17255708-briket-batubara (1)

5/12/2018 17255708-BRIKET-BATUBARA (1) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/17255708-briket-batubara-1 1/43

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Batubara merupakan salah satu sumber energi primer yang memiliki riwayat

pemanfaatan yang sangat panjang. Penyediaan BBM mulai kritis karena

cadangannya terbatas sedangkan sumber kayu bakar juga kritis karena luas kawasan

hutan (terutama jawa) sudah kurang dari persyaratan ideal. Jadi salah satu sumber

energi alternatif adalah batubara. Akhir-akhir ini harga bahan bakar minyak duniameningkat pesat yang berdampak pada meningkatnya harga jual bahan bakar minyak

termasuk Minyak Tanah di Indonesia. Minyak Tanah di Indonesia yang selama ini di

subsidi menjadi beban yang sangat berat bagi pemerintah Indonesia karena nilai

subsidinya meningkat pesat menjadi lebih dari 49 trilun rupiah per tahun dengan

penggunaan lebih kurang 10 juta kilo liter per tahun. Untuk mengurangi beban

subsidi tersebut maka pemerintah berusaha mengurangi subsidi yang ada dialihkan

menjadi subsidi langsung kepada masyarakat miskin. Namun untuk mengantisipasi

kenaikan harga BBM dalam hal ini Minyak Tanah diperlukan bahan bakar alternatif

yang murah dan mudah didapat.Briket batubara merupakan salah satu bahan bakar

padat alternatif yang terbuat dari batubara, bahan bakar padat ini merupakan bahan

bakar alternatif pengganti minyak tanah yang mempunyai kelayakan teknis untuk

digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga, industri kecil ataupun menengah.

Briket juga mempunyai keuntungan ekonomis karena dapat diproduksi secara

sederhana, memiliki nilai kalor yang tinggi, dan ketersediaan batubara cukup banyak

di Indonesia sehingga dapat bersaing dengan bahan bakar lain.

1



1.2 Rumusan Masalah

Mengoptimalkan pemakaian energi batubara sehingga perlu dikaji sejauh mana

pengaruh hubungan ukuran partikel, komposisi briket terhadap kualitas brikaet

batubara, serta bentuk briket yang dihasilkan.

1.3 Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan ini adalah mengkaji pengaruh hubungan ukuran partikel dan

komposisi briket terhadap kualitas briket batubara yang dihasilkan sesuai dengan

Standar Nasional Indonesia (SNI).

1.4 Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Teknik Kimia Institut

Teknologi Medan (ITM) dengan menggunakan tungku briket batubara dan bahan

bakunya adalah batubara dari kalimantan.

Variabel proses :

A. Variabel tetap ;

a. Temperatur lingkungan, T : 28 oC

b. Tekanan lingkungan, P : 1 atm

c. Bentuk briket batubara : bola, kubus

B. Variabel berubah ;

a. Ukuran partikel : 50, 70, 90 mesh

b. Perbandingan komposisi bahan

No Batubara (%) Jerami (%) Ampas tebu (%) Molases (%)

1

2

3

4

1.5 Manfaat Penelitian

1. Bagi Institusi

2



Sebagai bahan rujukan untuk penelitian–penelitian selanjutnya di kalangan

mahasiswa.

2. Bagi Industri

Sebagai bahan masukan untuk memanfaatkan briket batubara dalam penggunaan

energi alternatif pengganti BBM.

3. Bagi Pemerintah

Sebagai dasar pertimbangan untuk mengambil kebijakan dalam optimalisasi

produksi briket batubara sebagai energi alternatif pengganti BBM.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

3



2.1 Batubara

Batubara adalah mineral organik yang dapat terbakar, terbentuk dari sisatumbuhan purba yang mengendap yang selanjutnya berubah bentuk akibat proses

fisika dan kimia yang berlangsung selama jutaan tahun. Oleh karena itu, batubara

termasuk dalam kategori bahan bakar fosil. Proses mengubah tumbuhan menjadi

batubara disebut dengan pembatubaraan (coalification). Batubara terbentuk dari

tumbuhan purba yang berubah bentuk akibat proses fisika dan kimia yang

berlangsung selama jutaan tahun. Karena berasal dari material organik yaitu selulosa,

batubara tergolong mineral organik. Reaksi pembentukan batubara adalah sebagai

berikut:

5(C6H10O5) ---> C20H22O4 + 3CH4 + 8H2O + 6CO2 + CO ………………... (2.1)

C20H22O4 adalah batubara, dapat berjenis lignit, sub-bituminus, bituminus, atau

antrasit, tergantung dari tingkat pembatubaraan yang dialami. Konsentrasi unsur C

akan semakin tinggi seiring dengan tingkat pembatubaraan yang semakin berlanjut.

Sedangkan gas-gas yang terbentuk yaitu metan, karbon dioksida serta karbon

monoksida, dan gas-gas lain yang menyertainya akan masuk dan terperangkap di

celah-celah batuan yang ada di sekitar lapisan batubara.

2.1.1 Komponen-Komponen dalam Batubara

Komponen-komponen yang terdapat dalam batubara.

A. Air

Air dalam batubara dibagi menjadi dua bagian yaitu air bebas (free moisture),

air yang terikat secara mekanik dengan batubara dan mempunyai tekanan uap normal

dimana kadarnya dipengaruhi oleh pengeringan dan pembasahan selama

penambangan, transportasi, penyimpanan, dan lain-lain. Air lembab (moisture in air

dried) yaitu air yang terikat secara fisika dalam batubara dan mempunyai tekanan

uap di bawah normal.

B. Karbon, Hidrogen, dan Oksigen

4



Karbon, hidrogen, dan oksigen merupakan unsur pertama pembentuk batubara.

Dari ketiga unsur ini dapat memberikan gambaran mengenai umur, jenis, dan sifat-

sifat batubara.

C. Nitrogen

Kandungan nitrogen dalam batubara umumnya tidak lebih dari 2%. Nitrogen

dalam batubara terdapat sebagai senyawa organik yang terikat pada ikatan karbon.

D. Sulfur

Sulfur dalam batubara terdiri dari sulfur besi dan sering disebut pirit sulfur,

sulfur sulfat dalam bentuk kalsium sulfat dan besi sulfat, serta sulfur organik.

E. Abu

Abu tang terbentuk pada pembakaran batubara berasal dari mineral-mineral

yang terikat kuat pada batubara seperti silika, titan, dan oksida alkali. Mineral-

mineral ini tidak menyublim pada pembakaran di bawah 925ºC. Abu yang terbentuk

ini diharapkan akan keluar sebagai sisa pembakaran batubara tersebut.

F. Kalor

Pada umumnya logam-logam alkali seperti natrium, kalium, dan litium terikat

sebagai garam klorida, sedangkan kadarnya antara 0,3-0,4%. (Setiawan, 2005)

2.1.2 Jenis Batubara

Batubara merupakan suatu campuran padatan yang heterogen dan terdapat di

alam dalam tingkat (grade) yang berbeda mulai dari lignite, sub-bituminous,

bituminous, dan anthrasite.

Tabel 2.1 Jenis Batubara

No Jenis Nyala (menit) Nilai Kalor

(kal/gr)1 Antrasit 5-10 7.222-7.778

2 Semi Antrasit 9-10 5.100-7.237

3 Bituminus 10-15 4.444-8.333

4 Sub-bituminus 10-20 4.444-6.111

5 Lignit 15-20 3.056-4.611

(sumber: Sukandarrumidi, 1995)

Klasifikasi batubara berdasarkan sifat fisiknya.

a. Sifat batubara jenis antrasit

5



Berwarna hitam sangat mengkilat, kompak, nilai kalor sangat tinggi, kandungan

karbon sangat tinggi, dan kandungan sulfur sangat tinggi.

b. Sifat batubara jenis semi antrasit

Berwarna hitam mengkilat, kompak, nilai kalor tinggi, kandungan karbon

tinggi, dan kandungan sulfur tinggi.

c. Sifat batubara jenis bituminus

Berwarna hitam mengkilat, kurang kompak, nilai kalor tinggi, kandungan

karbon relatif tinggi, kandungan air sedikit, kandungan abu sedikit, dan kandungan

sulfur sedikit.

d. Sifat batubara jenis lignit

Berwarna hitam, sangat rapuh, nilai kalor rendah, kandungan karbon sedikit,

kandungan air tinggi, kandungan abu tinggi, dan kandungan sulfur juga tinggi.

