BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Energi Energi merupakan sektor utama dalam perekonomian Indonesia dewasa ini dan akan mengambil peranan yang lebih besar diwaktu yang akan datang baik dalam rangka penyediaan devisa, penyerapan tenaga kerja, pelesatarian sumber daya energi, pembangunan nasional serta pembangunan daerah. Situasi energi di Indonesia tidak terlepas dari situasi energi dunia. Konsumsi energi dunia yang makin meningkat menimbulkan kesempatan bagi Indonesia untuk mencari sumber energi silih (alternatif) untuk memenuhi kebutuhannya sendiri. Untuk itu perlu untuk mengidentifikasi sektor mana yang dapat dimanfaatkan sumber daya energi silih (Kadir, 1995). Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), energi adalah tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu. Definisi ini merupakan perumusan yang lebih luas daripada pengertian-pengertian mengenai energi pada umumnya dianut di dunia ilmu pengetahuan. Dalam pengertian sehari-hari energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan sesuatu pekerjaan. Seperti diketahui Indonesia sangat berkepentingan untuk menggantikan sumber daya energi minyak dengan sumber daya energi lainnya karena minyak merupakan sumber daya energi yang menghasilkan devisa selain gas alam. Oleh karena itu, sektor-sektor perekonomian yang memanfaatkan minyak sedapat mungkin menggantikannya dengan sumber daya lain seperti gas alam, batubara, panas bumi, listrik tenaga air, dan biomassa yang tersedia dalam jumlah besar (Reksohadiprojo, 1998). 6

2 2.2 Bahan Bakar Bahan bakar adalah istilah popular media untuk menyalakan api. Bahan bakar dapat bersifat alami dan dapat juga bersifat buatan. Bahan bakar alami misalnya, kayu bakar, batubara dan minyak bumi. Bahan bakar buatan misalnya, gas alam cair dan listrik. Sebenarnya, listrik tidak dapat disebut sebagai bahan bakar karena langsung mengahsilkan panas. Panas inilah yang sebenarnya dibutuhkan manusia dari proses pembakaran, disamping cahaya akibat nyalanya (Ismun, 1993). Biaya yang dibutuhkan untuk mendapatkan bahan bakar makin lama makin mahal. Makin tinggi teknologi yang digunakan untuk mengolah bahan bakar, maka makin mahal harganya. Demikian pula, makin langka bahan baku yang dipakai untuk menghasilkan bahan bakar. Maka harganya akan semakin mahal. Akibat langsung jika menggunakan bahan bakar semacam ini adalah biaya hidup tinggi sehingga tidak banyak orang yang mampu memanfaatkannya. Gas alam yang dicairkan, misalnya LNG tidak banyak terjangkau oleh masyarakat desa atau pedagang-pedagang kecil yang memerlukan bahan bakar (Anonimous, 2000). Konsumsi energi bagi manusia merupakan suatu masalah besar dimana sumber energi banyak digunakan sekarang yaitu minyak bumi dan batubara yang cadangannya makin menipis. Oleh sebab itu, penghematan konsumsi energi bagi umat manusia perlu ditanggulangi guna penyelamatan kebutuhan hidup masa datang. Hal ini bisa terjadi terutama di negara-negara berkembang (Nusyirwan dan Nuryetti, 1987). Pengetahuan mengenai sifat bahan bakar membantu dalam memilih bahan bakar yang benar untuk keperluan yang benar dan untuk penggunaan bahan bakar yang efisien. Uji laboratorium biasanya digunakan untuk mengkaji sifat dan kualitas bahan bakar (Reksohadiprojo, 1998). Jadi untuk melakukan pembakaran diperlukan dua unsur, yaitu : a. Bahan bakar b. Oksigen 7

