,94 34,84 30,20 30,03 6,86 8,13 37,00 48,01 6,26 12,42 37,50 43,82 5,83 17,81 35,80 40,56 5,72 11,60 38,30 44,38 5,87 16,54 39,45 38,13
66
Lampiran 3
Tabel 3.1 : Hasil analisis nilai kalor
No Kode
Berat Sampel
(gr)
Suhu Awal (0C)
Suhu Akhir (0C)
Hasil (Kkal/kg)
1 P1 0,9002 25,78 27,83 5598 2 P2 0,8016 25,74 26,79 3220 3 P3 0,7233 25,45 27,2 5947 4 P4 0,8755 25,97 27,67 4773 5 P5 0,778 26,28 27,75 4644 6 P6 0,9807 26,04 27,98 4862 7 P7 0,8985 26,3 28,26 5362
67
Lampiran 4
Tabel 4.1 : Hasil analisis kerapatan
No Kode Massa (gr) Volume (cm3) Kerapatan (gr/cm3)
1 P1 70 132,2568 0,529273353 2 P2 55 132,2568 0,415857635 3 P3 65 132,2568 0,491468114 4 P4 65 132,2568 0,491468114 5 P5 60 132,2568 0,453662874 6 P6 67 132,2568 0,506590209 7 P7 65 132,2568 0,491468114
Tabel 4.2 : Hasil analisis kuat tekan
No Kode Nilai Kuat Tekan (gr/cm2)
68
1 P1 45 2 P2 59 3 P3 63 4 P4 72 5 P5 61 6 P6 70 7 P7 60
Lampiran 5
Tabel 5.1 Data pengujian pembakaran briket kode sampel P1
No
Waktu Bakar Briket (menit)
Temperatur Api (oC)
Suhu Air (oC)
Temperatur Ruangan
(oC)
Massa Air (Kg)
Massa Briket (Kg)
1 0 50 27 29 3 0,15 2 5 245 35 29 3 10 310 43 29 4 15 352 56 29 5 20 432 68 29 6 25 484 77 29 7 30 528 83 29 8 35 547 89 29 9 40 564 93 29 10 45 536 96 29 11 50 498 100 29 2,946 0,06
69
Keterangan massa briket yang terpakai (kg) 0,09 massa uap (kg) 0,162 Cp air (kJ/kg0C) 4,1767 Cp panci (aluminium) (kJ/kg0C) 0,9 Kalor laten uap pada 1000C, hfg (kJ/kg) 2256,487 HHV (kJ/kg) 23437
Lampiran 6
Tabel 6.1 Data pengujian pembakaran briket kode sampel P2
No
Waktu Bakar Briket (menit)
Temperatur Api (oC)
Suhu Air (oC)
Temperatur Ruangan
(oC)
Massa Air (Kg)
Massa Briket (Kg)
1 0 50 27 29 3 0,15 2 5 284 36 29 3 10 301 39 29 4 15 312 44 29 5 20 364 52 29 6 25 387 58 29 7 30 408 66 29 8 35 420 71 29 9 40 408 75 29
10 45 387 82 29 11 50 362 94 29
70
12 55 324 96 29 13 60 295 96 29 2,97 0,03
Keterangan massa briket yang terpakai (kg) 0,12 massa uap (kg) 0,09 Cp air (kJ/kg0C) 4,1767 Cp panci (aluminium) (kJ/kg0C) 0,9 Kalor laten uap pada 1000C, hfg (kJ/kg) 2256,487 HHV (kJ/kg) 13481
Lampiran 7
Tabel 7.1 Data pengujian pembakaran briket kode sampel P3
No
Waktu Bakar Briket (menit)
Temperatur Api (oC)
Suhu Air (oC)
Temperatur Ruangan
(oC)
Massa Air (Kg)
Massa Briket (Kg)
1 0 50 27 29 3 0,15 2 5 267 37 29 3 10 324 45 29 4 15 395 53 29 5 20 421 56 29 6 25 443 59 29 7 30 517 68 29 8 35 538 71 29 9 40 572 82 29
10 45 587 94 29
71
11 50 592 96 29 12 55 564 100 29 2,939 0,07
Keterangan massa briket yang terpakai (kg) 0,08 massa uap (kg) 0,183 Cp air (kJ/kg0C) 4,1767 Cp panci (aluminium) (kJ/kg0C) 0,9 Kalor laten uap pada 1000C, hfg (kJ/kg) 2256,487 HHV (kJ/kg) 24898
Lampiran 8
Tabel 8.1 Data pengujian pembakaran briket kode sampel P4
No
Waktu Bakar Briket (menit)
Temperatur Api (oC)
Suhu Air (oC)
Temperatur Ruangan
(oC)
Massa Air (Kg)
Massa Briket (Kg)