2.2 Briket Batubara

Briket batubara adalah bahan bakar padat yang terbuat dari batubara dengan

sedikit campuran seperti jerami, ampas tebu, dan molases. Briket Batubara mampu

menggantikan sebagian dari kegunaan Minyak tanah seperti untuk pengolahan

makanan, pengeringan, pembakaran, dan pemanasan. Bahan baku utama briket

batubara adalah batubara yang sumbernya berlimpah di Indonesia dan mempunyai

cadangan untuk selama lebih kurang 150 tahun. Teknologi pembuatan briket tidaklah

terlalu rumit dan dapat dikembangkan oleh masyarakat maupun pihak swasta dalam

waktu singkat. Briket batubara dipilih oleh masyarakat sebagai bahan bakar alternatif

karena dilihat dari segi keunggulannya.

Adapun keunggulan briket batubara adalah:

a. lebih murah; b. nilai kalor yang tinggi dan kontinyu sehingga sangat baik untuk pembakaran yang

lama;

c. tidak beresiko meledak/terbakar;

d. tidak mengeluarkan suara bising serta tidak berjelaga;

e. sumber batubara melimpah.

Briket batubara memiliki keterbatasan yaitu waktu penyalaan awal memakan

waktu 5 – 10 menit dan diperlukan sedikit penyiraman minyak tanah sebagai

6



penyalaan awal, briket batubara hanya efisien jika digunakan untuk jangka waktu di

atas 2 jam.

Tabel 2.2 Perbandingan Pemakaian Minyak Tanah dengan Briket (Nilai Ekonomi)

No Penggunaan Minyak Tanah Briket Penghematan

1 Rumah tangga 3

ltr/hari

Rp 9000/hari Rp 5400/hari Rp 3600/hari

2 Warung makan 10

ltr/hari

Rp 30.000/hari Rp 18000/hari Rp 3600/hari

3 Industri kecil 25

ltr/hari

Rp 75.000/hari Rp 45000/hari Rp 3600/hari

4 Industri menengah

1000 ltr/hari

Rp 2.000.000/hari Rp1.502.450/hari Rp 3600/hari

(sumber ; pt. ba, bppt)

Tabel 2.3 Perbandingan antara Minyak Tanah dan Briket

No Parameter Minyak Tanah Briket

1 Nilai kalor 9000 kkal/ltr 5.400 kkal/kg

2 Ekivalen 1 ltr 1,60 kg

3 Biaya Rp 2.800 Rp 1.300

(sumber ; pt. ba, bppt)

2.2.1 Proses Pembuatan Briket Batubara

Jenis proses pembuatan briket batubara dapat dibagi menjadi 2, yaitu: jenis

berkarbonisasi dan jenis non karbonisasi.

A. Karbonisasi (super)

Jenis ini mengalami terlebih dahulu proses dikarbonisasi sebelum menjadi

Briket. Dengan proses karbonisasi zat-zat terbang yang terkandung dalam briket

batubara tersebut diturunkan serendah mungkin sehingga produk akhirnya tidak

berbau dan berasap, namun biaya produksi menjadi meningkat karena pada batubara

tersebut terjadi rendemen sebesar 50%. Briket ini cocok untuk digunakan untuk

keperluan rumah tangga serta lebih aman dalam penggunaannya. Pembuatan briket

batubara berkarbonisasi dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut ini.

7



Gambar 2.1 Flow chart pembuatan briket batubara berkarbonisasi (super)

B. Non Karbonisasi (biasa)

Jenis yang ini tidak mengalamai dikarbonisasi sebelum diproses menjadi briket

dan harganya pun lebih murah. Karena zat terbangnya masih terkandung dalam

briket batubara maka pada penggunaannya lebih baik menggunakan tungku (bukan

kompor) sehingga akan menghasilkan pembakaran yang sempurna dimana seluruh

zat terbang yang muncul dari briket akan habis terbakar oleh lidah api dipermukaan

tungku. Briket ini umumnya digunakan untuk industri kecil. Pembuatan briket

batubara berkarbonisasi dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut ini.

8



Gambar 2.2 Flow chart pembuatan briket batubara non karbonisasi (biasa)

Produsen terbesar briket batubara di Indonesia saat ini adalah PT. Tambang

Batubara Bukit Asam (Persero), atau PT. BA yang mempunyai 3 pabrik yaitu di

Tanjung Enim Sumatera Selatan, Bandar Lampung dan Gresik Jawa Timur dengan

kapasitas terpasang 115.000 ton per tahun. Disamping PT. BA terdapat beberpa

perusahaan swasta lain yang meproduksi Briket Batubara namun jumlahnya jauh

lebih kecil dibanding PT. BA dan belum berproduksi secara kontinyu.

Kenaikan BBM khususnya minyak tanah dan solar, tentunya penggunaan briket

batubara oleh kalangan rumah tangga maupun industri kecil/menengah akan lebih

ekonomis dan menguntungkan, namun demikian kemampuan produksi dari PT. BA.

masih sangat kecil, untuk mengatasi kekurangan tersebut diharapkan partisipasi serta

keikutsertaan pihak swasta untuk memproduksi dan mensosialisasikan penggunaan

briket batubara disetiap daerah. (K.D Maison, 2006)

9



Tabel 2.4 Standart Bahan Baku Briket Batubara

No Jenis Bahan Baku Kadar Abu

(% Berat)

Nilai kalor

(Kkl/kg)

Total

Sulfur (%

Berat)

Keterangan

1 Terkarbonisasi < 5 > 3500 < 1Karbonisasi

akan

menaikkan

nilai kalor

dan abu

2 Tanpa Karbonisasi < 10 > 5100 < 1

Penambahan

binder akan

menaikkan

abu dan

menurunkan

nilai kalor

(sumber: Badan Standarisasi Nasional, 2006)

Tabel 2.5 Standart Kualitas Briket Batubara

No Jenis Briket

Batubara

Air

Lembab

(%)

Zat

Terbang

(%)

Nilai

Kalor

(Kkal/kg)

Total

Sulfur

(%)

Beban

Pecah

(kg/cm2)

1 Briket batubara

terkarbonisasi

Jenis batubara

muda

Maks 20 Maks 15 Min 4000 Maks 1 Min 60

2 Briket batubara

terkarbonisasi

Jenis batubara

bukan batubara

muda

Maks 7,5 Maks 15 Min 5500 Maks 1 Min 60

3 Briket batubaratanpa karbonisasi

Tipe telur

Maks 12 Sesuai batubara

asal

Min 4400 Maks 1 Min 65

4 Briket batubara

tanpa karbonisasi

Tipe sarang tawon

Maks 12 Sesuai

batubara

asal


5 Briket bio-

batubara

Maks 15 Sesuai

dengan

bahan

baku


(sumber: Badan Standarisasi Nasional, 1998)

Spesifikasi briket batubara terkarbonisasi mengacu pada SNI 13-4931-1998.

10



2.2.2 Pemilihan Metode Proses

Salah satu masalah dalam pengembangan industri briket di Indonesia adalah

perlunya karbonisasi dalam proses pembuatannya. Hal ini terutama karena batubara

yang digunakan termasuk dalam peringkat (rank) rendah dengan kadar zat terbang

rata-rata diatas 35%, sehingga dalam pembakarannya menimbulkan asap dan bau.

Sedangkan di Korea, Cina, dan Vietnam batubara yang digunakan untuk briket

adalah dari jenis antrasit sehingga tidak perlu dilakukan proses karbonisasi karena

kadar zat terbangnya rata-rata dibawah 15%.

Proses yang digunakan pada penelitian ini yaitu menggunakan proses non

karbonisasi. Briket batubara non karbonisasi memungkinkan untuk digunakan atau

dibakar tanpa menimbulkan asap atau bau dengan bahan baku batubara semi antrasit

dan bahan pembantu seperti jerami, ampas tebu, serta molases.

2.2.3 Komposisi Briket Batubara

Proses pembriketan batubara dapat didefinisikan sebagai suatu proses

pengolahan batubara, dimana briket yang dihasilkan mempunyai bentuk, ukuran

fisik, sifat kimia tertentu dengan menggunakan teknik yang tepat.

