PROSES PEMBUATAN BIOBRIKET DAN ASAP CAIR

DIKLAT TEKNOLOGI BIOBRIKET BAGI GURU

MODUL

PROSES PEMBUATAN BIOBRIKET DAN ASAP CAIR

Disusun oleh: Deddy Misdarpon, S.Pd., MT Drs. Hadi Prasetyo.,MT 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

1

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 man-diri/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 be-berapa 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

2

DAFTAR ISI Halaman  KATA PENGANTAR ..................................................................

ii

 DAFTAR ISI ...............................................................................

iii

 PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL .......................................

iv

a. Petunjuk Umum b. Petunjuk bagi peserta Diklat c.

Peran Instruktur/ Guru

d. Petunjuk Pembelajaran

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

1

A. Latar Belakang ..........................................................................

1

B. Tujuan Pembelajaran ……………………………………………….

2

C. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar …………………..

2

D. Indikator Keberhasilan …………………………………………….

3

BAB II. KEGIATAN PEMBELAJARAN .......................................................

4

 KEGIATAN BELAJAR 1. PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG ........................

4

1. Uraian Materi

...................................................................

4

2. Tugas Latihan ...................................................................

18

3. Rangkuman ......................................................................

21

4. Evaluasi Materi

...............................................................

23

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut .........................................

24

 KEGIATAN BELAJAR 2. PEMBUATAN ASAP CAIR 1. Uraian Materi

...................................................................

25

2. Tugas Latihan

..................................................................

49

3. Rangkuman ......................................................................

50

4. Evaluasi Materi

...............................................................

55

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut .........................................

56

 KEGIATAN BELAJAR 3. PENGUJIAN BIO BRIKET 3

1. Uraian Materi

.....................................................................

57

2. Tugas Latihan .....................................................................

66

3. Rangkuman ........................................................................

67

4. Evaluasi Materi

.................................................................

69

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ...........................................

70

 KEGIATAN BELAJAR 4. PENGUJIAN ASAP CAIR 1. Uraian Materi

.....................................................................

71

2. Tugas Latihan .....................................................................

109

3. Rangkuman ........................................................................

110

4. Evaluasi Materi

.................................................................

111

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ...........................................

112

BAB III. PENUTUP ......................................................................................

113

A. KUNCI JAWABAN .....................................................................

114

B. INSTRUMEN PENILAIAN KELULUSAN ...................................

118

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................

120

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL A. Umum 1. Modul ini terdiri atas Kegiatan Belajar, Uraian Materi, dan Soal-soal Latihan.

4

2. Pelajari dahulu seluruh materi yang ada dari setiap Kegiatan Belajar, kemudian pelajari juga dari refferensi yang lain, sesuai dengan yang disarankan. 3. Anda diwajibkan untuk mengikuti seluruh Kegiatan Belajar yang ada pada Modul ini sebagai Kompetensi minimal, dari program diklat yang diselenggarakan. 4. Untuk mempertajam pemahaman, anda diwajibkan mengerjakan soal-soal yang telah disediakan pada bagian akhir dari setiap kegiatan belajar setelah anda selesai mempelajari bagian dimaksud. 5. Untuk dapat melanjutkan kegiatan, anda harus mampu menjawab dengan benar minimal 80 persen dari soal-soal yang ada. 6. Penguasaan /kompetensi anda akan diukur lebih lanjut melalui Post-Test secara terpisah oleh Instruktor/Pembimbing.

B. Petunjuk Bagi Peserta Diklat a. Pelajari materi pada setiap kegiatan belajar dengan seksama. b. Siapkan alat bantu sebelum memulai melaksanakan pekerjaan. c. Siapkan peralatan alat keselamatan kerja dengan benar. d. Kerjakan lembar latihan yang terdapat pada bagian akhir dari setiap kegiatan belajar. e. Koreksi hasil jawabanmu dengan mencocokkan kunci jawaban yang terdapat pada bagian akhir modul ini. f. Jika jawaban anda belum mencapai standar nilai minimal 80% maka anda dinyatakan belum kompeten, selanjutnya pelajari ulang pada materi tersebut dengan teliti hingá anda yakin telah memperoleh nilai minimal 80. g. Setelah selesai melakukan semua kegiatan belajar pada modul ini dengan memperoleh nilai rata-rata minimal 80, maka anda telah dinyatakan kompeten dalam proses pembuatan dan pengujian biobriket dan asap cair.

5

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Data Asia Pasific Coconut Community (APCC) menunjukkan bahwa konsumsi kelapa segar penduduk Indonesia sekitar 36 butir/kapita/tahun atau 7,92 miliar butir (51,1%). Bila produksi buah kelapa nasional sebanyak 15,5 miliar butir/tahun, maka buah kelapa yang dapat diolah di sektor industri adalah 7,57 miliar butir (48,9%). Jumlah ini dapat memenuhi kebutuhan 29 unit industri dengan kapasitas 1 juta butir/hari. Dari buah kelapa dapat dikembangkan berbagai industri yang menghasilkan produk pangan dan non-pangan mulai dari produk primer yang masih menampakkan ciri-ciri kelapa hingga yang tidak lagi

menampakkan ciri-ciri kelapa. Dengan

demikian, nilai ekonomi kelapa tidak lagi berbasis kopra. Keadaan tersebut sudah berkembang di negara-negara lain, seperti di Filipina. Dari total ekspor produk kelapa Filipina (US$ 920 juta), sekitar 49% diantaranya adalah berupa produk bukan coconut crude oil (CCO).

Terkait hal itu, secara nasional

promosi program diversifikasi di pedesaan untuk menghasilkan produk kelapa setengah jadi yang terkait dengan industri berteknologi tinggi perlu dikembangkan. Produk kelapa yang sudah berkembang di dalam negeri adalah coconut crude oil (CCO) dan turunannya, desiccated coconut (DC), virgin coconut oil (VCO), coconut milk (CM), CF, Activated carbon

(AC), dan CCL. Sekitar 90% dari bahan baku

daging kelapa digunakan untuk menghasilkan CCO dan sisanya terbagi untuk produk lainnya, tetapi kecenderungan untuk menghasilkan CCO tersebut semakin menurun, sedangkan produk lainnya semakin meningkat. Sesuai dinamika pasar produk, kecenderungan untuk menghasilkan produk oleokimia (OC) turunan dari CCO tampak semakin tinggi. Produk-produk turunan daging buah selain (OC) yang sangat prospektif untuk berkembang adalah VCO, DC, CM dan CC. Keempat produk ini memiliki konteks pengembangan yang sangat baik. VCO memiliki konteks produk yang dapat meningkatkan kesehatan (daya imunitas tubuh terhadap berbagai penyakit degeneratif) dan bahan baku kosmetik alami yang bernilai tinggi. DC adalah produk campuran makanan yang higienis dan praktis. CM adalah minuman kesehatan yang

6

dapat mensubstitusi susu dan CC adalah bahan yang praktis dan hiegenis untuk keperluan memasak pengganti santan parut manual. Produk-produk turunan sabut yang prospektif untuk bahan jok mobil mewah, springbed, dan geotextile (GT). Produk-produk turunan tempurung yang prospektif adalah AC, CCL, tepung tempurung (CP) dan kerajinan. Activated carbon antara lain dapat digunakan untuk industri minyak dan gas, pemurnian air, pengolahan pulp, pupuk dan tambang emas. Ada empat komponen dasar dari buah kelapa, yaitu sabut, tempurung, daging buah dan air yang dapat diolah menjadi berbagai macam produk. Dalam

modul ini yang akan

dibahas hanya

yang berhubungan

dengan

tempurungnya saja. B. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari dan mengikuti semua petunjuk kegiatan pembelajaran dalam modul ini, peserta diharapkan mampu memahami prinsip dan melaksanakan : 1) Pembuatan briket arang tempurung 2) Pembuatan asap cair 3) Pengujian biobriket arang tempurung 4) Pengujian asap cair C. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar Standar Kompetensi 1. Membuat bio briket arang tempurung

2. Membuat asap cair dari proses pengarangan tempurung

3. Melakukan pengujian hasil bio briket arang tempurung

4. Melakukan pengujian hasil asap cair/ pyrolisis

Kompetensi Dasar 1.1. 1.2. 1.3.

Menyiapkan peralatan utama dan alat batu Menyiapkan bahan baku Melaksanakan proses pembuatan bio briket

2.1. 2.2. 2.3.

Menyiapkan peralatan utama dan alat batu Menyiapkan bahan baku Melaksanakan proses pembuatan asap cair

3.1. 3.2. 3.3.

Menyiapkan peralatan utama dan alat batu Menyiapkan bahan baku Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa

4.1. 4.2. 4.3.

Menyiapkan peralatan utama dan alat batu Menyiapkan bahan baku Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa

7

D. Indikator Keberhasilan Terlaksananya pembelajaran peserta diklat meliputi pemahaman prinsip dan melaksanakan : 1. Membuat Bio Briket Arang Tempurung 1.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 1.2. Menyiapkan bahan baku 1.3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket 2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengarangan Tempurung 2.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 2.2. Menyiapkan Bahan Baku 2.3. Melaksanakan proses pembuatan asap cair 3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang Tempurung 3.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 3.2. Menyiapkan bio briket sebagai specimen benda uji 3.3. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa 4. Melakukan Pengujian Hasil Asap Cair/ Pyrolisis 4.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 4.2. Menyiapkan asap cair grade 1,2, dan 3 debagai specimen benda uji 4.3. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa (Tingkat

keberhasilan

pembelajaran

peserta

diklat

akan

dievaluasi

berdasarkan kegiatan pembelajaran yang dikerjakannya)

8

BAB II. KEGIATAN PEMBELAJARAN A. KEGIATAN BELAJAR 1. PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG 1. Uraian Materi o

Tempurung

Tempurung kelapa yang dulu hanya digunakan sebagai bahan bakar, sekarang sudah merupakan bahan baku industri cukup penting. Produk yang dihasilkan dari pengolahan tempurung adalah arang, arang aktif, tepung tempurung, dan barang kerajinan. Arang aktif dari tempurung kelapa memiliki daya saing yang kuat karena mutunya tinggi dan tergolong sumber daya yang terbarukan. Selain digunakan dalam industri farmasi, pertambangan, dan penjernihan, arang aktif sekarang sudah dibuat untuk penyaring atau penjernih ruangan untuk menyerap polusi dan bau tidak sedap dalam ruangan. Berdasarkan data ekspor tahun 2003, Indonesia ternyata lebih banyak mengekspor dalam bentuk arang tempurung (56%), sedangkan negara lain dalam bentuk arang aktif.

Pertumbuhan penduduk yang terus meningkat serta laju perkembangan industri menyebabkan meningkatnya penggunaan energi. Selama ini pemenuhan energi berasal dari minyak dan gas bumi yang merupakan sumber daya alam yang tidak

dapat

mengantisipasi

diperbaharui semakin

dan

keberadaannya

berkurangnya

minyak

semakin dan

gas

menipis. bumi,

Untuk

mendorong

diusahakannya pemanfaatan sumber energi alternatif.

Salah satu sumber energi alternatif yaitu penggunaan briket arang. Tahukah anda tentang arang tempurung kelapa? Mungkin bagi anda yang belum tahu mulai sekarang harus mencari tahu karena briket arang tempurung kelapa ini bisa diolah menjadi sebuah minyak tanah yang mana dijadikan salah satu kebutuhan pokok yang sukar sekali untuk didapatkan sekarang ini mengingat harga jual nya yang cukup tinggi sehingga banyak orang yang beralih untuk lebih memilih gas elpiji.

9

Gambar 1.1. GPotensi Pengembangan Produk Kelapa Hal ini bisa dijadikan sebagai peluang bisnis briket arang yang mana memberikan keuntungan yang cukup menjanjikan nantinya jika diolah dengan tangan yang benar. Kenaikan harga bbm yang berlangsung belakangan ini nyatanya dapat memberikan efek yang cukup penting untuk penduduk kelompok kalangan bawah.

Gambar 1.2. Briket Arang Tempurung Sarat Peluang Bisnis

10

Peluang bisnis ini menyasar karena Kenaikan harga minyak tanah yang melambung tinggi sampai

meraih empat kali lipat, ditambah lagi tingkat

kecenderungan pemakaian bbm yang makin hari

semakin merangkak naik,

mendorong beberapa besar penduduk untuk mulai berpaling dari bahan bakar minyak ke pemakaian bahan bakar alternatif. Perumpamaannya saja potensi pemanfaatan briket arang tempurung kelapa yang sangat memungkinkan apabila dikembangkan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah serta gas elpiji. Melimpahnya sampah tempurung kelapa yang telah tidak terpakai, serta besarnya kandungan daya yang dihasilkan limbah tersebut, membuat banyak sekali warga yang mulai tertarik untuk mengembangkan bahan bakar alternatif berbentuk biobriket dari limbah tempurung kelapa menjadi daya energi alternatif terbarukan.

Pemakaian briket arang tempurung kelapa merupakan langkah pas bagi penduduk untuk kurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar fosil layaknya minyak tanah serta gas elpiji, ataupun pemakaian bahan bakar kayu yang tingkat konsumsinya makin hari makin meningkat tajam hingga membahayakan ekologi rimba. Tujuan pasar yang dapat anda bidik saat menjalankan usaha briket arang tempurung yang berdomisili di daerah-daerah terpencil. Di samping itu, anda juga dapat membidik beberapa pebisnis kuliner yang belakangan ini mulai memakai bahan bakar alternatif berbentuk briket arang untuk kurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar minyak tanah serta gas elpiji yang harganya makin hari semakin melambung tinggi.

11

Gambar 1.3. Arang Tempurung dan Briket o

Proses Pembuatan Briket Arang Tempurung Kelapa

Sesungguhnya untuk pembuatan biobriket ini kita dapat menggunakan berbagai macam bahan baku arang yang berupa limbah dan non limbah. Bahan baku briket arang dapat berupa sekam padi, kayu, limbah dari industri penggergajian, dan tempurung kelapa. Saat ini sedang dikembangkan briket arang yang dihasilkan dari tempurung kelapa yang biasanya hanya merupakan limbah pada industri pembuatan minyak kelapa. Perkembangan perkebunan kelapa di Indonesia terus meningkat, pada tahun 1968 luas areal kelapa mencapai 1,595 juta ha menjadi 3,712 ha tahun 1999 dengan volume ekspor minyak kelapa mencapai 735 ribu ton pada tahun 2000 (Anonim, 2003) yang berakibat semakin banyaknya tempurung kelapa yang tidak dimanfaatkan secara optimal dan menjadi limbah industri. Dengan

adanya

ilmu

pengetahuan

dan

teknologi

yang

semakin

berkembang, limbah tempurung kelapa ini dapat diproses menjadi produk olahan yang lebih bermanfaat. Pembuatan briket arang dari tempurung kelapa merupakan salah satu cara untuk menanggulangi limbah tempurung kelapa yang dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif.

TEKNOLOGI PENGOLAHAN TEMPURUNG TEMPURUNG Arang Tempurung

Briket

Karbon Black

Karbon aktif

Bahan Bakar

Filler Karet

Filter & Absorber

Liquid Smoke

Penggumpalan

lateks

Pengawet

Ikan Bakso Tahu

Cita Rasa Asap Daging Ikan

Gambar 1.4. Skema Teknologi Pengolahan Tempurung Kelapa

12

Untuk menghasilkan briket arang, hal utama yang harus dilakukan yaitu pembuatan arang sebagai bahan dasar briket arang.

Berbagai macam metoda

digunakan untuk menghasilkan arang, baik metode sederhana maupun dengan menggunakan peralatan yang lebih modern. Sebagian besar masyarakat masih menggunakan metode sederhana untuk menghasilkan arang. Metode ini menggunakan ruang pembakaran berupa lubang di dalam tanah, dapur pengarangan, maupun drum pengarangan. Pembakaran dengan metode ini memakan waktu cukup lama, untuk pembakaran dengan lubang di dalam tanah memerlukan waktu 6 – 7 hari (Palungkun, 2001).

Gambar 1.5. Tungku Pengarangan Sederhana Peralatan yang lebih modern untuk pembuatan arang dilengkapi dengan alat pengatur suhu pemanasan, sehingga suhu pengarangan dapat diketahui. Selain itu asap yang dihasilkan tidak langsung dibuang ke lingkungan tetapi dikondensasi menjadi asap cair.

13

Gambar 1.6. Tungku Pengarangan Modern

Beberapa

keuntungan

pembuatan

arang

dengan

metode

modern

dibandingkan metode sederhana yaitu jumlah arang yang dihasilkan lebih banyak, proses karbonisasi lebih cepat, asap yang dihasilkan selama proses karbonisasi dapat dijadikan asap cair sehingga mengurangi pencemaran lingkungan. Arang yang dihasilkan dari proses pengarangan dikatakan baik jika arang berwarna hitam merata dan tidak mengandung kotoran.

Pada bagian ujung

pecahan arangnya bercahaya dan bila dijatuhkan di atas lantai yang keras, pecahan kepingannya menampakkan lingkaran yang terang (Palungkun, 2001). Jadi ciri arang yang baik untuk biobriket adalah : o arang berwarna hitam merata o tidak mengandung kotoran o ujung pecahan arangnya bercahaya o bila dijatuhkan pada lantai keras, pecahan kepingannya seperti lingkaran terang

Gambar 1.7. Arang Tempurung yang berkualitas

Pada pembuatan briket arang, arang terlebih dahulu dijadikan serbuk, kemudian serbuk arang dicampur perekat dan dicetak. Bentuk dan ukuran briket arang dapat dimodifikasi sehingga lebih praktis dalam penggunaannya sebagai bahan bakar rumah tangga ( Hartoyo dkk, 1978).

14

Dilihat dari manfaat briket arang tempurung kelapa yang dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif, maka dalam proses pembuatannya juga akan dilakukan pengujian untuk mengetahui kualitas briket arang yang dihasilkan. o PROSES PELAKSANAAN PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG  Penyiapan Bahan Baku Tempurung kelapa merupakan bagian yang paling keras dari buah kelapa. Tempurung kelapa termasuk golongan kayu keras dengan kadar air sekitar enam sampai sembilan persen (dihitung berdasar berat kering) dan terutama tersusun dari lignin, selulosa dan hemiselulosa (Woodroof, 1970). Adapun komposisi penyusun tempurung kelapa adalah sebagai berikut: Tabel 1.1. Komposisi penyusun tempurung kelapa Penyusun Tempurung Lignin Selulosa Hemiselulosa

Jumlah ( % ) 36,51 33,61 19,27 (Woodroof, 1970)

Briket arang tempurung kelapa dibuat dari bahan baku berupa tempurung kelapa. Pemilihan bahan baku

tempurung kelapa yang akan dijadikan arang

haruslah tempurung yang bersih dan berasal dari kelapa yang tua. Selain itu bahan harus kering, agar proses pembakarannya berlangsung lebih

cepat dan

tidak menghasilkan banyak asap (Palungkun, 2001). MENYIAPKAN TEMPURUNG KELAPA SEBANYAK +/- 250kg, DENGAN KRITERIA : BERSIH, BERASAL DARI KELAPA YANG TUA, DAN KERING

15

Gambar 1.8. Menyiapkan Tempurung Sesuai Kriteria o PEMROSESAN  PENGARANGAN CARA SEDERHANA Pengarangan cara sederhana banyak dilakukan oleh masyarakat, karena dengan cirri has kesederhanaannya. Pengarangan sederhana dalam prosesnya hanya akan menghasilkan arang saja, tidak akan menghasilkan asap cair, karena tidak ada proses penampungan asap.

Alat

yang

dipakai

untuk

pengarangan

adalah sebuah drum yang difungsikan sebagai tungku, untuk pengarangan dalam jumlah banyak, dapat menggunakan beberapa tungku pembakaran  Proses Pengarangan : 1. Siapkan tungku pembakaran dan tempurung yang akan dipakai 2. Bersihkan tempurung dari kotoran dan sabut 3. Keringkan tempurung dengan cara dijemur, hingga kadar airnya kirakira 15% 4. Pengarangan dapat dilakukan dengan cara pengarangan langsung pada tungku tertutup, dengan bahan bakar dibawah tungku tersebut 5. atau pembakaran tempurung yang akan dijadikan arang pada tungku, kemudian pada saat semua tempurung sudah terbakar, lalu ditutup dengan debu sisa pembakaran atau pasir, sihingga terjadi proses pengarangan. Cara ini tidak memakai bahan bakar tersendiri. 6. Selanjutnya arang tempurung disortir dari bagian pengarangan yang tidak sempurna/ masih mentah. 7. Untuk menghasilkan kualitas arang yang baik, diperlukan pengalaman dan cara-cara yang sesuai dengan cara pengarangan modern

16

Gambar 1.9. Sampel arang tempurung yang belum matang o PENGARANGAN TEMPURUNG KELAPA CARA MODERN Bahan baku tempurung yang sudah dipilih kemudian diproses lebih lanjut menggunakan proses pyrolisis. Apabila tempurung kelapa dipirolisis, maka akan terjadi rangkaian proses peruraian penyusun tempurung kelapa tersebut, dan akan menghasilkan arang, tar dan gas (Hartoyo dkk,1978). a. Pengarangan tempurung Tahap suhu rendah (0o C – 200o C) Reaksi yang terjadi pada bagian ini adalah reaksi endotermis, yaitu reaksi yang menyerap panas, artinya panas yang dihasilkan dari reaksi tersebut lebih rendah dari panas yang diterima. Reaksi ini pada intinya adalah proses menguapkan air, walaupun titik didih air adalah 100o C tetapi untuk menguapkan air yang berada di dinding sel diperlukan suhu sampai 200o C. Pada tahap ini, meskipun lambat terjadi pula proses dekomposisi kayu. Walaupun kekuatan kayu naik seiring dengan menurunnya kadar air kayu, namun perlahan-lahan akan menurun jika sudah di atas 100 o C. Proses prengarangan berjalan pelan namun kayu tempurung tidak sampai terbakar. Kelembaban tinggi akibat proses penguapan air.

