1.repository.unp.ac.id/884/1/hasanuddin_27_11.pdf · limbah peternakan, sebagai bahan bakar adalah...

LAPORAN PENELITIAN

BRIKET AMPAS TEBU SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF

F-

, . . . . - f .(. . - . , . .. . . . ... r.. .;;

t - I - \\ -j - rnl . . .- . 1 ' . . .- --- -- Oleh: 1. . .- ... - -. *.- , . i

I ' . .MP-. ' .. ---4 !

Drs. Hasanuddin, MS. 1 =.,. \=I

Penelitian ini dibiayai oleh: Dana DlPA Universitas Negeri Padang

Surat Pe janjian Kontrak Nomor: 190/H351KP12010 Tanggal 1 Maret 2010

JURUSAN TEKNIK MESlN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG 201 0

HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN HASlL PENELlTlAN DOSEN - DANA DlPA UNP

1 a. Judul Penelitian : Briket Ampas Tebu Sebagai Bahan Bakar Alternatif

b. Bidang llmu c. Kategori Penelitian

2. a. Ketua Peneliti Nama Lengkap dan Gelar Jenis Kelamin Go11 Pangkat dan NIP

Jabatan Fungsional Jabatan Struktural Jurusan / Fakultas

= Pusat Penelitian b. Alamat Ketua Peneliti

Kantor I Telp. / Fax Rumah ITelp

3. Jumlah Anggota Peneliti Nama

4. Lokasi Penelitian

5. Kerjasama dengan institusi lain 6. Lama Penelitian 7. Biaya yang diperlukan

: Teknik (Teknologi & Rekayasa) : Pengembangan llmu Teknik

: Drs. Hasanuddin, MS. : Laki-laki : Pembina I 1V.a 1

195505201980031005 : Lektor Kepala : Dosen : Teknik Mesin I Teknik : Lembaga Penelitian UNP

: JTM FT-UNP Telp.0751-7053508 : JI. Belibis Blok E No.7 Air Tawar-

Padang. Telp. 0751-7058977 : 1 orang : Hendri Nurdin, MT : Labor Konversi Energi

Teknik Mesin FT-UNP -

: 3 (Tiga) Bulan : Rp 7.500.000,-

(Tujuh Juta Lima Ratus Ribu Rupiah)

20 Desember 201 0 ' Deka akultas Teknik etua Feneliti

~rs!~. Ganefri, M. Pd.) NIP. 19631217 198903 1 003 NIP. 19550520 1$3003 1 005

Menyetujui: Ketua Lembaga Penelitian

w e r s i t a s Negeri Padang

LEMBARAN IDENTITAS DAN PENGESAHAN PENELlTlAN

1 a Judul Penelitian : Briket Ampas Tebu Sebagai Bahan . . Bakar Alternatif

b Bidang llmu : Teknik (Teknologi & Rekayasa)

2 Personalia a Ketua Peneliti

Nama Lengkap dan Gelar : Drs. Hasanuddin, MS. Pangkat /Gol./NI P : Pembina I 1V.a I

195505201980031 005 Fakultas I Jurusan : Teknik I Teknik Mesin

b Anggota Peneliti Nama Lengkap dan Gelar : Hendri Nurdin, MT. Pangkat /Gol./NIP : Penata Muda Tk. I I 1ll.b I

19730228200801 1007 Fakultas I Jurusan : Teknik / Teknik Mesin

3 Usul Penelitian : Telah direvisi sesuai saran

/ Padang, 20 Desember 2010

Pereviu I I

(Dr. Waskito, MT.) NIP. 19610808 198602 1 001

Ketua.Lembaga Penelitian

.

'NIP. 1'961 0722'1 98602 1 002

. . LI - ---- . .

I . . , , . . ; , < . \ L l h , i . ,. , . . . . . .

u T(,Y. 1 'I' '1 p;, "... 3 - --

PENGANTAR

Kegiatan penelitian mendukung pengembangan ilmu serta terapannya. Dalam ha1 ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang berusaha mendorong dosen untuk melakukan penelitian sebagai bagian integral dari kegiatan mengajarnya, baik yang secara langsung dibiayai oleh dana Universitas Negeri Padang maupun dana dari sumber lain yang relevan atau bekerja sama dengan instansi terkait.

Sehubungan dengan itu, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang bekerjasama dengan Pimpinan Universitas, telah memfasilitasi peneliti untuk melaksanakan penelitian tentang Briket Ampas Tebu Sebagai Bahan Bakar Altematif, berdasarkan Surat Keputusan Rektor Universitas Negeri Padang Nomor: 190/H35/KP/2010 Tanggal 1 Maret 201 0.

Kami menyambut gembira usaha yang dilakukan peneliti untuk menjawab berbagai permasalahan pembangunan, khususnya yang berkaitan dengan permasalahan penelitian tersebut di atas. Dengan selesainya penelitian ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang akan dapat memberikan informasi yang dapat dipakai sebagai bagian upaya penting dalam peningkatan mutu pendidikan pada umumnya. Di samping itu, hasil penelitian ini juga diharapkan memberikan masukan bagi instansi terkait dalam rangka penyusunan kebijakan pembangunan.

Hasil penelitian ini telah ditelaah oleh tim pembahas usul dan laporan penelitian, kemudian untuk tujuan diseminasi, hasil penelitian ini telah diseminarkan ditingkat Universitas. Mudah-mudahan penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pada umumnya dan khususnya peningkatan mutu staf akademik Universitas Negeri Padang.

Pada kesempatan ini, kami mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang membantu terlaksananya penelitian ini, terutama kepada pimpinan lembaga terkait yang menjadi objek penelitian, responden yang menjadi sample penelitian, dan tim pereviu Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang. Secara khusus, kami menyampaikan terima kasih kepada Rektor Universitas Negeri Padang yang telah berkenan memberi bantuan pendanaan bagi penelitian ini. Kami yakin tanpa dedikasi dan kerjasama yang terjalin selama ini, penelitian ini tidak akan dapat diselesaikan sebagaimana yang diharapkan dan semoga kerjasama yang baik akan menjadi lebih baik lagi di masa yang akan dating.

Terima kasih.

Ketergantungan yang tinggi terhadap bahan bakar minyak (BBM) membuat harga energi yang tidak bisa diperbarui ini terus meningkat. Meningkatnya jumlah penduduk dan taraf hidup masyarakat mengakibatkan bertambahnya jumlah energi yang dibutuhkan. Salah satu energi terbarukan yang mempunyai potensi besar di Indonesia adalah biomassa.

Rendahnya penggunaan biomassa dalam ha1 ini limbah pertanian dan limbah peternakan, sebagai bahan bakar adalah karena rendahnya informasi yang berkaitan dengan nilai kalor dan karakteristik pembakaran. Pemanfaatan limbah ampas tebu dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar yang dapat dijadikan briket.

Menjawab perrnasalahan tersebut di atas, diperlukan suatu penelitian mengenai kualitas briket ampas tebu sebagai bahan bakar alternatif terutama dilihat dari lama nyala api dan nilai kalor. Hal ini merupakan salah satu solusi yang tepat dalam menjawab permasalahan ini melakukan pemanfaatan limbah pertanian menjadi briket sebagai bahan bakar pengganti BBM.

