PEMANFAATAN BUNGKIL BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L) SEBAGAI BAHAN BAKAR BIOMASSA (BRIKET) MENGGUNAKAN PEREKAT TAPIOKA DAN GAPLEK
ARI TRI WAHYUNI F34102089
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
i
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skipsi yang berjudul ”Pemanfaatan Bungkil Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas L) Sebagai Bahan Bakar Biomassa (Briket) Menggunakan Perekat Tapioka Dan Gaplek” ini adalah karya asli saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditujukan rujukannya.
Bogor,
Januari 2008
Yang Membuat Pernyataan
Ari Tri Wahyuni F34102089
ii
Ari Tri Wahyuni. F34102089. Pemanfaatan Bungkil Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L) Sebagai Bahan Bakar Biomassa (Briket) Menggunakan Perekat Tapioka dan Gaplek. Di bawah bimbingan Mohamad Yani dan Djajeng Sumangat. 2008.
RINGKASAN Ketersediaaan minyak bumi sebagai bahan bakar yang semakin menipis menuntut adanya bahan bakar alternatif yang bersifat renewable. Bahan alternatif yang banyak dikembangkan dan diteliti saat ini adalah minyak nabati (plant/vegetable oil) yang bahan bakunya tersedia secara lokal, mudah didapat dan terpulihkan (renewable). Salah satu tanaman sumber minyak nabati yang telah mendapat perhatian untuk diteliti dan dikembangkan di daerah tropika adalah tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L). Proses ekstraksi minyak jarak dari biji jarak pagar menyisakan bungkil biji jarak dalam jumlah besar. Rendemen rata-rata pengepresan minyak jarak adalah 30%, sedangkan sisanya sebesar 70% adalah bungkil/ampas biji jarak. Sampai saat ini limbah tersebut belum banyak dimanfaatkan. Salah satu alternatif pemanfaatan bungkil biji jarak adalah dengan mengolahnya menjadi briket bungkil biji jarak, mengingat kandungan minyak dalam bungkil masih cukup tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan jenis dan konsentrasi perekat yang sesuai untuk briket bungkil biji jarak, menentukan keragaan briket bungkil biji jarak pagar sebagai bahan bakar dan menganalisis kelayakan industri briket bungkil biji jarak dari aspek finansial Proses pembuatan briket diawali dengan penggilingan bungkil hingga ukuran 40 mesh. Karakterisasi sifat fisik dan kimia bungkil biji jarak meliputi kadar air, kadar abu, kadar minyak dan nilai kalor. Bungkil halus kemudian dicampur dengan perekat lalu dicetak dengan alat pengempa tipe hidrolik. Faktor perlakuan yang dikenakan adalah jenis perekat (tapioka dan gaplek) dan konsentrasi perekat (1, 2, 3, 4 dan 5%). Briket yang telah dicetak dikeringkan pada oven suhu 60 oC selama 24 jam. Uji mutu briket meliputi kadar air, kadar abu, kadar minyak, kerapatan, kadar zat mudah menguap, keteguhan tekan serta nilai kalor. Selain itu juga dilakukan uji keragaan briket untuk mendapatkan laju pembakaran briket, lama nyala, lama mendidihkan air, serta api dan asap yang dihasilkan. Tahap akhir penelitian ini adalah melakukan analisis finansial untuk mengetahui kelayakan industri briket bungkil biji jarak. Bungkil biji jarak yang digunakan dalam pembuatan briket pada penelitian kali ini mempunyai kadar air 7,25 % bb, kadar abu 6 % bb, kadar minyak 23,75 % bb, dan nilai kalor 4467 kalori/gram. Nilai kadar air, kadar minyak, dan nilai kalor bungkil menurun dari biji jarak asalnya, sedangkan kadar abunya meningkat. Hasil penelitian menunjukkan, penggunaan tapioka dan gaplek sebagai perekat briket bungkil biji jarak memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar air dan keteguhan tekan. Sedangkan konsentrasi perekat baik tapioka maupun gaplek tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap semua parameter uji. Namun dari grafik parameter uji kadar air, keteguhan tekan dan rata-rata laju pembakaran per konsentrasi perekat, didapatkan jenis perekat tapioka lebih baik
iii
dibandingkan perekat gaplek. Dari parameter uji keteguhan tekan dan laju pembakaran, konsentrasi perekat tapioka 4% memberikan hasil yang terbaik Uji keragaan memberikan hasil laju pembakaran briket bungkil biji jarak sebesar 1,3 gram/menit untuk kedua perekat. Namun jika dilihat dari rata-rata per konsentrasi perekat, laju pembakaran briket berperekat tapioka lebih rendah. Nyala api briket berwarna merah dengan asap putih yang cukup banyak. Lima buah briket dapat mendidihkan satu liter air rata-rata selama 12,5 menit. Rata-rata menyala briket (lima buah) sampai menjadi abu adalah dua jam sebelas menit (131 menit), sedangkan satu buah briket dapat menyala selama 45 menit. Perhitungan harga jual briket bungkil biji jarak adalah Rp. 2.200,-/kg untuk perekat tapioka dan Rp. 2.100,-/kg untuk perekat gaplek. Nilai kalor satu liter minyak tanah setara dengan 28 buah briket bungkil biji jarak. Briket ini belum bisa dijadikan bahan bakar subtitusi minyak tanah karena harga briket lebih mahal dibandingkan minyak tanah untuk mendapatkan nilai kalor yang sama. Hasil analisis kelayakan finansial menunjukkan bahwa industri briket bungkil biji jarak layak didirikan berdasarkan tiga parameter uji, yaitu nilai NPV positif, IRR lebih besar dari discount rate (16%), serta nilai B/C rasio lebih besar dari 1. Industri ini mengalami titik impas (break event point) pada nilai Rp. 25.807.230,-. Sedangkan biaya modal dapat dikembalikan setelah 3 tahun 9 bulan (pay back period). Uji sensitifitas terhadap kenaikan dan penurunan harga jual serta harga bahan baku sebesar 10%, menunjukkan bahwa industri briket bungkil biji jarak sensitif terhadap penurunan harga jual.
iv
Ari Tri Wahyuni. F34102089. The Utilization of Jatropha Oil Cake as Biobriquette Using Tapioca and Cassava’s Flour Adhesive. Supervised by Mohamad Yani and Djajeng Sumangat. 2008.
SUMMARY The availability of petroleum as fuel that is becoming less needs alternative renewable fuel. The alternative renewable fuel which has been developing and observing lately are plant/vegetables oil. The raw materials are available locally, easy to find and renewable. One of the sources of vegetable oils which has observed and developed is Jatropha curcas L. The extraction of Jatropha oil leaves 70 percent of Jatropha oil cake. These huge amounts of oil cake are rarely used till now. One of the alternative utilization is pressing become biobriquette. The aims of this research are to get appropriate kind and adhesive concentration for biobriquette, to determine performance of Jatropha biobriquette as a fuel, and to analyze the financial aspect of biobriquette home industry. Making briquette is started by characterizing physical and chemical properties of Jatropha oil cake includes the moisture content, ash content, oil content and calorific value. The biobriquette was made by two different kind of adhesives (tapioca and cassava’s flour) in five different concentrations (1, 2, 3, 4 and 5%). Grinded oil cake was mixed with adhesive, pressed by hydraulic machine, and then dried by oven at 60 oC for 24 hours. The dried biobriquette are analyzed for moisture content, ash content, oil content, density, volatile matter, crushing strength and calorific value. All briquettes were burned to know the burning rate, length of burning, length of boiling water and the smoke which are produced. The last step of this research is analyzing the financial aspect. The oil cake which is used in this research has a moisture content 7,25% wb, an ash content 6% wb, an oil content 23,75%wb, and the calorific value 4473 cal/gram. The moisture content, oil content and calorific value of oil cake decrease from its seed, but the ash content increases. The result shows that the use of tapioca and casava flour as adhesive gives significant value differences to moisture and crushing strength. On the other hand, another value quality measurement – ash content, oil content, volatil matter, density, and calorific value – both tapioca and casava’s flour adhesive do not show a significant value differences. The treatment of adhesive concentration do not give a significant value differences in all value quality measurement. Biobriquette which uses tapioca as adhesive produces a lower moisture content and a higher crushing strength than the briquette which uses cassava’s flour as adhesive. Based on moisture content, crushing strength, and the average of burning rate, tapioca is better than cassava’s flour as adhesive. By experiment of crushing strength and burning rate, tapioca adhesive with 4 percent concentrate gives the best result. The average burning rate of biobriquette is 1,3 gram/minute for both of tapioca and cassava’s flour adhesive. On the contrary, based on the average concentration of the adhesive, the burning rate of biobriquette that uses tapioca as adhesive is lower than cassava’s flour. The colour of briquette fire is red with a lot
v
of white smoke. Five briquettes can boil a liter of water in 12.5 minutes. The burning of five briquettes become ash needs 131 minutes and one briquette can burn for 45 minutes. The selling price of biobriquette with tapioca adhesive is Rp. 2.200/kg and with cassava’s flour adhesive is Rp. 2.100. The calorific value of one liter of kerosene is equal to 28 biobriquettes. This briquette can not be a substitution of kerosene because the briquette is more expensive than kerosene in the same calorie’s value. The financial analysis shows that the home industry of jatropha oil cake briquette can be established based on three parameter test. They are the value of positive NVP, the IRR is bigger than discount rate, and the value of ratio B/C is bigger than 1 (one). This home industry will be in break event point in the Rp. 25.807.230. The pay back period is 3 years and 11 months. In a sensitivity test, the industry of jatropha oil cake briquette is sensitive 10% to the increase of selling point.
vi
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PEMANFAATAN BUNGKIL BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L) SEBAGAI BAHAN BAKAR BIOMASSA (BRIKET) MENGGUNAKAN PEREKAT TAPIOKA DAN GAPLEK
SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh : ARI TRI WAHYUNI F34102089
2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
vii
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PEMANFAATAN BUNGKIL BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L) SEBAGAI BAHAN BAKAR BIOMASSA (BRIKET) MENGGUNAKAN PEREKAT TAPIOKA DAN GAPLEK SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh : ARI TRI WAHYUNI F34102089
Dilahirkan pada tanggal 15 Februari 1984 Di Bandung Tanggal Lulus :
Disetujui, Bogor,
Dr. Ir. Mohamad Yani, M.Eng Pembimbing I
Januari 2008
Ir. Djajeng Sumangat, MSc Pembimbing II
viii
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bandung, 15 Februari 1984 dari pasangan Bapak Nurjanto dan Ibu Kusprapti, yang merupakan anak ke tiga dari empat bersaudara. Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Sedayu 4 Turen, kemudian dilanjutkan ke SLTP Negeri 1 Turen dan SMU Negeri 3 Malang. Pada tahun 2002 penulis diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Petanian, IPB melalui jalur USMI. Selama kuliah, penulis aktif di beberapa organisasi, diantaranya Forum Bina Islami Fateta (FBI-F) dan Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (Himalogin). Selain itu penulis juga berkesempatan menjadi asisten praktikum Bioproses dan praktikum Analisis Produk dan Bahan Pertanian (ABPA) di Departemen Teknologi Industri Petanian. Pada tahun 2005 penulis melaksanakan praktek lapang di PT. Insan Citraprima Sejahtera Unit Madura, Jawa Timur. Laporan praktek lapang yang disusun berjudul “Mempelajari Aspek Teknologi Proses Produksi dan Penerapan Produksi Bersih Teri Nasi Kering (chirimen) di PT. Insan Citraprima Sejahtera Unit Madura, Jawa Timur”. Penulis melakukan penelitian sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana. Penelitian ini disusun menjadi skripsi dengan judul ”Pemanfaatan Bungkil Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L) Sebagai Bahan Bakar Biomassa (Briket) Menggunakan Perekat Tapioka Dan Gaplek” di bawah bimbingan Dr. Ir. Mohamad Yani, M.Eng dan Ir. Djajeng Sumangat, MSc. Penelitian ini merupakan proyek dari Balai Besar Penelitian dan Pengambangan Pasca Panen Pertanian Cimanggu, Bogor.
ix
KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil’alamin. Segala puji bagi Allah SWT atas limpahan rahmad, hidayah, serta kasih sayangNya yang tak henti-hentinya penulis terima sehingga skripsi yang berjudul ”Pemanfaatan Bungkil Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L) Sebagai Bahan Bakar Biomassa (Briket) Menggunakan Perekat Tapioka Dan Gaplek”, ini dapat terselesaikan dengan baik. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad saw, keluarga, shahabat, dan para pengikutnya yang setia hingga akhir zaman. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. Mohamad Yani, MEng selaku Pembimbing I atas kesabarannya membimbing penulis hingga terselesaikan tugas akhir skripsi ini. 2. Ir. Djajeng Sumangat, MSc selaku Pembimbing II atas bimbingan dan kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menyesaikan proyek ini sebagai tugas akhir skripsi. 3. Dr. Ir. Erliza Hambali MSi, selaku dosen penguji atas masukan dan sarannya untuk kesempurnaan skripsi ini. 4. Bapak, Ibu, Mbak Anik, Mbak Yun, Mas Geong, Mas Agus dan Nisa atas doa dan dorongan semangat yang tak pernah berhenti penulis dapatkan. Semoga ridha Allah selalu menyertai keluarga kita. Amin. 5. Seluruh staff/pegawai Balai Besar Litbang Pasca Panen Pertanian yang telah banyak membantu penulis selama menyelesaikan tugas akhir. 6. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Terima kasih atas semua yang telah diberikan. Hanya Allahlah sebaik-baik Pemberi Balasan. Dengan segala kekurangan yang masih banyak terdapat di dalamnya, penulis berharap tulisan ini dapat mendatangkan manfaat bagi siapapun yang membutuhkannya. Semoga tulisan ini menjadi salah satu amalan baik penulis di hadapan Allah SWT. Amin. Bogor,
Januari 2008 Penulis
x
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL................................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xiv I. PENDAHULUAN ............................................................................................... 1 A. LATAR BELAKANG.................................................................................... 1 B. TUJUAN ........................................................................................................ 2 II. TINJAUAN PUSTAKA..................................................................................... 3 A. JARAK PAGAR (Jatropha curcas L) ........................................................... 3 B. BUNGKIL BIJI JARAK ................................................................................ 4 C. PEREKAT ..................................................................................................... 5 D. PEMBUATAN BRIKET ............................................................................... 7 E. BAKU MUTU BRIKET............................................................................... 10 III. METODOLOGI .............................................................................................. 13 A. BAHAN........................................................................................................ 13 B. ALAT ........................................................................................................... 13 C. METODE PENELITIAN ............................................................................. 13 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 23 A. KARAKTERISASI SIFAT FISIK DAN KIMIA BUNGKIL BIJI JARAK PAGAR .......................................................................................... 23 B. SIFAT FISIK DAN KIMIA BRIKET BUNGKIL BIJI JARAK................. 25 C. UJI PEMBAKARAN BRIKET ................................................................... 34 D. ANALISIS FINANSIAL ............................................................................. 37 V. KESIMPULAN ................................................................................................ 46 A. KESIMPULAN ............................................................................................ 46 B. SARAN ........................................................................................................ 47 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 48
xi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi biji jarak. ................................................................................ 4 Tabel 2. Komposisi kimia ketela pohon, gaplek dan tapioka. ............................... 6 Tabel 3. Sifat briket Daun Kayu Putih, Briket Kayu dan Briket Arang Komersial Indonesia.. ............................................................................ 11 Tabel 4. Sifat fisiko kimia biji dan bungkil biji jarak pagar. ............................... 23 Tabel 5. Nilai Kalor Beberapa Limbah Pertanian dan Kayu Bakar..................... 25 Tabel 6. Nilai Kriteria Investasi sebelum Dilakukan Analisis Sensitifitas .......... 44 Tabel 7. Nilai Kriteria Investasi dari Analisis Sensitifitas................................... 44
xii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.
Tanaman Jarak Pagar ......................................................................... 4
Gambar 2. Bagan Alir Penelitian ....................................................................... 14 Gambar 3.