A. Batubara

Briket batubara dapat dibuat dari bermacam-macam rank batubara, tergantung

pada jenis batubara yang ada, misalnya: lignite, sub-bituminous, bituminous, semi

antrasit dan anthrasite. Kualitas briket batubara dapat dipengaruhi oleh kualitas

batubara yang digunakan. Batubara yang mengandung zat terbang yang terlalu tinggi

cenderung mengeluarkan asap hitam dan berbau tidak sedap. Batubara yang

digunakan pada penelitian ini adalah batubara jenis semi antrasit.

B. JeramiJerami padi merupakan salah satu limbah pertanian yang mempunyai potensi

yag cukup besar sebagai sumber bahan bakar. Ketersediaan limbah ini biasanya pada

saat musim kering dimana persediaan hijauan telah berkurang baik kualitas maupun

kuantitasnya.

C. Ampas Tebu

Ampas tebu merupakan Iimbah pabrik gula yang banyak ditemukan di berbagai

daerah seperti Medan, Jakarta, dan kota-kota lainnya dan sangat mengganggu apabila

11



tidak dimanfaatkan. Saat ini belum banyak peternak menggunakan ampas tebu

tersebut untuk bahan pakan ternak, hal ini mungkin karena ampas tebu memiliki serat

kasar dengan kandungan lignin sangat tinggi ( 19.7%) dengan kadar protein kasar

rendah (28%). Namun limbah ini sangat potensi sebagai bahan tambahan yang

digunakan dalam proses pembuatn briket.

D. Tetes (Molasses)

Molases diperoleh dari proses kristalisasi larutan tebu yang tidak dapat

menghasilkan gula lagi. Molases merupakan larutan kental berwarna coklat

kehitaman yang dapat digunakan sebagai bahan perekat untuk batubara dan bahan

campurannya.

Pemilihan perekat berdasarkan pada:

a. perekat harus memiliki daya adhesi yang baik bila dicampur dengan semikokas;

b. perekat harus mudah didapat dalam jumlah banyak dan harganya murah;

c. perekat tidak boleh beracun dan berbahaya. (Subroto, 2006)

2.2.4 Bentuk-Bentuk Briket Batubara

Berikut ini gambar yang menunjukkan bentuk dari ketiga briket batubara.

Gambar 2.3 Bentuk Briket Batubara

12



Keterangan:

a. Bentuk seperti telur : sebesar telur ayam

b. Bentuk kubus : 12,5 x 12,5 x 5 cm

c. Bentuk silinder : 7 cm (tinggi) x 12 cm garis tengah

Briket bentuk telur cocok untuk keperluan rumah tangga atau rumah makan,

sedangkan bentuk kubus dan silinder digunakan untuk kalangan industri

kecil/menengah. (K.D Maison, 2006)

2.2.5 Tungku Briket Batubara

Penggunaan briket batubara harus dibarengi serta disiapkan kompor atau

tungku, jenis dan ukuran harus disesuaikan dengan kebutuhan. Pada prinsipnya

tungku terdiri atas 2 jenis.

A. Tungku Portabel, umumnya memuat briket antara 1 s/d 8 kg serta dapat dipindah-

pindahkan. Jenis ini digunakan untuk keperluan rumah tangga atau rumah makan.

B. Tungku Permanen, memuat lebih dari 8 kg briket dibuat secara permanen. Jenis

ini dipergunakan untuk industri kecil/menengah.

Persyaratan tungku harus memiliki:

a. ada ruang bakar untuk briket

b. adanya aliran udara (oksigen) dari lubang bawah menuju lubang atas dengan

melewati ruang bakar briket yang terdiri dari aliran udara primer dan sekunder

c. ada ruang untuk menampung abu briket yang terletak di bawah ruang bakar briket.

Tungku RumahTangga

(Portabel)

Tungku IndustriKecil/Menengah

(Portabel)

Tungku Industri Kecil/Menengah(Permanen)

Gambar 2.4 Tungku Briket

13



Rancangan tungku pada dasarnya dibuat untuk mencapai efisiensi pembakaran

yang tinggi. Jenis tungku sangat bergantung pada sektor penggunaannya. Tungku

untuk industri ukurannya lebih besar dari pada tungku rumah tangga. Rata-rata

tungku untuk industri memiliki kapasitas briket batubara 5-10 kg, sedangkan untuk

rumah tangga hanya 1-2 kg.

Jenis tungku yang sudah banyak di pasaran saat ini terbuat dari bahan tembikar

(tanah liat), selain murah juga sudah terbukti keandalannya, terutama dalam menekan

laju emisi. Jenis tungku ini dilengkapi dengan penutup untuk memperoleh suhu yang

sesuai dengan kebutuhan oroduksi, tungku untuk industri biasanya dilengkapi dengan

blower. Kinerja (performance) dalah karakteristik pembakaran yang ditentukan olehfaktor waktu, suhu, dan kualitas udara. Pembakaran briket batubara dipengaruhi oleh

jumlah briket batubara yang dibakar dan jenis tungku yang digunakan. (K.D Maison,

2006)

2.2.6 Dampak Lingkungan Pembakar Briket

Nilai strategis dan ekonomis pemanfaatan batubara sebagai bahan bakar sering

terkendala oleh dampak lingkungan yang berasal dari emisi dan sisa pembakaran,

yang langsung maupun tidak langsung berpengaruh kepada kesehatan manusia.

Selain itu, pembakaran batubara dengan jumlah yang sangat banyak akan

mempengaruhi kondisi lingkungan, antara lain berupa gas rumah kaca seperti CO2

dan lain-lain.

Secara umum polutan yang timbul akibat pembakaran batubara antara lain

partikel halus, belerang, NOx, dan trace element (seperti flourin, selenium, dan

arsen) serta bahan-bahan organik yang tidak terbakar secara sempurna. Unsur-unsur

ini terbentuk pada saat pembentukan sebagai proses alam. Dengan demikian

sederhana untuk mendapatkan kondisi pembakaran yang bersih, semua zat pengotor

tersebut harus ditiadakan paling tidak dicegah agar tidak merebak menjadi polutan

yang teremisikan.

Ada tiga faktor utama yang mempengaruhi lingkungan akibat dari pembakaran

briket batubara.

14



A. Jenis bahan baku (batubara)

Jenis bahan baku dan bahan pembantu yang digunakan harus menggunakan

bahan yang bersih dari polutan. Semakin baik bahan yang digunakan, semakin

sedikit emisi yang ditimbulkan. Emisi berbahaya, seperti gas SOx dan NOx pada

dasarnya ditimbulkan dari batubara yang memiliki kadar pengotor yang tinggi.

Bahan pengikat yang berasal dari lempung yang tidak mengandung zat-zat yang

berbahaya,

B. Tungku

Tungku yang digunakan hendaknya mampu memfasilitasi pembakaran yang

sempurna, artinya dapat menyeimbangkan aliran udara (oksigen) dengan baik.

Tungku dengan penutup pengurang emisi yang dikembangkan oleh tekMIRA

ternyata sangat membantu mengurangi emisi secara signifikan.

C. Ruangan (dapur) tempat memasak

Ruangan tempat memasak hendaknya memiliki ventilasi yang baik, artinya

udara segar dapat bersirkulasi dengan cepat. Kondisi ini akan sangat membantu

menghindari dampak langsung dari polusi kepada kesehatan pemasak.

Dengan memperhatikan ketiga faktor diatas, secara teoritis dapat dihindari

berbagai dampak negatif atas penggunaan briket batubara dari pengukuran emisi

(SOx, NOx, dan CO) yang dilakukan tekMIRA, diperoleh kesimpulan bahwa

penggunaan briket batubara secara umum masih aman dengan kadar emisi masih

jauh dibawah ambang batas yang diperkenankan oleh kementrian lingkungan hidup.

Pembakaran briket batubara pada menit pertama diawali pembakaran biasa yang

memiliki kadar CO yang mencapai 1000 ppm, SOx 250 ppm dan NOx mencapai 100

ppm. Selang 10 menit kemudian terutama jika pembakaran sempurna emisi ini boleh

dikatakan sudah tidak terdeteksi. Kondisi yang terbaik jika menggunakan tungkudengan penutup pengurang emisi (PPE) dan dapur mempunyai ventilasi yang baik.

.

