EKO-BRIKET DARI KOMPOSIT SAMPAH PLASTIK HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) DAN ARANG SAMPAH KEBUN Oleh :
Ratna Srisatya Anggraini (3305 100 053) Dosen Pembimbing:
Prof. DR. YULINAH TRIHADININGRUM, MAppSc
Pendahuluan
LATAR BELAKANG
Sampah Kebun: • Jumlahnya melimpah. • Penanganannya masih sederhana. • Briket yang dihasilkan lebih bersifat ramah lingkungan dibandingkan dengan briket batubara. • Nilai kalor yang terkandung di dalamnya hanya sebesar 1.563,12 kal/g.
Sampah Plastik HDPE: • Kurang termanfaatkan dengan baik. • Harganya relatif murah. • Memiliki nilai kalor yang tinggi, yaitu sebesar 11.136 kal/g, sehingga berpotensi meningkatkan nilai kalor sampah kebun.
PERUMUSAN MASALAH 1. Bagaimanakah pengaruh komposisi eko-briket terhadap nilai kalor yang dihasilkan. 2. Bagaimanakah karakteristik eko-briket. 3. Jenis bahan perekat manakah yang terbaik untuk merekatkan eko-briket. 4. Bagaimanakah aspek biaya eko-briket.
RUANG LINGKUP 1. Jenis sampah plastik yang digunakan adalah sampah plastik HDPE. 2. Arang yang digunakan terbuat dari sampah kebun yang meliputi ranting, daun-daunan, dan rumput. 3. Teknik pembuatan briket yang digunakan adalah teknik karbonisasi. 4. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah perbandingan komposisi sampah plastik HDPE dan arang sampah kebun serta jenis bahan perekat yang digunakan.
TUJUAN PENELITIAN 1. Menentukan pengaruh komposisi eko-briket terhadap nilai kalor yang dihasilkan. 2. Menentukan karakteristik eko-briket. 3. Menentukan jenis bahan perekat yang terbaik untuk merekatkan eko-briket. 4. Menentukan aspek biaya eko-briket.
MANFAAT PENELITIAN 1.
Memberikan informasi ilmiah mengenai briket sebagai sumber energi alternatif yang ramah lingkungan.
2.
Mengembangkan pemanfaatan jenis sampah plastik HDPE yang sulit didaur ulang dengan cara menggunakannya sebagai bahan baku briket.
3.
Memberikan gambaran pengurangan jumlah timbulan sampah dengan memanfaatkannya sebagai sumber energi alternatif yang ramah lingkungan.
Tinjauan Pustaka
KELANGKAAN CADANGAN ENERGI Ketersediaan energi fosil Indonesia: • Minyak bumi = 23 tahun • Gas = 62 tahun • Batubara = 146 tahun (Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2006)
BRIKET Bahan bakar yang berwujud padat dan berasal dari bahan organik yang telah mengalami proses pemampatan dengan daya tekan tertentu (Hambali dkk, 2007).
SAMPAH PLASTIK HDPE
PROSES PEMBUATAN BRIKET 1. Penggerusan serta pengayakan bahan sehingga diperoleh bentuk yang homogen. 2. Pencampuran bahan perekat yang berfungsi meningkatkan kekuatan briket. 3. Pembriketan dengan memberikan tekanan pada bahan dengan menggunakan cetakan sehingga diperoleh briket dengan ukuran dan kualitas tertentu.
Metodologi Penelitian
KERANGKA PENELITIAN Start
Ide Studi: Eko-Briket dari Komposit Sampah Plastik HDPE dan Arang Sampah Kebun
Studi literatur : • Sampah kebun yang merupakan bagian dari biomassa, • sampah plastik, • bahan perekat, • proses pembuatan briket, • karbonisasi, • dan lain-lain.
Persiapan bahan: • Bahan baku • Bahan perekat • Uji karakteristik bahan
Persiapan penelitian:
A
Persiapan alat: • Persiapan reaktor karbonisasi • Pembuatan alat pencetak briket • Pembuatan cetakan briket • Persiapan alat-alat lainnya.
