DIKLAT TEKNOLOGI BIOBRIKET BAGI GURU
MODUL
PENGELOLAAN BAHAN BAKU BIOBRIKET DAN ASAP CAIR
Disusun oleh: Weni Murfihenni, ST.,M.Pd Dedy Hermawan, S.Pd.,M.Pd Editor oleh: Niamul Huda, ST., M.Pd Didukungi oleh:
TEACHING BIOMASS TECHNOLOGIES AT MEDIUM TECHNICAL SCHOOLS Dikembangkan oleh: ETC Foundation the Netherlands
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Pusat Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Mesin dan Teknik Industri/ TEDC Bandung Maret 2014
i
KATA PENGANTAR Buku Modul ini dimaksudkan untuk memandu peserta pendidikan dan pelatihan kompetensi untuk melaksanakan tugas kegiatan belajar di tempat diklat ataupun di tempat masing-masing. Dengan demikian
diharapkan setiap peserta diklat akan
berusaha untuk melatih diri memecahkan berbagai persoalan sesuai dengan tuntutan kompetensi yang akan dipilih. Di dalam buku modul ini diberikan kegiatan belajar, tugas- tugas dan tes formatif dimana seluruh kegiatan tersebut diharapkan dikerjakan/dilakukan secara mandiri/kelompok oleh setiap peserta diklat
untuk melatih kemampuan dirinya
dalam
memecahkan berbagai persoalan Dalam pelaksanaanya seluruh kegiatan dilakukan oleh setiap peserta/siswa dengan arahan Pembimbing/Instruktur yang ditugaskan, dan pada akhir diklat seluruh materi dari modul ini akan diujikan
secara mandiri untuk memenuhi tuntutan
kompetensi dan standar pekerjaan/perusahaan. Materi pembelajaran atau bahan dari modul dan tugas-tugas ini diambil dari beberapa buku referensi yang dipilih dan juga buku referensi tersebut sebagai bahan bacaan yang dianjurkan untuk memperkaya penguasaan kompetensi peserta diklat. Diharapkan setiap peserta pelatihan setelah mempelajari dan melaksanakan semua petunjuk dari modul ini secara tuntas, akan mempunyai kompetensi sesuai dengan tuntutan pekerjaan sebagai tenaga pelaksana pemeliharaan Teknik Energi Terbarukan.
Bandung, 13 Maret 2014 Kepala PPPPTK BMTI,
Dr. Dedy H. Karwan, MM NIP. 19560930 198103 1 003
i
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ..................................................................................................... i DAFTAR ISI ................................................................................................................. ii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... iv DAFTAR TABEL ......................................................................................................... vi PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ....................................................................... vii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... 1 A.
Latar Belakang. .......................................................................................... 1
B.
Deskripsi Singkat. ...................................................................................... 2
C.
Tujuan Pembelajaran. ................................................................................ 2
D.
Materi Pokok dan Sub Materi Pokok .......................................................... 3
BAB II KEGIATAN PEMBELAJARAN .......................................................................... 5 A.
Materi Pokok 1: Pengertian Biomassa ....................................................... 5 1. Indikator Keberhasilan .......................................................................... 5 2. Uraian Materi ........................................................................................ 5 3. Rangkuman ........................................................................................ 15 4. Evaluasi Materi Pokok ........................................................................ 15 5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut.......................................................... 16
B.
Materi Pokok 2: Karakteristik Biomassa untuk Bahan Bakar ................... 17 1. Indikator keberhasilan ........................................................................ 17 2. Uraian Materi ...................................................................................... 17 3. Rangkuman ........................................................................................ 19 4. Evaluasi Materi Pokok ........................................................................ 20 5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut.......................................................... 20
C.
Materi Pokok 3: Jenis Bahan Baku Biobriket ........................................... 21 1. Indikator keberhasilan ........................................................................ 21 2. Uraian Materi ...................................................................................... 21 3. Rangkuman ........................................................................................ 31 4. Evaluasi Materi Pokok ........................................................................ 32 5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut.......................................................... 32
D.
Materi Pokok 4: Pengelolaan Bahan Baku Biobriket ................................ 33
ii
1. Indikator keberhasilan ........................................................................ 33 2. Uraian Materi ...................................................................................... 33 3. Rangkuman ........................................................................................ 39 4. Evaluasi Materi Pokok ........................................................................ 40 5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut.......................................................... 40 E.
Materi Pokok 5: Prinsip Pengelolaan Limbah Sebagai Bahan Baku Briket41 1. Indikator keberhasilan ........................................................................ 41 2. Uraian Materi ...................................................................................... 41 3. Rangkuman ........................................................................................ 60 4. Evaluasi Materi Pokok ........................................................................ 61 5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut.......................................................... 61
F.
Materi Pokok 6: Pengolahan Bahan Biobriket Tempurung Kelapa........... 62 1. Indikator keberhasilan ........................................................................ 62 2. Uraian Materi ...................................................................................... 62 3. Rangkuman ........................................................................................ 71 4. Evaluasi Materi Pokok ........................................................................ 72 5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut.......................................................... 72
BAB III PENUTUP ..................................................................................................... 73 KUNCI JAWABAN .................................................................................................... 74 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 77 LAMPIRAN – LAMPIRAN .......................................................................................... 78
iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Biobriket dan kompor biobriket ...................................................................... 1 Gambar 2. Sumber energi matahari tersimpan pada tumbuhan ...................................... 6 Gambar 3. Siklus bioenergi ............................................................................................. 6 Gambar 4. Sumber biomassa .......................................................................................... 7 Gambar 5. Alur proses produksi energi dari biomassa .................................................. 10 Gambar 6. Beragam proses produksi bahan energi dari biomassa ............................... 10 Gambar 7. Diagram perbandingan proses produksi biomassa dan produk yang dihasilkan....................................................................................................................... 11 Gambar 8. Diagram kandungan C, H, dan O pada macam-macam biomassa .............. 17 Gambar 9. Komposisi Biomassa ................................................................................... 18 Gambar 10. Sekam padi ................................................................................................ 23 Gambar 11. Ranting kayu .............................................................................................. 23 Gambar 12. Kulit jagung ................................................................................................ 24 Gambar 13. Limbah jerami ............................................................................................ 24 Gambar 14. Limbah tempurung kelapa ......................................................................... 25 Gambar 15. Kayu hutan ................................................................................................ 25 Gambar 16. Ampas tebu................................................................................................ 26 Gambar 17. Arang kayu jati ........................................................................................... 27 Gambar 18. Serbuk gergaji dan arang serbuk gergaji ................................................... 28 Gambar 19. Arang sekam padi. ..................................................................................... 29 Gambar 20. Arang tempurung kelapa ........................................................................... 30 Gambar 21. Serasah daun ............................................................................................ 30 Gambar 22. Buah mahoni.............................................................................................. 31 Gambar 23. Prinsip pengelolaan limbah ........................................................................ 41 Gambar 24. Prinsip reduce ............................................................................................ 42 Gambar 25. Prinsip reuse. ............................................................................................. 43 Gambar 26. Logo recycle .............................................................................................. 43 Gambar 27. Briket arang tempurung kelapa .................................................................. 44 Gambar 28. Agen minyak tanah .................................................................................... 46 Gambar 29. Hutan hijau................................................................................................. 47 iv
Gambar 30. Limbah tempurung kelapa ......................................................................... 48 Gambar 31. Gas elpiji .................................................................................................... 49 Gambar 32. Biobriket ( Briket arang tempurung kelapa) ............................................... 49 Gambar 33. Tepung kanji/ tapioka................................................................................. 52 Gambar 34. Tempurung kelapa ..................................................................................... 52 Gambar 35. Air .............................................................................................................. 53 Gambar 36. Mesin penepung arang .............................................................................. 54 Gambar 37. Mesin pencampur adonan/mixer................................................................ 54 Gambar 38. Mesin pencetak briket ................................................................................ 55 Gambar 39. Alat oven briket .......................................................................................... 55 Gambar 40. Tungku pirolisis untuk pengarangan .......................................................... 56 Gambar 41. Asap cair tempurung kelapa ...................................................................... 57 Gambar 42. Arang tempurung kelapa ........................................................................... 57 Gambar 43. Tepung arang tempurung .......................................................................... 58 Gambar 44. Alat pencampur adonan briket. .................................................................. 58 Gambar 45. Lem kanji/ tapioka ...................................................................................... 59 Gambar 46. Alat pencetak briket ................................................................................... 60 Gambar 47. Alat pengering/ oven .................................................................................. 60 Gambar 48. Penjemuran briket alami ............................................................................ 60
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Residence time t and temperature .................................................................. 12 Tabel 2. Sumber bioenergy generasi kedua (hasil konversi pertama) ........................... 13 Tabel 3. Contoh kualitas mutu briket ............................................................................. 22 Tabel 4. Kandungan abu dari berbagai macam biomassa ............................................ 51
vi
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
1. Pelajari daftar isi serta skema kedudukan modul dengan cermat dan teliti. Karena dalam skema modul akan nampak kedudukan modul yang sedang Anda pelajari dengan modul-modul yang lainnya. 2. Kerjakan soal-soal untuk mengukur sampai sejauh mana pengetahuan yang telah Anda miliki 3. Perhatikan
langkah-langkah
dan
lakukan
pekerjaan
dengan
benar
untuk
mempermudah dalam memahami suatu proses pekerjaan 4. Pahami setiap materi teori dasar yang akan menunjang dalam penguasaan suatu pekerjaan dengan membaca secara teliti. Kemudian kerjakan soal-soal evaluasi sebagai sarana latihan 5. Untuk menjawab tugas soal usahakan memberi jawaban yang singkat, jelas dan kerjakan sesuai dengan kemampuan Anda setelah mempelajari modul ini 6. Bila terdapat penugasan, kerjakan tugas tersebut dengan baik dan bilamana perlu konsultasikan hasil tersebut pada widyaiswara/ instruktur 7. Catatlah kesulitan yang Anda dapatkan dalam modul ini untuk ditanyakan pada widyaiswara/ instruktur pada saat kegiatan tatap muka. Bacalah referensi lainnya yang berhubungan dengan materi modul agar Anda mendapatkan tambahan pengetahuan.
vii
BAB I PENDAHULUAN A.
Latar Belakang. Kebutuhan bahan bakar semakin meningkat seiring bertambahnya jumlah
penduduk. Penggunaan bahan bakar gas dan minyak tidak sepenuhnya bisa dilakukan oleh sebagian masyarakat karena terbatasnya kemampuan ekonomi, kelangkaan bahan bakar dan kesulitan menghilangkan kebiasaan penggunaan bahan bakar dari bahan bakar sebelumnya ke bahan bakar gas. Arang merupakan bahan bakar tertua yang telah digunakan oleh manusia. Ketika manusia pertama kali mengenal api bersamaan dengan itu pulalah arang mulai dikenal. Pada awal perkembangannya, kayu adalah sumber bahan bakar yang paling banyak dipakai karena mudah didapat dan sederhana penggunaannya. Namun dewasa ini tekanan terhadap hutan sangatlah berat sehingga mengurangi persediaan
kayu
sebagai
bahan
bakar.
Untuk
itu
diperlukan
alternatif
penggantiannya, dan salah satunya adalah pembuatan briket arang. Dengan penggunaan briket arang sebagai bahan bakar maka kita dapat menghemat penggunaan kayu sebagai hasil utama dari hutan. Selain itu penggunaan briket arang dapat menghemat pengeluaran biaya untuk membeli minyak tanah atau gas elpiji.
Gambar 1. Biobriket dan kompor biobriket Dengan semakin sulit dan mahalnya bahan bakar pada masa sekarang, bahan bakar alternatif biomassa menjadi pilihan, salah satunya adalah bahan bakar
1
dari tempurung kelapa. Tempurung kelapa yang dijadikan arang dan dibentuk menjadi briket (biobriket) memiliki
banyak keunggulan bila dibandingkan dengan
bahan bakar lainnya.
Berbagai hal menarik yang menjadi alasan bahan bakar alternatif biobriket harus dikembangkan antara lain:
Bahan baku biomassa untuk biobriket mudah didapat dan harganya murah.
Biobriket dapat mempunyai nilai kalori yang cukup(dengan melalui rekayasa)
Bersifat ramah lingkungan (dimana CO2 berasal dari tanaman dapat diperbaharui)
Selain itu biobriket mudah dibuat/diolah dengan teknologi yang sederhana.
Perkembangan selanjutnya tempurung kelapa tidak saja dijadikan biobriket arang namun asap dari proses pengarangannya juga dimanfaatkan untuk dijadikan asap cair yang banyak dimanfaatkan dalam dunia farmasi maupun untuk kepentingan industri makanan. Melalui teknologi yang sederhana proses pembuatan briket maupun asap cair yang berasal dari biomassa khususnya tempurung kelapa semakin diminati masyarakat. Namun permintaan konsumen akan briket dan asap cair tidak selalu dapat dipenuhi karena walaupun bahan baku yang melimpah di negara kita namun jika tidak dikelola dengan baik maka proses produksi dapat menemui banyak kendala, untuk itulah pengelolaan dan pengolahan bahan perlu dilakukan.
B.
Deskripsi Singkat.
Modul ini merupakan salah satu modul dari paket diklat yang mempelajari tentang pengolahan biomassa menjadi bahan bakar briket dan asap cair. Modul ini akan diawali dengan mengulas secara singkat tentang pengertian biomassa, macammacam jenis bahan bakar yang bisa diproduksi dari biomassa dan kegunaannya, serta membahas tentang pengelolaan dan pengolahan bahan baku dari biomassa untuk dijadikan biobriket dan asap cair.
C.
Tujuan Pembelajaran.
Setelah mempelajari modul ini diharapkan Anda dapat: 1. Mendeskripsikan pengertian biomassa 2
2. Menjelaskan karakteristik biomassa yang dijadikan bahan bakar 3. Memilih bahan baku untuk membuat biobriket dan asap cair 4. Menjelaskan cara pengelolaan bahan baku biobriket dan asap cair 5. Menjelaskan prinsip-prinsip pengelolaan limbah sebagai bahan baku biobriket dan asap cair 6. Menjelaskan dasar pengolahan bahan biobriket tempurung kelapa
D.
Materi Pokok dan Sub Materi Pokok
Materi Pokok
Sub Materi Pokok
1. Pengertian biomassa
2. Karakteristik biomassa
Definisi biomassa
Sumber biomassa
Biomassa menjadi bioenergi
Unsur utama biomassa
Pengaruh kandungan biomassa
3. Bahan baku biobriket dan Jenis-jenis bahan baku biobriket dan asap asap cair
cair
4. Pengelolaan bahan baku Tujuan pengelolaan biobriket dan asap cair
Karakteristik bahan biobriket dan asap cair Tujuan penyimpanan Kapasitas penyimpanan Penanganan awal (pre treatment) bahan biomassa
5. Prinsip-prinsip
a. Prinsip-prinsip
pengelolaan sebagai
limbah
bahan
baku
biobriket dan asap cair
pengelolaan
limbah
sebagai bahan baku biobriket dan asap cair b. Alat dan bahan yang perlu dipersiapkan untuk membuat biobriket dan asap cair
6. Pengolahan biobriket kelapa
bahan c. Karakteristik biobriket tempurung d. Proses pembuatan biobriket sederhana e. Teknologi pembriketan 3
f. Aspek-aspek
yang
mendasar
dalam
pembriketan
4
BAB II KEGIATAN PEMBELAJARAN A. Materi Pokok 1: Pengertian Biomassa 1. Indikator Keberhasilan Setelah mempelajari materi ini peserta diharapkan mampu menjelaskan : a. Definisi biomassa b. Bermacam-macam sumber biomassa yang bisa dijadikan sumber energi c. Pengertian proses konversi biomassa menjadi bioenergi
2. Uraian Materi Apa Biomassa itu? Biomassa adalah semua bahan organik seperti kayu, hasil pertanian, rumput laut, kotoran hewan, yang bisa digunakan sebagai sumber energi. Biomassa mungkin sumber energi tertua setelah matahari. Selama ribuan tahun, manusia telah menggunakan kayu bakar untuk menghangatkan rumah dan memasak makanan mereka. Biomassa memperoleh energi dari sinar matahari. Semua bahan organik menyimpan energi yang berasal dari matahari. Proses ini disebut photosynthesis, sinar matahari memberi energi pada tanaman untuk mengubah air dan karbondioksida menjadi oksigen dan gula. Zat gula ini disebut karbohidrat yang disimpan sebagai sumber energi bagi tanaman dan hewan yang memakan tanaman tersebut. Makanan yang kaya akan karbohidrat merupakan sumber energi yang baik bagi tubuh manusia. Biomassa merupakan sumber energi yang terbarukan karena persediaannya tidak terbatas, seperti tumbuhan-tumbuhan, pertanian, maupun limbah yang dihasilkan akan selalu tersedia.
