LAPORAN PENELlTlAN DANA JURUSAN
UPAYA PENINGKATAN KUALITAS BRIKET DARIARANGCANGKANGDANTANDANKOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) MELALUI VARlASl TEKANAN PENGEPRESAN
Oleh: DRA. YENNl DARVINA, M.SI DRA. NUR ASMA, M.SI
DlBlAYAl OLEH DANA JURUSAN FlSlKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA JURUSAN FlSlKA UNlVERSlTAS NEGERI PADANG
HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN HASlL PENELlTlAN DANA JURUSAN
1. Judul Penelitian
: Upaya Pening katan Kualitas Briket Dari Campuran Cangkang Dan Tandan Kosong Kelapa Sawit Melalui Variasi Tekanan Pengepresan
2. Bidang ilmu penelitian
: Fisika Material
3. Ketua Peneliti a. Nama Lengkap
: Dra. Yenni Darvina, M.Si
b. Jenis Kelamin
:P
c. NIP
: 19630911'198903 2 003
d. PangkatIGolongan
: Pembinallva
e. Jabatan
: Kepala ~aboratoriumFisika Material dan Biofisika
f. Anggota Peneliti
: Dra. Nur Asma, M.Si
g. FakultasIJurusan
: FMIPAIFisika
4. Jumlah Tim Peneliti
: 2 orang
5. Lokasi Penelitian
: FMlPA UNP
6. Waktu penelitian
: 6 bulan
8. Biaya
: Rp. 3.000.000,00 Padang, 1 Juli 201 1
Mengetahui, . \ Dekan FMlPA
/ UNP
Ketua Peneliti,
Cr/ Dra. Yenni Darvina, M.Si NIP:19630911 198903 2 003
FUNGKASAN Briket merupakan bahan bakar terbarukan yang dapat menggantikan minyak tanah dan gas. Briket dapat dibuat dari berbagai macam limbah organik. Pada penelitian ini dibuat briket arang yang berasal dari campuran cangkang dan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai upaya untuk memanfaatkan limbah industri pengolahan sawit. Komposis bahan dasar briket adalah sebagai berikut: Perbandingan arang cangkang dengan arang TKKS adalah 1:2. Perekat berasal dari tepung kanji dengan konsentrasi sebanyak 20 d/o dari jumlah campuran arang. Ukuran butir arang yang digunakan adalah 20 mesh. Pada penelitian ini dilakukan variasi tekanan pengepresan sebagai upaya untuk meningkatkan kualitas briket. Besar tekanan yang digunakan adalah 10, 12, 14, 16, 18 pada skala kempa hidrolik yan setara dengan 15 12x1o3 N/m2, 18 14,4x1o3 N/m2, 2 116,8x1o3 N/m2, 24 19,2 x 10 ~ / m dan ~ , 2721,6xld N/m2. Secara teknik setara dengan pembebanan 15,12 kg/cm2, 18,144 kg/cm2, 21,168 kg,cm2, 24,192 kg/cm2 dan 27,216 kg/cm2. Kualitas atau karakteristik briket yang diteliti adalah nilai kalor, kerapatan, kadar air clan kadar abu. Karakteristik briket yang diperoleh dari penelitian dibandingkan dengan standar SNI, dan hasil penelitian untuk briket arang cangkang serta briket TKKS. Berdasarkan hasil analisis data dari penelitian diperoleh kesimpulan sebagai berikut: (1). Hubungan tekanan pengepresan terhadap karakteristik briket dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: seniakin tinggi tekanan pengepresan maka nilai kalor dan kerapatan semakin tinggi, sedangkan kadar air dan kadar abu semakin rendah. (2). Dari hasil penelitian didapatkan bahwa nilai kalor dan kerapatan telah memenuhi standar SNI. Kadar abu yang dihasilkan lebih baik dari kadar abu briket arang TKKS tetapi belum memenuhi standar SNI. Sedangkan untuk kadar air belum memenuhi standar SNI. (3). Dari penelitian ini dihasilkan briket kualitas terbaik yang dibuat dengan mengguna-kan tekanan 18 pada skala kempa hidrolik, yang setara dengan tekanan 2721,6x103 N/m2 atau secara teknik setara dengan pembebanan 27,216 kg/crn2. Karakteristik terbaik yang didapatkan adalah nilai kalor 6181,68 kallg, kerapatan 0,73 g/cm3, kadar air 16,3 1 % dan kadar abu 11,27 %.
5
DAFTAR IS1 HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN HASIL PENELITIAN DANA JURUSAN
i
RINGKASAN ...............................................................................................................
11
..
PRAKATA .................................................................................................................... i i i DAFTAR IS1 ................................................................................................................. iv DAFTAR TAREL ......................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................
.
DAFTAR LAMPIRAN ............................A..................................................................
BAB I
PENDAHULUAN .................................................................................... A.Latar Belakang Masalah ...................................................................... B. Targetlindikator Keberhasilan .............................................................
BAB n
TINJAUANPUSTAKA .......................................................................... A . Arang ..................................................................................................
B.Karbonisasi ........................................................................................... C.Cangkang dan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) ...................... D.Briket dari Arang Cangkang dan TKKS ............................................
E.Bahan Perekat ..................................................................................... F. Teknologi Pembriketan ...................................................................... G.Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kualitas Briket ...............
H . Karakteristik dan Sifat dari Briket .....................................................
BAB I11
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ..........................................
.
A Tujuan Penelitian ............................................................................... B. Manfaat Penelitian ............................................................................. BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN ............................................................. A .Alat dan Bahan Penelitian ................................................................. B. Penyiapan Bahan Baku ......................................................................
vii viii
C. Pembuatan Sampel ............................................................................ D . Pengujian Kualitas Briket ..................................................................
E.Telcnik Pengurnpulan Data ................................................................. F . Teknik Pengolahan Data .................................................................... BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. A . Hasil Penelitian .................................................................................. B. Pembahasan ........................................................................................
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. A . Kesirnpulan ........................ ;...............................................................
B. Saran ...................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. LAMPIRAN
..............................................................................................................
DAFTAR TABEL Tabel 1
Komposisi Kimia Cangkang Kelapa Sawit .............................................
Tabel 2
Nilai Energi Panas (calorfic value) dari Beberapa Produk Samping Sawit (berdasarkan berat kering) ..........................................................................
Tabel 3
Karakteristik Briket Arang TKKS, Arang Cangkang, dan Standar SNI untuk Briket Secara Umum .........................................................................
Tabel 4
Karakteristik Briket Berupa Nilai Kalor, Kerapatan, Kadar Air dan Kadar Abu untuk Variasi Tekanan Perigepresan ...................................................
Tabel 5
Perbandingan Karakteristik Briket Arang TKKS, Briket Arang Cangkang, Dan Standar SNI dengan Hasil Penelitian ...................................................
DAFTAR GAMBAR Garnbar 1 Bagan Alat Pengepresan Briket ........................................................................ 25 Gambar 2 Bomb Calorimeter ..........................................................................................
vii
26
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Data tentang nilai kalor dari briket dengan variasi tekanan pengepresan
39
Data tentang kerapatan atau massa jenis briket dengan variasi tekan l'm3el'resan 39 40 Lampiran 3 Data tentang kadar air dari briket dengan variasi tekanan pengepresan
Larnpiran 2
Larnpiran 4
Data tentang kadar abu dari briket dengan variasi tekanan pengepresan
40
Lampiran 5
Gambar dari peralatan yang digunakan pada penelitian ........................
41
Lampiran 6
Gambar proses pernbuatan briket ...................................................... .
42
Lampiran 7 Gambar pencatakan briket ....................................................................
viii
43
BAB I
PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah
Penggunaan bahan bakar minyak yang semakin meningkat seiring dengan pertambahan penduduk dan pertumbuhan industri, menuntut suatu pemikiran dan gagasan
untuk menggali serta mengembangkan potensi surnber-surnber energi alternatif yang terbarukan. Hal ini juga didorong oleh bemakin menipisnya cadangan minyak dunia atau bahan bakar fosil. Yang dimaksud dengan energi terbarukan adalah energi yang didapat
dari sumber-surnber atau bahan-bahan'. yang siklus pengadaan d m peremajaan atau pembaharuannya tidak memerlukan waktu yang terlalu lama. Sedangkan energi yang talc terbarukan adalah energi yang didapat dari sumber-sumber yang dapat mengalami kelangkaan atau habis dan tidak dapat diperbaharui (Nisandi, 2007). Briket merupakan salah satu bahan bakar altematif yang terbarukan (renewable), selain energi matahari, energi angin dan energi air. Diantara sumber-sumber energi alternatif yang ada, briket merupakan energi biomassa yang besar dan belum banyak
dimanfaatkan. Menurut Mahajoeno (2005) Indonesia memiliki potensi energi terbarukan sebesar 3 11.232 MW, narnun h a n g lebih hanya 22% yang dimanfaatkan. Potensi energi terbarukan yang besm clan belurn banyak dimanfaatkan adalah energi dari biomassa. Potensi biomassa di Indonesia bersurnber dari produk samping sawit, penggilingan padi, kayu, polywood, pabrik gula, kakao d m limbah industri pertanian lainnya..
Briket merupakan bahan bakar padat dengan kandungan nilai kalor yang tinggi dan dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari sebagai pengganti minyak tanah dan gas. Dengan adanya briket diharapkan pemakaian minyak tanah dan gas yang digunakan oleh
nunah tangga dapat dikurangi. Secara luas kita berharap dengan adanya briket dapat mengatasi permasalahan krisis energi di negeri ini. Kelapa sawit merupakan salah satu komoditi yang mengalami perkembangan yang sangat pesat. Pada saat ini di berbagai daerah banyak dikembangkan kebun kelapa sawit baik yang dikelola oleh perusahaan maupun kebun penduduk secara perorangan.
