Briket dari Char Hasil Pirolisa Tempurung Kelapa (Coconut Shells) Rhoisyatul Amilia 2307.100.129 Oleh: Septian Era Yusindra 2307.100.142 Pembimbing: Prof. Dr. Ir. H. M. Rachimoellah, Dipl. EST Laboratorium Biomassa dan Konversi Energi Jurusan Teknik Kimia-FTI-ITS 2011
Outline 1 Latar Belakang 2 Tujuan Penelitian 3 Metodologi Penelitian 4 Hasil Dan Pembahasan 5 Kesimpulan
Latar Belakang Kebutuhan energi meningkat Menipisnya cadangan minyak bumi Energi alternatif yang terbarukan dan terjangkau masyarakat Naiknya harga minyak bumi
Latar Belakang Pirolisis
Latar Belakang Potensi Energi Terbarukan di Indonesia Sumber Potensi Kapasitas Terpasang (MW) Pemanfaata n (MW) (%) Large Hydro 75 000 4 200 5.600 Biomassa 50 000 302 0.604 Geothermal 20 000 812 4.060 Mini/mikro hydro 459 54 11.764 Energi Cahaya 15 6487 5 3.19 X 10-3 (Solar) Energi Angin 9 286 0.50 5.38 X 10-3 Total 311 232 5 373.5 22.03 (Ditjen Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2001; ZREU, 2000 )
Latar Belakang Gas Dimanfaatkan sebagai bahan bakar gas Pirolisis Tar Dimanfaatkan sebagai bahan bakar cair/bio-oil Char Kurang dimanfaatkan
Tujuan Penelitian Char hasil pirolisis Suhu proses pirolisis Ukuran partikel char tempurung kelapa Kadar perekat Kadar air (moisture content) Kadar zat terbang (volatile matter) Kadar abu (ash content) Kadar karbon tetap (fixed carbon) Nilai kalor Kuat tekan
Metodologi Penelitian Variabel Tetap Massa char yang akan dicetak : 15 gram Tekanan pembriketan : 130 kg/cm 2 Variabel Berubah Suhu pirolisis : 300 o C dan 500 o C Ukuran partikel char tempurung kelapa : 40 mesh, 60 mesh, 80 mesh, dan 100 mesh Kadar perekat terhadap briket : 5%, 10%, dan15% Variabel Respon Kadar air (moisture content) Kadar zat terbang (volatile matter) Kadar abu (ash content) Kadar karbon tetap (fixed carbon) Kuat tekan Nilai kalor
Metodologi Penelitian Diagram Alir Penelitian Persiapan Tempurung Kelapa Pirolisis Pemanasan 300 & 500 o C selama 1jam Char Persiapan Char Pembriketan Pengovenan Ukuran char 40,60,80, dan 100 mesh Perekat kanji (5%,10%,15% berat char) : air (1 : 10) Pada suhu 60 o C selama 2x24 jam BRIKET Proses Analisa
Metodologi Penelitian Pirolisis 2 Keterangan : 1. Reaktor pirolisis 7 4 2. Alat penunjuk suhu 3 1 5 3. Pemanas 4. Termokopel 5. Kondensor pendingin 6 6. Penampung tar 7. Tabung gas N 2 Rangkaian Alat Pirolisis
Metodologi Penelitian Pembuatan Briket Keterangan : 1 2 3 4 5 1. Penekan 2. Cetakan 3. Pengungkit 4. Alat pembaca tekanan 5. Pompa hidrolik
Metodologi Penelitian Pembuatan Briket Keuntungan pembriketan : 1 2 3 4 5 Mudah disimpan dan diangkut. Mempunyai ukuran dan kualitas yang seragam.