B
KERANGKA PENELITIAN (lanjutan) A
B
Penelitian pendahuluan: • Penentuan reaktor yang akan digunakan untuk karbonisasi • Penentuan bahan bakar yang akan digunakan untuk proses karbonisasi • Penentuan berat briket yang akan dibuat
Rancangan penelitian Variabel 1: Komposisi sampah plastik HDPE:arang sampah kebun 1. 5:95 (% bahan baku) 2. 10:90 (% bahan baku) 3. 20:80 (% bahan baku)
Variabel 2: Jenis bahan perekat: 1. Kanji 2. Tetes tebu (molasses)
Pelaksanaan penelitian: 1. Pembuatan eko-briket. 2. Uji karakteristik mutu bahan bakar eko-briket dilakukan pada semua produk briket yang dihasilkan. Uji karakteristik mutu briket ini meliputi uji kadar air, kadar volatile solids (VS), kadar abu, kadar fixed carbon (FC), nilai kalor, titik nyala, dan compressive strength (kuat tekan).
Analisis data dan pembahasan Kesimpulan End
Analisis dan Pembahasan
Uji Karakteristik Bahan dan Produk Briket seharusnya kadar airnya lebih tinggi dibanding kadar air sampel briket dengan penambahan sampah plastik HDPE
• Kadar Air:
3.00
Kadar Air (%)
2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 Kontrol kanji Kadar Air
2.44
Kontrol SP:SK = molasses 5:95 (Kanji) 1.61
1.63
SP:SK = 5:95 (Molasses)
SP:SK = 10:90 (Kanji)
2.70
0.96
SP:SK = SP:SK = 10:90 20:80 (Molasses) (Kanji) 2.61
0.71
Briket
Hasil Uji Kadar Air Produk Briket
SP:SK = 20:80 (Molasses) 2.53
• Kadar Volatile Solids (VS): Penambahan sampah plastik dalam briket akan meningkatkan kadar VS-nya. seharusnya kadar VSnya antara 71,63% dan 71,90% seharusnya lebih besar dari SP:SK = 10:90 dengan perekat kanji
80.00 70.00
Kadar VS (%)
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00
Kadar VS
Kontrol kanji
Kontrol molasses
SP:SK = 5:95 (Kanji)
SP:SK = 5:95 (Molasses)
SP:SK = 10:90 (Kanji)
SP:SK = 10:90 (Molasses)
SP:SK = 20:80 (Kanji)
SP:SK = 20:80 (Molasses)
51.92
70.23
56.19
71.63
58.26
69.47
57.95
71.90
Brike t
Hasil Uji Kadar VS Produk Briket
• Kadar Abu: Penambahan sampah plastik dalam briket akan menurunkan kadar abu yang terkandung di dalamnya. seharusnya berada di antara kadar abu SP:SK = 5:95 dan SP:SK = 20:80, sesuai dengan masing-masing perekat yang digunakan
45.00 40.00
Kadar Abu (%)
35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00
Kadar Abu
Kontrol kanji
Kontrol molasses
SP:SK = 5:95 (Kanji)
SP:SK = 5:95 (Molasses
SP:SK = 10:90 (Kanji)
SP:SK = 10:90 (Molasses
SP:SK = 20:80 (Kanji)
SP:SK = 20:80 (Molasses
41.89
25.29
38.96
24.02
37.28
24.93
38.45
23.88
Briket
Hasil Uji Kadar Abu Produk Briket
• Kadar Fixed Carbon (FC): 4.00
Kadar FC (%)
3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00
Kadar FC
Kontrol kanji
Kontrol molasses
3.75
2.87
SP:SK = SP:SK = 5:95 5:95 (Kanji) (Molasses 3.22
1.65
SP:SK = SP:SK = 10:90 10:90 (Kanji) (Molasses 3.50
2.99
SP:SK = SP:SK = 20:80 20:80 (Kanji) (Molasses 2.89
1.69
Briket
Hasil Uji Kadar FC Produk Briket Penambahan sampah plastik HDPE tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kadar FC yang dihasilkan.
• Nilai Kalor: Penambahan komposisi sampah plastik HDPE dapat meningkatkan nilai kalor briket. Nilai kalor berbanding terbalik dengan kadar air.
