EFEKTIFITAS BRIKET ARANG CANGKANG BIJI METE SEBAGAI ENERGY TERBARUKAN RAMAH LINGKUNGAN SKALA RUMAH TANGGA

Transkripsi

1 EFEKTIFITAS BRIKET ARANG CANGKANG BIJI METE SEBAGAI ENERGY TERBARUKAN RAMAH LINGKUNGAN SKALA RUMAH TANGGA 1) Y. Yulianto Kristiawan, 2) Arif Setyo Nugroho 1)2) Teknik Mesin Akademi Teknologi Warga Surakarta Abstract Fossil fuels are energy sources that can not be updated so will result in the depletion of fossil fuel reserves in the world. Various solutions have been offered by scientists in the world to look for alternatives to fossil fuels. Biobriket is one alternative fuel that is essentially derived from biomass materials. Calorific value of the largest cashew nut shell briquettes on the composition ratio of 35%: 55%: 10% (cashew nut shell: wood: adhesive) amounted to calories / gram. And 1 liter of water can heat up quickly compared to most other variation is 21 minutes. And using kerosene boiling takes 35 minutes. Keywords: Bibriket, nut shells, wood waste, heat, temperature PENDAHULUAN Briket merupakan bahan bakar padat yang terbuat dari campuran biomassa, bahan bakar padat ini merupakan bahan bakar alternatif yang paling murah dan dapat dikembangkan secara missal dalam waktu yang relative singkat mengingat teknologi dan peralatan yang relative sederhana. Pada pembuatan biobriket membutuhkan campuran dengan biomassa, dimana biomassa yang telah dikembangkan selama ini sebagai campuran dalam biobriket adalah ampastebu, jerami, sabutkelapa, serbuk gergaji, ampasaren dan jarak pagar. Bahan baku pembuatan biobriket dalam penelitian ini berupa kulit kacang tanah dan kulit kacang mete. Pembuatan briket arang atau biomassa lainnya meliputi tahapan :pengarangan, penggilingan, pencam-purandenganperekat, pencetakan / pengempaan dan pengeringan. Menurut Wisnudkk (2009), ukuran serbuk arang yang halus untuk bahan baku briket arang akan mempengaruhi ketahanan tekan dan kerapan briket arang. Semakin halus maka kerapatannyaa kan semakin meningkat. Makin halus ukuran partikel, makin baik briket yang dihasilkan. Bahan perekat yang digunakan untuk memberikan daya rekat pada biobriket sebagai bahan bakar padat. Penggunaan bahan pengikat harus diatur sehingga bahan pengikat tersebut dapataktif dalam Efektifitas Briket Arang... 66

2 penggunaannya. Bahan perekat yang umum digunakan adalah tar atau aspal, tetes tebu, dantepung kanji. Wisnu B (2009) menyatakan bahwa tekanan diperlukan supaya perekat dapat menyebar sempurna kedalam celah-celah dan keseluruhan permukaan serbuk arang. Besarnya tekanan pengempaan akan berpengaruh terhadap kerapatan dan porositas briketarang yang dihasilkan. Biobriket yang dihasilkan setelah pengepresan masing mengandung air yang cukuptinggi (sekitar 50%). Tujuan pengeringan adalah mengurangi kadar air dalam briket sehingga memudahkan pembakaran briket dan sesuai dengan ketentuan yang berlaku. Pengeringan dapat dilakukan dengan alat pengering oven, atau denganpenjemuran. DirektoratJenderal Perkebunan. 2011, Produksijambu mete di Indonesia padatahun 2011 sebesar ton. Apabila 1 kg kacang mete Gambar 1 kompor briket dan kelengkapan pengujian menghasilkan 0,3 kg kulitkacang, m aka jumlah kulit ( cangkang) kacang mete yang dihasilkan pada tahun 2011 adalah ,2 ton. Hal ini membuktikan bahwa banyaknya limbah kulit kacang mete melimpah. Dengan demikian limbah cangkangkacang mete sangat berpotensi menjadi sumber energi alternatif. METODE METHODOLOGI Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode penelitian eksperimental, dimana penulis membuat biobriket berbahan campuranarang kulit kacang mete dan arang kayu, yang kemudian diujikanuntuk diketahui karakteristik pembakaran.hasil pengujian akan dibandingkan dengan standar yang berlaku apakah biobriket yang dibuat memenuhi baku mutu atau tidak. Variabel Penelitian 1. Variabel Bebas Variabel bebas dalam penelitian ini adalah perbandingan massa arang dan arang kulitkacang mete dengan kandungan perekat kanji yaitu 15 % arang kayu :75 % arang bungkil kacang mete, 25 % arang kayu :65% arang bungkil kacang mete,35% arang Efektifitas Briket Arang... 67