3 Berbagai jenis bahan bakar (seperti bahan bakar cair, padat, dan gas) yang tersedia tergantung pada berbagai faktor seperti biaya, ketersediaan, penyimpanan, handling, dan lain-lain. 1) Bahan bakar padat Bahan bakar padat yang terdapat dibumi kita ini berasal dari zat-zat organik. Bahan bakar padat mengandung unsur-unsur antara lain : Zat arang atau Karbon (C), zat lemas atau Nitrogen (N), Hidrogen (H), Belerang (S), zat asam atau Oksigen (O) Abu dan Air yang kesemuanya itu terikat dalam satu persenyawaan kimia. 2) Bahan bakar cair Bahan bakar cair berasal dari minyak bumi. Minyak bumi didapat dari dalam tanah dengan jalan mengebornya pada ladang-ladang minyak, dan memompanya sampai ke atas permukaan bumi, untuk selanjutnya diolah lebih lanjut menjadi berbagai jenis minyak bakar. 3) Bahan bakar gas Didalam tanah banyak terkandung : Gas Bumi (Petrol Gas) atau sering disebut pula dengan gas alam, yang timbul pada saat proses pembentukan minyak bumi, gas tambang, dan gas rawa CH4 (Methane). Seperti halnya dengan minyak bumi, gas alam tersebut diperoleh dengan jalan pengeboran dari dalam tanah, baik di daratan maupun pada lepas pantai terhadap lokasilokasi yang diduga terdapat kandungan gas alam. 2.3 Biomassa Definisi Biomassa dan Pelet Biomassa Biomassa merupakan bahan yang potensial untuk menghasilkan berbagai produk yang bermanfaat melalui suatu proses konversi baik secara fisik, kimiawi, biologis, ataupun enzimatis untuk energi (bioetanol). Ketersediaan biomassa yang merupakan bahan terbarukan cukup melimpah, baik berupa hasil penanaman maupun berupa limbah. Sumber-sumber untuk membuat energi biomassa itu sendiri bisa berasal dari tumbuh-tumbuhan yang 8

4 mengandung selulosa, seperti kayu, cangkang sawit, sekam padi, tebu, dan lain-lain (Erlich, 2005). Suatu perubahan (konversi) dari suatu biomassa menjadi bentuk lainnya yang melibatkan keadaan fisik dari bahan tersebut. Konversi fisika meliputi penggerusan, penggerindaan, dan pengukusan untuk mengurai struktur biomassa dengan tujuan meningkatkan luas permukaan sehingga proses selanjutnya, kimia, termal, dan biologi bisa dipercepat. Proses ini juga meliputi pemisahan, ekstraksi, penyulingan, dan sebagainya untuk mendapatkan bahan berguna dari biomassa serta proses pemapatan, pengeringan, atau kontrol kelembaban dengan tujuan membuat biomassa lebih mudah diangkut dan disimpan. Teknologi konversi fisika sering digunakan pada perlakuan pendahuluan untuk mempercepat proses utama (Ismun, 1993). Pelet telah diproduksi sejak seabad yang lalu dengan menggunakan panas dan tekanan sehingga pelet berbentuk silindris, dapat diproduksi dari berbagai materi untuk tujuan yang berbeda-beda. Keuntungan yang diperoleh dari penggunaan pelet adalah densitasnya yang maksimal sekitar 40 lbs/ft 3, mengalir seperti cairan dan ideal dipergunakan untuk sistem yang otomatis, dapat digunakan pada kompor dan boiler, dapat digunakan dalam aplikasi berskala kecil maupun besar, mudah untuk ditangani, disimpan, dan ditransportasikan, serta meningkatkan karakteristik pembakaran dari bahan baku yang dipergunakan ( Gambar pelet biomassa dapat dilihat pada Gambar 2.1 dibawah ini. Gambar 2.1 Pelet Biomassa (Lit: 26) 9