Bomb Calorimeter............................................................................ 15
Gambar 4. Rangkaian Alat untuk Mengukur Laju Pembakaran ........................ 20 Gambar 5. Biji jarak, bungkil biji jarak dan bungkil yang telah digiling. ......... 23 Gambar 6. Briket bungkil biji jarak sebelum pengeringan (a) dan setelah pengeringan (b) ................................................................................ 26 Gambar 7.
Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Perekat Kadar Air Briket Bungkil Biji Jarak ............................................................................ 27
Gambar 8.
Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Perekat Terhadap Keteguhan Tekan Briket Bungkil Biji Jarak ...................................................... 32
Gambar 9.
Grafik Rata-Rata Laju Pembakaran Briket Bungkil Biji Jarak dengan Perekat Tapioka dan Gaplek................................................ 35
Gambar 10. Laju Pembakaran Briket Bungkil Biji Jarak dengan Perekat Tapioka (a) dan Gaplek (b) .............................................................. 35 Gambar 11. Nyala Api dan Abu Sisa Pembakaran Briket Bungkil Biji Jarak..... 37
xiii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Data kadar air (a), kadar abu (b), kadar minyak (c) ...................... 51 Lampiran 2.
Data kadar zat mudah menguap (a), kerapatan (b), keteguhan tekan (c) dan nilai kalor (d)........................................................... 52
Lampiran 3. Analisis keragaman untuk kadar air .............................................. 53 Lampiran 4. Analisis keragaman untuk kadar abu............................................. 54 Lampiran 5.
Analisis keragaman untuk kadar minyak....................................... 55
Lampiran 6.
Analisis keragaman untuk kadar zat mudah menguap .................. 56
Lampiran 7.
Analisis keragaman untuk keteguhan tekan .................................. 57
Lampiran 8.
Analisis keragaman untuk nilai kalor ............................................ 58
Lampiran 9.
Kebutuhan investasi industri rumah tangga briket bungkil biji jarak............................................................................................... 59
Lampiran 10. Biaya bahan baku (a), biaya pemeliharaan (b) dan biaya gaji pegawai (c) .................................................................................... 60 Lampiran 11. Biaya operasional industri rumah tangga briket bungkil biji jarak............................................................................................... 61 Lampiran 12. Kebutuhan modal (a), penjualan (b) ............................................. 62 Lampiran 13. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak ........................................................................... 63 Lampiran 14. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak jika harga bahan baku turun 10% ..................... 64 Lampiran 15. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak jika harga bahan baku naik 10%....................... 65 Lampiran 16. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak jika harga jual naik 10% ................................... 66 Lampiran 17. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak jika harga jual turun 10%.................................. 67
xiv
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG Daerah pedesaan dan perkotaan di Indonesia umumnya menggunakan bahan bakar minyak tanah untuk keperluan rumah tangga. Namun, melonjaknya harga bahan bakar minyak termasuk minyak tanah menyebabkan timbulnya kebutuhan untuk mencari bahan bakar alternatif yang lebih murah dan dapat tersedia dengan mudah. Bahan alternatif yang banyak dikembangkan dan diteliti saat ini adalah minyak nabati (plant/vegetable oil) yang bahan bakunya tersedia secara lokal, mudah didapat dan terpulihkan (renewable). Diantara minyak nabati itu adalah minyak kelapa, kelapa sawit, kemiri, jarak, kacang tanah, jarak pagar dan minyak nabati tropik lainnya yang berpotensi (minyak biji karet, kapuk, biji sirsak, biji rambutan, biji nimba, biji mahoni dsb.). Salah satu tanaman sumber minyak nabati yang telah mendapat perhatian untuk diteliti dan dikembangkan di daerah tropika adalah tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L) yang dapat tumbuh di lahan kering seperti halnya tanaman jarak kepyar (Ricinus communis). Pengolahan biji jarak menghasilkan rendemen minyak sebesar 30 %. Dengan rendemen minyak jarak pagar sebesar itu dari total biji jarak pagar yang diekstraksi, maka akan diperoleh sekitar 70% limbah atau bungkil sisa ekstraksi yang masih mengandung sisa minyak yang cukup tinggi. Sampai saat ini limbah tersebut belum banyak dimanfaatkan. Jika satu hektar lahan tanaman jarak pagar dapat dipanen sebanyak 4 ton biji jarak pagar, maka akan didapatkan limbah hasil ekstraksi sebanyak 2,8 ton ampas/bungkil biji jarak pagar. Jika saja ada 100.000 ha lahan tanaman jarak pagar maka dihasilkan limbah sebanyak 280.000 ton limbah jarak pagar. Limbah sebanyak ini akan sangat mengganggu lingkungan hidup, jika bungkil tidak dikelola dan dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya. Salah satu pemanfaatan limbah biji jarak pagar yang relatif sederhana pengolahannya adalah pembuatan briket jarak pagar sebagai bahan bakar kompor tungku. Briket jarak merupakan bahan bakar padat yang dibuat dari limbah biji jarak yang dicampur dengan bahan lainnya untuk mendapatkan karakteristik yang diinginkan. Terdapat dua jenis briket yaitu briket tanpa karbonisasi dan briket
1
yang telah dilakukan proses pengarangan atau karbonisasi. Namun mengingat kandungan minyak dalam bungkil biji jarak yang masih cukup tinggi maka dalam penelitian ini dibuat briket bungkil biji jarak tanpa proses karbonisasi. Ada beberapa bahan yang dapat digunakan sebagai perekat briket, yaitu pati, clay, molase, resin tumbuhan, pupuk hewan dan ter. Perekat yang digunakan sebaiknya mempunyai bau yang baik ketika dibakar, kemampuan merekat yang baik, harganya murah, dan mudah didapat. Bahan perekat dari pati (tapioka) memiliki keuntungan dimana jumlah perekat yang dibutuhkan untuk jenis ini jauh lebih sedikit bila dibandingkan dengan bahan perekat hidrokabon. Kelemahannya adalah briket yang dihasilkan kurang tahan terhadap kelembaban. Hal ini disebabkan tapioka memiliki sifat dapat menyerap air dari udara.
B. TUJUAN Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Menentukan jenis dan konsentrasi perekat yang sesuai untuk briket bungkil biji jarak 2. Menentukan keragaan briket bungkil biji jarak pagar sebagai bahan bakar 3. Menganalisis kelayakan industri briket bungkil biji jarak dari aspek finansial
2
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. JARAK PAGAR (Jatropha curcas L) Di Indonesia terdapat berbagai jenis tanaman tanaman jarak antara lain jarak kepyar (Ricinus communis), jarak bali (Jatropha padagrica), jarak ulung (Jatropha gossypifolia L) dan jarak pagar (Jatropha curcas). Diantara jenis tanaman tersebut yang memiliki potensi sebagai penghasil minyak bakar (biofuel) adalah jarak pagar (Hariyadi, 2005). Tanaman jarak pagar termasuk family Euphorbiaceae, satu family dengan karet dan ubi kayu. Pohonnya berupa perdu dengan tinggi tanaman 1,7 meter, bercabang tidak teratur. Batangnya berkayu, silindris, bila terluka mengeluarkan getah. Daunnya berupa daun tunggal, berlekuk, bersudut 3 atau 5, tulang daun menjari dengan 5-7 tulang utama, warna daun hijau (permukaan bagian bawah lebih pucat dibandingkan bagian atas). Panjang tangkai daun antara 4-15 cm. Bunga berwarna kuning kehijauan, berupa bunga majemuk berbentuk malai, berumah satu. Bunga jantan dan bunga betina tersusun dalam rangkaian berbentuk cawan, muncul di ujung batang atau ketiak daun. Buah berupa buah kotak berbentuk bulat telur, diamater 2-4 cm, berwarna hijau ketika masih muda dan kuning jika masak. Buah jarak terbagi tiga ruang yang masing-masing ruang diisi tiga biji. Biji berbentuk bulat lonjong, warna coklat kehitaman. Biji inilah yang banyak mengandung minyak dengan rendemen sekitar 30-40 % (Hariyadi, 2005). Tanaman jarak merupakan tanaman tahunan yang tahan terhadap kekeringan. Tanaman ini juga mampu tumbuh cepat dan kuat di lahan yang beriklim panas, tandus dan berbatu. Wilayah yang cocok sebagai tempat tumbuhnya yaitu di dataran rendah hingga ketinggian 500 meter dpl. Namun sebaran tumbuh dapat mencapai 1000 meter dpl, dengan temperatur tahunan sekitar 21-26 oC (Hambali et al., 2006). Tanaman jarak ditampilkan pada Gambar 1 (www.dovebiotech.com).
3
Gambar 1. Tanaman Jarak Pagar Duke dan Atchley (1984) menerangkan bahwa biji jarak pagar mengandung berbagai macam senyawa kimia, seperti sukrosa, rafinosa, stakiosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, protein, minyak (50-60 %), toxalbumin curcin yang berbahaya dan asam oleat serta asam linoleat dalam jumlah besar. Biji jarak terdiri dari 58-65 % daging biji yang banyak mengandung minyak dan 35-42 % tempurung biji yang banyak mengandung karbon. Komposisi biji jarak ditampilkan pada Tabel 1. Tabel 1. Komposisi biji jarak. Kandungan
Jumlah (gram) /100 gram biji 6,6 18,2 38,0 33,5 15,5 4,5
Air Protein Minyak Total karbohidrat Serat Abu Sumber : Duke dan Atcley (1984)
B. BUNGKIL BIJI JARAK Bungkil jarak diperoleh setelah pengepresan minyak dari biji jarak pagar untuk kemudian diproses menjadi biodisel dan produk lainnya. Dengan
4
asumsi rendemen minyak 30% setiap kali pengepresan biji jarak ini akan dihasilkan 70% bungkil (Hambali et al., 2006). Berton-ton bungkil jarak hasil perasan biji jarak yang menumpuk ternyata mempunyai banyak manfaat. Yang telah banyak diketahui adalah sebagai bahan pembuatan pupuk organik, pakan ternak, bahkan briket kompor. Proses pembuatan produk-produk itu tidak sulit. Untuk menghasilkan briket, misalnya, bungkil harus digiling, dicampur adonan kanji, kemudian dicetak (berbentuk mirip gula merah padat). Empat briket bungkil dapat menyala hingga satu jam. Adapun kandungan briket bungkil rata-rata mencapai 5.500 kalori per gram (Anonim, 2006). Bungkil jarak merupakan bahan organik yang sangat baik untuk dijadikan bahan baku pupuk organik. Bungkil jarak mengandung nitrogen yang lebih tinggi dibandingkan beberapa jenis pupuk organik, diantaranya pupuk kotoran sapi dan pupuk kotoran ayam (Hambali et al., 2006). Bungkil jarak juga menyimpan kandungan energi tinggi, yakni 24,8 persen protein dan 18,17 persen lemak. Hal ini membuat bungkil jarak potensial dijadikan pakan ternak. Biji jarak memiliki kadar serat 35,95 persen dan lignin 24,61 persen yang berpotensi mengandung racun yang harus dihilangkan melalui proses detoksifikasi (Anonim, 2006).
C. PEREKAT Terdapat dua macam perekat yang biasa digunakan dalam pembuatan briket yaitu perekat yang berasap (tar, molase, dan pitch), dan perekat yang tidak berasap (pati dan dekstrin tepung beras). Untuk briket yang digunakan di rumah tangga sebaiknya memakai bahan perekat yang tidak berasap (Abdullah, 1991). Sedangkan menurut Karch dan Boutette (1983) dalam Suryani (1986), ada beberapa bahan yang dapat digunakan sebagai perekat yaitu pati, clay, molase, resin tumbuhan, pupuk hewan
dan ter. Perekat yang digunakan
sebaiknya mempunyai bau yang baik ketika dibakar, kemampuan merekat yang baik, harganya murah, dan mudah didapat.
5
Bahan perekat dari tumbuh-tumbuhan seperti pati (tapioka) memiliki keuntungan dimana jumlah perekat yang dibutuhkan untuk jenis ini jauh lebih sedikit bila dibandingkan dengan bahan perekat hidrokabon. Kelemahannya adalah briket yang dihasilkan kurang tahan terhadap kelembaban. Hal ini disebabkan tapioka memiliki sifat dapat menyerap air dari udara. Molase memiliki sifat relatif tahan terhadap kelembaban (Goutara dan Wijandi, 1975). Asap yang terjadi saat pembakaran disebabkan karena adanya komponen mudah menguap seperti air, bahan organik, dan lain-lain yang terkandung dalam perekat molase (Boedjang, 1973). Menurut Sudrajat (1983), jenis perekat yang digunakan
dalam
pembuatan briket arang berpengaruh terhadap kerapatan, keteguhan tekan, nilai kalor bakar, kadar air dan kadar abu. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa perekat pati menghasilkan briket dengan kerapatan dan kadar abu lebih tinggi daripada perekat molase, tetapi menghasilkan keteguhan tekan dan nilai kalor bakar lebih rendah. Tabel 2. Komposisi kimia ketela pohon, gaplek dan tapioka. Komposisi Ketela pohon Gaplek Tapioka terkupas Kalori (per 100 gram) 146 338 363 Karbohidrat (%)
34,7
81,3
88,2
Protein (%)
1,2
1,5
1,1
Lemak (%)
0,3
0,7
0,5
Air (%)
62,5
14,5
9,1
Calcium (mg/100 gr)
33,0
80,0
84,0
Phosphor (mg/100 gr)
40,0
60,0
125,0
Ferrum (mg/100 gr)
0,7
1,9
1,0
Vitamin B1 (mg/100 gr)
0,06
0,04
0,4
Vitamin C (mg/100 gr)
30,0
0
0
Sumber : Suryani (1987)
Tepung tapioka merupakan hasil ekstraksi pati ubikayu yang telah mengalami proses pencucian secara sempurna serta dilanjutkan dengan pengeringan. Tepung tapioka hampir seluruhnya terdiri dari pati. Ukuran
6
granula pati tapioka berkisar antara 5-35 mikron. Pati ubi kayu terdiri dari molekul amilosa dan amilopektin yang jumlahnya berbeda-beda tergantung jenis patinya (Ma’arif et al., 1984). Gaplek adalah umbi akar ketela pohon terkupas yang telah dikeringkan.
Pengeringan
dapat
dilakukan
dengan
sinar
matahari
(penjemuran) atau pengering buatan. Kandungan air gaplek antara 14-15% akan tahan disimpan selama 3-6 bulan (Makfoeld, 1982).