3 kayu:55% bungkil kacang mete, 45% arang kayu :45% arang bungkil kacang mete, 55% bungkil kayu:35% arang bungkil kacang mete. 2. Variabel Terikat Variabel terikat dalam penelitianini adalah nilai kalor, kadarabu, kuat tekan biobriket, dan uji nyala. 3. Varibel Kontrol Variabel kontrol dalampenelitian ini adalah tekananpengepresan yakni sebesar 200 bar, briket dicampur bahan perekattetes tebu sebesar berat gram. 1.1 DIAGRAM ALIR Gambar 1 Diagram alirpenelitian KAJIAN PUSTAKA Arang merupakan 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 Efektifitas Briket Arang... 68

4 terjadi kebocoran udara didalam ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi. Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap) (Sembiring dan Sinaga 2003). Dan salah satu syarat terbentuknya arang yang baik adalah bila dalam bahan bakunya terkandung lignin yang tinggi. Untuk penelitian ini digunakan limbah kayu jati karena di sekitar solo banyak pengusaha kayu, dan limbahnya tidak banyak dimanfaatkan secara maksimal. Menurut Angga Yulianto (2005) menjelaskan bahwa kayu jati tersebut memiliki lignin sebesar 20 % - 30 %. Dan untuk pembuatan arang diperlukan temperatur yang tinggi dan bertahap. Proses Pembuatan Arang : Kayu jati tersebut berbentuk potongan tak beraturan (berbentuk chip). Selain kayu jati, bahan pembuatan karbon yang lain adalah bungkil biji jambu mete. Menurut Ioannidou dkk ( 2007) Proses karbonisasi baik untuk kayu maupun bungkil biji jambu mete adalah sebagai berikut : - Pada suhu sampai 200 o C adalah terjadi penguapan air yang terkandung dalam kayu. - Temperatur 170 o C- 250 o C terjadi peristiwa precarbonization yaitu terkondensasinya lignin secara endhothermik. - Temperatur 250 o C -300 o C peruraian lignin dan lebih banyak tar. - Temperatur diatas 300 o C kandungan karbon semakin meningkat dan terjadilah arang. Untuk arang bungkil biji jambu mete cara pembuatannya adalah sama. Parameter Karakteristik Briket 1) Kadar Abu Kadar abu dalam bahanbakar bisa diketahui dengan caramenimbang berat bahan sampleyang sudah menggunakan rumus berdasarkan ASTMD Kadar Abu (%) = [(A B) / C] x 100 Dimana: A = Berat cawan dan sisa abu (gr) B = Berat cawan (gr) C = Berat sample yang digunakan(gr) 2) Nilai Kalor Menurut Standard Operating Procedure PARR Adiabatic Calorimeter untuk mengetahui nilai kalor suatu bahanbakar perlu diketahui terlebih Efektifitas Briket Arang... 69

5 dahulustandard benzoid yang nantinya akandigunakan sebagai konstanta untukmengetahui nilai kalor suatu bahan.bahan bakar dibakar dalam oxygenbomb calorimeter yang diletakkan didalam oval bucket yang didalamnyadiisi dengan air, nilai kalor suatubahan adalah selisih temperatur airsebelum dan sesudah terjadinyaproses pembakaran suatu bahan didalam oxygen bomb calorimeter 3) Kerapatan Pengujian ini dilakukan dengan mendeterminasi berapa rapat massa biobriket melalui perbandingan antara massa biobriket dengan besarnya dimensi volumetrik biobriket berbahan arang kulit jambu mete dan kulit kacang tanah. Kerapatan biobriket : Dimana : ρ = kerapatan biobriket(g/cm3) m = massa biobriket (g) Vtot = volume total (cm3) r = jari-jari (cm) t = tinggi biobriket (cm) 4) Kuat Tekan Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan mesin press. Biobriket dibebani beban tertentusampai hancur. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari penelitian yang dilakukan, dengan bahan bakar seberat 100 gr setiap variasi dapat dihasilkan data sebagai berikut : Efektifitas Briket Arang... 70