Perkembangan ini didorong oleh produksi buah dan hasil jual kelapa sawit yang menjanjikan dan dapat mengangkat perekonornian penduduk. Bagian kelapa sawit yang bernilai jual tinggi adalah daging buah yang diolah menjadi minyak. Sisa pengolahan dari industri minyak sawit berupa limbah padat adalah cangkang dan tandan kosong. Menurut data Lembaga Penelitian Perkebunan Indonesia tahun 2004, tandan kosong kelapa sawit (TKKS) adalah limbah pabrik kelapa sawit yang potensial sebagai sumber energi terbarukan. Setiap pengolahan 1 ton Tandan Buah Segar k atau sebanyak 220-230 kg. TKKS (TBS) akan menghasilkan TKSS s e b ~ a 22-23% dapat digunakan sebagai bahan bakar generator listrik. Sebuah Pabrik kelapa sawit dengan kapasitas pengolahan 200.000 'ton TBSltahun akan menghasilkan sebanyak 44.000 ton TKKS/tahun. Saat ini telah dilakukan pemanfaatan TKKS yang ketersediaanya melimpah sepanjang tahun. Salah satu pemanfaatannya adalah untuk pembuatan briket arang. Untuk pabrik yang mengolah kelapa sawit dengan berkapasitas 30 tonljam dengan waktu operasi 20 jam per hari akan menghasilkan TKS sebanyak 120 ton atau 120.000 Kg per hari. Jumlah arang yang di hasilkan apabila rendernen 30% mencapai 25.000 Kg (Anonim, 2007). Komponen utama limbah padat kelapa sawit ialah selulosa dun lignin, sehingga limbah ini disebut sebagai limbah lignoselulosa. Cangkang dan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) rnerupakan limbah padat lignoselulosa yang ketersediaannya berlimpah setiap tahun. Pabrik pengolahan kelapa sawit yang punya kapasitas 30 tonljam menghasilkan tandan kosong kelapa sawit 120 tonlhari (Darmoko, 1995) Upaya yang dilakukan untuk pengelolaan limbah ini adalah mengurangi daya cemar dan memanfaatkannya agar mempunyai nilai tambah. Penanganan limbah kelapa sawit saat
ini belurn optimal dan ekonomis. Oleh sebab itu perlu perhatian khusus agar limbah kelapa sawit dapat diolah dan dirnanfaatkan sehingga memiliki nilai jual. Salah satu bentuk pemanfaatan yang dapat dilakukan adalah mengolah limbah cangkang dan TKKS menjadi briket. Menurut Mahajoeno (2005) Pengembangan produk sarnping sawit sebagai sumber energi alternatif merniliki beberapa kelebihan. Pertama , sumber energi tersebut
merupakan sumber energi yang bersifat renewable sehingga bisa menjamin kesinambungan produksi. Kedua , Indonesia merupakan produsen utama minyak sawit sehingga ketersediaan bahan baku akan tetjarnin dan industri ini berbasis produksi dalarn negeri. Ketiga ,pengembangan alternatif tersebut merupakan proses produksi yang ramah lingkungan. Keempat
, upaya tersebut juga merupakan salah satu bentuk optimasi
pemanfaatan sumberdaya untuk meningkatkan nilai tarnbah. Penelitian tentang briket telah baqyak dilakukan diantaranya oleh Goenadi (2005) diperoleh hasil bahwa karakteristik briket arang yang terbuat dari cangkang dan dari
TKKS sangat berbeda. Briket TKKS memiliki kadar abu yang lebih tinggi dibandingkan dengan briket cangkang sawit. ~ e n e l i t i klain juga dilakukan oleh Arganda Mulia (2007) yaitu dengan mencampur arang cangkang dengan TKKS. Dari penelitian tersebut didapatkan bahwa hasil briket terbaik adalah dengan konsentrasi perekat kanji sebanyak
20%. Penelitian lain juga dilakukan oleh Rita (2008). Dari penelitian tersebut didapatkan hasil karakteristik arang cangkang dan TKKS yang dihasilkan memenuhi Standar Nasional Lndonesia (SNI). Namun nilai kadar abu dari briket yang diperoleh belum memenuhi standar SNI yaitu sebesar 14,63%, sedangkan menurut SNI kadar abu yang dibolehkan maksimal 8 %. Tingginya kandungan abu pada briket berpengaruh terhadap kualitas briket, terutama mtuk nilai kalornya.
Secara urnum kualitas briket yang terbuat dari arang hams memenuhi standar mutu yang telah ada (SNI). Selain standar mutu SNI, kualitas briket juga sangat ditentukan oleh bentuk dan ketahamya sewaktu pengepakan dan pengiriman. Banyak briket yang
ada dipasaran sewaktu pengiriman rusak atau hancur karena kurang padat, sehingga nilai jual jadi berkurang dan bentuknya jadi kurang merarik. Oleh sebab itu perlu suatu upaya menghasilkan briket yang berkualitas dan tidak mudah rusak. Sdah satu upaya untuk meningkatkan kualitas briket tersebut adalah dengan melakukan tekanan pengepresan yang mencukupi sehingga dihasilkan briket yang padat dan tidak mudah hancur. Diharapkan jika briket yang dibuat semakin padat yaitu dengan menaikkan tekanan pengepresan, maka nilai kalor akan bertambah, kadar abu akan berkurang. Oleh karena itu peneliti ingin berupaya meningkatkan kualitas briket yang
terbuat dari campwan arang cangkang dan tandan kosong kelapa sawit melalui variasi tekanan pengepresan. Pada penelitian ini penulis ingin menyelidiki: Bagaimana pengaruh tekanan pengepresan terhadap karakteristik briket? Karakteristik yang diuji adalah: Berapa nilai kalor, kerapatan, kadar air dan kadar abu dari briket yang dihasilkan? Selain itu ingin diteliti yaitu : Pada tekanan berapa dihasilkan briket yang memiliki kualitas terbaik? Untuk itu peneliti mengambil judul penelitian ini yaitu Upaya Peningkatan Kualitas
Briket Dari A n n g Cangkang Dan n o d a n Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Melrloi Variasi Tekanan Pengepresan.
B. Target/indikator Keberhasilan Target atau indikator keberhasilan dari penelitian ini addah: 1. Dihasilkannya briket yang berasal dari campuran cangkang dan TKKS. 2. Diperoleh harga tekanan pengepresan yang menghasilkan briket dengan kualitas
terbaik.
3. Diharapkan kualitas briket yang diuji yaitu nilai kalor, kerapatan, kadar air dan kadar abu dapat memenuhi standar SNI.
BAB I1
TINJAUAN PUSTAKA A. Arang
Arang adalah residu yang berbentuk padatan yang merupakan sisa dari proses pengkarbonan bahan berkarbon dengan kondisi terkendali di dalam ruangan tertutup seperti dapur arang (Masturin, 2002 dalam Sundari, 2009). Menurut Sembiring dan Sinaga dalam Arganda Mulia (2007) arang adalah suatu padatan berpori yang mengandung 85 , 95% karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan
pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung diusahakan agar tidak tejadi kebocoran udara di dalarn m g a n pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi tidak teroksidasi. Bahan baku arang bemacam-macam seperti kayu, t e r n p m g kelapa, cangkang sawit, dan tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Konversi kayu menjadi arang marupakan
salah satu proses tertua yang dilakukan manusia. Arang lebih baik dibandingkan dengan kayu bakar sebab nilai kalor serta densitas arang lebih tinggi dibanding kayu bakar. Arang s ringan. Di Indonesia sarnpai saat ini arang masih banyak dapat disirnpan lama, ~ g k a dan digunakan terutama untuk memasak (Anonim, 1998). Arang yang baik digunakan untuk briket harm memenuhi syarat-syarat fisis yang dinyatakan dalam SNI 01- 1682-1996 yaitu memiliki kadar abu maksimum 2,5%, kadar air maksirnurn lo%, dan zat yang menguap pada pemanasan 950°C maksimum 15%.
Untuk menghasilkan arang umumnya bahan baku dipanaskan dengan suhu di atas 500°C (Hendra, 1999). Proses pembuatan arang sering disebut peristiwa karbonisasi. Saat melakukan karbonisasi maka jumlah udara yang terlibat harus dibatasi atau seminimal mungkin, agar karbonisasi berjalan lambat dan rendemen arang yang dihasilkan lebih
banyak. B. Karbonisasi
Proses karbonisasi merupakan suatu proses pembakaran tidak sempuma dari bahanbahan organik dengan jumlah oksigen yang sangat terbatas, yang menghasilkan arang serta menyebabkan penguraian senyawa organik yang menyusun struktur bahan membentuk uap
air, methanol, uapuap asam asetat dan hidrokarbon. Faktor yang mernpengaruhi proses karbonisasi adalah kecepatan pemanasan dan tekanan. Pemanasan yang cepat sukar untuk mengarnati tahapan proses karbonisasi dan rendemen arang yang dihasilkan lebih rendah. Sedangkan pemakaian tekanan yang tinggi akan marnpu meningkatkan rendemen arang (Masturin, 2002 dalarn Sundari 2009). Proses karbonisasi merupakan salah satu tahap yang penting dalam pembuatan briket bioarang. Pada umurnnya proses ini dilakukan pada temperatur 500 - 800°C. Kandungan zat yang mudah menguap akan hiling sehingga akan terbentuk struktur pori awal (Widowati, 2003). Menurut Singh dan Misra (2005) pada proses karbonisasi akan melepaskan zat yang mudah terbakar seperti CO, CH, H2,formaldehid, methana, formik
dan acetil acid serta zat yang tidak terbakar seperti seperti C02, H20 d m tar cair. Gas-gas yang dilepaskan pada proses ini mempunyai nilai kalor yang tinggi dan dapat digunakan
untuk memenuhi kebutuhan kalor pada proses karbonisasi . Proses pembakaran dikatakan sernpurna jika hasil akhir pembakaran berupa abu berwama keputihan dan seluruh energi di dalam bahan organik dibebaskan ke lingkungan.
Narnun dalam pengarangan, energi pada bahan akan dibebaskan secam perlahan. Apabila proses pembakaran dihentikan secara tiba-tiba ketika bahan masih rnembara, bahan tersebut akan menjadi arang yang berwama kehitaman. Dari bahan tersebut masih terdapat sisa energi yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Bahan organik yang sudah rnenjadi arang tersebut akan mengeluarkan sedikit asap dibandingkan dibakar langsung menjadi abu ( Kurniawan, 2008). Larnanya pengarangan ditentukan oleh jurnlah atau volume bahan organik, ukuran parsial bahan, kerapatan bahan, tingkat kekeringan bahan,
jumlah oksigen yang masuk dan asap yang keluar dari ruang pembakaran. Pelaksanaan karbonisasi meliputi teknik yang paling sederhana hingga yang paling canggih. Menurut Goenadi, dkk, (2005), ada beberapa metoda karbonisasi yaitu: 1. Pengarangan terbuka Metoda pengarangan terbuka artinya pengarangan tidak daiam ruangan sernestinya. Risiko kegagalan lebih besar karena udara bebas langsung kontak dengan bahan baku. Metoda pengamngan ini paling murah dan paling cepat, tetapi bagian yang
menjadi abu paling banyak, terutama jika selama proses pengarangan tidak ditunggu dan dijaga. 2. Pengarangan di dalam silo Sistem pengarangan silo dapat diterapkan untuk produksi arang dalam jumlah banyak. Dinding daiam silo terbuat dari batu bata dalarn api. Sementara itu, dinding luatnya disemen dan dipasang besi beton sedikitnya 4 buah tiang yang jaraknya disesuaikan dengan keliling silo. Sisi bawah silo diberi pintu yang berfungsi untuk memudahkan pengeluaran arang y q g sudah jadi. Hal yang penting dalam rnetoda ini adalah menyediakan air yang banyak untuk memadarnkan bara. 3. Pengarangan semimodern
Surnber api berasal dari plat yang dipanasi atau bara yang dibakar. Akibatnya adalah udara disekeliling bara ikut menjadi panas dan memuai ke seluruh ruangan pembakaran. Panas yang timbul dihembus oleh blower atau kipas angin bertenaga listrik. Dengan demikian, proses pengarangan menjadi lebih cepat meskipun jumlah bahan bakunya banyak. Lama pengarangan berlangsung sekitar 4-5 jam untuk 1000 kg. 4. Pengarangan supercepat Pengarangan super cepat membutuhkan waktu pengarangan hanya dalam hitungan menit. Hal yang menarik dalam metoda ini adalah penerapan roda berjalan.