15



BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Penelitian mengenai briket batubara ini yaitu mencari titik optimalisasi briket

batubara sebagai energi alternatif dilakukan di Laboratorium Penelitian Jurusan

Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Medan (ITM) Jalan

Gedung Arca No. 52 Medan – Sumatera Utara. Analisis untuk menentukan kualitas

briket batubara dilakukan di Laboratorium yang memiliki instrument analisis tersebut

(ditentukan kemudian).

3.2 Teknik Sampling

Teknik sampling yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan metode

non karbonisasi, dimana sample briket yang telah divariasikan ukuran partikel dan

komposisi penyusun bahan yang berbeda diuji terhadap variable waktu pembakaran,

temperatur pembakaran, waktu nyala, kadar air, kadar abu, dan nilai kalor.

3.3 Populasi

Bahan baku (batubara) penelitian diperoleh dari PT. MUSIM MAS Medan-

Indonesia yang berasal dari pertambangan Kalimantan Timur. Bahan campuran yang

lain yaitu jerami berasal dari area persawahan yang terletak di Desa Percut Sei Tuan,

ampas tebu berasal dari area tanaman warga yang terletak di Deli Tua, dan molasis

berasal dari pabrik gula Kwalamadu yang berada di Kecamatan Stabat, Kabupaten

Langkat.

3.4 Teknik Pengumpulan Data

Data diperoleh dengan melakukan pengamatan secara langsung dalam

penelitian di Laboratorium, dimana data yang diperlukan adalah waktu pembakaran,

temperature pembakaran, waktu nyala, kadar air, kadar abu, dan nilai kalor.

16



3.5 Rancangan Penelitian

3.5.1 Studi Literatur

Secara teoritis peneliti mempelajari hal-hal yang bersangkutan mengenai briket

batubara khususnya yang berhubungan dengan penelitian ini, hal itu diperoleh dari:

1. Bambang Setiawan, “ Artikel Kebijakan Umum Pemanfaatan Batubara dan

Rancangan Undang-Undang Mineral dan Batubara” , Jakarta, 2005

Membahas tentang pengolahan sumber daya batubara dan ketersediaan batubara

yang berlimpah di Sumatera dan Kalimantan serta standart bahan baku briket

batubara.

2. http://[email protected], “Iptek Indonesia Bidang Energi dan Sumber Daya

Alam, Jakarta, 2005

Artikel tentang briket batubara sebagai pengganti minyak tanah yang paling

murah yang dikembangkan dengan teknologi dan peralatan yang relatif

sederhana.

3. http://www.Kompas.com, “Artikel Kementrian Negara Riset dan Teknologi”,

Jakarta, 2007

Membahas tentang bentuk-bentuk briket batubara dan jenis tungku briket

batubara yang digunakan bergantung pada sektor penggunaannya serta dampak

lingkungan pembakaran briket batubara.

4. http://www.Indeni.org, Maison KD. “ Briket Batubara Sebagai alternatif Pengganti

Minyak Tanah, 2006

Membahas tentang briket batubara sebagai bahan bakar alternatif yang dibuat

dengan komposisi dan jenis briket yang berbeda-beda.

5. Sobroto, “ Karakteristik Pembakaran Biobriket Campuran Batubara, Ampas Tebu,

dan Jerami, Surakarta, 2006Penelitian Subroto tentang komposisi pembuatan briket batubara dari campuran

batubara dan biomassa (ampas tebu dan jerami) dengan perbandingan

10%:90%,:33,3%:66,6% dan 50%:50%.

6. Maydin Sipayung, ”Industri Briket Batubara Nasional”, Bandung, 2005

Membahas tentang bentuk briket batubara yaitu silinder, kubus, dan telur.

17

http://[email protected]/

http://www.kompas.com/


http://www.indeni.org/






Berdasarkan studi literatur di atas dapat dilakukan penelitian dengan menguji

atau mengkaji beberapa variabel (ukuran partikel dan komposisi bahan) terhadap

nilai kalor.

3.5.2 Penyiapan Bahan

Bahan – bahan yang harus dipersiapkan dalam penelitian ini yaitu:

a. Menyiapkan batubara yang telah di ayak dengan ukuran 40 mesh dan 60 mesh

sebagai bahan baku

b. Menyiapkan ampas tebu, jerami, dan molasis sebagai bahan perekat

3.5.3 Variabel dan Kondisi Proses

Variabel dan kondisi proses yang di gunakan adalah:

A. Variabel tetap ;

a. Temperatur lingkungan, T : 28 oC

b. Tekanan lingkungan, P : 1 atm

c. Bentuk briket batubara : silinder

B. Variabel berubah ;

a. Ukuran partikel : 40 dan 60 mesh

b. Perbandingan komposisi bahan :

Batubara : 67%; 75%; 75%; 67%

Jerami : 5%; 5%; 3,3%; 3,3%

Ampas tebu : 5%; 3,3%; 6,7%; 5%

Molases : 23%; 16,7%; 15%; 24,7%

3.5.4 Parameter Analisa

Parameter analisa yang di kerjakan adalah:

a. Waktu pembakaran, t (jam)

b. Kadar air (%)

c. Kadar abu (%)

d.Temperatur pembakaran, T (0C)

e. Waktu nyala, t (jam)

f. Nilai kalor (kal/gr)

18



Tabel 3.1 Parameter Analisa

Variabel

Proses

Parameter Analisa

Waktu

Pembakara

n (menit)

Temperatur

Pembakara

n (0C)

Waktu

Nyala

(menit)

Kadar

Air

(%)

Kadar

Abu

(%)

Nilai

Kalor

(kal/gr)

S1M1B1

S1M2B1

S1M3B1

S1M4B1

S2M1B1

S2M2B1

S2M3B1

S2M4B1

dimana:

S1 = Ukuran 40 mesh

S2 = Ukuran 60 mesh

M1 = Komposisi bahan 1




B1 = Bentuk briket silinder

3.6 Tahap Pelaksanaan Penelitian

3.6.1 Bahan Penelitian

Bahan – bahan yang digunakan dalam pembuatan briket batubara adalah:

a. Batubara

b. Ampas tebu

c. Jeramid. Bahan perekat molases

3.6.2 Alat Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam pembuatan briket batubara ini adalah:

a. Tungku pembakaran

19



Fungsinya : alat untuk pembakaran briket batubara

b. Ayakan (40 dan 60 mesh)

Fungsinya : alat untuk menghomogenkan ukuran partikel batubara

c. Neraca analitik

Fungsinya : alat untuk menimbang berat partikel batubara

d. Termokopel

Fungsinya : alat untuk mengukur temperatur saat pembakaran briket

e. Furnace

Fungsinya : alat untuk menentukan kadar abu

f. Alat press hidrolitik manual

Fungsinya : alat untuk mencetak briket batubara

g. Rod mill

Fungsinya : alat untuk menghaluskan ampas tebu dan jerami

h. Oven

Fungsinya : alat untuk menentukan kadar air

3.6.3 Rangkaian Alat Penelitian

Gambar 3.1 Alat percobaan uji kadar abu

20



Gambar 3.2 Alat press hidrolik manual

3.6.4 Prosedur Penelitian

Prosedur yang dilakukan dalam pembuatan briket batubara ini adalah:

A. Penyiapan Bahan Baku Batubara

Sampel batubara yang digunakan dalam penelitian ini diambil dari pertambangan

yang ada di Indonesia. Batubara ini kemudian dihaluskan dan diayak dengan ukuran

ayak 40 dan 60 mesh.

B. Pengolahan Briket Batubara

a. Batubara yang telah diayak menurut mesh masing-masing dicampurkan dengan

jerami, ampas tebu, dan molasis dengan perbandingan komposisi bahan:

67%:5%:5%:23%; 75%:5%:3,3%:16,7%; 75%:3,3%:6,7%:15%; 67%:3,3%:5%:

24,7%.

b. Bahan baku yang telah tercampur rata dimasukkan ke dalam cetakan yang

berbentuk silinder.

c. Kemudian melakukan pengepresan dengan menggunakan alat press hidrolik

manual.

d. Setelah itu mengeluarkan briket dari cetakan dan mengeringkan di tempat yang

tidak terkena sinar matahari secara langsung selama 3 hari.