17

Gambar 1.10. Proses memasukkan tempurung pada tungku pengarangan sesuai dengan kapasitas tungkunya b. Pengarangan Tahap Suhu Tinggi (di atas 200o C) Tahap ini merupakan reaksi eksotermis , yaitu reaksi yang menghasilkan panas artinya panas yang dihasilkan dari reaksi ini lebih besar dari yang diterima. Pada tahap ini proses dekomposisi meningkat pesat, dimulai dari terjadinya proses dekomposisi komponen kayu misalkan hemiselulosa, selulosa dan lignin. Hemiselulosa terdekomposisi pada suhu 200o C - 250o C, selulosa mulai 280oC dan berakhir pada 300o C–350o C, sementara lignin mulai terdekomposisi pada suhu 300o C-350o C dan berakhir pada suhu 400o C – 450o C. Pada permulaan pirolisis dihasilkan gas-gas yang mudah terbakar seperti CO, metana, metanol, formaldehid dan asam asetat.

Proses pirolisis selanjutnya

menghasilkan tar, termasuk di dalamnya adalah furfural dan derivatif furan sebagai hasil dekomposisi dari pentosan, kemudian glukosa sebagai hasil dekomposisi selulosa dan berbagai macam senyawa aromatik (fenol, xilenol) sebagai hasil dekomposisi lignin. Semua hasil dekomposisi menguap bersamaan dengan meningkatnya suhu pirolisis dan residu yang tertinggal adalah arang. Setelah proses pirolisis selesai kemudian bahan arang tempurung yang didapat digunakan sebagai bahan pembuatan briket arang tempurung. Proses pembuatan briket arang tempurung dapat menggunakan cara berikut. c.

Pembuatan Serbuk/Tepung Arang

Tempurung kelapa yang telah menjadi arang, kemudian dibuat serbuk yaitu digiling dengan mesin penggiling dan ditumbuk. Serbuk yang telah diperoleh disaring dengan saringan 20 mesh dan tertahan 42 mesh. Serbuk arang siap digunakan untuk pembuatan briket.

18

Gambar 1.11. Mesin Penepung Arang Tempurung

Gambar 1.12. Proses Penepungan Arang Tempurung d. Pembuatan Pasta Briket Pasta briket dibuat dengan mencampur bahan perekat pati dengan serbuk arang tempurung menggunakan perbandingan 1 : 25.

Perekat pati dibuat

dengan campuran pati dan air dengan perbandingan 1 : 8.

Campuran

dipanaskan sampai campuran matang. Setelah perekat pati matang kemudian dicampurkan secara merata dengan serbuk arang tempurung secara manual ataupun menggunakan mesin pengaduk. Komposisi antar bahan pencampur dapat diamati dari skema dibawah ini :

19

TEPUNG KANJI/TAPIOKA (1kg) TEPUNG ARANG (25 kg)

Air (8 liter)

PASTA BIOBRIKET

Gambar 1.13. Diagram Komposisi Pasta Biobriket Arang Tempurung

Gambar 1.14. Mesin Pengaduk/ Mixer Adonan Briket dan Tepung Arang

e. Pencetakan Briket Setelah adonan briket jadi, kemudian adonan dimasukkan ke dalam alat cetak briket, o Masukkan adonan briket pada moulding cetakan, sehingga memenuhi seluruh rongga silinder cetakan, volume adonan briket, seperti halnya volume silinder cetakan o Kemudian dipadatkan dengan tangan, sehingga permukaan atas adonan briket, sama tinggi dengan permukaan bagian atas cetakan 20

o Mengatur meja cetakan briket, sehingga bagian pin pengepres tepat berada dibagian tengah (senter) silinder rongga cetakan briket, kuncikan kedudukan meja cetakan pada posisi yang seharusnya o Memutar roda torak cetakan, sehingga pin pencetak menekan seluruh permukaan adonan briket, sehingga terjadi kepadatan tertentu o Mengeluarkan briket yang telah selesai dicetak, simpan pada loyang dan siap untuk dikeringkan

Gambar 1.15. Mesin Pengaduk/ Mixer Adonan Briket dan Tepung Arang

f.

Pengeringan Briket

Setelah dicetak, selanjutnya biobriket dikeringkan. Pengeringan dapat dilakukan secara alamiah/manual dijemur dibawah terik matahari, atau dimasukkan pada alat pengering khusus (oven). Proses pengeringan secara manual di bawah terik matahari dilakukan selama 3-4 hari, atau kalau dengan menggunakan oven, dikeringkan pada suhu oven 60oC selama 24 jam. sebelum dimasukkan oven, briket diangin-anginkan terlebih dahulu minimal 12 jam, agar tidak terjadi pengeringan yang mendadak, yang dapat menyebabkan pecah-pecah.

21

Gambar 1.16. Pengeringan Bio Briket Pada Oven Khusus Pada Temp. 60O C

Gambar 1.17. Pengeringan Bio Briket Pada Oven Khusus Pada Temp. 60 O C

22

Gambar 1.18. Bio Briket yang sudah jadi selanjutnya di packing

2. Tugas Latihan Tugas Latihan ke 1: (Setelah anda menyimak uraian materi di atas dan mungkin anda mendapat informasi serupa yang lebih luas dari media lain, selanjutnya jawab pertanyaan dibawah ini dengan vukup rinci) 1.1.

Jelaskan bagaimana potensi kelapa saat ini (contohkan potensi kelapa

didaerah

anda)

kaitannya

dengan

rencana

bisnisnya,

apabila

pengembangan energi baru terbarukan ?

1.2.

Jelaskan

bagaimana

aspek

peluang

pengembangan energi baru terbarukan yang bersumber dari tempurung kelapa, berhasil dilaksanakan ?

23

1.3.

Apabila anda berhasil memproduksi bio briket dari tempurung kelapa, kemana akan anda pasarkan ?

Tugas Latihan ke 2 : (Setelah anda menyimak uraian materi PROSES PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG KELAPA di atas dan mungkin anda mendapat informasi serupa yang lebih luas dari media lain, selanjutnya jawab pertanyaan dibawah ini)

2.1. Identifikasikan bahan baku yang dapat dipakai untuk bio briket : a) ……………………………………………………………………… b)

…………………………………………………………….……….

c) ……………………………………………………………………… d) ……………………………………………………………………… e) ……………………………………………………………………… 2.2. Jelaskan apa kelebihan tempurung kelapa sebagai bahan baku bio briket ! …………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………. 2.3. Jelaskan fungsi potensi arang tempurung, terkait dengan energy ! …………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………. 2.4. Identifikasikan fungsi karbon aktif hasil dari arang tempurung ! ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… 2.5. Identifikasikan fungsi briket arang tempurung (bio briket) ! …………………………………………………………………. …………………………………………………………………. 24

2.6. Jelaskan pembuatan arang dengan cara metode sederhana ! …………………………………………………………………. …………………………………………………………………. 2.7. Identifikasikan keuntungan pembuatan arang dengan metode modern ! …………………………………………………………………. …………………………………………………………………. ………………………………………………………………….

Tugas Latihan ke 3 (Setelah anda menyimak uraian materi PENYIAPAN BAHAN BAKU di atas dan mungkin anda mendapat informasi serupa yang lebih luas dari media lain, selanjutnya jawab pertanyaan dibawah ini)

3.1. Apa yang menjadi patokan untuk menentukan jumlah bahan baku yang akan disiapkan ?

3.2. Apakah tempurung yang akan dipilih termasuk sabut yang menempel pada tempurung tersebut? * Ya

Tidak,

alasannya adalah ……………………

3.3. Berapa persen kadar air tempurung maksimum yang akan dipakai langsung dalam pengarangan ?

3.4. Apabila pengarangan memakai tempurung yang kotor dan mengandung banyak sabut menempel pada tempurung tersebut, bagaimana kualitas hasil arangnya?

3.5. Tuliskan beberapa persyaratan tempurung yang baik untuk dijadikan biobriket!

25

3. Rangkuman Kegiatan Belajar 1. Kegiatan Belajar 1 ini membahas tentang : Membuat

Bio Briket Arang Tempurung, dengan sub pokok bahasan sebagai

berikut : 1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 2. Menyiapkan bahan baku 3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket

Sebagian besar masyarakat masih menggunakan metode sederhana untuk menghasilkan arang. Metode ini menggunakan ruang pembakaran berupa lubang di dalam tanah, dapur pengarangan, maupun drum pengarangan. Pembakaran dengan metode ini memakan waktu cukup lama, untuk pembakaran dengan lubang di dalam tanah memerlukan waktu 6 – 7 hari (Palungkun, 2001). Peralatan yang lebih modern untuk pembuatan arang dilengkapi dengan alat pengatur suhu pemanasan, sehingga suhu pengarangan dapat diketahui. Selain itu asap yang dihasilkan tidak langsung dibuang ke lingkungan tetapi dikondensasi menjadi asap cair o Proses Pengarangan : 1. Siapkan tungku pembakaran dan tempurung yang akan dipakai 2. Bersihkan tempurung dari kotoran dan sabut 3. Keringkan tempurung dengan cara dijemur, hingga kadar airnya kira-kira 15% 4. Pengarangan dapat dilakukan dengan cara pengarangan langsung pada tungku tertutup, dengan bahan bakar dibawah tungku tersebut 5. atau pembakaran tempurung yang akan dijadikan arang pada tungku, kemudian pada saat semua tempurung sudah terbakar, lalu

ditutup 26

dengan debu sisa pembakaran atau pasir, sihingga terjadi proses pengarangan. Cara ini tidak memakai bahan bakar tersendiri. 6. Selanjutnya arang tempurung disortir dari bagian pengarangan yang tidak sempurna/ masih mentah. 7. Untuk menghasilkan kualitas arang yang baik, diperlukan pengalaman dan cara-cara yang sesuai dengan cara pengarangan modern

o Pembuatan Pasta Briket Pasta briket dibuat dengan mencampur bahan perekat pati dengan serbuk arang tempurung menggunakan perbandingan 1 : 25. Perekat pati dibuat dengan campuran pati dan air dengan perbandingan 1 : 8. Campuran dipanaskan sampai matang. Setelah perekat pati matang kemudian dicampurkan dan diaduk secara merata dengan serbuk arang tempurung secara manual ataupun menggunakan mesin pengaduk  Pencetakan Briket Setelah adonan briket jadi, kemudian adonan dimasukkan ke dalam alat cetak briket, o Masukkan adonan briket pada moulding cetakan, sehingga memenuhi seluruh rongga silinder cetakan, volume adonan briket, seperti halnya volume silinder cetakan o Kemudian dipadatkan dengan tangan, sehingga permukaan atas adonan briket, sama tinggi dengan permukaan bagian atas cetakan o Mengatur meja cetakan briket, sehingga bagian pin pengepres tepat berada dibagian tengah (senter) silinder rongga cetakan briket, kuncikan kedudukan meja cetakan pada posisi yang seharusnya o Memutar roda torak cetakan, sehingga pin pencetak menekan seluruh permukaan adonan briket, sehingga terjadi kepadatan tertentu o Mengeluarkan briket yang telah selesai dicetak, simpan pada loyang dan siap untuk dikeringkan  Pengeringan Briket Setelah dicetak, selanjutnya biobriket dikeringkan. Pengeringan dapat dilakukan secara alamiah/manual dijemur dibawah terik matahari, atau dimasukkan pada alat 27

pengering khusus (oven). Proses pengeringan secara manual di bawah terik matahari dilakukan selama 3-4 hari, atau kalau dengan menggunakan oven, dikeringkan pada suhu oven 60oC selama 24 jam

4. Evaluasi Materi o Post Test Kerjakan soal dibawah ini pada lembar jawaban yang telah disediakan.

1. Jelaskan persyaratan tempurung kelapa yang baik untuk dijadikan bio briket 2. Buatlah gambaran proses pengarangan tempurung kelapa cara sederhana 3. Jelaskan manfaat pengarangan tempurung dilakukan secara modern 4. Jelaskan prosedur dan cara membuat adonan briket 5. Jelaskan cara melakukan pencetakan adonan briket menjadi briket yang bentuknya stándar dan padat 6. Jelaskan kriteria oven pengering yang memenuhi persyaratan untuk mengeringkan bio briket 7. Jelaskan cara mengeringkan bio briket pada oven, agar hasilnya memenuhi standard kekeringan dan kualitasnya baik 8. Jelaskan mengapa kadar air bio briket tidak boleh lebih dari 10% ?

o Tugas Praktek Kerjakanlah Tugas Praktek Pembuatan Briket Arang Tempurung berikut ini menurut tatacara standard (SOP) yang tepat: 1. Pembuatan Arang Tempurung, cara tradisional atau cara modern 2. Pembuatan Tepung Arang Tempurung 28

3. Pembuatan Pasta briket 4. Pencetakan biobriket 5. Pengeringan /oven biobriket

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut o Progres Pembelajaran : Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asapcair Nama Peserta : ………………………………………… Sekolah Asal : ………………………………………… Standar Kompetensi 1. Membuat Bio Briket Arang Tempurung

2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengarangan Tempurung

3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang tempurung

4. Melakukan Pengujian hasil asap cair/ pyrolisis

Kompetensi Dasar

Skor Standar

Skor yang dicapai

30

…………….

30

…………….

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

2.4.

Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

2.5.

Menyiapkan Bahan Baku

30

…………….

2.6.

Melaksanakan proses pembuatan asap cair

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

3.4.

Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

3.5.

Menyiapkan Bahan Baku

30

…………….

3.6.

Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

4.4.

Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

4.5.

Menyiapkan Bahan Baku

30

…………….

4.6.

Melakukan pengujian

1.4.

Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

1.5.

Menyiapkan Bahan Baku

1.6.

Melaksanakan proses pembuatan bio briket

Keterangan (L/ TL)

……………….

……………….

……………….

29

hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

……………….

Cimahi, ……………………………………… 2013 Penilai

………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………

B. KEGIATAN BELAJAR 2. PEMBUATAN ASAP CAIR 1. Uraian Materi a. Pendahuluan Pengasapan telah lama dikenal sebagai salah satu tahapan dalam pengolahan produk pangan. Tujuan semula dari pengasapan adalah menghambat laju kerusakan produk. Namun dalam perkembangannya tujuan pengasapan tidak hanya itu, tetapi lebih ditujukan untuk memperoleh kenampakan tertentu pada produk

asapan

dan

citarasa

asap

pada

bahan

makanan.

Astuti

(2000)

mengemukakan bahwa penggunaan asap cair lebih menguntungkan daripada menggunakan metode pengasapan lainnya karena warna dan citarasa produk dapat dikendalikan, kemungkinan menghasilkan produk karsinogen lebih kecil, proses pengasapan dapat dilakukan dengan cepat dan bisa langsung ditambahkan pada bahan selama proses. Pengasapan diperkirakan akan tetap bertahan pada masa yang akan datang karena efek yang unik dari citarasa dan warna yang dihasilkan pada bahan pangan. Asap cair dapat diperoleh dengan cara pirolisis tempurung kelapa kemudian dilakukan kondensasi. Untuk aplikasi asap cair, perlu dilakukan pemisahan komponen tar, karena terikutnya komponen ini

dapat memberikan kenampakan

yang jelek. Salah satu cara untuk memisahkan tar adalah dengan

perlakuan

destilasi untuk memperoleh sifat organoleptik yang diinginkan. Menurut Yuwanti dkk (1999) proses destilasi terhadap asap cair juga dapat menghilangkan senyawa yang tidak diinginkan dalam asap cair seperti hidrokarbon karsinogen dan residu tar. Asap cair mengandung berbagai senyawa yang terbentuk karena terjadinya pirolisis tiga komponen kayu yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin. Lebih dari 400 senyawa kimia dalam asap telah berhasil diidentifikasi. Komponen-komponen tersebut ditemukan dalam jumlah yang bervariasi tergantung 30

jenis kayu, umur tanaman sumber kayu, dan kondisi pertumbuhan kayu seperti iklim dan tanah. Komponen-komponen tersebut meliputi asam yang dapat mempengaruhi citarasa, pH dan umur simpan produk asapan; karbonil yang bereaksi dengan protein dan membentuk pewarnaan coklat dan fenol yang merupakan pembentuk utama aroma dan menunjukkan aktivitas antioksidan (Astuti, 2000). Selain itu Fatimah (1998) menyatakan golongan-golongan senyawa penyusun asap cair adalah air (11-92 %), fenol (0,2-2,9 %), asam (2,8-9,5 %), karbonil (2,64,0 %) dan tar (1-7 %). Kandungan senyawa-senyawa penyusun asap cair sangat menentukan sifat organoleptik asap cair serta menentukan kualitas produk pengasapan. Komposisi dan sifat organoleptik asap cair sangat tergantung pada sifat kayu, temperatur pirolisis, jumlah oksigen, kelembaban kayu, ukuran partikel kayu serta alat pembuatan asap cair (Girard, 1992). Diketahui pula bahwa temperatur pembuatan asap merupakan faktor yang paling menentukan kualitas asap yang dihasilkan. Darmadji dkk (1999) menyatakan bahwa kandungan maksimum senyawa-senyawa fenol, karbonil, dan asam dicapai pada temperatur pirolisis 600 oC. Tetapi produk yang diberikan asap cair yang dihasilkan pada temperatur 400 oC dinilai mempunyai kualitas organoleptik yang terbaik dibandingkan dengan asap cair yang dihasilkan pada temperatur pirolisis yang lebih tinggi. Adapun komponen-komponen penyusun asap cair meliputi: o

Senyawa fenol

Senyawa fenol diduga berperan sebagai antioksidan sehingga dapat memperpanjang masa simpan produk asapan. Kandungan senyawa fenol dalam asap sangat tergantung pada temperatur pirolisis kayu. Menurut Girard (1992), kuantitas fenol pada kayu sangat bervariasi yaitu antara 10-200 mg/kg Beberapa jenis fenol yang biasanya terdapat dalam produk asapan adalah guaiakol, dan siringol. Senyawa-senyawa fenol yang terdapat dalam asap kayu umumnya hidrokarbon aromatik yang tersusun dari cincin benzena dengan sejumlah gugus hidroksil yang terikat. Senyawa-senyawa fenol ini juga dapat mengikat gugus-gugus lain seperti aldehid, keton, asam dan ester (Maga, 1987).

31

OCH3 HO

HO

H3CO

H3CO

Guaiakol

Siringol

o Senyawa karbonil Senyawa-senyawa karbonil dalam asap memiliki peranan pada pewarnaan dan citarasa produk asapan. Golongan senyawa ini mepunyai aroma seperti aroma karamel yang unik. Jenis senyawa karbonil yang terdapat dalam asap cair antara lain adalah vanilin dan siringaldehida. OCH3 HO

HO

O C

H3CO

H

O H3CO

Vanilin o

C H

Siringaldehida

Senyawa asam

Senyawa-senyawa asam mempunyai peranan sebagai anti bakteri dan membentuk citarasa produk asapan. Senyawa asam ini antara lain adalah asam asetat, propionat, butirat dan valerat. o Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis (HPA) dapat terbentuk pada proses pirolisis kayu. Senyawa hidrokarbon aromatik seperti benzo(a)pirena merupakan senyawa yang memiliki pengaruh buruk karena bersifat karsinogen (Girard, 1992). Girard (1992) menyatakan bahwa pembentukan berbagai senyawa HPA selama pembuatan asap tergantung dari beberapa hal, seperti temperatur pirolisis, waktu dan kelembaban udara pada proses pembuatan asap serta kandungan udara dalam kayu.

32

Dikatakan juga bahwa semua proses yang menyebabkan terpisahnya partikel-partikel besar dari asap akan menurunkan kadar benzo(a)pirena. Proses tersebut antara lain adalah pengendapan dan penyaringan. o senyawa benzo(a)pirena Benzo(a)pirena mempunyai titik didih 310 oC dan dapat menyebabkan kanker kulit jika dioleskan langsung pada permukaan kulit. Akan tetapi proses yang terjadi memerlukan waktu yang lama (Winaprilani, 2003).

Untuk mendapatkan biobriket dan asap cair yang berkualitas maka harus kita persiapkan beberapa sarana pendukung yang berkualitas dan memadai pula. Banyak peralatan

pencetak biobriket dan asap cair dengan spesifikasi dan

kapasitas bervariasi yang beredar di pasaran dengan berbagai merk produk yang bermacammacam pula. Mesin produksi biobriket dan asap cair ini merupakan satu unit mesin pengolah limbah tempurung kelapa secara terpadu sehingga diharapkan dalam sekali proses kita mendapatkan hasil secara terpadu pula. Dengan demikian kita peralatan ini dapat berfungsi secara optimal dengan memberikan keuntungan ganda disamping tentu saja pertimbangan komponen bahan yang ekonomis. Peralatan produksi yang digunakan untuk memproses bahan baku tempurung kelapa menjadi briket dan asap cair terdiri dari beberapa unit mesin, yaitu: 

Mesin Pengeringan Tempurung



Mesin Pembakaran



Mesin Penepungan



Mesin Pencetakan



Mesin Destilasi dan Penyaringan



Mesin Pengemasan

33

Gambar 2.1. Alat Destilasi Lab Pemroses Asap Cair

Secara umum proses pembuatan biobriket dan asap cair seperti alur pada bagan berikut:

34

DIAGRAM PROSES PEMBUATAN BIOBRIKET DAN ASAP CAIR

Gambar 2.2. Diagram Proses Pembuatan Biobriket dan Asap Cair

35

 Proses Pirolisis Pirolisis adalah degradasi limbah organik secara thermal dalam kondisi tanpa oksigen untuk menghasilkan arang karbon, minyak dan gas yang dapat dibakar. Besarnya produk yang akan dihasilkan dipengaruhi kondisi proses, terutama temperatur dan laju pemanasan. Perbedaan utama pirolisis, gasifikasi dan insinerasi: jumlah oksigen yang disuplai ke rekator thermal.