Bahan baku dalarn metoda ini bergerak melewati lorong besi yang sangat panas dengan suhu mendekati 700°C. Saat sampai di elemen pemanas, wama bahan baku berubah menjadi hitam. Ketika kelua. dari lorong, bahan baku sudah menjadi serpihan arang. 5. Pengarangan di dalam drum bekas
D m bekas aspal atau oli yang masih baik bisa digunakan untuk membuat arang. Caranya bagian atas drum yang ada lubangnya ditambah lagi dengan ukuran 2 x 2,5
inci. Kemudian bahan baku dimasukkan ke dalarn drum, lalu api dinyalakan lewat bawah drum. Apabila asap mulai keluar, berarti pembakaran bahan baku telah berlangsung. Metoda pengarangan dalam drum cukup praktis karena bahan baku tidak perlu ditunggu-tunggu sampai menjadi arang. Hal ini karena waktu pembakaran yang dibutuhkan sekitar 8 jam untuk bahan baku sebanyak 100 kg. Riasanya arang yang dihasilkan lebih hitam jika dibandingkan dengan pengarangan terbuka.
Pada penelitian ini metode karbonisasi yang digunakan adalah karbonisasi dalam drum bekas karena metoda ini dianggap praktis d m bahan baku tidak perlu ditunggu terus menerus hingga menjadi arang. Bahan baku arang pada penelitian ini berasal dari cangkang dan TKKS. C. Cangkang dan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
Cangkang dan TKKS merupakan limbah kelapa sawit yang tidak termasuk dalam produk utama atau merupakan hasil ikutan dari proses pengolahan industri kelapa sawit. Pada industri minyak sawit, setiap h h y a dihasilkan limbah berupa tandan kosong dan cangkang. Cangkang yang dihasilkan sebanyak 7 % per ton tandan buah segar (TBS) atau sekitar 50,4 tonlhari dengan asurnsi kapasitas produksi 30 tonljam dengan waktu operasi
24 jarnfhari (Santi Purwaningsih dalam Arganda Mulia 2007). Tempurung (cangkang) biji kelapa sawit termasuk bahan berlignoselulosa yang berkadar karbon tinggi dan mempunyai berat jenis 1,4 glml, sehingga karakteristik ini memungkinkan bahan tersebut baik untuk dijadikan arang (Anonim, 2005). Cangkang memiliki komposisi fisika dan kimia. Komposisi kimia cangkang kelapa sawit dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Komposisi kimia cangkang kelapa sawit.
Komposisi
Kadar %
Abu
15
Hemiselulosa
24
Selulosa
40
Untuk pembuatan arang, sifa cangkang yang sangat diperlukan adalah kandungan kimianya terutana selulosa dan lignin sehingga disebut bahan berlignoselulosa. Selain itu energi yang dikandungnya juga harus tinggi. Menurut Goenadi, dkk, (2005) potensi energi yang dapat dihasilkan dari produk samping sawit dapat dilihat dari nilai energi panas (calor~jicvalue). Produk samping yang
merniliki nilai energi panas tinggi adalah cangkang dan serat. Nilai energi panas dari produk samping sawit dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Nilai energi panas (calorific value) dari beberapa produk sarnping sawit (berdasarkan berat karing)
Bagian
Rata-rata calorijlc value (klkg)
TKKS
18 759
Serat
19005
cangkang Batang
20 093 17471
Pelepah
15 719
Kisaran (kJ/kg) 18000-19920
.,
, '
:
17000-17800 15 400 - 15 680
Sumber : Goenadi, dkk, (2005) Pada penelitian ini produk sarnping sawit yang akan dimanfaatkan adalah cangkang dan TKKS. Cangkang dan TKKS tersebut diolah menjadi arang dan selanjutnya dijadikan briket dengan perbandingan 1:2.
D. Briket dari Arang Cangkang dan TKKS Briket arang adalah arang yang diolah lebih lanjut menjadi bentuk briket (penampilan dan kemasan yang lebih menarik) yang bisa digunakan untuk keperluan sehari-hari. Pembuatan briket arang dapat dilakukan dengan cara bahan baku diarangkan, kemudian dihaluskan, dicampur perekat, dicetak dengan sistem hidrolik, selanjutnya dikeringkan (Pari. G, 2002) Briket arang dapat dibuat dari berbagai macam bahan, misalnya sekam padi, kayu, serbuk gergaji, tempurung kelapa, cangkang kelapa sawit,
tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dan lain-lain. Pada penelitian ini bahan arang yang digunakan berasal dari campuran arang cangkang dan TKKS. Briket arang mempunyai banyak kelebihan yaitu briket arang mempunyai nilai ekonomi yang tinggi bila dikemas dengan menarik dan bila dibandingkan dengan arang kayu, briket mempunyai panas yang lebih tinggi, tidak berbau, memiliki aroma alami dan segar, serta bersih dan tahan lama. Adapun kelebihan lain dari briket adalah briket lebih
tahan lama waktu simpannya bila dibanding dengan arang biasa. Briket arang dapat dibuat dari berbagai macam bahan, misalnya sekam padi, kayu, serbuk gergaji, dan tempurung
kelapa. Begitu juga dengan perekat yang digunakan di dalarnnya contohnya tepung kanji, tapioka, mollase, dam tanarnan muda d m sebagainya. (Pari. G, 2002) Pemilihan proses pembriketan tentunya hams mengacu pada segmen pasar agar dicapai nilai ekonomi, teknis dan lingkungan yang optimal. Pembriketan bertujuan untuk memperoleh suatu bahan bakar yang berkualitas yang dapat digunakan untuk semua sektor sebagai sumber energi pengganti. Kegunaan arang briket bagi masyarakat antara lain untuk membakar daging (berbeque di hotel, restoran, atau konsumsi kelompok masyarakat tertentu dalam selera ekslusif). Di npgara yang memiliki 4 musim, briket arang bisa digunakan sebagai pemanas ruangan. Untuk industri kecil d m menengah sebagai sumber energi misalnya pada pembuatan plat baja, keramik, kaca, pengrajin pandai besi, dan lainlain (Balitbang, 1994). Karena begitu banyaknya manfaat briket sebagai surnber energi dan juga dapat dijadikan komuditas ekspor, maka usaha dibidang briket sangat menjanjikan
untuk dikembangkan.
E. Bahan Perekat Untuk kebutuhan transportasi dan pengepakan, briket yang berkualitas baik adalah briket yang tidak mudah patah atau hancur. Oleh karena itu, briket dapat ditarnbahkan dengan bahan perekat. Tujuan penambahan bahan perekat dalarn proses pembuatan briket adalah untuk menarik air dan membentuk tekstur yang padat. Menurut Prayitno (1994), perekat adalah bahan yang mempunyai sifat perekatan yang marnpu merekat atau menjadikan satu bahan-bahan yang direkat dengan cara penempelan atau penyatuan perrnukaan akibat dari aksi gaya-gaya sekunder dan primer. Perekat pati merupakan perekat darn yang sangat murah, melimpah ketersediaan dalam
jumlah banyak dan cara pemakaiannya sederhana. Pati dikenal sebagai perekat turnbuhturnbuhan yang bisa diekstrak dari ketela, jagung, kentang dan sumber pati lainnya. Susunan pati ini dapat ditelusuri pada dua komponen yang berbeda dari polimer glukosa, yang pertama disebut amilopeklin yaitu polimer dengan struktur pohon dan yang kedua polimer tak berstruktur seperti cabang pohon yang disebut amilosa. Adapun karakteristik bahan baku perekatan untuk pembuatan briket adalah sebagai berikut :
1. Memiliki gaya kohesi yang baik bila dicarnpur dengan semikokas atau batu bara atau biomasa 2. Mudah terbakar dan tidak berasap.
3. Mudah didapat dalam jurnlah banyak dan murah harganya.
4. Tidak mengeluarkan bau, tidak beracun dan tidak berbahaya Jenis bahan baku yang umum dipakai sebagai pengikat untuk pembuatan briket ada
beberapa macam, yaitu :
1. Pengiht anorganik
I
Pengikat anorganik dapat menjaga ketahanan briket selama proses pembakaran sehingga dasar permeabilitas bahab bakar tidak terganggu. Pengikat anorganik ini mernpunyai kelemahan yaitu adanya tarnbahan abu yang berasal dari bahan pengikat sehingga dapat menghambat pernbakaran dan menurunkan nilai kalor. Contoh dari
pengikat anorganik antara lain semen, lempung, natriurn silikat. 2. Pengikat organik
Pengikat organik menghasilkan abu yang relatif sedikit setelah pembakaran briket dan umurnnya merupakan bahan perekat yang efektif. Contoh dari pengikat organik di an-ya
kanji, tar, aspal, amilum, molase dan parafin.
3. Clay (lempung) Clay atau yang sering disebut lempung umumnya banyak digunakan sebagai bahan
pengikat briket. Jenis-jenis lempung yang dapat dipakai untuk pembuatan briket terdiri dari jenis lempung wama kemerah-merahan, kekuning-kuningan dan abu-abu. 4. Tapioka dan Caustic Soda Jenis tapioka beragam kualitasnya tergantung dari pemakaian. Jenis Caustic Soda yang dipergunakan memiliki konsentrasi 98% dan berbentuk Flake. Apabila dicampur dengan tapioka akan membentuk sebagai perekat.