Biomassa adalah semua materi tanaman hidup serta limbah organik berasal dari tanaman, manusia, kehidupan laut, dan hewan. Biomassa sebagai "penyimpanan" energi sinar matahari.
5
Gambar 2. Sumber energi matahari tersimpan pada tumbuhan (http://www.sc.chula.ac.th/department/Chemical_Technology/research/topic_bioenergy.htm)
Penggunaan biomassa sebagai energi pada prinsipnya adalah pengembalian dari proses fotosintesis. Pengembalian energi ini dapat dilepaskan ketika tanaman atau limbah dibakar atau dikonversi menjadi bahan bakar.
Gambar 3. Siklus bioenergi 6
http://www.energyfool.com/site/?q=renewable-energy/biomass-subcat
Apa Saja Sumber Biomassa Itu ? Secara umum sumber biomassa bisa berasal dari: a. Hasil hutan dan limbahnya b. Hasil pertanian dan limbahnya c. Limbah ternak d. Limbah industri e. Sampah perkotaan f. Kotoran ternak maupun manusia
. Gambar 4. Sumber biomassa http://www.biomassainnovation.ca/biomassandbioenergy.html
7
Biomass atau Bukan?
Training course on Renewable Energy
Bagaimana biomassa menjadi Bioenergi ? Biomassa dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar dalam bentuk padat, bahkan dapat dimanfaatkan untuk produksi energi listrik, panas, dan bahan kimia untuk bahan bakar (biofuel) setelah dikonversi dalam bentuk cair atau gas. Teknologi konversi biomassa mengkonversi biofuel menjadi bentuk yang dapat digunakan untuk pembangkit energi. Biasanya perbedaan dibuat antara proses konversi bioenergi primer dan sekunder dan juga antara sumber daya primer dan sekunder biomassa. Biofuel primer (belum diolah) pada dasarnya berasal dari bahan organik yang masih dalam bentuk alami (seperti hasil pertanian dan perhutanan). Bahan bakar tersebut langsung dibakar, biasanya untuk memasok bahan bakar untuk memasak, pemanas ruangan atau produksi kebutuhan listrik, meskipun ada juga aplikasi industri kecil dan skala besar untuk penggalangan uap dan proses lain yang membutuhkan proses suhu rendah sampai menengah. Biofuel sekunder (olahan) dari padatan (misalnya arang), 8
cairan (misalnya alkohol, minyak sayur) atau gas (seperti biogas sebagai campuran metana dan karbon dioksida), dapat digunakan untuk berbagai aplikasi yang lebih luas dengan efisiensi yang lebih tinggi. Tujuan pengolahan biofuel (bahan bakar yang dihasilkan langsung atau tidak langsung dari biomassa) adalah untuk menyediakan bahan bakar dengan karakteristik bahan bakar yang jelas dan memastikan konversi teknis sederhana dan ramah lingkungan menjadi energi yang berguna. Dengan adanya bahan bakar yang jelas spesifikasinya seperti itu maka diharapkan dapat memperkecil masalah dan untuk memenuhi persyaratan pasokan yang efisien dan nyaman. Bahan bakar hasil upgrade dapat digunakan pada mesin khusus yang sudah disesuaikan misalnya; turbin, boiler atau oven untuk menyediakan energi panas dan/atau mekanik, yang pada gilirannya dapat dikonversi menjadi energi listrik. Selain itu, bahan bakar gas cair dan (berpotensi) dapat digunakan secara langsung, atau setelah diolah terlebih dahulu, sebagai bahan bakar transportasi. Secara garis besar rangkaian proses produksi energi dari biomassa dapat dilihat dari diagram berikut ini.
biomas s
- woody - sugar - oil c. cont.
fuel preparati - sizing on - compacting - drying - transport sieving - storage - etc.
conversio
product
n - thermal - fysical - biochemical
- heat - electricity -
Biomass resources Biofuels Preparation
fuel
Conversion
Bioenergy
9
Gambar 5. Alur proses produksi energi dari biomassa
Pembakaran Langsung
Tungku/boiler
Panas
Bahan bakar padat
Pengarangan
Pirolisis
Konversi Termokimiawi
Gasifikasi
Syngas/ Gas fuel
Bahan bakar cair
Indirect liquifaction Biomassa
Direct liquifaction
Esterifikasi/ transesterifikasi
Biodiesel
Pencernaan anaerobik
Gas metan
Fermentasi Hidroklisis
Etanol
Konversi Biokimiawi
Gambar 6. Beragam proses produksi bahan energi dari biomassa
10
Energy % 100% heat 80%
product gas
sensible heat product gas
60% tar / oil
product gas
heat
tar / pyrolysis oil
40% char coal 20%
char coal
0%
Pyrolysis
Gasification
Combustion
Gambar 7. Diagram perbandingan proses produksi biomassa dan produk yang dihasilkan
3
Vreactor [m ] [s] 3 v ,biomassa[ m s ]
11
Tabel 1. Residence time t and temperature
Sumber utama bioenergi (biofuel generasi pertama) seperti: sisa hasil hutan dan sisa hasil perkebunan setelah melalui proses konversi pertama dapat ditingkatkan atau dikonversi menjadi biofuel generasi kedua dengan berbagai cara seperti: a. Mekanik (misalnya kominusi, densifikasi, ekstraksi) b. Thermo-kimia (misalnya pirolisis, gasifikasi, karbonisasi, pencairan) c. Biologi (misalnya pencernaan anaerobik, fermentasi etanol) d. Kimia (misalnya esterifikasi, yaitu produksi biodiesel).
Berbagai teknologi konversi bioenergi tersebut mengasilkan tiga jenis utama biofuel, yaitu: padat, cair, maupun gas.
12
Tabel 2. Sumber bioenergy generasi kedua (hasil konversi pertama) Padat
Cair
Konversi mekanikal tanpa kompresi: chip, serbuk gergaji, dll
Konversi mesin dengan kompresi: pelet, briket, gumpalan/bulatan, dll
Konversi thermo-kimia: arang (kayu)
Alkohol -
Konversi biologis (fermentasi): etanol (tanaman gula, pati tanaman)
-
Konversi biologis (hidrolisis enzimatik, fermentasi): etanol (kayu)
-
Konversi thermo-kimia (FT): etanol (semua biomassa padat)
-
Konversi thermo-kimia (beberapa proses): metanol (kayu, tanaman, limbah)
Konversi kimia: metanol (biometana)
Eter -
Konversi kimia: ETBE (etanol)
-
Konversi kimia: MTBE (metanol)Plant oils and biodiesel
-
Mekanik konversi (ekstraksi): Minyak nabati murni ((tanaman minyak)
-
Konversi kimia (esterifikasi): biodiesel (minyak, limbah limbah pabrik lemak dan industri berbasis)
Minyak Pirolisis -
Konversi thermo-kimia: biocrude, bio-oil (semua biomassa padat)
-
Konversi thermo-kimia (depolymerisation termal, pirolisis hidro): bio-oil (biowaste basah)
-
Konversi kimia bio-oil: berbagai synfuels (syndiesel, syngasoline, synmethanol, syncrude
1)
Liquefaction -
Termokimia konversi - (proses FT (pencairan tidak langsung melalui gas sintesis untuk synfuels): diesel, gasolin, minyak tanah dan synfuels lainnya (semua biomassa padat, cairan hitam)
-
Termokimia konversi - proses Bergius (pencairan langsung/ hidrogenasi): berbagai synfuels (semua biomassa padat)
-
Termokimia konversi - hidrotermal retak, HTU proses, dll (pencairan langsung): berbagai synfuels (biowaste basah, semua biomassa padat))
Gas
Biogas (dan gas dari Tempat Pembuangan Akhir) 13
-
Konversi
biologis
(anaerobic
digestion):
metana,
hidrogen
(biowaste, tanaman)
Gas Sintesis dan synfuels -
Konversi thermo-kimia (gasifikasi) ke syngas (gas kayu): hidrogen, karbon monoksida, metana (semua biomassa padat)
-
Konversi thermo-kimia syngas untuk synfuels (FT proses): metana, LPG, DME
Lainnya
-
Thermo-kimia, dan biologi elektrokimia konversi: hidrogen (kayu, tanaman, limbah, air)
-
Kimia konversi: DME (metana, metanol)
-
Konversi thermo-kimia: gas pirolisis (kayu, tanaman) (gas kayu, syngas)
Untuk konversi tahap lebih lanjut dari panas yang dihasilkan biofuel sekunder dapat diolah menjadi energi listrik maupun mekanik dengan menggunakan perangkat energi mekanis seperti turbin uap, mesin piston uap, mesin Stirling, turbin ORC, turbin mikro, turbin gas, mesin pemicu pengapian dan mesin kompresi pengapian.
Biomassa = bahan non-fosil asal biologis
Biofuel = bahan bakar yang dihasilkan secara langsung atau tidak langsung dari biomassa Bioenergi = energi yang berasal dari biofuel
14
3. Rangkuman
Biomassa adalah semua materi tanaman hidup serta limbah organik berasal dari tanaman,
manusia,
kehidupan
laut,
dan
hewan.
Biomassa
sebagai
"penyimpanan" energi sinar matahari.
Secara umum sumber biomassa bisa berasal dari: -
Hasil hutan dan limbahnya
-
Hasil pertanian dan limbahnya
-
Limbah ternak
-
Limbah industri
-
Sampah perkotaan
-
Kotoran ternak maupun manusia
Konversi bioenergi adalah proses merubah biomassa menjadi bahan bakar atau biofuel melalui proses : -
Mekanik (misalnya kominusi, densifikasi, ekstraksi)
-
Thermo-kimia (misalnya pirolisis, gasifikasi, karbonisasi, pencairan)
-
Biologi (misalnya pencernaan anaerobik, fermentasi etanol)
-
Kimia (misalnya esterifikasi, yaitu produksi biodiesel).
Konversi lebih lanjut dapat menghasilkan energi listrik ataupun mekanik.
4. Evaluasi Materi Pokok Carilah sebanyak-banyaknya bahan-bahan biomassa di sekitar Anda yang berpotensi untuk dijadikan bahan bakar (biofuel), tuliskan juga jenis proses konversinya dengan menggunakan instrumen di bawah ini !
Bahan Biomassa Contoh : Kulit pisang
Potensi biofuel Bioetanol
Proses yang diperlukan Fermentasi
15
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Setelah melakukan latihan dan menjawab soal-soal evaluasi materi pokok, dan jawaban Anda minimal mencapai 80% benar maka Anda dipersilakan melanjutkan pada materi pembelajaran berikutnya tentang karakteristik bahan bakar biomassa.
16
B. Materi Pokok 2: Karakteristik Biomassa untuk Bahan Bakar
1. Indikator keberhasilan Setelah mempelajari materi ini diharapkan peserta diklat mampu : a. Menjelaskan unsur utama dari biomassa b. Menjelaskan pengaruh kandungan biomassa pada proses pembuatan biofuel (bahan bakar)
2. Uraian Materi
Apa unsur utama dari Biomassa? Kandungan kimia utama dari biomassa adalah: Carbon, Hidrogen, Oksigen dengan rumus CxHyOz
Feedstock composition(wt%) dry 60
(wt%) dry
50
C(wt%) H(wt%) O(wt%) N(wt%) S (wt%) Cl(wt%) F(wt%) Br(wt%)
40 30 20 10 0
Pi
g
m
an ur e
Ch i
ck en
Ca ttl e M an ur e
M an ur e
St ra w( ba rle
St W Sa ra oo wd w( d( us wh pa t lle ea y) ts t) )
To r ri
Fi fie d
r(w
Be ec h, (<
es te rn
25 0u m
)
W illo w He m
lo ck )
(0
,0 75
Se wa ge -0 ,0 9
Fl Sl u
m m
dg e
as h
Py
ro ly
sis
O il
)
Gambar 8. Diagram kandungan C, H, dan O pada macam-macam biomassa Peter Quaak, dkk., dalam “Energy From Biomassa, a Review of Combustion And Gasification Technology”. In Series Of World Bank Technical Paper no.422 (hal 2) mengklassifikasikan komposisi biomassa dari
kandungan kelembabannya, yaitu
sebagai berikut: 17
F i g u r e 1 Biomass composition
Gambar 9. Komposisi Biomassa
Di sini ditekankan bahwa kandungan kelembaban didefinisikan sebagai jumlah air di dalamnya dan dihitung sebagai persentase bobot bahan di dalam kondisi basah (wet basis), kering (dry basis), serta kering dan bebas abu (dry and ash free basis).
Apa pengaruh dari kandungan biomassa? Karena kandungan kelembaban sangat berpengaruh pada biomassa sebagai bahan bakar, maka penting sekali dalam setiap perhitungan kandungan kelembaban dicantumkan dasar pengukurannya agar tidak rancu. Hal ini penting mengingat biomassa sering mempunyai tingkat kandungan atau rentang kelembaban yang sangat besar bila diukur dari basis basah (on a wet basis); mulai kurang dari 10% untuk bulir tanaman gandum hingga 50 – 70% untuk sisa-sisa hasil hutan. Kandungan abu didefinisikan oleh Peter Quaak, dkk., sebagai inorganic component yang juga dapat diukur seperti pada metode pengukuran kandungan kelembaban, yaitu dengan basis basah (wet basis), kering, atau kering dan bebas abu. Secara umum kandungan abu (ash content) dipresentasikan pada basis kering (dry basis) yang dapat ditemukan pada level kurang dari 0,5% pada kayu, 5 – 10% pada jennis padi-padian/ tumbuhan tertentu, hingga mencapai 30 - 40% pada sekam padi. Kandungan abu pada jenis biomassa tertentu penting diketahui karena berpengaruh 18
pada perilaku mereka di bawah pengaruh suhu tinggi di dalam ruang bakar. Hal ini disebabkan lelehan abu yang terjadi pada proses pembakaran terutama pada sistem pembakaran unggun terfluidisasi (fluidized combustion system), dapat menyebabkan gangguan kinerja pembangkit uap yang bersangkutan. Kandungan zat gerbak (volatile matter) didefinisikan sebagai bagian kandungan biomassa yang ‘terbang” bila biomassa tersebut dipanaskan dengan suhu antara 400 – 500o C. Biomassa biasanya mempunyai kandungan zat gerbak yang tinggi hingga 80% dibandingkan batu bara yang hanya mempunyai kandungan kurang dari 20% atau bahkan jauh lebih kecil pada jenis batu bara antrasit. Kandungan unsur klorin pada biomassa akan berpengaruh pada kondisi pipa-pipa uap, terutama di daerah-daerah bertemperatur tinggi seperti pada unit superheater. Jenis tumbuh-tumbuhan dengan siklus pertumbuhan yang cepat biasanya menunjukkan tingkat kandungan klorin tinggi. Unsur klorin dapat menyebabkan korosi, sehingga pemakaian jenis biomassa tersebut perlu diimbangi dengan penggunaan sistem
pembakaran
yang
sesuai
dengan
spesifikasi
biomassanya.
Untuk
mengantisipasi adanya masalah korosi, sejauh ini terdapat dua cara untuk mengatasinya. Pertama, mencampur biomassa yang mengandung unsur klorin dengan bahan bakar padat yang lain (umumnya batu bara); jadi berfungsi sebagai bahan bakar pencampur dengan rasio pencampuran tertentu. Kedua, mendesain ruang bakarnya (combustion chamber) sedemikian rupa agar masalah bahaya korosi tidak muncul atau minimal dapat dikendalikan, jika memang ada.
3. Rangkuman
Kandungan kimia utama dari biomassa adalah: Carbon, Hidrogen, Oksigen dengan rumus CxHyOz
Kandungan abu pada jenis biomassa tertentu dapat menyebabkan gangguan kinerja pembangkit uap yang bersangkutan.