Pembuatan briket menggunakan bahan utama berupa ampas tebu terlebih dahulu dicacah sampai halus dan ditimbang sesuai kebutuhan pemakaian 70%. Selanjutnya getah damar yang sudah kering dan dihaluskan dipersiapkan sebanyak 10%. Bahan pengikat briket digunakan tepung tapioka sebanyak 20%. Proses pembuatan briket dilakukan secara manual tanpa tekanan kompaksi. Briket ampas tebu ini dibuat berbentuk selinder dengan ukuran diamater k 50 mm dan tinggi k 45 mm. Briket ampas tebu yang telah kering kemudian dilakukan pengujian terhadap kualitasnya. Beberapa ha1 yang diuji menyangkut kualitas briket yaitu penetapan bahan kering dan nilai kalor briket. Pada pengujian ini digunakan alat bomb kalorimeter menurut standard ASTM D2015. Pengujian lama nyala api briket ampas tebu dilakukan pada tungku masak untuk mengetahui performanya.

Dari hasil penelitian ini diperoleh informasi mengenai karakteristik briket ampas tebu. Nilai kalor atas (HHV) briket ampas tebu rata-rata 18382,4 kJ/kg dan nilai kalor bawah (LHV) 15142,4 kJ/kg. Lama nyala api briket ampas tebu dapat berlangsung selama 87,93 menit dengan banyaknya briket 1000 gram. Pembakaran sempurna (complete combustion) dapat dicapai dengan pencampuran antara bahan bakar dan oksidator tepat atau baik, dengan rasio udara dan bahan bakar yang tepat. Dengan demikian pemakaian briket ampas tebu sebagai bahan bakar sangat dimungkinkan dan briket sangat berpotensi dijadikan sebagai bahan bakar padat pengganti bahan bakar cair (minyak tanah)

Kata-kata kunci: Briket ampas tebu, Biomassa, Nilai Kalor, Bomb kalorimeter

DAFTAR IS1

Halaman

HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN IDENTITAS A. LAPORAN HASlL PENELlTlAN

PENGANTAR RINGKASAN DAFTAR IS1 DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang B. ldentifikasi Masalah C. Batasan Masalah D. Perumusan Masalah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Tanaman Tebu B. Biomassa C. Biobriket D. Proses Pembakaran Briket E. Nilai Kalor F. Limbah Lingkungan G. Pertanyaan Penelitian

BAB Ill TUJUAN DAN MANFAAT PENELlTlAN A. Tujuan Penelitian B. Manfaat Penelitian

BAB IV METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian B. Waktu dan Tempat C. Bahan dan Alat D. Metode Pelaksanaan E. Pengamatan F. Diagram Alir Penelitian

BAB V HASlL DAN PEMBAHASAN A. Lama Nyala Api B. Pengujian Nilai Kalor

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran

iii iv v vi vii

DAFTAR KEPUSTAKAAN

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Hasil Pengujian dan Kalkulasi Nilai Kalor

Halaman

24

Gambar

Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar

DAFTAR GAMBAR

Pembakaran yang sempurna, yang baik dan tidak sempurna Bahan Pembuatan Briket Pencetak Briket Tungku (Anglo) Alat Uji Bomb Kalorimeter Geometri dan Dimensi Briket Briket Ampas Tebu yang di produksi Diagram Alir Penelitian Spesimen Uji Tank Bahan Komposit Polimer

Halaman

vii

Laporan Hasii Penelitian DIPA-UNP 2010

BAB l

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Ketergantungan yang tinggi terhadap bahan bakar minyak (BBM)

membuat harga energi yang tidak bisa diperbarui ini terus meningkat.

Meningkatnya jurnlah penduduk dan taraf hidup masyarakat

mengakibatkan bertambahnya jumlah energi yang dibutuhkan. Krisis

energi dunia berakibat melonjaknya harga BBM lebih dari 200% sejak

pertengahan 2005 sampai sekarang ini, dengan harga sudah di atas

US$SOIbarrel. Harga minyak bumi yang sulit diprediksi dalam satu dekade

terakhir telah mendorong pengembangan bioenergi sebagai sumber

energi alternatif, di luar sumber energi fosil yang kian langka ('ri.?:ij;a

: 1 r . - . - L - - - --.-fin\ L.W: 17. 3 < 1 i i i j : ~ 0 : LL,VY! Lonjakan harga BBM membuat banyak negara

kelimpungan. Berbagai bentuk sumber energi telah digunakan rnanusia,

antara lain minyak bumi, batubara, gas alam, panas bumi dan sebagainya.

Meski telah lama dilakukan studi untuk mencari sumber energi terbarukan,

belum ada solusi nyata yang benar-benar bisa menyamai BBM. Yang

terbaru dan sudah mulai dikomersialkan adalah pemanfaatan minyak

sawit dan buah jarak untuk menghasilkan biofuel. Penggunaan bahan

bakar yang berasal dari hasil tambang saat ini masih lebih besar daripada

bahan bakar lainnya seperti biomassa. Salah satu energi terbarukan yang

mempunyai potensi besar di lndonesia adalah biomassa. Kini, para

ilmuwan tengah berupaya memanfaatkan limbah industri pangan untuk

menghasilkan energi yang dikenal dengan biomassa. Dalarn Kebijakan

Pengembangan Energi Terbarukan dan Koservasi Energi (Energi Hijau)

Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral yang dimaksud energi

biomasa meliputi kayu, limbah pertanianlperkebunanlhutan, komponen

organik dari industri dan rumah tangga. Sebagai negara agraris, lndonesia

mempunyai potensi energi biomassa yang besar (DESDM, 2004).

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 201 0

lndonesia memiliki bahan bakar biomassa yang melimpah seperti

limbah pertanian, limbah peternakan dan sebagainya, walaupun banyak

digunakan oleh masyarakat pedesaan sebagai bahan bakar, namun

pemanfaatannya belum optimal. Bahan bakar limbah pertanian masih

berkisar pada kayu dan sekam padi, sedangkan jerami, daun kering dan

limbah peternakan belum banyak digunakan.

Biomassa merupakan energi yang dihasilkan dari limbah industri

pangan, seperti limbah minyak kelapa sawit (CPO), limbah padi dan

limbah pabrik gula yaitu ampas tebu. Selain itu biomassa juga dapat

dikembangkan dengan memanfaatkan limbah pengembangan bioetanol

(tebu dan singkong), limbah biodiesel dan biooil (sawit dan jati).

Pengembangan biomassa yang memanfaatkan limbah pertanian,

kehutanan maupun industri perkebunan, bukan bahan pangan,

merupakan alternatif dalam pengembangan energi dari sumber terbarukan

yang akan menjadi pengganti BBM. Pemerintah telah mengeluarkan

ketentuan tentang empat tumbuhan untuk energi, yaitu tumbuhan sawit,

jarak, singkong dan tebu. Pasalnya, di abad 21 ini salah satu masalah

global yang sedang dihadapi banyak negara adalah kompetisi antara

kecukupan pangan, jaminan ketersediaan energi dan perlindungan

lingkungan. Mengingat pentingnya pengembangan biomassa itu,

diharapkan beberapa negara, termasuk lndonesia untuk bersama-sama

meneliti dan mengembangkan energi tersebut.

Tumbuhan yang paling cocok bagi lndonesia menurut konsep

adalah tanaman tebu genjah. Tanaman tebu merupakan alternatif sumber

energi yang potensial karena tebu menghasilkan biomassa berupa ampas

tebu (bagasse) dan daun tebu kering (daduk). Tebu juga tergolong

sebagai tanaman yang paling efektif dalam mengubah energi matahari

menjadi energi kimia dalam bentuk biomassa. Tanaman tebu mampu

memproduksi biomassa tidak kurang dari 100 tonlha dalam waktu kurang

dari 1 tahun. Dengan demikian, biomassa tebu merupakan sumber energi


terbarukan yang potensial sebagai sumber energi ('ia:-~.ya Kti i i ; . l~~ .~a~-~ cj.+:-!

n.. t 8 ~ c t ~ li[.;sa, 20C.3).