Temparatur relatif rendah, yaitu dalam rentang 400-800C. Kondisi proses yang bervariasi mengakibatkan perbedaan produk arang, gas atau minyak yang dihasilkan. Panas disuplai melalui pemanasan tidak langsung, seperti pembakaran dari gas atau minyak, atau pemanasan langsung menggunakan transfer gas panas. Pirolisis memiliki kelebihkan dalam menghasilkan gas atau produk minyak dari limbah yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk proses pirolisis itu sendiri. b. Pirolisis dari limbah domestik (sampah kota) menghasilkan: 

35% produk arang



kadar abu hingga 37%

c. Pirolisis dengan laju pemanasan yang lambat terhadap limbah ban akan menghasilkan:  Arang hingga 50%  kadar abu sekitar 10%  Pemanfaatan arang: 36

Digunakan langsung sebagai bahan bakar Dipadatkan menjadi briket bahan bakar Digunakan sebagai bahan adsorpsi seperti karbon aktif .  Proses Pirolisis Proses pembakaran bahan baku tempurung kelapa menjadi arang tempurung dan asap cair dengan menggunakan tungku pirolisis, adapun langkah-langkah adalah sebagai berikut: 

Pada waktu pengisian bahan baku diusahakan tempurung kelapa terisi penuh di dalam reaktor dengan menggunakan balok kayu untuk memadatkan tempurung di dalam reaktor pirolisis.



Reaktor ditutup rapat setelah terisi penuh dengan tempurung kelapa. Untuk mencegah asap keluar dari reaktor pirolisis.



Untuk proses pembakaran disediakan bahan bakar sekitar 40 – 50 kg tempurung untuk membakar 120 kg tempurung yang akan dijadikan briket.



Pada saat proses pembakaran suhu pirolisis dikontrol melalui alat kontrol temperatur

yang

terpasang

diatas

reaktor

pirolisis.

Selama

proses

pembakaran suhu dijaga sekitar 300-400 o C. 

Kran pada separator / penampung tar harus dibuka 5-10 menit per jam karena untuk mencegah cairan tar mengeras didalam pipa. Disamping itu untuk mencegah terjadinya tekanan tinggi pada reaktor pirolisis.



Setelah 5 – 6 jam dimana asap cair tidak keluar dari kondensor maka proses pirolisis dianggap sudah selesai.



Setelah proses pirolisis selesai tempurung (sisa pembakaran) yang digunakan sebagai bahan bakar kemudian dapat dikeluarkan dan dimatikan dengan menggunakan air.



Arang hasil pirolisis yang ada didalam reaktor didiamkan terlebih dahulu selama 2 jam kemudian dikeluarkan dan digiling.

a. Proses Pembuatan Asap Cair 1) Penangkapan Asap Cair Pada saat proses pirolisis berlangsung sekitar 4-6 jam, asap cair akan keluar dan masih mengandung gas metan dan tar, disalurkan melalui pipa diameter 3 cm ke tangki penampung asap. Asap akan mulai mengembun 37

menjadi cairan pada drum kondensor. Jadilah asap cair sebanyak 55 liter. Asap cair yang dihasilkan masih berupa asap cair grade C (masih mengandung tar sehingga warna coklat pekat) dengan kadar pH 4-5. 2) Pemisahan Tar Pada saluran pipa asap cair ini tar berupa larutan hitam pekat yang mirip dengan oli di tangkap melalui separator kemudian ditampung pada bak penampungan tar. Yang dibuka 5 - 10 menit setiap satu jam proses. 3) Proses Recycle Gas Metan Dari tangki penampung asap cair terdapat asap yang mengembun menjadi cairan dan gas yang masih belum terkondensasi berupa gas metan yang selanjutnya masih dapat dimanfaatkan dengan cara dibakar dan disalurkan kembali ke bawah reaktor untuk membantu bahan bakar pirolisis. 4) Pemisahan Asap Cair Grade C dengan tar Asap cair ditampung pada tabung pemurnian untuk diproses menjadi asap cair murni grade A dan B (tidak mengandung gas metan dan tar). Hal ini dapat dilakukan melalui proses pengendapan asap cair grade C selama minimal satu minggu, untuk mengendapkan tar. Asap cair yang telah terpisah oleh tar disaring dengan Zeolit aktif, proses selanjutnya asap cair grade C dilakukan dilakukan destilasi untuk pemurnian.

5) Pemurnian Asap Cair Grade C menjadi Grade A dan B (proses destilasi) Pada proses detilasi diusahakan suhu awal mencapai 250 C selama 3 jam (grade B) dengan warna agak kecoklatan dan kadar PHA yg masih cukup tinggi. Kemudian perlahan lahan diturunkan sampai dengan 120 C. Selama suhu 120 C proses destilasi sebaiknya dipertahankan selama 5 jam (grade A) dengan warna coklat muda agak bening dengan kadar PHA yang sangat sedikit. Kedua proses diatas dilakukan untuk volume asap cair sebanyak 55 liter, pada penurunan temperatur hasil asap cair akan semakin baik dimana larutan asap cair akan semakin bening dan kadar tar sudah

habis

begitu

juga

dengan

kadar

benzoapyrene/Polycyclic

Hidrocarbon Aromatic (PHA).

38

. 6) Pengemasan dan Pemanfaatan Asap Cair Asap Cair kemudian disimpan dalam penampungan untuk siap dikemas sesuai dengan gradenya masing-masing.  Tungku Pirolisis Alat

yang

digunakan

untuk

pembakaran

tempurung

(pengarangan)

menggunakan tungku pirolisis, agar hasil arang karbon bisa sempurna dan juga bisa

didapatkan hasil lain berupa asap cair, dan gas methan. Untuk lebih

jelasnya , Anda perhatikan pembahasan berikut ini. Bagan Dapur Pirolisis Arang Tempurung dan Kondensasi Asap Cair

garis sambung

Detail sambungan knee dia. 2"

flange 2"-304-JIS

garis asli Detail sambungan knee dia. 2"

pipa

s/s d

reducer 2-1/2"

ia.2"

flange 2"-304-JIS

drain out

s/s dia. 1/2"

plate s/s JIS-304 3mm

flange 1/2"-304-JIS fire exhaust s/s dia. 4"

drum dia.60 besi dia 12

s/s 1/2" s/s dia. 4"

tutup outlet

stop kran s/s dia. 1/2"

double plat s/s#3mm

drain in

besi siku 5/5

besi siku 5/5

Gambar 2.3. Bagan Dapur Pirolisis Arang Tempurung dan Kondensasi Asap Cair

39

Gambar 2.4. Metode Recycling Gas Metan untuk Pembakaran Keterangan Gambar: (1) Tabung pirolisis Tempat menampung semua bahan tempurung/kayu/serbuk gerjen yang akan dijadikan arang melalui proses pirolisis. (2) Tungku pembakaran Tungku pembakaran berfungsi untuk membakar semua bahan yang akan dibakar dalam tabung pirolisis. (3) Lubang udara Lubang udara berfungsi untuk sirkulasi udara selama proses pembakaran agar panas yang dihasilkan bisa merata (4) Lubang bahan bakar Lubang bahan bakar berfungsi untuk keluar masuknya semua bahan bakar yang digunakan selama proses pembakaran. (5) Pengukur suhu Pengukur suhu adalah alat yang berfungsi untuk mengatur suhu selama proses pembakaran dalam tungku agar lebih stabil sehingga proses

40

pengarangan menjadi lebih sempurna. (6) Tabung kondensasi Tabung kondensasi berfungsi untuk mendinginkan asap/gas agar menjadi zat cair sehingga mempermudah dalam penyimpanan. (7) Blower Blower berfungsi untuk mendorong agar asap dapat mengalir secara cepat dan lancar dalam tempat penampungan. (8) Penampung tar Penampung tar adalah alat yang digunakan untuk menampung tar yang keluar selama proses pengarangan mengggunakan pirolisis. (9) penampung bio-oil Penampung bio-oil adalah tempat untuk menampung asap cair yang dihasilkan dalam proses pengarangan dengan pirolisis. (10) Pengukur tekanan Pengukur tekanan merupakan peralatan yang mendukung dalam pengarangan menggunakan tabung pirolisis, berfungsi untuk mengukur tekanan agar tetap stabil. (11) pipa gas recycle Pipa gas recycle merupakan alat pendukung tabung pirolisis, berfungsi untuk merecycle semua bahan gas yang dihasilkan selama proses pengarangan dan digunakan sebagai tambahan bahan bakar. (12) pipa bio-oil Pipa bio-oil merupakan alat pendukung tabung pirolisis, berfungsi untuk mengalirkan bio-oil yang diperoleh selama proses pengarangan dalam pirolisis.  Karakteristik Umum Alat Mesin pembuatan biobriket mengolah 120 kg tempurung kelapa dengan kadar air 15-20% hingga menghasilkan kira-kira 40 kg biobriket berukuran silinder dengan diameter 3.5 cm tinggi 6 cm dan diameter lubang 0.5 cm setiap potongnya, asap cair grade C sebanyak 50 liter dan tar 3 lt serta gas methan yang digunakan sebagai bahan bakar tambahan. Mesin ini terdiri dari beberapa bagian yang dapat diintegrasikan atau terpisah sesuai dengan tahapan pekerjaan, yaitu: 41

a. Proses Pirolisis untuk pembuatan arang tempurung kelapa dengan menggunakan tabung pirolisis dengan blower gas methan sebagai bahan bakar tambahan. Proses pirolisis berlangsung selama 4-6 jam pada suhu 300-400o C. b. Proses kondensasi untuk menghasilkan tar, gas methan dan asap cair grade C yang dilakukan dengan menggunakan tabung kondensator dengan air bersuhu 23-250 C yang disirkulasi menggunakan pompa air. c.

Proses destilasi untuk merubah asap cair grade C menjadi grade lebih tinggi dilakukan proses dehidrasi menggunakan zeolit aktif untuk menyerap air. Setelah itu asap cair tersebut dimurnikan menjadi grade B atau grade B menjadi grade A dengan menggunakan tabung destilator yang suhunya dapat diatur antara 120-250oC.  Karakteristik Khusus Alat Instalasi Pirolisator dan Kondensator Tempurung Kelapa

Gambar 2.5 . Reaktor pirolisis sebelum dipakai

42

Reaktor pirolisis berdiameter 750 mm, tinggi 1040 cm dan kerucut dengan ketinggian 323 mm serta ketebalan plat 3 mm stainless steel. Konstruksi pirolisis ini dilengkapi dengan exhaust valve untuk menjaga tekanan dalam reaktor dan fire exhaust dengan diameter 4 inchi dan tempat termometer untuk mengukur suhu dalam reaktor. Dibawah reaktor ditempatkan ruang

untuk pembakaran dengan

ukuran kaki reaktor yang terbuat dari siku 5/5 dan tinggi 440 mm, lebar 750mm. Proses pirolisis berlangsung selama 4-6 jam pada suhu 300-400o C yang diukur dengan termometer payung. Pengaturan suhu dilakukan dengan mengontrol cara pembakaran dengan bahan

tempurung kelapa. Hasil yang diperoleh dari

proses pirolisis ini adalah arang tempurung kelapa, asap cair dan gas methan. Untuk mengalirkan gas asap cair ke drum kondensor menggunakan pipa diameter 2 Inchi dengan kemiringan 300 pada lekukan separator.

Pipa ini

menggunakan flange 2” unruk menghubungkan antara reaktor dengan drum kondensor dan juga flange 0.5” untuk menghubungkan dengan pipa separator Separator dibuat dari bahan stainless diameter 4” denan ketinggian 200 mm yang dilengkapi dengan stop kran diameter 0.5” untuk mengeluarkan tar. Pengolahan asap cair grade C dilakukan dengan menggunakan drum kondensator dengan air yang bersirkulasi. Untuk memisahkan tar dilakukan

menggunakan

sparator yang dipasang pada saluran sebelum masuk tabung kondensator. Kondensator terbuat dari bahan stainless dengan ukuran diameter 600 mm dan tinggi drum 880 mm. Dengan pipa kondensor diameter 0.5” tempat mengalirnya asap cair dan drum kondensor ini dilengkapi dengan pipa sirkulasi keluar masuknya air. Drum ini didukung dengan kaki yang terbuat dari besi siku 5/5 lebar kaki 667 mm dan tinggi 420 mm. Untuk

memisahkan

dan

memanfaatkan

gas

methan

dilakukan

dengan

menyambung saluran keluar tabung kondensator dengan pipa yang mengarah ke atas dan kemudian menghubungkannya dengan tabung pirolisis melalui blower. Asap cair grade C diperoleh dengan memasang penampung asap cair pada saluran keluar tabung kondensator yang mengarah ke bawah. Penampungan asap cair terbuat dari bahan stainless dengan kapasitas 60 liter.

43



Proses Destilasi Distilasi adalah suatu proses yang di dalamnya

campuran dari dua atau lebih substansi komponennya

suatu cairan atau uap

dipisahkan ke dalam fraksi-fraksi

dengan kemurnian yang diinginkan melalu pemakaian atau

pelepasan kalor. Pemisahan komponen dari campuran cairan melalui distilasi tegantung atas perbedaan titik didih masing-masing komponen. Juga, tergantung atas konsentrasi komponen yang ada, campuran cairan akan memiliki karakteristik titik didih yang berbeda. Karenanya, proses distilasi tergantung atas

karakteristik tekanan uap

campuran cairan. Tekanan uap suatu cairan pada suhu tertentu merupakan tekanan kesetimbangan yang dilakukan oleh molekul-molekul yang keluar dan masuk permukaan cairan. Berikut beberapa butir penting melihat tekanan uap: o masukan energi menaikkan tekanan uap o tekanan uap terkait dengan pendidihan. o

Suatu cairan dikatakan “ mendidih” bilamana

tekanan uapnya

sama

dengan tekanan sekitarnya o Kemudahan suatu cairan mendidih tergantung atas volatilitasnya o Cairan dengan tekanan uap tinggi ( cairan volatil) akan mendidih pada suhu lebih rendah o Tekanan uap dan titik didih campuran cairan tergantung atas

jumlah

relatip komponen di dalam campuran tersebut. o Distilasi terjadi dikarenakan beda volatilitas komponen di dalam cairan campuran.  Destilasi Asap Cair Asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa masih mengandung tar dengan warna kecoklatan dan pekat, selanjutnya asap cair ini dinamakan asap cair dengan grade C yang masih perlu dimurnikan lagi untuk mendapatkan grade B dan A. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: a. Penangkapan Asap Cair Pada saat proses pembakaran tempurung kelapa dengan menggunakan tungku pirolisis berlangsung sekitar 4-6 jam, asap cair akan keluar dan masih mengandung gas metan dan tar, disalurkan melalui pipa diameter 3 44

cm ke tangki penampung asap. Asap akan mulai mengembun menjadi cairan pada drum kondensor. Jadilah asap cair sebanyak 50% berat tempurung terbakar atau sebanyak 55 - 60 liter. Asap cair yang dihasilkan masih berupa asap cair grade C (masih mengandung tar dengan warna coklat pekat) dengan kadar pH 4-5. b. Pemisahan Tar Pada saluran pipa asap cair ini tar berupa larutan hitam pekat yang mirip dengan oli di tangkap melalui separator kemudian ditampung pada bak penampungan tar. Yang dibuka 5 - 10 menit setiap satu jam proses. c. Proses Recycle Gas Metan Dari tangki penampung asap cair terdapat asap yang mengembun menjadi cairan dan gas yang masih belum terkondensasi berupa gas metan yang selanjutnya masih dapat dimanfaatkan dengan cara dibakar dan disalurkan kembali ke bawah reaktor untuk menambah bahan bakar pirolisis. d. Pemisahan Asap Cair Grade C dengan tar Asap cair ditampung pada tabung pemurnian untuk diproses menjadi asap cair murni grade A dan B (tidak mengandung gas metan dan tar). Hal ini dapat dilakukan melalui proses pengendapan asap cair grade C selama minimal satu minggu, untuk mengendapkan tar. Asap cair yang telah terpisah dengan tar disaring menggunakan Zeolit aktif, proses selanjutnya asap cair grade C dilakukan proses destilasi untuk pemurnian.  Pemurnian Asap Cair Grade C menjadi Grade A dan B (proses destilasi). Pada proses detilasi diusahakan suhu awal mencapai 250 C selama 3 jam (grade B) dengan warna agak kecoklatan dan kadar PHA yg masih cukup tinggi. Kemudian perlahan lahan diturunkan sampai dengan 120 C. Selama suhu 120 C proses destilasi sebaiknya dipertahankan selama 5 jam (grade A) dengan warna coklat muda agak bening dengan kadar PHA yang sangat sedikit. Kedua proses diatas

dilakukan untuk volume asap cair sebanyak 55 liter, pada penurunan

temperatur hasil asap cair akan semakin

bening dan

semakin baik dimana larutan asap cair akan

kadar tar sudah habis begitu

juga dengan

kadar

benzoapyrene/Polycyclic Hidrocarbon Aromatic (PHA).

45



Instalasi Pemurnian Asap Cair (Destilasi)

Gambar 2.6. Alat Destilasi di Lapangan/ Produksi

Untuk menghasilkan asap cair grade B dilakukan melalui proses dehidrasi dan destilasi. Proses dehidrasi dilakukan dengan menggunakan zeolit yang diaduk dengan alat pengaduk manual kemudian didiamkan selama seminggu untuk memisahkan dari tar. Proses destilasi dilakukan menggunakan alat destilasi yang terdiri dari tabung destilasi berukuran diameter 50 cm dan tinggi 60 cm dengan bahan stainless steel dan kolom destilasi setinggi kira-kira 200 cm dengan pendinginan udara. Temperatur pemanasan pada tabung destilasi antara 120 – 250o C. Kolom destilasi dengan pipa diameter 3" dan 4“, kapasitas 20-25 liter asap cair, sistem destilasi batch, model kolom bertingkat dengan refluks, bahan besi galvalis, dilengkapi dengan timer

46

 ALAT DAN BAHAN BAKU ASAP CAIR TEMPURUNG KELAPA Untuk pembuatan asap cair tempurung kelapa diperlukan Alat dan bahan sebagai berikut: Alat: o Reaktor untuk proses pirolisis o Satu set alat distilasi Bahan : o Tempurung kelapa . o Berbagai jenis kayu, sekam padi, ampas tebu, dan lain-lain.

Sejumlah tempurung kelapa dibersihkan dari sabutnya, kemudian diambil secukupnya digunakan untuk pirolisis. Penggunaan berbagai jenis kayu sebagai bahan bakar pengasapan telah banyak dilaporkan. Pembuatan bandeng asap di daerah Sidoarjo, menggunakan berbagai jenis kayu sebagai bahan bakar seperti kayu bakau, serbuk gergaji kayu jati, ampas tebu dan kayu bekas kotak kemasan (Tranggono dkk, 1997). Namun untuk menghasilkan asap yang baik pada waktu pembakaran sebaiknya menggunakan jenis kayu keras seperti kayu bakau, rasa mala, serbuk dan serutan kayu jati serta tempurung kelapa, sehingga diperoleh hasil pengasapan yang baik (Tranggono dkk, 1997). Asap yang dihasilkan dari pembakaran kayu keras akan berbeda komposisinya dengan asap yang dihasilkan dari pembakaran kayu lunak. Pada umumnya kayu keras akan menghasilkan aroma yang lebih unggul, lebih kaya kandungan aromatik dan lebih banyak mengandung senyawa asam dibandingkan kayu lunak (Girard, 1992).  PEMROSESAN ASAP CAIR Pemrosesan asap cair bersamaan dengan proses pembakaran tempurung kelapa pada pembuatan arang tempurung. Proses utama pada pembuatan asap cair adalah menggunakan proses pirolisis dan destilasi. o Pirolisis Pirolisis adalah proses pemanasan suatu zat tanpa adanya oksigen sehingga terjadi penguraian komponen-komponen penyusun tempurung kelapa Istilah lain dari pirolisis adalah penguraian yang tidak teratur dari bahanbahan organik yang disebabkan oleh adanya pemanasan tanpa berhubungan 47

dengan udara luar. Hal tersebut mengandung pengertian bahwa apabila tempurung kelapa dipanaskan tanpa berhubungan dengan udara dan diberi suhu yang cukup tinggi, maka akan terjadi reaksi penguraian dari senyawa-senyawa kompleks yang menyusun tempurung dan menghasilkan zat dalam tiga bentuk yaitu padatan, cairan dan gas (Widjaya, 1982). Tempurung kelapa dan kayu mempunyai komponen-komponen yang hampir sama. Kandungan selulosa, hemiselulosa dan lignin dalam kayu berbeda-beda tergantung dari jenis kayu. Pada umumnya kayu mengandung dua bagian selulosa dan satu bagian hemiselulosa, serta satu bagian lignin. Pada proses pirolisis terjadi dekomposisi senyawa-senyawa penyusunnya, sebagai berikut: o Pirolisis selulosa Selulosa adalah makromolekul yang dihasilkan dari kondensasi linear struktur heterosiklis molekul glukosa. Selulosa terdiri dari 100-1000 unit glukosa (Fengel dan Wegener, 1995). Selulosa terdekomposisi pada temperatur 280 oC dan berakhir pada 300-350 oC Girard (1992), menyatakan bahwa pirolisis selulosa berlangsung dalam dua tahap, yaitu : i.