Kandungan unsur klorin pada biomassa akan berpengaruh pada kondisi pipapipa uap, terutama di daerah-daerah bertemperatur tinggi seperti pada unit superheater. Unsur klorin dapat menyebabkan korosi, sehingga pemakaian jenis biomassa tersebut perlu diimbangi dengan penggunaan sistem pembakaran yang sesuai dengan spesifikasi biomassanya.
19
4. Evaluasi Materi Pokok a. Mengapa kandungan kimia yang ada dalam biomassa perlu diketahui? b. Bagaimana cara mencegah korosi akibat kandungan klorin pada biomassa?
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Setelah menjawab soal-soal evaluasi materi pokok dan jawaban Anda minimal mencapai 80% benar maka Anda dipersilakan melanjutkan pada materi pembelajaran berikutnya tentang jenis bahan baku biobriket.
20
C. Materi Pokok 3: Jenis Bahan Baku Biobriket
1. Indikator keberhasilan Setelah mempelajari materi ini diharapkan peserta diklat mampu : a. Memilih jenis-jenis bahan baku biomassa yang sesuai untuk pembuatan biobriket dan asap cair
2. Uraian Materi
Pengertian briket sendiri adalah suatu bentuk gumpalan bahan yang terbuat dari bahan lunak yang dikeraskan, sedangkan bio berarti sesuatu jasad mahluk hidup, apakah itu manusia , khewan maupun tanaman. Jadi biobriket adalah briket yang terbuat dari bahan baku berasal dari jasad hidup diantaranya nabati tumbuhan ,yaitu biomassa. Berbagai jenis bahan yang berkayu bisa digunakan sebagai bahan baku briket arang seperti berikut: a. Sekam padi, b. Serbuk gergajian, c. Limbah tempurung kelapa, d. Sabetan kayu, e. Daun dan ranting pohon, f. Ampas tebu dan lain-lain.
Bahan baku yang digunakan sebaiknya dikelompokkan menurut jenis dan bentuknya
sehingga memudahkan dalam proses pembuatan arang. Selain itu
sebaiknya bahan berada dalam kondisi kering dan siap bakar sehingga tidak mengeluarkan asap yang terlalu banyak dan mempersingkat waktu pengarangan. Hal positif dari biomassa sebagai sumber energi alternatif adalah dapat memperbaiki kualitas pembakaran karena banyak mengandung volatile matter (zat terbang) jenis H volatile sebagai NH3 (Davison et al, 1799). Demikian pula biomassa mempunyai kandungan sulfur yang lebih rendah dibanding batu bara. Biobriket dari biomassa dapat juga digunakan dalam sistem pembakaran cofiring/pembakaran bersama batu bara pada industri boiler pembangkit tenaga listrik dari uap. Fungsinya adalah mereduksi emisi karbon dioksida dengan cara mengganti 21
sebagian bahan bakar batubara yang digunakan oleh power plant. Beberapa contoh kualitas mutu briket yang berstandar tinggi seperti tertera pada tabel 1 sebagai berikut:
Tabel 3. Contoh kualitas mutu briket Sifat briket
Kadar air (%)
Abu (%)
Nilai kalori (kkal/kg)
Briket Inggris
3,59
8.26
7289
Briket Jepang
6
3-6
6000 - 7000
Briket Indonesia
Maks.8
Maks. 8
Min. 5000
(SNI 1-6235-2000)
Perbedaan briket dengan arang konvesional adalah pada bahan bakar briket terdapat penambahan bahan lain dan tingkat konsentrasi material karbonnya lebih tinggi karena adanya proses pemadatan. Dibandingkan dengan bahan bakar fosil briket biomassa mempunyai tinggkat gas emisi netto (rumah kaca) lebih rendah, karena briket dari biomassa merupakan bagian dari siklus karbon. Briket arang dari biomassa adalah bahan bakar potensial yang mengandung kadar karbon relatif tinggi dan mempunyai nilai kalori tinggi. Briket arang dibuat dari bahan bioarang yang diperoleh dengan cara pembakaran terbatas terhadap biomassa kering atau tanpa udara. Sebenarnya biomassa dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar, akan tetapi kurang efisien hasilnya karena pada umumnya biomassa mempunyai nilai kalori rendah yaitu pada kisaran 3000 kkal/kg. Jadi untuk meningkatkan efisiensi pembakaran biomassa harus dibuat bioarang sehingga nilai kalornya meningkat pada kisaran 5000 kkal/kg.
22
Gambar 10. Sekam padi
Gambar 11. Ranting kayu
23
Gambar 12. Kulit jagung
Gambar 13. Limbah jerami
24
Gambar 14. Limbah tempurung kelapa
Gambar 15. Kayu hutan
25
Gambar 16. Ampas tebu
Jenis-Jenis arang sebagai bahan baku biobriket antara lain berikut ini : a. Arang kayu Arang kayu adalah arang yang terbuat dari bahan dasar kayu. Arang kayu paling banyak digunakan untuk pekerluan memasak seperti yang dijelaskan sebelumnya. Sedangkan penggunaan arang kayu yang lainnya adalah sebagai penjernih air, penggunaan dalam bidang kesehatan, dan masih banyak lagi. Bahan kayu yang digunakan untuk dibuat arang kayu adalah kayu yang masih sehat, dalam hal ini kayu belum membusuk.
26
Gambar 17. Arang kayu jati b. Arang serbuk gergaji Arang serbuk gergaji adalah arang yang terbuat dari serbuk gergaji yang dibakar. Serbuk gergaji biasanya mudah didapat ditempat-tempat penggergajian atau tempat pengrajin kayu. serbuk gergaji adalah bahan sisa produksi yang jarang dimanfaatkan lagi oleh pemilknya. Sehingga harganya bisa terbilang murah. selain dapat untuk bahan bakar, arang serbuk gergaji biasanya dimanfaatkan untuk campuran pupuk dan dapat diolah menjadi briket arang.
27
Gambar 18. Serbuk gergaji dan arang serbuk gergaji
c. Arang sekam padi Arang sekam padi biasa digunakan sebagai pupuk dan bahan baku briket arang. Sekam yang digunakan bisa diperoleh ditempat penggilingan padi. Selain digunakan untuk arang, sekam padi juga sering dijadikan bekatul untuk pakan ternak. Arang sekam juga bisa digunakan sebagai campuran pupuk dan media tanam di persemaian. Hal ini karena sekam padi memiliki kemampuan untuk menyerap dan menyimpan air sebagai cadangan makanan.
28
Gambar 19. Arang sekam padi.
d. Arang tempurung kelapa Arang tempurung kelapa adalah arang yang berbahan dasar tempurung kelapa. Pemanfaatan arang tempurung kelapa ini ternasuk cukup strategis sebagai sektor usaha. Hal ini karena jarang masyarakat yang memanfaatkan tempurung kelapanya. Selain dimanfaatkan dengan dibakar langsung, tempurung kelapa dapat dijadikan sabagai bahan dasar briket arang. Tempurung kelapa yang akan dijadikan arang harus dari kelapa yang sudah tua, karena lebih padat dan kandungan airnya lebih sedikit dibandingkan dari kelapa yang masih muda. Harga jual arang tempurung kelapa terbilang cukup tinggi. Karena selain berkualitas tinggi, untuk mendapatkan tempurung kelapanya juga terbilang sulit dan harganya cukup mahal.
29
Gambar 20. Arang tempurung kelapa e. Arang serasah Arang serasah adalah arang yang terbuat dari serasah atau sampah dedaunan. Bila dibandingkan dengan bahan arang lain, serasah termasuk bahan yang paling mudah didapat. Arang serasah juga bisa dijadikan briket arang, karena mudah dihancurkan.
Gambar 21. Serasah daun
30
f. Arang kulit buah mahoni Arang kulit buah mahoni adalah arang dengan bahan dasar kulit buah mahoni. Bila dilihat secara kasat mata, kulit buah mahoni memiliki tekstur yang keras dan padat. Sayang jika hanya dibiarkan tertumpuk disekitar halaman. Arang kulit buah mahoni diproses menggunakan tungku drum, sama halnya dengan arang kayu. arang jenis ini juga dapat diolah menjadi briket arang. Arang yang dihasilkan dari kulit buah mahoni juga terbukti memiliki kualitas yang cukup baik. Jika dibakar hanya mengeluarkan sedikit asap. Nilai kalor yang dihasilkan saat dibakar sangat tinggi dan lebih tahan lama sehingga dapat menghemat biaya pengeluaran. Arang kulit buah mahoni ini memang terdengar baru. Akan tetapi melihat kualitas arang yang dihasilkan, arang ini pasti akan banyak diminati dan dibutuhkan oleh masyarakat luas. Hal ini juga dapat dijadikan alternative produksi bagi para wirausaha arang.
Gambar 22. Buah mahoni
3. Rangkuman
Bahan baku
yang digunakan sebaiknya dikelompokkan menurut
jenis dan
bentuknya sehingga memudahkan dalam proses pembuatan arang. Selain itu sebaiknya bahan berada dalam kondisi kering dan siap bakar sehingga tidak mengeluarkan
asap
yang
terlalu
banyak
dan
mempersingkat
waktu
pengarangan.
31
4. Evaluasi Materi Pokok a. Sebutkan jenis-jenis
bahan yang dapat
digunakan sebagai bahan baku
biobriket b. Bagaimana cara memilih bahan baku yang dapat dijadikan bahan biobriket?
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Setelah menjawab soal-soal evaluasi materi pokok dan jawaban Anda minimal mencapai 80% benar maka Anda dipersilakan melanjutkan pada materi pembelajaran berikutnya tentang pengelolaan bahan baku biobriket.
32
D. Materi Pokok 4: Pengelolaan Bahan Baku Biobriket
1. Indikator keberhasilan Setelah mempelajari materi ini diharapkan peserta diklat mampu : a. Menjelaskan tujuan pengelolaan bahan baku b. Menjelaskan karakteristik bahan baku c. Menjelaskan tujuan penyimpanan bahan baku d. Menjelaskan cara menentukan kapasitas penyimpanan bahan baku e. Mendeskripsikan cara penanganan awal (pre treatment) bahan baku
2. Uraian Materi
Mengapa perlu dikelola? Tidak adanya jaminan 100% kontinuitas pasokan biomassa jenis tertentu dengan spesifikasi yang baku dan dalam jumlah tertentu guna memenuhi kebutuhan bahan bakar suatu pembangkit daya menyebabkan kita harus mempersiapkan segala sesuatunya dengan baik guna kelancaran operasionalnya. Pada skala industri yang cukup besar, sebuah pembangkit daya yang berbasis uap (system cycle power plant) membutuhkan pasokan bahan bakar secara terus-menerus dan spesifikasi yang tetap dari nilai kalori, kandungan abu, kandungan kelembaban, dan sebagainya begitu juga jenis biomassa yang digunakan baik sebagai bahan bakar tunggal maupun sebagai bahan pencampur (co-firing) dengan batu bara harus juga tersedia dalam jumlah dan spesifikasi yang pasti. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan adalah: a. Masalah penuaian dan transportasi; Agar tanaman energi tidak berebut lahan dengan jenis-jenis tanaman yang vital bagai rantai pangaan untuk manusia maupun hewan, sebaiknya jenis tanaman energi seperti jarak pagar atau jenis-jenis rumput ilalang tertentu seyogyanya ditanam di daerah-daerah marginal atau pinggiran (rural area), yaitu pada lahanlahan yang kurang dimanfaatkan. Namun justru karena terdapat di daerah marginal tersebut tanaman energi ini biasanya malah kurang mendapat perhatian dari pemerintah terutama mengenai kondisi infrastrukturnya, yaitu sarana jalan dan sarana pengairan.
33
b. Masalah pada penampungan/ penyimpanan biomassa Biomassa yang telah dituai dan dikumpulkan akan dikirim ke tempat penampungan yang biasanya berlokasi di dekat tempat pembangkit daya. Fakta bahwa biomassa hidup di bawah siklus kehidupan tertentu (masa tumbuh panen) maka ketersediaan jenis biomassa tersebut akan vakum selama pra panen sehingga konsekwensinya penyimpanan biomassa merupakan suatu keharusan. Tujuan penyimpanan biomassa adalah untuk mencegah biomassa tersebut berserakan tertiup angin. Disamping itu memudahkan penanganan awal (pre treatment) untuk menyiapkan biomassa sebagai bahan bakar dengan kualitas yang diinginkan. Bila biomassa berwujud serbuk seperti sekam padi, hasil gergajian pabrik pengolahan kayu dari industri mebel atau kulit luar dari biji-bijian tertentu dan bukannya hasil dari tanaman-tanaman energi, seperti rumput ilalang maupun jenisjenis pohon tertentu dengan menggelembung (bulky), maka mereka dapat ditampung di lapangan terbuka. Namun bila biomassa yang akan dipakai harus dipotong-potong/diperkecil wujudnya sesuai dengan permintaan sistem asupan bahan bakar (feeding system) pembangkit daya-terlebih dahulu dan kemudian juga harus melalui proses pengepresan menjadi bentuk-bentuk kecil, maka jenis biomassa tersebut harus dipisahkan dari yang berwujud serbuk dan ditampung di lokasi yang berbeda. Kriteria yang dipakai sebagai acuan adalah tuntutan ukuran yang sesuai dengan sistem asupan di atas. Jenis bahan bakar biomassa yang sudah berwujud serbuk seperti sekam padi dan kulit cangkang biji-bijian tertentu umumnya lebih siap dibandingkan potongan-potongan ranting atau cabang-cabang pohon kaena mereka perlu dicacah dan dihaluskan terlebih dahulu. Hal ini bertujuan agar biaya transport rendah, bahan baku sesuai dengan sistem proses, dan memudahkan dalam penyimpanan dan penanganannya. Perlu juga diperhatikan kemungkinan timbulnya jamur yang biasanya akan tumbuh subur bila kelembaban di dalam tempat penyimpanan yang bersangkutan cukup tinggi. Semakin tinggi tingkat jamur bisa mempengaruhi kesehatan para karyawan yang bekerja di pembangkit daya tersebut. Bahan baku biobriket berupa arang tempurung kelapa agar mendapatkan biobriket yang berkualitas harus disimpan di tempat yang kering dan tertutup. Bagi kita yang akan atau sedang menjalankan bisnis pembuatan biobriket, harus tahu cara 34
menyimpan bahan baku berupa arang tempurung.
Penyimpanan yang tepat
berpengaruh terhadap kualitas briket yang akan diperoleh. Jika bahan baku berkualitas baik, maka kualitas briket juga akan terjaga. Tapi jika kualitas buruk, maka briket bisa jadi juga akan buruk. Satu lagi, penyimpanan yang tepat juga akan membuat biaya lebih sedikit, karena mengurangi bahan yang terbuang karena rusak.
Bagaimana Karakteristik bahan biobriket dan asap cair? Perlu diketahui bahwa bahan yang digunakan dalam proses produksi biobriket berupa bahan padat ( arang tempurung kelapa). Karakteristik bahan padat meliputi: a. Sifat fisis bahan: 1) Ketahanan terhadap pengaruh cuaca. Bahan padat dikatakan tahan terhadap cuaca jika bahan tersebut berhubungan dengan cuaca (curah hujan, panas, angin ,dll ) bahan tersebut masih dapat dipakai di industri ( masih memenuhi persyaratan kualitas bahan). Bahan padat dikatakan tidak tahan terhadap cuaca jika bahan tersebut berhubungan dengan cuaca (hujan, panas, angin, dll) maka bahan tersebut tidak dapat dipakai lagi. Untuk penyimpanan bahan-bahan ini biasanya dipilih
alat atau tempat yang
terlindung dari pengaruh cuaca tersebut. Pada umumnya bahan padat yang bersifat higroskopis, seperti arang tempurung tergolong tidak tahan terhadap cuaca. 2) Ukuran bahan. Dalam industri yang bekerja dengan bahan padat, ukuran bahan padat dibedakan menjadi empat jenis berikut: a) Ukuran sangat halus, ukuran butir lolos saringan mesh 100. b) Ukuran halus, ukuran butir lolos saringan ukuran 1/8 in tertahan mesh 100. c) Ukuran butir atau granular, bahan padat dengan ukuran antara 3,18 mm – 12,7 mm. d) Bahan padat berupa gumpalan/lumpy material dengan ukuran > 12,7 mm. 3) Angle of repose Sudut kemiringan papan terhadap posisi datar (horisontal) sedemikian sehingga bahan padat diatas papan mulai dapat menggelincir dengan sendirinya. 4) Flow ability, dll Flow ability adalah kemampuan bahan untuk meluncur dengan sendirinya. Flow ability dapat dibedakan menjadi: 35
-
Sangat free flowing, bahan padat yang memiliki sudut gelincir bahan (angle of repose) <30º.