Dari uraian di atas terlihat bahwa perekat yang dapat digunakan banyak jenisnya. Namun tidak semua jenis bahan cocok digunakan untuk semua jenis briket. Menun~tBalia (2005), bahan perekat yang baik digunakan adalah tepung kanji, tepung kanji memiliki
nilai kalor yang tinggi tidak berasap, mudah didapat dan murah. Tepung kanji merupakan senyawa organik. Ubi kayu merupakan bahan dasar tepung kanji atau tapioka. Tapioka mernpunyai komposisi kandungan kimia (per 100 gram) antara lain :kalor 149 kal, protein
1,2 g, lemak 0,3 g, hidrat arang 34,7 g, kalsium 22 mg, fosfor 40 mg,zat besi 0,7 mg. Hal senada juga dikarnukakan oleh Pari. G (2002). Pembuatan briket arang dari limbah industri dilakukan dengan cara penambahan perekat, di mana bahan baku diarangkan terlebih dahulu kemudian ditumbuk, dicampur perekat dan dicetak dengan system hidrolik kemudian dikeringkan. Dalam penelitian ini perekat yang digunakan adalah tepung kanji. Perbandingan jumlah tepung dengan air saat pembuatan perekat adalah 1:10. Konsentrasi perekat adalah 20 % dari berat campuran
arang cangkang dan TKKS ( konsentrasi terbaik menurut Arganda Mulia, 2007). F. Teknologi Pembriketan Proses pembriketan adalah proses pengolahan arang yang inengalami beberapa perlakuan seperti pengarangan, penumbukan arang atau penghalusan, pencarnpuran bahan baku dengan perekat, pencetalcan menggunakan kempa hidrolik dan pengeringan pada kondisi tertentu, sehingga diperoleh briket yang mempunyai bentuk, ukuran fisik, dan sifat
kimia tertentu. Briket dengan struktur yang padat dengan peningkatan kerapatan, menjadikan briket lebih effesien sehingga meningkatkan nilai kalor perunit volume. Tujuan dari pembriketan adalah untuk meningkatkan kualitas bahan bakar, mempennudah penanganan dan transportasi serta mengurangi kehilangan bahan dalam bentuk abu. Secara umum proses pembuatan briket dimulai dengan cara bahan baku diarangkan,
kemudian dihaluskan, dicampur perekat,dicetak dengan sistem hidrolik, selanjutnya dikeringkan (Pari. G, 2002) Pada bagian berikut akan diuraikan secara ringkas proses pembuatan briket yang dilakukan.
1. Pembuatan arang Pembuatan arang dilakukan dengan metode karbonisasi menggunakan drum bekas. Metode ini dipilih karena sederhana, biaya murah dan tidak memerlukan pengontrolan
yang terus-menerus saat pembakaran. Proses pengarangan adalah proses pembakaran tidak sempurna dari bahan-bahan organik dengan jwnlah oksigen yang sangat terbatas. Pembatasan jumlah oksigen dapat dilakukan dengan cara melakukan pengarangan di dalam wadah tertutup. Tujuannya adalah untuk mendapatkan rendemen arang yang lebih banyak.
2. Penghalusan arang Penghalusan arang dilakukan dengan cara diturnbuk menggunakan lesung, untuk mendapatkan ukuran butir tertentu. Ukuran butir yang digunakan pada penelitian ini adalah 20 mesh.
3. Pencampuran Pencampuran adalah mencarnpur beberapa bahan baku briket dengan perekat pada komposisi tertentu untuk mendapatkan adonan yang homogen. Komposis adonan
antara arang cangkang dengan arang TKKS adalah 1:2. Sedangkan jumlah briket yang digunakan adalah 20 % dari jumlah carnpuran arang yang dibuat.
4. Pencetakan Pencetalcan adalah mencetak adonan briket untuk mendapatkan bentuk tertentu sesuai dengan yang diinginkan. Briket dicetak menggunakan kempa hidrolik dengan pembebanan 10, 12, 14, 16 dan 18 pada skala alat. Secara teknik tekanannya setara dengan 15,12 kg/cm2, 18,144 kg/cm2, 21,168 kg/cm2, 24,192 kg/cm2 dan 27,216 kg/cm2. 5. Pengeringan Pengeringan adalah proses mengeringkan briket dengan menggunakan udara panas pada temperatur tertentu untuk menurunkan kandungan air briket. Pada penelitian ini pengeringan briket dilakukan selarna 2 hari di dalam oven dengan suhu 105°C dan 2 hari dibawah terik matahari.
G. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap kualitas briket. Kualitas yang mempengaruhi sifat briket arang ditentukan oleh beberapa parameter disaat pembuatannya antara lain ukuran butir arang, tekanan mesin waktu pembriketan, kadar air saat pencetakan dan kekuatan tekstur (Pari. G, 2002). Selain itu menurut
Mahajoeno. E (2005), syarat briket yang baik adalah briket yang permukaannya halus dan tidak meninggalkan bekas hitarn di tangan. Dari beberapa parameter di atas, maka untuk mendapatkan kualitas briket yang memenuhi persyaratan yang ditentukan maka salah satu
cara yang dilakukan adalah memvariasikan tekanan pengepresan sewaktu melakukan pencetakan briket.
Tujuan pengompaksian pada pembuatan briket adalah untuk menaikkan berat jenisnya. Pengompaksian untuk membuat bahan serbuk menjadi benda yang padat dan kompak sehingga tahan terhadap benturan. Kompaksi dapat dilakukan dengan menggunakan kempa hidrolik Ini merupakan metode kompaksi sederhana dan banyak digunakan &lam penelitian briket di laboratorium. Dengan metode ini dapat diketahui besarnya tekanan yang digunakan, sehingga dapat menghasilkan kepadatan briket yang bervariasi. Beberapa faktor yang mempenghruhi pembriketan antara lain ukuran partikel serta kekerasan briket (Brades, 2007). Ukuran partikel mempengaruhi kekuatan briket yang dihasilkan karena ukuran yang lebih kecil akan rnenghasilkan rongga yang lebih kecil pula, sehingga kuat tekan briket akan semakin besar. Kekerasan bahan ditentukan oleh besarnya tekanan yang diberikan. Sekakin tinggi tekanan maka akan semakin baik kerapatan dan keteguhan briket yang dihasilkan. Teguh (2008) mengatakan bahwa peningkatan tekanan pengepresan akan menaikkan nilai kalor briket. Pada penelitian ini, variasi tekanan pengepresan yang digunakan pada penelitian ini
adalah 10, 12, 14, 16, 18 menurut skala alat yang ada. Satu skala pada alat setara dengan
beban 51,6958 lbs. Berarti skala yang digunakan setara dengan beban 516,958 lbs, 620,350 lbs, 723,743 lbs, 827,134 lbs, 930, 526 lbs. Briket dibuat dalam bentuk silinder dengan ukuran diameter 4,4 crn atau luas penampang 15,1976 cm2. Jika diketahui 1 Ibs = 0,445 kg, lalu skala yang digunakan dikalikan dengan percepatan grafitasi 10 rn/s2, dan
dibagi dengan luas penampang briket, maka tekanan pengepresan yang digunakan setara dengan 1512x10~~ l m * ,1814,4x103 N/m2, 21 16,8x103 N/m2, 2419,2 x103 ~ / m ', dan 272 1,6x10' ~ / m Secara ~ . telolik tekanannya adalah 15,12 kg/cm2, 18,144 kg/cm2, 2 1,168 kglcm2, 24,192 kg/cm2 d m 27,2 16 kg/cm2. Pemilihan kuat tekan dalarn skala 10 sampai 18 menurut skala pada alat, didasari dari penelitian pendahuluan untuk pencetakan briket. Di mana untuk tekanan di bawah skala 10 menghasilkan briket yang lengket di tangan dan mudah rusak saat diangkat. Namun apabila tekanan berada diatas skala 18, briket yang dicetak h a n g bagus bentuknya karena ketinggiannya tidak merata. Kerusakan pada briket disebabkan karena tekanan yang diberikan terlalu besar sehingga briket tidak dapat menahan beban yang diberikan dan
menyebabkan briket tidak simetris atau miring. Hal ini sesuai dengan pendapat Subroto (2008) yang mengatakan bahwa "beban penekanan yang besar mengakibatkan bulk density dari briket semakin bertambah besar yang mengakibatkan kekuatan mekanik semakin kuat, namun pada kondisi tertentu penarnbahan penekanan akan merusak struktur bahan dasar yang mengakibatkan nilai kekuatan mekanik turun" Hal ini disebabkan karena pada saat penekanan akan terjadi perubahan dari deformasi elastis ke deformasi plastis. Saat terjadi deformasi elastis maka energi elastik masih tersimpan dalarn material, sehingga jika tekanan dilepas akan menirnbullcan relaksasi material dengan membebaskan energi elastis yang tersimpan saat proses penekanan (Christian Petra, 2008). Lama waktu pengepresan untuk mengkompaksi briket adalah selarna 5 menit. Kekuatan tekstur ditentukan oleh formula carnpuran dari bahan dasar dengan perekat yang digunakan dan tekanan pengepresan saat mencetak briket.. Pada penelitian ini digunakan perekat tepung kanji dengan konsentrasi sebanyak 20 % dari berat carnpuran arang cangkang clan TKKS, serta ukuran butir arang 20 mesh (ukuran optimal menurut Arganda Mulia, 2007). Dengan ukuran butir yang halus dan jumlah perekat yang berimbang diharapkan kadar air adonan tidak terlalu tinggi, adorian tidak lembek, tetapi cukup untuk merekat butiran briket. Sehingga tidak membutuhkan waktu yang terlalu lama saat p e n g e ~ g a n . Dengan pengeringan yang cukup dan tekanan pengepresan yang memadai diharapkan briket yang dihasilkan memiliki permukaan yang halus dan tidak meninggalkan bekas hitam di tangan dan memenuhi karakteristik yang diharapkan.
H. Karakteristik dan Sifat dari Briket. Penetapan kualitas briket arang meliputi sifat fisik seperti kadar air, berat jenis, nilai kalor, dan sifat kimia seperti kadar abu, kadar zat mudah menguap, karbon terikat. Goenadi, dkk (2005) menjelaskan bahwa karakteristik briket arang yang terbuat dari
TKKS dan cangkang sawit sangat berbeda. Briket arang TKKS memiliki kadar abu yang lebih tinggi, sedangkan kadar kalor dm karbon terikatnya lebih rendah. Dari kandungan kalornya kedua jenis briket ini telah memenuhi SNI.
Pada bagian berikut akan diuraikan secara ringkas beberapa karakteristik dari briket.
1. Nilai kalor
Nilai kalor dinyatakan sebagai heating value, merupakan suatu parameter yang penting
dari suatu thermal coal. Gross calor@c value diperoleh dengan membakar suatu sampel briket didalarn bomb calorimeter dengan mengembalikan sistem ke ambient temperatur. Net calorij?c value biasanya antara 93-97 % dari gross value dan tergantung dari kandungan inherent moisture serta kandungan hidrogen dalam briket.