Negara Indonesia yang terletak di kawasan tropis dengan sebagian

penduduknya masih bercocok tanam (agraris), merupakan salah satu

Negara penghasil tebu terbesar. Dengan luas lahan mencapai 373.816

tonlha dapat menghasilkan tebu sebanyak 84,91 tonlha

(www.deptan.go.id) dimana dari proses pengolahan keseluruhan tebu

tersebut menjadi gula dihasilkan 90 O h ampas tebu. Ampas tebu

merupakan limbah padat yang berasal dari perasan batang tebu untuk

diambil niranya. Limbah ini banyak mengandung serat dan gabus. Selama

ini pemanfaatan ampas tebu yang dihasilkan masih terbatas sebagai

pakan ternak, bahan baku pembuatan pupuk, pulp, particle board, bahan

bakar boiler di pabrik gula. Disamping terbatas, nilai ekonomi yang

diperoleh juga belum begitu tinggi, oleh karena itu diperlukan adanya

proses teknologi sehingga terjadi diversifikasi pemanfaatan lahan

pertanian yang ada, salah satunya dengan pembuatan briket ampas tebu

sebagai bahan bakar alternatif.

Sumber energi alternatif adalah salah satu solusi untuk mengatasi

masalah kebutuhan bahan bakar. Sumber energi alternatif tersebut adalah

energi biomassa dengan memanfaatkan berbagai limbah pertanian.

2is1-7asss dai-i ampas tebu dimanfaatkan menjadi briket sebagai bahan

bakar alternatif bagi masyarakat. Selain itu, energi biomassa juga

merupakan energi yang ramah lingkungan karena tidak menimbulkan

emisi gas buang. Karena banyaknya jenis biomassa yang belum

dimanfaatkan secara optimal, khususnya di Indonesia, maka penelitian-

penelitian yang ditujukan untuk pemanfaatan biomassa sebagai bahan

bakar, sangat diperlukan.

Berdasarkan wacana tersebut, diperlukan suatu kajian mengenai

evaluasi briket ampas tebu sebagai bahan bakar dalam rangka

pengembangan sumber energi alternatif pengganti BBM. Hal ini didukung

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 201 0 4

dengan pertimbangan bahwa ampas tebu mempunyai nilai kalor tinggi

untuk pembakaran.

B. ldentifikasi Masalah

Rendahnya penggunaan biomassa dalam ha1 ini limbah pertanian

dan limbah petemakan, sebagai bahan bakar adalah karena rendahnya

informasi yang berkaitan dengan nilai kalor dan karakteristik pembakaran.

Pada penelitian ini kajian yang dilakukan pada briket ampas tebu dari

limbah sisa penggilingan tebu. Pemanfaatan limbah ampas tebu dapat

dimanfaatkan sebagai bahan bakar yang dapat dijadikan briket. Briket

bahan bakar dibuat dari limbah ampas tebu dengan menggunakan

perekat tepung tapioka. Dengan melakukan perbandingan persentase

yang sesuai antara ampas tebu dan perekatnya. Sehingga didapatkan

briket sebagai bahan bakar alternatif yang memiliki nilai kalor pembakaran

sekaligus pengganti minyak tanah (kerosin). Pengujian lama nyala api dan

nilai kalor briket dilakukan untuk mengetahui kualitas briket yang

diproduksi.

C. Batasan Masalah

Penelitian ini dilakukan kajian karakteristik briket ampas tebu

sebagai bahan bakar yang merupakan perpaduan limbah ampas tebu dan

perekat (tepung tapioka). Metode yang dilakukan dalam pembuatan briket

dengan cara manual. Perbandingan ampas tebu dan perekat berdasarkan

ukuran briket yang berdiameter 50 mm. Pengujian karakteristik briket

berupa lama nyala api yang dibakar langsung dan nilai kalor briket ampas

tebu.

D. Perurnusan Masalah

Kebutuhan bahan bakar minyak (BBM) yang cukup besar di

masyarakat, baik industri kecil maupun industri menengah mengakibatkan

kekurangan sumber energi. Energi terbarukan sangat dibutuhkan dalam


mengatasi kondisi ini. Untuk itu diperlukan pengembangan sebagai

sumber energi alternatif. Solusi yang tepat dalam menjawab

permasalahan ini melakukan pemanfaatan limbah pertanian menjadi briket

sebagai bahan bakar pengganti BBM. Berdasarkan uraian latar belakang

di atas, maka permasalahan yang diteliti dalam penelitian ini adalah

bagaimana kualitas briket ampas tebu sebagai bahan bakar alternatif

terutama dilihat dari lama nyala api dan nilai kalor. Dengan demikian

ruang lingkup penelitian ini mendalami besarnya nilai kalor yang

terkandung pada briket dengan menggunakan alat bomb kalorimeter.

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanaman Tebu

Tebu (Saccharum officinarum) adalah tanaman yang ditanam untuk

bahan baku gula. Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim

tropis. Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak

ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Tebu

digiling kemudian diekstrak niranya, hasil samping dari proses giling ini

adalah ampas tebu. Tiap berproduksi, pabrik gula selalu menghasilkan

dua macam limbah padat, yaitu: ampas tebu (bagasse) dan blotong (filter

cake). Rata-rata ampas yang diperoleh dari proses giling 32 % tebu.

Dengan produksi tebu di Indonesia pada tahun 2007 sebesar 21 juta ton

potensi ampas yang dihasilkan sekitar 6 juta ton ampas per tahun.

Ampas tebu merupakan limbah padat yang berasal dari perasan

batang tebu untuk diambil niranya. Limbah ini banyak mengandung serat

dan gabus. Selama ini ampas tebu hanya digunakan sebagai bahan bakar

boiler. Ampas tebu selain dimanfaatkan sendiri oleh pabrik sebagai bahan

bakar pemasakan nira, juga dimanfaatkan oleh pabrik kertas sebagai pulp

campuran pembuat kertas. Apabila Pabrik gula dapat efisien dalam

penggunaan bahan bakar maka ada potensi ampas lebih. Potensi ampas

yang berlebih dapat dimanfaatkan untuk diproses sebagai produk turunan.

Ampas dapat diproses menjadi produk antara lain partikel board, plastik,

pith, xylitol, furfural. Kadangkala masyarakat sekitar pabrik memanfaatkan

ampas tebu sebagai bahan bakar. Ampas tebu ini memiliki aroma yang

segar dan mudah dikeringkan sehingga tidak menimbulkan bau busuk.

Ampas tebu mengandung abu 3,82%, lignin 22,09%, selulosa 37,65%,

sari 1,81%, pentosan 27,97%, Si02 3,01%. Komposisi kimia ampas tebu

meliputi; zat arang atau karbon (C) 23,7 %, zat cair atau hidrogen (H) 2 %,

zat asam Oksigen (0) 20 %, air atau W (H20) 50 % dan gula atau pol 3 %.

Berdasarkan bahan kering, ampas tebu adalah terdiri dari unsur C


(carbon) 47 %, H (Hydrogen) 6,s %, 0 (Oxygen) 44 % dan abu (Ash) 2,5

%. Tiap kilogram ampas dengan kandungan gula sekitar 3 % akan

memiliki kalor sebesar 1825 kkal. Nilai bakar tersebut akan meningkat

dengan menurunnya kadar air dan gula dalam ampas.