Metodologi Penelitian Tahap Analisa Analisa Proksimat Nilai Kalor Kuat Tekan Terdiri dari: Moisture Content (ASTM D 3173-87) Vollatile Matter (ASTM D 3175-89) Ash Content (ASTM D 3174-89) Fixed Carbon (ASTM D 3172-89) Bom kalorimeter
Hasil dan Pembahasan Pirolisis suhu 500 C Run Feed (gram) Char (gram) 1 100 32,1563 2 100 32,3721 3 100 33,1426 4 100 31,6589 5 100 32,2537 6 100 32,0213 7 100 31,6735 8 100 32,3218 9 100 32,2462 10 100 30,9752 11 100 31,3527 12 100 32,1053 Rata-rata 32,0233 Pirolisis suhu 300 C Run Feed (gram) Char (gram) 1 100 35,7143 2 100 35,7459 3 100 34,9842 4 100 35,4371 5 100 35,4318 6 100 34,6278 7 100 34,5186 8 100 35,7283 9 100 36,7164 10 100 35,4286 11 100 35,8127 12 100 35,1213 Rata-rata 35,4389
Hasil dan Pembahasan Analisa Moisture Content (MC) MC : 300 o C : 2,4246-4,2448% 500 o C : 1,0085-4,8737% MC 500 < 300 o C MC 40 < 60 < 80 <100 mesh MC 5 < 10 < 15 % Pengaruh kadar air : Meningkatkan kehilangan panas. Membantu pengikatan partikel halus. Menurunkan nilai kalor.
Hasil dan Pembahasan Analisa Volatile Matter (VM) VM : 300 o C : 75,4663-88,5663 % 500 o C : 71,4736-87,2965 % VM 500 < 300 o C VM 40 < 60 < 80 <100 mesh VM 5 < 10 < 15 % Pengaruh kadar zat terbang : Membantu memudahkan penyalaan briket. Mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas api. Mempengaruhi kebutuhan udara sekunder.
Hasil dan Pembahasan Analisa Ash Content (AC) AC : 300 o C : 7,1751-8,4277 % 500 o C : 7,2853-8,1722 % AC 500 < 300 o C AC 40 < 60 < 80 <100 mesh AC 5 < 10 < 15 % Pengaruh kadar abu : Mempengaruhi tingkat pengotoran dan korosi peralatan yang dipakai. Menurunkan nilai kalor.
Hasil dan Pembahasan Analisa Fixed Carbon (FC) FC : 300 o C : 0,0137-14,4117 % 500 o C : 0,01-20,2325 % FC 500 > 300 o C FC 40 > 60 > 80 > 100 mesh FC 5 > 10 > 15 % FC = 100% - (MC + VM + AC)
Hasil dan Pembahasan Analisa Nilai Kalor NK : 300 o C : 6247,06-6715 kcal/kg 500 o C : 5959,39-6740 kcal/kg NK 500 > 300 o C NK 40 > 60 > 80 > 100 mesh NK 5 > 10 > 15 % Pengaruh nilai kalor : Pemanasan Pembakaran
Hasil dan Pembahasan Analisa Kuat Tekan KT : 300 o C : 42,44-97,62 kg/cm 2 500 o C : 45,27-101,86 kg/cm 2 KT 40 < 60 < 80 < 100 mesh KT 5 < 10 < 15 % Pengaruh kuat tekan : Packaging Transportasi
Hasil dan Pembahasan Hasil Penelitian 1 4,8% Moisture content Standar Permen ESDM No 47 2006 < 15% 71,47 88,56% Volatile matter Sesuai bahan baku 7,18 8,98% Ash content < 10% 1 19,76% Fixed carbon Sesuai bahan baku
Hasil dan Pembahasan Hasil Penelitian Standar Permen ESDM No 47 2006 5959,39-6740 kcal/kg Nilai kalor 4400 kcal/kg 42,44-101,86 kg/cm 2 Kuat tekan 65 kg/cm 2
Hasil dan Pembahasan Standar Kualitas Briket Internasional Hasil Penelitian No Sifat-Sifat Briket Arang Jepang Inggris USA 1 Kadar Air (%) 6-8 3-4 6 2 Kadar Zat Terbang (%) 15-30 16 19 3 Kadar Abu (%) 3-6 8-10 18 4 Kadar Karbon Tetap (%) 60-80 75 58 5 Nilai Kalor (kcal/kg) 6000-7000 7300 6500 7 Kuat Tekan (kg/cm 2 ) 60 12,7 62 (Agus Sunyata dkk,2008) 1 4,8% 71,47 88,56% 7,18 8,98% 1 19,76% 5959,39-6740 kkal/kg 42,44-101,86 kg/cm 2