5 Peletisasi biomassa merupakan salah satu upaya untuk mengembangkan penanganan, transportasi, pengubahan yang lebih mudah, dan penyimpanan sewaktu-waktu (Erlich, 2005). Untuk menghasilkan pelet biomassa yang memiliki kualitas yang baik, tahapan prosesnya dideskripsikan dalam skema pada Gambar 2.2 sebagai berikut: Penyiapan bahan baku 1 Pengayakan 2 4 Pencampuran 3 Pembuatan Pelet Pengeringan 5 Pengujian Gambar 2.2 Skema proses produksi pelet biomassa (Lit: 26) Serbuk Kayu Serbuk kayu adalah serbuk kayu dari jenis kayu yang sembarang diperoleh dari limbah ataupun sisa yang terbuang dari jenis kayu dan dapat diperoleh ditempat pengolahan kayu ataupun industri kayu. Serbuk ini biasanya terbuang percuma ataupun dimanfaatkan untuk bahan pembuatan obat nyamuk. Maka dicari alternatif untuk membuat limbah gergaji kayu lebih bermanfaat dalam penggunaannya (Effendi, 2005). 10

6 Gambar 2.3 Serbuk Kayu Limbah pengolahan kayu dapat digunakan untuk beberapa keperluan dan dapat dibedakan menjadi : kulit kayu, potongan kayu, serpihan dan serbuk hasil gergaji. Limbah kayu dapat terjadi di industri penggergajian, yang terdiri atas kayu-kayu dari berbagai bentuk dan ukuran yang pemanfaatannya belum secara optimal, pada umumnya banyak dimanfaatkan sebagai kayu bakar. Berdasarkan Departemen Kehutanan (2000) produksi kayu gergajian di Sumatera Utara pada tahun 2006 mencapai m 3. Dengan asumsi bahwa produksi limbah kayu gergajian sebesar 50% dan serbuk gergajian sebesar 15% (Departemen Kehutanan 1998/1999, dalam Pari, 2002) maka besarnya limbah kayu gergajian yang dihasilkan adalah sebesar m 3 dan produksi serbuk gergajian yang dihasilkan sebesar 9.992,4 m Tandan Kosong Kelapa Sawit Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan salah satu limbah industri minyak sawit yang jumlahnya cukup banyak dan mengandung serat yang cukup banyak serta sampai saat ini belum dimanfaatkan secara optimal. Menurut, hasil penelitian, 1 hektar kebun kelapa sawit bisa menghasilkan 1,5 ton TKS kering atau 2,64 TKS (kadar air 50%) per tahun (Anonim, 2005). 11

7 Gambar 2.4 Tandan Kosong Kelapa Sawit Pemanfaatan TKS sebagai sumber energi berupa pelet biomassa akan memberikan keuntungan secara finansial dan juga akan membantu di dalam pelestarian lingkungan. Ditinjau dari karakteristik bahan baku, jika dibandingkan dengan cangkang kelapa sawit, cangkang kelapa sawit memiliki banyak kemiripan. Perbedaan yang mencolok yaitu pada kadar abu yang biasanya mempengaruhi kualitas produk yang dihasilkan oleh cangkang kelapa sawit. Tabel 2.1 Kandungan proksimat cangkang kelapa sawit (Lit: 22) Parameter Hasil (%) Kadar air (moisture in analysis) 7.8 Kadar abu (ash content) 2.2 Kadar yang menguap (volatile matter) 69.5 Karbon aktif murni (fixed carbon) 20.5 (Sumber: Nugraha dan Rahmat, 2008) Briket Arang Briket arang adalah arang yang diolah lebih lanjut menjadi bentuk briket (penampilan dan kemasan yang lebih menarik) yang dapat digunakan untuk keperluan energi sehari-hari. Pembuatan briket arang dari limbah industri pengolahan kayu dilakukan dengan cara penambahan perekat tapioka, dimana 12