Besar kecilnya kalori yang dihasilkan dapat mempengaruhi pada jumlah briket yang dimanfaatkan untuk setiap keperluan. Nilai kalor gunanya untuk efisiensi (penghematan) artinya apabila nilai kalori per satuan berat bernilai rendah, berarti
jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk suatu proses pembakaranl pemanasan akan lebii banyak, tetapi apabila nilai kalori tinggi berarti jumlah bahan bakar yanng dipergunakan untuk suatu pembakaran menjadi lebih sedikit ( Ringkuangan : 1993). Berdasarkan SNI 01-6235-2000 nilai kalor briket arang yang baik minimal 5000 kalorifgram. 2. Kadar Air
Moisture yang dikandung dalam briket dapat dinyatakan dalarn dua macam: Free
Moisture (uap air bebas). Free moisture dapat hilang dengan penguapan, misalnya dengan air-drying. Kandungan free moisture sangat penting dalarn perencanaan coal
handling dan preperation equipment Inherent moisture (uap air terikat) Kandungan inherent moisture dapat ditentukan dengan memanaskan briket antara temperatur 104 110 OC selama satu jam. Tingginya kadar air dari briket berpengaruh pada proses pembakarau briket clan nilai kalori dari briket, untuk briket yang mempunyai kadar air yang rendah maka proses pembakarannya berlangsung cepat dan nilai kalorinya tinggi, sedangkan untuk briket dengan kadar air yang tinggi maka proses pembakaran
berlangsung lambat clan memiliki nilai kalori yang rendah, faktor yang mempengaruhi
kadar air adalah lama waktu pengeringan dari briket. ~eidasarkanSNI 01-6235-2000 nilai kadar air yang baik pada briket maksimal8%.
3. Kadar Abu Semua briket mempunyai kandungan zat anorganik yang dapat ditentukan jurnlahnya sebagai berat yang tinggal apabila briket dibakar secara sempurna. Zat yang tinggal ini disebut abu. Abu terdiri dari logam Mg, K, Ca, dan sebagainya yang tidak rusak oleh
suhu pengabuan. Abu briket berasal dari clay, pasir dan bermacam-macam zat mineral lainnya Briket dengan kandungan abu yang tinggi sangat tidak menguntungkan karena akan membentuk kerak. Kadar abu yang tinggi menyebabkan nilai kalori yang rendah, sehingga dalam pemakaian diperlukan lebih banyak briket. Briket yang mempunyai kualitas yang baik adalah yang menghasilkan kadar abu paling sedikit. Briket yang mempunyai kadar air yang rendah memiliki kadar abu yang rendah. Berdasarkan SNI 01-6235-2000 besarnya kadar abu yang dimiliki briket maksimal 8%. 4. Kandungan Zat Terbang (Volatiie matter)
Zat terbang terdiri dari gas-gas ,yang mudah terbakar seperti hidrogen, karbon monoksida (CO), dan metana (C&), tetapi kadang-kadang terdapat juga gas-gas yang tidak terbakar seperti C02 dan H20. Volatile matter adalah bagian dari briket dimana
akan berubah menjadi volatile matter (produk) bila briket tersebut dipanaskan tanpa udara pada suhu lebih kurang 950 OC. Untuk kadar volatile matter f 40 % pada pembakaran akan memperoleh nyala yang panjang dan akan memberikan asap yang banyak. Sedangkan untuk kadar volatile matter rendah antara..l5 - 25% lebih disenangi dalam pemakaian karena asap yang dihasilkan sedikit. 5. Karbon Terikat
Nilai kadar karbon diperoleh melalui pengurangan angka 100 dengan jumlah kadar ( kelembaban), kadar abu dan jumlah zat terbang. Karbon terikat yang ada dalam briket sangat menentukan nilai kalori. Briket yang mempunyai karbon terikat yang tinggi, nilai kalori dari briket juga sernakin tinggi. Briket yang mempunyai karbon terikat yang tinggi adalah briket yang baik kualitasnya. Berdasarkan SNI 01-6235-2000 karbon terikat yang baik untuk briket adalah 78,35% 6. Kerapatan
Besamya kerapatan pada briket dipengaruhi oleh jumlah perekat dan tekanan. Menurut Ringkuangan, semakin tinggi kerapatan semakin padat briket tersebut, briket yang padat tidak mudah hancur dan dalam proses pengangkutan tidak sulit. Berdasarkan SNI 01-6235-2000 kerapatan yang baik untuk briket adalah 0,447%
Berikut ini akan ditampilkan perbandingan karakteristik briket arang dari TKKS dan
cangkang sawit (Goenadi, dkk, 2005) dan standar SNI untuk semua briket arang (Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 1994). Perbandingan karakteristik tersebut dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Karakteristik Briket arang TKKS, arang cangkang dan standar SNI untuk briket secara
umum.
Briket cangkang sawit 8,47
Briket TKKS
8
9,65
17,15
16
21,lO
29,6
Kadar karbon terikat, %
78,3 5
69,25
53,82
5
Kerapatan, g/cm3
0,4407
6
Nilai kalor, kaVg
5 000
6 600
5 578
No
Karakteristik
1
Kadar air, %
2
Kadar abu, %
3
Kadar zat terbang, %
4
SNI (untuk 1 semua briket) 737 ;
.
'
9,77
Surnber: padan Peneiitian dan Pengembangan Hutan, 1994, dan Goenadi, dkk, 2005). Menurut Pari. G (2002), secara umum briket yang baik hams memenuhi beberapa sifat yaitu: 1. Tidak berasap clan tidak berbau pada saat pembakaran.
2. Mempunyai kekuatan tertendu sehingga tidak mudah pecah waktu diangkat dan dipindah-pinddi.
3. Mempunyai suhu pembakaran yang tetap 350°C dalam jangka waktu yang cukup panjang (8-10 jam).
4. Setelah pembakaran masih mempunyai kekuatan tertentu sehingga mudah untuk dikeluarkan dari dalam tungku masak.
5. Gas hasil pembakaran tidak mengandung gas karbon dioksida yang tinggi. Sifat briket yang baik dapat diperoleh dengan memperhatikan beberapa parameter
dalam pembuatannya. Parameter dalarn pembuatan briket antara lain adalah: 1. Ukuran butiran arang. 2. Tekanan mesin pada waktu pembuatan briket.
3. Kadar air yang terkandung dalarn briket.
4. Kekuatan tekstur.
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa ada beberapa faktor yang mempengaruhi sifat briket arang antara lain ukuran butir, berat jenis, suhu karbonisasi, formula pencampuran briket, clan tekanan pengepresan. Parameter ini sangat menentukan kualitas briket yang dihasilkan. Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan briket arang dari campuran arang cangkang dan arang TKKS dengan perbandingan 1:2. Hal ini didasari karena jumlah limbah kedua macam hasil samping dari industi kelapa sawit ini melimpah dan belurn diolah secara optimal.
,
Karakteristik yang diteliti adalah nilai kalor, kerapatan atau massa jenis, kadar air dan kadar abu dari briket. Dari tabel di:atas tidak ada acuan untuk briket carnpuran arang cangkang dan TKKS, yang ada hanya karakteristik briket dari cangkang atau TKKS saja dan untuk briket secara mum (SNI). Oleh sebab itu hasil penelitian yang diperoleh akan dibandingkan dengan ketiga karakteristik yang ada. Untuk mendapatkan briket dengan kualitas yang baik maka upaya yang dilakukan pada penelitian ini adalah memvariasikan tekanan pengepresean sewaktu pencatakan briket.
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
A. Tnjuao Penelitian Tujuan dari penelitian ini terdiri dari tujuan jangka pendek dan jangka panjang.
1. Tujuan jangka pendek a Meneliti hubungan variasi tekanan pengepresan terhadap karakteristik briket berupa nilai kalor, kepadatan, kadar air dan kadar abu dari briket yang dihasilkan. b. Membandingkan karakteristik briket berupa nilai kalor, kerapatan, kadar air dan
kadar abu dengan standar SNI dan hasil penelitian sebelumnya untuk briket arang dan briket TKKS. c. Meneliti besar tekanan yang menghasilkan briket dengan kualitas terbaik.
2. Tujaan jangka panjang a. Memperoleh briket yang terbuat dari carnpuran cangkang dan tandan kosong kelapa sawit yang memenuhi standar SNI. b. Agar Briket yang dihasilkan dapat diproduksi dalam skala industri sebagai sumber energi altematif.
c. Diharapkan briket yang dihasilkan dapat dijadikan interpreniurship bagi mahasiswa dan dosen.
B.
anf fa at Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui pengaruh tekanan pengepresan terhadap karakteristik briket berupa
nilai kalor, kepadatan, kadar air dan kadar abu dari briket yang dihasilkan.
2. Mendapatkan besar tekanan pengepresan yang menghasilkan kualitas briket terbaik. 3. Sebagai upaya untuk meneliti energi alternatif berupa biomassa dalam bentuk
briket yang dapat menggantikan peran minyak tanah dan gas. 4. Sebagai upaya pemberdayaan limbah kelapa sawit yang selama ini banyak terbuang
percuma agar lebih bermanfaat dan bernilai jual. 5. Mengembangkan penelitian energi alternatif untuk dosen dan membantu
mahasiswa dalam rangka mempercepat penyelesaian perkuliahan. 6. Sebagai upaya untuk mengembangkan kewirausahaan berbasis limbah kelapa
sawit.
BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fisika Material FMIPA UNP dan UPTD Balai Pengujian Mutu Bahan Pekerjaan Umum Padang. Penelitian dilakukan selama enam bulan. Variabel dari penelitian ini terbagi atas tiga bagian yaitu variabel bebas, terikat, dan variabel kontrol. Variabel bebas adalah variasi tekanan pengepresan saat pembuatan briket. Variabel kontrol pada penelitian ini yaituj briket berbentuk silinder, perbandingan arang cangkang dengan arang TKKS, jumlah perekat, masa briket, waktu pembakaran cangkang dan tandan kosong kelapa sawit, larnanya waktu penahanan setelah kompaksi, dan ukuran
butir. Variabel terikat yaitu karakteristik briket arang campuran cangkang dan tandan kosong
kelapa sawit berupa nilai kalor, kepadatan, kadar air dan kadar abu dari briket yang
dihasilkan. A. Alat dan Bahan Penelitian Mat dm bahan yaug digunakan selama penelitian adalah: 1. Alat penelitian
a. Alat penghasil arang. Dalam penelitian ini alat penghasil arang cangkang dan
TKKS yang digunakan adalah dnun bekas. b. Cetakm briket berukuran : diameter dalam 4,4 cm dan tinggi 9,2 cm c. Kempa hidrolik, untuk menekan atau memadatkan briket.
d. Lesung untuk menumbuk arang cangkang dan tandan kosong kelapa sawit. e. Cawan untuk mencampur arang halus dengan perekat.
f. Saringan yang digunakan adalah dengan ukuran 20 mesh. g. Neraca digital untuk mengukur masa briket dengan ketelitian alat 0.005 gr
h, Oven untuk pengeringan sampel. i. Pengujian kadar abu menggunakanfurnace. j . Pengujian nilai kalor menggunakan Bomb Calorimeter
2. Bahan penelitian yang digunakan adalah: a. Arang Cangkang d m arang TKKS sebagai bahan utarna petnbuatan briket dengan komposisi 1:2 b. Tepung kanji dengan konsentrasi 20% sebagai perekat c. Air sebagai pelarut tepung kanji. Perbandingan air dengan kanji adalah 10 : 1 d. Minyak tanah untuk pembakaran bahan mentah berupa cangkang dan TKKS.