3.6.5 Prosedur Analisa

21



Percobaan analisa yang dilakukan dalam penelitian adalah:

A. Proses Pembakaran

Selama proses pembakaran berlangsung,mengukur temperatur pembakaran yang di

hasilkan briket. Kondisi operasinya adalah pada temperatur 280C dan tekanan 1 atm.

B. Proses Finishing

Briket batubara yang telah dibakar kemudian diperlakukan dengan beberapa

pengujian untuk mendapat kondisi optimum yaitu : lamanya waktu pembakaran,

lamanya waktu nyala, temperatur pembakaran, uji kadar air, uji kadar abu, dan nilai

kalor.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

22



Berdasarkan hasil penelitian pengaruh ukuran partikel dan komposisi briket

batubara terhadap nilai kalor, maka diperoleh data hasil pembakaran briket batubara

dan hasil analisa briket batubara adalah seperti berikut ini.

4.1 Hasil

4.1.1 Berat Briket yang Diperoleh Setelah Proses Pembakaran

Tabel 4.1 Data hasil pembakaran briket batubara ukuran 40 mesh

No Komposisi

Bahan

Berat Briket Batubara (gram)

Sebelum

Pembakaran

Setelah

Pembakaran

1 67%:5%:5%:23% 30 5,2412

2 75%:5%:3,3%:16,7

%

30 6,3387

3 75%:3,3%:6,7%:15

%

30 5,7645

4 67%:3,3%:5%:24,7

%

30 4,9876

Tabel 4.2 Data hasil pembakaran briket batubara ukuran 60 mesh

No Komposisi

Bahan

Berat Briket Batubara (gram)

Sebelum

Pembakaran

Setelah

Pembakaran

1 67%:5%:5%:23% 30 5,4203

2 75%:5%:3,3%:16,7

%

30 6,0347

3 75%:3,3%:6,7%:15

%

30 5,6835

4 67%:3,3%:5%:24,7

%

30 5,1269

Ketetangan : Perbandingan komposisi bahan yaitu batubara : jerami : ampas tebu :

molasis

4.1.2 Hasil Analisa Briket Batubara

23



Tabel 4.3 Data hasil analisa briket batubara

No.Variabel

Proses

Parameter Analisa

Waktu

Pembakaran

(menit)

Temperatur

Pembakara

n (oC)

Waktu

Nyala

(menit)

Kadar

Air

(%)

Kadar

Abu

(%)

Nilai

Kalor

(kal/gr)

1 S1M1B1 146 210 8 10,813

2

6,7122 6502,378

2 S1M2B1 195 280 10 11,232

9

7,5511 7029,598

3 S1M3B1 226 300 13 11,342

9

8,5633 7908,298

4 S1M4B1 153 225 9 8,0047 6,3476 6853,858

5 S2M1B1 130 200 10 9,5896 7,5562 5447,939

6 S2M2B1 137 225 15 10,339

5

8,7244 5975,159

7 S2M3B1 150 230 17 11,667

9

8,8431 6150,899

8 S2M4B1 128 210 14 9,1701 7,2612 5623,679

24



4.2 Pembahasan

4.2.1 Pembuatan Briket Batubara

Batubara yang digunakan sebagai sampel pada pembuatan briket batubara

diperoleh dari PT. MUSIM MAS, Medan – Indonesia yang berasal dari

pertambangan batubara di Kalimantan. Keadaan batubara sebelum dibuat menjadi

briket masih dalam keadaan berbentuk bongkahan, maka batubara dihaluskan

terlebih dahulu, kemudian diayak dengan ukuran ayak 40 dan 60 mesh. Batubara

yang telah diayak dicampur dengan bahan lain (jerami dan ampas tebu) dan

menggunakan molasis sebagai bahan pengikat dengan perbandingan komposisi

bahan 67%:5%:5%:23%; 75%:5%:3,3%:16,7%; 75%:3,3%:6,7%:15%;

67%:3,3%:5%:24,7%.

Bahan-bahan yang telah dicampur tersebut dicetak berbentuk silinder dengan

menggunakan alat press hidrolik manual yang telah dirancang seperti pada gambar

3.1. Briket batubara yang berbentuk silinder dengan perbandingan komposisi

dikarakterisasi dengan uji kadar air, kadar abu, waktu pembakaran, waktu nyala,

temperatur pembakaran, dan uji nilai kalor pembakaran. Selanjutnya disesuaikan

dengan standart mutu briket batubara berdasarkan Direktorat Pembinaan Mineral,

Batubara dan Panas Bumi, Departement Energi dan Sumber Daya Mineral (22 Maret

2006) dan SNI 13 – 4931 – 1998 dari Badan Standarisasi Nasional.

4.2.2 Pengaruh Komposisi Bahan Terhadap Waktu Pembakaran

Grafik di bawah ini diperoleh dengan memplot waktu pembakaran (menit)

terhadap komposisi bahan (%).

Gambar 4.1 Grafik Hubungan antara Komposisi Bahan (%)

terhadap Waktu Pembakaran (menit)

0

50

100

150

200

250

0 1 2 3 4 5

No. Sampel Komposisi Bahan (%)

W a k t u P e m b a k a

r

( m e n i t )

60 mesh

40 mesh

25



Gambar 4.1 grafik hubungan antara komposisi bahan (%) terhadap waktu

pembakaran (menit) menunjukkan bahwa komposisi bahan mempengaruhi waktu

pembakaran. Untuk ukuran 40 mesh pada komposisi bahan No.1 dengan

perbandingan 67%:5%:5%:23% lama waktu pembakaran 146 menit, pada komposisi

bahan No.2 dengan perbandingan 75%:5%:3,3%:16,7% lama waktu pembakaran 195

menit, pada komposisi bahan No.3 dengan perbandingan 75%:3,3%:6,7%:15% lama

waktu pembakaran 226 menit, dan pada komposisi bahan No.4 dengan perbandingan

67%:3,3%:5%:24,7% lama waktu pembakaran 153 menit. Sedangkan untuk ukuran

60 mesh pada komposisi bahan No.1 dengan perbandingan 67%:5%:5%:23% lama

waktu pembakaran 130 menit, pada komposisi bahan No.2 dengan perbandingan

75%:5%:3,3%:16,7% lama waktu pembakaran 137 menit, pada komposisi bahan

No.3 dengan perbandingan 75%:3,3%:6,7%:15% lama waktu pembakaran 150

menit, dan pada komposisi bahan No.4 dengan perbandingan 67%:3,3%:5%:24,7%

lama waktu pembakaran 128 menit. Sehingga dapat dilihat dari grafik waktu

pembakaran optimum berada pada komposisi bahan No.3 untuk ukuran 40 mesh dan

60 mesh dengan perbandingan komposisi batubara (75%), jerami (3,3%), ampas tebu

(6,7%), dan molasis (15%). Hal ini disebabkan oleh komposisi batubara yang

digunakan lebih banyak dari pada komposisi yang lain sehingga membutuhkan

waktu pembakaran yang lebih lama dimana batubara merupakan bahan yang

memerlukan temperatur yang tinggi untuk terjadinya proses pembakaran.

Berdasarkan grafik di atas, waktu pembakaran pada ukuran 40 mesh lebih besar

dari pada ukuran 60 mesh. Hal ini disebabkan karena luas permukaan pada ukuran 40

mesh lebih besar dari pada ukuran 60 mesh sehingga menyebabkan mudahnya terjadi

pembakaran pada briket dan waktu berlangsungnya pembakaran lebih lama serta

nilai kalor yang dihasilkan pun lebih besar.