8 bahan baku diarangkan terlebih dahulu kemudian ditumbuk, dicampur perekat, dicetak dengan sistem hidrolik manual selanjutnya dikeringkan (Pari, 2002). Gambar 2.5 Briket Arang Briket arang juga disebut arang kayu yang diubah bentuk, ukuran, dan kerapatannya dengan cara mengempa campuran serbuk dengan bahan perekat. Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan briket adalah arang kayu atau kayu yang berukuran kecil yang diperoleh dari limbah industri penggergajian tau industri perkayuan. Tsoumis (1991), mengemukakan bahwa briket juga terbuat dari residu berkarbon, dan digunakan untuk pembakaran dan kegunaan lain yang berhubungan. Pada beberapa produk, bahan tambahan diperlukan, seperti lilin untuk menambah pembakaran, dan substansi lainnya untuk memberikan bau yang menyenangkan dan warna yang seragam. Arang dalam bentuk briket memiliki kelebihan dibandingkan dalam bentuk arang, yakni : 1. Memperbesar rendemen pada pembuatan arang karena arang yang diperoleh dapat dipergunakan dalam pembuatan briket arang. 2. Bentuknya seragam dan lebih padat atau memperkecil tempat penyimpanan dan transportasi. 3. Kualitas pembakaran lebih baik apabila digunakan tambahan yang sesuai 4. Lebih menguntungkan karena pada umumnya 40% terdiri dari bahan baku arang yang nilainya lebih rendah dari arang. 5. Bahan baku tidak terikat pada satu jenis kayu, hampir segala jenis kayu dapat digunakan sebagai bahan pembuatan briket arang. 13

9 Karakteristik briket arang yang terbuat dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan cangkang sawit sangat berbeda. Briket arang TKKS memiliki kadar abu yang lebih tinggi, sedangkan kadar kalor dan karbon terikatnya lebih rendah. Ditinjau dari segi kalor, kedua briket arang tersebut telah memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) untuk briket arang kayu yaitu minimal 5000 kalori/gram. Tabel 2.2 Kandungan proksimat briket dari tandan kelapa sawit dan cangkang kelapa sawit (Lit: 22) Karakteristik Briket Arang Tandan Kosong Kelapa Sawit Briket Arang Cangkang Kelapa Sawit Kadar air, % 9,77 8,47 Kadar abu, % 17,15 9,65 Kadar yang menguap, % 29,03 21,10 Karbon aktif murni, % 53,82 69,25 Nilai kalor, kal/g (Sumber: Nugraha dan Rahmat, 2008) 2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Pelet Lama Penyalaan Pelet Kecepatan pembakaran dipengaruhi oleh struktur bahan, kandungan karbon terikat dan tingkat kepadatan bahan. Jika pelet memiliki kandungan senyawa volatile (zat yang mudah menguap) yang tinggi, maka pelet akan mudah terbakar dengan kecepatan pembakaran yang tinggi (Jamilatun, 2008) Kadar Air Kadar air pelet adalah perbandingan berat air yang terkandung dalam pelet dengan berat kering pelet tersebut. Kadar air berhubungan langsung dengan nilai kalor. Kadar air tinggi mengakibatkan penurunan nilai kalor. Hal 14

10 ini diakibatkan oleh panas yang dihasilkan terlebih dahulu digunakan untuk mengeluarkan air dalam bahan bakar (Gandhi, 2010). Pengeringan adalah suatu proses penurunan kadar air suatu material sampai batas tertentu hingga dapat memperlambat laju kerusakan bahan akibat aktivitas biologis dan kimia sebelum material itu digunakan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pengeringan dapat dikategorikan pada faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internalnya adalah kadar air awal material yang akan dikeringkan, sedangkan faktor eksternal dapat berupa suhu, kelembaban dan kecepatan aliran udara pengering. Temperatur atau suhu menyatakan kemampuan suatu benda untuk memberi atau menerima panas. Semakin tinggi suhu dan semakin rendah kelembaban udara pengering maka semakin besar kemampuan pengeringnya. Bila suhu pengering dinaikkan maka panas yang dibutuhkan untuk penguapan air material menjadi berkurang. Semakin tinggi udara pengering, semakin banyak uap air yang dapat dikeluarkan sebelum kejenuhan terjadi dan semakin banyak uap air yang dapat diangkut, maka proses pengeringan akan lebih cepat (Gandhi,2010). Suatu cara untuk menentukan kadar air dari material adalah metode oven. Prosedur yang biasa adalah dengan menimbang berat sejumlah material dan menempatkan material didalam satu set oven. Prosedur ini adalah dirancang untuk mengeluarkan seluruh kandungan air dalam sampel sama dengan berat mula-mula berat sampel akhir. Faktor-faktor yang mempengaruhi penguapan adalah : 1. Laju pemanasan yaitu waktu yang diperlukan untuk memindahkan panas pada material. 2. Jumlah panas yang dibutuhkan untuk menguapkan tiap pound gram air. 3. Suhu maksimum pada material. 4. Tekanan pada saat terjadinya penguapan. 5. Perubahan lain yang mungkin terjadi didalam material selama proses penguapan berlangsung. 15