B. Biomassa

Biomassa adalah suatu limbah benda padat yang bisa

dimanfaatkan lagi sebagai sumber bahan bakar selain batu bara (Syafi'i,

2003). Menurut Borrnan, 1998 bahwa biomassa merupakan bahan-bahan

organik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan yang meliputi, dedaunan,

rerumputan, ranting, gulma, limbah pertanian, limbah peternakan, limbah

kehutanan dan gambut. Biomassa diklasifikasikan menjadi dua golongan

yaitu biomassa kayu dan bukan kayu (Borman, 1998). Biomassa

merupakan bahan organik yang dihasilkan dari tumbuh-tumbuhan dan

turunannya, baik tumbuh-tumbuhan di daratan maupun yang tumbuh di

dalam air. Dalam ha1 ini termasuk juga hasil hutan dan limbahnya,

tumbuhan yang khusus ditanam untuk diambil energinya di ladang-ladang

energi serta kotoran-kotoran hewan sebagai sumber energi. Biomassa

juga merupakan salah satu sumber energi penting yang dapat

diperbaharui. Disamping itu juga termasuk energi terbarukan yang sedang

diteliti dan dikembangkan untuk dipersiapkan menjadi energi alternative

pengganti bahan bakar fosil.

Tanaman panen darat yang terrnasuk penghasil energi biomassa

adalah:

1 .Tumbuhan gula seperti tebu dan sorgum manis.

2.Tumbuhan daun, yaitu tumbuhan bukan kayu yang mudah dikonversi

menjadi bahan bakar dan gas.

3.Tumbuhan silvikultur (hutan) seperti poplar hibrida, sycamore, petai

cina, getah manis, alder, ekaliptus, dan kayu-kayu keras lainnya.


Kotoran hewan dan manusia juga merupakan sumber energi dalam

pembuatan gas metana untuk bahan bakar dan etilena digunakan dalam

industri plastik. Hasil panen air diperoleh dari air tawar, air laut, dan air

payau. Dalam ha1 ini harus diperhitungkan tumbuhan di atas air maupun di

bawah air, termasuk rumput laut, ganggang dan yang sangat menarik kelp

califomia.

Berbagai cara pengkonversian biomassa menjadi energi, yaitu:

1. Pembakaran langsung, seperti limbah kayu, sekam padi dan

tongkol jagung.

2. Konversi termodinamika dengan melakukan pemanasan, pencairan

atau mereaksikannya dengan senyawa lain.

3. Konversi biokimia baik menggunakan mikroba atau senyawa

organik lainnya.

C. Biobriket

Biomassa dapat dibakar dalam bentuk serbuk, briket, ataupun

batangan. Briqueting (briket) merupakan metode yang efektif untuk

mengkonversi bahan baku padat menjadi suatu bentuk hasil kompaksi

yang lebih mudah untuk digunakan ( i ~ : I : j - ~ i ~ . i i i , . ~ - : ~ ; : . ~ i - . : ~ ~ 11, 2004). Briket

merupakan bahan bakar padat yang terbuat dari limbah organik, limbah

pabrik maupun dari limbah perkotaan. Bahan bakar padat ini murupakan

bahan bakar alternatif atau merupakan pengganti bahan bakar minyak

yang paling murah dan dimungkinkan untuk dikembangkan secara masal

dalam waktu yang relatif singkat mengingat teknologi dan peralatan yang

digunakan relatif sederhana ('ivi*-*j i.istek.l:c,id, 2004).

Biobriket adalah bahan bakar padat yang berasal dari biomassa

seperti kayu, ranting, daun-daunan, rumput, jerami, limbah pertanian yang

diolah lebih lanjut menjadi bentuk briket (penampilan dan kemasan yang

lebih menarik) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar padat untuk

keperluan energi sehari-hari. Penggunaan biobriket untuk kebutuhan

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 201 0 9

sehari-hari sebaiknya digunakan biobriket dengan tingkat polusinya paling

rendah dan pencapaian suhu maksimal paling cepat.

Penelitian telah banyak untuk mempelajari karakteristik

pembakaran biobriket. Sulistyanto A. (2006), meneliti biobriket yang

menggunakan bahan baku dari sabut kelapa yang dicampur dengan

batubara, dari hasil penelitiannya didapatkan bahwa faktor-faktor yang

mempengaruhi karakteristik pembakaran biobriket antara lain laju

pembakaran, kandungan nilai kalor, berat jenis (bulk density) bahan

bakar. Hasil penelitian Hartoyo, Ando dan Roliadi (2006) menyimpulkan

bahwa kualitas briket arang yang dihasilkan setaraf dengan briket arang

buatan lnggris dan memenuhi persyaratan yang berlaku di Jepang karena

menghasilkan kadar abu dan zat mudah menguap yang rendah serta

tingginya kadar karbon terikat dan nilai kalor. Selain itu hasil penelitian

Hambali (2006) yang membuat briket dari bungkil jarak 80%,

sekamlserbuk gergaji (20%) dengan perekat pati 1% menyimpulkan

bahwa briket tersebut mempunyai nilai kalor sebesar 5500 kkalkg.

Sudrajat (2003) yang membuat briket arang dari delapan jenis kayu

dengan perekat campuran pati dan molase menyimpulkan bahwa makin

tinggi berat jenis kayu, kerapatan briket arangnya makin tinggi pula.

Kerapatan yang dihasilkan antara 0,45 - 1,03 gr/cm3 dan nilai kalor antara

7290 - 7456 kal/g. M. Syamsiro dan H. Saptoadi (2007), melakukan kajian

tentang pembakaran briket biomassa cangkang kakao yang menghasilkan

penurunan emisi CO seiring dengan kenaikan temperatur udara preheat

dan kenaikan emisi CO secara cepat terjadi ketika pengurangan massa

yang cepat. Proses pembuatan briket arang dengan cara berbeda yaitu

tanpa perekat juga pernah dilakukan oleh Sri W (2002). Bahan baku

serbuk gergajian kayu dikeringkan selanjutnya dibuat briket kayu dengan

sistem ulir berputar dan berjalan sambil dipanaskan kemudian diarangkan

dalam kiln bata. Kualitas briket arang yang dihasilkan mempunyai nilai

kalor sebesar 6341 kallg dan kadar karbon terikatnya sebesar 74,35 %.

Sudrajat (1983) yang membuat briket arang dari 8 jenis kayu dengan


perekat campuran pati dan molase menyimpulkan bahwa makin tinggi

berat jenis kayu, karepatan briket arangnya makin tinggi pula. Kerapatan

yang dihasilkan antara 0,45 - 1,03 g/cm3 dan nilai kalor antara 7290 - 7456

kallg.

Beberapa faktor persyaratan briket yang baik adalah briket yang

permukaannya halus dan tidak meninggalkan bekas hitam di tangan.

Selain itu, sebagai bahan bakar, briket juga harus memenuhi kriteria

adalah:

a. Mudah dinyalakan dan tidak mengeluarkan asap banyak

b. Emisi gas hasil pembakaran tidak mengandung racun

c. Kedap air dan hasil pembakaran tidak berjamur bila disimpan pada

waktu lama

d. Menunjukkan upaya laju pembakaran (waktu, laju pembakaran, dan

suhu pembakaran) yang baik.

Beberapa kelebihan briket dibandingkan dengan bahan bakar jenis

lainnya, dimana briket memiliki beberapa keunggulan seperti lebih

ekonomis, api berwarna biru, bara api lebih tahan lama, panasnya sangat

stabil, bila sirkulasi udara baik asap yang dihasilkan sedikit dan abu dari

sisa pembakarannya pun sedikit. Begitu juga dengan pemanfaatan briket

sebagai bahan bakar tentu memiliki kelemahan diantaranya cei-:se;-ii;gz:-.