B. Penyiapan Bahan Baku
I
Bahan baku berupa cangkang dan TKKS berasal dari limbah pabrik kelapa sawit yang diarnbil di PT.Agro Masang Perk*
Plantation, yang berada di desa Tapian Kandis
Kec. Palembayan Kab.Agam. Provinsi Sumatera Barat. Bahan mentah yang dibutuhkan dalam penelitian ini dipilih berdasarkan keseragamm ukuran. Bahan mentah yang digunakan berupa Cangkang dan TKKS adalah yang belum lama menumpuk. Jika digunakan TKKS yang telah lama menumpuk maka kondisinya lebih rapuh dan sebagian telah terjadi pelapukan oleh bakteri-bakteri pengurai. Bahan ini dikumpulkan masingmasing sebanyak 10 kg, Bahan-bahan ini diieringkan secara alarni. Tujuan pengeringan adalah agar proses pengarangan menjadi lebih cepat. Selanjutnya menyiapkan bahan perekat bempa tepung kanji. Caranya adalah dengan mencampurkan tepung tapioka dengan air menggunakan perbandingan 1:10, kemudian dimasak. Selarna pernanasan tepung diaduk terus menerus agar tidak mengumpal. Jika warna tepung yang semula putih kemudian berubah menjadi transparan, maka perekat siap untuk digunakan.
C. Pembuatan Sampel 1. Pembuatan Arang Pembuatan arang cangkang dan TKKS dilakukan secara terpisah dengan menggunakan dnun minyak tanah. Pernbakaran cangkang lebih lama dari pada TKKS karena cangkang lebih keras dari pada TKKS. Waktu yang dibutuhkan untuk karbonisasi cangkang sekitar 5 jam sedangkan untuk TKKS sekitar 1 jam Qumlah bahan masing-masing 10 kg).
Pengarangan dilakukan secara tertutup dengan tujuan mengurangi jumlah oksigen yang masuk kedalam drum. Bagian tutup drum deberi 4 lubang dengan ukuran diameter 2,5 cm yang bertujuan untuk mengeluarkan asap yang dihasilkan. Sebelum pengarangan, pada lantai drum diberi bahan bakar berupa sabut kelapa yang
dibefi minyak tanah sebagai pernicu untuk mempermudah pembakaran. Selama karbonisasi perlu diperhatikan asap yang terbentuk. Jika asap tebal dan putih, berarti cangkang sedang mongering. Jika asap tebal dan kuning, berarti pengkarbonan sedang berlangsungi Pada fase ini sebaiknya tungku ditutup dengan maksud agar oksigen pada ruang pengarangan serendah-rendahnya sehingga diperoleh hasil arang yang baik. ~ikriasap semakin menipis dan berwarna biru, berarti pengarangan hampir selesai. Pengarangan dihentikan dengan cara memercikkan sedikit air ke dalam drum
untuk mencegah arang menjadi abu. Selanjutnya tunggu sarnpai arang menjadi dingin. Setelah dingin arang bisa di bongkar dan dikeringkan. Arang cangkang dan arang TKKS yang telah kering selanjutnya diturnbuk secara terpisah dan diayak menggunakan saringan ukuran 20 mesh.
2. Proses Pencampnran Arang dengan Perekat Arang cangkang dan TKKS yang telah diayak selanjutnya dicarnpur secara merata dengan perbandingan 1:2. Campuran arang cangkang dan TKKS ditambah dengan bahan perekat dari tepung kanji sebanyak 20 % dari jumlah campwan arang cangkang dan tandan kosong kelapa sawit. Bahan perekat dimasukkan agar arang tidak mudah pecahlrontok ketika dicetak dan dibakar. Perbandingan jumlah arang cangkang, arang TKKS dan perekat untuk satu adonan briket adalah 50 gr arang cangkang, 100 gr arang TKKS ditambah 30 gr perekat. Adonan briket yang telah dibuat siap untuk dicetak.
3. Proses Kompaksi atau Pencetakan Briket Adonan arang yang telah dicarnpur dengan perekat dimasukan ke dalam cetakan yang terbuat dari baja yang dicetak menggunakan kempa hidrolik dengan tekanan yang bervariasi.
Skala pengepresan yang digunakan adalah 10, 12, 14, 16, 18. Satu skala setara dengan beban 51,6958 lbs. Berarti tekanan pengepresan yang digunakan setara ~ 19,2 , x 1o3 ~ l ,m dan ~ dengan 1512x1o3 Nlm2, 1814,4x1o3N/m2, 2 116,8x1d ~ l m24 272 1,6x 1o3 N/m2. Secara teknik setara dengan satuan tekanan 15,12 kg/cm2, 18,144 kg/cm2, 2 1,168 kg/cm2, 24,192 kg/cm2 dan 27,2 16 kg/cm2. Lama pengepresan untuk mengkompaksi briket adalah 5 menit. Langkah pengompaksian briket dilakukan sebagai berikut: Siapkan cetakan briket dan alat kompaksi. Masukkm adonan briket yang sudah dicampur ke dalarn cetakan. Letakkan cetakan yang sudah berisi adonan pada bagian bawah alat kompaksi. Pompalah alat kompaksi hingga menunjukkan pembebanan yang diinginkan. Putar pengunci tabung oli agar tekanannya tidak turun. Sampel atau briket yang telah terbentuk selanjutnya dikeringkan dengan oven selarna 2 hari. Setelah itu briket dikeringkan dibawah sinar matahari selama 2 hari. Setelah proses pengeringan selesai maka tahap berikutnya adalah melakukan pengujian kualitas sampel. Bagan alat kompaksilpengepresan atau kempa hidrolik dapat dilihat pada Gambar 1. Dari Gambar 1 terlihat bahwa secara garis besar peralatan kempa hidrolik terdiri dari tempat pembuatan sampel, tombol pengatur hidup dan matinya alat, tombol pengatur pembebanan, dan manometer untuk mengamati besar pembebanan.
I
I
Gambar 1. Bagan Alat Pengepresan Briket (Surnber: Dep. Pekerjaan Umum)
1
t I
[ G
1 I
II I
D. Pengujian Kualitas Briket 1. Penentuan Nilai kalor Nilai kalor yang dimiliki briket dari arang cangkang dan TKKS diuji dengan menggunakan Bomb Calorimeter PARR 1281 dengan ketelitian 0.0001 kallg. Briket ditimbang sebanyak 1 gr lalu
dimasukkan ke dalam cawan kuarsa, setelah itu
dimasukkan pada tempat sampel Bomb Calorimeter untuk diuji nilai kalornya. Hasil
pengukuran akan langsung terbaca pada alat. Bentuk Bomb Calorimeter dapat dilihat pada Gambar 2.
,
Garnbar 2. Bomb calorimeter
2. Penentuan Kerapatan atau Massa Jenis Briket Kerapatan atau massa jenis briket dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Dimana p = Massa jenis briket
m = massa briket (g) V = Volume briket (cm3) 3. Penentuan Kadar Air
Pengujian kadar air yang terkandung dalarn briket dilakukan dengan alat
Sartorius Moisture Analyzer .Alat bekerja secara otomatis, setelah beberapa saat kemudian kadar air yang terkandung dalam briket akan terbaca pada layar. Cara lain untuk menentukan kadar air adalah dengan menimbang briket MI kemudian memasukkannya kedalam cawan porselin dan dipanaskan pada suhu 105°C selama 1 jam. Srelanjutnya briket dikeluarkan dan ditimbang kembali (M2). Secara matematis kadar air dapat dihitung melalui persamaan:
Ket:
KA = Nilai kadar air briket
MI = massa awal dari briket
MZ= massa briket setelah dikeringkan. Dalam penelitian ini kadar air yang digunakan adalah yang terbaca pada alat Sartorius
Moisture Analyzer. 4. Penentuan Kadar abu Langkah pengujian kadar abu dimulai dengan menimbang briket sebanyak 1 gram (Ma) dengan neraca analitik. Selanjutnya menimbang cawan porselen dalam keadaan kosong
dan mencatat massanya sebesar Mb. Sampel dimasukkan ke dalam cawan porselen dan selanjutnya cawan yang berisi sampel dibakar dalamfurnace dengan suhu 300C selama 2 jam. Setelah 2 jam matikan kontak dan biarkan suhu turun secara alami sehingga mencapai suhu karnar. Setelah dingin, cawan yang berisi abu dikeluarkan dari .firnace
dan ditimbang kembali (M,). Perhitungan kadar abu dapat dilakukan dengan menggunakan rumus:
AC =
Mc-Mb
Ma
xl om.................................................................................. (3) Dim
ma: AC = Kadar Abu Ma = Massa awal briket sebelum dibakar
Mb = Massa cawan porselen Mc = Massa cawan ditarnbah abu
E. Teknik Pengumpnlan Data Teknik pengurnpulan data dalam penelitian ini dilakukan dengan cara langsung dan tidak langsung. Data yang diperoleh secara langsung addah nilai kalor dan kadar air dari briket. Sedangkan data tidak langsung adalah kerapatan dan kadar abu.
F. Teknik Pengolahan Data Data hasil pengdcwan ditampilkan menggunakan teori kesalahan yaitu:
X = x f Ax ...................................................................................................(4) Dengan x adalah h a i l pengukuran dan Ax merupakan ketidakpastian pengukuran.
Rata-rata dari kurnpulan data dicari dengan menggunakan persamaan berikut:
Dengan X adalah harga rata-rata,
Exi merupakan jumlah
semua data yang ada dan N
adalah banyak data.
Data hasil pengukuran maupun hasil perhitungan disajikan berupa Tabel. Data dari hasil penelitian dianalisis secara deskriptif. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan persarnaan yang telah ditentukan. Data yang telah diolah kemudian dianalisis clan diinterpretasikan. Interpretasi data selanjutnya dibahas dan dibandingkan dengan teori serta standar yang ada.