D. PEMBUATAN BRIKET Pembuatan briket bungkil biji jarak melalui beberapa tahapan, diantaranya
penggilingan
bungkil,
pencampuran
dengan
perekat,
pencetakan/pengempaan briket dan pengeringan. 1) Penggilingan Menurut Nurhayati (1983), ukuran serbuk arang yang halus untuk bahan baku briket arang akan mempengaruhi keteguhan tekan dan kerapatan briket arang. Semakin halus maka kerapatannya akan semakin meningkat. Makin halus ukuran partikel, makin baik briket yang dihasilkan. Tetapi untuk menghasilkan briket yang lebih baik maka ukuran partikel sebaiknya seragam (uniform) (Boedjang, 1973). Ukuran partikel yang terlalu besar akan sukar pada waktu dilakukan perekatan, sehingga mengurangi keteguhan tekan briket yang dihasilkan. Sebaiknya partikel mempunyai ukuran 40-60 mesh (Mikrova, 1985) 2) Pencampuran dengan perekat Perekat adalah suatu bahan yang mampu menggabungkan bahan dengan cara perpautan antara permukaan yang dapat diterangkan dengan prinsip kohesi dan adhesi (Brawn et al., 1952). Tujuan pemberian perekat (bahan pengikat) adalah untuk memberikan lapisan tipis dari perekat pada permukaan briket sebagai upaya memperbaiki konsistensi atau kerapatan dari briket yang dihasilkan. Dengan pemakaian perekat maka tekanan yang
7
diperlukan akan jauh lebih kecil dibandingkan dengan briket tanpa memakai bahan pengikat (Boedjang, 1973). Knight (1952) dalam Suryani (1987) membagi cara mengerasnya perekat ke dalam lima cara, yaitu : 1. Kehilangan air, seperti perekat tapioka 2. Kehilangan air yang diikuti oleh reaksi kimia seperti perekat casein dan kedelai 3. Pendinginan sehingga terbentuknya gelatin yang diikuti oleh kehilangan air seperti perekat-perekat hewan 4. pemanasan hingga suhu tertentu seperti perekat dari darah 5. Reaksi kimia pada suhu kamar atau suhu tinggi seperti perekatperekat sintetis. Hartoyo (1978) mengajukan komposisi untuk 40 gram arang dibutuhkan 2 gram tapioka yang ditambahkan air ke dalamnya dengan suhu 70 oC sampai terbentuk kanji. Achmad (1991) menyatakan bahwa untuk setiap 1 kg serbuk arang cukup dicampurkan dengan perekat yang terdiri dari 30 gram tepung tapioka (3 % dari berat serbuk arang) dan air sebanyak 1 liter. Kadar perekat dalam briket tidak boleh terlalu tinggi karena dapat mengakibatkan penurunan mutu briket arang yang sering menimbulkan banyak asap. Kadar perekat yang digunakan umumnya tidak lebih dari 5 %. Hasil penelitian Sudrajat dan Soleh (1994) menunjukkan bahwa briket arang dengan tepung kanji sebagai bahan perekat akan sedikit menurunkan nilai kalornya bila dibandingkan dengan nilai kalor kayu dalam bentuk aslinya 3) Pencetakan / pengempaan Pengempaan
dilakukan
untuk
menciptakan
kontak
antara
permukaan bahan yang direkat dengan bahan perekat. Setelah perekat dicampurkan dan tekanan mulai diberikan, maka perekat yang masih dalam keadaan cair akan mulai mengalir ke segala arah permukaan bahan. Pada saat bersamaan dengan terjadinya aliran, perekat juga mengalami
8
perpindahan dari permukaan yang diberi perekat ke permukaan yang belum terkena perekat (Mikrova, 1995). Knight (1952) dalam Suryani (1987) menyatakan bahwa tekanan pengempaan dilakukan untuk menciptakan ikatan antara permukaan bahan perekat dan bahan yang direkatkan. Disamping itu tekanan diperlukan supaya perekat dapat menyebar secara sempurna ke dalam celah-celah dan keseluruhan permukaan arang. Dengan demikian pemberian tekanan yang lebih besar akan mengakibatkan ikatan antara molekul-molekul arang akan semakin kuat. Karena dengan memberi tekanan yang lebih besar, jarak ikatan antara atom-atom penyusun arang akan lebih diperpendek, selain itu akan memberikan kecenderungan perekat mengalir keseluruh permukaan serbuk arang semakin sempurna. Pada umumnya, semakin tinggi tekanan yang diberikan akan memberikan kecenderungan menghasilkan briket dengan kerapatan dan keteguhan tekan yang semakin tinggi pula. Menurut Boedjang (1973), penambahan tekanan melebihi batas tertentu akan menyebabkan kekuatan briket arang menurun kembali karena bahan perekat ikut terbuang keluar. Namun menurut Sudrajat (1984), semakin tinggi tekanan pengempaan, maka semakin tinggi kerapatan briket dengan mengikuti persamaan garis linier. Besarnya tekanan pengempaan akan berpengaruh terhadap kerapatan dan porositas briket arang yang dihasilkan. Briket yang terlalu padat akan sulit terbakar, sedangkan briket yang kurang padat dapat mengakibatkan terurainya briket pada saat pembakaran sehingga menimbulkan kesan tidak bersih meskipun laju pembakarannya cepat (Kamaruddin dan Irwanto, 1989). 4) Pengeringan Briket yang dihasilkan setelah pengempaan masih mengandung air yang cukup tinggi (sekitar 50%). Oleh sebab itu perlu dilakukan pengeringan yang dapat dilakukan dengan berbagai macam alat pengering seperti klin, oven, atau penjemuran dengan menggunakan sinar matahari. Suhu dan waktu pengeringan yang digunakan dalam pembuatan briket
9
tergantung dari jumlah kadar air campuran dan macam pengering. Suhu pengeringan yang umum dilkukan adalah 60 oC selama 24 jam dengan menggunakan oven. Hasil penelitian Achmad (1991) menunjukkan lama penjemuran briket adalah tiga hari. Tujuan pengeringan adalah mengurangi kadar air dalam briket sehingga memudahkan pembakaran briket dan sesuai dengan ketentuan kadar air briket yang berlaku.
E. BAKU MUTU BRIKET Kualitas briket arang umumnya ditentukan berdasarkan sifat fisik dan kimianya, antara lain oleh kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon terikat, kerapatan, keteguhan tekan (ASTM-1959), dan nilai kalor (ASTM-1982). Kadar zat mudah menguap erat hubungannya dengan kecepatan bakar, waktu pembakaran, dan kecenderungan mengeluarkan asap dari briket tersebut. Sedangkan kadar abu dan kelembaban mempengaruhi nilai bakar (ASTM, 1959). Menurut Millstein dan Morkved dalam Soekarno (1977) persyaratan briket arang yang baik adalah sebagai berikut : -
Bersih, tidak berdebu dan berbau
-
Kadar abu serendah mungkin
-
Memiliki kekerasan yang merata
-
Nilai kalor setara dengan bahan bakar lain
-
Menyala dengan baik dan memberikan panas secara merata
Sedangkan menurut Hendra dalam Pari (2002), briket dikatakan memiliki mutu yang baik dan berkualitas apabila hasil pembakarannya mempunyai ciri : -
Tidak berwarna hitam dan apabila dibakar api yang dihasilkannya berwarna kebiru-biruan.
-
Briket terbakar tanpa berasap, tidak memercikkan api dan tidak berbau.
10
-
Tidak terlalu cepat terbakar
-
Berdenting seperti logam ketika dipukul.
Briket yang baik adalah briket yang memenuhi standar mutu agar dapat digunakan sesuai dengan keperluannya. Sampai saat ini belum ada standar mutu briket yang dikeluarkan oleh pemerintah Indonesia (Standar Nasional Indonesia), tetapi sifat fisik dan kimia briket daun kayu putih, briket kayu dan briket arang komersial Indonesia (Tabel 3) dapat dijadikan acuan.
Tabel 3.
Sifat briket Daun Kayu Putih, Briket Kayu dan Briket Arang Komersial Indonesia.. Briket kayu2) Sifat Briket Briket daun kayu Briket arang 1) putih komersial3) Kadar air, % 12,21-12,86 3,58-6,12 7,57 Kadar abu, % Kadar zat mudah menguap, % Kadar karbon terikat, % Kerapatan, gr/cm3 Keteguhan tekan, kg/cm2 Nilai kalor, kal/gr
Sumber :
8,02-8,85
1,61-3,91
5,51
68,08-69,45
-
16,14
-
-
78,35
0,251-0,325
0,875-1,037
0,4407
9,60-19,82
216,32-604,12
0,46
4328-4473
4318-4668
6814,11
1) Hendra (1992) 2) Sudrajat (1984) 3) Pari et al. (1990)
Syafrian (2005) melakukan pembobotan terhadap keinginan konsumen atas beberapa kualitas briket arang, diantaranya adalah mudah dibakar, laju pembakaran rendah, nilai kalor briket tinggi, mudah disimpan (tidah mudah pecah/retak/hancur) dan murah. Penentuan prioritas keinginan
konsumen
dilakukan dengan cara membandingkan setiap keinginan dengan semua keinginan satu persatu secara berpasangan. Dalam membandingkan sepasang (dua buah) keinginan tersebut, maka keinginan yang lebih penting diberi nilai 1 dan keinginan yang kurang penting diberi nilai 0. Setelah setiap keinginan dibandingkan dan diberi nilai, maka nilai yang diperoleh oleh setiap keinginan
11
dijumlahkan. Keinginan yang memperoleh nilai terbesar adalah keinginan dengan prioritas tertinggi dan seterusnya. Dari hasil perbandingan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa urutan prioritas yang diinginkan oleh konsumen terhadap briket sebagai sumber energi bahan bakar adalah murah, mudah dibakar, laju pembakaran rendah, nilai kalor briket tinggi dan yang terakhir adalah mudah disimpan (tidak mudah pecah/retak/hancur) (Syafrian, 2005).
12
III. METODOLOGI
A. BAHAN Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah bungkil biji jarak dari hasil pengepresan pada Balai Besar Litbang Pasca Panen Pertanian, Cimanggu, Bogor. Biji jarak yang digunakan dikirim dari daerah Sumbawa. Sebagai perekat digunakan bahan pati tapioka dan tepung gaplek. Pati tapioka diperoleh dari penjual bebas di pasar daerah Bogor, sedangkan tepung gaplek di dapatkan dari daerah Malang, Jawa Timur.
B. ALAT Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat pencetak briket, hammer mill, oven, tanur, bomb calorimeter, pengukur keteguhan tekan, tungku, sohxlet, dll.
C. METODE PENELITIAN Pelaksanaan penelitian ini meliputi karakterisasi sifat fisiko-kimia bungkil/ampas biji jarak pagar meliputi kadar air, kadar abu, kadar minyak, dan nilai kalor, kemudian pembuatan briket bungkil biji jarak pagar tanpa karbonisasi menggunakan perekat tapioka dan gaplek serta pengujian keragaan briket bungkil biji jarak pagar pada tungku tanah liat. Uji keragaan briket yang diukur adalah laju pembakaran briket, nyala api, asap yang dihasilkan, lama nyala dan lama mendidihkan air. Perhitungan analisa finansial dilakukan untuk mengetahui kelayakan industri briket bungkil biji jarak. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.
13
tapioka/gaplek (% bungkil kering) + 100 ml air
700 gram bungkil biji jarak
Pemanasan
Penggilingan (40 mesh)
larutan kanji
Pencampuran
Analisis : Kadar air, kadar minyak, nilai kalor, kadar abu
Pencetakan/ pengempaan (5000Psi/34 MPa) dengan pengempa hidrolik
Pengeringan (60oC, 24 jam)
8 briket bungkil biji jarak (@ 75 gr)
Uji keragaan pada tungku
Analisis : Kadar air, kadar abu, kadar minyak, kerapatan, kadar zat mudah menguap, keteguhan tekan, nilai kalor
Analisis : Laju pembakaran, lama nyala, nyala api, asap, lama mendidihkan air.
Gambar 2. Bagan Alir Penelitian
1. Karakterisasi sifat fisiko-kimia bungkil/ampas biji jarak pagar. a) Nilai kalor total Nilai kalor suatu bahan bakar biomassa adalah jumlah energi panas yang dapat dilepaskan pada setiap satu satuan massa bahan bakar tersebut apabila terbakar habis dengan sempurna (dalam satuan
14
kal/g). Pengujian nilai kalor menggunakan alat Bomb Calorimeter (Gambar 3) yang terdapat di Laboratorium Kimia dan Energi Biomassa Puslitbang Teknologi Hasil Hutan, Balai Besar Kehutanan, Bogor. Prinsip yang digunakan adalah untuk mengetahui nilai kalor (energi) yang ditimbulkan pada pembakaran satu gram arang dengan mengukur perubahan suhu fluida pada volume tetap, dimana pembakaran terjadi dalam bejana tertutup dan disebut bom. Contoh uji sebanyak ±1 gram ditempatkan pada cawan silica dan diikat dengan kawat nikel. Contoh uji kemudian dimasukkan ke dalam tabung dan ditutup rapat. Tabung yang berisi contoh uji ialiri oksien selama 30 detik. Tabung dimasukkan ke dalam bomb calorimeter. Pembakaran dimulai pada saat suhu air sudah tetap. Pengukuran dilakukan sampai suhu mencapai suhu maksimum.
Gambar 3. Bomb Calorimeter Besarnya nilai kalor suatu bahan sesuai dengan persamaan sebagai berikut : Δt x W NK =
- B mbb
dimana :
NK
= Nilai kalor bahan (kal/g)
Δt
= Perbedaan suhu rata-rata di dalam bejana sebelum dan sesudah pembakaran (oC).
15
mbb
= massa bahan bakar (g)
B
= koreksi panas pada kawat besi (kal/g)
b) Kadar air Sebanyak satu gram sampel dimasukkan ke dalam cawan porselin yang bobotnya sudah diketahui. Kemudian dikeringkan dalam oven suhu 105 oC sampai beratnya konstan. Kemudian didinginkan dalam eksikator selama 1 jam dan ditimbang. Kadar air dihitung menggunakan persamaan : ( X1 - X2 ) Ka =
x 100% X1
Dimana : Ka
= kadar air (%)
X1
= bobot awal (g)
X2
= bobot akhir (g)
c) Kadar minyak Pengukuran kadar minyak dilakukan menggunakan metode soxhlet. Sekitar 5 gram sampel (= w gram) dibungkus dengan kertas saring. Sampel dimasukkan dalam labu soxhlet, lalu dituangkan hexan secukupnya pada labu minyak bersih yang telah dioven dan ditimbang bobotnya (= y gram). Alat dirangkai kemudian refluks selama 5-6 jam. Labu minyak yang berisi minyak hasil ekstrasi dan sisa pelarut hexan diangkat lalu dipanaskan dalam oven suhu 105 oC sampai semua pelarut menguap. Didinginkan dalam desikator lalu ditimbang bobotnya (= x gram). Kadar minyak dihitung menggunakan rumus : x-y % minyak =
x 100% w
16
d) Kadar abu Cawan porselin yang berisi sampel dari penentuan kadar air digunakan untuk menetapkan kadar abu. Cawan dimasukkan ke dalam tanur dengan suhu 750 oC selama 6 jam. Kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Kadar abu dihitung dengan persamaan : Ya Kb =
x 100% Yc
Dimana : Ya Yc
= bobot abu (g) = bobot sampel (g)
2. Pembuatan briket bungkil/ampas biji jarak pagar tanpa karbonisasi Bungkil yang akan dibuat menjadi briket digiling untuk memperkecil ukuran partikelnya. Dalam penelitian kali ini digunakan mesin giling ukuran 40 mesh. Bungkil halus hasil penggilingan dicampur dengan perekat yang telah disiapkan sebelumnya dan diaduk sampai merata. Perekat yang digunakan adalah tepung tapioka dan tepung gaplek singkong dengan konsentrasi 1, 2, 3, 4 dan 5% dari bobot kering bungkil yang telah digiling. Untuk membuat perekat, tapioka atau gaplek ditimbang sesuai kebutuhan/konsentrasi yang diinginkan. Kemudian dicampur dengan air sebanyak 100 ml. Tapioka sedikit demi sedikit dimasukkan ke dalam gelas ukur yang berisi air sambil diaduk-aduk diatas pemanas sampai perekat merata sempurna. Perekat siap digunakan apabila campuran air dan tapioka sudah mengental. Setelah semua siap (bungkil yang telah digiling serta perekat), bahan dicampurkan dalam satu wadah lalu diaduk sampai merata. Adonan kemudian dimasukkan dalam cetakan lalu dilakukan pengempaan. Alat pengempa briket ditampilkan pada Gambar 4. Besarnya tekanan pengempaan yang diberikan pada pada penelitian ini sebesar 5000 Psi atau
