III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1
Bahan dan Alat 3.1.1 Bahan Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah spent bleaching earth dari proses pemurnian CPO yang diperoleh dari PT. Panca Nabati Prakarsa, Kawasan Industri Pulogadung, Jakarta. Tempurung kelapa sawit yang digunakan berasal dari PTPN VIII Kertajaya Malingping, Kabupaten Lebak, Banten. Sebagai bahan perekat digunakan pati tapioka yang diperoleh dari pasar daerah Bogor. 3.1.2. Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah retort, penggiling, saringan 40 mesh, tanur listrik, bomb calorimeter, sohxlet, cawan kaca, alat pengempa briket manual, desikator, cawan porselin, timbangan, neraca analitik, tungku tanah liat, panci, oven, pengukur, stopwatch, alat penguji keteguhan tekan, dan pengaduk.
3.2
Tempat Penelitian dan Waktu Pelaksanaan Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Kayu dan Energi Biomassa, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor. Penelitian ini berlangsung pada Mei hingga September 2009.
3.3
Metode Penelitian 3.3.1 Penelitian Pendahuluan Pada penelitian pendahuluan dilakukan analisis sifat fisik dan kimia dari spent bleaching earth (Gambar 2) untuk mengetahui kelayakan bahan tersebut untuk dijadikan bahan baku briket. Analisa yang dilakukan meliputi kadar minyak, kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu, kadar karbon terikat (Lampiran 4). Parameter mutu ini mengacu kepada parameter briket pada umumnya.
21
Spent Bleaching Earth
Dimasukan ke dalam cawan untuk dianalisa
Kadar minyak
Kadar air
Kadar abu
Kadar zat mudah menguap
Kadar karbon terikat
Nilai kalor
Gambar 2. Diagram alir analisa karakteristik spent bleaching earth Spent bleaching earth merupakan bahan utama dalam penelitian ini yang berbentuk sangat liat dan ‘lunak’ sehingga diberikan pengujian pengaruh perekat terhadap pengempaan briket (Gambar 3). Perlakukan yang diberikan berupa pengempaan dengan perekat 3% dan pengempaan tanpa perekat. Setelah itu akan dilihat penampilan secara visual briket yang dihasilkan.
Spent Bleaching Earth
Perekat tapioka 3%
Tanpa perekat
Kempa menjadi briket
Penilaian penampakan
Gambar 3. Diagram alir pembuatan briket dengan/tanpa Perekat 22
Penelitian pendahuluan berikutnya adalah pengujian untuk melihat pengaruh penambahan arang terhadap mutu pembakaran yang dihasilkan (Gambar 4). Pengujian ini didasarkan karena arang memiliki kemampuan mempertahankan nyala api, sehingga dengan penambahan arang ini diharapkan dapat menyebabkan kualitas waktu menyala spent bleaching earth lebih baik.
Spent Bleaching Earth
Tanpa Penambahan Arang
Penambahan Arang 50 %
Kempa menjadi briket
Uji Pembakaran Briket
Gambar 4. Diagram alir pembakaran briket dengan pengaruh penambahan arang
3.3.2 Penelitian Utama Setelah hasil penelitian pendahuluan menunjukkan hasil bahwa spent bleaching earth dapat dijadikan bahan baku briket maka dilakukan penelitian utama yaitu pembuatan briket (Gambar 5). Awalnya spent bleaching earth dikeringkan dengan penjemuran di bawah sinar matahari untuk mengurangi kadar air serta mencegah timbulnya bau tengik dan penjamuran. Dilakukan juga sortasi awal agar tidak mengandung bahanbahan yang mengganggu proses pengempaan.
23
Pada bahan tambahan yaitu tempurung kelapa sawit dilakukan pengarangan dengan menggunakan retort. Sebelum pengarangan, dilakukan persiapan pada tempurung kelapa sawit untuk mencegah adanya pasir dan batu-batuan dalam bahan agar tidak mengganngu kerja retort pada proses pengarangan berlangsung.
Selain
itu
tempurung
kelapa
sawit
juga
dikeringkan terlebih dahulu untuk mengurangi kadar air dan mempercepat pengarangan. Suhu pengararangan dimulai dari suhu kamar hingga mencapai 500°C dengan waktu 5 jam untuk sekali pengarangan. Arang tempurung kelapa sawit hasil pengarangan digiling untuk mengecilkan ukurannya dan disaring hingga mencapai 40 mesh. Kemudian dilakukan pencampuran arang tempurung kelapa sawit dengan spent bleaching earth sesuai dengan komposisi briket yang diinginkan. Campuran ini kemudian diberi perekat yang berasal dari pati tapioka. Setelah bahanbahan tercampur rata, maka campuran dapat dikempa dengan alat pengempa briket manual untuk dicetak menjadi briketbriket. Briket yang telah siap dicetak kemudian dikeringkan ke dalam oven dengan suhu 60°C selama 24 jam atau sampai beratnya konstan. Kemudian dilakukan uji kualitas briket campuran spent bleaching earth dan arang tempurung kelapa sawit. Pengujian mutu briket yang dilakukan meliputi kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu, kadar karbon terikat, kerapatan, keteguhan tekan, nilai kalor (Lampiran 4).