4.2.3 Pengaruh Komposisi Bahan Terhadap Temperatur Pembakaran

Grafik di bawah ini diperoleh dengan memplot temperatur pembakaran (0C)


26



Gambar 4.2 Grafik Hubungan antara Komposisi Bahan (

terhadap Temperatur Pembakaran ('C)

0

50

100

150

200

250

300

350

0 1 2 3 4 5

No. Sampel Komposisi Bahan (%

T e m p e r a t u r

P e m b a k a r a n ( ' C )

40 mesh

60 mesh

Gambar 4.2 grafik hubungan antara komposisi bahan (%) terhadap temperatur

pembakaran (

0

C) menunjukkan bahwa komposisi bahan mempengaruhi temperatur pembakaran. Untuk ukuran 40 mesh pada komposisi bahan No.1 dengan

perbandingan 67%:5%:5%:23% mencapai temperatur pembakaran sebesar 2100C,

pada komposisi bahan No.2 dengan perbandingan 75%:5%:3,3%:16,7% mencapai

temperatur pembakaran sebesar 280 0C, pada komposisi bahan No.3 dengan

perbandingan 75%:3,3%:6,7%:15% mencapai temperatur pembakaran sebesar 300

0C, dan pada komposisi bahan No.4 dengan perbandingan 67%:3,3%:5%:24,7%

mencapai temperatur pembakaran sebesar 225 0C. Sedangkan untuk ukuran 60 mesh

pada komposisi bahan No.1 dengan perbandingan 67%:5%:5%:23% mencapai

temperatur pembakaran sebesar 200 0C, pada komposisi bahan No.2 dengan

perbandingan 75%:5%:3,3%:16,7% mencapai temperatur pembakaran sebesar 225

0C, pada komposisi bahan No.3 dengan perbandingan 75%:3,3%:6,7%:15%

mencapai temperatur pembakaran sebesar 230 0C, dan pada komposisi bahan No.4

dengan perbandingan 67%:3,3%:5%:24,7% mencapai temperatur pembakaran

sebesar 210 0C. Sehingga dapat dilihat dari grafik temperatur pembakaran optimum

berada pada komposisi bahan No.3 dengan perbandingan komposisi batubara (75%),

jerami (3,3%), ampas tebu (6,7%), dan molasis (15%) yaitu sebesar 300 0C untuk

ukuran 40 mesh dan 230 0C untuk ukuran 60 mesh. Hal ini disebabkan oleh

komposisi batubara yang digunakan lebih banyak dari pada komposisi yang lain

sehingga membutuhkan temperatur pembakaran yang tinggi.

Berdasarkan grafik di atas, temperatur pembakaran pada ukuran 40 mesh lebih

besar dari pada ukuran 60 mesh. Hal ini disebabkan karena luas permukaan pada 40

mesh lebih besar dari pada ukuran 60 mesh sehingga menyebabkan mudahnya terjadi

27



pembakaran pada briket dan waktu berlangsungnya pembakaran lebih lama serta

temperatur pembakarannya pun lebih tinggi. Dengan demikian ukuran partikel

mempengaruhi niali kalor dimana semakin besar ukuran partikelnya maka nilai

kalornya akan semakin besar.

4.2.4 Pengaruh Komposisi Bahan Terhadap Waktu Nyala

Grafik di bawah ini diperoleh dengan memplot waktu nyala (menit) terhadap

komposisi bahan (%).


terhadap Waktu Nyala (menit)

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5


W a k t u

N y a l a ( m e n i t )

40 mesh

60 mesh

Gambar 4.3 grafik hubungan antara komposisi bahan (%) terhadap waktu nyala

(menit) menunjukkan bahwa komposisi bahan mempengaruhi waktu nyala. Untuk

ukuran 40 mesh pada komposisi bahan No.1 dengan perbandingan 67%:5%:5%:23%

lama waktu nyala 8 menit, pada komposisi bahan No.2 dengan perbandingan

75%:5%:3,3%:16,7% lama waktu nyala 10 menit , pada komposisi bahan No.3

dengan perbandingan 75%:3,3%:6,7%:15% lama waktu nyala 13 menit, dan pada

komposisi bahan No.4 dengan perbandingan 67%:3,3%:5%:24,7% lama waktu

nyala 9 menit. Sedangkan untuk ukuran 60 mesh pada komposisi bahan No.1 dengan perbandingan 67%:5%:5%:23% lama waktu nyala 10 menit, pada komposisi bahan

No.2 dengan perbandingan 75%:5%:3,3%:16,7% lama waktu nyala 15 menit, pada

komposisi bahan No.3 dengan perbandingan75%:3,3%:6,7%:15% lama waktu nyala

17 menit dan pada komposisi bahan No.4 dengan perbandingan

67%:3,3%:5%:24,7% lama waktu nyala 14 menit. Sehingga dapat dilihat dari grafik

waktu nyala optimum berada pada komposisi bahan No.1 dengan perbandingan

komposisi batubara (67%), jerami (5%), ampas tebu (5%), dan molasis (23%) yaitu

28



selama 8 menit untuk ukuran 40 mesh dan 10 menit untuk ukuran 60 mesh. Hal ini

disebabkan oleh komposisi batubara yang digunakan lebih banyak dari pada

komposisi yang lain sehingga membutuhkan waktu nyala yang lama untuk terjadinya

proses pembakaran. Sedangkan kondisi waktu nyala terendah berada pada komposisi

bahan No.1 dengan komposisi batubara sebanyak (67%), jerami (5%), ampas tebu

(5%), molasis (23%) yaitu selama 8 menit untuk ukuran 40 mesh dan 10 menit

untuk ukuran 60 mesh. Serta kondisi waktu nyala tertinggi berada pada komposisi

bahan No.3 dengan komposisi batubara sebanyak (75%), jerami (3,3%), ampas tebu

(6,7%), dan molasis (15%) yaitu selama 13 menit untuk ukuran 40 mesh dan 17

menit untuk ukuran 60 mesh.

Berdasarkan grafik di atas, waktu nyala pada ukuran 60 mesh lebih besar dari

pada ukuran 40 mesh. Hal ini disebabkan karena ukuran pori pada 60 mesh lebih

kecil dari pada ukuran 40 mesh. Sehingga memerlukan waktu yang cukup lama

untuk menyalakan briket.

4.2.5 Pengaruh Komposisi Bahan Terhadap Kadar Air

Grafik di bawah ini diperoleh dengan memplot kadar air (%) terhadap


Gambar 4.4 Grafik Hubungan antara Komposisi Baha n (

terhadap Kadar air (%)

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5


K a d a r A i r ( % )

40 mesh

60 mesh

Gambar 4.4 grafik hubungan antara komposisi bahan (%) terhadap kadar air (%)

menunjukkan bahwa komposisi bahan mempengaruhi persentase kadar air, dimana

semakin banyak komposisi batubara maka akan semakin tinggi kadar airnya. Pada

komposisi bahan No. 1 dengan perbandingan 67%:5%:5%:23% untuk ukuran ayak

29



40 mesh diperoleh kadar air sebesar 10,8132% dan untuk ukuran ayak 60 mesh

diperoleh kadar air sebesar 9,5896%; pada komposisi bahan No. 2 dengan

perbandingan 75%:5%:3,3%:16,7% untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh kadar air

sebesar 11,2329% dan untuk ukuran ayak 60 mesh diperoleh kadar air sebesar

10,3395%; pada komposisi bahan No. 3 dengan perbandingan 75%:3,3%:6,7%:15%

untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh kadar air sebesar 11,3429% dan untuk ukuran

ayak 60 mesh diperoleh kadar air sebesar 11,6679%; pada komposisi bahan No. 4

dengan perbandingan 67%:3,3%:5%:24,7% untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh

kadar air sebesar 8,0047% dan untuk ukuran ayak 60 mesh diperoleh kadar air

sebesar 9,1701%. Standart Nasional Indonesia (SNI) untuk kadar air briket batubara

tanpa karbonisasi adalah maksimal 12 %, maka dari hasil pembuatan briket batubara

dengan perbandingan komposisi bahan tersebut di atas telah sesuai dengan SNI 13-

4931-1998 karena berada pada nilai <12%.

Grafik di atas menunjukkan bahwa pada komposisi bahan 67%:3,3%:5%:24,7%

memiliki kadar air yang optimum yaitu untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh kadar

air sebesar 8,0047% dan untuk ukuran ayak 60 mesh diperoleh kadar air sebesar

9,1701%. Hal ini disebabkan karena komposisi batubara lebih sedikit digunakan

sebesar 67% sehingga mengandung air lebih sedikit.