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian Melalui penelitian ini telah berhasil dibuat briket campuran arang cangkang dengan TKKS menggunakan perbandingan 1:2, ditarnbah dengan perekat dari tepung kanji sebanyak 20 % dan ukuran butir arang 20 mesh. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan tekanan pengepresan sebesar 1;0, 12, 14, 16 dan 18 pada skala kempa hiprolik, yang secara teknik setara dengan pembebanan sebesar 15,12 kg/cm2, 18,144 kg/cm2, 21,168 kg/cm2, 24,192 kg/cm2 dm 27,21'6 kg/cm2. Karakteristik yang diteliti berupa nilai kalor, kerapatan, kadar air dan kadar abu. Hasil penelitian yang dioeroleh dibandingkan dengan standar SNI, hasil penelitian dari briket arang cangkang dan briket TKKS (Goenadi, dkk, 2005). Pada bagian berikut akan ditampilkan hasil penelitian berupa rata-rata dari karakteristik briket dalam bentuk nilai kalor, kerapatan atau massa jenis, kadar air d m
kadar abu briket untuk beberapa variasi tekanan pengepresan. Hasil dari penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Karakteristik briket berupa nilai kalor, kerapatan, kadar air dan kadar abu untuk variasi tekanan pengepresan No 1
Tekanan Pengepresan Nilai kalor Kerapatan dalam(N/m2) dalam(kg/cm2) (kaVg) (g/cm3) 1512,0x10~ 15,12 5641,90 0,65
Kadar air
Kadar abu
(%)
(%)
16,91
13,85
Perbandingan ka.rakteristik briket yang diteliti dengan standar SNI, hasil penelitian briket arang cangkang clan briket TKKS (Goenadi, dkk, 2005), dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Perbandingan Karakteristik Briket arang TKKS, briket arang cangkang dan standar SNI
dengan hasil penelitian No Karakteristik yang diteliti
SNI
cangkang
Briket ara"U3 TKKS
6600
5578
Briket a-g
1
Nilai kalor, kallg
semua briket) 5000
2
Kerapatan, &rn3
0,4407
3
Kadar air, %
737
4
Kadar abu, %
8
Hasil Penelitian (briket carnpuran arang cangkang
dengan TKKS) 5641,90 - 6181,68 0,65 - 0,73
1 8,47
9,65
9,77
16,91 - 16,3 1
17,15
13,85 - 11,27
Bila diamati Tabel 4 dan 5 dapat dikemukan hasil dari penelitian ini secara ringkas yaitu : Hubungan variasi tekanan pengepresan dengan nilai kalor briket campuran arang cangkang dan TKKS adalah: semakin tinggi tekanan pengepresan semakin tinggi nilai kalor briket yang dihasilkan. Nilai Kalor berkisar antara 5641,90 kaVg sampai dengan l kalor untuk briket 6 181,68 kaVgr. Nilai kalor ini telah memenuhi standar SNI. ~ a s i'nilai carnpuran arang cangkang clan TKKS lebih tinggi dari nilai kalor briket yang berasal dari arang TKKS namum lebih rendah dari nilai kalor briket yang berasal dari arang cangkang saja. Untuk kerapatan terdapat hubungan yaitu: semakai tinggi tekanan pengepresan maka kerapatan atau massa jenis briket semakin meningkat. Nilai kerapatan berkisar antara 0,65 g/cm3 sampai dengan 0,73 g/cm3. Nilai kerapatan yang diperoleh telah
memenuhi standar SNI. Hubungan tekanan pengepresan terhadap kadar air dari briket adalah: semakin besar tekanan pengepresan maka semakin kecil nilai kadar airnya. Kadar air berkisar antara 16,31 % dengan 16,91 %. Kadar air briket yang diteliti belum memenuhi standar SNI dan masih lebih besar dibanding dengan kadar air dari briket arang cangkang dan briket arang
TKKS.
Hasil pengujian kadar abu yang dilakukan, menunjukkan bahwa semakin tinggi tekanan pengepresan maka semakin kecil kadar abu yang didapatkan. Nilai kadar abu berkisar antara 11,27 % dengan 13,85 %. Nilai kadar abu dari briket campuran arang cangkang dan TKKS lebih rendah dari kadar abu briket arang TKKS, tetapi lebih besar dibanding dengan kadar abu briket arang cangkan dan belum memenuhi standar SNI. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kualitas briket terbaik diperoleh dari penggunaan tekanan pengepresan sebesar 18 pada skala kempa hidrolik yang setara dengan tekanan sebesar 272 1,6x1o3 ~ l i atau n ~ secara teknik setara dengan pembebanan 27,2 16 kg/cm2. Karakteristik terbaik yang didapatkan adalah nilai kalor 6 18 1,68 kallg, kerapatan 0,73 jg/crn3, kadar air 16,31 % ,dm kadar abu 11,27 %.
B. Pembahasan Sesuai dengan tujuan penelitian untuk briket arang campuran cangkang dan TKKS, maka berikut ini akan dilakukan pembahasan terhadap karakteristik hasil yang diperoleh dari penelitian. Data yang diolah yaitu nilai kalor, kerapatan, kadar air, d m kadar abu dari briket. Sedangkan standar nilai yang digunakan adalah standar SNI, d m hasil penelitian Goenadi, dkk (2005) untuk briket arang cangkang dan briket arang TKKS. Dari hasil pengujian nilai kalor terlihat bahwa nilai kalor briket arang campuran cangkang dan TKKS meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan pengepresan. Nilai kalor yang diperoleh dari hasil penelitian ini, bila dibandingkan dengan 3 nilai standar yang ada, ternyata telah berada diatas standar SNI dan nilai kalor briket TKKS, namun masih dibawah nilai kalor briket cangkang sawit. Hal ini mungkin disebabkan karena adanya pencampuran arang cangkang dengan arang TKKS dalam pembuatan briket, sehingga nilai kalor briket yang didapatkan berada diantara keduanya. Namun yang sangat menarik adalah terjadinya peningkatan nilai kalor seiring dengan meningkatnya tekanan pengepresan. Hasil penelitian ini sesuai dengan penelitian Teguh (2008) yang mengatakan bahwa peningkatan tekanan pengepresan akan menaikkan nilai kalor briket. Nilai kalor sangat menentukan kualitas briket arang. Semakin tinggi nilai kalor briket arang semakin baik pula kualitas briket yang dihasilkan. Tingginya nilai kalori briket ini disebabkan karena sampel briket ini berupa kelapa sawit yang banyak
mengandung komponen kirnia berupa selulosa, lignin dan semiselulosa sehingga briket ini memiliki kadar karbon terikat yang tinggi. Banyaknya kandungan selulosa yang terdapat dim briket ini meningkatkan nilai karbon terikat dan nilai kalorinya (Goenadi dkk, 2005). Kerapatan dari sebuah briket sangat menentukan kualitas dari briket. Kerapatan menunjukkan perbandingan antara massa dengan volume briket. Besar kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan arang penyusun briket. Kerapatan dari briket juga dipengaruhi oleh tekanm yang diberikan. Semakin besar tekanan yang digunakan semakin kecil ukuran bri ket yang dihasilkan, sehingga semakin besar kerapatan yang diperoleh. Hal ini disebabkan oleh semakin rapatnya susunan butiran arang dari briket yang dihasilkan. Dari hasil pengujian kerapatan atau massa jenis briket yang didapatkan terlihat bahwa kerapatan briket arang campuran cangkang dan tandan kosong kelapa sawit meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan pengepresan. Kerapatan yang diperoleh dari penelitian ini berkisar antara 0,65 glcm3 sampai 0,73 g/cm2. Berdasarkan standar mutu briket arang, kerapatan yang dihasilkan dari penelitian ini memenuhi standar SNI. Hasil penelitian ini sesuai dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan Subroto (2008), dia mengatakan bahwa beban penekanan yang besar mengakibatkan bulk density dari briket semakin bertambah besar dan mengakibatkan kekuatan mekanik semakin kuat. Kadar air berpengaruh terhadap nilai kalor. Semakin kecil nilai kadar airnya maka semakin bagus nilai kalornya. Hal ini telah terbukti dari penelitian ini. Dari hasil penelitian diperoleh semakin tinggi tekanan pengepresan semakin rendah kadar airnya
clan demakin tinggi nilai kalornya. Narnun dari penelitian ini diperoleh kadar air yang masih tinggi clan belurn memenuhi standar SNI dan dua standar lain yaitu untuk briket TKKS dan briket arang cangkang sawit. Hal ini munglun disebabkan karena kurang lamanya waktu pengeringan briket sehingga kandungan airnya masih tinggi. Berikutnya karakteristik terakhir yang diteliti adalah kadar abu yang dimiliki briket.
Dari penelitian didapatkan kadar abunya menurun jika tekanan pengepresan ditingkatkan. Harga kadar abu dari penelitian ini terletak antara 13,85% dengan 11,27 %. Harga ini telah memenuhi standar kadar abu untuk briket arang TKKS (1 7,15), namun masih diatas
standar SNI dan standar briket cangkang. Tingginya kandungan abu pada briket berpengaruh terhadap kualitas briket, terutarna untuk nilai kalornya. Kadar abu yang tinggi menyebabkan nilai kalori yang rendah, sehingga dalam pemakaian diperlukan lebih banyak briket (Kemal, 2001). Briket dengan tekanan yang lebih besar memiliki kecenderungan pori-pori arangnya semakin rapat, sehingga volume briket yang diperoleh akan semakin berkurang dan kerapatan bertambah. Karena pori-pori semakin rapat maka permukaan briket semakin mulus dan tidak lengket ditangan. Dengan kata lain semakin tinggi tekanan pengepresan maka mutu briket semakin baik. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Pari.G (2002) dm Mahajoeno (2005). Penentuan briket kualitas terbaik melalui penelitian ini adalah dengan membandingkan hasil karakteristik yang didapatkan dari penelitian dengan karakteristik standar yang ada yaitu SNI dan juga hasil penelitian acuan yang digunakan (Goenadi, dkk, 2005). Sampel yang paling banyak memenuhi standar SNI atau lebih baik dari pembanding yang ada, dikatakan sebagai briket yang paling baik kualitasnya. Dari data-data yang diperoleh melalui penelitian ini didapatkan briket kualitas terbaik dihasilkan dengan tekanan 18 pada skala kempa hidrolik, yang setara dengan tekanan sebesar 2721,6xlo3 ~ / atau m ~ secara teknik setara dengan pembebanan 27,216 kg/cm2. Pada saat pembuatan briket, dilakukan peningkatan tekanan yang makin lama makin besar. Namun tidak semua peningkatan tekanan dapat menghasilkan bentuk briket yang baik Saat dilakukan penekanan di atas skala 18 pada alat atau setara dengan 2721,6 ~ / m briket ~ , yang dihasilkan mulai rusak. Kerusakan pada sampel disebabkan karena tekanan yang diberikan terlalu besar sehingga material sudah tidak dapat menahan beban yang diberikan, sehingga sarnpel menjadi tidak silindris atau sampel hasil cetakan miring. Beban penekanan yang besar mengakibatkan bulk density dari briket semakin bertambah besar yang mengakibatkan kekuatan mekanik semakin kuat, namun pada kondisi tertentu penambahan penekanan akan merusak struktur bahan dasar yang mengakibatkan nilai kekuatan mekanik turun (Subroto, 2008).