17
34 MPa. Briket yang sudah dicetak kemudian dikeringkan dalam oven suhu 60 oC selama 24 jam.
Gambar 4. Alat Pengempa Briket Tipe Hidrolik 3. Pengujian mutu briket bungkil biji jarak pagar Briket yang telah jadi kemudian diuji keragaan serta dianalisis sifat fisiko kimianya. Analisis fisiko kimia yang dilakukan meliputi kadar air, kadar abu, kadar minyak, kadar zat menguap, kerapatan, keteguhan tekan, dan nilai kalor. a) Kadar zat menguap Cawan porselen yang berisi sampel dari penentuan kadar air ditutup dan diikat dengan kawat nichrome. Cawan dimasukkan tanur suhu 950 oC selama 6 menit. Setelah penguapan selesai, cawan didinginkan dalam eksikator lalu ditimbang. Penentuan kadar zat menguap dihitung dengan persamaan : Z1 – Z2 Kadar zat menguap =
x 100% Z1
18
Dimana : Z1
= bobot awal (g)
Z2
= bobot akhir (g)
b) Keteguhan tekan Prinsip yang dilakukan dalam mengukur keteguhan tekan adalah menentukan kekuatan briket yang dihasilkan dalam menahan beban yang diterima hingga briket pecah. Keteguhan tekan briket dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut : Mb P = A = Keteguhan tekan briket (kg/cm2)
Dimana : P Mb
= Beban yang diterima briket (kg)
A
= Luas permukaan briket (cm2)
c) Uji pembakaran briket Uji pembakaran meliputi laju pembakaran dan keragaan briket. Laju pembakaran diukur dengan membakar satu buah briket yang ditaruh diatas kasa besi kemudian diikatkan pada neraca. Pembakaran dilakukan di dalam fume hood. Briket dinyalakan menggunakan burner sampai dapat menyala sendiri. Burner dimatikan jika briket sudah terbakar dan dinyalakan kembali jika nyala api briket mati. Jadi burner digunakan untuk mempertahankan agar briket tetap menyala. Selama pembakaran berlangsung, diamati dan dicatat pengurangan bobot setiap menit. Dari data ini dapat diketahui laju pembakaran briket. Gambar 5 adalah rangkaian alat untuk menguji laju pembakaran briket. Laju pembakaran dinyatakan dengan persamaan berikut : v
=
Mt t
dimana :
v
= Laju pembakaran briket (gram/menit)
Mt
= Massa briket yang terbakar (gram)
t
= Waktu pembakaran (menit)
19
Lima buah briket dibakar diatas tungku tanah liat untuk mengetahui keragaan briket. Di bawah tungku dibakar beberapa arang tempurung kelapa untuk memancing briket menyala tanpa bantuan minyak tanah. Jika briket telah menyala tanpa bantuan arang, diletakkan panci berisi satu liter air. Dari keragaan ini kemudian diamati lamanya briket dibakar sampai dapat menyala sendiri, lama nyala briket sampai habis, lama mendidihkan air, warna nyala api dan asap yang dihasilkan. statif kasa besi stainless burner
tabung gas
gagang kasa besi neraca penyangga neraca
fume hood
Gambar 5. Rangkaian Alat untuk Mengukur Laju Pembakaran
4. Analisis Finansial Analisis terhadap aspek finansial meliputi asumsi-asumsi dasar, kebutuhan modal investasi, penentuan harga pokok dan harga jual, kriteria kelayakan investasi dan analisis sensitifitas. Beberapa krietria kelayakan industri adalah Pay Back Period (PBP), Net Present Value (NPV), Interest Rate of Return (IRR), Net B/C dan Break Even Point (BEP). a. Penentuan Harga Pokok dan Harga Jual Produk Harga pokok produk dan harga jual briket dihitung dengan menggunakan persamaan :
20
Harga pokok =
Biaya tetap + biaya variabel Kapasitas produksi
Harga jual
Biaya tetap + biaya variabel 1 – (margin/100)
=
b. Waktu Pengembalian Modal (Pay Back Period) Perhitungan yang digunakan adalah : Tingkat Pengembalian =
Penghasilan bersih/th + Penyusutan Investasi awal
Modal (TPM)
x100
PBP = 1/ TPM
c. Net Present Value (NPV) NPV =
∑ Bt − Ct (1 + t)t
Bt = Benefit social bruto pada tahun ke-t Ct = Cost social bruto pada tahun ke-t t
= Periode investasi (t = 0, 1,2,…,n)
d. Interest Rate of Return (IRR) IRR =
i + NPV1 (i2 – i1) NPV1 – NPV2
i
=
tingkat suku bunga (%)
e. Net B/C Net B/C
=
Keuntungan seluruhnya Biaya seluruhnya
21
f. Break Even Point (BEP) Perhitungan nilai BEP menjadi penting untuk mengetahui target minimum penjualan yang dapat dicapai atau jumlah penerimaan yang harus diterima dalam jangka waktu tertentu.
BEP dihitung
dengan persamaan : Biaya tetap BEP =
1 – (total biaya variabel/total penerimaan)
g. Analisis sensitivitas. Pada studi kelayakan industri briket, analisis sensitivitas dilakukan terhadap kenaikan harga jual sebesar 10%, penurunan harga jual sebesar 10%, kenaikan harga bahan baku sebesar 10% dan penurunan harga bahan baku sebesar 10%.
5. Rancangan Percobaan Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan dua faktor. Faktor yang digunakan adalah jenis perekat (tapioka dan gaplek) dan konsentrasi perekat (1, 2, 3, 4 dan 5%). Dengan demikian terdapat sepuluh unit perlakuan dengan dua kali ulangan. Pengolahan data dilakukan menggunakan uji univariate dari program statistik SPSS 10.0. Model yang digunakan untuk desain ini adalah : Yijk = µ + Ai + Bj + ABij + єk(ij) Dimana : A
= pengaruh jenis perekat taraf ke-i (i = 1,2)
B
= pengaruh konsentrasi perekat taraf ke-j (j = 1,2,3,4,5)
ABij
= Pengaruh interaksi antara faktor A taraf ke-i dan faktor B taraf ke-j
єk(ij)
= Pengaruh acak antara faktor A taraf ke-i dan faktor B taraf ke-j pada ulangan ke-k (k = 1,2).
22
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. KARAKTERISASI SIFAT FISIK DAN KIMIA BUNGKIL BIJI JARAK PAGAR Karakterisasi sifat fisiko kimia bungkil biji jarak pagar meliputi pengujian kadar air, kadar abu, kadar minyak dan nilai kalor bungkil biji jarak. Hasil yang didapatkan dibandingkan dengan sifat fisiko kimia biji jarak sebelum dipres (diambil minyaknya). Gambar 6 adalah biji jarak dan bungkilnya yang digunakan dalam penelitian ini. Hasil karakterisasi ditampilkan pada Tabel 4. Data ini merupakan hasil rata-rata dua kali ulangan.
Gambar 6. Biji jarak, bungkil biji jarak dan bungkil yang telah digiling. Tabel 4. Sifat fisiko kimia biji dan bungkil biji jarak pagar. Bungkil biji Bungkil biji Parameter uji Biji jarak jarak jarak1) Kadar air (%) 8,05 7,25 12,11 Kadar abu (%) Kadar minyak (%) Nilai kalor (kal/gram)
1)
5,00
6,00
5,80
33,67
23,75
16,48
4958
4467
4473
Umam (2007)
Dari tabel diatas, nilai kadar air biji jarak mengalami penurunan dari 8,05% menjadi 7,25% setelah menjadi bungkil (setelah proses pengepresan). Penurunan ini diakibatkan sebagian air ikut keluar saat proses pengepresan.
23
Selain itu, proses pengepresan biji jarak yang dibantu dengan pemanasan juga dapat menyebabkan sebagian air yang ada dalam biji jarak menguap. Kadar air bungkil biji jarak akan menentukan banyaknya air yang ditambahkan untuk mengencerkan
perekat
sebelum
pencetakan
briket.
Kadar
air
juga
mempengaruhi nilai kalor bungkil biji jarak. Semakin tinggi kadar air akan menurunkan nilai kalor bungkil biji jarak. Nilai kadar abu biji jarak sebesar 6% dan nilai kadar abu bungkil biji jarak adalah 5%. Lebih tingginya kadar abu bungkil biji jarak dibandingkan bijinya bisa disebabkan karena adanya bahan pengotor yang masuk saat proses penggilingan atau pengepresan. Selain itu, kadar abu didapatkan dari hasil pembagian bobot abu dengan bobot awal sampel. Dengan keluarnya minyak jarak saat pengepresan akan mengurangi koefisian pembagi (bobot awal), maka dengan bobot abu yang sama, akan meningkatkan nilai kadar abu. Rendemem minyak jarak yang dihasilkan dari pengepresan biji jarak sangat ditentukan oleh alat atau teknologi pengepresan yang digunakan. Pada penelitian kali ini, alat yang digunakan adalah pengepres hidrolik makanik dengan kapasitas lima kilogram untuk sekali pengepresan. Biji jarak utuh dipres tanpa dikupas. Kadar minyak biji jarak pagar menurun dari 33,67% menjadi 23,75% setelah proses pengepresan. Minyak jarak yang berhasil diperas sebanyak 29,5% dari 100% minyak yang terkandung dalam biji jarak pagar. Dengan kata lain, masih ada kurang lebih 70% minyak jarak yang tersisa bersama bungkil yang dihasilkan. Kandungan minyak yang tinggi ini potensial untuk meningkatkan nilai kalor briket yang akan dihasilkan. Penetapan nilai kalor dilakukan untuk mengetahui nilai panas pembakaran suatu bahan. Nilai kalor suatu bahan dipengaruhi oleh kadar air dan kadar abu serta erat kaitannya dengan kadar fix carbon. Kadar air dan kadar abu yang semakin rendah akan meningkatkan nilai kalor suatu bahan. Sedangkan bahan yang memiliki kadar fix carbon yang semakin tinggi maka akan semakin meningkatkan nilai kalor bahan tersebut. Pengepresan minyak dari biji jarak menyebabkan nilai kalor bungkil biji jarak menurun dari 4823,5 kal/g menjadi 4467 kal/g. Minyak yang
24
terkandung dalam biji jarak memberikan kontribusi yang cukup besar untuk meningkatkan nilai kalor biji jarak. Dengan nilai kalornya yang masih cukup tinggi ini memungkinkan bungkil biji jarak dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar biomassa (briket). Untuk meningkatkan nilai kalor bahan bakar biomassa, biasanya bahan yang akan dibuat briket diarangkan terlebih dahulu. Namun untuk memanfaatkan kandungan minyaknya yang masih cukup tinggi, pada penelitian kali ini dibuat briket bungkil biji jarak tanpa pengarangan. Pada Tabel 5 ditampilkan nilai kalor dari beberapa limbah pertanian dan bahan bakar lainnya. Nilai kalor bungkil biji jarak lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai kalor sekam padi dan kayu bakar. Namun jika dibandingkan dengan arang kayu dan briket kayu, nilai kalor biji jarak lebih kecil. Bahan bakar padat yang diarangkan terlebih dahulu memiliki nilai kalor yang tinggi karena mempunyai kadar fix carbon tinggi. Tabel 5. Nilai Kalor Beberapa Bahan Bakar Jenis
Nilai kalor (kal/gram)
Sekam padi
3570
Kayu bakar
3500
Minyak tanah
10500 – 10700
Solar
10500 – 10700
Batu bara
6865 – 8277
Arang kayu
7433
Briket kayu
4700 - 4800
Sumber : Irina (1994)
B. SIFAT FISIK DAN KIMIA BRIKET BUNGKIL BIJI JARAK Kualitas briket ditentukan oleh sifat fisik dan kimianya, antara lain kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon terikat, kerapatan, keteguhan/keteguhan tekan serta nilai kalornya. Saat ini belum ada standar untuk kualitas briket arang di Indonesia. Karena itu digunakan kualitas
25
briket arang komersial Indonesia, briket daun dan briket kayu sebagai pembanding sifat fisik dan kimia bungkil biji jarak.
1. Profil Briket Bungkil Biji Jarak Briket bungkil biji jarak yang dihasilkan dalam penelitian ini berbentuk silinder dengan lubang ditengahnya yang juga berbentuk silinder. Lubang ini dimaksudkan untuk mempermudah distribusi oksigen saat pembakaran sehingga briket lebih mudah terbakar. Diameter luar briket 4 cm, diameter dalam 1,2 cm dan tinggi 6 cm. Volume rata-rata briket sebesar 68,57 cm3. Berat kering briket ±75 gram. Warna briket tidak banyak berubah dari warna bungkilnya, yaitu kecoklatan. Warna briket basah lebih gelap dari briket kering (Gambar 7).
(a)
(b)
Gambar 7. Briket bungkil biji jarak sebelum pengeringan (a) dan setelah pengeringan (b) Sebanyak 700 gram bungkil biji jarak dicampur dengan perekat yang telah dipanaskan bersama ±100 gram air. Dari pencampuran ini dihasilkan ±800 gram adonan. Bobot rata-rata bungkil (yang telah dicampur dengan perekat) ketika dimasukkan dalam alat pengempa briket sebesar 100 gram/lubang. Jadi dari 800 gram adonan didapatkan delapan buah briket. Bobot briket tidak banyak berubah ketika keluar dari alat pencetak. Bobot briket basah berkurang dari 100 gram menjadi 75-80 gram setelah di keringkan pada oven suhu 60 oC selama 24 jam.
26
2. Kadar Air Kadar air briket diharapkan serendah mungkin agar nilai kalornya tinggi dan mudah dinyalakan. Kadar air mempengaruhi kualitas briket yang dihasilkan. Semakin rendah kadar air semakin tinggi nilai kalor dan daya pembakarannya. Sebaliknya, kadar air yang tinggi menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan akan menurun, karena energi yang dihasilkan akan banyak terserap untuk menguapkan air. Penetapan kadar air ini bertujuan untuk mengetahui sifat higroskopis briket bungkil biji jarak dengan perekat tapioka dan gaplek. Data kadar air briket bungkil biji jarak pada berbagai konsentrasi dan jenis perekat ditampilkan pada Lampiran 1a.
K ad ar air (% b b )
10 8 6 4 2 0 1
2
3
4
5
Konsentrasi perekat (%) tapioka
gaplek
briket arang komersil
Gambar 8. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Perekat Kadar Air Briket Bungkil Biji Jarak Gambar 8 memperlihatkan kecenderungan nilai kadar air briket bungkil biji jarak meningkat dengan semakin tingginya kadar perekat. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Hartoyo (1983), Sudrajat (1984), serta Pari et al. (1990) yang menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi perekat kadar airnya akan semakin besar, baik pada briket arang, briket kayu dan briket limbah arang aktif. Kadar air briket ditentukan oleh banyak faktor. Menurut Earl (1974) dalam Suryani (1987), kemampuan menyerap air pada briket
27
dipengaruhi oleh luas permukaan dan pori-pori bahan. Ukuran molekul tapioka
yang
lebih
kecil
(pati)
dibandingkan
molekul
gaplek,
memungkinkan pengeringan briket dengan perekat tapioka lebih cepat dibandingkan briket berperekat gaplek. Sudrajat (1984) menambahkan bahwa briket yang berasal dari bahan baku yang berkerapatan rendah memiliki kadar air yang lebih tinggi daripada briket dengan bahan baku berkerapatan tinggi. Berdasarkan hasil analisis keragaman (Lampiran 3), jenis perekat berpengaruh nyata terhadap nilai kadar air, sedangkan sedangkan konsentrasi perekat dan interaksi antara konsentrasi perekat dan jenis perekat
tidak memberikan pengaruh nyata terhadap kadar air. Briket
dengan perekat gaplek mempunyai rata-rata nilai kadar air yang lebih tinggi dibandingkan briket dengan perekat tapioka. Menurut Boedjang (1973), bahan perekat dari tumbuh-tumbuhan seperti pati (tapioka) memiliki keuntungan dimana jumlah perekat yang dibutuhkan untuk jenis ini jauh lebih sedikit bila dibandingkan dengan bahan perekat hidrokabon. Kelemahannya adalah briket yang dihasilkan kurang tahan terhadap kelembaban. Hal ini disebabkan tapioka memiliki sifat higroskopis. Jika dilihat dari komposisi senyawa penyusunnya (Tabel 2), komposisi zat penyusun tapioka tidak banyak berubah jika dibandingkan dengan komposisi gaplek kecuali kadar karbohidrat tapioka yang lebih tinggi. Jadi, kemungkinan perbedaan sifat gaplek dan tapioka juga tidak terlalu signifikan. Baik gaplek maupun tapioka mempunyai sifat higroskopis, karena adanya gugus yang hidrofilik pada susunan molekulnya, sehingga kemampuan untuk menyerap air dari sekelilingnya relatif besar. Kadar air briket bungkil biji jarak masih dibawah kadar air briket arang komersial Indonesia. Namun jika dibandingkan briket arang Inggris (3,6 %) dan Amerika (6,7 %) (Mikrova, 1985), maka nilai kadar air briket bungkil biji jarak lebih tinggi. Jika dibandingkan briket arang Jepang (6-8 %), briket bungkil biji jarak dengan perekat tapioka lebih rendah,
28
sedangkan briket bungkil biji jarak dengan perekat gaplek masih masuk ke dalam rentangnya.