I i;l ;ncL i;:ci, _ ._-__I . ;el . I . - - .,dsktu " ~ i 7 g pa;?,ai-:s (lai-,;a). bi-i;iet y~ i7g bi4;iaj? jaci , b: -i -:, L - 3 - c- '-.-I, - .- 4 =---.- I : . I - - - - A

. civic!, ne; ia air, ~ Y : ~ ~ ; I G S G ~ \ Lbr igdi i * uq ,, .&=I : Id; ~5 LC;~C:

. . I - _ _ . . - _ _ . . - -.r;.! r;en6d!a; : I : ~ a i :dl 2s 3 ~ k a l i ;?atis.

Pembuatan briket dengan pemanfaatan limbah mempunyai teknik

tersendiri untuk memperoleh hasil yang baik. Secara umum teknologi

pembriketan dapat dibagi menjadi tiga (Grover dan Mishra, 1996) yaitu:

- Pembriketan tekanan tinggi.

- Pembriketan tekanan medium dengan pemanas.

- Pembriketan tekanan rendah dengan bahan pengikat (binder).


Perekatan partikel-partikel zat dalam bahan baku pada proses

pembuatan briket diperlukan zat pengikat sehingga dihasilkan brikei yang

kompak. Berdasarkan fungsi dari pengikat dan kualitasnya, pemilihan

bahan pengikat dapat berdasarkan sifat dan jenis bahan baku perekatan

briket. Beberapa jenis bahan dapat digunakan sebagai pengikat

diantaranya lempung (clay), tepung kanji (tapioka), tetes, dan aspal (ter).

Pembuatan briket dari limbah pertanian dan industri dilakukan

dengan cara penambahan perekat tapioka, di mana bahan baku dicacah

terlebih dahulu kemudian ditumbuk, di campur perekat, di cetak (kempa

dingin) dengan sistem hidroulik manual selanjutnya dikeringkan. Estela

(2002) menggunakan dua cara dalam pembuatan briket yaitu kompaksi

rendah dengan menggunakan bahan pengikat clay, bentonit, serta yucca

starch dan kompaksi tinggi tanpa bahan pengikat. Penelitian menunjukkan

nilai kalor briket tanpa pengikat dan kompaksi tinggi memiliki nilai kalor

(13800 MJIKg) lebih tinggi dibandingkan dengan briket yang memakai

bahan pengikat. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan perekat

menurunkan nilai kalor briket. Karakteristik pembriketan dievaluasi

diantaranya dengan melihat durabilitas, kekuatan mekanis, dan perilaku

relaksasi. Relaksasi sangat dipengaruhi oleh tekanan pembriketan.

Semakin tinggi tekanan maka relaksasi akan semakin bertambah.

D. Proses Pem bakaran Briket

United Nations Environment Programme (2006), pembakaran

merupakan oksidasi cepat bahan bakar disertai dengan produksi panas,

atau panas dan cahaya. Emisi yang dihasilkan dari pembakaran biomassa

adalah C02, CO, NO,, SO,, dan partikulat. Pembakaran sempurna bahan

bakar terjadi hanya jika ada pasokan oksigen yang cukup. Oksigen (02)

merupakan salah satu elemen bumi paling umum yang jumlahnya

mencapai 20,g0h dari udara. Bahan bakar padat atau cair harus diubah ke

bentuk gas sebelum dibakar. Biasanya diperlukan panas untuk mengubah


cairan atau padatan menjadi gas. Bahan bakar gas akan terbakar pada

keadaan normal jika terdapat udara yang cukup.

Hampir 79% udara (tanpa adanya oksigen) merupakan nitrogen,

dan sisanya merupakan elemen lainnya. Nitrogen dianggap sebagai

pengencer yang menurunkan suhu yang harus ada untuk mencapai

oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran.

Nitrogen ini juga dapat bergabung dengan oksigen (terutama pada

suhu nyala yang tinggi) untuk menghasilkan oksida nitrogen (NO,), yang

merupakan pencemar beracun. Karbon, hidrogen dan sulfur dalam bahan

bakar bercampur dengan oksigen di udara membentuk karbon dioksida,

uap air dan sulfur dioksida, melepaskan panas masing-masing 8.084 kkal,

28.922 kkal dan 2.224 kkal (www.energyeficiencyasia.org). Pada kondisi

tertentu, karbon juga dapat bergabung dengan oksigen membentuk

karbon monoksida, dengan melepaskan sejumlah kecil panas (2.430

kkallkg karbon). Karbon terbakar yang membentuk C02 akan

menghasilkan lebih banyak panas per satuan bahan bakar daripada bila

menghasilkan CO atau asap.

Tujuan dari pembakaran yang baik adalah melepaskan seluruh

panas yang terdapat dalam bahan bakar. Hal ini dilakukan dengan

pengontrolan "tiga T" pembakaran yaitu (1) Temperature1 suhu yang

cukup tinggi untuk menyalakan dan menjaga penyalaan bahan bakar, (2)

Turbulence1 Turbulensi atau pencampuran oksigen dan bahan bakar yang

baik, dan (3) Time1 Waktu yang cukup untuk pembakaran yang sempurna.

Pembakaran sempurna (complete combustion) dapat dicapai

dengan pencampuran antara bahan bakar dan oksidator tepat atau baik,

dengan rasio udara dan bahan bakar yang tepat. Pembakaran sempurna

terjadi jika semua komponen bahan bakar (seperti C, H dan N) terbakar

semuanya dan membentuk ikatan dengan komponen-komponen udara

membentuk suatu senyawa baru (C02, H20, N2). Pencampuran yang baik

terjadi kalau berlangsung secara turbulen. Enthalpi pembakaran

merupakan selisih antara enthalpi dari produk dengan enthalpi dari


reaktan ketika pembakaran sempurna berlangsung pada temperatur, dan

tekanan tertentu (TP).Pada Gambar 1 diperlihatkan berbagai kondisi

pembakaran secara ilustrasi.

HEAT . -. - -6.; &?-.

- N ; H 2 3 -. ..---- - ._ _ -- - GOOD .-.--. : ,. . .cohleusrroy :, . ... - ...

-. .. . '. : .. . " .... ,1 --.

. . . .- ;..-. ' . . I 1 ..-

Gambar 1. Pembakaran yang sempurna, yang baik dan tidak sempurna (United Nations Environment Programme, 2006)

Kalor yang dihasilkan' dari pembakaran sempurna (complete

combustion) 1 satuan berat bahan bakar padat atau bahan bakar cair atau

1 satuan volume bahan bakar gas pada kondisi baku (tekanan 1 atm,

suhu 25 OC atau 60 OF). Dengan melakukan suatu pengujian dengan

menggunakan bomb kalorimeter akan dapat diperoleh nilai kalor dari hasil

pembakaran. Nilai kalor merupakan ukuran panas atau energi yang

dihasilkan, dan diukur sebagai nilai kalor kotor (gross calorific value) atau

nilai kalor netto (nee calorific value). Perbedaannya ditentukan oleh panas

laten kondensasi dari uap air yang dihasilkan selama proses pembakaran.