Dari 4 macam karakteristik yang diteliti yaitu nilai kalor, kerapatan, kadar air dan kadar abu, ternyata yang telah memenuhi standar SNI hanya 2 macam yaitu nilai kalor
dan kerapatan briket. Untuk kadar abu memenuhi persyaratan untuk briket TKKS, narnun untuk kadar air belum satupun standar yang terpenuhi. Dari variasi besar tekanan yang digunakan, dan berdasarkan karakteristik yang dihasilkan maka dapat disimpulkan bahwa peningkatan besar tekanan pengepresan dapat meningkatkan mutu briket. Dari penelitian
ini diperoleh tekanan yang menghasilkan kualitas briket yang baik adalah 2721,6 ~ / m ~ yang bersesuaian dengan skala 18 pada alat kempa hidrolik.
Karena karakteristik yang dihasilkan tielurn seluruhnya mamanuhi standar SNI maka oleh sebab itu perlu dilakukan penelitian lanjutan dalam bentuk variasi lama waktu pengeringan briket. Jika pengeringan makin sempurna, diharapkan kandungan air set-ta kandungan abu semakin mengecil, sedangkan nilai kalor semakin meningkat.. Selain itu masih ada beberapa karakteristik briket yang belum diteliti yaitu kandungan zat terbang
dan nilai karbon terikatnya. Oleh sebab itu pada penelitian selanjutnya diharapkan dapat diteliti semua kmkteristik briket yang ada.
BAB M KESIMPULAN DAN SARAN A Kesimpulan
Pada penelitian ini telah berhasil dibuat briket yang berasal dari campuran arang cangkang dan TKKS dengan perbandingan 1:2 menggunakan perekat tepung kanji dengan konsentrasi 20 % dan ukuran butir arang 20 mesh. Pada penelitian ini dilakukan variasi tekanan pengepresan sebagai upaya untuk meningkatkan kualitas briket. Kualitas atau karakteristik briket yang diteliti d a l a h nilai kalor, kerapatan, kadar air dan kadar abu. Karakteristik briket yang diperoleh dari penelitian dibandingkan dengan standar SNI, hasil penelitian untuk briket arang. cangkang dan briket TKKS. Berdasarkan hasil analisis data dari penelitian diperoleh kesirnpulan sebagai berikut: 1. Hubungan tekanan pengepresan terhadap karakteristik briket dalarn penelitian ini adalah sebagai berikut: semakin tinggi tekanan pengepresan maka nilai kalor dan kerapatan semakin tinggi, sedangkan kadar air dan kadar abu semakin rendah. 2. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa nilai kalor dan kerapatan telah memenuhi standar SNI. Kadar abu yang dihasilkan lebih baik dari kadar abu briket arang TKKS tetapi belum memenuhi standar SNI. Sedangkan untuk kadar air belum memenuhi standar SNI.
3. Dari penelitian ini dihasilkan briket kualitas terbaik yang dibuat dengan menggunakan tekanan 18 pada skala kempa hidrolik, yang setara dengan tekanan 272 1,6xlo3 ~ l m *atau secara teknik setara dengan pembebanan 27,216 kg/cm2. Karakteristik terbaik yang didapatkan adalah nilai kalor 6 181,68 kallg, kerapatan 0,73 g/cm3, kadar air 16,3 1 % dan kadar abu 11,27 %.
B. Saran 1. Untuk pembuatan briket dengan komposisi bahan baku yang sama dengan penelitian
ini sebaiknya menggunakan tekanan pengepresan 2721,6 ~ l r atau n ~ secara teknik setara dengan pembebanan 27,216 kg/cm2. 2. Karena kadar abu dan kadar air belurn memenuhi standar SNI, disarankan pada penelitian selanjutnya dilakukan variasi lama waktu pengeringan sehingga diperoleh hasil penelitian yang memenuhi standar SNI.
3. Selain itu dalam penelitian lanjutan disarankan sebaiknya diteliti seluruh karakteristik briket yang memeliki standar SNI agar informasi kualitas briket yang didapatkan
lebih lengkap
DAFTAR PUSTAKA Anonim, 2005, Pemanfaatan Limbah Tanaman Kelapa Saw it Sebagai Bahan Baku Pulp dun Kertas, W.W.W. balitbangsurnut. Go.id ( diunduh 5.Januari 2010) Arganda Mulia, 2007, Pernanfaatan Tandan Kosong dun Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Briket Arang, USU e-Repository @ 2008 (diunduh Februari, 2010) Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 1994, Pedoman Teknis Pembuatan
Briket Arang, Departemant Kehutanan, No 3. Brades Candra Adi, 2008. Pembuatan Briket Arang dari Eceng Gondok dengan Sagu sebagai Pengikut. Jurnal Sains d& Teknologi Indonesia Vo1.3, No.9, Desember 2008, hal. 4 1 -47 Humas-BPPTIANY Darrnoko dan Putboyo Guritno, 1995. Pembuatan Briket Arang Dari Limbah Padat Kelapa Sawit, (Laporan kegiatan Penelitian PPKS 199411995) Fauzi. Y , 2004, Kelapa Sawit, Edisi Revisi, Penebar Swadaya, Jakarta. Goenadi, D.H,Wayan, R.S, dan Isroi, 2005. Pemanfaatan Produk Samping Kelapa Sawit sebagai Sumber Energi Alternutif Terbarukun. http://isroi.wordpress.coml (diunduh 20 November 2009). Hendra, D dan S, Darmawan, 2000. Pembuatan Briket Arang dari Campuran Kayu, Bambu, Sabut Kelapa d m Tempurung Kelapa sebagai Sumber Energy Alternative. Bul, Penelitian Hasil Hutan 25:245-255 Mahajoeno, E. 2005. Energi AlternatiJ Pengganti BBM : Potensi Biomassa Sawit Sebagai Sumber Energi. Terbarukan, Lembaga Riset Perkebunan Indonesia Masturin. A, 2002, Sifat Fisik dun Kimia Briket Arang dari Campuran Arang Limbah Gergajian Kayu, (Skripsi), Bogor, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Nisandi, 2007, Pengolahan dan Pemanfaatm Sampah Organik Menjadi Briket Arang dun Asap Cair, Fakultas Teknik UGM Pari.G, 2002. Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbanh Industri Pengolahan Kayu (MakalahFalsafah Sain), Program Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor Rita Sekianti, 2008. Analisis teknik dun Jinansial pada produk bahan b a h r briket dari Kelapa sawit. Jurnal Teknologi Pertanian. Singh dan Misra ,2005, Potensi Jarak sebagai Tanaman Energi di Indonesia.
Subroto, 2008, Karaheristik Pembakaran Briket Campuran Arang Kayu dun Jerami. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muharnmadiyah Surakarta Sundari, W.D, 2009, Karakteristik BriRet Arang Dari Serbuk Gergaji dengan Penambahan Arang Cangkang Kelapa Saw it, USU, Repository, 2009 Widowati, 2004, Pembuatan Briket Arang Eceng Gondok dengan S a p sehagai Bahan Pengikat.
Lampiran 1 Data Tentang Nilai Kalor Dari Briket Dengan Variasi Tekanan Pengepresan
Lampiran 2
Data Tentang Kerapatan Atau Massa Jenis Briket Dengan Variasi Tekanan Pengepresan No
Variasi Tekanan Pengepresan (Nlm2)
1
1512,Ox 103
2
1814,4x103
3
2116,8x 103
4
2419,2x1@
5
2721,6x103
Sampel
Massa (gr)
Diameter (cm)
Tinggi (cm)
1 2 3 1
53,2 k 0,05 52,2 0,05 55,8 0,05 52,2 0,05 55,7 0,05 55,8 0,05 53,1 k 0,05 52,4 0,05 55,7 0,05 53,9 0,05 547 0,05 52,7 0,05 547 0,05 55,2 0,05 55,2 0,05
4,4 k 0,05 4,4 0,05 4,4 0,05
6,55 6,16 6,30
2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
* * * * *
* * * * * * * *
*
* * * *
4,4 0,05 4,4 0,05 4,4 0,05 4,4 2 0,05 4,4 0,05 4,4 & 0,05 4,4 * 0,05 4,4 0,05 4,4 0,05 4,4 0,05 4,4 0,05
* * * *
* 0,05 * 0,05 * 0,05 * *
6,OO 0,05 6,30 0,05 5,95 k 0,OS 5,70 & 0,05 6,OO 0,05 5,86 k 0,05 4,98 0,05 5,60 0,05 4,98 k 0,05 4,88 0,05 4,88 i 0,05
* * * *
Kerapatan Rata-rata (grlcm3)
Kerapatan (grlcma) 0,63 0,64 0,67 0,64 0,71 0,67 0,69 0,68 0,71 0,70 0,72 0,67 0,72 0,74 0,74
0,65 -
0,67 0,69 0,70 0,73
Lampiran 3
Data Tentang Kadar Air Dari Briket Dengan Variasi Tekanan Pengepresan
Lampran 4
Data Tentang Kadar Abu Dari Briket Dengan Variasi Tekanan peng&esan No
Tekanan Pen epresan
Nlm P
1
1512~10~
2
1814,4x1dN/m2
3
2116,8~10~~/rn~
4
2419,2x1dN/m2
5
2721,6xld~/m~
briket sebelurn pengabuan(gr) 53,2 0,05 52,2 0,05 57,8 0,05 53.1 0,05 5 5 7 0,05 55,3 0,05 55,8 0,05 52,4 0,05 55,4 0,05 53,9 0,05 52,7 0,05 55,6 f 0,05 54,7 0,05 55,2 f 0,05
* * * * * * * * * * * *
Massa abu (@)
* * * * * * * * * * * *
7,4 0,05 7,3 0,05 7,9 0,05 7,O 0,05 7,O 0,05 7,3 f 0,05 7,2 0,05 6,7 0,05 7,O 0,05 6,6 0,05 6,7 0,05 6,4 0,05 6,3 0,05 6,3 0,05
Kadar abu YO
Kadar abu Rata-rata Yo
13,90 13,98 13,67 13,18 12,56 13,20 12,90 12,75 12,63 12,24 12,71 11,51 11,51 11,41
13,85
12,98 12,76
12,15 1 1,27
Lampiran 6
Gambar Proses Pembuatan Briket
b. Mengeluarkan arang
-
c . Arang Cangkang Sawit
e. Membuat perekat
.--
d.Arang TKKS
f. Mencarnpur arang dengan perekat
Lampiran 7 Gambar pencetakan briket
c. Bentuk briket yang dibuat
d. Pembakaran briket