24
Pati Tapioka
Tempurung Kelapa Sawit
Pemanasan
Pengarangan
Perekat
Spent Bleaching Earth
Wood Vinegar
Arang
Pencampuran
Pengempaan
Pengeringan
Uji Pembakaran
BRIKET
Kadar Air
Kadar abu
Kadar zat mudah menguap
Kadar karbon terikat
Kerapatan
Keteguhan Tekan
Nilai Kalor
Gambar 5. Diagram alir pembuatan briket spent bleaching earth dengan campuran arang tempurung kelapa sawit
25
3.4
Perlakuan Percobaan Perlakuan dalam penelitian ini terdiri dari dua faktor, yaitu konsentrasi perekat tapioka (A) yang terdiri dari tiga taraf yaitu konsentrasi perekat 2% (A1), 3% (A2), 4% (A3); dan konsentrasi arang tempurung kelapa sawit (B) yang terdiri dari tiga taraf yaitu konsentrasi campuran 25 % (B1), 50% (B2), 75% (B3). Kombinasi yang dibuat adalah 9 kombinasi yaitu A1B1, A1B2, A1B3, A2B1, A2B2, A2B3, A3B1, A3B2, dan A3B3.
3.5
Rancangan Percobaan Rancangan percobaan yang digunakan untuk menentukan kombinasi konsentrasi terbaik perekat dan konsentrasi arang tempurung kelapa sawit dalam pembuatan briket ini adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor. Model matematis rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut: Yijk =
+ αi + βj + (α β)ij +
ijk
dimana: Yijk
: nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang memperoleh kombinasi
perlakuan ij (taraf ke-i dari faktor konsentrasi
perekat dan taraf ke-j dari faktor konsentrasi arang tempurung kelapa sawit) : nilai tengah (rata-rata) αi
: pengaruh taraf ke-i dari perlakuan faktor konsentrasi perekat.
βj
: pengaruh taraf ke-j dari perlakuan faktor konsentrasi arang tempurung kelapa sawit.
(α β)ij
: pengaruh interaksi taraf ke-i faktor konsentrasi perekat dan dan taraf ke-j dari perlakuan faktor konsentrasi arang tempurung kelapa sawit.
ijk
: pengaruh galat dari percobaan ke-k yang memperoleh kombinasi perlakukan ij.
26
3.6
Uji Aplikasi Mendidihkan Air Pada pengujian pembakaran disiapkan sekitar 250 gram briket kombinasi terbaik, sebagai pembanding disiapkan juga 250 gram briket dengan 100 % spent bleaching earth, briket dengan 100 % arang tempurung kelapa sawit, serta briket komersial. Hal yang diamati pada pengujian ini adalah untuk mengetahui pengaruh spent bleaching earth dan arang tempurung kelapa sawit terhadap kualitas pembakaran briket. selain itu, disiapkan tungku tanah liat, pemancing, panci, dan beberapa liter air yang akan dimasak dengan briket. Bagan alir uji pembakaran briket dapat dilihat pada Gambar 8. Uji pembakaran yang dilakukan pada penelitian pendahuluan untuk mengetahui mudah atau tidaknya sampel terbakar sedangkan uji pembakaran pada penelitian utama untuk melihat kualitas pembakaran briket meliputi lama briket menyala, laju pembakaran, lama mendidihkan air, laju mendidihkan air, warna nyala api, serta ada/tidaknya asap dan bau pada pembakaran. Briket sebanyak 250 gram
Pemancing
Letakkan briket dalam tungku dan nyalakan dengan bantuan pemancing
Masukan air per liter pada panci, lalu didihkan air dengan menggunakan briket
masih menyala
tidak Abu Briket
Catat: - Lama menyala briket - Waktu mulai
Catat : - Lama mendidihkan per liter briket - Amati warna bara, asap, bau - Suhu air mendidih d ditetapkan 100 Catat: - Bobot Akhir - Waktu habis menyala
Gambar 6. Diagram alir uji pembakaran briket kombinasi terbaik 27