Tahap pertama adalah reaksi hidrolisis menghasilkan glukosa.

ii.

Tahap kedua merupakan reaksi yang menghasilkan asam asetat dan homolognya, bersama- sama air dan sejumlah kecil furan dan fenol.

o Pirolisis hemiselulosa Hemiselulosa merupakan polimer dari beberapa monosakarida seperti pentosan (C5H8O4) dan heksosan (C6H10O5). Pirolisis pentosan menghasilkan furfural, furan dan derivatnya beserta satu seri panjang asam-asam karboksilat. Pirolisis

heksosan

terutama

menghasilkan

asam

asetat

dan

homolognya.

Hemiselulosa akan terdekomposisi pada temperatur 200-250 oC. o Pirolisis lignin Lignin merupakan sebuah polimer kompleks yang mempunyai berat molekul tinggi dan tersusun atas unit-unit fenil propana. Senyawa-senyawa yang diperoleh dari pirolisis struktur dasar lignin berperanan penting dalam memberikan aroma asap produk asapan. Senyawa ini adalah fenol, eter fenol seperti guaiakol, siringol dan homolog serta derivatnya (Girard,1992). Lignin mulai mengalami dekomposisi pada temperatur 300-350 oC dan berakhir pada 400-450 oC.

48

o Proses Destilasi Destilasi

merupakan

proses

pemisahan

komponen

dalam

campuran

berdasarkan perbedaan titik didihnya, atau pemisahan campuran berbentuk cairan atas komponennya dengan proses penguapan dan pengembunan sehingga diperoleh destilat dengan komponen-komponen yang hampir murni.

Destilasi adalah suatu proses pemisahan suatu komponen dari suatu campuran dengan menggunakan dasar bahwa beberapa komponen dapat menguap lebih cepat daripada komponen yang lainnya. Ketika uap diproduksi dari campuran, uap tersebut lebih banyak berisi komponen-komponen yang bersifat lebih volatil, sehingga proses pemisahan komponen-komponen dari campuran dapat terjadi (Earle dalam Astuti, 2000).

Destilasi

sederhana

dilakukan

secara

bertahap,

sejumlah

campuran

dimasukkan ke dalam sebuah bejana, dipanaskan bertahap dan dipertahankan selalu

berada

dalam

tahap

pendidihan

kemudian

uap

yang

terbentuk

dikondensasikan dan ditampung. Produk destilat yang pertama kali tertampung mempunyai kadar komponen yang lebih ringan dibandingkan destilat yang lain.

Komponen-komponen dominan yang mendukung sifat-sifat fungsional dari asap cair adalah senyawa fenolat, karbonil dan asam. Titik didih dari komponenkomponen pendukung sifat fungsional asap cair dapat dilihat pada tabel berikut.

49

Tabel 2.1. Titik didih senyawa pendukung sifat fungsional asap cair Senyawa Fenol Guaikol 4- metilguaikol Eugenol Siringol Furfural Pirokatekol Hidrokuinon Isoeugenol Karbonil - Glioksal

Titik didih (0C, 760 mmHg)

- Metilglioksal - Glikoaldehid

205 211 244 267 162 240 285 266 51 72 97* 88 -21

- Diasetil - Formaldehid Asam - Asam asetat - Asam butirat

118 162 141 176

- Asam propionat - Asam Isovalerat Sumber : Buckingham dalam Astuti (2000) Keterangan : *adalah titik leleh Berdasarkan perbedaan titik didih dari senyawa-senyawa penyusun asap cair tersebut akan dilakukan destilasi untuk memisahkan komponen tar dan untuk mendapatkan fraksi asap cair dengan sifat-sifat fungsional yang menonjol. Pada proses pirolisis ini berlaku hukum kekekalan massa dimana massa sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap. Gas yang tidak dapat terkondensasi ini terhitung sebagai massa yang hilang yaitu data yang diperoleh dari perhitungan berat awal tempurung kelapa dikurangi dengan berat arang dan cairan. Hasil pirolisis ditampilkan pada tabel berikut.

50

Tabel 2.2. Nilai rata-rata hasil pirolisis tempurung kelapa Suhu pirolisis (0 C)

Arang

Hasil pirolisis Cairan Gas

(%)

(%)

(%)

250

42,17

41,43

16,40

300

35,28

46,42

18,29

350

32,93

48,57

18,50

400

31,80

51,43

16,77

Berdasarkan tabel di atas dapat dilihat bahwa pirolisis dengan empat tingkat temperatur pirolisis yang berbeda menghasilkan arang, cairan dan gas dalam jumlah yang berbeda pula.  Arang Proses pembuatan asap cair ini menghasilkan arang sebagai bahan sisa pirolisis. Grafik yang memperlihatkan hubungan temperatur pirolisis dengan rendemen arang dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.7. Grafik Rendemen Arang Hasil Pirolisis

51

Pada gambar di atas terlihat penurunan rendemen arang dari temperatur 250-400 oC. Arang yang dihasilkan beratnya semakin berkurang dengan naiknya temperatur pirolisis, ini disebabkan semakin berkurangnya komponen-komponen organik yang terdapat dalam tempurung tersebut. Arang yang dihasilkan pada temperatur 400 oC adalah sebesar 31,80 % dan pada temperatur 250 oC diperoleh arang dengan rendemen yang cukup tinggi yaitu sebesar 42,17 %.  Cairan Cairan yang dihasilkan pada pirolisis ini terdiri dari dua lapisan yaitu lapisan atas adalah asap cair sedangkan lapisan bawah adalah tar. Hasilnya ditampilkan dalam grafik pada gambar berikut.

Gambar 2.8. Grafik Rendemen Cairan Hasil Pirolisis

Selama proses pirolisis berlangsung, terjadi beberapa tahap pirolisis yaitu tahap awal adalah proses pelepasan air yang disertai pelepasan gas-gas ringan seperti CO dan CO2. Tahap awal ini terjadi pada temperatur 100 sampai 200 oC. Pada kisaran temperatur ini dalam wadah pendingin hanya berisi air saja.

52

Tahap kedua adalah proses dekomposisi unsur-unsur tempurung kelapa seperti hemiselulosa, selulosa dan lignin. Hemiselulosa terdekomposisi pada suhu 200oC sampai 250oC, selulosa mulai terdekomposisi pada temperatur 280 oC dan berakhir

pada

temperatur

300oC

sampai

350oC,

sedangkan

lignin

mulai

terdekomposisi pada suhu 300oC sampai 350oC dan berakhir pada suhu 400oC. Pada tahap ini mulai dihasilkan tar dan semua hasil dekomposisi tempurung kelapa yang menguap bersamaan dengan meningkatnya temperatur pirolisis, residu yang tertinggal adalah arang. Pembakaran tempurung pada temperatur pirolisis 400 oC dihasilkan cairan yang paling banyak yaitu sebesar 51,43%. Menurut Girard (1992) pirolisis pada temperatur 400oC ini menghasilkan senyawa yang mempunyai kualitas organoleptik yang tinggi dan pada temperatur lebih tinggi lagi akan terjadi reaksi kondensasi pembentukan senyawa baru dan oksidasi produk kondensasi diikuti kenaikan linear senyawa tar dan hidrokarbon polisiklis aromatis.

Cairan yang merupakan campuran asap cair dan tar ini memiliki perbedaan berat jenis yaitu asap cair sebesar 1,0357 g/mL dan tar sebesar 1,0465 g/mL. Sebelum dilakukan destilasi, cairan ini didekantasi untuk memisahkan tar. Proses dekantasi

dilakukan

selama

seminggu

dan

diharapkan

dapat

mengurangi

kandungan tar pada asap cair.

53

 Alat Pengemas Asap Cair Asap cair yang sudah diproduksi kemudian dikemas dengan menggunakan botol plastik atau jerigen sesuai ukuran kemasan.

Gambar.2.9. Kemasan asap cair dalam botol

Gambar.2.10. Kemasan Asap Cair Dalam Jerigen 54

2. Tugas Latihan

Tugas Latihan 1 : 1) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses pirolisis? 2) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses destilasi? 3) Apa pengaruh temperatur pada proses pemanasan tungku/tabung terhadap produk yang dihasilkan pada proses pirolisis dan destilasi? 4) Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?

Tugas Latihan 1 : (1) Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa agar sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis (2) Jelaskan cara melakukan proses menghasilkan asap cair grade C (3) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade C ke grade B (4) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade B ke grade A (5) Jelaskan perbedaan asap cair grade B dan grade C

Tugas Praktek : Kerjakanlah Tugas berikut ini dengan cara yang sistematis, aman dan efisien : 1. Pembuatan Asap Cair grade C 2. Penyulingan Asap Cair grade C menjadi grade B 3. Penyulingan Asap Cair grade B menjadi grade A

55

3. Rangkuman

Kegiatan Belajar 2 ini membahas tentang : Membuat asap cair melalui proses pirolisis, dengan sub pokok bahasan sebagai berikut :  Mendeskripsikan proses pembuatan asap cair.  Memahami proses pembuatan pirolisis.  Mengidentifikasi peralatan pirolisi yang digunakan untuk pembuatan asap cair dan bahan baku briket tempurung.  Melakukan proses pembuatan pirolisis dari bahan baku tempurung kelapa untuk diambil asap cairnya.  Mengidentifikasi peralatan distilasi yang digunakan untuk proses permunian asap cair.  Mendestilasi asap cair untuk mendapatkan kualitas grade A, B, dan C.

Penggunaan asap cair terutama dikaitkan dengan sifat-sifat fungsional asap cair, diantaranya adalah sebagai antioksidan, antibakteri, antijamur, dan potensinya dalam pembentukan warna coklat pada produk. Asap cair dapat diaplikasikan pada bahan pangan karena dapat berperan dalam pengawetan bahan pangan. Cara pengawetan tradisional biasanya dilakukan dengan pengasapan. Beberapa teknik pengasapan dapat dilakukan pada temperatur di atas 70 oC kemudian bahan diasap langsung di atas sumber asap. Saat ini sedang dikembangkan metode pengawetan yang lain yaitu menggunakan metode pengasapan asap cair dengan mencelupkan bahan pada larutan asap atau menyemprotkan larutan asap pada bahan kemudian produk dikeringkan

Proses destilasi terhadap asap cair juga dapat menghilangkan senyawa yang tidak diinginkan dalam asap cair seperti hidrokarbon karsinogen dan residu tar. Asap cair mengandung berbagai senyawa yang terbentuk karena terjadinya pirolisis tiga komponen material kayu yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin. Lebih dari 400 senyawa kimia dalam asap telah berhasil diidentifikasi. Komponen-komponen tersebut ditemukan dalam jumlah yang bervariasi tergantung jenis kayu, umur tanaman sumber kayu, dan kondisi pertumbuhan kayu seperti iklim dan tanah. Komponen-komponen tersebut meliputi asam yang dapat mempengaruhi 56

citarasa, pH dan umur simpan produk asapan; karbonil yang bereaksi dengan protein dan membentuk pewarnaan coklat dan fenol yang merupakan pembentuk utama aroma dan menunjukkan aktivitas antioksidan. Golongan-golongan senyawa penyusun asap cair adalah air (11-92 %), fenol (0,2-2,9 %), asam (2,8-9,5 %), karbonil (2,6-4,0 %) dan tar (1-7 %). Kandungan senyawa-senyawa penyusun asap cair sangat menentukan sifat organoleptik asap cair serta menentukan kualitas produk pengasapan. Komposisi dan sifat organoleptik asap cair sangat tergantung pada sifat kayu, temperatur pirolisis, jumlah oksigen, kelembaban kayu, ukuran partikel kayu serta alat pembuatan asap cair Diketahui pula bahwa temperatur pembuatan asap merupakan faktor yang paling menentukan kualitas asap yang dihasilkan. Kandungan maksimum senyawasenyawa fenol, karbonil, dan asam dicapai pada temperatur pirolisis 600 oC. Tetapi produk yang diberikan asap cair yang dihasilkan pada temperatur 400 oC dinilai mempunyai kualitas organoleptik yang terbaik dibandingkan dengan asap cair yang dihasilkan pada temperatur pirolisis yang lebih tinggi. Pirolisis dengan empat tingkat temperatur yang berbeda menghasilkan arang, cairan dan gas dalam jumlah yang berbeda pula.

Penurunan

rendemen

arang dari temperatur 250-400

oC.

Arang yang

dihasilkan beratnya semakin berkurang dengan naiknya temperatur pirolisis, ini disebabkan semakin berkurangnya komponen-komponen organik yang terdapat dalam tempurung tersebut. Arang yang dihasilkan pada temperatur 400 oC adalah sebesar 31,80 % dan pada temperatur 250 oC diperoleh arang dengan rendemen yang cukup tinggi yaitu sebesar 42,17 %. o Cairan pirolisis Cairan yang dihasilkan pada pirolisis ini terdiri dari dua lapisan yaitu lapisan atas adalah asap cair sedangkan lapisan bawah adalah tar. Hasil ditampilkan dalam grafik pada gambar berikut. Pembakaran tempurung pada temperatur pirolisis 400 oC dihasilkan cairan yang paling banyak yaitu sebesar 51,43 %. Menurut Girard (1992) pirolisis pada temperatur 400 oC ini menghasilkan senyawa yang mempunyai kualitas organoleptik yang tinggi dan pada temperatur lebih tinggi lagi akan terjadi reaksi kondensasi 57

pembentukan senyawa baru dan oksidasi produk kondensasi diikuti kenaikan linear senyawa tar dan hidrokarbon polisiklis aromatis. Cairan yang merupakan campuran asap cair dan tar ini memiliki perbedaan berat jenis yaitu asap cair sebesar 1,0357 g/mL dan tar sebesar 1,0465 g/mL. Sebelum dilakukan destilasi, cairan ini didekantasi untuk memisahkan tar. Proses dekantasi

dilakukan

selama

seminggu

dan

diharapkan

dapat

mengurangi

kandungan tar pada asap cair. Pemisahan asap cair secara destilasi adalah berdasarkan volatilitas komponen-komponennya. Asap cair didestilasi berdasarkan variasi temperatur dengan maksud untuk memisahkan tar dan untuk mendapatkan asap cair dengan sifat-sifat fungsional yang menonjol. Dengan proses destilasi ini diharapkan asap cair yang dihasilkan memiliki warna yang lebih jenih daripada asap cair tanpa destilasi dan tetap memiliki aroma asap. 

Proses Destilasi Distilasi adalah suatu proses yang di dalamnya

campuran dari dua atau lebih substansi komponennya

suatu cairan atau uap

dipisahkan ke dalam fraksi-fraksi

dengan kemurnian yang diinginkan melalu pemakaian atau

pelepasan kalor. Pemisahan komponen dari campuran cairan melalui distilasi tegantung atas perbedaan titik didih masing-masing komponen. Juga, tergantung atas konsentrasi komponen yang ada, campuran cairan akan memiliki karakteristik titik didih yang berbeda. Karenanya, proses distilasi tergantung atas

karakteristik tekanan uap

campuran cairan. Tekanan uap suatu cairan pada suhu tertentu merupakan tekanan kesetimbangan yang dilakukan oleh molekul-molekul yang keluar dan masuk permukaan cairan. Berikut beberapa butir penting melihat tekanan uap: o masukan energi menaikkan tekanan uap o tekanan uap terkait dengan pendidihan. o

Suatu cairan dikatakan “ mendidih” bilamana

tekanan uapnya

sama

dengan tekanan sekitarnya o Kemudahan suatu cairan mendidih tergantung atas volatilitasnya o Cairan dengan tekanan uap tinggi ( cairan volatil) akan mendidih pada suhu lebih rendah

58

o Tekanan uap dan titik didih campuran cairan tergantung atas

jumlah

relatip komponen di dalam campuran tersebut. o Distilasi terjadi dikarenakan beda volatilitas komponen di dalam cairan campuran.  Destilasi Asap Cair Asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa masih mengandung tar dengan warna kecoklatan dan pekat, selanjutnya asap cair ini dinamakan asap cair dengan grade C yang masih perlu dimurnikan lagi untuk mendapatkan grade B dan A. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: a. Penangkapan Asap Cair Pada saat proses pembakaran tempurung kelapa dengan menggunakan tungku pirolisis berlangsung sekitar 4-6 jam, asap cair akan keluar dan masih mengandung gas metan dan tar, disalurkan melalui pipa diameter 3 cm ke tangki penampung asap. Asap akan mulai mengembun menjadi cairan pada drum kondensor. Jadilah asap cair sebanyak 50% berat tempurung terbakar atau sebanyak 55 - 60 liter. Asap cair yang dihasilkan masih berupa asap cair grade C (masih mengandung tar dengan warna coklat pekat) dengan kadar pH 4-5. b. Pemisahan Tar Pada saluran pipa asap cair ini tar berupa larutan hitam pekat yang mirip dengan oli di tangkap melalui separator kemudian ditampung pada bak penampungan tar. Yang dibuka 5 - 10 menit setiap satu jam proses. c. Proses Recycle Gas Metan Dari tangki penampung asap cair terdapat asap yang mengembun menjadi cairan dan gas yang masih belum terkondensasi berupa gas metan yang selanjutnya masih dapat dimanfaatkan dengan cara dibakar dan disalurkan kembali ke bawah reaktor untuk menambah bahan bakar pirolisis. d. Pemisahan Asap Cair Grade C dengan tar Asap cair ditampung pada tabung pemurnian untuk diproses menjadi asap cair murni grade A dan B (tidak mengandung gas metan dan tar). Hal ini dapat dilakukan melalui proses pengendapan asap cair grade C selama minimal satu minggu, untuk mengendapkan tar. Asap cair yang telah 59

terpisah dengan tar disaring menggunakan Zeolit aktif, proses selanjutnya asap cair grade C dilakukan proses destilasi untuk pemurnian.  Pemurnian Asap Cair Grade C menjadi Grade A dan B (proses destilasi). Pada proses detilasi diusahakan suhu awal mencapai 250 C selama 3 jam (grade B) dengan warna agak kecoklatan dan kadar PHA yg masih cukup tinggi. Kemudian perlahan lahan diturunkan sampai dengan 120 C. Selama suhu 120 C proses destilasi sebaiknya dipertahankan selama 5 jam (grade A) dengan warna coklat muda agak bening dengan kadar PHA yang sangat sedikit. Kedua proses diatas

dilakukan untuk volume asap cair sebanyak 55 liter, pada penurunan

temperatur hasil asap cair akan semakin

bening dan

semakin baik dimana larutan asap cair akan

kadar tar sudah habis begitu

juga dengan

kadar

benzoapyrene/Polycyclic Hidrocarbon Aromatic (PHA).

Gambar Asap Cair: Bening grade A, keruh grade B, pekat grade C

60

4. Evaluasi Materi 1) Jelaskan apa yang dimaksud dengan pirolisis ?

2) Jelaskan apa yang dimaksud dengan asap cair ?

3) Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?

4) Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa agar sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis

5) Jelaskan bagaimana cara menghasilkan asap cair grade A, B dan C, dengan bahan dasar tempurung kelapa ?

61

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Progres Pembelajaran : Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asapcair Nama Peserta : ………………………………………… Sekolah Asal : ………………………………………… Standar Kompetensi 1. Membuat Bio Briket Arang Tempurung

2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengarangan Tempurung

3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang tempurung

4. Melakukan Pengujian hasil asap cair/ pyrolisis

Kompetensi Dasar

Skor Standar

Skor yang dicapai

30

…………….

30

…………….

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

2.7.

Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

2.8.

Menyiapkan Bahan Baku

30

…………….

2.9.

Melaksanakan proses pembuatan asap cair

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

3.7.

Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

3.8.

Menyiapkan Bahan Baku

30

…………….

3.9.

Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

4.7.

Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

4.8.

Menyiapkan Bahan Baku

30

…………….

4.9.

Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa

40

…………….

100

…………….

1.7.

Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

1.8.

Menyiapkan Bahan Baku

1.9.

Melaksanakan proses pembuatan bio briket

Jumlah Skor

Keterangan (L/ TL)

……………….

……………….

……………….

……………….

Cimahi, ……………………………………… 2013 Penilai

………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………

62

KEGIATAN BELAJAR 3. PENGUJIAN HASIL BIO BRIKET 1. Uraian Materi Pengujian Bio Briket  Rendemen Rendemen briket arang merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi berat bahan baku yang dihitung dalam persen. Hasil pengukuran dan data rendemen dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel Rata – rata rendemen arang tempurung kelapa Suhu pirolisis ( oC) 250 300 350 400

Rendemen (%) 42.81 34.30 32.94 31.77

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa rendemen arang pada suhu 250 oC yaitu 42,81% masih cukup besar dan arang yang dihasilkan belum sempurna. Rendemen yang cukup tinggi menunjukkan adanya proses yang tidak sempurna sehingga sebagian fraksi bahan masih dalam wujud semula.

Data rendemen arang (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Rendemen (%)

45 40 35

Series1

30 25 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%)

63

Dari Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%) dapat dilihat penurunan rendemen arang dengan semakin naiknya suhu pirolisis. Arang yang dihasilkan pada suhu pirolisis 350 oC dan arang yang dihasilkan pada suhu pirolisis 400 oC menunjukkan sifat arang yang baik yaitu arang yang dihasilkan berwarna hitam merata dan pada bagian ujung pecahan arangnya bercahaya. Arang yang dihasilkan dari suhu pirolisis 250 oC dan 300 oC belum baik karena arang yang dihasilkan masih ada bagian yang

berwarna coklat dan arang yang dihasilkan

belum sempurna. Rendemen arang yang terkecil sebesar 31,77 % dihasilkan pada suhu pirolisis 400 oC merupakan arang yang paling baik. 