11 Kadar air pelet diharapkan serendah mungkin agar nilai kalornya tinggi dan mudah dinyalakan. Kadar air mempengaruhi kualitas pelet yang dihasilkan. Semakin rendah kadar air maka semakin tinggi nilai kalor dan daya pembakarannya. Sebaliknya, kadar air yang tinggi menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan akan menurun, karena energi yang dihasilkan banyak terserap untuk menguapkan air (Jamilatun, 2008). rumus : Perhitungan kadar air menggunakan standar ASTM D dengan Kadar Air = W1 W2 W1 Dimana : W1 = Berat mula-mula (gr) x 100%...(2.1) W2 = Berat setelah dikeringkan (gr) Nilai Kalor Nilai kalor adalah jumlah panas yang dihasilkan saat bahan menjalani pembakaran sempurna atau dikenal sebagai kalor pembakaran. Nilai kalor ditentukan melalui rasio komponen dan jenisnya serta rasio unsur didalam biomassa itu sendiri (Jamilatun, 2008). Nilai kalor sangat menentukan kualitas pelet. Semakin tinggi nilai kalor maka semakin baik kualitas pelet yang dihasilkan. Kadar air, kadar abu, volatile matter yang rendah dapat meningkatkan nilai kalor. Kandungan kadar karbon yang tinggi dapat meningkatkan nilai kalor. Pengujian terhadap nilai kalor bertujuan untuk mengetahui sejauh mana nilai panas pembakaran yang dihasilkan pelet. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Gandhi (2010), yaitu semakin banyak komposisi perekat, nilai kalornya semakin rendah. Ini dikarenakan bahan perekat memiliki sifat termoplastik serta sulit terbakar dan membawa lebih banyak air, sehingga panas yang dihasilkan terlebih dahulu digunakan menguapkan air dalam pelet. Semakin tinggi nilai kalor, semakin 16

12 baik kualitas pelet yang dihasilkan. Semakin besar nilai kalor maka kecepatan pembakaran semakin lambat. Penelitian ini menggunakan Oxygen Bomb Calorimeter yang dilakukan di Laboratorium Motor Bakar, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik,USU. Setelah diketahui besar kadar air lalu diukur kualitas nilai bakar dari pelet tersebut dengan Oxygen Bomb Calorimeter. Cara pengujian kualitas nilai bakar dilakukan dengan cara sebagai berikut : 1. Tabung bomb dibersihkan terlebih dahulu sebelum dan sesudah pengujian dilakukan. 2. Pelet biomassa ditimbang sebesar 0,20 gram. 3. Siapkan kawat untuk penyala dengan menggulungnya dan memasangnya pada tangkai penyala yang terpasang pada penutup bomb. 4. Lalu tempatkan cawan berisi bahan bakar pada ujung tangkai penyala. 5. Kemudian tutup bomb dengan kuat, setelah dipasang ring-o dengan memutar penutup tersebut. 6. Lalu oksigen diisikan ke dalam bomb dengan tekanan 30 bar. 7. Kemudian tempatkan bomb yang telah terpasang didalam kalorimeter. 8. Setelah itu masukkan air pendingin sebanyak 1250 ml. 9. Kemudian tutup kalorimeter dengan alat penutupnya. 10. Pengaduk air pendingin dihidupkan selama 5 menit sebelum penyalaan dilakukan, baca dan catat temperatur air pendingin. 11. Kemudian hidupkan penyalaan (gunakan tombol yang kanan), air pendingin terus diaduk selama 5 menit setelah penyalaan berlangsung. 12. Kemudian baca dan catat kembali temperatur akhir air pendingin, lalu matikan pengaduk. 13. Pengukuran dilakukan sebanyak 5 kali berturut-turut untuk suatu bahan bakar yang diuji dan diukur, dimana hasil pengujiannya adalah harga rata-rata dari hasil ketiga pengukuran yang dilakukan. Perhitungan : Temperatur air pendingin sebelum penyalaan = T 1 17