Hasil dan Pembahasan Briket Tempurung Kelapa Kelebihan Moisture content rendah Ash content rendah Nilai kalor tinggi Kuat tekan tinggi Kekurangan Volatile matter tinggi Fixed carbon sedikit rendah
Kesimpulan Suhu pirolisis >> Ukuran partikel char >> Kadar perekat << mempengaruhi Kadar air (moisture content) << Kadar zat terbang (volatile matter) << Kadar abu (ash content) << Kadar karbon tetap (fixed carbon) >> Nilai kalor >> Kuat tekan << Briket terbaik Suhu pirolisis : 500 o C Ukuran partikel : 80 mesh Kadar perekat : 10% Kadar air (moisture content) : 2,8106% Kadar zat terbang (volatile matter): 81,0964% Kadar abu (ash content) : 7,8374% Kadar karbon tetap (fixed carbon) : 8,255% Nilai kalor : 6458,86kcal/kg Kuat tekan : 66,49 kg/cm 2
Daftar Pustaka BPPI (Balai Penelitian dan Pengembangan Industri). 1996. Pengembangan Pembuatan Briket Abu Sabut Kelapa untuk Eksport. Laporan Penelitian No.96/0570. BPPI. Manado Jamilatun,S. 2011. Kualitas Sifat-sifat Penyalaan dari Pembakaran Briket Tempurung Kelapa, Briket Serbuk Gergaji Kayu Jati, Briket Sekam Padi dan Briket Batubara. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Kejuangan.Yogyakarta Manalu, R. 2010. Pengaruh Jumlah Bahan Perekat terhadap Kualitas Briket Bioarang dari Tongkol Jagung. Laporan Skripsi Departemen Teknik Pertanian. USU. Medan Nurpanca,I dkk. 2007. Briket dari Char Hasil Pirolisa Gambut Kalimantan. Laporan Skripsi Jurusan Teknik Kimia. ITS. Surabaya Pranata,J. 2007. Pemanfaatan Sabut dan Tempurung Kelapa serta Cangkang Sawit untuk Pembuatan Asap Cair sebagai Pengawet Makanan Alami. Laporan Penelitian Direktur Eksekutif JINGKI Institute. Alumnus Universitas Malikussaleh. Lhokseumawe PERMEN ESDM (Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral). 2006. Pedoman Pembuatan dan Pemanfaatan Briket Batubara dan Bahan Bakar Padat Berbasis Batubara. Ketetapan No 047. PERMEN ESDM. Jakarta Rachimoellah dkk. 1997. Kinetika Reaksi Dekomposisi Termal Gambut Kalimantan. Jurnal Penelitian Jurusan Teknik Kimia. ITS. Surabaya Samsuri dkk. 2007. Pirolisis Gambut menjadi Bahan Bakar Gas. Jurnal Penelitian Jurusan Teknik Kimia. ITS. Surabaya
Daftar Pustaka Subroto dkk. 2007. Pengaruh Variasi Tekanan Pengepresan terhadap Karakteristik Mekanik dan Karakteristik Pembakaran Briket Kokas Lokal. Jurnal Teknik Gelagar 18(01) 73-79 Sundari,D. 2009. Karakteristik Briket Arang dari Serbuk Gergaji dengan Penambahan Arang Cangkang Kelapa Sawit. Laporan Skripsi Departemen Kehutanan. USU. Medan Sunyata,A. 2008. Pengaruh Kerapatan dan Suhu Pirolisa terhadap Kualitas Arang Serbuk Kayu Sengon. Laporan Skripsi Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian. Yogyakarta Trihadiningrum,Y dkk. 2007. Eko-briket dari Sampah Plastik Campuran dan Lignoselulosa. Jurnal Purifikasi 8(2) 139-144 Yudanto,A dkk. 2009. Pembuatan Briket Bioarang dari Arang Serbuk Gergaji Kayu Jati. Laporan Skripsi Jurusan Teknik Kimia. UNDIP. Semarang Wikipedia Bahasa Indonesia. 