Kadar air Suhu untuk analisis kandungan air adalah 130 oC  2 oC sehingga air yang

lepas merupakan air terikat yang berada di dinding sel. Data kadar air briket arang tempurung kelapa dapat dilihat pada Tabel berikut:

Tabel Rata-rata hasil pengujian kadar air (%) briket arang tempurung kelapa Suhu pirolisis 250 oC 300 oC 350 oC 400 oC

3% 3,56 2,98 2,73 2,65

Persentase perekat 5% 7% 3,90 4,03 2,89 3,90 2,96 3,80 2,83 2,94

9% 4,11 4,03 3,85 3,23

Data pada tabel di atas menunjukkan kenaikan atau penurunan nilai yang tidak terlalu besar baik karena pengaruh suhu pirolisis maupun persentase perekat. Kadar air briket arang hasil penelitian sudah memenuhi standar Jepang

(6%), di mana

kadar air terendah yaitu 2,65 % dan kadar air tertinggi yaitu 4,11%. Kadar air briket arang tempurung kelapa yang paling baik didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 % yaitu sebesar 2,65%.

Data kadar air (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

64

Kadar air (%)

4.5 4

3%

3.5

5%

3

7% 9%

2.5 2 250

300

350

400

o

Suhu pirolisis ( C)

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan berbagai persentase perekat

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan berbagai persentaseperekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis terhadap kadar air menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka kadar air briket arang semakin kecil, sedangkan pengaruh persentase perekat menunjukkan semakin besar persentase perekat kadar air briket arang semakin besar. Kadar air briket arang yang terkecil didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 % dan merupakan briket arang dengan kadar air yang paling baik. 

Kadar abu

Abu yang terkandung dalam bahan bakar padat adalah mineral yang tidak dapat terbakar yang tertinggal setelah proses pembakaran

Data kadar abu (%) dapat

dilihat pada tabel berikut.

Tabel Hasil pengujian kadar abu (%) briket arang tempurung kelapa Suhu pirolisis 250 oC 300 oC 350 oC 400 oC

3% 1,26 1,37 1,38 1,41

Persentase perekat 5% 7% 1,16 1,08 1,46 1,58 1,32 1,39 1,60 1,71

9% 1,37 1,55 1,66 1,89

65

Data pengujian kadar abu menunjukkan kenaikan atau penurunan nilai yang tidak terlalu besar baik karena pengaruh suhu pirolisis maupun persentase perekat. Kecenderungan

naiknya

kadar abu

disebabkan faktor persentase

perekat

menunjukkan semakin banyaknya perekat yang digunakan untuk membuat briket arang akan menaikkan kadar abunya. Kadar abu yang terbesar dimiliki oleh briket arang dengan persentase perekat 9 % pada suhu pirolisis 400 oC.

Data kadar abu (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Kadar abu (%)

2.5 2

3% 5%

1.5

7% 9%

1 0.5 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%) dengan berbagai persentase perekat.

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%)

dengan

berbagai persentase perekat dapat dilihat bahwa suhu pirolisis memberikan nilai kadar abu yang bervariasi, sedangkan dengan semakin besarnya persentase perekat kadar abu briket arang cenderung untuk mengalami kenaikan, sehingga pada persentase perekat 9 % nilai kadar abu briket arang menunjukkan nilai yang paling besar. Kadar abu yang terkecil dihasilkan pada suhu pirolisis 250 oC dengan persentase perekat 7% yaitu sebesar 1,08 % dan kadar abu terbesar pada suhu 400 oC dengan persentase perekat 9% yaitu sebesar 1,98%. Secara keseluruhan nilai kadar abu 66

briket arang masuk dalam standar Jepang, sehingga briket arang yang dihasilkan sudah baik. 

Kadar zat mudah menguap Kadar zat mudah menguap berkaitan dengan proses pirolisis yang berlangsung. Besarnya kadar zat mudah menguap dipengaruhi oleh suhu maksimum pembuatan arang. Data hasil pengujian kadar zat mudah menguap (%) diberikan pada tabel 5.4 berikut ini.

Tabel . Hasil pengujian kadar zat mudah menguap (%) briket arang tempurung kelapa. Suhu pirolisis 250 oC 300 oC 350 oC 400 oC

3% 48,60 37,95 33,99 30,09

Persentase perekat 5% 7% 48,83 48,17 38,80 36,77 33,67 34,27 29,08 29,88

9% 47,44 35,67 32,66 27,68

Data di atas menunjukkan bahwa suhu pirolisis menyebabkan nilai kadar zat mudah menguap mengalami penurunan. Suhu pirolisis memberikan pengaruh yang besar, hal ini dapat dilihat dari nilai kadar zat mudah menguap briket arang dengan persentase perekat 3% yang mana pada suhu 250 oC nilainya 48,60% mengalami penurunan dengan nilai yang besar sehingga pada suhu 400 oC kadar zat mudah menguapnya sebesar 30,09%. Kadar zat mudah menguap dengan adanya pengaruh persentase

perekat tidak

menunjukkan penurunan kadar yang besar. Pada suhu 250 oC, dengan persentase perekat 3% kadarnya 48,60% dan pada 9% kadarnya 47,44%, sehingga penurunannya hanya 1,16%. Data kadar zat mudah menguap (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut :

67

Kadar zat mudah menguap (%)

47 3% 42

5%

37

7% 95%

32 27 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap (%) dengan berbagai persentase perekat.

Kadar zat mudah menguap akan menunjukkan kualitas dari briket arang yang dihasilkan, semakin kecil kadar zat mudah menguap maka briket arang yang dihasilkan akan semakin baik. Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap(%) dengan berbagai persentase perekat dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka kadar zat mudah menguapnya akan semakin kecil. Briket arang yang dihasilkan pada suhu 400 oC menunjukkan nilai yang lebih kecil dibandingkan pada suhu yang lain. Naiknya persentase perekat akan menurunkan kadar zat mudah menguap tetapi penurunannya tidak besar. Dari grafik dapat dilihat kadar zat mudah menguap yang terkecil yaitu pada suhu pirolisis 400

oC

dengan

persentase perekat 9%, sehingga briket arang yang dihasilkan merupakan briket arang yang paling baik.



Berat jenis Berat jenis merupakan salah satu sifat senyawa yang penting. Briket arang dengan berat jenis yang tinggi akan memberikan nilai kalor yang lebih tinggi dibandingkan dengan briket arang dengan nilai berat jenis yang lebih rendah. Data hasil pengujian berat jenis dapat dilihat pada tabel berikut ini. 68

Tabel . Hasil pengujian berat jenis briket arang tempurung kelapa Suhu pirolisis 250 oC 300 oC 350 oC 400 oC

3% 1,06 1,07 1,11 1,12

Dilihat dari data pada tabel

Persentase perekat 5% 7% 1,08 1,03 1,07 1,06 1,08 1,09 1,16 1,13

9% 0,98 1,09 1,10 1,12

Hasil pengujian berat jenis

briket arang

tempurung kelapa yang didapat maka nilai berat jenis briket arang sudah baik dan hampir semuanya memenuhi standar buatan Jepang. Data hasil pengujian berat jenis menunjukkan kenaikan atau penurunan yang tidak terlalu besar karena pengaruh suhu pirolisis maupun persentase perekat. Akan tetapi kisaran angka untuk standar berat jenis yaitu 1 – 1,2, menyebabkan kenaikan atau penurunan yang kecil dari nilai berat jenis akan sangat berpengaruh terhadap mutu dari briket arang yang dihasilkan. Nilai berat jenis yang tertinggi didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 5 %, sedangkan nilai berat jenis yang terkecil didapat pada suhu pirolisis 250 oC dengan persentase perekat 9%.

Data berat jenis

secara lebih

jelas dapat dilihat pada Grafik berikut :

1.2

Berat jenis

1.15 3%

1.1

5%

1.05

7%

1

9%

0.95 0.9 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan berbagai persentase perekat

69

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan berbagai persentase perekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis

terhadap berat jenis

menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka berat jenis semakin besar, sedangkan semakin besar persentase perekat maka berat jenis cenderung semakin turun. Turunnya berat jenis disebabkan faktor persentase perekat menunjukkan semakin banyaknya perekat yang digunakan untuk membuat briket akan menurunkan nilai berat jenisnya. Nilai berat jenis terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 5 %. 

Nilai kalor

Nilai kalor menggambarkan nilai energi bahan yang merupakan jumlah satuan panas yang dihasilkan persatuan bobot dari proses pembakaran dengan oksigen dari suatu bahan yang mudah terbakar. Data pengujian nilai kalor (kal/g) dapat

dilihat pada

tabel berikut.

Tabel . Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung kelapa Suhu pirolisis 250 oC 300 oC 350 oC 400 oC

3% 6564,27 6740,98 7057,14 7150,14

Persentase perekat 5% 7% 6485,81 6506,91 6960,44 6920,78 7030,38 6968,92 7025,46 6935,30

9% 6407,75 6542,70 6764,18 6928,89

Dari data tabel Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung kelapa nilai kalor yang didapat menunjukkan kenaikan nilai kalor dengan semakin tinggi suhu pirolisis, sedangkan nilai kalor semakin kecil dengan semakin besarnya persentase perekat.

Nilai kalor yang didapat sudah memenuhi standar buatan

Jepang (6000 – 7000 kal/g) dimana nilai kalor yang terkecil sebesar 6407,75 kal/g dan nilai kalor terbesar 7150,14 kal/g. Data nilai kalor (kal/g) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

70

Nilai kalor (kal/g)

7200 7000

3% 5%

6800

7% 9%

6600 6400 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai persentase perekat Dari grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai persentase perekat secara umum dapat dilihat bahwa nilai kalor semakin

besar

dengan semakin tingginya suhu pirolisis, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat pada suhu pirolisis

400 oC.

Persentase perekat menunjukkan pengaruh yang

berkebalikan dari pengaruh suhu pirolisis, di mana semakin besar persentase perekat maka nilai kalornya semakin kecil, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat pada persentase perekat 3%.

Nilai kalor briket arang tempurung kelapa yang

terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 %.

71

2. Tugas Latihan

a. Sebutkan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas bio briket tempurung kelapa? b. Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor, Sebutkan! c. Jelaskan langkah dalam melakukan pengujian rendemen bio briket tempurung kelapa! d. Berdasarkan hasil penelitian berapa kadar air yang terdapat pada bio briket tempurung kelapa? e. Jelaskan pengaruh besarnya temperature pirolisi s terhadap rendemen briket!

72

3. Rangkuman o Rendemen Rendemen merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi berat bahan baku yang dihitung dalam persen. Besarnya rendemen arang dari jenis-jenis kayu di Indonesia bervariasi cukup besar yaitu antara 21,1% - 40,8% (Hartoyo dan Nurhayati, 1976). Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut:

a.

Pemananasan dan tekanan dalam tanur.

b.

Umur bahan baku briket.

c.

Berat jenis bahan baku briket.

d.

Komposisi kimia bahan briket.

o Nilai kalor Nilai kalor merupakan jumlah satuan panas yang dihasilkan persatuan bobot dari proses pembakaran dengan oksigen dari suatu bahan yang mudah terbakar. Nilai kalor dinyatakan dalam satuan kal/g. Penelitian Hartoyo dan Nurhayati (1976) besarnya nilai kalor untuk jenis-jenis kayu di Indonesia berkisar antara 5059 – 7752 kal/g. Sedangkan dalam penelitian Nurhayati dkk (1999) diperoleh nilai kalor arang tempurung kelapa berkisar antara 4267,87 – 7512,62 kal/g. o Berat jenis Berat jenis adalah salah satu sifat fisika suatu senyawa yang paling penting.

Berat jenis berhubungan dengan kerapatan.

Kerapatan akan

memberikan pengaruh terhadap nilai kalor suatu bahan, kerapatan yang tinggi cenderung memberi nilai kalor yang tinggi dibandingkan yang berkerapatan rendah o Kadar air Keberadaan air dalam kayu dan produk olahannya berkaitan erat dengan sifat higroskopis kayu, di mana kayu mempunyai sifat afinitas yang besar terhadap air sehingga kayu tidak pernah kering sama sekali (Brown dkk, 1952).

Kadar air didefinisikan sebagai berat air yang dinyatakan dalam

persen berat kering tanur. Semakin tinggi kadar air maka semakin besar energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air.

Dalam proses ini terjadi

73

proses karbonisasi tidak sempurna sehingga kualitas air yang dihasilkan jelek (Haygreen dan Bowyer, 1989). o Kadar Abu Salah satu bagian arang yang ada dalam sisa pembakaran adalah abu yang merupakan mineral. Abu terdiri dari bahan mineral seperti lempung, silika, kalsium serta magnesium oksida. Semakin besar kadar abu berarti kualitasnya semakin jelek. Biasanya kadar abu briket arang antara 0,5 – 5% (Anonim, 1985). o Kadar zat mudah menguap Zat mudah menguap dalam briket arang bukan merupakan komponen penyusun arang, tetapi merupakan hasil dekomposisi zat-zat penyusun arang akibat proses pemanasan. Kadar zat mudah menguap dalam arang selain air dapat dihitung dengan menguapkan semua zat-zat menguap dalam arang selain air.

Hartoyo dkk (1978) mengemukakan bahwa suhu yang digunakan dalam proses pembuatan

arang akan mempengaruhi besarnya kadar zat

mudah menguap. Pendapat ini juga didukung oleh Nurhayati dkk (1999) yang menyatakan bahwa kadar zat mudah menguap dapat diperkecil bila suhu pengarangan dinaikkan. Dalam penelitian Nurhayati dkk (1999) dihasilkan kadar zat mudah menguap untuk briket arang tempurung kelapa sebesar 6,54 – 72,33%.

74

4. Evaluasi Materi 1. Sebutkan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas bio briket tempurung kelapa? 2. Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor, Sebutkan! 3. Jelaskan langkah dalam melakukan pengujian rendemen bio briket tempurung kelapa! 4. Berdasarkan hasil penelitian berapa kadar air yang terdapat pada bio briket tempurung kelapa? 5. Jelaskan pengaruh besarnya temperature pirolisi s terhadap rendemen briket!

Tugas Praktek:

1. Ukurlah rendemen bio briket tempurung kelapa! 2. Lakukan pengujian kadar air pada bio briket tempurung kelapa dari hasil pirolisis! 3. Lakukan pengujian berat jenis pada bio briket tempurung kelapa dari hasil pirolisis!

75

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Progres Pembelajaran : Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asapcair Nama Peserta : ………………………………………… Sekolah Asal : ………………………………………… Standar Kompetensi 1. Membuat Bio Briket Arang Tempurung

2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengaranga n Tempurung

3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang tempurung

Kompetensi Dasar

1.10. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 1.11. Menyiapkan Bahan Baku

Skor yang dicapai

30

…………….

30

…………….

1.12. Melaksanakan proses pembuatan bio briket

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

2.10. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

2.11. Menyiapkan Bahan Baku

30

…………….

2.12. Melaksanakan proses pembuatan asap cair

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

3.10. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

30

…………….

40

…………….

100

…………….

30

…………….

30

…………….

40

…………….

100

…………….

3.11. Menyiapkan Bahan Baku 3.12. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa Jumlah Skor

4. Melakukan Pengujian hasil asap cair/ pyrolisis

Skor Standar

4.10. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 4.11. Menyiapkan Bahan Baku 4.12. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa

Jumlah Skor

Keterangan (L/ TL)

……………….

……………….

……………….

……………….

Cimahi, ……………………………………… 2013 Penilai

………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………

76

D. KEGIATAN BELAJAR 4. PENGUJIAN HASIL PIROLISIS 1. Uraian Materi  Pengujian Hasil Pemisahan asap cair secara destilasi adalah berdasarkan volatilitas komponen-komponennya. Asap cair didestilasi berdasarkan variasi temperatur dengan maksud untuk memisahkan tar dan untuk mendapatkan asap cair dengan sifat-sifat fungsional yang menonjol. Dengan proses destilasi ini diharapkan asap cair yang dihasilkan memiliki warna yang lebih jenih dari pada asap cair tanpa destilasi dan tetap memiliki aroma asap.  Rendemen Hasil destilasi asap cair menghasilkan rendemen yang berbeda tiap fraksinya.  Asap cair temperatur 250 oC Tabel 4.1. Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 250 oC Fraksi

Volume (ml)

Rendemen (%)

1

2,5

1,25

2

123

61,5

3

43

21,5

4

7,5

3,75

Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah pada fraksi 2 yaitu sebesar 61,5 %. Rendemen yang terkecil adalah pada fraksi 1 yaitu sebesar 1,25 .  Asap cair temperatur 300 oC Hasil destilasi asap cair temperatur 300 oC disajikan pada tabel berikut ini : Tabel 4.2. Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 300 oC Fraksi

Volume (mL)

Rendemen (%)

1

8,5

4,25

2

144

72

3

19,5

9,75

4

3

1,5

77

Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah fraksi 2 yaitu sebesar 72 % sedangkan rendemen terkecil adalah fraksi 4 yaitu sebesar 1,5 %.  Asap cair temperatur 350 oC Hasil destilasi asap cair temperatur 350 oC disajikan pada tabel berikut ini : Tabel 4.3. Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 350 oC Fraksi Volume (mL) 1 2 3 4

5 158 15 3

Rendemen (%) 2,5 79 7,5 1,5

Dari tabel di atas, dapat dilihat bahwa hasilnya tidak terlalu jauh berbeda dengan hasil destilasi asap cair temperatur 300 oC. Ini diperkirakan pada temperatur pirolisis 300 dan 350 oC, diperoleh komponen asap cair yang tidak terlalu jauh berbeda.  Asap cair temperatur 400 oC Hasil destilasi asap cair temperatur 400 oC disajikan pada tabel berikut ini : Tabel 4.4. Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 400 oC

Fraksi 1 2 3 4

Volume (mL) 8 88,5 64 19,5

Rendemen (%) 4 44,25 32 9,75

Dari tabel di atas terlihat bahwa fraksi 1 rendemennya paling kecil (4%). Ini disebabkan bahwa pada asap cair ini kandungan airnya lebih sedikit. Fraksi 2 adalah yang tertinggi sebesar 44,25%. Adapun hasil destilasi asap cair secara keseluruhan ditampilkan dalam bentuk grafik pada gambar berikut. 78

Gambar 4.1. Grafik Hasil Destilasi Asap Cair Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa asap cair hasil destilasi pada fraksi 2 memperlihatkan hasil yang paling banyak. Ini diperkirakan bahwa pada fraksi 2 mengandung banyak senyawa yang memiliki titik didih antara 100-125 oC. Jika dijumlahkan seluruh asap cair fraksi 1 hingga fraksi 4 diperoleh hasil bahwa asap cair yang dapat terdestilasi adalah sebesar 89 % , dengan demikian asap cair yang tidak terdestilasi adalah sebanyak 11 % , yaitu berupa tar dan senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi.  Warna Asap cair sebelum didestilasi memiliki warna coklat kemerahan, ini disebabkan karena masih mengandung tar yang pada dasarnya berwarna hitam dan mengandung komponen dengan berat molekul tinggi. Asap cair tanpa destilasi ini jika diaplikasikan pada bahan pangan akan menghasilkan bahan pangan dengan warna yang gelap. Sedangkan konsumen biasanya lebih menyukai bahan pangan dengan warna yang tidak gelap, oleh sebab itu pada penelititan ini dilakukan destilasi terhadap asap cair agar menghasilkan warna asap cair yang lebih jernih, 79

sehingga jika diaplikasikan pada bahan pangan akan menghasilkan warna produk asapan yang lebih menarik. Asap cair yang telah mengalami destilasi cenderung memiliki warna yang berbeda tiap fraksinya. Perbedaan warna pada tiap fraksi dipengaruhi adanya tar. Warna pada fraksi 1 adalah kuning kehijauan jernih, fraksi 2 berwarna kuning muda jernih sedangkan fraksi 3 berwarna kuning keputihan jernih dan fraksi 4 berwarna coklat karena pada temperatur destilasi yang tinggi kemungkinan tar akan ikut terdestilasi semakin besar.  Aroma Aroma pada asap cair yang dihasilkan setelah proses destilasi ini berbeda tiap fraksinya. Aroma asap cair pada berbagai temperatur pirolisis hasil destilasi dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 4.5. Aroma asap cair hasil destilasi Temperatur

Fraksi 1

Fraksi 2

Fraksi 3

Fraksi 4

Pirolisis

Aroma

Aroma

Aroma

Aroma

(0C)

asap

asap

asap

Asap

250

Sangat kuat

Agak tidak kuat

agak kuat

Kuat

300

Sangat kuat

Agak tidak kuat

agak kuat

Kuat

350

Sangat kuat

Agak tidak kuat

agak kuat

Kuat

400

Sangat kuat

Agak tidak kuat

agak kuat

Kuat

Dari tabel di atas terlihat bahwa asap cair pada berbagai fraksi menghasilkan aroma yang berbeda. Asap cair yang memiliki aroma paling lemah adalah asap cair fraksi 2, disusul dengan asap cair fraksi 3 dan fraksi 4. Asap cair fraksi 1 memiliki aroma yang sangat kuat (menyengat). Dapat disimpulkan bahwa asap cair hasil destilasi dengan urutan aroma asap dari yang kuat hingga yang lembut adalah sebagai berikut : Asap cair fraksi 1 > fraksi 4 > Fraksi 3 > fraksi 2.