-
Free flowing, bahan padat yang memiliki sudut gelincir bahan antara 30º 40º.
-
Sluggish material, bahan padat yang lamban untuk menggelincir memiliki angle of repose >45º.
Bahan padat yang tergolong “dry and loose material” pada umumnya bersifat free flowing.
5) Abrasiveness Dapat didefinisikan sebagai tingkat kekasaran bahan/abrasivitas. Abrasivness berpengaruh terhadap pemilihan alat transportasi yang dipakai, Berdasarkan abrasivitasnya bahan padat dapat dibedakan menjadi: -
Nonabrasive, permukaan bahan padat sangat halus.
-
Abrasive, permukaan bahan padat kasar.
-
Abrasive, permukaan bahan padat kasar, tajam dan runcing.
b. Sifat kimia bahan: 1) Korosifitas 2) Hazardous properties ( mudah terbakar, mudah meledak, dan beracun).
Karakteristik bahan padat
sangat menentukan dalam pemilihan sistem
penyimpanan dan pengangkutan bahan dalam industri. Biasanya dalam masalah penyimpanan akan selalu dibahas paling tidak beberapa masalah berikut: a. Storing (penyimpanan)
Bagaimana sistem penyimpanan?
Berapa jumlah bahan yang disimpan?
Berapa lama waktu penyimpanan?
Penyimpanan bahan padat dalam jumlah banyak biasanya dilakukan sebagai berikut: 1) Sistem indoor Penyimpanan sistem indoor dibagi menjadi dua cara berikut: a) Penyimpanan dalam bentuk timbunan. 36
Biasanya digunakan untuk menyimpan bahan yang dipertahankan tetap kering atau bahan yang memerlukan perlindungan terhadap atmosfer pada musim tertentu. b) Penyimpanan dalam bentuk bin dan silo.
2) Sistem outdoor Penyimpanan sistem outdoor biasanya digunakan untuk
bahan yang tidak
dipengaruhi oleh udara, panas, hujan, dan lain-lain. Ada empat metode penyimpanan dengan sistem outdoor sebagai berikut: a) Penimbunan di bawah travelling bridge. b) Penimbunan di kiri – kanan jalan. c) Overhead system d) Drag schrapper system.
b. Delivering Equipment
Bagaimana pengambilan bahan dari alat penyimpanan?
Apa Tujuan Penyimpanan ? Tujuan penyimpanan bahan baik bahan baku, bahan intermediet, maupun produk adalah untuk menjaga kelangsungan proses produksi agar pabrik tetap dapat mengeluarkan/menjual produknya ke konsumen dalam batas waktu tertentu walaupun terjadi hambatan/kemacetan supplay bahan baku maupun terjadi kerusakan alat-alat pabrik. Penyimpanan bahan biasanya dijumpai di 3 (tiga) tempat: a. Pada permulaan/awal proses, untuk menyimpan bahan baku. b. Ditengah-tengah proses, untuk menyimpan bahan setengah jadi. c.
Pada akhir proses, untuk menyimpan bahan jadi (produk)
Bagaimana Menentukan Kapasitas Penyimpanan? Jumlah bahan yang disimpan biasanya dinyatakan dengan kapasitas/tonase tiap hari dari pabrik. Jumlah ini tergantung pada: a. Alat- alat dari pabrik. b. Metode operasi.
37
c.
Frekuensi, lamanya waktu yang diperlukan untuk proses (durasi) dan shut dari masing-masing unit secara individu yang ada di plant.
d. Mudah/sukarnya bahan tersebut didapat dan juga distribusi bahan produknya (termasuk transportasi dari bahan tersebut) 1) Untuk bahan yang mudah didapat ( dalam negeri), maka jumlah bahan yang disimpan relatif lebih sedikit dibanding dengan bahan yang sukar didapat. 2) Untuk produk yang terikat kontrak jual beli dengan pabrik lain, jumlah bahan yang disimpan lebih banyak jika dibandingkan dengan produk yang dipasarkan “on retail”.
Bagaimana cara penanganan awal (pre treatment) bahan biomassa ? Setelah melewati fase-fase penuaian, transportasi, dan penyimpanan, maka penanganan awal (pretretment) sangat diperlukan untuk menyiapkan biomassa sebagai bahan bakar terolah menuju unit asupan bahan bakar. Pada tahap ini perlu diperhatikan masalah seperti adanya paku-paku atau plat besi yang dapat merusak mesin-mesin pemotong, penggiling, maupun parut. Bila tidak disingkirkan terlebih dahulu bendabenda ini bahkan dapat menyebabkan percikan api jika bergesekan dengan komponen mesin yang dapat beresiko terjadinya kebakaran. Peralatan-peralatan yang diperlukan pada tahap pre treatment adalah sebagai berikut: a. Tahap penerimaan biomassa 1) Sistem penimbangan yang berfungsi mencatat jumlah biomassa yang dipasok agar kemudian dapat diukur efisiensi pembakarannya. Sistem penampungan di gudang dengan perlengkapan alat bantu berupa penyedot udara dengan fungsi mengeluarkan kelembaban di gudang; forklift, alat pemadam kebakaran yang menunjang kelancaran operasional dan manajemen penyimpanan. 2) Sistem pengeluaran atau penyaluran biomassa dari ke tempat pemakaian yang berupa conveyor, alat keruk, dan lain-lain. b. Tahap pre treatment biomassa 1) Unit pengering biomassa 2) Unit penghancur biomassa (crusher) 3) Unit penyerpih biomassa (chipper) 4) Unit penampi/ pengayak biomassa (screening) 5) Unit pencacah biomassa (shredder) 38
6) Unit penghalus biomassa (grinding) c.
Transportasi dan sistem asupan (feeder) 1) Conveyor 2) Alat pengumpan rantai (belt feeder) 3) Alat pengumpan tabung (tube feeder) 4) Alat penyalur bahan biomassa ke ruang bakar (fuel hopper) 5) Alat pembersih gudang penyimpan dan pengumpan (hopper, bunker, and silo discharge) 6) Alat pengumpan ulir (screw feeder) 7) Katup-katup putar (rotary valves)
Tujuan utama proses pretreatment adalah mempersiapkan biomassa mentah (raw biomassa) agar mempunyai ukuran-ukuran seperti yang diminta oleh spesifikasi kandungan kelembaban dan kandungan abu dari berbagai macam bahan biomassa.
3. Rangkuman
Bahan biomassa perlu dikelola dengan baik untuk memastikan ketersediaan bahan baku untuk proses produksi dan penjaminan kualitas produk.
Karakteristik bahan biobriket dan asap cair: -
Sifat fisis bahan: ketahanan terhadap pengaruh cuaca, ukuran bahan, angle of repose, flow ability, abrasiveness
-
Sifat kimia bahan: korosifitas, hazardous properties ( mudah terbakar, mudah meledak, dan beracun).
Penyimpanan bahan baku bertujuan untuk menjaga kelangsungan proses produksi agar pabrik tetap dapat mengeluarkan/menjual produknya ke konsumen dalam batas waktu tertentu walaupun terjadi hambatan/kemacetan supplay bahan baku maupun terjadi kerusakan alat-alat pabrik. Jumlah bahan yang disimpan biasanya dinyatakan dengan kapasitas/tonase tiap hari dari pabrik. Jumlah ini tergantung pada: -
Alat- alat dari pabrik.
-
Metode operasi.
-
Frekuensi, lamanya waktu yang diperlukan untuk proses (durasi) dan shut dari masing-masing unit secara individu yang ada di plant.
39
-
Mudah/sukarnya bahan tersebut didapat dan juga distribusi bahan produknya (termasuk transportasi dari bahan tersebut)
Tahap pre treatment biomassa untuk pembuatan biobriket: -
Pengeringan biomassa
-
Penghancuran biomassa (crusher)
-
Penyerpihan biomassa (chipper)
-
Penampi/ pengayakan biomassa (screening)
-
Pencacahan biomassa (shredder)
-
Penghalusan biomassa (grinding)
4. Evaluasi Materi Pokok a. Mengapa bahan baku biobriket (arang tempurung kelapa) harus disimpan ditempat yang kering, tertutup dan terlindung? b. Carilah informasi mengenai cara pretreatment pembuatan asap cair dari tempurung kelapa! . 5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Setelah menjawab soal-soal evaluasi materi pokok dan jawaban Anda minimal mencapai 80% benar maka Anda dipersilakan melanjutkan pada materi pembelajaran berikutnya tentang prinsip pengelolaan limbah sebagai bahan baku briket.
40
E. Materi Pokok 5: Prinsip Pengelolaan Limbah Sebagai Bahan Baku Briket
1. Indikator keberhasilan Setelah mempelajari materi ini diharapkan peserta diklat mampu : a. Menjelaskan prinsip-prinsip pengelolaan limbah sebagai bahan baku biobriket dan asap cair b. Menjelaskan alat dan bahan yang perlu dipersiapkan untuk membuat biobriket dan asap cair
2. Uraian Materi
Bagaimana Prinsip-prinsip Pengelolaan Limbah Sebagai Bahan Baku Briket? Selama ini berbagai macam limbah telah banyak menimbulkan masalah . Dalam penanganannya yang selama ini dibiarkan membusuk, ditumpuk dan dibakar yang kesemuanya berdampak negatif terhadap lingkungan sehingga penanggulangannya perlu dipikirkan. Salah satu jalan yang dapat ditempuh adalah memanfaatkannya menjadi produk yang bernilai tambah dengan teknologi aplikatif dan kerakyatan sehingga hasilnya mudah disosialisasikan kepada masyarakat.
Gambar 23. Prinsip pengelolaan limbah
41
Pengolahan waste to product merupakan pengolahan limbah menjadi bahan baku atau produk baru yang bernilai ekonomis. Dalam pengelolaannya, waste to product harus menerapkan prinsip-prinsip berikut:
Reduce Reduce artinya mengurangi. Dalam hal ini, diharapkan kita dapat mengurangi penggunaan berbagai material terutama kayu yang dapat menambah jumlah limbah serbuk kayu, serta dapat mengurangi dan mencegah kerusakan hutan akibat penebangan hutan secara liar tanpa memperhatikan kondisi lingkungan.
Gambar 24. Prinsip Reduce
Reuse Reuse artinya pemakaian kembali. Dalam pengolahan berbagai limbah maksudnya adalah menggunakan kembali limbah menjadi bahan baku untuk membuat briket arang yang bernilai ekonomis.
42
Gambar 25. Prinsip reuse.
Recycle Recycle artinya mendaur ulang. Dalam pengolahan berbagai limbah ini, maksudnya adalah mendaur ulang limbah tersebut menjadi produk baru, yaitu briket arang.
Gambar 26. Logo recycle 43
Dapat mengurangi biaya Seperti telah diketahui, saat ini sedang terjadi krisis energi bahan bakar. Saat ini minyak tanah telah langka, dan harga gas LPG melonjak. Banyak rakyat kecil yang merasa terbebani dengan adanya kenaikan harga gas LPG tersebut. Dengan adanya briket arang, diharapkan hal tersebut dapat teratasi dan mampu menolong rakyat kecil.
Gambar 27. Briket arang tempurung kelapa
Pengolahan limbah menjadi briket arang sangat mudah dan biaya produksinya pun sedikit, karena bahan bakunya berasal dari limbah yang dengan mudah dapat kita peroleh dimana-mana. Selain itu pengolahan limbah ini juga dapat meningkatkan pendapatan masyarakat bila pembuatan 44
briket arang ini dikelola dengan baik untuk selanjutnya briket arang dijual. Bahan pembuatan briket arang mudah didapatkan di sekitar kita berupa berbagai limbah.
Mampu menghemat energi Pengolahan
limbah
menjadi
briket
arang
terbukti
mampu
menghemat
penggunaan energi. Pada tahun 1990 berdiri pabrik briket arang tanpa perekat di Jawa Barat dan Jawa Timur yang menggunakan limbah serbuk gergajian kayu sebagai bahan baku utamanya. Kualitas briket arang yang dihasilkan mempunyai nilai kalor kurang dari 7000 kal/g yaitu sebesar 6341 kal/g dan kadar karbon terikatnya sebesar 74,35 %.
Namun demikian studi yang dilaksanakan di Jawa Barat menunjukkan bahwa pabrik briket arang dengan kapasitas sebanyak 260 kg briket arang/hari dapat menguntungkan. Di pasar swalayan sekarang dapat dibeli briket arang dari kayu dengan dengan harga jual Rp 12.000/2,5 kg. Apabila briket arang dari beberapa limbah ini dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif baik sebagai pengganti minyak tanah maupun kayu bakar maka akan dapat terselamatkan CO2 sebanyak 3,5 juta ton untuk Indonesia, sedangkan untuk dunia karena kebutuhan kayu bakar dan arang untuk tahun sekarang ini diperkirakan sebanyak 1,70 x 109 m3 (Moreira (1997) maka jumlah CO2 yang dapat dicegah pelepasannya sebanyak 6,07 x 109 ton CO2/th.
45
Gambar 28. Agen minyak tanah
Eco-efisiensi; Eco-efisiensi disini maksudnya pengolahan berbagai
limbah diharapkan dapat
berimbas positif terhadap lingkungan. Dengan penggunaan briket arang sebagai bahan bakar maka kita dapat menghemat penggunaan kayu sebagai hasil utama dari hutan. Selain itu memanfaatkan serbuk gergaji sebagai bahan pembuatan briket arang maka akan meningkatkan pemanfaatan limbah hasil hutan sekaligus mengurangi pencemaran udara, karena selama ini serbuk gergaji kayu yang ada hanya dibakar begitu saja.
46
Gambar 29. Hutan hijau.
Sementara itu limbah lainnya seperti tempurung kelapa yang masih banyak kita jumpai di sekitar kita, pengelolaannya masih belum begitu serius. Padahal kalau itu kita tangani secara serius akan memberikan banyak keuntungan. Karena Briket Arang tempurung kelapa sampai kapanpun akan dibutuhkan, karena ia adalah salah satu alternatif penghasil energi yang ramah lingkungan. Konsumen dalam maupun luar negeri sangat tertarik terhadap produk briket tempurung tersebut.
47
Gambar 30. Limbah tempurung kelapa
Kenaikan harga BBM yang terjadi belakangan ini ternyata memberikan dampak yang cukup signifikan bagi masyarakat kalangan bawah. Lonjakan harga minyak tanah yang lagi
melambung
tinggi
hingga
mencapai
empat
kali
lipat,
ditambah
kecenderungan harga BBM yang semakin hari kian merangkak naik, mendorong
sebagian besar masyarakat untuk mulai berpaling dari bahan bakar minyak ke pemanfaatan bahan bakar alternatif. Contohnya saja pemanfaatan briket arang tempurung kelapa (biobriket) yang cukup potensial bila dikembangkan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah dan gas elpiji.
48
Gambar 31. Gas elpiji
Melimpahnya sampah tempurung kelapa yang sudah tidak terpakai, dan besarnya kandungan energi yang dihasilkan limbah tersebut, membuat sebagian besar warga mulai tertarik untuk mengembangkan bahan bakar alternatif berupa biobriket (briket arang) dari limbah tempurung kelapa menjadi energi alternatif terbarukan.
Gambar 32. Biobriket ( Briket arang tempurung kelapa)
49
Pemanfaatan briket arang tempurung kelapa bahkan menjadi salah satu langkah tepat bagi masyarakat untuk mengurangi ketergantungan mereka terhadap bahan bakar fosil seperti minyak tanah dan gas elpiji, maupun pemanfaatan bahan bakar kayu yang tingkat konsumsinya semakin hari semakin meningkat tajam sehingga membahayakan ekologi hutan.