1 0 50 27 29 3 0,15 2 5 299 35 29 3 10 341 39 29 4 15 407 46 29 5 20 421 49 29 6 25 447 52 29 7 30 495 58 29 8 35 503 66 29 9 40 499 75 29
72
10 45 481 83 29 11 50 463 89 29 12 55 432 94 29 13 60 407 98 29 14 65 388 100 29 2,955 0,04
Keterangan massa briket yang terpakai (kg) 0,11 massa uap (kg) 0,135 Cp air (kJ/kg0C) 4,1767 Cp panci (aluminium) (kJ/kg0C) 0,9 Kalor laten uap pada 1000C, hfg (kJ/kg) 2256,487 HHV (kJ/kg) 19983
Lampiran 9
Tabel 9.1 Data pengujian pembakaran briket kode sampel P5
No
Waktu Bakar Briket (menit)
Temperatur Briket (oC)
Suhu Air (oC)
Temperatur Ruangan
(oC)
Massa Air (Kg)
Massa Briket (Kg)
1 0 50 27 29 3 0,15 2 5 262 34 29 3 10 287 36 29 4 15 318 39 29 5 20 357 43 29 6 25 401 48 29 7 30 425 54 29 8 35 461 58 29 9 40 478 63 29
10 45 487 70 29
73
11 50 469 77 29 12 55 442 83 29 13 60 386 92 29 14 65 358 97 29 15 70 342 99 29 16 75 327 100 29 2,97 0,04
Keterangan massa briket yang terpakai (kg) 0,11 massa uap (kg) 0,12 Cp air (kJ/kg0C) 4,1767 Cp panci (aluminium) (kJ/kg0C) 0,9 Kalor laten uap pada 1000C, hfg (kJ/kg) 2256,487 HHV (kJ/kg) 19443
Lampiran 10 Tabel 10.1 Data pengujian pembakaran briket kode sampel P6
No
Waktu Bakar Briket (menit)
Temperatur Briket (oC)
Suhu Air (oC)
Temperatur Ruangan
(oC)
Massa Air (Kg)
Massa Briket (Kg)
1 0 50 27 29 3 0,15 2 5 283 32 29 3 10 348 37 29 4 15 385 45 29 5 20 407 48 29 6 25 435 53 29 7 30 487 59 29 8 35 511 64 29 9 40 528 68 29
74
10 45 504 71 29 11 50 489 82 29 12 55 457 94 29 13 60 428 96 29 14 65 397 100 29 2,941 0,04
Keterangan massa briket yang terpakai (kg) 0,11 massa uap (kg) 0,177 Cp air (kJ/kg0C) 4,1767 Cp panci (aluminium) (kJ/kg0C) 0,9 Kalor laten uap pada 1000C, hfg (kJ/kg) 2256,487 HHV (kJ/kg) 20356
Lampiran 11
Tabel 11.1 Data pengujian pembakaran briket kode sampel P7
No
Waktu Bakar Briket (menit)
Temperatur Briket (oC)
Suhu Air (oC)
Temperatur Ruangan
(oC)
Massa Air (Kg)
Massa Briket (Kg)
1 0 50 27 29 3 0,15 2 5 352 35 29 3 10 409 45 29 4 15 451 48 29 5 20 487 53 29 6 25 503 56 29
75
7 30 524 59 29 8 35 556 64 29 9 40 560 68 29
10 45 540 71 29 11 50 545 82 29 12 55 548 94 29 13 60 532 96 29 14 65 498 100 29 2,953 0,04
Keterangan massa briket yang terpakai (kg) 0,11 massa uap (kg) 0,141 Cp air (kJ/kg0C) 4,1767 Cp panci (aluminium) (kJ/kg0C) 0,9 Kalor laten uap pada 1000C, hfg (kJ/kg) 2256,487 HHV (kJ/kg) 22449
Lampiran 12
Tabel 12.1 : Efisiensi pembakaran
Kode sampel P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
ma(Kg) 3 3 3 3 3 3 3
mp(Kg) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
mu(Kg) 0.162 0.09 0.183 0.135 0.09 0.177 0.141
Cp air (kJ/kg 0C) 4.18 4.18 4.18 4.18 4.18 4.18 4.18
C� al (kJ/kg 0C) 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9
76
Ta(0C) 100 96 100 100 100 100 100
Tb (0C) 27 27 27 27 27 27 27
Tc(0C) 564 420 592 503 487 528 560
briket terpakai (Kg) 0.09 0.12 0.08 0.11 0.11 0.11 0.11
HHV(kJ/kg) 23437 13481 24898 19983 19443 20356 22449
η (%) 67.56 72.54 74.30 61.31 61.22 64.72 55.74
η rata-rata(%) 65.34