2011. Ensiklopedia Bebas http://id.wikipedia.org/wiki/pirolisis Badan Koordinasi Penanaman Modal Daerah Propinsi Sulawesi Tengah. 2005 Profil Proyek Industri Briket Arang Tempurung Kelapa http://www.bkpmdsulteng.go.id Pertanian Organik. 2008. Produk Organik http://www.petaniorganik.wordpress.com Kementerian Riset dan Teknologi Republik Indonesia.2007. Berita Ristek http://www.ristek.go.id
Penelitian Terdahulu Penelitian Terdahulu Judul Hasil Ida Nurpanca K.S dan Elok Mustika S Riwan Manulu Pembuatan Briket dari Char Hasil Pirolisa Gambut Kalimantan Pembuatan briket bioarang dari tongkol jagung untuk mengetahui pengaruh dari jumlah campuran perekat terhadap kualitas briket tongkol jagung. Untuk mendapatkan briket yang mempunyai nilai kalor tinggidan kuat tekan bagus dipengaruhi : -jumlah perekat dengan komposisi tepat -ukuran partikel yang sesuai -jenis perekat yang digunakan. jumlah konsentrasi bahan perekat pada briket memberikan pengaruh berbeda tidak nyata terhadap nilai kalor tetapi berbeda nyata terhadap kadar air, densitas, dan kadar abu. Hasil yang terbaik diperoleh pada jumlah persentasi bahan perekat sebesar 10 % dengan variabel perekat 5 %, 10 %, dan 15%.
Penelitian Terdahulu Penelitian Terdahulu Judul Hasil Siti Jamilatun Yulinah Trihadiningrum dkk kualitas sifat-sifat penyalaan dan pembakaran briket tempurung kelapa, serbuk gergaji kayu jati pembuatan eko-briket dari sampah plastik campuran dan lignoselulosa Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat penyalaan biomassa yang selanjutnya dibandingkan dengan batubara yang sudah dipakai di masyarakat. Dari hasil penelitian diketahui bahwa briket tempurung kelapa mudah dibakar, penyalaannya lama, volatile matter tinggi, nilai kalor cukup tinggi 5780 kal/gram Dari hasil penelitian diketahui ekobriket terbaik adalah komposisi 20% plastik campuran dan 80% lignuselulosa tempurung kelapa, dengan moisture content 12,79%, volatile matter 85,14%, fixed carbon 1,56%,ash content 0,64%, nilai kalor 8801,04 kal/gram.
Penelitian Terdahulu Penelitian Terdahulu Judul Hasil Angga Y dan Kartika Kisumningrum Pembuatan Briket Arang dari Arang Serbuk Gergaji Kayu Jati Untik memngetahui pengaruh ukuran partikel serbuk gergaji (40,60,80,100 mesh) dan berat lem kanji (0,3, 0,5, 0,7, 0,9 bagian) terhadap kuat tekan. Kuat tekan terbaik 100 mesh dengan perekat 0,9 bagian.
Kelebihan briket : 1. Lebih murah. 2. Panas lebih tinggi dan kontinyu sehingga sangat baik untuk pembakaran yang lama. 3. Aman (tidak beresiko meledak) 4. Sumber tempurung kelapa melimpah. 5. Renewable (sumber berasal dari tumbuhan) Perbandingan Penggunaan Bahan Bakar untuk Skala Rumah Tangga Indriyatmoko dkk, 2010