Bagaimana Potensi Biomassa Residu (Limbah Agro) dan Krakteristiknya? Residu/
limbah
agro
yang
mempunyai
potensi
baik,
yaitu
tidak
menggambarkan adanya permasalahan/kesulitan pada pengumpulan dan pengeringan bahan biomassa seperti sekam padi, kulit kacang, cangkang kopi dan juga sampah yang sudah kering. Residu./limbah agro apabila digunakan/dibakar langsung seperti bahan bakar pada proses industri boiler akan tidak efisien, menimbulkan abu terbang dan masih banyak karbon yang belum terbakar sempurna yang akan berkembang menimbulkan polusi
yang meluas. Untuk itu
disarankan menggunakan biomassa
bahan bakar briket
yang baik dan disertai dengan langkah-langkah pengendalian
pencemaran yang tepat. Jumlah industri yang senantiasa berkembang dari waktu ke waktu akan meningkatkan jumlah kebutuhan energi, namun suplai energi yang ada tidak dapat memenuhi kebutuhan energi tersebut.
Karenanya dilakukan usaha-usaha untuk
mendapatkan peluang energi alternatip. Dan untuk itu kebijakan pemerintah yang mendorong riset dan pengembangan R&D sumber energi alternatip telah dirumuskan. Dengan adanya opsi pembriketan biomassa, pelaku usaha dapat mempertimbangkan keekonomian, kehandalan dan kemudahan dalam pengoperasian proses produksinya. Lokasi industri/pabrik adalah tempat yang tepat/sesuai untuk memperoleh kemudahan bahan baku residu/limbah agro untuk dibuat briket dengan tujuan untuk mengurangi biaya transportasi yang lebih tinggi dan yang terkait pula dengan polusi. Demikian sehingga briket yang diperoleh merupakan bahan bakar yang baik untuk keperluan industri kecil lokal maupun domestik. Penggunaan biomassa secara mendasar untuk menggantikan bahan bakar kayu dan batu bara pada akhirnya merupakan konservasi/ pemeliharaan kekayaan alam.
50
Bagaimana residu/ limbah biomassa yang sesuai untuk bahan briket ? Banyak faktor yang menentukan residu biomassa untuk pembuatan briket diantaranya: a. Kadar air rendah Sebaiknya kadar air serendah mungkin, umumnya berkisar antara 10 – 15%. Kadar air tinggi akan menimbulkan masalah di dalam proses grinding/ penggerusan dan kebutuhan energi pada pengeringan lebih banyak. b. Kandungan dan komposisi abu Biasanya residu biomassa banyak yang memiliki kadar abu rendah (terkecuali sekam padi dengan
kadar abu 20%), tetapi abu tersebut memiliki prosentasi
mineral alkalin, khususnya potasium. Hal ini memiliki kecenderungan devotalisasi selama pembakaran dan pengembunan pada tabung superheater. Bahan ini juga menurunkan suhu sintering sehingga menyebabkan deposisi abu pada bidang permukaan yang terkena.
Tabel 4. Kandungan abu dari berbagai macam biomassa Biomassa
Kandungan
Biomassa
abu (%)
Kandungan abu (%)
tongkol jagung
1.2
Cangkang kopi
4.3
batang jute
1.2
Kulit katun
4.6
Serbuk gergaji
1.3
Sampah tanin
4.8
Pinus jarum
1.5
Kulit almon
4.8
Tangkai kedelai
1.5
Kulit kacang tanah
6
Ampas tebu
1.8
Tangkai bagas
8
Kopi limbah
1.8
Jerami padi
15.5
tempurung kelapa
1.9
Sekam padi
22.4
Apa saja yang perlu dipersiapkan untuk membuat biobriket dan asap cair ? Secara singkat untuk membuat briket tempurung kelapa ada beberapa hal yang perlu disiapkan, antara lain bahan baku, alat dan mesin proses dan ilmu atau teknik membuat briket arang tempurung kelapa.
51
a. Bahan baku 1) Arang Tempurung Kelapa 2) Tepung kanji dan 3) Air
Gambar 33. Tepung kanji/tapioka
Gambar 34. Tempurung kelapa
52
Gambar 35. Air Untuk membuat arang, ada beberapa proses antara lain dengan cara pirolisis atau juga dengan pembakaran melalui drum tertutup. Bedanya adalah proses pirolisis
akan
menghasilkan asap cair, sementara pembakaran drum tertutup, asap dibuang keluar.
b. Alat dan Mesin Untuk membuat briket, dapat dilakukan secara manual maupun otomatis, untuk membantu memperlancar proses produksi, mesin otomatislah yang biasanya dipilih. Alat dan mesinnya antara lain. 1) Mesin Penepung arang / Diskmill 2) Mesin pencampur adonan 3) Mesin pencetak briket dan 4) Oven briket
53
Gambar 36. Mesin penepung arang
Gambar 37. Mesin pencampur adonan/mixer
54
Gambar 38. Mesin pencetak briket
Gambar 39. Alat oven briket Untuk dapat melihat mesin pembuat briket, selengkapnya
bisa dipelajari pada
Pembuatan biobriket. 55
c. Teknik Proses Pembuatan Briket 1) Pengarangan Tempurung kelapa dibuat arang dengan cara pengarangan manual melalui tong kemudian (dibakar) dan ditutup hingga hanya ada sedikit ventilasi pada tong arang tersebut.
atau dengan cara proses pirolisis, di mana tempurung
dimasukkan ke dalam tangki pirolisis dalam keadaan tertutup, kemudian asap dikondensasikan hingga dapat asap cair.
Gambar 40. Tungku pirolisis untuk pengarangan
56
Gambar 41. Asap cair tempurung kelapa
Gambar 42. Arang tempurung kelapa 2) Penepungan Arang yang dihasilkan melalui pembakaran manual atau pirolisis kemudian ditepung menggunakan diskmill.
57
Gambar 43. Tepung arang tempurung
3) Pencampuran media Tepung tempurung kelapa yang telah disaring selanjutnya dicampur dengan lem kanji. Pada saat pencampuran ditambah dengan lem kanji sebanyak 2,5 % dari tepung tempurung kelapa.
Gambar 44. Alat pencampur adonan briket.
58
Gambar 45. Lem kanji/ tapioka
4) Pencetakan Briket Arang Setelah bahan-bahan tersebut dicampur secara merata, selanjutnya dimasukkan ke dalam cetakan briket dan kemudian dilakukan pengovenan maupun penjemuran.
59
Gambar 46. Alat pencetak briket
Gambar 47. Alat pengering/ oven
Gambar 48. Penjemuran briket alami
3. Rangkuman
Prinsip-prinsip pengelolaan limbah sebagai bahan baku briket mengacu pada 3R yaitu; Reduce, Reuse, Recycle , dapat mengurangi biaya, mampu menghemat energy, eco-efisiensi
Alat dan mesin yang diperlukan untuk pembuatan biobriket dan asap cair antara lain: -
Tungku pirolisis untuk pengarangan 60
-
Mesin penepung arang / diskmill
-
Mesin pencampur adonan
-
Mesin pencetak briket dan
-
Oven briket
4. Evaluasi Materi Pokok a. Prinsip-prinsip pengelolaan limbah sebagai bahan baku briket mengacu pada 3R yaitu;
Reduce
Reuse
Recycle
Sebutkan definisi dari masing-masing kata diatas ! b. Bagaimana proses pengolahan biobriket dari limbah tempurung kelapa ?
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Setelah menjawab soal-soal evaluasi materi pokok dan jawaban Anda minimal mencapai 80% benar maka Anda dipersilakan melanjutkan pada materi pembelajaran berikutnya tentang pengolahan bahan biobriket tempurung kelapa.
61
F. Materi Pokok 6: Pengolahan Bahan Biobriket Tempurung Kelapa
1. Indikator keberhasilan Setelah mempelajari materi ini diharapkan peserta diklat mampu : a. Menjelaskan tentang karakteristik biobriket yang baik b. Menjelaskan proses pembuatan biobriket secara sederhana c. Menjelaskan tentang perkembangan teknologi pembriketan d. Menjelaskan tentang aspek-aspek yang mendasar dalam pembriketan
2. Uraian Materi
Bagaimana Karakteristik Biobriket? Kriteria biobriket yang baik untuk bahan bakar alternatip adalah biobriket harus memiliki sifat atau karakteristik dalam pembakaran yang antara lain terdiri: a. Waktu pembakaran lama, b. Kecepatan bakaran rendah, c.
Nilai kalori tinggi,
d. Nyala api besar dan mudah/cepat dapat dinyalakan.
Faktor-faktor yang mendukung kelancaran proses pembakaran antara lain: a. Ukuran bahan bakar dan b. Temperatur dinding tungku.
Kelebihan biobriket dibanding arang konvesional adalah: a. Panas yang dihasilkan relatif tinggi b. Pada
saat
dibakar
tidak
banyakmenimbulkan
asap
dan
bau
sehingga
penggunaannya cocok pada dapur yang berventilasi sederhana c.
Setelah terbakar menjadi bara tidak banyak memerlukan pengipasan/tiupan udara
d. Teknologi pembuatannya relatif sederhana, baik teknik cara maupun peralatan yang digunakan
Jalannya proses pembakaran biobriket dipengaruhi oleh faktor-faktor antara lain: a. Ukuran briket, ukuran kecil relatif mudah terbakar
62
b. Kecepatan aliran udara pembakar, makin cepat aliran udara, maka laju pembakaran meningkat c.
Jenis bahan baku biomassa, karakteristik bahan bakar ditentukan antara lain oleh nilai kalori, kandungan volatile, dan kadar air.
d. Temperatur udara pembakar.
Bagaimana Proses Pembuatan Biobriket yang Sederhana? Langkah-langkah dalam Proses pembuatan briket secara umum meliputi tahapan antara lain: a. Persiapan bahan baku b. Persiapan alat c.
Preparasi /penghalusan bahan
d. Pencampuran bahan perekat e. Pencetakan f.
Pengeringan
g. Pengujian/pengukuran kalor
Dalam pembuatan briket diperlukan peralatan dan bahan. Peralatan yang digunakan dapat disesuaikan dengan kondisi bahan baku briket. Umumnya peralatan terdiri : a. Wadah seperti ember, bak dan lain-lain b. Pengaduk seperti sekop dan sendok tembok c.
Tungku pemanas/pirolisa agar sampah organik tidak menjadi abu
d. Alat pencetak dari yang sederhana sepertipipa PVC, bambu sampai mesin cetak logam. Bentuk cetakan disesuaikan dengan kebutuhan atau pasar, yaitu seperti bentuk tabung/ silinder, kotak, oval telur dan lain-lain.
Bahan yang digunakan antara lain: a. Sampah organik biomassa kering, diantaranya yang berasal dari tanaman berupa ranting, daun kering, dari kebun berupa kayu dan ranting, dari sawah berupa jerami dan gabah dan industri berupa sebuk gergaji dan tempurung kelapa/sawit. b. Perekat, bisa alami dari tanah liat atau buatan seperti kanji c.
Bahan bakar dari biomassanya sendiri, minyak atau LPG untuk alat pemanas 63
Teknik pembuatannya dapat dilakukan dengan langkah-langkah antara lain: a. Dengan menyiapan peralatan pembakar/ pirolsisa atau pengarangan, yang dapat menggunakan peralatan sederhana misalnya drum atau tabung pemanas yang suhunya dapat dikontrol. b. Sampah organik misal daun ranting kering yang sudah dibuat ukuran kecil dimasukan kedalam tabung/alat pemanas. c.
Apabila alat pemanas menggunakan drum biasa berarti energi pemanasannya menggunakan hasil pembakaran dari sebagian bahan baku sampah organik yang sedang diproses.
d.
Setelah panas yang diperoleh cukup memadai untuk meningkatkan suhu sistem yaitu dinding tungku dan bahan organik ke tingkat suhu pengarangan , yang biasanya antara suhu 300 hingga 400 oC kemudian api dibuat hampir padam, dan pada kondisi ini harus dapat mempertahan pengarangan sampah organik tidak berhenti
suhu tersebut agar proses
sehingga bahan sampah organik
habis seluruhnya. Tetapi pada praktek kenyataannya sulit, karena ada pengaruh dari udara sekitar terutama angin yang bersuhu rendah (30
oC).
Jadi untuk
mempertahankan panas biasanya proses pembakaran tidak dihentikan sama sekali, tetapi diatur cukup untuk mempertahankan suhu kondisi pengarangan. e.
Untuk menekan laju panas keluar agar serendah mungkin, maka sebaiknya dinding tungku pengarangan dengan menggunakan dinding yang berisolasi seperti bahan asbes atau fiberceramik. Apabila laju pembakaran sampah organik di dalam reaktor dapat ditekan rendah, maka rendemen hasil pengarangannya besar atau hasil arangnya banyak dan makin sedikit abunya, Efisensi hasil pengarangan berbanding lurus dengan rendemen.
Bagaimana Perkembangan Teknologi Pembriketan ?
Di beberapa negara berkembang, residu limbah agro banyak sekali dihasilkan. Residu/limbah agro berupa biomassa dapat digunakan sebagai bahan baku briket. Residu/limbah agro yang banyak dihasilkan diantaranya sekam padi, cangkang kopi, kulit kacang, bagas, bonggol jagung, serbuk gegaji, sawit dan lain-lain. Dalam pemanfatannya residu/limbahn tersebut menimbulkan banyak masalah diantaranya pada transportasi, penyimpanan dan handling pengurusannya. Dalam pemkaian 64
dengan dibakar langsung pada tungku akan mempunyai efisiensi termal rendah dan pada akhirnya menyebarkan polusi ke udara. Efisiensi konversi energi kurang dari 40% dengan emisi partikel gas pembakaran melebihi 3000 mg/Nm 3. Misalnyadalam pembakaran sekam padi sebanyak 1000 ton akan dihasilkan abu sekam 400 ton. Diharapkan dengan pembriketan residu/limbah agro disamping dapat mengatasi polusi juga menghasilkan sumber energi alternatip yang penting untuk keperluan domestik. Teknologi pembriketan telah dikembangkan dunia ada 2 macam aliran yang berbeda, yaitu teknologi versi Eropa/amerika yaitu teknologi pembriketan
dengan
menggunakan pres piston sedangkan versi jepang secara independen menggunakan pres ulir. Masing-masing versi memiliki kelebihan dan kekurangannya. Kedua teknologi ini sudah banyak digunakan, akan tetapi karena keunggulanya teknologi pembriketan dengan pres ulir lebih banyak pemakainya. Briket biomassa digunakan sebagai pengganti dari bahan bakar kayu, batu bara dan lignit sudah banyak dikenal di banyak negara berkembang, akan tetapi masih banyak dijumpai kendala penghambat. Hal ini disebabkan pengembangan terhadap teknologi ini masih kurang fokus. Teknologi pembriketan tidak berjalan mapan di beberapa negara berkembang disebabkan pula oleh keterbatasan teknologi/keahlian SDM dan kurangnya pengetahuan adaptasi teknologi bersangkutan ke tempat yang tepat dengan kondisi/sasaran. Faktor krusial yang menentukan dalam kesuksesan teknologi pembriketan secara komersial adalah sebagai berikut: a. Mampu mengatasi permasalahan yang terkait dengan teknologi b. Adanya kepastian pada kualitas bahan baku briket
Teknologi pembriketan mempunyai aspek penting lain yaitu dalam rangka konservasi kayu, yang jumlah penggunaannyatinggi di negara berkembang dan lainnya adalah meluasnya kerusakan hutan. Saat ini teknologi pembriketan dengan teknologi tekanan/presure tinggi, baik pada mesin pres ram/piston maupun pres ulir sudah digunakan. Briket hasil pres piston bentuknya solid sempurna, sedangkan bentuk briket hasil pres ulir memberikan lubang ditengahnya yang dapat membuat karakteristik pembakaran lebih baik. Briket dapat dihasilkan dengan kepadatan 1,2 g/cm 3 dari limbah biomassaa yang memiliki kepadatan antara 0,1 - 0,2 g/cm3. Briket dapat dibakar bersih sehingga lingkungan sehat. 65
Water Binder
Electricity
Preparatio
Agro-residues
Agglomeratio CarbonisatioTransport
Packaging
Distribution
Dryin
Carbonisation Sacks
Sacks
Curin
Curing ovens
Hammer
Agglomerators Drying tables Gambar 49. Skema pengolahan bahan biobriket
Apa Saja Aspek-Aspek Fundamental Dalam Pembriketan ? a. Tekanan Pengompakan Pemadatan/ densifikasi biomassa atau adalah merupakan representasi dari suatu kelompok teknologi yang digunakan untuk merubah biomassa menjadi bahan bakar dan teknologi ini dikenal pula sebagai pembriketan. Pembriketan dapat meningkatkan karakteristik dalam
penanganan/ handling bahan bakar untuk
ditransportasikan dan disimpan, dan khususnya yaitu membantu meningkatkan penggunaan biomassa untuk proses produksi bahan energi. Pemadatan atau densitifikasi pada bahan biomassa dapat meningkatkan nilai kalori secara volumetrik, mengurangi ongkos pengangkutan dan dapat membantu pengembangan
kondisi
energi
di
daerah/
pedesaan.