13 Temperatur air pendingin setelah penyalaan = T 2 Dimana T 2 >T 1 Panas Jenis Bomb Calorimeter = 73529,6 (Joule/g o C) Kenaikan temperatur akibat kawat penyalaan = 0,05 o C Kenaikan temperatur adalah = (T 2 T 1 0,05) o C Nilai panas (HHV) = (T 2 T 1 0,05) x Cv (KJ/kg) HHV = HHVi (kj/kg) 5 LHV = HHV (M + 9H 2 ) kj/kg LHV = Low Heating Value HHV = High Heating Value HHVi = Jumlah pengukuran nilai kalor sebanyak ulangannya Kadar Bahan Mudah Terbakar dan Menguap Besarnya kadar bahan mudah terbakar dan menguap (volatile matter) mempunyai hubungan terbalik dengan kadar karbon terikat. Semakin tinggi kandungan volatile matter dalam pelet maka kadar karbon terikat semakin rendah, sehingga menurunkan nilai kalor(jamilatun, 2008). Kadar bahan mudah terbakar dan menguap (volatile matter) atau sering disebut dengan zat terbang, berpengaruh terhadap pembakaran pelet. Semakin banyak kandungan kadar bahan mudah terbakar dang menguap pada pelet maka pelet semakin mudah untuk terbakar (Jamilatun, 2008). Perhitungan kadar bahan mudah terbakar dan menguap menggunakan standar ASTM D dengan rumus : VCm = D C x 100%...(2.2) D C = A B 18

14 Dimana : VCm = Volatile Combustible Matter (%) D = Berat sample (gr) C = Berat zat sisa pembakaran (gr) B = Berat crucible kosong (gr) A = Berat zat sisa pembakaran + berat crucible (gr) Kadar Abu Abu adalah bahan yang tersisa apabila kayu dipanaskan hingga berat konstan. Kadar abu ini sebanding dengan kandungan bahan anorganik didalam kayu. Abu berperan menurunkan mutu bahan bakar karena menurunkan nilai kalor (Onu, 2010). Abu merupakan bagian yang tersisa dari proses pembakaran yang sudah tidak memiliki unsur karbon lagi. Unsur utama abu adalah silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor yang dihasilkan. Semakin tinggi kadar abu maka semakin rendah kualitas pelet karena kandungan abu yang tinggi dapat menurunkan nilai kalor pelet. Kandungan abu dan komposisinya tergantung pada macam bahan dan cara pengabuannya. Kadar abu dapat ditentukan dengan pengoksidasian zat pada suhu yang tinggi. Bahan yang mempunyai kadar air tinggi sebelum pengabuan harus dikeringkan dahulu, karena jika kadar air tinggi, maka kadar abunya akan tinggi juga. Bahan yang akan diabukan ditempatkan dalam wadah khusus yang disebut krus yang terbuat dari porselin, silika, quart, nikel, atau platina. Penggunaan krus porselin sangat luas, karena dapat mencapai berat konstan yang cepat dan murah tetapi mempunyai kelemahan sebab mudah pecah pada perubahan suhu yang mendadak. Wadah yang terbuat dari nikel tidak dianjurkan karena dapat bereaksi dengan bahan membentuk nikelkarbonil bila produk banyak mengandung karbon. Pengabuan dilakukan dengan muffle yang dapat diatur suhunya, tetapi bila tidak tersedia dapat menggunakan pemanas bunsen.pengabuan dianggap selesai apabila diperoleh 19