4.2.6 Pengaruh Komposisi Bahan Terhadap Kadar Abu

Grafik di bawah ini diperoleh dengan memplot kadar abu (%) terhadap


Gambar 4.5 Grafik Hubungan antara Komposisi Baha n (

terhadap Kada r abu (%)

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5


K a d a r

A b u ( % )

40 mesh

60 mesh

30



Gambar 4.5 grafik hubungan antara komposisi bahan (%) terhadap kadar abu

(%) menunjukkan bahwa komposisi bahan mempengaruhi persentase kadar abu,

dimana semakin banyak komposisi bahan pengikat maka akan semakin tinggi kadar

abunya. Pada komposisi bahan No. 1 dengan perbandingan 67%:5%:5%:23% untuk

ukuran ayak 40 mesh diperoleh kadar abu sebesar 6,7122 % dan untuk ukuran ayak

60 mesh diperoleh kadar abu sebesar 7,5562%; pada komposisi bahan No. 2 dengan

perbandingan 75%:5%:3,3%:16,7% untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh kadar abu

sebesar 7,5511% dan untuk ukuran ayak 60 mesh diperoleh kadar abu sebesar

8,7244%; pada komposisi bahan No. 3 dengan perbandingan 75%:3,3%:6,7%:15%

untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh kadar abu sebesar 8,5633% dan untuk ukuran

ayak 60 mesh diperoleh kadar abu sebesar 8,8431%; pada komposisi bahan No. 4

dengan perbandingan 67%:3,3%:5%:24,7% untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh

kadar abu sebesar 6,3476% dan untuk ukuran ayak 60 mesh diperoleh kadar abu

sebesar 7,2612%. Standart Nasional Indonesia (SNI) untuk kadar abu briket batubara

tanpa karbonisasi adalah maksimal 10 %, sehingga hasil pembuatan briket batubara

dengan perbandingan komposisi bahan tersebut di atas telah sesuai dengan SNI 13-

4931-1998 dan sesuai dengan Standart mutu briket batubara berdasarkan Direktorat

Pembinaan Mineral, Batubara dan Panas Bumi; Departement Energi dan Sumber

Daya Mineral (22 Maret 2006) karena berada pada nilai <10%.

Grafik di atas menunjukkan bahwa pada komposisi bahan 67%:3,3%:5%:24,7%

memiliki kadar abu yang optimum yaitu untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh kadar

abu sebesar 6,3476% dan untuk ukuran ayak 60 mesh diperoleh kadar abu sebesar

7,2612%. Hal ini disebabkan karena komposisi bahan batubara lebih sedikit sebesar

67% yang merupakan bahan organik sehingga pada saat pembakaran lebih cepat

terurai menjadi abu.

4.2.7 Pengaruh Komposisi Bahan Terhadap Nilai Kalor

Grafik di bawah ini diperoleh dengan memplot nilai kalor (kal/gr) terhadap


31




terhadap Nilai Kalor (kal/gr)

010002000300040005000600070008000

0 1 2 3 4 5

No. Sampe l Komposisi Bahan (%

N i l a i k a l o r ( k a l / g r )

40 mesh

60 mesh

Gambar 4.6 grafik hubungan antara komposisi bahan (%) terhadap nilai kalor

(kal/gr) menunjukkan bahwa komposisi bahan mempengaruhi persentase kadar abu,

dimana semakin banyak komposisi batubara maka akan semakin tinggi nilai

kalornya. Pada komposisi bahan No. 1 dengan perbandingan 67%:5%:5%:23% untuk

ukuran ayak 40 mesh diperoleh nilai kalor sebesar 6502,378 kal/gr dan untuk ukuran

ayak 60 mesh diperoleh nilai kalor sebesar 5447,939 kal/gr; pada komposisi bahan

No. 2 dengan perbandingan 75%:5%:3,3%:16,7% untuk ukuran ayak 40 mesh

diperoleh nilai kalor sebesar 7029,598 kal/gr dan untuk ukuran ayak 60 mesh

diperoleh nilai kalor sebesar 5975,159 kal/gr; pada komposisi bahan No. 3 dengan

perbandingan 75%:3,3%:6,7%:15% untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh nilai kalor

sebesar 7908,298 kal/gr dan untuk ukuran ayak 60 mesh diperoleh nilai kalor sebesar

6150,899 kal/gr; pada komposisi bahan No. 4 dengan perbandingan

67%:3,3%:5%:24,7% untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh nilai kalor sebesar

6853,858 kal/gr dan untuk ukuran ayak 60 mesh diperoleh nilai kalor sebesar

5623,679 kal/gr. Standart Nasional Indonesia (SNI) untuk nilai kalor briket batubaratanpa karbonisasi adalah lebih besar dari 5000 kal/gr, sehingga hasil pembuatan

briket batubara dengan perbandingan komposisi bahan tersebut di atas telah sesuai

dengan Standart mutu briket batubara berdasarkan Direktorat Pembinaan Mineral,

Batubara dan Panas Bumi; Departement Energi dan Sumber Daya Mineral (22 Maret

2006).

Grafik di atas menunjukkan bahwa pada komposisi bahan 75%:3,3%:6,7%:15%

menghasilkan nilai kalor yang optimum yaitu untuk ukuran ayak 40 mesh diperoleh

32



nilai kalor sebesar 7908,298 kal/gr dan untuk ukuran ayak 60 mesh diperoleh nilai

kalor sebesar 6150,899 kal/gr. Hal ini disebabkan karena komposisi batubara lebih

banyak sebesar 75% sehingga nilai kalornya juga semakin tinggi.

4.2 8 Pengaruh Komposisi Bahan Terhadap Beberapa Parameter

Grafik di bawah ini diperoleh dengan memplot beberapa parameter analisa


Gambar 4.7 Grafik Hubungan antara Komposisi Bahan (%) terhad

Beberapa Variabel pada Ukuran 40 mesh

0

10002000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 1 2 3 4 5

No. Sampel Komposis i Bahan

G a b u n g a n B e b e r a p a V a r i a b e l

Waktu pembakaran (menit)

Temperatur pembakaran ('C)

Waktu nyala (menit)

Kadar Air (%)

Kadar Abu (%)

Nilai Kalor (kal/gr)

Gambar 4.8 Grafik Hubungan antara Komposisi Bahan (%) terhadaBeberapa Variabel pada Ukuran 60 mesh

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 1 2 3 4 5

No. Sampe l Komposis i Bahan

G a b u n g a n B e b e r a p a

V a r i a b e l

Watu pembakaran (menit)

Temperatur pembakaran ('C)

Waktu nyala (menit)

Kadar Air (%)

Kadar Abu (%)

Nilai Kalor (kal/gr)

Gambar 4.7 dan 4.8 grafik hubungan antara komposisi bahan (%) terhadap

beberapa parameter menunjukkan bahwa komposisi bahan mempengaruhi waktu

33



pembakaran, temperatur pembakaran, waktu nyala, kadar air, kadar abu, dan nilai

kalor. Dari hasil percobaan menunjukkan bahwa nilai kalor yang diperoleh pada

ukuran 40 mesh lebih besar dibandingkan ukuran 60 mesh untuk semua komposisi.

Hal ini menunjukkan bahwa komposisi dan ukuran partikel sangat mempengaruhi

nilai kalor, dimana semakin banyak komposisi batubara dan semakijn besar ukuran

partikel maka proses pembakarannya pun akan semakin cepat sehingga nilai kalor

yang dihasilkan juga besar.

34



BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan memvariasi

komposisi pada pembuatan briket batubara dapat mempengaruhi waktu pembakaran,

temperatur pembakaran, waktu nyala, kadar air, kadar abu, dan nilai kalor.

1. Hubungan komposisi briket terhadap waktu pembakaran yaitu waktu pembakaran

optimum berada pada komposisi bahan No.3 dengan komposisi batubara

sebanyak (75%), jerami (3,3%), ampas tebu (6,7%), dan molasis (15%) yaitu

sebesar 226 menit untuk ukuran 40 mesh dan 150 menit untuk ukuran 60 mesh.

2. Hubungan komposisi briket terhadap temperatur pembakaran yaitu temperatur

pembakaran optimum berada pada komposisi bahan No.3 dengan komposisi

batubara sebanyak (75%), jerami (3,3%), ampas tebu (6,7%), dan molasis (15%)

yaitu sebesar 300 0C untuk ukuran 40 mesh dan 230 0C untuk ukuran 60 mesh.

3. Hubungan komposisi briket terhadap waktu nyala yaitu waktu nyala optimum

berada pada komposisi bahan No.1 dengan komposisi batubara sebanyak (67%),

jerami (5%), ampas tebu (5%), dan molasis (23%) yaitu sebesar 8 menit untuk

ukuran 40 mesh dan 10 menit untuk ukuran 60 mesh.