Pembriketan
adalah
merupakan salah satu teknik penggumpalan yang karakteristiknya sudah dikenal luas sebagai teknologi pemadatan/densitifikasi. Penggumpalan residu/limbah biomassa dilakukan bertujuan untuk
meningkatkan kepadatan
dan
dilakukan
dalam rangka penggunaan biomassa adalah untuk memproduksi bahan energi.
66
Bahan baku untuk briket dapat diperoleh dari sampah/limbah industri kayu dan sampah biomassa produk buangan yang dapat terbakar.
Berdasarkan cara pengompakan , maka teknologi briket dibagi menjadi: 1) Pengompakan dengan menggunakan tekanan tinggi 2) Pengompakan dengan tekanan medium ditambah pemanas 3) Pengompakan tekanan rendah dibantu bahan pengikat
Pada teknologi pengompakan padat/solid sebagai bahan awal. Dalam
umumnya dimulai dengan partikel proses produksi bahan baku menjadi
barang hasil produksi akhir harus dilakukan identifikasi terhadap partikel bahan itu secara tersendiri. Pembriketan dan ekstrusi keduanya merupakan istilah dalam teknologi pengompakan yang dengan kata lain adalah suatu proses pengepresan bersama dilakukan terhadap sejumlah partikel dalam suatu volume yang terbatas. Jika bahan ( dihaluskan ) mengalami deformasi dibawah tekanan tinggi, khususnya pada proses pengepresan, maka tidak lagi diperlukan bahan pengikat. Kekuatan dari proses pengompakan yaitu ditimbulkan oleh gaya molekul/ van der walls, gaya valensi dan penguncian. Komponen bahan alam dapat diaktivasi menjadi bahan pelekat dengan menggunakan tekanan tinggi tertentu. Beberapa bahan baku biomassa masih membutuhkan bahan pengikat walaupun sudah dilakukan proses dibawah tekanan tinggi.
Pengerasan ikatan
Gaya molekul
Bahan pengikat dengan kekentalan tinggi
(gaya Van der Walls)
Lapisan penyerap
Bentuk pengikatan tertutup
Gaya elektrostatik 67
(penguncian) Gambar 50. Beberapa mekanisme cara dalam proses pengikatan
b. Mekanisme Pengikatan pada Proses Pemadatan Untuk pemahaman yang baik dari pembriketan biomassa, adalah penting untuk mengetahui sifat fisik dan kimia dari biomassa tersebut, termasuk sifat bahan biomassa yang mempengaruhi sebagai bahan bakar. Sifat fisik yang menarik antara lain meliputi kadar air, berat jenis curah/bulk, kerenggangan volume dan sifat termal. Sifat kimia yang penting meliputi proximate dan ultimat analisis termasuk nilai kalor batas tinggi. Sifat fisik penting digunakan untuk penjelasan mekanisme /cara pengikatan dalam proses pemadatan biomassa. Pemadatan biomassa dengan tekanan tinggi membuat mekanisme kearah penguncian, meningkatkan daya pelekatan antara partikel dan pembentukan ikatan antara molekul di area kontak. Mekanisme pengikatan dengan tekanan tinggi terbagi menjadi dua antara lain: adhesi/pelekatan dan gaya kohesi/ gaya tarik antara partikel solid dalam ikatan penguncian. Media pengikat yang memiliki viskositas tunggi, seperti tar dan organik cair dengan molekul berat dapat membuat ikatan berupa padatan bercabang/sistem jembatan. Gaya adhesi/pelekatan antara bidang permukaan dan kohesi antara benda solid seluruhnya digunakan untuk kekuatan pengikatan. Lignin dari biomassa kayu juga dapat diasumsikan untuk membantu proses pengikatan dengan cara ini. Selanjutnya pembagian benda padat menjadi bagian-bagian kecil mempermudah tarikan atom-atom atau molekul yang berada di sekelilingnya. Pembentukan lapisan absorsi yang tipis membuat pergerakan molekul tidak bebas. Namun demikian benda partikel dapat saling bersinggungan dan berpenetrasi satu sama lain. Pelunakan lignin pada tekanan dan temperatur tinggi membentuk lapisan absorpsi yang merupakan bagian dari benda terkait. Pemberian gaya dari luar seperti tekanan akan meningkatkan luas area kontak, gaya molekuler yang cukup tunggi dan meningkatkan kekuatan ikat diantara pasangan bahan yang saling melekat. Mekanisme penting lainnya yaitu adanya gaya van der walls, yang mendukung pendekatan jarak antara partikel pasangan benda yang dilekatkan. Misalnya seperti yang terjadi pada powder. Pada fiber dan partikel bulki dapat terkunci atau menutup lipat satu sama lain adalah sebagai hasil pembentukan yang disebabkan oleh penguncian atau ikatan bentuk tertutup. Untuk memperoleh ikatan 68
tipe ini, kompresi dan gaya shear harus selalu dilakukan pada sistem. Kekuatan dari hasil penggumpalan hanya bergantung kepada jenis interaksi dan karakteristik bahan.
c.
Mekanisme Pengompakan Di dalam proses ekstruder ulir, putaran ulir mengambil bahan dari tempat pengumpan kemudian dilalukan ke dalam tabung dan terjadi pengompakan pada cetakan sehingga membuat benda terbentuk karena adanya tekanan di sepanjang ulir. Selama proses berjalan biomassa diberikan gaya ke dalamnya dan terjadi kontakgeser
pada dinding tabung. Hal ini juga menyebabkan efek friksi dalam
pengerjaan proses pembriketan biomassa. Kombinasi efek yang diakibatkan oleh gesekan dinding tabung,
panas yang ditimbulkan karena gesekan internal dan
putaran ulir (rpm 600) menyebabkan kenaikan temperatur sistem yang mendukung terjadinya
pemanasan
biomassa.
Kemudian
dilakukan
gaya
terhadap
cetakan/ekstrusi, dimana briket harus dibuat memerlukan bentuk. Pada tahapan ini pula bagian
matras cetak diberikan tekanan maksimum. Dan hal ini
diaplikasikan pada biomassa agar diperoleh pengompakan yang lebih baik. Untuk menghasilkan briket dengan pengerjaan ekstrusi yang lebih halus biasanya matras cetakan dipanasi dan sebagian panas dari proses diberikan kepada biomassa dan permukaan ulir. Ekstruder secara sederhana menampilkan tiga zona yang berbeda yaitu: pengumpan, transport dan zona ekstrusi. Gaya yang diberikan memainkan penting dan berpengaruh terhadap proses pengompakan biomassa yang terjadi di dalam zona kompresi. Pada waktu biomassa diumpankan ke dalam ekstruder ulir dan pemberian gaya dilakukan kemudian akan menimbulkan hambatan gesek di dalam matras dan terjadinya pengompakan disebabkan oleh mekanisme sebagai berikut: 1)
Sebelum mencapai zona kompresi, biomassa dikompresi secara parsial, untuk menuju kepada pengepakan tertutup dan kemudian meningkatkan densitas. Energi yang terpakai digunakan untuk mengatasi friksi partikel.
2)
Pada zona kompresi, bahan biomassa menjadi relatif lunak disebabkan oleh suhu
temperatur tinggi (200 - 300oc) di dalam proses ini sifat elastisitas
menghilang, pengepresan menjalar ke dalam ruang antara partikel sehingga hasilnya meningkatkan area kontak antar partikel. Ketika partikel-partikel datang bersamaan karena adanya tekanan, maka akan terbentuk jembatan69
jembatan lokal yang mendukung terjadinya penguncian dari partikel-partikel tersebut. Pada tahapan ini kelembaban menimbulkan uap yang membantu melembabkan biomassa. 3)
Biomassa mendapatkan kompresi lebih lanjut di dalam tabung cetak (280 oc) untuk membentuk briket. Pada bagian ini uap menghilang dan terjadi pengompakan secara simultan, dan tekanan diberikan secara merata terhadap keseluruhan bagian bahan dan pada akhirnya diperoleh briket dengan kerapatan yang merata.
Udara yang terjebak di dalam zona kompresi akan menekan balik ke arah bagian pengumpan dan konduktivitas termal bahan meningkat karena adanya pengompresian. Selama perjalanan melewati zona kompresi biomassa menyerap energi panas dari friksi dan panas tersebut masuk ke seluruh bagian masa bahan. Kebritelan,
keplastisan dan abrasivitas adalah merupakan faktor-faktor
penting dalam pemberian tekanan pada proses pengompakan. Kecepatan pemadatan relatif penting di dalam penentuan variasi pada mekanisme pengikatan. Tujuan dari pengompakan adalah untuk membuat partikelpartikel menjadi lebih kecil dan berdektaan sehingga gaya aksi diantara partikel tersebut menjadi lebih kuat. Selanjutnya dapat memberikan cara penguatan yang lebih baik terhadap proses pemadatan untuk bahan biomassa yang bersifat bulki. Hasil produknya hendaknya cukup kuat menahan dalam perlakuan kasar yang terjadi di dalam handling. Apabila tekanan yang merata tidak meliputi keseluruhan volume bahan, maka timbul variasi kerapatan di dalam produk yang berefek buruk terhadap hasil produk briket..
Sifat-sifat dari bahan yang penting untuk proses pemadatan adalah: 1) Sifat alir dan kohesivitas (bahan-bahan pelumas dan pengikat memberikan sifat ini) 2) Ukuran partikel (lebih halus partikel, maka kohesi lebih tinggi, pengaliran buruk) 3) Gaya permukaan (pentingnya untuk penggumpalan yang menguatkan) 4) Adesivitas/pelekatan 5) Kekerasan (terlalu keras partikel sulit untu digumpal)
70
6) Distribusi ukuran partikel.( bagian partikel yang lebih halus diperlukan untuk mengikat bagian yang lebih kasar dan secara bersama membuat satuan yang lebih kuat.
d. Biaya Efisiensi biaya biasanya bergantung dari investasi peralatan yang digunakan dan modal kerja. Pada teknik pembuatan yang sederhana biasanya 1) Peralatan yang berharga murah tetapi tidak praktis 2) Naker cukup dengan sdm rendah 3) Hasilnya berkualitas rendah dan nilai jual rendah
Sedangkan pada teknik pembuatan dengan teknologi: 1) Peralatan relatif mahal tetapi praktis 2) Tenaga kerja biasanya dengan sdm terlatih 3) Hasilnya baik, dan mempujyai harga jual tinggi
3. Rangkuman
Kriteria biobriket yang baik untuk bahan bakar alternatif adalah biobriket harus memiliki sifat atau karakteristik dalam pembakaran yang antara lain terdiri: - waktu pembakaran lama, - kecepatan bakaran rendah, - nilai kalori tinggi, - nyala api besar dan mudah/cepat dapat dinyalakan.
Langkah-langkah dalam Proses pembuatan briket secara umum meliputi tahapan antara lain:
-
Persiapan bahan baku
-
Persiapan alat
-
Preparasi /penghalusan bahan
-
Pencampuran bahan perekat
-
Pencetakan
-
Pengeringan
-
Pengujian/pengukuran kalor
Teknologi pembriketan
telah dikembangkan dunia ada 2 macam aliran yang
berbeda, yaitu teknologi versi Eropa/amerika yaitu teknologi pembriketan 71
dengan menggunakan pres piston sedangkan versi jepang secara independen menggunakan
pres
ulir.
Masing-masing
versi
memiliki
kelebihan
dan
kekurangannya. Kedua teknologi ini sudah banyak digunakan, akan tetapi karena keunggulanya teknologi pembriketan dengan pres ulir lebih banyak pemakainya. Saat ini teknologi pembriketan dengan teknologi tekanan/presure tinggi, baik pada mesin pres ram/piston maupun pres ulir sudah digunakan. Briket hasil pres piston bentuknya solid sempurna, sedangkan bentuk briket hasil pres ulir memberikan lubang ditengahnya yang dapat membuat karakteristik pembakaran lebih baik.
Aspek-aspek fundamental dalam pembriketan : -
Tekanan Pengompakan
-
Mekanisme Pengikatan pada Proses Pemadatan
-
Mekanisme Pengompakan
-
Biaya
4. Evaluasi Materi Pokok a. Tuliskan 3 karakteristik yang harus dimiliki biobriket ? b. Tuliskan kelebihan biobriket dibanding arang konvensional! c. Tuliskan langkah-langkah proses pembuatan briket! d. Apa saja peralatan yang diperlukan dalam pembuatan briket secara sederhana?
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Setelah menjawab soal-soal evaluasi materi pokok dan jawaban Anda minimal mencapai 80% benar maka Anda maka dapat melanjutkan pada modul berikutnya (sesuai arahan instruktur). Materi tentang proses pembuatan biobriket akan dijelaskan lebih rinci pada modul Proses Pembuatan Biobriket dan Asap Cair.
72
BAB III PENUTUP
Setelah menyelesaikan modul ini, maka Anda berhak untuk mengikuti tes praktik sebagai uji kompetensi yang telah dipelajari.Apabila Anda dinyatakan memenuhi syarat kelulusan dari hasil evalusi dalam modul ini, maka Anda berhak untuk melanjutkan ke topik/modul berikutnya. Mintalah pada pengajar/instruktur untuk melakukan uji kompetensi dengan sistem penilaiannya dilakukan langsung
apabila Anda telah
menyelesaikan suatu kompetensi tertentu. Apabila Anda telah menyelesaikan seluruh evaluasi dari setiap modul, maka hasil yang berupa nilai dari instruktur atau berupa porto folio dapat dijadikan sebagai bahan verifikasi. Hasil portofolio tersebut dapat dijadikan sebagai penentu standard pemenuhan kompetensi tertentu dan bila memenuhi syarat Anda berhak mendapatkan sertifikat kompetensi.
73
KUNCI JAWABAN Materi Pokok 1 : Laporan
Materi Pokok 2 : a. Kandungan
abu
pada
jenis
biomassa
tertentu
penting
diketahui
karena
berpengaruh pada perilaku mereka di bawah pengaruh suhu tinggi di dalam ruang bakar. b. Untuk mengantisipasi adanya masalah korosi: mencampur biomassa yang mengandung unsur klorin dengan bahan bakar padat yang lain (umumnya batu bara); jadi berfungsi sebagai bahan bakar pencampur dengan rasio pencampuran tertentu atau mendesain ruang bakarnya (combustion chamber) sedemikian rupa agar masalah bahaya korosi tidak muncul atau minimal dapat dikendalikan, jika memang ada.
Materi Pokok 3: a. Bahan briket:
sekam padi,
serbuk gergajian,
limbah tempurung kelapa,
sabetan kayu,
daun dan ranting pohon,
ampas tebu dan lain-lain
b. Bahan baku bentuknya
yang digunakan sebaiknya dikelompokkan menurut
jenis dan
sehingga memudahkan dalam proses pembuatan arang. Selain itu
sebaiknya bahan berada dalam kondisi kering (kadar air rendah) dan siap bakar sehingga tidak mengeluarkan asap yang terlalu banyak dan mempersingkat waktu pengarangan.
Materi Pokok 4: a. Karena supaya mendapatkan biobriket yang berkualitas baik, dengan biaya lebih sedikit dan mengurangi bahan yang terbuang karena rusak. 74
b. Laporan
Materi Pokok 5: a. Reduce artinya mengurangi. Dalam hal ini, diharapkan kita dapat mengurangi penggunaan berbagai material terutama kayu yang dapat menambah jumlah limbah serbuk kayu, serta dapat mengurangi dan mencegah kerusakan hutan akibat penebangan hutan secara liar tanpa memperhatikan kondisi lingkungan.
Reuse artinya pemakaian kembali. Dalam pengolahan berbagai limbah maksudnya adalah menggunakan kembali limbah menjadi bahan baku untuk membuat briket arang yang bernilai ekonomis.