6 Waktu Pengujian ( menit) UJI NYALA PEMANASAN AIR 1 LITER ( 75% cgk :15% ak:10% kj) ( 65% cgk :25% ( 55% cgk :35% ak:10% kj) ak :10% kj) Komposisi Briket Gambar 2 tabel uji nyala ( 45% cgk :45% ak :10% kj) ( 35% cgk :55% ak:10% kj) Dari pengujian yang telah dilakukan, dengan memanaskan air sebanyak 1 literdengan model komporbriketsepertipadagambar 1 dan berat masing-masing briket sebanyak 100 gram dapat dihasilkan data bahwa pada variasi campuran briket 35% arang bungkil mete : 55% arang kayu dengan perekat 10 % waktu pendidihan air paling cepat dintara variasi yang lain yaitu 21 menit. Tabel 2. Uji nilai kalor dari briket NO Variasi komposisi campuran cangkang mete 35% 45 % 55 % 65% 75% Kayu 55 % 45 % 35% 25 % 15 % perekat Kalori Kalori/g 4886,2 4543,8 4413,4 4373,3 4367,2 Dari pengujian dapat diketahui bahwa nilai kalori yang paling besar pada komposisi 35% arang cangkang mete dan 55 % arang kayu sebesar 4886,2 kalori/gram. Untuk Efektifitas Briket Arang... memanaskan air 1 liter memerlukan waktu tercepat 21 menit dan kalori yang dimiliki terbesar yaitu 6386,114 kalori/gram, memiliki warna nyala merah cerah dan waktu 71

7 ini lebih cepat dibandingkan bila memanaskan air menggunakan bahan bakar minyak tanah yaitu 35 menit. Dari pengujian yang telah dilakukan rata- rata briket terbakar habis menjadi abu dalam 100 gram adalah 34 menit. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis data penelitian mengenai pengaruh komposisi variasi campuran dan penambahan perekat terhadap sifat fisik arang briket cangkang mete dan arang kayu, diperoleh kesimpulan sebagai berikut : Nilai kalor pada briket kulit biji mete terbesar pada komposisi perbandingan 35%:55%:10% (cangkang biji mete : kayu : perekat) sebesar 6886,2 kalori/gram. Kemudian untuk semua variasi dengan menggunakan kayu terjadi penurunan seiring dengan penurunan prosentase kayu. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan baik uji kalori maupun uji nyala dengan komposisi atau variasi cangkang mete 35% : 55% arang kayu dan perekat kanji, untuk memanaskan air 1 liter memerlukan waktu tercepat 21 menit dan kalori yang dimiliki terbesar yaitu 6386,114 kalori / gram danwaktu ini lebih cepat dibandingkan bila memanaskan air menggunakan bahan bakar minyak tanah yaitu 35 menit. Briket dari cangkang metedankayu berpotensi untuk diproduksi dalam jumlah besar dikarenakan memiliki nilai kalor yang tinggi. DAFTAR PUSTAKA Direktorat Jenderal Perkebunan LuasAreal dan Produksi Jambu Mete diseluruhindonesia. enbun.deptan.go.id/cigraph/in dex.php/viewstat/komoditiuta ma/3-jambu%20mete, diakses tanggal2 Mei 2012 Ioannidou,O dan A Zabaniotou,2007,Agriculture Residues as Precursors for Activated Carbon Production- A Review.Renewable and Sustainable E review 11: pp Ismayana A., Moh. Rizal A Pengaruh Jenis dan Kadar Bahan Perekat padapembuatan Briket Blotong SebagaiBahan Bakar Alternatif. Jurnal TeknikIndustri Pertanian Vol. 21(3), Sumangat D., Wisnu B Kajian Teknisdan Ekonomis Pengolahan BriketBungkil Jarak Pagar Sebagai BahanBakar Tungku. Buletin Teknologi Pascapanen Pertanian Vol ,Bogor. Sembiring, MT. Sinaga, TS Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatan. Jurusan Teknik Industri Fakultas Efektifitas Briket Arang... 72

8 Tri Teknik. Universitas Sumatera Utara. Wijayanti.2012.Pembuatan Biobriket dari Campuran Limbah Kacang Tanah dan Limbah Kacang Mete Menggunakan Perekat Tetes Tebu.Pendidikan Teknik Mesin UniversitasNegeri Surabaya. Yulianto, A., dan Kusumaningrum, K., 2005, Pembuatan Briket Bioarang dari Arang Serbuk Gergaji., Teknik Kimia,Universitas Diponegoro. Efektifitas Briket Arang... 73