Lampiran 13
(SJ) = 6-8%, (SI) = 3,6%, (SA) = 6,2%, (SNI) = 8%
77
Gambar 13.1 : Grafik nilai kadar air setiap komposisi
(SJ) = 3-6%, (SI) = 5,9%, (SA) = 8,3%, (SNI) = 8%
Gambar 13.2 : Grafik nilai kadar abu setiap komposisi
Lampiran 14
(SJ) = 15-30%, (SI) = 16,4%, (SA) = 19-28%, (SNI) = 15%
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
5,02 4,94
6,866,26
5,83 5,72 5,87
Kad
ar A
ir (%
)
Komposisi
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
5,96
34,84
8,13
12,42
17,81
11,60
16,54
Kad
ar A
bu(%
)
Komposisi
78
Gambar 14.1 : Grafik nilai volatil matter tiap komposisi
(SJ) = 60-80%, (SI) = 75,3%, (SA) = 60%, (SNI) = 77%
Gambar 14.2 : Grafik nilai fixed karbon tiap komposisi
Lampiran 15
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
27,4430,20
37,00 37,50 35,8038,30 39,45
Vol
atil
Mat
ter
(%)
Komposisi
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
61,57
30,03
48,0143,82
40,5644,38
38,13
Fixe
d K
arbo
n (%
)
Komposisi
79
(SJ) = 6000-7000 kkal/kg, (SI) = 7289 kkal/kg,
(SA) = 6230kkal/kg, (SNI) = 5000 kkal/kg
Gambar 15.1 : Grafik nilai kalor tiap komposisi
(SJ) = 1,0-1,2 gr/cm3, (SI) = 0,46 gr/cm3, (SA) = 1 gr/cm3
Gambar 15.2 : Grafik nilai kerapatan tiap komposisi
Lampiran 16
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
5598
3220
5947
4773 4644 48625362
Nil
ai k
alor
(Kka
l/K
g)
Komposisi
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
0,53
0,42
0,49 0,490,45
0,51 0,49
Ker
apat
an (g
r/cm
3)
Komposisi
80
(SJ) = 60-65 gr/cm2, (SI) = 12,7 gr/cm2, (SA) = 62 gr/cm2
Gambar 16.1 : Grafik nilai keteguhan tekan tiap komposisi
Gambar 16.2 : Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran Sampel P1 dengan massa briket 150 gram
Lampiran 17
0
10
20
30
40
50
60
70
80
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
45
5963
72
61
70
60
Ket
eguh
an T
ekan
(gr/
cm2)
Komposisi
0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Tem
pera
tur
(0C
)
Waktu pembakaran (menit)
Temperatur api Temperatur air
81
Gambar 17.1 : Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran Sampel P2 dengan massa briket 150 gram
Gambar 17.2 : Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran Sampel P3 dengan massa briket 150 gram
Lampiran 18
050
100150
200250300350400450
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Tem
pera
tur
(0C
)
Waktu pembakaran (menit)
Temperatur api Temperatur air
0
100
200
300
400
500
600
700
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Tem
pera
tur
(0C
)
Waktu pembakaran (menit)
Temperatur api Temperatur air
82
Gambar 18.1 : Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran Sampel P4 dengan massa briket 150 gram
Gambar 18.2 : Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran Sampel P5 dengan massa briket 150 gram
Lampiran 19
0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Tem
pera
tur
(0C
)
Waktu pembakaran (menit)
Temperatur api Temperatur air