80

 Analisis dengan kromatografi gas Analisis dengan menggunakan instrumen kromatografi gas ini bertujuan untuk mengetahui apakah fraksi satu dan fraksi lainnya mengandung komponenkomponen yang sama atau berbeda, bila fraksi-fraksi tersebut mengandung komponen yang sama, maka pemisahan dengan destilasi belum sempurna. Selain itu kromatogram juga dapat digunakan untuk menentukan jumlah komponen penyusun asap cair. Penentuan jumlah komponen penyusun asap cair dilakukan dengan menghitung jumlah puncak yang muncul pada kromatogram setelah waktu retensi 3,44 menit yang dianggap sebagai air.  Asap cair pada temperatur 250 oC

Gambar 4.2 Kromatogram asap cair temperatur 250 °C hasildestilasi

Berdasarkan pada gambar di atas dapat dilihat bahwa pada kromatogram fraksi 1 dengan temperatur kurang dari 100 oC memberikan 9 puncak, fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC memberikan 9 puncak sedangkan fraksi 3 dengan temperatur 126-150 oC memberikan 10 puncak dan fraksi 4 dengan titik didih 151200 oC memberikan 5 puncak. 81

Pada fraksi satu terlihat puncak yang rapat pada waktu retensi 3 menit yang diperkirakan adalah puncak dari air dan diperkirakan pada asap cair fraksi 1 terdapat senyawa yang memiliki sifat yang hampir sama dengan air yaitu memiliki titik didih dibawah 100 oC. Konsentrasi yang besar dapat dilihat pada waktu retensi di bawah 4 menit. Sedangkan untuk waktu retensi di atas 4 menit diperoleh kelimpahan yang kecil. Pada fraksi 2, terdapat puncak pada waktu retensi 4,15 menit yang sama dengan fraksi 1 tetapi konsentrasinya berbeda. Terjadi kenaikan konsentrasi yaitu pada fraksi 1 sebesar 1,54 % sedangkan pada fraksi 2 sebesar 14,50 %. Begitu juga pada waktu retensi 4,50 menit, pada fraksi 1 konsentrasinya sebesar 1,63 %, sedangkan pada fraksi 2 terjadi kenaikan yaitu menjadi 52,25 %. Pada fraksi 2 juga terdapat senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit seperti pada waktu retensi 10,20 menit dengan konsentrasi 7,71 %. Pada fraksi 3, terdapat senyawa dengan waktu retensi 4,54 menit dengan konsentrasi yang terbesar yaitu 82,91 %. Pada waktu retensi 10,63 menit diperoleh senyawa dengan konsentrasi 5,96 %. Pada fraksi 4 terjadi pemisahan yang signifikan dengan konsentrasi terbesar yaitu pada waktu retensi 4,28 menit dengan konsentrasi 95,58 %.

Fraksi 2 dan 4 memperlihatkan pemisahan yang signifikan, yang jika dilakukan pemisahan lebih lanjut akan dapat diperoleh senyawa-senyawa yang lebih murni. Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil pemisahan destilasi dijumlahkan, maka terdapat 18 puncak, satu puncak bukan berarti hanya terdapat satu jenis senyawa, bisa saja terdapat banyak senyawa yang memiliki sifat yang hampir sama, sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa dengan temperatur pirolisis 250 oC mengandung sedikitnya 18 senyawa.

82

 Asap cair temperatur 300 oC

Gambar 4.3. Kromatogram asap cair temperatur 300 oC hasil didestilasi Berdasarkan pada gambar di atas

dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan

tempratur kurang dari 100 oC memberikan 13 puncak, fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC memberikan 18 puncak, fraksi 3 memberikan 4 puncak dan fraksi 4 memberikan 3 puncak.

Pada fraksi 1 terlihat banyaknya peak pada waktu retensi sekitar 3 menit dengan kelimpahan yang besar yaitu antara 7-25 %. Pada fraksi ini senyawa dengan waktu retensi di atas 4 menit diperoeh dengan kelimpahan yang sedikit. Sedangkan pada fraksi 2 diperoleh senyawa dengan waktu retensi yang berdekatan. Diperoleh juga senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit. Pada fraksi 2 ini tidak terlihat adanya pemisahan yang signifikan. Pada fraksi 3 terlihat tidak ada senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit. Senyawa dengan waktu reetensi 4,25 menit memiliki konsentrasi yang paling besar yaitu 81,83 %. Pada frakis 3 ini terlihat pemisahan yang signifikan. Sedangkan pada fraksi 4, hanya terdapat satu puncak dengan kelimpahan yang besar yaitu pada waktu retensi 4,20 menit yaitu sebesar 93,79 %.

83

Apabila puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil pemisahan destilasi dijumlahkan maka terdapat 23 puncak, sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa pada temperatur 300 oC mengandung sedikitnya 23 senyawa.  Asap cair pada temperatur 350 oC Berdasarkan gambar di bawah ini dapat dilihat bahwa pada kromatogram fraksi 1 dengan temperatur kurang dari 100 oC memberikan 5 puncak, fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC memberikan 16 puncak, fraksi 3dengan temperatur 126-150 oC memberikan 9 puncak dan fraksi 4 dengan temperatur 151-200 oC memberikan 8 puncak.

Gambar 4.4. Kromatogram asap cair temperatur 350 oC setelah didestilasi Pada fraksi 1 terlihat puncak yang muncul hanya pada waktu retensi disekitar 3 menit, tidak diperoleh puncak pada waktu retensi di atas 4 menit. Pada fraksi 2 84

diperoleh puncak dengan waktu retensi di atas 4 menit hingga waktu retensi 12,36 menit. Pada waktu retensi 4,54 menit diperoleh senyawa dengan konsentrasi sebesar 28,10 %. Pada waktu retensi 10,32 menit diperoleh puncak dengan konsentrasi 7,72 %. Pada fraksi 2 ini tidak terlihat adanya pemisahan yang signifikan. Ini mungkin disebabkan banyaknya senyawa yang terdapat pada asap cair yang memiliki titik didih yang hampir sama. Pada fraksi 3 terlihat pemisahan yang signifikan, terdapat kenaikan konsentrasi pada senyawa dengan waktu retensi 4,04 menit yang mana pada fraksi 1 dan 2 konsentrasinya sebesar 4,50 % sedangkan pada fraksi 3 konsentrasinya menjadi 22,04 %. Pada waktu retensi 10,45 menit terjadi penurunan konsentrasi dari fraksi 2 yang hanya sebesar 7,72 % menjadi 3,95 % pada fraksi 3. Pada fraksi 4 diperoleh senyawa dengan konsentrasi terbesar 74,47 % pada waktu retensi 4,68 menit. Sedangkan senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit tidak diperoleh lagi. Pada fraksi 3 diperoleh pemisahan yang signifikan. Jika puncak-puncak yang berbeada dalam semua fraksi hasil pemisahan destilasi dijumlahkan, maka terdapat 20 puncak, yang mana satu puncak bukan berarti hanya terdapat satu jenis senyawa,sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa dengan temperatur 350 oC mengandung sedikitnya 20 senyawa.  Kromatogram Asap cair temperatur 400 oC

Gambar. 4.5. Kromatogram Asap cair temperatur 400 oC

85

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan temperatur di bawah 100 oC memberikan 5 puncak yang terpisah secara signifikan. Pada fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC diperoleh 24 puncak. Pada waktu retensi 4,53 menit memiliki konsentrasi 21,20 % sedangkan pada waktu retensi di atas 9 menit diperoleh senyawa dengan kelimpahan yang kecil. Pada fraksi 3 dengan temperatur 126-150 oC

terdapat 19 puncak. Pada fraksi 4 dengan temperatur 151-200 oC terdapat 10

puncak. Pemisahan yang signifikan diperoleh pada fraksi 3 dan 4. Pada fraksi 4 diperoleh senyawa dengan waktu retensi 3,60 menit dengan konsentrasi sebesar 79,93 %. Sedangkan pada waktu retensi di atas 9 menit, hanya diperoleh satu puncak yaitu dengan waktur retensi 12,30 menit dengan konsentrasi sebesar 1,29 %. Senyawa dengan waktu retensi di atas 9 menit pada fraksi 3 sudah tidak terdapat pada fraksi 4. Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil destilasi dijumlahkan, maka terdapat 34 puncak, sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa pada temperatur 400 oC mengandung sedikitnya 34 senyawa. Tidak dapatnya senyawa asap cair dipisahkan secara tegas pada destilasi ini diperkirakan karena penyusun asap cair memiliki titik didih yang hampir sama atau berdekatan satu sama lain. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penyusun asap cair mengandung senyawa yang hampir sama tiap fraksinya, yang berbeda adalah konsentrasinya, dengan demikian asap cair ini dapat digunakan untuk alternatif aplikasi pada bahan pangan yang menginginkan warna yang bervariasi dengan tetap mempertahankan aroma asap.

Kualitas briket arang pada umumnya ditentukan berdasarkan: ukuran serbuk, sifat fisika dan kimia serta nilai kalor. Sifat fisika dan kimia briket arang meliputi: kadar air, kadar abu, berat jenis, kadar zat mudah menguap dan nilai kalor (Soeparno, 1992). Sebagai pembanding dalam pengujian kualitas arang dan briket arang biasanya menggunakan standar kualitas Jepang. Tabel 4.6. Sifat fisika – kimia briket arang Standar Jepang. Sifat Arang

Standar Jepang 86

Kadar air

<6 %

Kadar abu

3–6% 25 – 30 %

Zat mudah menguap Nilai kalor

6000 – 7000 kal/g

Berat jenis

1 – 1,2

(Hartoyo dkk, 1978)

Kualitas briket arang ini ditentukan berdasarkan tujuan penggunaannya atau disesuaikan dengan permintaan konsumen terutama untuk industri dan ekspor (Palungkun, 2001). Ada beberapa faktor

yang berpengaruh terhadap kualitas briket arang

sebagai berikut:  Rendemen Rendemen merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi berat bahan baku yang dihitung dalam persen. Besarnya rendemen arang dari jenis-jenis kayu di Indonesia bervariasi cukup besar yaitu antara 21,1% - 40,8% (Hartoyo dan Nurhayati, 1976). Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut: a. Pemananasan dan tekanan dalam tanur. b. Umur bahan baku briket. c. Berat jenis bahan baku briket. d. Komposisi kimia bahan briket. Oleh karena itu rendemen arang yang dihasilkan akan bervariasi persentasenya.  Nilai kalor Nilai kalor merupakan jumlah satuan panas yang dihasilkan persatuan bobot dari proses pembakaran dengan oksigen dari suatu bahan yang mudah terbakar.

Nilai kalor dinyatakan dalam satuan kal/g (Syachry, 1983).

Penelitian Hartoyo dan Nurhayati (1976) besarnya nilai kalor untuk jenis-jenis kayu di Indonesia berkisar antara 5059 – 7752 kal/g.

Sedangkan dalam

penelitian Nurhayati dkk (1999) diperoleh nilai kalor arang tempurung kelapa berkisar antara 4267,87 – 7512,62 kal/g.

87

 Berat jenis Berat jenis adalah salah satu sifat fisika suatu senyawa yang paling penting.

Berat jenis berhubungan dengan kerapatan.

Kerapatan akan

memberikan pengaruh terhadap nilai kalor suatu bahan, kerapatan yang tinggi cenderung memberi nilai kalor yang tinggi dibandingkan yang berkerapatan rendah (Soeparno, 1992). Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan berat jenis sebagai perbandingan antara kerapatan kayu (atas dasar berat kering tanur dan volume pada kandungan air yang telah ditentukan) dengan kerapatan air pada suhu 4 oC.

Perhitungan berat jenis banyak disederhanakan dalam

sistem matrik, karena 1 cm3 air beratnya tepat 1 gram. Jadi berat jenis dapat dihitung secara langsung dengan membagi berat dalam gram dan volume dalam cm3. Mengingat berat jenis merupakan perbandingan kerapatan maka berat jenis tidak memiliki satuan dan nilainya berubah-ubah sesuai kadar air dalam kayu. Penelitian Sudrajat (1983) menghasilkan berat jenis briket arang berkisar antara 0,45 – 1,03.  Kadar air Keberadaan air dalam kayu dan produk olahannya berkaitan erat dengan sifat higroskopis kayu, di mana kayu mempunyai sifat afinitas yang besar terhadap air sehingga kayu tidak pernah kering sama sekali (Brown dkk, 1952). Kadar air didefinisikan sebagai berat air yang dinyatakan dalam persen berat kering tanur. Semakin tinggi kadar air maka semakin besar energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air.

Dalam proses

ini terjadi proses

karbonisasi tidak sempurna sehingga kualitas air yang dihasilkan jelek (Haygreen dan Bowyer, 1989). Haygreen dan Bowyer (1989) berpendapat bahwa kadar air akan berpengaruh pada nilai kalor yang dihasilkan di mana semakin tinggi kadar air maka nilai kalor yang dihasilkan semakin rendah. Semakin tinggi kadar air dalam arang maka dalam proses pembakarannya akan dibutuhkan kalor yang besar untuk mengeluarkan air menjadi uap sehingga energi yang tersisa dalam arang tersebut menjadi lebih kecil. Nurhayati dkk (1999) dalam penelitiannya menghasilkan kadar air briket arang dari tempurung kelapa berkisar antara 1,12 -7,40 %.

Sedangkan 88

penelitian Soeparno dkk(1999) menghasilkan kadar air briket arang rata-rata 1,751%.  Kadar Abu Salah satu bagian arang yang ada dalam sisa pembakaran adalah abu yang merupakan mineral. Abu terdiri dari bahan mineral seperti lempung, silika, kalsium serta magnesium oksida. Semakin besar kadar abu berarti kualitasnya semakin jelek. Biasanya kadar abu briket arang antara 0,5 – 5% (Anonim, 1985). Penelitian Soeparno (1999) menghasilkan kadar abu briket arang dari serbuk pinus rata-rata sebesar 5,117%.

Nurhayati dkk(1999) dalam

penelitiannya menghasilkan kadar abu briket arang dari tempurung kelapa antara 0,84 – 5,17%.  Kadar zat mudah menguap Zat mudah menguap dalam briket arang bukan merupakan komponen penyusun arang, tetapi merupakan hasil dekomposisi zat-zat penyusun arang akibat proses pemanasan. Kadar zat mudah menguap dalam arang selain air dapat dihitung dengan menguapkan semua zat-zat menguap dalam arang selain air. Hartoyo dkk (1978) mengemukakan bahwa suhu yang digunakan dalam proses pembuatan arang akan mempengaruhi besarnya kadar zat mudah menguap. Pendapat ini juga didukung oleh Nurhayati dkk (1999) yang menyatakan bahwa kadar zat mudah menguap dapat diperkecil bila suhu pengarangan dinaikkan. Dalam penelitian Nurhayati dkk (1999) dihasilkan kadar zat mudah menguap untuk briket arang tempurung kelapa sebesar 6,54 – 72,33%.

Mengingat faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas briket arang adalah keenam faktor tersebut, maka pengujian kualitas briket arang tempurung kelapa juga meliputi rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap, berat jenis dan nilai kalor. 89

Kualitas briket arang yang diuji dengan menggunakan

cara perhitungan

sebagai berikut: Rendemen Arang yang dihasilkan ditimbang kemudian disebut sebagai berat arang (output) dan bahan awal ditimbang sebagai bahan baku (input). Perhitungannya sebagai berikut:

Rendemen (%) 

Berat arang (output) x 100 % Berat bahan baku mentah (input)

Kadar Air Pengujian kadar air dilakukan dengan mengambil contoh uji briket arang dengan berat 1 gram sebagai berat mula-mula (a).

Contoh uji tersebut

dikeringkan dalam oven pada suhu 130  2 oC selama kurang lebih 2 jam. Sebelum ditimbang contoh uji dimasukkan ke dalam desikator baru kemudian ditimbang. Penimbangan dilakukan sampai beratnya konstan (b).

Kadar air (%) 

ab x100% a

Kadar Abu Massa abu yang terdapat dalam kayu disebut kadar abu. Pengujian kadar abu dilakukan dengan mengambil contoh uji seberat 1 gram sebagai berat mula-mula (a), kemudian dimasukkan ke dalam cawan porselin, cawan kosong ditimbang sebagai berat (b). Cawan yang berisi contoh tersebut dikeringkan pada tanur dan suhu 600 oC selama 4 jam. Karbon hilang ditandai dengan berhentinya asap, kemudian tutup tanur dibuka selama 1 menit untuk mnyempurnakan proses pengabuan. Contoh uji dimasukkan dalam desikator dan ditimbang sebagai berat c (berat cawan + berat abu).

Kadar abu (%) 

cb x 100% a

 Kadar zat mudah menguap

90

Prosedur penentuan kadar zat mudah menguap adalah dengan mengambil contoh uji seberat 1 gram (a) kemudian dilakukan pemanasan di tanur listrik pada suhu 900 oC. Setelah suhu mencapai 900 oC dibiarkan dingin terlebih dahulu dalam tanur, baru dimasukkan dalam desikator dan ditimbang (d). Apabila masih ada bagian yang berwarna putih pengujian harus diulangi.

Kadar zat mudah menguap(%) 

a d x 100% a

 Nilai Kalor Alat yang digunakan untuk menguji nilai kalor adalah kalorimeter bom oksigen. Pengujiannya adalah sebagai berikut: a) Tahap persiapan alat 1) Mengambil contoh uji briket arang dengan berat  1 gram kemudian dimasukkan dalam mangkok pembakaran dan ditimbang sebagai berat m1. 2) Memasang kawat nikel sepanjang 10 cm pada elektroda. menyentuh

contoh

uji

tetapi

tanpa

menyinggung

Kawat

mangkok

pembakaran. b) Mengisi silinder bom dengan akuades setinggi 1 mm dan memasang kepala bom pada silinder bom dan mengisi oksigen murni 99,5 % hingga tekanannya mencapai 30 atm. c) Panci silinder diisi dengan air sebanyak 2 liter dan dimasukkan dalam mantel silinder. d) Memasukkan bom silinder ke dalam panci silinder dan memasang 2 chop beserta kabelnya untuk aliran listrik AC 23 volt yang terangkai pada tutup mantel silinder. e) Menutup mantel silinder dengan penutupnya sehingga pengaduk dapat berputar secara bebas (ketelitian 0,01

oC)

menghadap ke depan

pengukur. Untuk mengukur waktunya digunakan stopwatch. f) Mempersiapkan tabel pengukuran.

 Tahap pengukuran 91

o Menjalankan pengaduk sampai suhu konstan, dan setiap 30 detik dicatat perubahan suhunya, untuk pengukuran nilai a, R1, Ta. o Pada waktu a tercapai, saklar (23 volt) dihidupkan

sesaat (3 detik),

kemudian nilai dicatat setiap 30 detik. Pengukuran suhu selang waktu tersebut bertujuan untuk menentukan nilai 60% dari total pembakaran (b). o Jika titik suhu tidak terjadi perubahan lagi maka setelah 5 menit dari titik tersebut proses pengukuran dihentikan dengan cara menghentikan putaran pengaduk. Titik suhu Tc dan titik waktunya adalah nilai c.  Tahap Pembongkaran o

Melepas

sabuk

pemutar

dan

membuka

mantel

silinder

serta

mengeluarkan silinder bom dari dalam panci silinder. o

Membebaskan tekanan gas yang ada dalam silinder bom dan membuka silinder bom dengan memutar dan mengangkat kepala bom

o

Mencuci dengan aquades semua permukaan baja yang ada dalam silinder bom dan kepala bom bagian dalam, air cucian ditampung dalam gelas piala (  50 mL).

Air tampungan ini kemudian ditetesi dengan

larutan indikator methyl orange 3 tetes (warna cairan akan berubah menjadi merah muda) dan dititrasi dengan larutan Na 2CO3 (0,03625 M) yang terdapat dalam buret (50 mL) sampai warna merah muda menjadi merah pucat/bening. Pada saat itu dilihat skala buretnya menunjukkan berapa mL. Jumlah mL yang tercapai setara dengan jumlah kalor (1 mL = 1 kalori) sebagai koreksi asam (e1) o

Mengambil kawat pembakar yang tidak ikut terbakar dan meletakkan pada skala pengukuran kalor yang telah dikonversi dari panjang kawat (1cm = 2,3 kal) sebagai koreksi dari panjang sisa kawat yang tidak terbakar (e2)

o

Dengan langkah yang sama dilakukan pembakaran asam benzoat untuk peneraan kondisi alat bom kalorimeter.

Perhitungan: 92

Rumus 1 :

t  Tc  Ta  R 1 (b  a)  R 2 (c  b) Rumus 2 :

Q

(t.C p )  (m a .C a ) t  (e1  e2 ) m

Rumus 3 :

Cp 

(m b .Q b )  e1  e 2 - (m a .C a . t) Δt

Keterangan: Rumus.1 : waktu pembakaran Rumus.2:: waktu yang diperlukan untuk mencapai 60% pembakaran total diperoleh melalui interpolasi (menit) Rumus 3 : : waktu yang ditunjuk saat tidak ada perubahan suhu setelah proses pembakaran (menit) Ta : suhu pada saat pembakaran (oC) Tc : suhu pada saat mencapai waktu c (oC) R1 : suhu rata-rata setiap menit sebelum terjadi pembakaran (oC/menit) R2 : suhu rata-rata setiap menit setelah terjadi pembakaran (oC/menit) e1 : koreksi terhadap asam e2 : koreksi terhadap kawat Q : nilai kalor pembakaran (kal/g) Cp : kapasitas panas mb : berat asam benzoat Qb : nilai kalor pembakaran asam benzoat

 Berat jenis

93

Pengujian ini dilakukan dengan membuat contoh uji ukuran 1 x 1 x 1 cm3. Contoh uji tersebut dikeringtanurkan dalam oven pada suhu 103  2 oC

sampai diperoleh berat konstan (a) sebagai berat kering tanur. Sampel

tersebut segera dicelupkan dalam parafin dan ditimbang sebagai berat (b). Selanjutnya menimbang gelas piala yang berisi aquades (w1). Contoh uji yang dilapisi parafin dimasukkan ke dalam gelas piala tersebut dengan bantuan jarum preparat.