15 sisa pengabuan yang umumnya berwarna putih abu-abu dan beratnya konstan dengan selang waktu pengabuan 30 menit (Sudarmadji, 1989). Perhitungan kadar abu pelet menggunakan standar ASTM D dengan rumus : Kadar Abu = A B x 100%...(2.3) C Dimana : A = bobot crucible + Abu B = bobot crucible kosong C = bobot pelet Kadar Karbon Terikat Kadar karbon terikat menunjukkan jumlah zat dalam biomassa kandungan utamanya adalah karbon, hidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen yang tidak terbawa dalam bentuk gas. Kandungan selulosa dalam kayu akan mempengaruhi besarnya kadar karbon terikat dalam pelet. Semakin besar kandungan selulosa menyebabkan kadar karbon terikat semakin besar, hal ini dikarenakan komponen penyusun selulosa adalah karbon. Kadar karbon pelet menentukan kualitas pelet. Kadar karbon terikat yang tinggi menunjukkan kualitas yang baik. Semakin tinggi kandungan kadar karbon terikat maka nilai kalor yang dihasilkan tinggi (Saputro, 2008). Perhitungan kadar karbon terikat pelet menggunakan standar ASTM D dengan rumus : Rumus : FC + VCM + KA + Kab = 100% FC = 100% - KA Kab VCM...(2.4) Dimana = FC = Kadar Karbon Terikat (%) KA = Kadar Air (%) 20

16 KAB = Kadar Abu (%) VCM = Kadar Zat Mudah Menguap dan Terbakar (%) Laju Pembakaran Pelet Laju pembakaran pelet adalah kecepatan pelet habis sampai menjadi abu dengan berat tertentu. Perhitungan laju pembakaran dengan menggunakan rumus : LP = W t...(2.5) Dimana : LP = Laju pembakaran (gr/detik) W = Massa pelet (gr) t = Waktu sampai pelet habis (detik) Efisiensi Efisiensi pelet diperoleh dengan menggunakan nilai kalori pada masing-masing perlakuan komposisi. Perhitungan efisiensi dengan menggunakan rumus : η = Qout Qin...(2.6) Dimana : Qout = Jumlah total energi untuk memasak air (J) Qin = Nilai kalor dari berat pelet yang digunakan (J) Energi untuk memasak air merupakan nilai kalor atau panas yang dihasilkan pelet sampai air mendidih atau sampai suhu tertentu dengan menggunakan rumus : Q = m. c. t 21

17 Dimana : Q = Jumlah panas untuk mendidihkan air (Joule) c = Panas jenis air (kj/kg.k) m = Massa pelet (kg) t = Kenaikan suhu ( 0 C) Konsumsi Bahan Bakar Konsumsi bahan bakar adalah jumlah kebutuhan bahan bakar yang digunakan selama proses pembakaran berlangsung. Perhitungan konsumsi bahan bakar dengan menggunakan rumus : w = LP x t...(2.7) Dimana : w = Konsumsi bahan bakar (gr) Lp = Laju pembakaran (gr/detik) t = Waktu yang dibutuhkan (detik) Kebutuhan Udara Pembakaran Kebutuhan udara pembakaran didefinisikan sebagai kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk pembakaran 1 kg bahan bakar secara sempurna yang meliputi : a. Kebutuhan udara teoritis Kebutuhan udara bahan bakar teoritis menunjukkan kebutuhan udara minimum untuk pembakaran sempurna suatu bahan bakar. Kebutuhan ini dapat ditentukan dengan analisis ultimate begitu terbakar. Kebutuhan ini dapat dihitung sebagai berikut : Ut = 11,5 C + 34,5 (H-O/8) + 4,32 S kg/kgbb 22