E. Nilai Kalor

Nilai kalor bahan bakar adalah suatu besaran yang menunjukkan

nilai energi kalor yang dihasilkan dari suatu proses pembakaran setiap

satuan massa bahan bakar. Bahan bakar yang banyak digunakan

umumnya berbentuk senyawa hidrokarbon. Nilai kalor bahan bakar

menurut Eddy dan Budi (1990) merupakan jumlah energi panas

maksimum yang dibebaskan oleh suatu bahan bakar melalui reaksi

pembakaran sempurna per satuan massa atau volume bahan bakar

dengan satuan kJ/kg, k ~ / m ~ , kkallkg, kkal/m3, Btullb, atau ~ t u l f t ~ . M. M. El-


Wakil (1992) mendefinisikan nilai kalor adalah kalor yang berpindah bila

hasil pembakaran sempurna. Nilai kalor kotor atau gross calorific value

(GCV) mengasumsikan seluruh uap yang dihasilkan selama proses

pembakaran sepenuhnya terembunkan atau terkondensasikan. Nilai kalor

netto (NCV) mengasumsikan air yang keluar dengan produk

pengembunan tidak seluruhnya terembunkan. Bahan bakar harus

dibandingkan berdasarkan nilai kalor netto. Analisa kalor suatu bahan

bakar dimaksudkan untuk memperoleh data tentang energi kalor yang

dapat dibebaskan oleh suatu bahan bakar dengan terjadinya pembakaran

reaksi atau proses (Eddy dan Budi, 1990). Menurut standard ASTM D2015

nilai kalor ditentukan dalam uji standard bomb kalorimeter.

Nilai kalor berhubungan langsung dengan kadar C dan H yang

dikandung oleh bahan bakar padat. Semakin besar kadar keduanya akan

semakin besar nilai kalor yang dikandung. Menariknya dengan proses

charing (pembuatan arang), nilai kalor arang yang dihasilkan akan

meningkat cukup tajam. Nilai kalor rendah (LHV, lower heating value)

adalah jumlah energi yang dilepaskan dari proses pembakaran suatu

bahan bakar dimana kalor laten dari uap air tidak diperhitungkan, atau

setelah terbakar, temperatur gas pembakaran dibuat 150'~. Pada

temperatur ini, air berada dalam kondisi fasa uap. Jika jumlah kalor laten

uap air diperhitungkan atau setelah terbakar, temperatur gas pembakaran

dibuat 2 5 ' ~ , maka akan diperoleh nilai kalor atas (HHV, higher heating

value). Pada temperatur ini, air akan berada dalam kondisi fasa cair. Nilai

LHV selalu lebih rendah jika dibandingkan dengan nilai HHV. Hal ini

dikarenakan kalor yang dihasilkan pada proses pembakaran dengan LHV

sebagian digunakan untuk mengubah H20 dari fasa cair menjadi fasa gas

sehingga besar energi kalor yang dapat dimanfaatkan menjadi lebih kecil.

Ada dua macam penentuan yaitu nilai kalor atas higher heating

value (HHV) dan nilai kalor bawah lowerheating value (LHV). Nilai kalor

atas (HHV) merupakan nilai kalor yang diperoleh dari pembakaran I kg

bahan bakar dengan memperhitungkan panas kondensasi uap. Nilai kalor


bawah (LHV) merupakan nilai kalor yang diperoleh dari pembakaran 1 kg

bahan bakar tanpa memperhitungkan panas kondensasi uap.

Nilai kalor atas atau higher heating value (HHV) dapat dihitung

dengan persamaan:

HHV = (T, - T, - T,) c,, (M 1 kg)

Sedangkan nilai kalor bawah atau lower heating value (LHV) dihitung

dengan . . persarnaan: .. ... .~ .

LHV = HHV - 3240 ( H / k g )

Dimana:

TI = Suhu air pendingin sebelum dinyalakan (OC)

TP = Suhu air pendingin sesudah dinyalakan (OC)

Tkp = Kenaikan suhu kawat penyala (OC)

c, = Panas jenis alat (kjlkg OC)

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembakaran bahan bakar padat

(Sulistyanto A, 2006), antara lain ukuran partikel, kecepatan aliran udara,

jenis bahan bakar, temperatur udara pembakaran, karakteristik bahan

bakar padat yang terdiri dari kadar karbon, kadar air (moisture), zat yang

mudah menguap (volatile matter), kadar abu (ash), nilai kalori. Semakin

besar nilai kalor maka kecepatan pembakaran semakin lambat. Makin

tinggi berat jenis bahan bakar semakin tinggi pula nilai kalor yang

diperolehnya. Dengan demikian, maka biomassa yang memiliki berat jenis

yang tinggi rnemiliki nilai kalor yang tinggi. Apabila biomassa tersebut

mengalami proses pembakaran, kecepatan pembakarannya lebih lambat

dibandingkan dengan biomassa yang memiliki berat jenis yang lebih

rendah.

F. Limbah Lingkungan

Limbah adalah sisa suatu usaha dan atau kegiatan. Lirnbah

merupakan suatu benda yang mengandung zat yang bersifat

membahayakan atau tidak membahayakan kehidupan manusia, hewan,


serta lingkungan dan umumnya muncul karena hasil perbuatan manusia,

termasuk industrialisasi. Secara Umum limbah dibagi dua yaitu:

1. Limbah ekonomis, yaitu limbah yang dapat dijadikaan produk

sekunder untuk produk yang lain dan atau dapat mengurangi

pembelian bahan baku.

2. Limbah non ekonomis, yaitu limbah yang dapat merugikan dan

membahayakan serta menimbulkan pencemaran lingkungan.

Proses pengolahan limbah padat industri di kelompokkan

berdasarkan fungsinya yaitu pengkonsentrasian, pengurangan kadar air,

stabilisasi dan pembakaran dengan incinetor. Pengolahan tersebut pada

industri penghasil limbah dapat dilakukan sendiri-sendiri atau secara

berurutan tergantung dari jenis dan jumlah limbah padat yang dihasilkan.

Salah satu cara mengatasi limbah padat dengan cara pembakaran.

Pembakaran dilakukan sludge dengan suhu tinggi. Dalam proses

pembakaran limbah padat ini harus digunakan peralatan yang khusus

seperti insenerator karena dengan pembakaran dengan suhu tersebut

dapat sempurna dan tidak dihasilkan hasil sampingan yang akan

membahayakan lingkungan.

G. Pertanyaan Penelitian

Potensi energi dari limbah pertanian masih dimungkinkan untuk

dimanfaatkan lagi. Salah satunya pembuatan briket dengan proses yang

sederhana dapat dilakukan. Briket yang terdiri dari limbah ampas tebu dan

perekat dengan perbandingan fraksi massa yang optimal masih perlu

diteliti lebih lanjut. Bagaimanakah karakteristik briket ampas tebu sebagai

bahan bakar pengganti minyak tanah (kerosin). Sehingga briket ampas

tebu ini dapat direkomendasikan dan dijadikan sebagai bahan bakar

alternatif.


BAB Ill

TUJUAN DAN MANFAAT PENELlTlAN

A. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian yang dilakukan ini adalah:

1. Mendeskripsikan proses pembuatan biomassa dari limbah tanaman

dengan memanfaatkan ampas tebu menjadi briket bahan bakar

2. Menentukan nilai kalor y G g dikandung briket ampas tebu

3. Mendeskripsikan bahwa briket ampas tebu merupakan bahan bakar

alternatif yang dapat digunakan oleh masyarakat.

B. Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian ini nantinya diharapkan dapat digunakan

sebagai salah satu referensi dalam mengatasi limbah tanaman dan

lingkungan, menjadi rekomendasi bagi pemerintah serta pengembangan

penelitian dilingkungan akademik dan masyarakat.


BAB IV

METODE PENELlTlAN

A. Jenis Penelitian

Penelitian yang dilakukan adalah jenis penelitian eksperimen,

dimana hasil pengujian diperoleh melalui percobaan langsung terhadap

benda uji. Berdasarkan pokok masalah yang di bahas dalam bab

sebelumnya, maka data diperoleh melalui hasil pengujian lama nyala api

dan nilai kalor briket ampas tebu, dilanjutkan dengan pengamatan dan

analisa terhadap data yang diperoleh dari percobaan di laboratorium.