3.00
7000.00
2.50
6000.00
Nilai Kalor (kal/gr)
Kadar Air (%)
seharusnya lebih tinggi daripada nilai kalor briket kontrol molasses dan SP:SK = 5:95 dengan perekat molasses
2.00 1.50 1.00 0.50
4000.00 3000.00 2000.00 1000.00 0.00
0.00 Kontrol kanji Kadar Air
5000.00
2.44
Kontrol SP:SK = molasses 5:95 (Kanji) 1.61
1.63
SP:SK = SP:SK = SP:SK = SP:SK = SP:SK = 5:95 10:90 10:90 20:80 20:80 (Molasses) (Kanji) (Molasses) (Kanji) (Molasses) 2.70
0.96
2.61
0.71
2.53
Briket
Hasil Uji Kadar Air Produk Briket
Nilai Kalor
Kontrol kanji
Kontrol molasses
SP:SK = 5:95 (Kanji)
SP:SK = 5:95 (Molasses
3987.29
4766.57
4387.83
5010.95
SP:SK = SP:SK = 10:90 10:90 (Kanji) (Molasses
SP:SK = 20:80 (Kanji)
SP:SK = 20:80 (Molasses
5469.73
5840.47
5411.68
5123.66
Briket
Hasil Uji Nilai Kalor Produk Briket
• Titik Nyala: Sampah
Kadar
Nilai
Plastik HDPE
Air
Kalor
= Titik Nyala Rendah
Kadar = Titik Nyala Rendah
Temperatur Titik Nyala (derajat C
VS
Seharusnya titik nyalanya di antara kontrol molasses dan SP:SK = 10:90 (molasses)
160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00
Titik Nyala
Kontrol Kanji
Kontrol Molasses
115.00
150.00
SP:SK = SP:SK = 5:95 5:95 (Kanji) (Molasses 107.50
103.00
SP:SK = SP:SK = 10:90 10:90 (Kanji) (Molasses 105.00
124.00
SP:SK = SP:SK = 20:80 20:80 (Kanji) (Molasses 95.00
110.00
Briket
Hasil Uji Titik Nyala Produk Briket
• Kuat Tekan: Hasil Uji Kuat Tekan Produk Briket Sampel No.
Kuat Tekan (kg/cm2)
Keterangan
1.
Kontrol Kanji
1,87
Retak
2.
Kontrol Molasses
3,77
Mampat
3.
SP:SK = 5:95 (Kanji)
1,51
Retak
4.
SP:SK = 5:95 (Molasses)
1,34
Mampat
5.
SP:SK = 10:90 (Kanji)
1,43
Retak
6.
SP:SK = 10:90 (Molasses)
1,11
Mampat
7.
SP:SK = 20:80 (Kanji)
0,71
Mampat
8.
SP:SK = 20:80 (Molasses)
0,57
Mampat
Analisis Biaya Perbandingan Biaya Bahan Bakar Bahan Bakar No.
Biaya (Rp/kg)
Biaya (Rp/kkal)
1.
SP:SK = 5:95 (Kanji)
3.136,29
0,71
2.
SP:SK = 5:95 (Molasses)
3.807,43
0,76
3.
SP:SK = 10:90 (Kanji)
3.194,00
0,58
4.
SP:SK = 10:90 (Molasses)
3.865,14
0,75
5.
SP:SK = 20:80 (Kanji)
3.308,86
0,57
6.
SP:SK = 20:80 (Molasses)
3.980,00
0,74
7.
Batubara
3.744,00 – 4.968,00**)
0,72*)
8.
Minyak Tanah Subsidi
3.205,13 ***)
0,28 ****)
9.
Minyak Tanah Non-subsidi
7.692,31 ***)
0,67 ****)
Eko-briket terbaik adalah SP:SK = 10:90 dengan perekat kanji. Nilai kalor = 5.469,73 kal/g
Kesimpulan
1.
Pembuatan eko-briket dengan penambahan sampah plastik HDPE terbanyak (20%) menghasilkan eko-briket dengan nilai kalor tertinggi. Sampah Plastik HDPE
2. Kadar air = 0,71-2,70%
Nilai Kalor
Kadar FC = 1,65-3,75%
Kadar VS = 51,92-71,90%
Nilai kalor = 3.987,29-5.840,47 kal/g
Kadar abu = 24,02-41,89%
Titik nyala = 95,00-150,00˚C.
3. Perekat terbaik untuk merekatkan eko-briket adalah perekat kanji. 4. Aspek biaya eko-briket ini masih lemah, yaitu biaya pembuatan eko-briket tiap kkal-nya masih lebih tinggi dibandingkan dengan harga minyak tanah subsidi. Namun, penggunaan eko-briket sebagai bahan bakar dapat mengurangi jumlah timbulan sampah.
Saran
Proses karbonisasi disarankan menggunakan teknologi yang lebih canggih dan modern dengan temperatur relatif tinggi. Proses pengeringan seluruh produk briket disarankan untuk dilakukan secara bersama-sama, dengan perlakuan dan kondisi yang sama pula. Sebelum dilakukan pengarangan, disarankan dilakukan pencacahan bahan baku terlebih dahulu. Proses pencetakan briket disarankan menggunakan mesin pencetak dengan tenaga hidrolis. Selain itu, dimensi briket sebaiknya disesuaikan dengan ketinggian yang diperlukan untuk uji kuat tekan.
Terima Kasih..