3. Kadar Abu Abu merupakan bagian yang tersisa dari proses pembakaran yang sudah tidak memiliki unsur karbon lagi. Unsur utama abu adalah silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor yang dihasilkan. Semakin tinggi kadar abu maka semakin rendah kualitas briket karena kandungan abu yang tinggi dapat menurunkan nilai kalor briket. Data kadar abu ditampilkan pada Lampiran 1b. Briket bungkil biji jarak mempunyai kadar abu sebesar 4,85-5,33 %bb untuk perekat tapioka dan 4,74-5,27 %bb untuk perekat gaplek. Hasil analisis keragaman (Lampiran 4) menunjukkan baik jenis perekat maupun konsentrasi perekat tidak berbeda nyata terhadap nilai kadar abu. Namun dari nilai kadar abu terlihat kecenderungan yang meningkat dengan bertambahnya konsentrasi perekat, baik menggunakan perekat tapioka maupun gaplek. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Hendra (1992) yang menyatakan bahwa semakin tinggi kadar perekat kadar abunya semakin tinggi pula karena pertambahan kadar abu dari perekat yang digunakan. Jika dibandingkan dengan briket arang komersial, kadar abu briket bungkil biji jarak baik menggunakan perekat tapioka maupun gaplek masih lebih rendah. Briket bungkil biji jarak mempunyai kadar abu antara 4,74-5,33 %, briket kayu 1,61 % (Sudrajat, 1984) dan briket daun antara 8,02-8,85 % (Hendra,1992).
4. Kadar Minyak Dari hasil analisis keragaman (Lampiran 5), baik konsentrasi perekat maupun jenis perekat tidak berpengaruh nyata terhadap kadar minyak. Pengukuran kadar minyak dilakukan untuk membandingkan kadar minyak briket dengan kadar minyak bungkil. Kadar minyak dalam
29
briket yang masih cukup tinggi diduga dapat meningkatkan nilai kalor briket bungkil biji jarak. Data kadar minyak ditampilkan pada Lampiran 1. Dari data kadar minyak, terjadi penurunan dari biji jarak menjadi bungkil biji jarak, yakni dari 33,67% menjadi 23,75%. Kadar minyak bungkil juga menurun setelah menjadi briket. Kadar minyak briket bungkil biji jarak berkisar antara 16,04 %bb-18,63 %bb. Penurunan kadar minyak dari bungkil menjadi briket disebabkan saat pencetakan sebagian minyak jarak pada bungkil keluar akibat tekanan yang diberikan pada bungkil. Hal ini terlihat saat briket keluar dari alat pencetak, bagian bawah briket terlihat basah mengkilat karena minyak dan air yang terdorong keluar dari bahan.
5. Kadar Zat Menguap Zat menguap adalah zat yang dapat menguap sebagai hasil dekomposisi senyawa-senyawa di dalam suatu bahan. Kandungan zat menguap yang tinggi di dalam briket akan menimbulkan asap yang lebih banyak pada saat briket dinyalakan. Hal ini disebabkan oleh adanya reaksi antara karbon monoksida (CO) dengan turunan alkohol (Hendra dan Pari, 2000). Dari hasil sidik ragam (Lampiran 6) menunjukkan bahwa baik konsentrasi perekat maupun jenis perekat tidak berbeda nyata terhadap kadar zat menguap. Terlihat kecenderungan nilai kadar zat menguap yang relatif tetap pada briket dengan konsentrasi perekat dan jenis perekat yang berbeda meskipun terjadi kenaikan baik pada briket yang menggunakan perekat tapioka maupun gaplek. Hal ini karena ada penambahan zat menguap dari bahan perekat. Secara lengkap, data kadar zat menguap ditampilkan pada Lampiran 2a. Kadar zat menguap briket bungkil biji jarak cukup tinggi jika dibandingkan dengan briket arang. Kadar zat menguap briket arang komersial sebesar 16,14 %, sedangkan kadar zat menguap briket bungkil biji jarak antara 77,15 % - 78,98 %. Nilai ini juga masih lebih besar jika
30
dibandingkan dengan kadar zat menguap briket daun (68,08 % - 69,45 %). Tingginya kadar zat menguap dikarenakan pada briket bungkil biji jarak tidak melalui proses pengarangan/karbonisasi. Tujuan dari proses pengarangan/karbonisasi adalah meningkatkan nilai kalor suatu bahan sekaligus mengurangi kadar zat mudah menguap dalam bahan tersebut, sehingga saat dicetak menjadi briket tidak menghasilkan banyak asap. Selain itu, tingginya kadar zat menguap dikarenakan kadar minyak dalam briket yang masih tinggi.
6. Kerapatan Kerapatan berpengaruh terhadap kualitas briket. Briket dengan kerapatan tinggi dapat meningkatkan nilai kalor bakarnya. Besar kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan partikel penyusun briket tersebut. Semakin tinggi keseragaman ukuran partikel maka akan menghasilkan briket dengan kerapatan dan keteguhan yang semakin tinggi pula (Nurhayati, 1983). Kerapatan briket erat kaitannya dengan besarnya tekanan yang diberikan pada saaat pencetakan briket. Pada penelitian kali ini tekanan yang digunakan dalam pencetakan briket sebesar 5000 Psi atau 34 Mpa, menghasilkan rata-rata kerapatan briket diatas 1 gram/cm3. Nilai ini lebih tinggi jika dibandingkan dengan kerapatan briket arang komersial (0,44 kg/cm3) dan briket daun kayu putih (0,25-0,32 kg/cm3) serta setara dengan briket kayu (0,88-1,04 kg/cm3). Data kerapatan briket briket bungkil biji jarak dapat dilihat pada Lampiran 2b. Kerapatan briket pada penelitian kali ini relatif sama pada berbagai konsentrasi perekat tapioka dan gaplek, karena besarnya tekanan pengempaan juga sama. Namun kerapatan yang sama ternyata tidak menggambarkan keteguhan tekan yang sama. Hal ini ditunjukkan pada grafik keteguhan tekan, dimana semakin bertambah konsentrasi perekat, keteguhan tekannya cenderung meningkat.
31
7. Keteguhan Tekan Keteguhan atau ketahanan tekan menunjukkan daya tahan atau kekompakan briket terhadap tekanan luar sehingga mengakibatkan briket itu pecah atau hancur. Semakin besar nilai kekuatan tekan berarti daya tahan atau kekompakan briket semakin baik. Kondisi tersebut akan sangat menguntungkan
di
dalam
pengemasan
maupun
distribusi
atau
Keteguhan tekan (kg
pengangkutan (Hendra dan Darmawan, 2000). 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 1
2
3
4
5
Konsentrasi perekat (%) Tapioka
Gaplek
Gambar 9. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Perekat Terhadap Keteguhan Tekan Briket Bungkil Biji Jarak Hasil sidik ragam menunjukkan jenis perekat berpengaruh nyata terhadap keteguhan tekan briket, sedangkan konsentrasi perekat serta interaksi antara jenis dan konsentrasi perekat tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap keteguhan tekan briket. Pengaruh konsentrasi perekat terhadap keteguhan tekan briket bungkil biji jarak cenderung naik (Gambar 9). Menurut Pari et al. (1990) penambahan kadar perekat akan menambah kuat ikatan antara perekat dengan bahan pada briket, semakin tinggi konsentrasi perekat ada kecenderungan semakin tinggi kekuatan pecahnya. Hal ini disebabkan dengan bertambahnya kadar perekat maka ikatan partikel bahan akan semakin kuat. Data keteguhan tekan briket bungkil biji jarak selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2c.
32
Rata-rata nilai keteguhan tekan briket bungkil biji jarak dengan perekat tapioka lebih tinggi dibandingkan briket bungkil biji jarak dengan perekat gaplek. Hal ini disebabkan kandungan pati, yang merupakan agen perekat, pada tapioka lebih tinggi dibandingkan pada gaplek. Tapioka merupakan hasil ekstraksi pati dari ubi kayu, sedangkan gaplek adalah tepung yang dihasilkan dari penggilingan/penghalusan ubi kayu kering. Karena itu pada gaplek masih banyak kandungan bahan-bahan lain yang dapat mengurangi daya rekatnya, dibandingkan tapioka, ketika digunakan sebagai bahan perekat. Pada grafik keteguhan tekan (Gambar 9), terlihat terjadi penurunan pada konsentrasi 3% dan 5%. Hal ini diduga karena pencampuran bungkil dengan bahan perekat yang kurang merata. Sehingga penyebaran perekat ke dalam bungkil menjadi tidak sama. Sebelum dicampurkan dengan bungkil, perekat dalam bentuk kering dipanaskan bersama air sampai menjadi larutan kanji. Semakin banyak air yang ditambahkan, maka akan mempermudah bercampurnya perekat dengan bungkil. Namun di sisi lain, briket yang dihasilkan akan semakin tinggi kadar airnya sehingga proses pengeringannya pun bisa lebih lama. Keteguhan tekan briket bungkil biji jarak berkisar antara 0,73-1,86 2
kg/cm untuk briket dengan perekat tapioka dan 0,73-1,08 kg/cm2 untuk briket dengan perekat gaplek. Nilai ini masih lebih tinggi dibandingkan briket arang komersial (0,46 kg/cm2), namun masih lebih rendah jika dibandingkan briket daun kayu putih (9,60-19,82 kg/cm2) dan briket kayu (216,32-604,12 kg/cm2).
8. Nilai Kalor Tujuan penetapan nilai kalor untuk mengetahui nilai panas pembakaran yang dapat dihasilkan briket. Nilai kalor menjadi parameter mutu paling penting bagi briket sebagai bahan bakar sehingga nilai kalor akan menentukan kualitas briket. Semakin tinggi nilai kalor bahan bakar briket, maka akan semakin baik pula kualitasnya.
33
Briket bungkil biji jarak menghasilkan nilai kalor antara 4297-4809 kal/gram (Lampiran 2d). Jika dibandingkan dengan briket arang komersial (6819 kal/gram) maka nilai ini jauh lebih rendah. Namun hampir sama jika dibandingkan dengan briket kayu dan briket daun kayu putih. Hal ini wajar mengingat kadar karbon terikat pada briket arang jauh lebih besar dan kadar zat menguapnya jauh lebih kecil, sehingga nilai kalor yang dihasilkan briket arang pun jauh lebih tinggi. Hasil sidik ragam menunjukkan baik jenis perekat maupun konsentrasi perekat tidak bebeda nyata terhadap nilai kalor (Lampiran 8). Briket hasil penelitian ini mempunyai nilai kalor lebih rendah jika dibandingkan nilai kalor biji jarak. Pada konsentrasi perekat yang sama nilai kalor briket dengan perekat tapioka tidak jauh berbeda dengan nilai kalor briket dengan gaplek sebagai bahan perekatnya. Secara umum, nilai kalor briket bungkil biji jarak lebih tinggi dibandingkan bungkil biji jarak. Hal ini diduga karena peningkatan densitas bahan serta penambahan perekat yang membuat stuktur briket lebih kompak dibandingkan dengan bungkil biji jarak. Porositas bahan yang semakin berkurang menyebabkan laju pembakaran menjadi lebih lambat sehingga nilai kalor meningkat.
C. UJI PEMBAKARAN BRIKET 1. Laju pembakaran Laju pembakaran menggambarkan berkurangnya bobot briket per menit selama pembakaran. Pengurangan bobot yang semakin cepat memberikan laju pembakaran yang besar. Semakin besar laju pembakaran maka waktu nyala briket menjadi semakin cepat. Dibawah ini adalah grafik rata-rata laju pembakaran briket (Gambar 10 dan 11).
34
Rata-rata laju pembakaran (gram/menit)
1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 1
2
3
4
5
konsentrasi perekat (% )
tapioka
Gaplek
Gambar 10. Grafik Rata-Rata Laju Pembakaran Briket Bungkil Biji Jarak dengan Perekat Tapioka dan Gaplek
Laju pembakaran (gram/menit)
4
(a) 3 2 1 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Waktu (menit) Tapioka 1%
Tapioka 2%
Tapioka 3%
Tapioka 4%
Tapioka 5%
Laju pembakaran (gram/menit)
5
(b)
4 3 2 1 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Waktu (menit) Gaplek 1%
Gaplek 2%
Gaplek 3%
Gaplek 4%
Gaplek 5%
Gambar 11. Laju Pembakaran Briket Bungkil Biji Jarak dengan Perekat Tapioka (a) dan Gaplek (b)
35
Dari grafik pada Gambar 10, terlihat kecenderungan nilai rata-rata laju pembakaran yang semakin menurun dengan bertambahnya konsentrasi perekat. Rata-rata laju pembakaran tertinggi pada konsentrasi perekat 2% dan terendah pada konsentrasi perekat 4%. Perubahan laju pembakaran pada briket dengan perekat gaplek dan tapioka relatif sama. Namun jika dilihat nilai rata-rata per konsentrasi perekat, laju pembakaran briket dengan perekat gaplek lebih tinggi dibandingkan briket dengan perekat tapioka. Kandungan pati tapioka yang lebih tinggi dibandingkan gaplek menyebabkan daya rekat tapioka lebih kuat dibandingkan dengan gaplek. Menurut Kamarudin dan Irwanto (1989), laju pembakaran briket dipengaruhi oleh kerapatan briket. Briket yang terlalu padat akan sulit terbakar, sedangkan briket yang kurang padat dapat mengakibatkan terurainya briket pada saat pembakaran sehingga
menimbulkan kesan
tidak bersih meskipun laju pembakarannya cepat. Penambahan konsentrasi perekat akan memperkuat ikatan antara molekul penyusun briket, sehingga mengurangi porositas briket. Sedangkan untuk mempertahankan nyala api saat pembakaran dibutuhkan oksigen yang cukup. Semakin banyak pori-pori pada briket akan memberi ruang lebih untuk jalan masuknya oksigen, sehingga pembakaran yang terjadi semakin baik dan tentunya akan memberikan laju pembakaran yang besar. Sebaliknya, ikatan antar molekul yang semakin kuat seiring bertambahnya konsentrasi perekat akan mengurangi porositas briket dan menurunkan laju pembakarannya.
2. Keragaan Briket Lima buah briket yang dibakar pada tungku tanah liat dapat menyala/terbakar sendiri setelah tiga puluh menit dibakar dengan arang tempurung kelapa. Nyala api yang dihasilkan berwarna merah, sedangkan asap yang dihasilkan berwarna putih dan paling banyak dihasilkan pada awal pembakaran. Semakin lama asap yang dihasilkan semakin berkurang. Menurut Stevens dan Verhe (2004), pembakaran biomassa akan mengubah bahan anorganik menjadi abu. Selama pembakaran, oksigen
36
berkombinasi dengan karbon membentuk karbondioksida, air dan energi panas. Selama tahap pertama proses pembakaran, kandungan air diuapkan untuk mengeringkan bahan, dan kemudian bahan volatil dikeluarkan dan terbakar. Selanjutnya, biomassa padat diubah menjadi volatil dan arang padat. Tahap akhir pembakaran adalah oksidasi arang.
Gambar 12. Nyala Api dan Abu Sisa Pembakaran Briket Bungkil Biji Jarak Lima buah briket bungkil biji jarak rata-rata dapat mendidihkan satu liter air selama 12,5 menit tergantung dari kadar air briket saat dinyalakan. Rata-rata lama menyala briket (lima buah) sampai menjadi abu adalah dua jam sebelas menit (131 menit). Sedangkan satu buah briket dapat menyala selama 45 menit.