Contoh uji dicelupkan secara vertikal tanpa

menyentuh dinding gelas piala, dan beratnya dicatat sebagi w2. Berat jenis 

a [w 2  w 1  (b  a) x 0,9]

Keterangan: BJ aquades = 1 a

= berat kering tanur (g)

b

= berat a + berat parafin (g)

w1

= berat gelas piala + aquades (g)

w2

= berat w1 + berat b (g)

0,9

= berat jenis parafin

Hasil pengujian kualitas briket arang tempurung kelapa adalah sebagai berikut:  Rendemen Rendemen briket arang merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi berat bahan baku yang dihitung dalam persen. Hasil pengukuran dan data rendemen dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 4.5. Rata – Rata Rendemen Arang Tempurung Kelapa Suhu pirolisis ( oC) 250 300 350 400

Rendemen (%) 42.81 34.30 32.94 31.77

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa rendemen arang pada suhu 250 oC

yaitu 42,81% masih cukup besar dan arang yang dihasilkan belum 94

sempurna. Rendemen yang cukup tinggi menunjukkan adanya proses yang tidak sempurna sehingga sebagian fraksi bahan masih dalam wujud semula.

Data rendemen arang (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Rendemen (%)

45 40 35

Series1

30 25 250

300

350

400

o

Suhu pirolisis ( C)

Gambar 4.6. Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%) Dari Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%) dapat dilihat penurunan rendemen arang dengan semakin naiknya suhu pirolisis. Arang yang dihasilkan pada suhu pirolisis 350 oC dan arang yang dihasilkan pada suhu pirolisis 400 oC menunjukkan sifat arang yang baik yaitu arang yang dihasilkan berwarna hitam merata dan pada bagian ujung pecahan arangnya bercahaya. Arang yang dihasilkan dari suhu pirolisis 250 oC dan 300 oC belum baik karena arang yang dihasilkan masih ada bagian yang

berwarna coklat dan arang yang

dihasilkan belum sempurna. Rendemen arang yang terkecil sebesar 31,77 % dihasilkan pada suhu pirolisis 400 oC merupakan arang yang paling baik.



Kadar air

95

Suhu untuk analisis kandungan air adalah 130 oC  2 oC sehingga air yang lepas merupakan air terikat yang berada di dinding sel. Data kadar air briket arang tempurung kelapa dapat dilihat pada Tabel berikut: Data kadar air (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Kadar air (%)

4.5 4

3%

3.5

5%

3

7% 9%

2.5 2 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Gambar 4.7. Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan berbagai persentase perekat Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan berbagai persentase perekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis terhadap kadar air menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka kadar air briket arang semakin kecil, sedangkan pengaruh persentase perekat menunjukkan semakin besar persentase perekat kadar air briket arang semakin besar. Kadar air briket arang yang terkecil didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 % dan merupakan briket arang dengan kadar air yang paling baik. 

Kadar abu Abu yang terkandung dalam bahan bakar padat adalah mineral yang

tidak dapat terbakar yang tertinggal setelah proses pembakaran Data kadar abu (%) dapat dilihat pada tabel berikut.

96

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kadar Abu (%) Briket Arang Tempurung Kelapa Suhu Persentase Perekat Pirolisis 3% 5% 7% 9% o 250 C 1,26 1,16 1,08 1,37 o 300 C 1,37 1,46 1,58 1,55 350 oC 1,38 1,32 1,39 1,66 o 400 C 1,41 1,60 1,71 1,89

Data pengujian kadar abu menunjukkan kenaikan atau penurunan nilai yang tidak terlalu besar baik karena pengaruh suhu pirolisis maupun persentase perekat. Kecenderungan naiknya kadar abu disebabkan faktor persentase

perekat

menunjukkan

semakin

banyaknya

perekat

yang

digunakan untuk membuat briket arang akan menaikkan kadar abunya. Kadar abu yang terbesar dimiliki oleh briket arang dengan persentase perekat 9 % pada suhu pirolisis 400 oC.

Data kadar abu (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Kadar abu (%)

2.5 2

3% 5%

1.5

7% 9%

1 0.5 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%) dengan berbagai persentase perekat.

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%) dengan berbagai persentase perekat dapat dilihat bahwa suhu pirolisis memberikan nilai kadar abu yang bervariasi,

sedangkan

dengan

semakin besarnya persentase

perekat kadar abu briket arang cenderung untuk mengalami kenaikan, sehingga 97

pada persentase perekat 9 % nilai kadar abu briket arang menunjukkan nilai yang paling besar. Kadar abu yang terkecil dihasilkan pada suhu pirolisis 250 oC dengan persentase perekat 7% yaitu sebesar 1,08 % dan kadar abu terbesar pada suhu 400 oC dengan persentase perekat 9% yaitu sebesar 1,98%. Secara keseluruhan nilai kadar abu briket arang masuk dalam standar Jepang, sehingga briket arang yang dihasilkan sudah baik. 

Kadar zat mudah menguap Kadar zat mudah menguap berkaitan dengan proses pirolisis yang berlangsung. Besarnya kadar zat mudah menguap dipengaruhi oleh suhu maksimum pembuatan arang. Data hasil pengujian kadar zat mudah menguap (%) diberikan pada tabel 5.4 berikut ini.

Tabel 4.7. Hasil pengujian kadar zat mudah menguap (%) briket arang tempurung kelapa. Suhu pirolisis 250 oC 300 oC 350 oC 400 oC

3% 48,60 37,95 33,99 30,09

Persentase perekat 5% 7% 48,83 48,17 38,80 36,77 33,67 34,27 29,08 29,88

9% 47,44 35,67 32,66 27,68

Data di atas menunjukkan bahwa suhu pirolisis menyebabkan nilai kadar zat mudah menguap mengalami penurunan. Suhu pirolisis memberikan pengaruh yang besar, hal ini dapat dilihat dari nilai kadar zat mudah menguap briket arang dengan persentase perekat 3% yang mana pada suhu 250 oC nilainya 48,60% mengalami penurunan dengan nilai yang besar sehingga pada suhu 400 oC kadar zat mudah menguapnya sebesar 30,09%. Kadar zat mudah menguap dengan adanya pengaruh persentase perekat tidak menunjukkan penurunan kadar yang besar.

Pada suhu 250 oC, dengan

persentase perekat 3% kadarnya 48,60% dan pada 9% kadarnya 47,44%, sehingga penurunannya hanya 1,16%.

98

Data kadar zat mudah menguap (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada

Kadar zat mudah menguap (%)

Grafik berikut :

47 3% 42

5%

37

7% 95%

32 27 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap (%) dengan berbagai persentase perekat.

Kadar zat mudah menguap akan menunjukkan kualitas dari briket arang yang dihasilkan, semakin kecil kadar zat mudah menguap maka briket arang yang dihasilkan akan semakin baik. Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap(%) dengan berbagai persentase perekat dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka kadar zat mudah

menguapnya akan

semakin kecil. Briket arang yang dihasilkan pada suhu 400 oC menunjukkan nilai yang lebih kecil dibandingkan pada suhu yang lain. Naiknya persentase perekat akan menurunkan

kadar zat mudah menguap tetapi penurunannya tidak besar.

Dari grafik dapat dilihat kadar zat mudah menguap yang terkecil yaitu pada suhu pirolisis 400

oC

dengan persentase perekat 9%,

sehingga briket arang yang

dihasilkan merupakan briket arang yang paling baik. 

Berat jenis Berat jenis merupakan salah satu sifat senyawa yang penting. Briket arang dengan berat jenis yang tinggi akan memberikan nilai kalor yang lebih tinggi dibandingkan dengan briket arang dengan nilai berat jenis yang lebih rendah. Data hasil pengujian berat jenis dapat dilihat pada tabel berikut ini. 99

Tabel 4,8. Hasil Pengujian Berat Jenis Briket Arang Tempurung Kelapa Suhu pirolisis 250 oC 300 oC 350 oC 400 oC

Persentase perekat 5% 7% 1,08 1,03 1,07 1,06 1,08 1,09 1,16 1,13

3% 1,06 1,07 1,11 1,12

Dilihat dari data pada tabel

9% 0,98 1,09 1,10 1,12

Hasil pengujian berat jenis

briket arang

tempurung kelapa yang didapat maka nilai berat jenis briket arang sudah baik dan hampir semuanya memenuhi standar buatan Jepang. Data hasil pengujian berat jenis menunjukkan kenaikan atau penurunan yang tidak terlalu besar karena pengaruh suhu pirolisis maupun persentase perekat. Akan tetapi kisaran angka untuk standar berat jenis yaitu 1 – 1,2, menyebabkan kenaikan atau penurunan yang kecil dari nilai berat jenis akan sangat berpengaruh terhadap mutu dari briket arang yang dihasilkan. Nilai berat jenis yang tertinggi didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 5 %, sedangkan nilai berat jenis yang terkecil didapat pada suhu pirolisis 250 oC dengan persentase perekat 9%. Data berat jenis secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut :

1.2

Berat jenis

1.15 3%

1.1

5%

1.05

7%

1

9%

0.95 0.9 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan berbagai persentase perekat

100

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan berbagai persentase perekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis terhadap berat jenis menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka berat jenis semakin besar, sedangkan semakin besar persentase perekat maka berat jenis cenderung semakin turun. Turunnya berat jenis disebabkan faktor persentase perekat menunjukkan semakin banyaknya perekat yang digunakan untuk membuat briket akan menurunkan nilai berat jenisnya. Nilai berat jenis terbesar didapat pada suhu pirolisis 400

oC

dengan

persentase perekat 5 %. 

Nilai kalor Nilai kalor menggambarkan nilai energi bahan yang merupakan jumlah

satuan panas yang dihasilkan persatuan bobot dari proses pembakaran dengan oksigen dari suatu bahan yang mudah terbakar. Data pengujian nilai kalor (kal/g) dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.9. Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung kelapa Suhu pirolisis 250 oC 300 oC 350 oC 400 oC

3% 6564,27 6740,98 7057,14 7150,14

Persentase perekat 5% 7% 6485,81 6506,91 6960,44 6920,78 7030,38 6968,92 7025,46 6935,30

9% 6407,75 6542,70 6764,18 6928,89

Dari data tabel Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung kelapa nilai kalor yang didapat menunjukkan kenaikan nilai kalor dengan semakin tinggi suhu pirolisis, sedangkan nilai kalor semakin kecil dengan semakin besarnya persentase perekat.

Nilai kalor yang didapat sudah memenuhi standar buatan

Jepang (6000 – 7000 kal/g) dimana nilai kalor yang terkecil sebesar 6407,75 kal/g dan nilai kalor terbesar 7150,14 kal/g.

101

Data nilai kalor (kal/g) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Nilai kalor (kal/g)

7200 7000

3% 5%

6800

7% 9%

6600 6400 250

300

350

400

Suhu pirolisis ( o C)

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai persentase perekat

Dari grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai persentase perekat secara umum dapat dilihat bahwa nilai kalor semakin besar dengan semakin tingginya suhu pirolisis, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC. Persentase perekat menunjukkan pengaruh yang berkebalikan dari pengaruh suhu pirolisis, di mana semakin besar persentase perekat maka nilai kalornya semakin kecil, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat pada persentase perekat 3%. Nilai kalor briket arang tempurung kelapa yang terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 %.

Pemisahan asap cair secara destilasi adalah berdasarkan volatilitas komponen-komponennya. Asap cair didestilasi berdasarkan variasi temperatur dengan maksud untuk memisahkan tar dan untuk mendapatkan asap cair dengan sifat-sifat fungsional yang menonjol. Dengan proses destilasi ini diharapkan asap cair yang dihasilkan memiliki warna yang lebih jenih daripada asap cair tanpa destilasi dan tetap memiliki aroma asap.  RENDEMEN Hasil destilasi asap cair menghasilkan rendemen yang berbeda tiap fraksinya. a. Asap cair temperatur 250 oC 102

Tabel Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 250 oC Fraksi 1

Volume (ml) 2,5

Rendemen (%) 1,25

2

123

61,5

3

43

21,5

4

7,5

3,75

Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah pada fraksi 2 yaitu sebesar 61,5 %. Rendemen yang terkecil adalah pada fraksi 1 yaitu sebesar 1,25 . b. Asap cair temperatur 300 oC Hasil destilasi asap cair temperatur 300 oC disajikan pada tabel berikut ini : Tabel Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 300 oC Fraksi

Volume (mL)

Rendemen (%)

1

8,5

4,25

2

144

72

3

19,5

9,75

4

3

1,5

Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah fraksi 2 yaitu sebesar 72 % sedangkan rendemen terkecil adalah fraksi 4 yaitu sebesar 1,5 %. c. Asap cair temperatur 350 oC Hasil destilasi asap cair temperatur 350 oC disajikan pada tabel berikut ini : Tabel Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 350 oC Fraksi

Volume (mL)

Rendemen (%)

1

5

2,5

2

158

79

3

15

7,5

4

3

1,5

103

Dari tabel di atas, dapat dilihat bahwa hasilnya tidak terlalu jauh berbeda dengan hasil destilasi asap cair temperatur 300 oC. Ini diperkirakan pada temperatur pirolisis 300 dan 350 oC, diperoleh komponen asap cair yang tidak terlalu jauh berbeda. d. Asap cair temperatur 400 oC Hasil destilasi asap cair temperatur 400 oC disajikan pada tabel berikut ini : Tabel Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 400 oC Fraksi

Volume (mL)

Rendemen (%)

1

8

4

2

88,5

44,25

3

64

32

4

19,5

9,75

Dari tabel di atas terlihat bahwa fraksi 1 rendemennya paling kecil (4%). Ini disebabkan bahwa pada asap cair ini kandungan airnya lebih sedikit. Fraksi 2 adalah yang tertinggi sebesar 44,25%. Adapun hasil destilasi asap cair secara keseluruhan ditampilkan dalam bentuk grafik pada gambar berikut.

80

Rendemen (%)

70 60

Fraksi 1 Fraksi 2 Fraksi 3 Fraksi 4

50 40 30 20 10 0 250

300 350 400 Temperatur pirolisis (0C)

Gambar Grafik hasil destilasi asap cair 104

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa asap cair hasil destilasi pada fraksi 2 memperlihatkan hasil yang paling banyak. Ini diperkirakan bahwa pada fraksi 2 mengandung banyak senyawa yang memiliki titik didih antara 100-125 oC. Jika dijumlahkan seluruh asap cair fraksi 1 hingga fraksi 4 diperoleh hasil bahwa asap cair yang dapat terdestilasi adalah sebesar 89 % , dengan demikian asap cair yang tidak terdestilasi adalah sebanyak 11 % , yaitu berupa tar dan senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi. 

Warna Asap cair sebelum didestilasi memiliki warna coklat kemerahan, ini

disebabkan karena masih mengandung tar yang pada dasarnya berwarna hitam dan mengandung komponen dengan berat molekul tinggi. Asap cair tanpa destilasi ini jika diaplikasikan pada bahan pangan akan menghasilkan bahan pangan dengan warna yang gelap. Sedangkan konsumen biasanya lebih menyukai bahan pangan dengan warna yang tidak gelap, oleh sebab itu pada penelititan ini dilakukan destilasi terhadap asap cair agar menghasilkan warna asap cair yang lebih jernih, sehingga jika diaplikasikan pada bahan pangan akan menghasilkan warna produk asapan yang lebih menarik.

Asap cair yang telah mengalami destilasi cenderung memiliki warna yang berbeda tiap fraksinya. Perbedaan warna pada tiap fraksi dipengaruhi adanya tar. Warna pada fraksi 1 adalah kuning kehijauan jernih, fraksi 2 berwarna kuning muda jernih sedangkan fraksi 3 berwarna kuning keputihan jernih dan fraksi 4 berwarna coklat karena pada temperatur destilasi yang tinggi kemungkinan tar akan ikut terdestilasi semakin besar. 

Aroma Aroma pada asap cair yang dihasilkan setelah proses destilasi ini berbeda

tiap fraksinya. Aroma asap cair pada berbagai temperatur pirolisis hasil destilasi dapat dilihat pada tabel berikut.

105

Tabel Aroma asap cair hasil destilasi Temperatur

Fraksi 1

Fraksi 2

Fraksi 3

Fraksi 4

Pirolisis

Aroma

Aroma

Aroma

Aroma

(0C)

asap

asap

asap

Asap

250

Sangat kuat

Agak tidak kuat

agak kuat

Kuat

300

Sangat kuat

Agak tidak kuat

agak kuat

Kuat

350

Sangat kuat

Agak tidak kuat

agak kuat

Kuat

400

Sangat kuat

Agak tidak kuat

agak kuat

Kuat

Dari tabel di atas terlihat bahwa asap cair pada berbagai fraksi menghasilkan aroma yang berbeda. Asap cair yang memiliki aroma paling lemah adalah asap cair fraksi 2, disusul dengan asap cair fraksi 3 dan fraksi 4. Asap cair fraksi 1 memiliki aroma yang sangat kuat (menyengat). Dapat disimpulkan bahwa asap cair hasil destilasi dengan urutan aroma asap dari yang kuat hingga yang lembut adalah sebagai berikut : Asap cair fraksi 1 > fraksi 4 > Fraksi 3 > fraksi 2. 

Analisis dengan kromatografi gas Analisis dengan menggunakan instrumen kromatografi gas ini bertujuan untuk

mengetahui apakah fraksi satu dan fraksi lainnya mengandung komponenkomponen yang sama atau berbeda, bila fraksi-fraksi tersebut mengandung komponen yang sama, maka pemisahan dengan destilasi belum sempurna. Selain itu kromatogram juga dapat digunakan untuk menentukan jumlah komponen penyusun asap cair. Penentuan jumlah komponen penyusun asap cair dilakukan dengan menghitung jumlah puncak yang muncul pada kromatogram setelah waktu retensi 3,44 menit yang dianggap sebagai air.

106

o

Asap cair pada temperatur 250 oC

Gambar Kromatogram asap cair temperatur 250 °C hasil destilasi

Berdasarkan pada gambar di atas dapat dilihat bahwa pada kromatogram fraksi 1 dengan temperatur kurang dari 100 oC memberikan 9 puncak, fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC memberikan 9 puncak sedangkan fraksi 3 dengan temperatur 126-150 oC memberikan 10 puncak dan fraksi 4 dengan titik didih 151200 oC memberikan 5 puncak. Pada fraksi satu terlihat puncak yang rapat pada waktu retensi 3 menit yang diperkirakan adalah puncak dari air dan diperkirakan pada asap cair fraksi 1 terdapat senyawa yang memiliki sifat yang hampir sama dengan air yaitu memiliki 107

titik didih dibawah 100 oC. Konsentrasi yang besar dapat dilihat pada waktu retensi di bawah 4 menit. Sedangkan untuk waktu retensi di atas 4 menit diperoleh kelimpahan yang kecil. Pada fraksi 2, terdapat puncak pada waktu retensi 4,15 menit yang sama dengan fraksi 1 tetapi konsentrasinya berbeda. Terjadi kenaikan konsentrasi yaitu pada fraksi 1 sebesar 1,54 % sedangkan pada fraksi 2 sebesar 14,50 %. Begitu juga pada waktu retensi 4,50 menit, pada fraksi 1 konsentrasinya sebesar 1,63 %, sedangkan pada fraksi 2 terjadi kenaikan yaitu menjadi 52,25 %. Pada fraksi 2 juga terdapat senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit seperti pada waktu retensi 10,20 menit dengan konsentrasi 7,71 %. Pada fraksi 3, terdapat senyawa dengan waktu retensi 4,54 menit dengan konsentrasi yang terbesar yaitu 82,91 %. Pada waktu retensi 10,63 menit diperoleh senyawa dengan konsentrasi 5,96 %. Pada fraksi 4 terjadi pemisahan yang signifikan dengan konsentrasi terbesar yaitu pada waktu retensi 4,28 menit dengan konsentrasi 95,58 %. Fraksi 2 dan 4 memperlihatkan pemisahan yang signifikan, yang jika dilakukan pemisahan lebih lanjut akan dapat diperoleh senyawa-senyawa yang lebih murni. Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil pemisahan destilasi dijumlahkan, maka terdapat 18 puncak, satu puncak bukan berarti hanya terdapat satu jenis senyawa, bisa saja terdapat banyak senyawa yang memiliki sifat yang hampir sama, sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa dengan temperatur pirolisis 250 oC mengandung sedikitnya 18 senyawa.

108

o Asap cair temperatur 300 oC

Gambar Kromatogram asap cair temperatur 300 oC hasil didestilasi

109

Berdasarkan pada gambar di atas

dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan

tempratur kurang dari 100 oC memberikan 13 puncak, fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC memberikan 18 puncak, fraksi 3 memberikan 4 puncak dan fraksi 4 memberikan 3 puncak.

Pada fraksi 1 terlihat banyaknya peak pada waktu retensi sekitar 3 menit dengan kelimpahan yang besar yaitu antara 7-25 %. Pada fraksi ini senyawa dengan waktu retensi di atas 4 menit diperoeh dengan kelimpahan yang sedikit. Sedangkan pada fraksi 2 diperoleh senyawa dengan waktu retensi yang berdekatan. Diperoleh juga senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit. Pada fraksi 2 ini tidak terlihat adanya pemisahan yang signifikan. Pada fraksi 3 terlihat tidak ada senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit. Senyawa dengan waktu reetensi 4,25 menit memiliki konsentrasi yang paling besar yaitu 81,83 %. Pada frakis 3 ini terlihat pemisahan yang signifikan. Sedangkan pada fraksi 4, hanya terdapat satu puncak dengan kelimpahan yang besar yaitu pada waktu retensi 4,20 menit yaitu sebesar 93,79 %.