Recycle artinya mendaur ulang. Dalam pengolahan berbagai limbah ini, maksudnya adalah mendaur ulang limbah tersebut menjadi produk baru, yaitu briket arang.
b. Proses pengolahan biobriket dari limbah tempurung kelapa: Pengarangan Penepungan Pencampuran media Pencetakan Briket Arang
Materi Pokok 6: a. Karakteristik yang harus dimiliki biobriket:
waktu pembakaran lama,
kecepatan bakaran rendah,
nilai kalori tinggi,
nyala api besar dan mudah/cepat dapat dinyalakan.
b. Kelebihan biobriket dibanding arang konvensional: Panas yang dihasilkan relatip tinggi Pada saat dibakar tidak banyak menimbulkan asap dan bau
75
Setelah terbakar menjadi bara tidak banyak memerlukan pengipasan/tiupan udara Teknologi pembuatannya relatip sederhana, baik teknik cara maupun peralatan yang digunakan
c.
Langkah-langkah proses pembuatan briket: Persiapan alat Preparasi /penghalusan bahan Pencampuran bahan perekat Pencetakan Pengeringan Pengujian/pengukuran kalor Persiapan bahan baku
d. Peralatan yang diperlukan dalam pembuatan briket sederhana : Wadah seperti ember, bak dan lain-lain Pengaduk seperti sekop dan sendok tembok Tungku pemanas/pirolisa agar sampah organik tidak menjadi abu Alat pencetak dari yang sederhana sepertipipa PVC, bambu sampai mesin cetak logam. Bentuk cetakan disesuaikan dengan kebutuhan atau pasar, yaitu seperti bentuk tabung/ silinder, kotak, oval telur dan lain-lain.
76
DAFTAR PUSTAKA Knoeff, Harrie. 2010. Training Course on Renewable Energy. Bandung: Kerjasama PPPPTK BMTI dan Casindo Kong, Gan Thay. 2010. Peran Biomassa bagi Energi Terbarukan. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo Quaak, Peter., Knoef, Harrie., & Stassen, Hubert. 1999. Energy from Biomass, A Review of Combustion and Gasification Technology. In series of World Bank Technical Paper No. 422. Wahington, USA Setiaji, Bambang & Kasihanto, Tri. 2013. Pengelolaan Bahan Baku Biobriket. Modul Training of Trainers Staff PPPPTK BMTI. Bandung: PPPPTK BMTI Supriyatno & Kismurtono. 2013. Pengolahan Biomass untuk Biobriket. Modul Training of Trainers Staff PPPPTK BMTI. Bandung: PPPPTK BMTI Badan Standardisasi Nasional (BSN). Detail SNI 1-6235-2000. [Online]. Tersedia: http://sisni.bsn.go.id/index.php?/sni_main/sni/detail_sni/5781 [30 Agustus 2013] What is Biomass?. Departement of Chemical Technology. Chulalongkorn University. [Online].
Tersedia:
http://www.sc.chula.ac.th/department/Chemical_Technology/research/topic_bio energy.htm [10 Agustus 2013] Biomass. EnergyFool [Online]. Tersedia: http://www.energyfool.com/site/?q=renewableenergy/biomass-subcat. [10 Agustus 2013] What is Biomass and Bioenergy ?. Biomass Innovation Centre [Online]. Tersedia: http://www.biomassinnovation.ca/biomassandbioenergy.html. [12 Agustus 2013] Biomass
Energy.
[Online].
Tersedia:
http://cr.middlebury.edu/es/altenergylife/sbiomass.htm [12 Agustus 2013]
77
LAMPIRAN – LAMPIRAN Lampiran 1
Dari beberapa hasil penelitian: 1. Sekam padi Komposisi berat dari Satu tangkai tanaman padi terdiri :beras 52%, sekam 20%, jerami 15%katul 10% dan susut giling 3% (Bor.S.Tuki 1980). Pada proses giling padi diperoleh sekam antara 16,3 sampai dengan 28%. Sekam padi mempunyai densitas 125 kg/m3 dan nilai kalori 3300 kkal/kg. Hasil pirolisa sekam padi 480 oC
menghasilkan arang 45% dengan nilai energi 15,9 Mj/kg (Nugraha
setawan,2001). Arang sekam dapat dibuat briket dengan tepung kanji sebagai perekat dan perbandingan berat arang:kanji:air adalah 20:1:1. 2. Sampah Sampah merupakan kombinasi darai bahan-bahan yang agak lembab dan tidak lembab. Ada 4 faktor penting yang menentukan karakteristik dari sampah yaitu kelembaban, kandungan bahan volatile, kadar karbon dan abu. Komponen sampah domestik terdiri air 10-60%,senyawa organik 25-35%, Nitrogen 9,41,2%, Fospor 0,2-0,6%, Kalium(K2o) 0,8-1,5%,Kapur 4-7% dan karbon 12-17%. Komposisi sampah perkotaan terdiri dari komonen-komponen: Makanan 16,2%, Kertas 17,5%,Karton ,Plastik dan karet 15,8%, logam 3,5%, kaca 2,3%, tekstil 12,7% daun 32,0%. Total organik 65,7% dan non organik 34,3%. (JICA 2003). Nilai kalori sampah 754,412 sampai dengan 2002,252 kkal/kg bergantung lama penimbunan. Timbulan sampah sesuai dengan jumlah penduduk. Timbulan pada 10 kota besar di indonesia antara 2,0 – 2,5 liter/orang per hari. 3. Tempurung kelapa Komposisi buah kelapa terdiri: Sabut 35%, tempurung 12%, Daging buah 28%, air buah 25%. (Ketaren 1986). Dat Produksi kelapa indonesia tahun 2006 880 ribu ton, berati potensi tempurung kelapa 1054,6 ribu ton. 4. Kelapa sawit Kontribusi limbah cukup besar, dengan potensi tempurung kelapa sawit 30% dari produksi buah kelapa sawit. Dihitung dari 100% buah sawit, bagian daging 58 –
67% dan Biji 37 – 43%. Sedangkan komposisis daging buah terdiri: air 36 -40%, minyak 46 – 50% dan ampas 13 – 15%. Ditinjau dari berat biji sawit, komposisiTempurung 78 -62%, Inti/kernel 17 -23. Sedangkan ditinjau dari berat buah segar , komposisi air 27%, Ampas(serat) 8%, Tempurung 30% dan inti/kernel6%. Pengolahan bio briket dari limbah kelapa sawit cukup sederhana (pembriketan, pengeringan dan pengarangan). Contoh Spesifikasi Briket Super Kandungan Air Total
< 5%
Abu
14 - 18%
Zat Terbang
20 - 24%
Karbon Padat
55 - 60%
Nilai Kalori
1.500
Belerang
< 0,5 %
Titik Leleh Abu
1.250 C
Kuat Tekan
> 60 kgf/Pcs
Daya Tahan Banting
> 95%
Ukuran (PxLxT)
51x49x39 mm
Berat/Butir
50 gr
Komposisi Kimia: - Karbon (C)
64,0 - 67,0%
- Hidrogen (H)
2,7 - 49,0%
- Oksigen (O)
11,1 - 13,0%
- Nitrogen (N)
1,0 - 1,1%
- 6000Kal/gr
Emisi Gas: - Sulfur (SO2)
< 5 ppm
- Nitrogen Dioksidan (NOx)
< 2 ppm
- Karbon Monoksida (CO)
< 1.000 ppm
Asap
Tidak Berasap
Suhu Penyalaan
185 C
Lampiran 2 Tabel 1. Data Spesifikasi Sampel Batubara Semikokas IPTEKDA LIPI 2007 No.
Parameter
Kadar
Satuan
1
Fixed Carbon
73.12
%
2
Volatile mater
13.64
%
3
Moisture content
3.30
%
4
Ash content
9.94
%
5
Calori Value
7268
Cal/gr
Tabel 16. Jenis Briket Berbasis Bahan Baku Komposisi Campuran No
Jenis Bahan
Biomass
Baku
a
Batubara
Bahan
Bahan
(%)
Pengikat ( %)
Imbuh (%)
-
80 –95
5 – 20
0–5
-
80 – 90
5 – 15
5 (kapur)
10 – 40
50 – 80
5 – 10
0–5
(%) 1
Tanpa karbonisasi
2
Terkarbonisasi
3
Bio
4
Light coal
-
-
-
-
5
Bio arang
10 – 40
50 – 80
2,5 – 5
5 (bentonit)
Keterangan : light coal tidak melalui proses pembriketan melainkan dengan proses pemanasan.
Berbagai tipe briket antara lain : Tabel 17. Karakteristik Berbagai Briket Batubara dan Standar Kualitas Briket Batubara
Bentuk
Kuat
Nilai
Tekan <
Kalor
g/cm2
Kkal/kg
51x49x39
> 60
5300-5600
< 7,5
14 - 18
38x26x18
> 70
5000-5400
< 10
10 - 12
125x125x75
40 - 6
4800-5200
10 - 15
15 - 20
Ukuran mm
Kadar Air (adb)
Kadar abu % (adb)
Standar emisi kompor dengan bahan bakar briket batubara dan bahan bakar padat berbasis batubara seperti tertera pada lampiran 5 Peraturan Menteri Energi Sumber Daya Mineral No. 047 Tahun 2006, tanggal 11 September 2006. Standar emisi kompor dengan bahan bakar briket batubara dan bahan bakar padat berbasis batubara seperti tertera pada tabel berikut :
Tabel 19. Standar Emisi Kompor dengan Bahan Bakar Briket Batubara dan Batubara Parameter
Batas Maksimum (mg/Nm3)
Total partikel
250
Karbon Monoksida CO
726
Sulphur Dioksida SO2
130
Nitrogen Dioksida NO2
140
Keterangan :
Nitrogen Oksida meliputi Nitrogen Dioksida (NO2) dan Nitrogen Monoksida (NO), dinyatakan dalam NO2
Konsentrasi gas dan partikel dikoreksi terhadap 10% O2
Volume Gas dalam keadaan standar (25 C dan tekanan 1 atm).
Dalam diskusi diutarakan pula untuk penyusunan SNI briket batubara diusahakan produksi briket dibawah standar masih bisa tercakup, dan efisiensi standar tungku briket 30% cukup memadai tetapi mengacu pada hasil penelitian tungku briket PPTM adalah 45%. Untuk rumah tangga penyalaan tungku briket dalam waktu 3 jam umumnya efisiensi tungku briket yang diperoleh relatif rendah tetapi untuk pengoperasian tungku briket dalam waktu yang relatif lama seperti tungku bandeng 10 jam efisiensi tungku briket akan diperoleh lebih tinggi. Alat pembuat briket dengan sistem cetak batako kapasitas produksi bisa lebih dari
40
kg/jam. Standar kuat tekan briket batubara sebaiknya tidak kurang dari 60 kg/cm 2, suhu standar nyala briket berkisar 300 C s.d 400 C yang penting kadar airnya lebih kecil dari 15%.
Lampiran 3
BOMB KALORIMETER
Pengertian
Kata kalorimeter dapat terdiri dari kata kalori dan meter, dimana kalori diartikan untuk panas dan meter untuk satuan yang terukur. Jadi kata kalorimeter dapat diartikan untuk suatu benda atau alat yang digunakan untuk mengukur kandungan panas dari sesuatu benda. Panas adalah suatu bentuk energi yang dapat ditimbulkan dari benda karena adanya suatu proses seperti reaksi kimia, mekanik, listrik dan radiasi. Tingkatan energi panas dalam benda umumnya dinayatakan dengan nilai enthalpi yang bisa mengalami perubahan karena terjadi proses-proses yang disebutkan seperti tersebut diatas. Nilai enthalpi pada benda dapat dinyatakan yaitu dengan hasil perkalian antara suhu x masa x kapasitas panas dari benda tersebut, dan perubahan enthalpinya juga sejalan dengan perubahan suhunya.
Bentuk Fisik Bomb Kalorimeter adalah suatu alat kalorimeter yang memiliki tipe atau sifat yaitu volume konstan dan digunakan untuk mengukur kandungan panas suatu bahan bakar dan dilakukan dengan melalui suatu proses reaksi, yaitu pembakaran. Pada dasarnya dalam suatu proses teknis pada bom kalorimeter akan terdiri antara lain Cawan kecil dari baja dengan sampel uji, tabung baja stainles berisi oksigen murni bertekanan sekitar 30 atm, air perendam tabung, alat pengaduk air, termometer, pelindung/insulator air untuk mencegah pengaliran panas dari sistem kalorimeter ke sekeliling udara luar dan bomb kalorimeter terhubung dengan sirkuit pemantik listrik. Bahan tabung bomb kalorimeter terbuat dari bahan baja stainless agar tidak terjadi prubahan volume saat reaksi pembakaran terjadi.
Disamping itu bomb kalorimeter harus kuat menahan
tekanan tinggi yang diakibatkan oleh proses reaksi pembakaran tersebut.
Untuk penyalaan sampel bahan bakar yang akan diukur digunakan jenis pemantik listrik. Setelah bahan bakar menyala/terbakar segera akan terjadi peningkatan panas udara sekeliling, dan panas ini menjalar keluar tabung selimut/penutup luar dari bomb
kalorimeter. Saat penjalaran panas menembus dinding tabung logam/baja segera akan memanaskan air yang merendam tabung tersebut. Tingkatan suhu air inilah yang dapat digunakan untuk menghitung kandungan kalori bahan bakar benda sampel yang diukur di dalam cawan bomb kalorimeter. Tabung bomb kalorimeter didesain untuk menampung oksigen murni dengan tekanan lebih dari 30 atm, sampel uji yang diletakkan di dalam cawan kecil dengan masa antara 1 sampai dengan 1,5 gram yang ditambahi sedikit tetes air untuk pelembab ruang dalam tabung dan disamping itu agar panas dari air yang dihasilkan oleh proses pembakaran dapat langsung terkoreksi. Sebelum pemantik listrik dijalankan untuk menyalakan bahan bakar, maka tabung bomb kalorimeter ini kondisinya harus terendam di dalam volume air yang kurang lebih banyaknya 2000 ml. Bomb kalorimeter dengan jumlah masa sampel dan oksigen tertentu adalah merupakan suatu sistem yang tertutup, dimana selama proses reaksi berlangsung tidak ada gas pembakaran keluar.