D. ANALISIS FINANSIAL Jenis usaha yang dianalisis dalam penelitian kali ini adalah usaha skala rumah tangga dengan kapasitas produksi 21.840 kilogram bungkil biji jarak per tahun dan jam kerja ditetapkan 8 jam per hari, 26 hari per bulan. Pencetakan briket dilakukan dengan pengempa hidrolik 25 lubang. Proses pengeringan briket dilakukan secara manual dengan panas matahari. Perekat yang digunakan adalah tepung gaplek. Produk briket dikemas dalam kantong plastik (8 briket / 900 gram per kantong). Tempat produksi bergabung dengan
37
rumah
pemilik
modal,
sehingga
tidak
diperhitungkan
biaya
sewa
tempat/investasi bangunan. Produksi untuk tahun pertama ditetapkan 70% dari kapasitas maksimal. Tahun kedua sebesar 90% dan pada tahun berikutnya pabrik berproduksi dengan kapasitas maksimal. Produksi diasumsikan 100% diterima pasaran. Kebutuhan investasi dalam analisis ini dipenuhi oleh modal sendiri (tanpa pinjaman bank). Biaya penyusutan ditetapkan sebesar 10% dari harga beli. Asumsi besarnya bunga bank (discount rate) adalah 16%. Dasar perhitungan usaha adalah 10 tahun.
1. Analisis Harga Jual Per Satuan Briket Analisis harga jual per satuan briket ini bertujuan untuk mengetahui harga per satuan briket bungkil biji jarak yang dihasilkan. Dalam analisis ini digunakan beberapa asumsi untuk memperkirakan harga jual briket bungkil biji jarak di tingkat konsumen. Biaya dihitung dalam rupiah. -
Harga bungkil biji jarak
= Rp.400 / kg
-
Harga tepung tapioka
= Rp.3000 / kg
-
Harga tepung gaplek
= Rp.2000 / kg
-
Biaya giling
= Rp.100 / kg = Rp.8,75 / satuan briket
-
Biaya transport
-
Biaya pokok pengempaan
= Rp.15 / satuan briket
Asumsi : Harga alat pengempa briket (P)
=
Rp. 8.000.000
Umur absolut mesin
=
Jam operasi alat per tahun
=
Kapasitas alat
=
Nilai akhir alat
= 10% dari harga alat
Biaya pemeliharaan
= 1,5% dari harga beli alat
10 tahun 2.496 jam 100 briket/jam
38
¾ Biaya tetap Penyusutan = (P-(10% x P)) / umur absolut alat = (8000000-(10% x 8000000)) / (10 tahun x 2496 jam) = 288,46 / jam Total biaya tetap = Rp. 288,46 / jam ¾ Biaya variabel Biaya pemeliharaan = 1.5% x (P-(10% x P) jam operasi alat/bulan = 1.5% x (8000000-(10% x 8000000)) / 208 jam = Rp. 519,23 / jam = Rp.5,19 / satuan briket Biaya operator
= Rp.3000 / jam
Total biaya variabel = Rp. 519,23 / jam + Rp. 3000 / jam = Rp. 3519,23 / jam Total biaya pengempaan = biaya tetap + biaya variabel = Rp. 288,46 / jam + Rp. 3519,23 / jam = Rp.3807,96 / jam Total biaya pokok pengempaan =
total biaya pengempaan kapasitas alat
= 3807,96 / 100 = 38,08 / satuan briket = Rp.508 / kg briket Harga pokok per satuan briket (perekat tapioka 5%) : Bungkil biji jarak
= 0,7 kg / 8 briket x harga
= Rp.35,00
Tepung tapioka
= 0,035 kg / 8 briket x harga = Rp.13,13
Biaya pengempaan
= Rp.38,08
Biaya penggilingan bungkil
= Rp. 8,75
Total biaya per satuan briket
= Rp.94,95
39
Harga pokok per satuan briket (perekat gaplek 5%) : Bungkil biji jarak
= 0,7 kg / 8 briket x harga
= Rp.35,00
Tepung gaplek
= 0,035 kg / 8 briket x harga = Rp. 8,75
Biaya pengempaan
= Rp.38,08
Biaya penggilingan bungkil
= Rp. 8,75
Total biaya per satuan briket
= Rp.94,95
Harga jual briket
= harga pokok + biaya transport + keuntungan
Briket perekat tapioka = 94,95 + 15 + 50 = Rp.159,95 / satuan briket = Rp.2132,69 / kg briket Briket perekat gaplek = 249,83 + 15 + 50 = Rp.155,58/ satuan briket = Rp.2074,36 / kg briket
2. Analisis Kelayakan Usaha a. Modal investasi. Modal investasi adalah modal yang dibutuhkan untuk membiayai proyek/usaha. Besarnya nilai investasi yang diperlukan untuk pendirian industri briket bungkil biji jarak adalah sebesar Rp. 9.300.000,-. Modal tersebut dipenuhi dari modal sendiri. Secara lengkap, kebutuhan investasi industri briket dapat dilihat pada Lampiran 9 . b. Modal Kerja Perusahaan digunakan
untuk
membutuhkan membiayai
sejumlah
seluruh
modal
kegiatan
kerja
yang
produksi
agar
perusahaan berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Modal kerja merupakan seluruh biaya yang dibutuhkan untuk memulai produksi pada tahap awal. Modal kerja diperlukan untuk membiayai gaji pegawai, pembelian bahan baku dan bahan penolong, bahan kemasan, biaya utilitas (listrik dan bahan bakar), biaya administrasi dan lain-lain.
40
Besarnya modal kerja per tahun yang dikeluarkan untuk pembiayaan produksi briket adalah
Rp. 29.923.422,-. Sebagai modal awal
dibutuhkan uang sebesar biaya operasional untuk 2 bulan, yaitu Rp. 4.987.327,-. Secara rinci, besarnya modal kerja dapat dilihat pada Lampiran 12. c. Arus Kas Bersih (Cash Flow) Cash flow merupakan analisis antara penerimaan dan total pengeluaran selama umur proyek. Dari perhitungan ini dapat diketahui jumlah kekayaan yang didapat perusahaan setiap tahun dan pada akhir proyek. Selain itu dapat menjadi data dasar bagi penghitungan analisis finansial dengan NPV, Net B/C dan IRR. Pada perhitungan industri briket, arus kas bernilai positif pada tahun ke-4 dari proyek. Secara rinci, arus kas industri briket dapat dilihat pada Lampiran 13. d. Waktu Pengembalian Modal (Pay Back Period) Jangka
waktu
pengembalian
modal
diperlukan
untuk
mengetahui berapa lama pengembalian investasi awal. Keputusan yang diambil adalah berdasarkan kriteria waktu. Berdasarkan asumsi-asumsi yang telah ditetapkan, maka industri briket membutuhkan waktu 3,98 tahun (3 tahun 11 bulan) untuk mengembalikan investasi awalnya. Untuk menilai kelayakan suatu proyek, atau membuat peringkat beberapa proyek yang harus dipilih, dapat digunakan beberapa kriteria. Kriteria yang biasa digunakan adalah : a) NPV (Net Present Value), b) Net B/C (Net Benefit Cost) dan c) IRR (Interest Rate of Return). Kriteria tersebut dapat digunakan masing-masing secara terpisah, atau digunakan bersamaan tergantung pada masalah dan tujuan yang diinginkan. Apabila hanya diperlukan menilai kelayakan suatu proyek yang harus dilakukan, maka dapat digunakan salah satu dari tiga kriteria tersebut. Cara yang termudah yaitu dengan B/C ratio atau NPV. IRR memerlukan cara yang lebih rumit dan panjang. Tetapi penggunaan ketiganya akan lebih melengkapi informasi yang diperoleh tentang proyek tersebut.
41
1) Net Present Value (NPV) NPV diartikan sebagai perbedaan antara nilai sekarang (present value) dari manfaat dan biaya. Apabila NPV bernilai positif maka proyek layak dilaksanakan (menguntungkan) dan sebaliknya jika NPV bernilai negatif, maka proyek tidak layak untuk dilaksanakan (merugikan). NPV yang bernilai nol akan mendapatkan modalnya kembali setelah discount rate yang berlaku diperhitungkan. Analisis kelayakan industri briket memberikan nilai NPV sebesar Rp. 21.849.960 ,- dengan NPV benefit sebesar Rp. 32.507.448,- dan NPV cost sebesar Rp. –10.657.488,-. Dari nilai NPV yang positif, dapat dikatakan bahwa industri briket layak untuk didirikan. 2) Interest Rate of Return (IRR) IRR merupakan suatu tingkat pengembalian modal yang digunakan dalam suatu proyek. Nilai IRR merupakan nilai bunga dimana pada kondisi itu nilai NPV sama dengan nol, dan dinyatakan dalam persen per tahun. Suatu proyek yang layak dilaksanakan akan mempunyai nilai IRR lebih besar dari discount rate. Analisis kelayakan industri briket memberikan nilai IRR sebesar 25%, artinya usaha ini dapat mengembalikan kredit bank hingga suku bunga bank mencapai 28%. Karena nilai IRR dari industri briket ini masih diatas discount rate yang ditetapkan, yaitu 16%, maka industri ini layak dijalankan. 3) Net B/C Kriteria
ini
menunjukkan
perbandingan
antara
NPV
penerimaan (manfaat) dan NPV pengeluaran (biaya), yang dikeluarkan selama umur proyek. Jika didapatkan nilai B/C lebih besar atau sama dengan 1, maka proyek tersebut layak untuk dilaksanakan. Sebaliknya jika nilai B/C lebih kecil dari 1, maka proyek tidak layak dilaksanakan. Berdasarkan arus kas, maka industri briket memberikan nilai B/C
42
sebesar 3,05. Nilai B/C ini lebih besar dari 1, sehingga industri briket layak untuk didirikan. 4) Break Even Point (BEP) Yang dimaksud dengan Break Even Point (BEP) adalah suatu kesimbangan, dimana pada titik tersebut jumlah hasil penjualan sama dengan jumlah biaya-biaya yang dikeluarkan. Sehingga pada keadaan tersebut,
perusahaaan
yang
bersangkutan
tidak
memperoleh
keuntungan maupun kerugian. Berdasarkan arus kas, maka industri briket memberikan nilai BEP sebesar Rp. 25.807.230,-. 5) Analisis Sensitivitas Analisis sensitivitas merupakan analisis untuk mengetahui sampai sejauh mana dapat diadakan penyesuaian terkait dengan adanya perubahan harga bahan baku sampai perubahan harga jual. Menurut Gittinger (1986), analisis sensitivitas dilakukan untuk meneliti kembali suatu analisis kelayakan proyek agar dapat melihat pengaruh yang akan terjadi akibat keadaan yang berubah-ubah. Analisis sensitifitas dilakukan apabila terjadi kesalahan pendugaan suatu nilai biaya atau manfaat atau jika terjadi perubahan suatu unsur harga
pada saat
proyek dilaksanakan. Dalam melakukan analisis sensitifitas, perhitungan yang telah dilakukan perlu diulang kembali dengan perubahan yang terjadi atau mungkin akan terjadi. Hal ini perlu dilakukan karena dalam analisis proyek
umumnya
didasarkan
pada
proyeksi-proyeksi
yang
mengandung banyak unsur ketidakpastian tentang apa yang terjadi pada waktu mendatang. Nilai kriteria yang diperoleh sesudah analisis sensitivitas dapat dilihat pada Tabel 7 dan Lampiran 14-17.
43
Tabel 6. Nilai Kriteria Investasi sebelum Dilakukan Analisis Sensitifitas Kriteria investasi
Nilai
Net Present Value (NPV)
Rp. 21.849.960 ,-
Net B/C
3,05
Interest Rate of Return (IRR)
28%
Pay Back Period (PBP)
3,98
Break Even Point (BEP)
Rp. 25.807.320,-
Tabel 7. Nilai Kriteria Investasi dari Analisis Sensitifitas Skenario Bahan baku naik 10% Bahan baku turun 10% Harga jual naik 10% Harga jual turun 10%
Kriteria investasi B/C IRR BEP (Rp)
NPV (Rp) 17.032.750
2,50
23%
26.951.025
PBP (Rp) 4,39
26.667.160
3,67
34%
24.756.567
3,66
38.445.230
5,62
48%
24.766.911
3,10
5.254.689
1,40
7%
27.203.839
6,14
Dari tabel diatas, terlihat bahwa industri briket masih dikatakan layak untuk didirikan meskipun terjadi perubahan pada harga bahan baku sebesar 10%. Begitu juga dengan kenaikan harga jual sebesar 10%. Namun saat terjadi penurunan harga jual sebesar 10%, dari kriteria kelayakan usaha IRR menunjukkan bahwa industri tidak layak lagi untuk dijalankan. Jadi dapat disimpulkan bahwa industri briket bungkil biji jarak sensitif terhadap penurunan harga jual sebesar 10%.
3. Analisis Kelayakan Briket Bungkil Biji Jarak sebagai Pengganti Bahan Bakar Minyak Tanah Nilai kalor minyak tanah
= 10500 kalori/gram
Asumsi berat jenis minyak tanah
= 0,9 gram /cm3
Berat 1 liter minyak tanah
= 0,9 gram /cm3 x 10500 kalori/gram
44
= 900 gram Nilai kalor minyak tanah / liter
= 900 gram x 10500 kalori/gram = 9,45 x 106 kalori
Nilai kalor rata-rata briket bungkil biji jarak = 4339 kalori/gram Berat jenis rata-rata briket bungkil biji jarak = 1,12 gram/cm3 Volume rata-rata per satuan briket
= 68,57 cm3
Berat per satuan briket bungkil biji jarak
= 1,12 gram/cm3 x 68,57 cm3 = 76,80 gram
Nilai kalor per satuan briket bungkil biji jarak = 76,80 gram x 4339 kalori/gram
= 333235,2 kalori
Maka, 1 liter minyak tanah setara dengan = 9,45 x 106 kalori / 333235,2 kalori = 28 satuan briket bungkil biji jarak Dari perhitungan diatas, dapat dilihat bahwa briket bungkil biji jarak tidak memungkinkan untuk dijadikan bahan bakar subtitusi dari minyak tanah. Harga 1 liter minyak tanah di pasaran saat ini adalah Rp. 3200,-/liter (Januari 2008), sedangkan harga 28 briket sebesar Rp.4500,untuk briket dengan perekat tapioka dan Rp. 4400,- untuk briket dengan perekat gaplek.
45
V. KESIMPULAN
A. KESIMPULAN Hasil penelitian menunjukkan, penggunaan tapioka dan gaplek sebagai perekat briket bungkil biji jarak memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar air dan keteguhan tekan. Sedangkan konsentrasi perekat baik tapioka maupun gaplek tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap semua parameter uji. Namun grafik hasil uji parameter kadar air, keteguhan tekan dan rata-rata laju pembakaran per konsentrasi perekat, didapatkan jenis perekat tapioka lebih baik dibandingkan perekat gaplek. Dari parameter uji keteguhan tekan dan laju pembakaran, konsentrasi perekat tapioka 4% memberikan hasil yang terbaik. Uji keragaan memberikan hasil laju pembakaran briket bungkil biji jarak sebesar 1,3 gram/menit untuk kedua perekat. Namun jika dilihat dari rata-rata per konsentrasi perekat, laju pembakaran briket berperekat tapioka lebih rendah. Nyala api briket berwarna merah dengan asap putih yang cukup banyak. Lima buah briket rata-rata dapat mendidihkan satu liter air selama 12,5 menit tergantung dari kadar air briket saat dinyalakan. Rata-rata menyala briket (lima buah) sampai menjadi abu adalah dua jam sebelas menit (131 menit). Sedangkan satu buah briket dapat menyala selama 45 menit. Harga jual briket bungkil biji jarak adalah Rp. 2.200,-/kg untuk perekat tapioka dan Rp. 2.100,-/kg untuk perekat gaplek. Hasil analisis kelayakan finansial menunjukkan bahwa industri rumah tangga briket bungkil biji jarak layak didirikan berdasarkan tiga parameter uji, yaitu nilai NPV positif, IRR lebih besar dari discount rate, serta nilai B/C rasio lebih besar dari 1. Industri ini mengalami titik impas (break event point) pada nilai Rp. 25.807.230,-. Sedangkan biaya modal dapat dikembalikan setelah 3 tahun 9 bulan (pay back period). Dari uji sensitifitas, industri briket bungkil biji jarak sensitif terhadap kenaikan harga jual sebesar 10%.