0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Tem
pera
tur
(0C
)
Waktu pembakaran (menit)
Temperatur api Temperatur air
83
Gambar 19.1 : Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran Sampel P6 dengan massa briket 150 gram
Gambar 19.2 : Grafik temperatur briket dan waktu pembakaran Sampel P7 dengan massa briket 150 gram
Lampiran 20
0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Tem
pera
tur
(0C
)
Waktu pembakaran (menit)
Temperatur api Temperatur air
0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Tem
pera
tur
(0C
)
Waktu pembakaran (menit)
Temperatur api Temperatur air
84
Gambar 20.1 : Grafik efisiensi pembakaran tiap komposisi
Lampiran 21
0
10
20
30
40
50
60
70
80
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
67,5672,54 74,3
61,31 61,2264,72
55,74Ef
isie
nsi (
%)
Komposisi
85
Gambar 21.1 : Grafik perbandingan kadar air dengan penelitian sebelumnya untuk bahan sejenis
Gambar 21.2 : Grafik perbandingan kadar abu dengan penelitian sebelumnya untuk bahan sejenis
Lampiran 22
0
2
4
6
8
10
P1 P2 P3
5,02 4,94
6,867,73
9,12
7,27K
adar
air
(%)
Komposisi
Mahadir (2013) Jamilatun (2008)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
P1 P2 P3
5,96
34,84
8,137,90
36,34
17,51
Kad
ar a
bu (%
)
Komposisi
Mahadir (2013) Patabang (2012)
86
Gambar 22.1 : Grafik perbandingan volatil metter dengan penelitian sebelumnya untuk bahan sejenis
Gambar 22.2 : Grafik perbandingan fixed karbon dengan penelitian sebelumnya untuk bahan sejenis
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
P1 P2 P3
27,44 30,237
89,88
78,7985,57
Vol
atil
met
ter
(%)
Komposisi
Mahadir (2013) Jamilatun (2008)
0
10
20
30
40
50
60
70
P1 P2 P3
61,57
30,03
48,01
66,56
14,41
34,74
Fixe
d ka
rbon
(%)
KomposisiMahadir (2013) Patabang (2012)
87
Lampiran 23
Gambar 23.1 : Grafik perbandingan nilai kalor dengan penelitian sebelumnya untuk bahan sejenis
Lampiran 24
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
P1 P2 P3
5598
3220
59475479
3037
5351
Nil
ai K
alor
(kka
l/kg
)
Komposisi
Mahadir (2013) Jamilatun (2008)
88
Dokumentasi pembuatan briket arang limbah ketam kayu merbau, sekam padi dan tongkol jagung dalam bentuk sarang tawon
Limbah ketam kayu merbau
Sekam padi Tongkol jagung
Drum pengarangan Proses pembakaran Proses karbonisasi
Saringan arang (ukuran mesh)
Pencampuran arang Pencetakan
Alat cetak Hasil cetakan Briket hasil penelitian
Lampiran 25
89
Dokumentasi pengujian proksimasi dan nilai kalor
Alat uji proximasi dan nilai kalor pada Laboratorium Nutrisi dan Makanan Ternak Universitas Hasanuddin Makassar
Lampiran 26
90
Dokumentasi Pengujian Sifat Fisik Briket
Alat uji kekerasan BPPIH Makassar Tipe Alat yang digunakan
Proses pengujian kekerasan briket Hasil pengujian briket
Lampiran 27
91
Dokumentasi Pengujian Pembakaran briket
Termokopel Kompor briket
Uji pembakaran pada kompor Pencatatan temperatur api dan air
Uji pembakaran briket Uji pembakaran briket
Top Related