8. Waktu dan Tempat

Waktu pelaksanaan penelitian dilakukan dalam jangka waktu empat

bulan, mulai dari pengajuan proposal, proses pembuatan spesimen,

pengujian, analisa data sampai pembuatan laporan. Adapun tempat

pelaksanaan penelitian adalah di laboratorium konversi energi Teknik

Mesin FT-UNP Padang dan Labor PT. Sucofindo.

C. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ampas tebu dari

hasil penggilingan tebu. Ampas tebu diperoleh dari limbah lndustri

penghasil gula tebu (saka) dan pedagang penjual air tebu. Ampas tebu

kemudian dicacah dan dijadikan briket bahan bakar dengan menggunakan

pengikat tepung kanji (tapioka) yang dicampur getah damar. Bahan baku

untuk pembuatan briket diperlihatkan pada Gambar 1. Larutan kimia

Nafthalene, Alkali dan Reagensia (Na2C03) yang diperlukan dalam

pengujian nilai kalor.

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat

pencacah (mixer) ampas tebu, unit pencetak briket (Gambar 2), unit bomb

kalorimeter beserta kelengkapannya, unit oven pemanas, neraca analitik,


BAB IV

METODE PENELlTlAN

A. Jenis Penelitian

Penelitian yang dilakukan adalah jenis penelitian eksperimen,

dimana hasil pengujian diperoleh melalui percobaan langsung terhadap

benda uji. Berdasarkan pokok masalah yang di bahas dalam bab

sebelurnnya, maka data diperoleh rnelalui hasil pengujian lama nyala api

dan nilai kalor briket ampas tebu, dilanjutkan dengan pengamatan dan

analisa terhadap data yang diperoleh dari percobaan di laboratorium.

6. Waktu dan Tempat

Waktu pelaksanaan penelitian dilakukan dalam jangka waktu empat

bulan, mulai dari pengajuan proposal, proses pembuatan spesimen,

pengujian, analisa data sampai pembuatan laporan. Adapun tempat

pelaksanaan penelitian adalah di laboratorium konversi energi Teknik

Mesin FT-UNP Padang dan Labor PT. Sucofindo.

C. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ampas tebu dari

hasil penggilingan tebu. Ampas tebu diperoleh dari limbah lndustri

penghasil gula tebu (saka) dan pedagang penjual air tebu. Ampas tebu

kemudian dicacah dan dijadikan briket bahan bakar dengan menggunakan

pengikat tepung kanji (tapioka) yang dicampur getah damar. Bahan baku

untuk pembuatan briket diperlihatkan pada Gambar 2. Larutan kimia

Nafthalene, Alkali dan Reagensia (Na2C03) yang diperlukan dalam

pengujian nilai kalor.

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat

pencacah (mixer) ampas tebu, unit pencetak briket (Gambar 3), unit bomb

kalorimeter beserta kelengkapannya, unit oven pemanas, neraca analitik,


cawan, termometer, kawat pijar, tabung oksigen, lndikator methyl red,

stopwatch, buret, pinset dan tungku masak atau anglo (Gambar 4).

Alat bomb kalorimeter (Gambar 5) merupakan suatu alat yang

digunakan untuk menentukan panas yang dibebaskan oleh suatu bahan

bakar dan oksigen pada volume tetap. . . - - - - - . .

Getah Damar

Tapioka Gambar 2. Bahan Pembuatan Briket

Gambar 3. Pencetak Briket -- - / - - -

Gambar 4. Tungku (Anglo)

Gambar 5. Alat Uji Bomb Kalorimeter


D. Metode Pelaksanaan

Dalam penelitian ini dilakukan beberapa tahapan kegiatan. Diawali

dengan persiapan bahan dan alat beserta cetakan, pembuatan briket

ampas tebu dan pembuatan sampel uji nilai kalor.

Bahan utama berupa ampas tebu terlebih dahulu dicacah sampai

halus dan ditimbang sesuai kebutuhan pemakaian 70%. Selanjutnya

getah damar yang sudah kering dan dihaluskan dipersiapkan sebanyak

10%. Bahan pengikat briket digunakan tepung tapioka sebanyak 20%.

Setelah persiapan bahan selesai dilanjutkan dengan proses pembuatan

briket. Ampas tebu yang telah dicacah dengan mixer, serbuk getah damar

dan tepung tapioka dicampur dalam wadah dan diaduk beberapa menit

sampai benar-benar tercampur dengan merata. Kemudian air dimasukan

ke dalam wadah sambil di aduk lagi sampai air tersebut tercampur

dengan merata juga pada bahan-bahan campuran tadi. Campuran ini

diaduk terus sampai campuran tersebut mengempal seperti tanah

lempung. Proses pencetakan dilakukan dengan memasukan campuran

yang sudah mengempal tadi ke dalam cetakan sedikit demi sedikit sesuai

dengan ukuran beriket yang akan dibuat. Briket ampas tebu ini dibuat

berbentuk selinder dengan ukuran diamater + 50 mm dan tinggi + 45 mm.

Cetak seluruh campuran tersebut sampai selesai seluruhnya. Proses

pengeringan briket ampas tebu yang sudah di cetak kemudian dilakukan

proses pengeringan. Untuk mengeringkan briket dapat dijemur dengan

cahaya matahari, tetapi untuk mempercepat proses ini dilakukan dengan

memanggang briket dengan menggunakan open pemanas di atas tungku

sederhana. Tungku dapat terbuat dari tumpukan batu bata, dimana

dibawah open pemanas tersebut dinyalakan api untuk memanaskan open

pemanas. Pada saat proses ini harus diperhatikan Briket ampas tebu

harus benar-benar kering. Tempat penyimpanan briket ampas tebu tidak

diperlukan tempat khusus tetapi harus menghindarkan briket tidak terkena

air. Geometri dan dimensi briket yang diproduksi ditunjukkan pada

Gambar 6 dan Gambar 7.


Gambar 6. Geometri dan Dimensi Briket 7

Gambar 7. Briket Ampas Tebu yang di produksi

Briket ampas tebu yang telah kering kemudian dilakukan pengujian

terhadap kualitasnya. Beberapa ha1 yang diuji menyangkut kualitas briket

yaitu penetapan bahan kering dan nilai kalor briket. Pada pengujian ini

digunakan alat bomb kalorimeter. Pengujian lama nyala api briket ampas

tebu dilakukan pada tungku masak untuk mengetahui performanya. Pada

pengujian nyala api ini dilakukan dengan mencoba memasak air pada

tungku masak dan akan dilihat banyaknya keterpakaian briket. Kemudian

dibandingkan dengan memasak air dengan kompor biasa yang berbahan

bakar minyak.

E. Pengamatan

Setelah beberapa sampel briket diuji pada bomb kalorimeter dan

mendapatkan beberapa data uji, selanjutnya dilakukan pengolahan data

uji dengan kalkulasi matematis dengan menggunakan persamaan yang

ada. Sehingga dari keseluruhan pengujian akan diketahui nilai kalor rata-


rata briket. Demikian juga dengan pengujian lama nyala api briket

dianalisa secara teoritis dengan membandingkan hasilnya apabila

menggunakan bahan bakar minyak.

F. Diagram Alir Penelitian

Diagram alir penelitian seperti diperlihatkan pada Gambar 8.