46
B. SARAN -
Industri briket bungkil biji jarak sebaiknya terintegrasi bersama industri minyak jarak sebagai penghasil limbah bungkil. Dengan demikian akan mengurangi biaya operasional terutama bahan baku sehingga peluang briket menjadi bahan bakar subtitusi minyak tanah lebih terbuka.
-
Perlu dilakukan peningkatan rendemen ekstraksi minyak jarak pada proses pengepresan biji jarak dengan penggunaan teknologi yang tepat.
47
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, K. 1991. Energi dan Elektrifikasi Pertanian. Proyek Peningkatan Perguruan Tinggi IPB, Bogor Achmad, R. 1991. Briket Arang Lebih Baik dari Kayu Bakar. Jurnal. Neraca 10(4) : 21-22. Anonim. 2006. Minyak Jarak. Republika [10 Agustus 2006] Boedjang, K. 1973. Pembuatan Arang Cetak. Laporan Karya Utama. Departemen Teknologi Kimia, Fakultas Teknologi Industri ITB, Bandung. Brawn, HP, A.J. Panghin dan C.C. Firsaith. 1952. Texbook of Wood Technology Vol II. Mc Graw Hill Book Co. Inc, USA. Dove Biotech Ltd. -. Jatropha curcas L. An International Botanical Answer To Biodiesel Production & Renewable Energy. www.dovebiotech.com [12 Desember 2007] Duke, J.A. and A.A Atchley. 1984. Proximate analysis. In: Christie, B.R. (ed.), The handbook of plant science in agriculture. CRC Press, Inc., Boca Raton, FL. Dalam James A. Duke. 1983. Handbook of Energy Crops. unpublished. www.hort.purdue.edu [12 Desember 2007] Gittinger, J.P. 1986. Analisa Ekonomi Proyek-Proyek Pertanian. Edisi ke-2. UI Press, Jakarta. Goutara dan S. Wijandi. 1975. Dasar Pengolahan Gula. Departemen Teknologi Hasil Pertanian, Fatemeta IPB, Bogor. Hambali, E, S. Mujdalifah, G. Sulistiyanto dan T. Lesmana. 2006. Diversivikasi Produk Olahan Jarak Pagar dan Kaitannya dengan CSR (Corporate Social Responsibility) Perusahaan Swasta di Indonesia. Eka Cipta Foundation. www.mediaindo.co.net. [16 Juni 2007] Hariyadi. 2005. Budidaya Tanaman Jarak (Jatropha curcas) Sebagai Sumber Bahan Alternatif Biofuel. Dalam Makalah FGD Prospektif Sumberdaya Lokal Bioenergi pada Deputi Bidang Pengembangan Sisteknas. www.ristek.go.id [19 Nopember 2007]
48
Hartoyo, J. 1978. Percobaan Pembuatan Briket Arang dari Lima Jenis Kayu. Laporan Balai Penelitian Hasil Hutan. Bogor. . 1983. Pembuatan Arang dan Briket Arang Secara Sederhana dari Serbuk Gergaji dan Limbah Industri Perkayuan. Seminar Pemanfaatan Limbah Pertanian/Kehutanan Sebagai Sumber Energi. Pusat Penelitian dan Pengambangan Hasil Hutan Bogor. pp 42-43. dan H. Roliandi. 1978. Pembuatan Briket Arang dari Lima Jenis Kayu Indonesia. Pusat Penelitian Hasil Hutan. Report No 103, Bogor. Hendra. 1992. Pembuatan Briket Daun dari Limbah Pengolahan Minyak Kayu Putih. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 10(1): 20-23. Hendra, D dan S. Darmawan. 2000. Pembuatan Briket Arang dari Serbuk Gergajian Kayu dengan Penambahan Tempurung Kelapa. Buletin Penelitian Hasil Hutan 18(1):1-9. Hendra, D dan G. Pari. 2000. Penyampurnaan Teknologi Pengolahan Arang. Laporan Hasil Penelitian Hasil Hutan, Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Bogor. Irina, M. 1994. Mempelajari Pembuatan Briket Kayu dari Beberapa Jenis Serbuk Gergajian Kayu Tanpa Perekat. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Kamaruddin, A. dan A.K. Irwanto. 1989. Energi dan Listrik Pertanian. IPB, Bogor. Ma’arif, S, A.B. Ahza, Meutia, S. Harjo. 1984. Studi Pengembangan Proses Pembuatan Tepung Tapioka dari Singkong Pres. Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Bogor. Makfoeld, G. 1982. Deskripsi Pengolahan Hasil Nabati. Penerbit Agritech, Yogyakarta. Mikrova, K. 1985. Pengaruh Pengempaan dan Jenis Perekat dalam Pembuatan Arang Briket dari Tepurung Kelapa Sawit (Elaeis quinensis Jacq). skripsi. TEP FATETA IPB, Bogor. Nurhayati, T. 1983. Sifat Arang, Briket Arang dan Alkohol yang Dibuat dari Limbah Industri Kayu. Laporan Lembaga Penelitian Hasil Hutan No 165, Bogor. Pari, G. 2002. Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan Kayu. Makalah Falsafah Sains (PPs 702) Program Pasca Sarjana S3. IPB, Bogor.
49
Pari, G, D. Hendra dan Hartoyo. 1990. Beberapa Sifat Fisis dan Kimia Briket Arang dari Limbah Arang Aktif. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 2(2): 6167. Stevens CV dan Verhé RG. (editors). 2004. Renewable Bioresources: Scope and Modification for Non-Food Applications. John Willey & Sons, Ltd. West Sussex. England Sudrajat, R. 1983. Pengaruh Bahan Baku, Jenis Perekat dan Keteguhan Kempa terhadap Kualitas Briket Arang. Laporan No. 165. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor. . 1984. Pengaruh Kerapatan Kayu, Tekanan Pengempaan, dan Jenis Perekat Terhadap Sifat Briket Kayu. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 1(1): 11-15. dan S. Soleh. 1994. Petunjuk Teknis Pembuatan Arang Aktif. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Bogor. Suryani, A. 1986. Pengaruh Tekanan Pengempaan dan Jenis Perekat dalam Pembuatan Arang Briket dari Tepurung Kelapa Sawit (Elaeis quinensis Jacq). TIN FATETA IPB, Bogor. Syafrian, A. 2005. Desain dan Uji Unjuk Kerja Mesin Pengempa Briket Semi Mekanis Tipe Kempa Ulir (Screw Pressing). Skripsi. TEP FATETA IPB, Bogor. Umam, M.C. 2007. Optimasi Penambahan Limbah Gliserol Hasil Samping Transesterifikasi Minyak Jarak Pagar dan Perekat Tapioka pada Pembuatan Biomass Pellets Bungkil Jarak Pagar (Jatropha curcas L). Skripsi. TIN FATETA IPB, Bogor.
50
Lampiran 1. Data kadar air (a), kadar abu (b), kadar minyak (c) a. Data kadar air (%bb) briket bungkil biji jarak. Konsentrasi (%) 1 2 3 4 5
Ulangan 1 5,77 5,65 5,55 6,10 6,58
Tapioka Ulangan 2 5,70 5,52 6,04 6,29 6,87
Ulangan 1 6,07 6,33 7,07 6,16 6,97
Gaplek Ulangan 2 5,96 6,28 6,75 7,46 7,58
Ulangan 1 4,74 4,66 5,37 5,55 5,15
Gaplek Ulangan 2 4,74 5,15 4,47 4,89 5,38
Rata-rata 5,73 5,58 5,80 6,19 6,73
Rata-rata 6,02 6,31 6,91 6,81 7,28
b. Data kadar abu (%bb) briket bungkil biji jarak Konsentrasi (%) 1 2 3 4 5
Ulangan 1 4,74 5,13 4,47 4,89 5,15
Tapioka Ulangan 2 4,95 4,66 5,77 5,13 5,50
Rata-rata 4,85 4,90 5,12 5,01 5,33
Rata-rata 4,74 4,91 4,92 5,22 5,27
c. Data kadar minyak (%bb) briket bungkil biji jarak Konsentrasi (%) 1 2 3 4 5
Ulangan 1 18,07 17,82 16,02 17,92 15,99
Tapioka Ulangan 2 16,68 18,03 17,21 15,25 16,09
Rata-rata 17,38 17,93 16,62 16,59 16,04
Ulangan 1 18,92 18,27 18,18 17,01 17,67
Gaplek Ulangan 2 18,94 16,51 16,00 15,56 14,63
Rata-rata 18,93 17,39 17,09 16,29 16,15
51
Lampiran 2. Data kadar zat mudah menguap (a), kerapatan (b), keteguhan tekan (c) dan nilai kalor (d) a. Data kadar zat mudah menguap (%bb) briket bungkil biji jarak Konsentrasi (%) 1 2 3 4 5
Ulangan 1 77,86 78,02 76,42 78,76 76,71
Tapioka Ulangan 2 77,78 77,73 80,53 78,42 78,48
Gaplek Rata-rata 77,82 77,87 78,48 78,59 77,60
Ulangan 1 76,95 77,84 77,53 78,69 78,15
Ulangan2
Rata-rata
77,35 77,44 77,24 78,01 79,81
77,15 77,64 77,38 78,35 78,98
b. Data kerapatan (gram/cm3) briket bungkil biji jarak Konsentrasi (%) 1 2 3 4 5
Ulangan 1 1,07 1,17 1,07 1,13 1,09
Tapioka Ulangan 2 1,07 1,16 1,08 1,14 1,13
Rata-rata 1,07 1,17 1,08 1,14 1,11
Ulangan 1 1,11 1,17 1,13 1,11 1,09
Gaplek Ulangan 2 1,10 1,16 1,13 1,10 1,12
Rata-rata 1,11 1,17 1,13 1,11 1,11
c. Data keteguhan tekan (gram/cm2) briket bungkil biji jarak Konsentrasi (%) 1 2 3 4 5
Ulangan 1 0,876 1,107 0,947 1,537 1,027
Tapioka Ulangan 2 0,583 1,167 1,196 2,188 1,313
Rata-rata 0,730 1,137 1,071 1,862 1,170
Ulangan 1 0,529 0,732 0,597 1,007 0,732
Gaplek Ulangan 2 1,458 1,021 0,875 1,167 0,875
Rata-rata 0,994 0,876 0,736 1,087 0,804
d. Data nilai kalor (kalori/gram) briket bungkil biji jarak Konsentrasi (%) 1 2 3 4 5
Ulangan 1 4359 4490 3849 4538 4411
Tapioka Ulangan 2 5190 4964 4912 5060 4925
Rata-rata 4775 4727 4381 4799 4668
Ulangan 1 4398 4446 3821 4658 4421
Gaplek Ulangan 2 4802 5172 4772 4928 4947
Rata-rata 4600 4809 4297 4793 4684
52
Lampiran 3. Analisis keragaman untuk kadar air
ANALISIS VARIAN Faktor-faktor perlakuan
KONST
PEREKAT
1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 1,00 2,00
Nilai
N
1% 2% 3% 4% 5% TAPIOKA GAPLEK
4 4 4 4 4 10 10
Sidik Ragam Dari Pengaruh Faktor Perlakuan Variabel Dependen : Kadar Air Sumber keragaman
JK
db
KT
F
Sig.
7,649
9
,850
6,245
,004
Intercep KONST PEREKAT
808,992 ,535 6,452
1 4 1
808,992 ,134 6,452
5944,537 ,983 47,413
,000 ,459 ,000
KONST * PEREKAT
,661
4
,165
1,214
,364
1,361 818,001
10 20
,136
Model
Galat Total
Total 9,009 19 Terkoreksi a R2 = ,849 (R2 disesuaikan = ,713)
53
Lampiran 4. Analisis keragaman untuk kadar abu
ANALISIS VARIAN Faktor-faktor perlakuan
KONST
PEREKAT
1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 1,00 2,00
Nilai
N
1% 2% 3% 4% 5% TAPIOKA GAPLEK
4 4 4 4 4 10 10
Sidik Ragam Dari Pengaruh Faktor Perlakuan Variabel Dependen : Kadar Abu Sumber keragaman Model Intercep KONST PEREKAT KONST * PEREKAT Galat Total Total Terkoreksi
JK
db
KT
F
Sig.
,702
9
7,796E-02
,424
,894
504,912 ,603 4,205E-03
1 4 1
504,912 ,151 4,205E-03
2748,793 ,820 ,023
,000 ,541 ,883
9,462E-02
4
2,366E-02
,129
,968
1,837 507,451
10 20
,184
2,538
19 2
a R = ,276 (R2 disesuaikan = -,375)
54
Lampiran 5. Analisis keragaman untuk kadar minyak
ANALISIS VARIAN Faktor-faktor perlakuan
KONST
PEREKAT
1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 1,00 2,00
Nilai
N
1% 2% 3% 4% 5% TAPIOKA GAPLEK
4 4 4 4 4 10 10
Sidik Ragam Dari Pengaruh Faktor Perlakuan Variabel Dependen: Kadar Minyak Sumber keragaman Model
JK
db
KT
F
Sig.
14,685
9
1,632
1,098
,440
3906,525 1,960 ,229
,000 ,177 ,642
,453
,769
Intercep 5806,210 1 5806,210 KONST 11,653 4 2,913 PEREKAT ,341 1 ,341 KONST * 2,691 4 ,673 PEREKAT Galat 14,863 10 1,486 Total 5835,757 20 Total 29,547 19 Terkoreksi 2 2 a R = ,497 (R disesuaikan = ,044)
55
Lampiran 6. Analisis keragaman untuk kadar zat mudah menguap
ANALISIS VARIAN Faktor-faktor perlakuan
KONST
PEREKAT
1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 1,00 2,00
Nilai
N
1% 2% 3% 4% 5% TAPIOKA GAPLEK
4 4 4 4 4 10 10
Sidik Ragam Dari Pengaruh Faktor Perlakuan Variabel Dependen: Kadar Zat Mudah Menguap Sumber keragaman Model Intercep KONST PEREKAT KONST * PEREKAT Galat Total
JK
db
KT
F
Sig.
6,194
9
,688
,577
,789
121636,324
1
2,526 ,144
4 1
,632 ,144
,529 ,121
,717 ,735
3,524
4
,881
,739
,587
11,927
10
1,193
121654,445
20
121636,324 101987,426
,000
Total 18,121 19 Terkoreksi 2 2 a R = ,342 (R disesuaikan = -,251)
56
Lampiran 7. Analisis keragaman untuk keteguhan tekan
ANALISIS VARIAN Faktor-faktor perlakuan
KONST
PEREKAT
1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 1,00 2,00
Nilai
N
1% 2% 3% 4% 5% TAPIOKA GAPLEK
4 4 4 4 4 10 10
Sidik Ragam Dari Pengaruh Faktor Perlakuan Variabel Dependen : Keteguhan tekan Sumber keragaman
JK
db
KT
F
Sig.
Model
1,958
9
,218
2,520
,083
Intercep KONST PEREKAT
21,912 ,973 ,435
1 4 1
21,912 ,243 ,435
253,762 2,816 5,032
,000 ,084 ,049
KONST * PEREKAT
,551
4
,138
1,596
,250
,863 24,734
10 20
8,635E-02
Galat Total
Total 2,822 19 Terkoreksi a R2 = ,694 (R2 Disesuaikan = ,419)
57
Lampiran 8. Analisis keragaman untuk nilai kalor
ANALISIS VARIAN Faktor-faktor perlakuan
KONST
PEREKAT
1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 1,00 2,00
Nilai
N
1% 2% 3% 4% 5% TAPIOKA GAPLEK
4 4 4 4 4 10 10
Sidik Ragam Dari Pengaruh Faktor Perlakuan Variabel Dependen : Nilai Kalor Sumber keragaman
JK
db
KT
F
Sig.