Apabila puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil pemisahan destilasi dijumlahkan maka terdapat 23 puncak, sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa pada temperatur 300 oC mengandung sedikitnya 23 senyawa.

110

 Asap cair pada temperatur 350 oC Berdasarkan gambar di bawah ini dapat dilihat bahwa pada kromatogram fraksi 1 dengan temperatur kurang dari 100 oC memberikan 5 puncak, fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC memberikan 16 puncak, fraksi 3dengan temperatur 126-150 oC memberikan 9 puncak dan fraksi 4 dengan temperatur 151-200 oC memberikan 8 puncak

Gambar Kromatogram asap cair temperatur 350 oC setelah didestilasi

111

Pada fraksi 1 terlihat puncak yang muncul hanya pada waktu retensi disekitar 3 menit, tidak diperoleh puncak pada waktu retensi di atas 4 menit. Pada fraksi 2 diperoleh puncak dengan waktu retensi di atas 4 menit hingga waktu retensi 12,36 menit. Pada waktu retensi 4,54 menit diperoleh senyawa dengan konsentrasi sebesar 28,10 %. Pada waktu retensi 10,32 menit diperoleh puncak dengan konsentrasi 7,72 %. Pada fraksi 2 ini tidak terlihat adanya pemisahan yang signifikan. Ini mungkin disebabkan banyaknya senyawa yang terdapat pada asap cair yang memiliki titik didih yang hampir sama. Pada fraksi 3 terlihat pemisahan yang signifikan, terdapat kenaikan konsentrasi pada senyawa dengan waktu retensi 4,04 menit yang mana pada fraksi 1 dan 2 konsentrasinya sebesar 4,50 % sedangkan pada fraksi 3 konsentrasinya menjadi 22,04 %. Pada waktu retensi 10,45 menit terjadi penurunan konsentrasi dari fraksi 2 yang hanya sebesar 7,72 % menjadi 3,95 % pada fraksi 3. Pada fraksi 4 diperoleh senyawa dengan konsentrasi terbesar 74,47 % pada waktu retensi 4,68 menit. Sedangkan senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit tidak diperoleh lagi. Pada fraksi 3 diperoleh pemisahan yang signifikan. Jika puncak-puncak yang berbeada dalam semua fraksi hasil pemisahan destilasi dijumlahkan, maka terdapat 20 puncak, yang mana satu puncak bukan berarti hanya terdapat satu jenis senyawa,sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa dengan temperatur 350 oC mengandung sedikitnya 20 senyawa.

112

Kromatogram Asap cair temperatur 400 oC

Gambar Kromatogram asap cair temperatur 400 oC setelah didestilasi

113

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan temperatur di bawah 100 oC memberikan 5 puncak yang terpisah secara signifikan. Pada fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC diperoleh 24 puncak. Pada waktu retensi 4,53 menit memiliki konsentrasi 21,20 % sedangkan pada waktu retensi di atas 9 menit diperoleh senyawa dengan kelimpahan yang kecil. Pada fraksi 3 dengan temperatur 126-150 oC

terdapat 19 puncak.

Pada fraksi 4 dengan temperatur 151-200 oC terdapat 10 puncak. Pemisahan yang signifikan diperoleh pada fraksi 3 dan 4. Pada fraksi 4 diperoleh senyawa dengan waktu retensi 3,60 menit dengan konsentrasi sebesar 79,93 %. Sedangkan pada waktu retensi di atas 9 menit, hanya diperoleh satu puncak yaitu dengan waktur retensi 12,30 menit dengan konsentrasi sebesar 1,29 %. Senyawa dengan waktu retensi di atas 9 menit pada fraksi 3 sudah tidak terdapat pada fraksi 4. Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil destilasi dijumlahkan, maka terdapat 34 puncak, sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa pada temperatur 400 oC mengandung sedikitnya 34 senyawa. Tidak dapatnya senyawa asap cair dipisahkan secara tegas pada destilasi ini diperkirakan karena penyusun asap cair memiliki titik didih yang hampir sama atau berdekatan satu sama lain. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penyusun asap cair mengandung senyawa yang hampir sama tiap fraksinya, yang berbeda adalah konsentrasinya, dengan demikian asap cair ini dapat digunakan untuk alternatif aplikasi pada bahan pangan yang menginginkan warna yang bervariasi dengan tetap mempertahankan aroma asap.

114

1. Tugas Latihan

1)

Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses pirolisis?

2)

Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses destilasi?

3)

Apa pengaruh temperatur pada proses pemanasan tungku/tabung terhadap produk yang dihasilkan pada proses pirolisis dan destilasi

4)

Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?

Tugas Latihan 2 : (1) Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa agar sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis (2) Jelaskan cara melakukan proses menghasilkan asap cair grade C (3) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade C ke grade B (4) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade B ke grade A (5) Jelaskan perbedaan asap cair grade B dan grade C

Tugas Praktek : Kerjakanlah Tugas berikut ini dengan cara yang sistematis, aman dan efisien : 1. Pembuatan Asap Cair grade C 2. Penyulingan Asap Cair grade C menjadi grade B 3. Penyulingan Asap Cair grade B menjadi grade A

115

2. Rangkuman

Asap cair didestilasi berdasarkan variasi temperatur dengan maksud memisahkan tar dan untuk mendapatkan asap cair dengan sifat-sifat fungsional yang menonjol.

Hasil destilasi asap cair menghasilkan rendemen yang berbeda tiap fraksinya, yaitu: asap cair temperatur 250 oC, asap cair temperatur 300 oC, asap cair temperatur 350 oC dan asap cair temperatur 400 oC.

Tidak dapatnya senyawa asap cair dipisahkan secara tegas pada destilasi ini diperkirakan karena penyusun asap cair memiliki titik didih yang hampir sama atau berdekatan satu sama lain. Dengan demikian

dapat

disimpulkan

bahwa

penyusun

asap

cair

mengandung senyawa yang hampir sama tiap fraksinya, yang berbeda adalah konsentrasinya, dengan demikian asap cair ini dapat digunakan untuk alternatif aplikasi pada bahan pangan yang menginginkan

warna

yang

bervariasi

dengan

tetap

mempertahankan aroma asap.

Persentase perekat menunjukkan pengaruh yang berkebalikan dari pengaruh suhu pirolisis, di mana

semakin besar persentase

perekat maka nilai kalornya semakin kecil, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat pada persentase perekat 3%.

Nilai kalor briket

arang tempurung kelapa yang terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 %.

116

3. Evaluasi Materi

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan pirolisis ?

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan asap cair ?

3. Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?

4. Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa agar sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis

5. Jelaskan bagaimana cara menghasilkan asap cair grade A, B dan C, dengan bahan dasar tempurung kelapa ?

117

4. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Progres Pembelajaran : Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asapcair Nama Peserta : ………………………………………… Sekolah Asal : ………………………………………… Standar Kompetensi 1, Membuat Bio Briket Arang Tempurung

2.

Membuat Asap Cair dari Proses Pengaranga n Tempurung

3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang tempurung

Kompetensi Dasar

1.13. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 1.14. Menyiapkan Bahan Baku

Skor yang dicapai

30

…………….

30

…………….

1.15. Melaksanakan proses pembuatan bio briket

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

2.13. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

2.14. Menyiapkan Bahan Baku

30

…………….

2.15. Melaksanakan proses pembuatan asap cair

40

…………….

Jumlah Skor

100

…………….

3.13. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

30

…………….

30

…………….

40

…………….

100

…………….

30

…………….

30

…………….

40

…………….

100

…………….

3.14. Menyiapkan Bahan Baku 3.15. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa Jumlah Skor

4. Melakukan Pengujian hasil asap cair/ pyrolisis

Skor Standar

4.13. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 4.14. Menyiapkan Bahan Baku 4.15. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa

Jumlah Skor

Keterangan (L/ TL)

……………….

……………….

……………….

……………….

Cimahi, ……………………………………… 2013 Penilai

………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………

118

BAB III. PENUTUP

A. KUNCI JAWABAN Kunci Jawaban (TL 1) No Soal

1

2

3

Kunci Jawaban

o Pemanfaatan briket arang tempurung kelapa sangat memungkinkan apabila dikembangkan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah atau gas elpiji. o Melimpahnya sampah tempurung kelapa yang sudah tidak terpakai, serta besarnya kandungan daya yang dihasilkan limbah tersebut, membuat banyak sekali warga yang mulai tertarik untuk mengembangkan bahan bakar alternatif berbentuk biobriket dari limbah tempurung kelapa menjadi daya energi alternatif terbarukan. o Pemakaian briket arang tempurung kelapa merupakan langkah pas bagi penduduk untuk kurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil seperti minyak tanah dan gas elpiji, o Pemakaian bahan bakar kayu yang tingkat konsumsinya makin hari makin meningkat tajam hingga membahayakan ekologi rimba. o Merupakan tujuan pasar yang dapat di bidik saat menjalankan usaha briket arang tempurung yang berdomisili di daerah-daerah terpencil. o Kita dapat membidik beberapa pebisnis kuliner yang belakangan ini mulai memakai bahan bakar alternatif berbentuk briket arang untuk kurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar minyak tanah atau gas elpiji yang harganya makin hari semakin melambung tinggi.

o

o

Pasar dalam negeri, local dan regional, misalnya komunitas jasa kuliner, Rumah makan, rumah sakit, sektor home industry, pengrajin nata de coco, pengrajin tahu tempe, dll Peluang eksport juga cukup menjadi tantangan yang sangat besar JUMLAH TOTAL

scor

35

35

30

100

119

A. KUNCI JAWABAN Kunci Jawaban (TL 2) No Soal 1

2

Kunci Jawaban o o o o o o o o o

3

o

o

o o

4

o o

5

o o o o

6

o o

o

o

Tempurung kelaoa sekam padi, kayu, limbah dari industri penggergajian, pelepah bambu dedaunan yang sudah kering Limbah kelapa sawit, dll Tempurung kelapa cukup keras dan padat, akan dapat menghasilkan kalor panas yang optimal Kadar airnya relatip kecil (antara 7 s.d. 9 %) Kadar karbon aktipnya besar

scor 20

20

Tempurung kelapa sangat potensial sebagai bahan bakar alternatip, karena nilai karbonnya sangat besar Berat jenisnya relatip kecil, sehingga apabila dipasarkan secara volumetrik, akan cukup menguntungkan produser Kalori panasnya relatip lebih besar dibandingkan dengan arang dari kayu Selain dapat dijadikan briket arang tempurung, dapat juga diproses menjadi pirolisis/ asap cair

15

Sebagai bahan penjernih air yang aman bagi kesehatan Sebagai bahan kosmetik pembersih kulit/ rambut

15

Sebagai bahan bakar dengan kalori tinggi dan bebas asap Bahan bakar dengan api biru dan tahan lama Bisa untuk bakar sate (aman bagi kesehatan) Bio briket dapat dipakai untuk media tanaman

10

Siapkan drum yang sudah dibuang salahsatu tutupnya dan difungsikan sebagai tungku Masukkan tempurung kelapa pada drum tungku, sampai kurang lebih setengah drum, kemudian dibakar Setelah sebagian besar tempurung terbakar, masukkan lagi tempurung yang lainnya sampai tungku hampir penuh Selanjutnya tempurung yang sedang terbakar, diurug dengan debu sisa pembakaran atau pasir

10

120

7

o o o o

Proses pengarangan tidak berceceran dan tidak mengotori lingkungan kerja Pengarangan tempurung tidak menghasilkan debu Asap dari proses pengarangan tempurung dapat ditampung dan dijadikan asap cair (liquid smoke) Dapat menghasilkan gas methan

10

JUMLAH TOTAL

100

Kunci Jawaban

scor

B. KUNCI JAWABAN Kunci Jawaban (TL 3) No Soal 1

2

o Kapasitas mesin o Kuantitas bio briket yang akan dibuat o o

Tidak termasuk sabut, agar kualitas arang tempurung memenuhi standar yang ideal/ internasional Agar pembakaran arang tempurung benar-benar tidak berasap

20

20

3

o

Tidak melebihi 16%

20

4

o

Kualitasnya kurang baik, pembakarannya akan mengeluarkan asap, kalori panasnya berkurang

20

5

o o o o

Kering Bersih Tidak mengandung sabut Dari kelapa yang tua, yaitu berwarna tua merata

20

JUMLAH TOTAL

100

121

Kunci Jawaban Latihan Test : 1. Persyaratan tempurung kelapa yang baik untuk dijadikan bio briket, diantaranya adalah, tempurung kelapa itu harus : o o o o

Kering Bersih Tidak mengandung sabut Dari kelapa yang tua, yaitu berwarna tua merata

2. Gambaran

proses

pengarangan

tempurung

kelapa

cara

sederhana : o o o o

Siapkan drum yang sudah dibuang salahsatu tutupnya dan difungsikan sebagai tungku Masukkan tempurung kelapa pada drum tungku, sampai kurang lebih setengah drum, kemudian dibakar Setelah sebagian besar tempurung terbakar, masukkan lagi tempurung yang lainnya sampai tungku hampir penuh Selanjutnya tempurung yang sedang terbakar, diurug dengan debu sisa pembakaran atau pasir

3. Manfaat pengarangan tempurung dilakukan secara modern : o o o o

Proses pengarangan tidak berceceran dan tidak mengotori lingkungan kerja Pengarangan tempurung tidak menghasilkan debu Asap dari proses pengarangan tempurung dapat ditampung dan dijadikan asap cair (liquid smoke) Dapat menghasilkan gas methan

4. Prosedur dan cara membuat adonan briket Pasta briket dibuat dengan mencampur bahan perekat pati dengan serbuk arang tempurung menggunakan perbandingan 1 : 25. Perekat pati dibuat dari campuran pati dan air dengan perbandingan 1 : 8.

Campuran

dipanaskan sampai matang. Setelah perekat pati matang kemudian dicampurkan dan diaduk secara merata dengan serbuk arang tempurung secara manual ataupun menggunakan mesin pengaduk

122

5. Cara melakukan pencetakan adonan briket menjadi briket yang bentuknya stándar dan padat. Setelah adonan briket jadi, kemudian adonan dimasukkan ke dalam alat cetak briket, o o o o o

Masukkan adonan briket pada moulding cetakan, sehingga memenuhi seluruh rongga silinder cetakan, volume adonan briket, seperti halnya volume silinder cetakan Kemudian dipadatkan dengan tangan, sehingga permukaan atas adonan briket, sama tinggi dengan permukaan bagian atas cetakan Mengatur meja cetakan briket, sehingga bagian pin pengepres tepat berada dibagian tengah (senter) silinder rongga cetakan briket, kuncikan kedudukan meja cetakan pada posisi yang seharusnya Memutar roda torak cetakan, sehingga pin pencetak menekan seluruh permukaan adonan briket, sehingga terjadi kepadatan tertentu Mengeluarkan briket yang telah selesai dicetak, simpan pada loyang dan siap untuk dikeringkan

6. Kriteria oven pengering yang memenuhi persyaratan untuk mengeringkan bio briket : o Oven yang dipakai harus sesuai dengan kapasitas yang kita inginkan o Cara kerja pengeringannya sesuai standard, yaitu dapat diatur sehingga pemanasannya berangsur dari rendah ke temperatur tinggi o Penggunaan daya tenaga listriknya tidak terlalu tinggi, o Penggunaan oven dengan bahan bakar kayu, minyak atau gas, diusahakan memiliki standard keselamatan kerja dan kesehatan lingkungan 7. Cara mengeringkan bio briket pada oven, agar hasilnya memenuhi standard kekeringan dan kualitasnya baik, pengeringan dilakukan secara alamiah/manual dijemur dibawah terik matahari, atau dimasukkan pada alat pengering khusus (oven). Proses pengeringan secara manual di bawah terik matahari dilakukan selama 3-4 hari, atau kalau dengan menggunakan oven, dikeringkan pada suhu oven 60oC selama 24 jam 8. Kadar air bio briket tidak boleh lebih dari 10%, agar pasta bio briket tidak menjadi bubur briket atau terlalu encer. Apabila pasta terlalu encer akan kesulitan pada saat pencetakan, dan hasil pencetakan briketnya akan retak-retak bahkan memudar, tergantung dari tingkat keencerannya

123

B. INSTRUMEN PENILAIAN KELULUSAN Progres Pembelajaran : PEMBUATAN DAN PENGUJIAN BIOBRIKET DAN PIROLISIS Nama Peserta : ………………………………………… Sekolah Asal : ………………………………………… Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar

Skor Standar

Skor yang dicapai

Ketera ngan (L/ BL)

1. Pembuatan Bio Briket

1.1.

Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

1.2.

Menyiapkan Bahan Baku

1.3.

Melaksanakan proses pembuatan bio briket

Jumlah Skor (∑SK 1) 2. Pembuatan Asap Cair Pirolisis

2.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 2.2. Menyiapkan Bahan Baku

20

…………….

……….

20

…………….

……….

20

…………….

……….

20

…………….

……….

20

…………….

……….

100

…………….

……….

25

…………….

……….

25

…………….

……….

25

…………….

……….

25

……………..

……….

100

…………….

………

35

…………….

……….

35

…………….

……….

30

…………….

……….

100

…………….

………

20

…………….

……….

20

…………….

……….

2.3. Melaksanakan proses pembuatan asap cair

Jumlah Skor (∑SK 2) 3. Pengujian Bio Briket

3.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 3.2. Menyiapkan Bahan Baku 3.3. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa

Jumlah Skor (∑SK 3) 4. Pengujian Pirolisis

4.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu 4.2. Menyiapkan Bahan

124

Baku 4.3. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa

Jumlah Skor (∑SK 4)

20

…………….

……….

20

…………….

……….

20

…………….

……….

100

…………….

………

Keterangan : Cimahi,………………………… 2013 Penilai,

Nilai Akhir = (∑SK 1)+ (∑SK 2)+ (∑SK 3)+ (∑SK 4)

4 ……………………………………………………………

NIP. ……………………………….

125

DAFTAR PUSTAKA Anonim, 2003. Arang Tempurung Kelapa, http://www.kompas.com/limb.htm, diakses tgl 28-8-2003 Astuti, I., 2000. Potensi Pencoklatan Asap Cair Kayu Karet. UGM, Yogyakarta. Danamik, S. (2007). Strategi Pengembangan Agribisnis Kelapa (Cocos nucifera) untuk Meningkatkan Pendapatan Petani di Kabupaten Indragiri Hilir, Riau. J. Perspektif 6 : 94-104. Darmadji, P., 1999. Produksi Asap Cair Dari Limbah Kayu dan Inovasi Pemanfaatannya, Prosiding Seminar Nasional II Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia, Kejasama Antara Fakultas Kehutanan UGM dan Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI), Yogyakarta Draudt, H.N., 1963. The Meat Smoking Process : A Review, Food Technology, 17 (12) : 85-126. Fatimah, F., 1998. Analisis Komponen-komponen Penyusun Asap Cair Tempurung Kelapa. UGM, Yogyakarta. Girard, J. P., 1992. Smoking dalam Technology of Meat and Meat Products, Clermont Ferrand Ellis Horwood, New York.P : 165-205 Idrous A. dan Arancon R., 2010. Perkembangan Industri Kelapa Asia dan Pasifik, Makalah Disampaikan Pada Workshop Sains Dasar, Dewan Riset Nasional, 21-22 April 2010. Joseph, G. H. dan Kindangen, J. G., 1993. Potensi dan Peluang Pengembangan Tempurung, Sabut, dan Batang Kelapa. Proceeding Konferensi Nasional Kelapa III , Yogyakarta, 20-23 Juli 1993. Maga, J. A., 1987. Smoke in Food Processing, CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida, p : 1-3; 113-138 Mahmud, Z. dan Ferry Y., 2005. Prospek Pengolahan Hasil Samping Buah Kelapa. J. Perspektif, 4, 2, 55-63. Palungkun, R., 2001. Aneka Produk Olahan Kelapa (Cetakan kedelapan), Penebar Swadaya, Jakarta . Ruiter, 1979. Color of Smoked Foods, Food Technology (33) 5 : 54-63 Sink, J. D. dan Hsu, L. A., 1977. Chemical Effects of Smoke Processing on Frankfurter Manufacture and Storage Characteristic, J. of Food Science 42 : 1489.

126

Tahir, I., 1992. Pengambilan Asap Cair Secara Destilasi Kering Pada Proses Pembuatan Karbon Aktif Dari Tempurung Kelapa. UGM, Yogyakarta. Tranggono, Suhardi, Setiaji, B., 1997. Produksi Asap Cair dan Penggunaannya pada Pengolahan Beberapa Bahan Makanan Khas Indonesia. Laporan RUT III. Wulandari, K. R., Darmadji, P. dan Santoso, U., 1999. Sifat Antioksidatif Asap Cair Hasil Redestilasi Selama Penyimpanan, Prosiding Seminar Nasional Pangan PAU-Pangan dan Gizi, UGM. Yogyakarta. Winaprilani, A., 2003. Pemanfaatan asap cair Hasil Pirolisis Kayu Randu Alas (Gossamphus hepta phyla) untuk Pengawetan Ikan Kembung (Scomber negletus). UGM,Yogyakarta. Widjaya, A.P., 1980. Prototype Alat Pembuatan Karbon Aktif, Departemen Perindustrian, Jakarta.

Woodroof, J.P., 1970. Coconuts : Production Processing Products, Second Edition, Avi Publishing Company Inc, Westport-Connecticut. Yuwanti, S., 1999. Potensi Pencoklatan Fraksi-fraksi Asap Cair Tempurung kelapa. UGM, Yogyakarta.

127

GLOSARIUM

End, 7 Juni 2013

128