/-

f Briket Ampas Tebu %bag.;'\\ ', Bahan Bakar Alternative I

I , Getah ,/ Ampas Tebu Tapioka '- --. .' Damar

1 Pembuatan Briket

,* Pengujian Briket - I I

7 I -

Uji Nilai Kalor a Uji Lama nyala api 1 (Bomb Kalorimeter) (Tunghu masak)

Kesimpulan dan Penulisan Laporan

L Selesai

Gambar 8. Diagram Alir Penelitian


BAB V

HASlL DAN PEMBAHASAN

A. Lama Nyala Api

Dari penelitian yang dilakukan diperoleh karakteristik kualitas briket

ampas tebu sebagai bahan bakar. Pengujian pembakaran briket ampas

tebu dilakukan pada tungku (anglo) yang berisikan 15 buah briket (+ 500

gram). Sebelum dibakar terlebih dahulu satu briket di rendam dengan

minyak tanah (kerosin) dan diletakkan pada bagian atas. Pada awal

pembakaran briket menimbulkan asap. Beberapa saat kemudian briket

terbakar dan menimbulkan lidah api berwarna merah. Sekitar 10,27 menit

kemudian terlihat nyala api berwarna kebiruan yang menandakan

dimulainya menghitung lama nyala api. Proses pembakaran briket ampas

tebu dalam tungku (anglo) dapat dilihat pada Gambar 9. Waktu nyala api

dipengaruhi oleh perekat yang dicampurkan pada pembuatan briket,

dimana perekat hanya mengikat ampas tebu pada briket. Lama nyala api

juga dipengaruhi oleh banyaknya briket ampas tebu yang dibakar sebagai

bahan bakar. Kondisi nyala api ini dapat bertahan sekitar 43,96 menit

tanpa penambahan. Dengan menggunakan bahan bakar minyak tanah

(kerosin) sebanyak 1 liter pembakaran dapat bertahan + 60 menit.

Gambar 9. Proses Pembakaran Briket Ampas Tebu


B. Pengujian Nilai Kalor

Dari hasil pengujian dengan menggunakan alat bomb kalorimeter

diperoleh nilai kalor atas (HHV) dan nilai kalor bawah (LHV). Dengan

menggunakan persamaan sebelumnya dapat dihitung Nilai kalor atas atau

higher heating value (HHV) dan nilai kalor bawah (LHV). Hasil pengujian

dan kalkulasi perhitungan nilai kalor seperti ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil Pengujian dan Kalkulasi Nilai Kalor

Berdasarkan kondisi bahan kering, komposisi kimia ampas tebu

akan mengalami perubahan dari kondisi basah. Komposisi kimianya terdiri

dari unsur C (carbon) 47 %, H (Hydrogen) 6,s %, 0 (Oxygen) 44 % dan

abu (Ash) 2,s %. Dengan berpedoman pada kondisi ini maka nilai kalor

ampas tebu dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Dulong dan

Petit.

Nilai kalor atas (Higher Heating Value):

Sampel uji

1

2

3

maka:

Nilai kalor bawah (Lower Heating Value):

LHV = H W - 2400 (H,O + 9 H,) kJ/kg

T1

(Oc)

27,18

27,12

27,07

maka: LHV = 17398,5 - 2400 (0 + 9(0,065))

= 15994,5 W l kg

Rata-rata

T2

("c)

26,89

26,82

26,76

18382,4

0,05

0,05

0,05

15142,4

G

(Jlkg)

73529,6

73529,6

73529,6

HHV

(kJ1kg)

17647,l

18382,4

19117,7

LHV

(kJlkg)

14407,l

15142,4

15877,7


BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa:

1. Dapat dibuktikan dalam pembuatan biomassa dari limbah tanaman

dengan memanfaatkan ampas tebu menjadi briket bahan bakar

serta dapat diperoleh informasi mengenai karakteristiknya.

2. Nilai kalor atas (HHV) briket ampas tebu rata-rata 18382,4 kJ/kg

dan nilai kalor bawah (LHV) 15142,4 kJlkg. Nilai ini diperoleh

dengan pengujian menggunakan alat bomb kalorimeter. Jika

dibandingkan dengan minyak tanah yang memiliki nilai kalor

sebesar 11.100 kKal/kg (46465 kJkg) menunjukkan bahwa nilai

kalor briket ampas tebu hanya 40 % dari nilai kalor minyak tanah

3. Dapat dibuktikan bahwa briket ampas tebu merupakan bahan bakar

alternatif yang dapat digunakan oleh masyarakat. Lama nyala api

briket ampas tebu dapat berlangsung selama 43,96 menit dengan

banyaknya briket 500 gram. Untuk 1000 gram (1 kg) briket ampas

tebu lama penyalaan pembakaran mencapai waktu 87,93 menit

Jika dibandingkan dengan pembakaran dengan bahan bakar

minyak tanah (kerosin) lama pembakaran mencapai & 60 menit.

Dengan demikian pemakaian briket ampas tebu sebagai bahan

bakar sangat dimungkinkan dan briket sangat berpotensi dijadikan

sebagai bahan bakar padat pengganti bahan bakar cair (minyak

ianah)

B. Saran

Kegiatan penelitian yang telah dilaksanakan masih dapat

dilanjutkan lagi untuk mendapaikan kajian yang lebih spesifik mengenai

karakteristik briket ampas tebu. iiasii penelitian ini dapat diaunakan

sebaqai referensi dalam menqatasi limbah tanaman dan linakunnan.


menjadi rekomendasi bagi pemerintah serta pengembangan penelitian

dilingkungan akademik dan masyarakat.

Laporan Hasil Peneiitian DIPA-UNP 2010

DAFTAR PUSTAKA

Borrnan, G.L., dan Ragland, K.W. (1998). Combustion Engineering, McGraw-Hill Book Co., Singapore.

Bureau of Energy Efficiency. (2004). Energy Efficiency in Thermal Utilities. Chapter 1.

Departernen Energi dan Surnber Daya Mineral (DESDM). (2004). Statistik Energi Indonesia.

Eddy dan Budi. (1990). Teknik Pembakaran Dasar dan Bahan Bakar, JTM-FTI-ITS, Surabaya.

Estela, A., (2002). Rice husk-an Alternative Fuel in Peru, Boiling Point No.48.

Grover, P.D. dan Mishra, S.K. (1996). Biomass Briquetting : Technology and Practices, Field Document No. 46, FAO-Regional Wood Energy Development Program (RWEDP) In Asia, Bangkok.

Harnbali, E., dkk. (2006). Jarak Pagar Tanaman Penghasil Biodiesel. Penebar Swadaya, Jakarta

M. M. Wakil. (1992). lnstalasi Pembangkit Daya, Jilid-1, Erlangga, Jakarta.

M. Syamsiro dan Hawin Saptoadi. (2007). Pembakaran Briket Biomassa Cangkang Kakao: Pengaruh Temperatur Udara Preheat, Seminar Nasional Teknologi (SNT), Yogyakarta, lSSN : 1978 - 9777.

Sudrajat, R. (1 983). Pengaruh Bahan Baku, Jenis Perekat, dan Tekanan Kempa Terhadap Kualitas Briket Arang. Laboran PPPHH No. 16517-17. Bogor.

Sulistyanto A. (2006). Karakteristik Pembakaran Biobriket Campuran Batubara dan Sabut Kelapa, Vol. 7 , No.2, pp 77-84


Syafi'i, W., (2003). Hutan Sumber Energi Mass Depan, http://www . kompas.co.id. Harian kompas 15 april 2003

Yahya Kurniawan dan H. Santoso. (2009). Listrjk Sebagai Ko -Pr~duk !zr^,fe;)sia,' ,cabrj;i G G ; ~ , jdr:-:& Lif$sj-,g Pertapiaq, 26 j < j

United Nations Environment Programme. (2006). Bahan Bakar dan Pembakaran. www.energyefficiencyasia.org OUNEP 23

1.repository.unp.ac.id/884/1/hasanuddin_27_11.pdf · limbah peternakan, sebagai bahan bakar adalah...

Documents