Model
581667,050
9
64629,672
,286
,964
Intercep
433036098, 450
1
433036098, 1913,483 450
,000
KONST
537144,800
4
134286,200
,593
,675
PEREKAT 5544,450 1 5544,450 KONST * 38977,800 4 9744,450 PEREKAT 2263077,50 10 226307,750 Galat 0 435880843, 20 Total 000 Total 2844744,55 19 Terkoreksi 0 2 2 a R = ,204 (R Disesuaikan = -,512)
,024
,879
,043
,996
58
Lampiran 9. Kebutuhan investasi industri rumah tangga briket bungkil biji jarak No A.
Uraian
Jumlah
Unit
Harga/unit
Umur (th)
Harga
Nilai sisa
Depresiasi
a. Pengempa briket
1
buah
8.000.000
10
8.000.000
800.000
720.000
b. loyang besar
30
buah
15.000
3
450.000
150.000
100.000
c. timbangan
1
buah
200.000
10
200.000
20.000
18.000
d. kompor
1
buah
50.000
5
50.000
10.000
8.000
f. peralatan lain
1
paket
100.000
3
100.000
33.333
22.222
Mesin dan peralatan
sub total B.
8.800.000
Biaya Pra investasi a. Biaya produksi percobaan sub total TOTAL INVESTASI
1
kali
500.000
500.000 500.000 9.300.000
868.222
59
Lampiran 10. Biaya bahan baku (a), biaya pemeliharaan (b) dan biaya gaji pegawai (c) a. Biaya bahan baku No A.
B.
C.
D.
Uraian Bahan baku 1. Bungkil biji jarak 2. Perekat subtotal Kemasan 1. Plastik subtotal Bahan bakar 1. Minyak tanah sub total Utilitas 1. Listrik sub total TOTAL
Harga total/satuan
Jumlah
Satuan
Harga/satuan
21.840 1.092
kg/tahun kg/tahun
400 2.000
8.736.000 2.184.000 10.920.000
88
bks/tahun
4.000
352.000 352.000
100
liter
2.800
280.000 280.000
1.200
kWh
600
720.000 720.000 12.272.000
b. Biaya pemeliharaan No
Fasilitas
a b c d e
Pengempa briket Loyang besar timbangan kompor peralatan lain TOTAL
Nilai Investasi 8.000.000 300.000 200.000 40.000 100.000
Perawatan/th 6 4 3 3 4
Biaya/bulan
Biaya/tahun
30.000 1.000 500 100 333 31.933
360.000 12.000 6.000 1.200 4.000 383.200
c. Biaya untuk gaji pegawai No. 1
Klasifikasi Karyawan Total
Jumlah 2
Gaji/bulan 650.000
Gaji/tahun 15.600.000 15.600.000
60
Lampiran 11. Biaya operasional industri rumah tangga briket bungkil biji jarak No A. 1. 2. 3. 5. 6. B. 1. 2. 3.
Jenis Biaya Biaya Tetap Gaji Penyusutan Promosi Administrasi Pemeliharaan Sub total Biaya Variabel Biaya bahan baku Biaya utilitas Biaya bahan bakar Sub total TOTAL
Total
Thn 0
Thn 1
Thn 2
Tahun ke-3
Tahun ke-4
Tahun ke-5
Tahun ke-6
Tahun ke-7
Tahun ke-8
Tahun ke-9
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200 17.651.422
-
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200
15.600.000 868.222 500.000 300.000 383.200
11.272.000 720.000
-
7.890.400 504.000
10.144.800 648.000
11.272.000 720.000
11.272.000 720.000
11.272.000 720.000
11.272.000 720.000
11.272.000 720.000
11.272.000 720.000
11.272.000 720.000
280.000
-
196.000
252.000
280.000
280.000
280.000
280.000
280.000
280.000
280.000
12.272.000 29.923.422
61
Lampiran 12. Kebutuhan modal (a), penjualan (b) a. Kebutuhan modal No A. B. 1.
2.
Uraian Modal investasi tetap Modal kerja Operasi 1 bulan Bahan baku Kemasan BBM+energi Pemeliharaan Tenaga kerja Depresiasi Sub total Total
Jenis Modal sendiri Pinjaman
Jumlah 9.300.000
910.000
29.333 83.333 31.933 1.300.000 72.352 2.426.952 11.726.952
Komposisi 100% 0%
Nilai 11.762.952 0
b. Penjualan No 1.
Uraian Penjualan bulky TOTAL
Jumlah
Unit
Harga/unit
Thn 0
Thn 1
Thn 2
Tahun ke 3
Tahun ke 4
Tahun ke 5
Tahun ke 6
Tahun ke 7
Tahun ke 8
Tahun ke 9
18.720
kg
2.074
-
27.182.400
34.948.800
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
-
27.182.400
34.948.800
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
62
Lampiran 13. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak No 1.
2.
Uraian PENERIMAAN Hasil penjualan Total Pendapatan PENGELUARAN biaya bahan baku biaya utilitas biaya bahan bakar biaya tenaga kerja biaya penyusutan biaya promosi biaya pemeliharaan biaya investasi Total Pengeluaran LABA SEBELUM PAJAK paiak penghasilan LABA SETELAH PAJAK tahun DR = 16% Present Value Cash flow
Tahun ke 0
Tahun ke 1
Tahun ke 2
Tahun ke 3
Tahun ke 4
Tahun ke 5
Tahun ke 6
Tahun ke 7
Tahun ke 8
Tahun ke 9
-
27.182.400 27.182.400
34.948.800 34.948.800
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
11.726.952 11.726.952
7.890.400 504.000 196.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 25.941.822
10.144.800 648.000 252.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 28.396.222
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
(11.726.952)
1.240.578
6.552.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
-
-
-
-
-
-
-
-
(11.726.952)
1.240.578
6.552.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
9.208.578
1 (11.726.952)
1 0,862068966 1.069.464
2 0,743162901 4.869.633
3 0,640657674 5.899.546
4 0,552291098 5.085.816
5 0,476113015 4.384.324
6 0,410442255 3.779.589
7 0,353829530 3.258.267
8 0,305025457 2.808.851
9 0,262952980 2.421.423
(11.726.952)
(10.657.488)
(5.787.856)
111.690
5.197.506
9.581.830
13.361.419
16.619.686
19.428.537
21.849.960
NPV
IRR
NPV benefit
NPV cost
B/C ratio
21.849.960
28%
32.507.448
(10.657.488)
3,05
Pay back period 3,981
tahun
Total investment 11.726.952
BEP 25.807.230
63
Lampiran 14. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak jika harga bahan baku turun 10% No
Uraian
1.
PENERIMAAN
2.
Tahun ke 0
Tahun ke 1
Tahun ke 2
Tahun ke 3
Tahun ke 4
Tahun ke 5
Tahun ke 6
Tahun ke 7
Tahun ke 8
Tahun ke 9
Hasil penjualan
-
27.182.400
34.948.800
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
Total Pendapatan
-
27.182.400
34.948.800
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
38.832.000
biaya bahan baku
-
7.101.360
9.130.320
10.144.800
10.144.800
10.144.800
10.144.800
10.144.800
10.144.800
10.144.800
biaya utilitas
-
504.000
648.000
720.000
720.000
720.000
720.000
720.000
720.000
720.000
biaya bahan bakar
-
196.000
252.000
280.000
280.000
280.000
280.000
280.000
280.000
280.000
biaya tenaga kerja
-
15.600.000
15.600.000
15.600.000
15.600.000
15.600.000
15.600.000
15.600.000
15.600.000
15.600.000 868.222
PENGELUARAN
biaya penyusutan
-
868.222
868.222
868.222
868.222
868.222
868.222
868.222
868.222
biaya promosi
-
500.000
500.000
500.000
500.000
500.000
500.000
500.000
500.000
500.000
biaya pemeliharaan
-
383.200
383.200
383.200
383.200
383.200
383.200
383.200
383.200
383.200
biaya investasi
11.726.952
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Total Pengeluaran
11.726.952
25.152.782
27.381.742
28.496.222
28.496.222
28.496.222
28.496.222
28.496.222
28.496.222
28.496.222
(11.726.952)
2.029.618
7.567.058
10.335.778
10.335.778
10.335.778
10.335.778
10.335.778
10.335.778
10.335.778
-
-
-
-
-
-
-
-
7.567.058
10.335.778
10.335.778
10.335.778
10.335.778
10.335.778
10.335.778
10.335.778
LABA SEBELUM PAJAK paiak penghasilan LABA SETELAH PAJAK tahun
(11.726.952)
2.029.618
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0,862068966
0,743162901
0,640657674
0,552291098
0,476113015
0,410442255
0,353829530
0,305025457
0,262952980
Present Value
(11.726.952)
1.749.670
5.623.557
6.621.695
5.708.358
4.920.998
4.242.240
3.657.103
3.152.675
2.717.824
Cash flow
(11.726.952)
(9.977.281)
(4.353.725)
2.267.971
7.976.329
12.897.327
17.139.567
20.796.670
23.949.346
26.667.169
NPV
IRR
NPV benefit
NPV cost
B/C ratio
26.667.169
34%
36.644.451
(9.977.281)
3,67
Pay back period 3,66
tahun
DR = 16%
Total investment 11.726.952
BEP 24.756.567
64
Lampiran 15. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak jika harga bahan baku naik 10% No 1.
2.
Uraian PENERIMAAN Hasil penjualan Total Pendapatan PENGELUARAN biaya bahan baku biaya utilitas biaya bahan bakar biaya tenaga kerja biaya penyusutan biaya promosi biaya pemeliharaan biaya investasi Total Pengeluaran LABA SEBELUM PAJAK paiak penghasilan LABA SETELAH PAJAK tahun DR = 16% Present Value Cash flow
Tahun ke 0
Tahun ke 1
Tahun ke 2
Tahun ke 3
Tahun ke 4
Tahun ke 5
Tahun ke 6
Tahun ke 7
Tahun ke 8
Tahun ke 9
-
27.182.400 27.182.400
34.948.800 34.948.800
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
38.832.000 38.832.000
11.726.952 11.726.952
8.679.440 504.000 196.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 26.730.862
11.159.280 648.000 252.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.410.702
12.399.200 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 30.750.622
12.399.200 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 30.750.622
12.399.200 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 30.750.622
12.399.200 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 30.750.622
12.399.200 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 30.750.622
12.399.200 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 30.750.622
12.399.200 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 30.750.622
(11.726.952)
451.538
5.538.098
8.081.378
8.081.378
8.081.378
8.081.378
8.081.378
8.081.378
8.081.378
-
-
-
-
-
-
-
-
(11.726.952)
451.538
5.538.098
8.081.378
8.081.378
8.081.378
8.081.378
8.081.378
8.081.378
8.081.378
1 (11.726.952)
1 0,862068966 389.257
2 0,743162901 4.115.709
3 0,640657674 5.177.397
4 0,552291098 4.463.273
5 0,476113015 3.847.649
6 0,410442255 3.316.939
7 0,353829530 2.859.430
8 0,305025457 2.465.026
9 0,262952980 2.125.022
(11.726.952)
(11.337.695)
(7.221.986)
(2.044.590)
2.418.683
6.266.332
9.583.271
12.442.702
14.907.727
17.032.750
NPV
IRR
NPV benefit
NPV cost
B/C ratio
17.032.750
23%
28.370.445
(11.337.695)
2,50
Pay back period 4,39
tahun
Total investment 11.726.952
BEP 26.951.025
65
Lampiran 16. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak jika harga jual naik 10% No 1.
2.
Uraian PENERIMAAN Hasil penjualan Total Pendapatan PENGELUARAN biaya bahan baku biaya utilitas biaya bahan bakar biaya tenaga kerja biaya penyusutan biaya promosi biaya pemeliharaan biaya investasi Total Pengeluaran LABA SEBELUM PAJAK paiak penghasilan
Tahun ke 0
Tahun ke 1
Tahun ke 2
Tahun ke 3
Tahun ke 4
Tahun ke 5
Tahun ke 6
Tahun ke 7
Tahun ke 8
Tahun ke 9
-
29.900.640 29.900.640
38.443.680 38.443.680
42.715.200 42.715.200
42.715.200 42.715.200
42.715.200 42.715.200
42.715.200 42.715.200
42.715.200 42.715.200
42.715.200 42.715.200
42.715.200 42.715.200
11.726.952 11.726.952
7.890.400 504.000 196.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 25.941.822
10.144.800 648.000 252.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 28.396.222
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
(11.726.952)
3.958.818
10.047.458
13.091.778
13.091.778
13.091.778
13.091.778
13.091.778
13.091.778
13.091.778
-
-
-
-
-
-
-
-
LABA SETELAH PAJAK tahun DR = 16% Present Value
(11.726.952)
3.958.818
10.047.458
13.091.778
13.091.778
13.091.778
13.091.778
13.091.778
13.091.778
13.091.778
1 (11.726.952)
1 0,862068966 3.412.774
2 0,743162901 7.466.898
3 0,640657674 8.387.348
4 0,552291098 7.230.472
5 0,476113015 6.233.166
6 0,410442255 5.373.419
7 0,353829530 4.632.258
8 0,305025457 3.993.325
9 0,262952980 3.442.522
Cash flow
(11.726.952)
(8.314.178)
(847.280)
7.540.068
14.770.540
21.003.706
26.377.125
31.009.382
35.002.708
38.445.230
NPV
IRR
NPV benefit
NPV cost
B/C ratio
38.445.230
48%
46.759.408
(8.314.178)
5,62
Pay back period 3,10
tahun
Total investment 11.726.952
BEP 24.766.911
66
Lampiran 17. Aliran arus kas (cash flow) industri rumah tangga briket bungkil biji jarak jika harga jual turun 10% No 1.
2.
Uraian PENERIMAAN Hasil penjualan Total Pendapatan PENGELUARAN biaya bahan baku biaya utilitas biaya bahan bakar biaya tenaga kerja biaya penyusutan biaya promosi biaya pemeliharaan biaya investasi Total Pengeluaran LABA SEBELUM PAJAK paiak penghasilan
Tahun ke 0
Tahun ke 1
Tahun ke 2
Tahun ke 3
Tahun ke 4
Tahun ke 5
Tahun ke 6
Tahun ke 7
Tahun ke 8
Tahun ke 9
-
24.464.160 24.464.160
31.453.920 31.453.920
34.948.800 34.948.800
34.948.800 34.948.800
34.948.800 34.948.800
34.948.800 34.948.800
34.948.800 34.948.800
34.948.800 34.948.800
34.948.800 34.948.800
11.726.952 11.726.952
7.890.400 504.000 196.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 25.941.822
10.144.800 648.000 252.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 28.396.222
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
11.272.000 720.000 280.000 15.600.000 868.222 500.000 383.200 29.623.422
(11.726.952)
(1.477.662)
3.057.698
5.325.378
5.325.378
5.325.378
5.325.378
5.325.378
5.325.378
5.325.378
-
-
-
-
-
-
-
-
LABA SETELAH PAJAK tahun DR = 16% Present Value
(11.726.952)
(1.477.662)
3.057.698
5.325.378
5.325.378
5.325.378
5.325.378
5.325.378
5.325.378
5.325.378
1 (11.726.952)
1 0,862068966 (1.273.847)
2 0,743162901 2.272.368
3 0,640657674 3.411.744
4 0,552291098 2.941.159
5 0,476113015 2.535.482
6 0,410442255 2.185.760
7 0,353829530 1.884.276
8 0,305025457 1.624.376
9 0,262952980 1.400.324
Cash flow
(11.726.952)
(13.000.799)
(10.728.431)
(7.316.687)
(4.375.528)
(1.840.046)
345.714
2.229.989
3.854.365
5.254.689
NPV
IRR
NPV benefit
NPV cost
B/C ratio
5.254.689
7%
18.255.488
(13.000.799)
1,40
Pay back period 6,14
tahun
Total investment 11.726.952
BEP 27.203.839
67