Dengan sejumlah reaktan tertentu yang ditaruh di dalam cawan baja dan kemudian dinyalakan, maka energi panas dilepaskan dari pembakaran. Energi panas ini menjalar dari tempat cawan baja ke dalam dinding baja demikian akhirnya menaikan temperatur tabung baja berikut isisnya dan pelindung air di sekelilingnya. Perubahan temperatur di dalam air diukur secara akurat menggunakan termometer dan hasil pembacaannya akan sesuai dengan faktor dari bom kalorimeter bersangkutan, yang antara lain bergantung dari kapasitas panas logam bomb kalorimeter dan bagian komponennya. Hal ini berguna untuk menentukan atau menghitung jumlah energi panas yang dikeluarkan oleh sampel benda uji yang terbakar. Dalam perhitungan tersebut dilakukan sedikit koreksi terhadap penggunaan energi listrik dengan fusi pembakar dan keasaman yang dihasilkan. Setelah peningkatan suhu air bomb kalorimeter selesai diukur, kemudian dilakukan pelepasan tekanan berlebih dari dalam tabung bomb kalorimeter tersebut. Pada proses bomb kalorimeter dianggap tidak terjadi pertukaran panas antar kalorimeter dengan sekelilingnya atau proses adiabatik dimana Q = 0. Demikian pula perubahan total energi internalnya yakni: ∆ U(total) = Q + W = 0 Perubahan total energi internal ∆ (total) = ∆ (sistem) + ∆ (lingkungan) = 0
∆ (sistem) = - ∆ (lingkungan) = - Cv . ∆T (volume konstan, yaitu diyatakan dengan d V = 0) Dimana Cv – konstanta panas bomb kalorimeter dengan volume konstan Praktek penggunaan
Bomb kalorimeter harus dilakukan kalibrasi, tepatnya sebelum digunakan untuk menentukan nilai panas pembakaran dari suatu bahan/komposit. Harga Cv dapat diestimasi dengan menggunakan: Cv(estimasi) = m(air).Cv(air) + m(baja).Cv(baja) Dimana m(air) dan m(baja) dapat diukur dan Cv air = 1 cal/g.K ; Cv baja = 0,1 cal/g.K. Di
dalam
pelaksanaan
laboratorium,
Cv
ditentukan
dengan
melalui
proses
pengoperasian bomb kalorimer dengan menggunakanbahan bahan standar atau yang telah diketahui nilai kalor pembakarannya, yaitu seperti asam benzoit dengan nilai kalori pembakarannya Hc =6318 cal/g atau p –asam metil benzoit Hc = 6957 cal/g. Jika Peningkatan suhu bomb kalorimeter ∆T dapat dukur, maka dengan hubungan C v = Hc/∆T dapat ditentukan Cv sebagai konstanta panas bomb kalorimeter. Temperatur T diukur setiap menit dan ∆T = T(akhir) – T(awal). Faktor koreksi (sedikit) terhadap total panas dari pembakaran harus diberikan yaitu terdiri:
Kawat fusi elektrik, yang biasanya sering digunakan yaitu dari bahan jenis nikel meiliki panas pembakaran fusi 981,3 kal/g. Dalam proses kalibrasi bomb kalorimeter jumlah asam benzoit yang digunakan yaitu sekitar 1 g (ditimbang). Panjang kawat fusi dari jenis nikel sekitar 10 cm sebelum dan sesudah proses dilakukan penimbangan sehingga dapat dihitung masa berat kawat fusi terbakar yaitu ∆m = ∆mawal - ∆makhir
Hasil keasamam
Pembakaran sampel benzoit di dalam bomb kalorimeter:
Prosedur Uji Bom Kalorimeter
1. Periksa kondisi baik bomb kalorimeters beserta asesorisnya lengkap antara lain :
-
Bejana pelindung luar beserta tutupnya dibuka
-
Termometer pengukur suhu ketelitian 0.01˚c beserta dengan teropong lup pembesar
-
Alat pengaduk yang terdapat pada tutup lengkap dengan peralatannya seperti kareat gelang pemutar
-
Motor pemutar menempel pada bejana pelindung dilengkapi kabel positifnegatif
-
Alat picu nyala api (ignation) dan terminalnya
-
Bejana air penyerap kalor
-
Tabung baja bomb kalori meter beserta tutupnya dapat dibuka
-
Tutup bomb kalori meter dilengkapi dengan kawat penggantung bejana sampel dan berfungsi pula sebagai terminal untuk pemasangan kawat nikelin pemanas
-
Bejanan untuk tempat menyalakan sampel
-
Kawat niklin dan penggaris untuk pengukur panjang
Sedangkan alat penunjang terdiri dari : -
stopwatch
-
beker (jam duduk pengukur waktu)
-
neraca teknis ketelitian 0.001 gram
peralatan titrasi terdiri dari : -
gelas buret dilengkapi dengan statif
-
bejana kimia kecil (gelas ukur)
-
elemeyer 250 ml
bahan kimia terdiri : -
indikator pewarna : metil merah 0.1 %
-
larutan Na2CO3 0.0725 M
alat pencetak tablet -
menyiapkan sampel yang diukur dibentuk tablet
-
tabung oksigen dengan selang pengisian dan soketnya
-
nilai standar Bomb kalori meter (kal/˚C)
2. Pelaksanaan Uji Coba
2.1 Buka tutup bejana luar kemudian tempatkan pada penyangga untuk pasang termometer dilengkapai lup pada statifnya 2.2 Keluarkan tabung bomb kalorimeter tempatkan pada meja yang dilengkapi dengan klemnya, kemudian buka tutupnya dan tempatkan pada klemnya kemudian pasang kawat niklin 10 cm dengan ketentuan yaitu terpasang baik pada terminal kawat gantung 2.3 Tempatkan sampel sebanyak ± 1 gram pada bejana dan tersimpan erat pada terminal gantung, kemudian posisi kawat niklin diatur dengan menarik kebawah sehingga menyentuh dan menahan bagian atas sampel 2.4 Tabung bomb kalori meter dilembabkan dengan diberi tetesan aquades dan kemudian tutup bomb kalori meter dengan kondisi siap dipasangkan kembali dengan menggunakan tangan 2.5 Bejana air dikeluarkan dari bejana pelindung diisi dengan air 2000 ml dengan ketelitian 0.5 ml kemudian dimasukkan kembali 2.6 Bomb kalori meter dengan menggunakan kawat jinjing dimasukkan ke air penyala kalor kemudian direndam sempurna. Kabel penghubung pemicu nyala dipasang yang terletak ditutup bomb kalori meter 2.7 Pasangkan kembalil tutup bejana pelindung yang sudah terpasang termometer dan karet gelang pemutar roda pemutar dipasangkan 2.8 Amati suhu air dalam bejana beberapa saat sehingga stabil, biasanya harga dibawah suhu ruangan 2.9 Bersiaplah untuk pengamatan kenaikan suhu permenit yaitu dengan penyalaan alat pengaduk air di dalam bejana selama 5 menit dan amati perubahan kenaikan suhu selama 5 menit 2.10 Pada menit ke 5 nyalakan alat picu pembakaran dengan menekan tombol alat sehingga terlihat nyala lampu beberapa saat nyala lampu indikator 2.11 Amati dengan teliti dan tunggu beberapa saat (20 detik) sehingga terlihat kenaikan suhu akan terlihat awalnya pelan kemudian menjadi cepat kemudian akhirnya plean kembali 2.12 Setelah alat picu pembakaran dinyalakan mulailah pengukuran suhu dan catat suhu pada detik 45,60,75,90,105,120 pengamatan selanjutnya pada interval 1 menit sehingga suhu maksimum. Pembacaan termometer pada
suhu menjelang maksimum menggunakan teropong lup. Akhir pembacaan termometer dilakukan selama 5 menit setelah suhu air maksimum 2.13 Hentikan putaran alat pengaduk dan buka tutup pelindung luar kemudian keluarkan tabung Bomb kalori meter dan buka tutupnya selanjutnya kedalam bejana Bomb kalori meter disemprotkan air aquades untuk proses pencucian dan air cuciannya ditampung dalam elemeyer untuk dititrasi, keluarkan kawat niklin dari terminalnya dan ukurlah panjang kawat sisa yang tidak terbakar 2.14 Melakukan proses titrasi yaitu, dengan memberi indikator metil merah pda air cucian sehingga terlihat larutan merah. Kemudian dengan menggunakan buret larutan tersebut ditetesi Na2CO3 secara perlahan sehingga terjadi perubahan warna menjadi netral dan jumlah volume ml tetes Na 2CO3 yang digunakan dicatat
3. Susunlah data hasil pengamatan tabel untuk dihitung sehingga diperoleh angka masing-masing untuk : a. Masa sampel b. Beda suhu awal (minimum dan maksimum yang tercapai) c. Koreksi suhu terdiri : -
Koreksi suhu awal penngamatan: R1(b-a) R1= koreksi kenaikan suhu pada pengadukan air (5 menit) a= waktu suhu air saat sampel mulai dibakar b= waktu suhu air naik 60% dari ketinggian maksimum
-
Koreksi suhu akhir pembakaran: R2(c-d) R2= koreksi penurunan suhu air 5 menit setelah tercapai suhu maksimum c= waktu ketika suhu air maksimum d= waktu suhu air turun memdatar stabil
Beda suhu dikoreksi : T=Tc-R1(b-a)-R2(c-a) 1. Koreksi kalori kawat yang terbakar yaitu panjang kawat yang terbakar dikali (2,3 cal) 2. Koreksi kalori terbentuknya asam nitrat jumlah ml na2co3 yang digunakan untuk penetralan air atau jumlah ml (na2co3 x 1 cal)
3. Koreksi kalori dari kandungan sulfur dalam sampel kandungan sulfur sampel diperoleh dari data analisa kimia bahan perhitungan koreksi = s% x sampel 4. Kemudian hitung nilai kalori sampel dengan rumus Hg = C Tc-C1-C2-C3 M sampel Dimana: C = hasil kalori dari Bomb kalori Hasil Pengujian dan Pembahasan Hasil Pengujian dilakukan untuk: 1. Menentukan standar nilai kalori 2. Mengecek dan verifikasi Bomb kalorimeter dan kelengkapannya 3. Kalibrasi alat Bomb kalori meter LIPI dengan Bomb kalori meter Kimia ITB yang diangga berfungsi baik karena selalu digunakan dan dilakukan pemeliharaannya 4. Hasil pengujian dirujuk dengan menggunakan hasil uji Tek Mira yang terakreditasi untuk sampel yang sama sebanyak 3 buah 5. Analisa hasil yaitu menghitung tingkat persen penyimpangan hasil uji Bomb kallori meter LIPI antaralain terhadap Bomb kalori meter ITB dan terhadapa pula hasil uji lab Tek Mira. Demikian pula hasil uji Bomb kalori meter ITB terhadap Tek Mira 6. Dengan asumsi hasil rata penyimpangan sekitar 1% maka Bomb kalri meter LIPI masih layak pakai 7. Perlu tindak lanjut perbaikan dan penyempurnaan Bomb kalori meter LIPI dan pemeliharaan
Data hasil pengujian terbagi 3 bagian : 1. Pengujian menentukan standar kalori meter menggunakan sampel Benzoat dengan nilai kalorinya sudah diketahui 2. Pengujian
menentukan
nilai
kalor
sampel
sebanyak
3
buah
dengan
menggunakan Bomb kalori meter LIPI 3. Pengujian ulang menentukan nilai kalori sampel tersebut diatas menggunakan Bomb kalori meter ITB
Penggunaan bomb kalori meter untuk menentukan nilai kalori sampel lain. Data hasil pengamatan dan perhitungan parameter seperti pada tabel berikut:
Rekap matrik data hasil uji coba bom kalorimeter di Kimia ITB Tipe
1341 PLAIN OXYGEN BOMB CALORIMETER
PPF-LIPI
Pembanding
1241ADIABATIK CALORIMETER
Referensi hasil uji
SERTIFIKAT NO: 786/LBB/VIII/2007 TANGGAL 21 Agustus 2007 Lab. Pengujian tekMira
Peneliti
: Supriyatno
Tanggal No
Uraian Data Masa
1
Alat
23.08.07
BZ1CLP
:Tito
24.08.07
BZ2CLP
3B3CLP
24.08.08 3B3CLP
28.08.07 3B3CLP
24.08.07 3B3CITB
Satuan berat
sampel
gram
Sulfur
%
Masa 2
23.08.07
Teknisi
0.997
1.0019
1.0713
1.0214
1.082
1.0302
0
0
0.36
0.07
0.59
0.36
2000
2000
2000
2000
2000
2000
Cm
10
10
12
12
10
12
berat
air bejana
gram
Panjang kawat 3
Nikelin Tekanan pengisian
4
O2
bar
30
30
30
30
30
30
5
Suhu ruang
oC
24.8
25.6
25.2
27.1
22.8
25.0
6
Suhu air
oC
24.1
23.9
24.2
25.7
23.1
24.0
jam
9:25
11:08
11:00
15:17
9:30
15:00
24.100
23.920
24.200
25.680
23.060
oC
24.200
25.680
23.060
oC
24.200
25.680
23.060
oC
24.200
25.685
23.060
oC
24.200
25.685
23.060
24.200
25.690
23.060
Waktu 7
pengadukan Suhu menit
8
0
oC
Suhu menit 9
1 Suhu menit
10
2 Suhu menit
11
3 Suhu menit
12
4 Suhu menit
13
5
oC
24.170
23.980
24.070
Waktu 14
penyalaan suhu
15
16
17
18
15:22
9:35
24.8
25.95
23.25
25.5
26.35
23.65
oC
25.7
26.93
24.2
oC
25.85
27.19
24.3
oC
15:05
25.3
25.11
24.9
detik
detik
105 suhu
11:05
detik
90 suhu
11:13
oC
60 suhu
9:30
detik
45 suhu
jam
detik
19
120
oC
26.200
26.100
25.950
27.300
24.450
25.750
20
suhu menit 8
oC
26.590
26.380
26.050
27.520
24.650
26.080
21
suhu menit 9
oC
26.700
26.540
26.200
27.940
24.800
26.130
oC
26.750
26.570
26.340
28.110
24.810
26.210
oC
26.770
26.570
26.380
28.150
24.940
26.230
oC
26.770
26.570
26.395
28.175
24.950
26.235
oC
26.770
26.570
26.400
28.180
24.960
26.235
oC
26.770
26.570
26.405
28.190
24.960
26.240
oC
26.770
26.570
26.405
28.190
24.960
26.240
oC
26.770
26.570
26.405
28.190
24.960
26.240
oC
26.760
26.570
26.405
28.190
24.960
26.240
oC
26.760
26.570
26.405
28.190
24.960
26.240
suhu 22
10 suhu
23
menit
17 suhu
30
menit
16 suhu
29
menit
15 suhu
28
menit
14 suhu
27
menit
13 suhu
26
menit
12 suhu
25
menit
11 suhu
24
menit
menit
18 Waktu akhir
31
peng.
jam
9:43
11:23
11:18
15:35
9:48
15:18
32
Suhu ruang
oC
24.8
25.6
25.2
27.4
25.0
25.2
panjang kwt 33
terbakar
cm
4.7
4.8
6.5
7
3.5
7.2
32
titrasi
ml
6.6
6.6
5.8
0
5.8
3.6
Na2CO3 Delta kenaikan 34
suhu
oC
Harga 35
2.600
2.590
2.195
2.500
1.900
2.170
a;
Waktu nyala
-
0
b;60% delta 35
suhu
-
1.560
1.554
1.317
1.500
1.140
1.302
36
c;suhu maks
-
-
0.014
0.012
0
0.002
0
0
-
-0.002
0
0
0
0
0
kalor
6.6
6.6
5.8
0
5.8
3.6
kalor
0
0
5.399
1.001
8.937
5.192
kalor
10.81
11.04
14.95
16.1
8.05
16.56
kal/gr
6318
6318
kal/gr
2429.4
2450.8
2440.1
2440.1
2440.1
2439.98
4975.18
5955.74
4263.80
5114.93
5028
5882
4182
5028
1.05
-1.25
-1.96
-1.73
2.73
1.61
0.03
r1;koreksi 37
suhu aw r2;koreksi
38
suhu ah e1
39
kalor titrasi e2
40
koreksi
kalor sulfur e3
41
koreksi
koreksi
kalor kwt W;standar
42
kalori HBZ W;standar kalori bom Hg;hitung
43
nilai kalori
kal/gr
-
=(tW-E1-E2E3)/m Hasil 44
uji
Tekmira
Beda % dg Tekmira Beda % dg KITB
45 Hitungan rumus delta UT=(-CDT-U1-U2)/m 5119.97
Nilai U1=e1 Nilai U2=e3
Keterangan Tabel : 1. Berat masa sampel ditetapkan ± 1 gram 2. Kandungan Sulfur dari sampel diambil berdasarkan lab uji Tek Mira 3. Masa air bejana penyerap kalor sebanyak 2000 ml sesuai ketentuan manual alat 4. Penggunaan kawat niklin untuk pemicu bakar sesuai dengan ketentuan 10 cm untuk memudahkan pemasangan diambil 12 cm. Kawat yang terbakar tidak lebih 8 cm 5. Suhu air berada di bawah 1 s/d 2˚c suhu ruangan 6. Jangka waktu pengamatan terdiri dari -
Waktu pengamatan 5 menit untuk pengadukan
-
Mulai penyalaan pada menit ke 5 dari pengadukan
7. Waktu pengamatan interval kenaikan suhu dari awal hingga maksimum dan turun kembali adalah 18 menit disesuaikan denagn kondisi alat pemutar yang sudah tua tidak tahan panas
Pengamatan suhu yang cukup kritis adalah kenaikan suhu awal hingga 2 menit (120 detik) dimana kecepatan naik suhu relatif cepat sehingga pembacaan suhu akurat. Hasil pembacaan suhu awal pada penyalaan nol detik hingga 120 detik adalah untuk membuat kurva grafik kenaikan suhu yang lebih teliti, sehingga dapat menentukan harga (b) pada 60% nilai beda suhu kenaikan untuk mengoreksi suhu awal. Waktu kenaikan suhu maksimum dicatat sebagai (c). Waktu akhir pengamatan dicatat untuk menentukan harga (d) 5 menit setelah suhu maksimum. -
Menghitung faktor koreksi R1 Menghitung faktor koreksi R2
-
Menentukan koreksi dari kawat yang terbakar dengan panjang awal dikurangi sisa kawat yang terbakar
-
Menghitung koreksi kalor kandungan sulfur