4. Hubungan komposisi briket terhadap kadar air yaitu kadar air optimum berada

pada komposisi No.4 dengan perbandingan bahan batubara sebanyak (67%),

jerami (3,3%), ampas tebu (5%), dan molasis (24,7%) yaitu sebesar 8,0047 %

untuk ukuran 40 mesh dan 9,1701 % untuk ukuran 60 mesh.

5. Hubungan komposisi briket terhadap kadar abu yaitu kadar abu optimum berada

pada komposisi No.1 dengan perbandingan bahan batubara sebanyak (67%), jerami (5%), ampas tebu (5%), dan molasis (23%) yaitu sebesar 6,3476 % untuk

ukuran 40 mesh dan 7,2612 % untuk ukuran 60 mesh.

6. Hubungan komposisi briket terhadap nilai kalor yaitu nilai kalor optimum berada

pada komposisi No.3 dengan perbandingan bahan batubara sebanyak (75%),

jerami (3,3%), ampas tebu (6,7%), dan molasis (15%) yaitu sebesar 7908,298

kal/gr untuk ukuran 40 mesh dan 6150,899 kal/gr untuk ukuran 60 mesh.

35



7. Berdasarkan variabel proses yang divariasikan dan parameter analisa yang

diamati maka komposisi optimum terjadi pada komposisi no.3 dengan

perbandingan komposisi bahan 75%:3,3%:6,7%:15% dengan waktu pembakaran

yaitu 226 menit untuk ukuran 40 mesh dan 150 menit untuk ukuran 60 mesh.

Dimana kondisi waktu pembakaran juga dipengaruhi oleh kandungan kalori

dalam briket batubara. Dari hasil penelitian yang diperoleh dan dibandingkan

dengan Standart Nasional Indonesia dapat disimpulkan bahwa pengaruh ukuran

partikel dan komposisi briket batubara terhadap nilai kalor sesuai dengan SNI 13-

4931-1998 dan Standart mutu briket batubara berdasarkan Direktorat Pembinaan

Mineral, Batubara dan Panas Bumi; Departement Energi dan Sumber Daya

Mineral (22 Maret 2006). Dengan rincian hasil penelitian sebagai berikut:

Tabel 5.1 Jenis Briket Batubara Tanpa Karbonisasi Tipe Silinder

Parameter Analisa Standar Nasional

Indonesia (SNI)

Hasil Penelitian

40 Mesh 60 Mesh

Kadar Air (%) max.12 8,0047 9,1701

Kadar Abu (%) <10 6,3476 7,2612

Nilai Kalor (kal/gr) > 5100 7908,298 6150,899

5.2 Saran

Agar memperoleh mutu briket batubara yang baik maka diharapkan penelitian

selanjutnya dengan menambahkan variabel baru seperti ukuran mesh, bentuk briket,

tekanan, temperatur, dan penggunaan bahan baku yang lain sehingga memperoleh

mutu briket yang lebih baik.

36



DAFTAR PUSTAKA

K.D Maison, 2006, “Briket Batubara Sebagai Alternatif Pengganti Minyak Tanah”,

Bandung, http://www.Indeni.org,

Nn, 2005, “Iptek Indonesia Bidang Energi dan Sumber Daya Alam”, Jakarta,

http://[email protected]

Nn, 2007, “Kementrian Negara Riset dan Teknologi”, Jakarta,

http://www.Kompas.com

Setiawan Bambang, 2005, “Kebijakan Umum Pemanfaatan Batubara dan

Rancangan Undang-Undang Mineral dan Batubara”, Jakarta,

http://www.google.com.

Sipayung Maydin, 2005, “Industri Briket Batubara Nasional”, Bandung.

Sobroto, 2006, “Karakteristik Pembakaran Biobriket Campuran Batubara, Ampas

Tebu, dan Jerami”, Surakarta.

37





http://www.google.com/








LAMPIRAN A

DATA HASIL PERCOBAAN

L.A.1 Hasil Analisa Pengujian Kualitas Briket Batubara

Tabel L.A.1 Hasil Analisa Pengujian Kualitas Briket BatubaraUkuran

Partikel

(mesh)

Komposisi Bahan (%) Waktu

Pembakaran

(menit)

Temperatur

Pembakaran

(ºC)

Waktu

Nyala

(menit)

Nilai

Kalor

(kal/gr)

40

67%:5%:5%:23% 146 210 8 6502,378

75%:5%:3,3%:16,7% 195 280 10 7029,598

75%:3,3%:6,7%:15% 226 300 13 7908,298

67%:3,3%:5%:24,7% 153 225 9 6853,858

60

67%:5%:5%:23% 130 200 10 5447,939

75%:5%:3,3%:16,7% 137 225 15 5975,159

75%:3,3%:6,7%:15% 150 230 17 6150,89967%:3,3%:5%:24,7% 128 210 14 5623,679

L.A.2 Hasil Analisa Pengujian Kadar Air Briket Batubara

Tabel L.A.2 Analisa Pengujian Kadar Air Briket BatubaraUkuran

Partikel

(mesh)

Komposisi

Bahan

(%)

Berat

Cawan

Kosong

(gr)

Brt cawan +

sampel sblm

pemanasan

(gr)

Brt cawan +

sampel stlh

pemanasan

(gr)

Kadar

Air

(%)

4067%:5%:5%:23% 62,4721 67,5039 66,9598 10,8132

75%:5%:3,3%:16,7% 50,1974 55,2166 54,6528 11,2329

75%:3,3%:6,7%:15% 60,4353 65,5345 64,9561 11,342967%:3,3%:5%:24,7% 62,6441 67,6924 67,2883 8,0047

6067%:5%:5%:23% 67,2219 72,3097 71,8218 9,5896

75%:5%:3,3%:16,7% 66,2196 71,2334 70,7150 10,3395

75%:3,3%:6,7%:15% 63,2269 68,2535 67,6670 11,6679

67%:3,3%:5%:24,7% 51,7971 56,8025 56,3435 9,1701

L.A.3 Hasil Analisa Pengujian Kadar Abu Briket Batubara

Tabel L.A.3 Analisa Pengujian Kadar Abu Briket BatubaraUkuran

Partikel(mesh)

Komposisi

Bahan(%)

Berat

CawanKosong

(gr)

Brt cawan +

sampel sblmpemanasan

(gr)

Brt cawan +

sampel stlhpemanasan

(gr)

Kadar

Abu(%)

4067%:5%:5%:23% 64,1512 69,5563 64,5140 6,7122

75%:5%:3,3%:16,7% 67,3172 72,5628 67,7133 7,5511

75%:3,3%:6,7%:15% 46,4787 51,5293 46,9112 8,5633

67%:3,3%:5%:24,7% 50,6390 55,7039 50,9605 6,3476

60

67%:5%:5%:23% 54,5333 59,7171 54,9250 7,5562

75%:5%:3,3%:16,7% 58,8398 63,8923 59,2806 8,7244

75%:3,3%:6,7%:15% 49,1205 54,2273 49,5721 8,8431

67%:3,3%:5%:24,7% 50,8348 55,8367 51,1980 7,2612LAMPIRAN B

38



PROSEDUR ANALISA

L.B.1 Penentuan Waktu Pembakaran

Briket yang telah dibentuk selinder menurut komposisinya masing-masing, lalu

dibakar di atas tungku pembakaran batubara, lalu dihidupkan stopwatch dan diamati

berapa lama waktu yang diperlukan sampai batubara terbakar habis menjadi abu.

L.B.2 Penentuan Temperatur Pembakaran

Briket yang telah dibentuk silinder menurut komposisinya masing-masing, lalu

dibakar di atas tungku pembakaran batubara, dan diamati temperatur yang dihasilkan

pada termokopel yang terdapat pada tungku pembakaran tersebut.

L.B.3 Penentuan Waktu Nyala

Briket yang telah dibentuk silinder menurut komposisinya masing-masing,

lalu dibakar di atas tungku pembakaran batubara, lalu dihidupkan stopwatch dan

diamati berapa lama waktu yang diperlukan untuk menyalakan briket tersebut.

L.B.4 Uji Kadar Air Briket Batubara

Menimbang briket batubara sebanyak 5 gram lalu dimasukkan kedalam cawan

yang telah diketahui beratnya, masukkan kedalam oven dengan suhu 1300C selama

90 menit. Setelah itu dimasukkan kedalam desikator, lalu ditimbang kembali untuk

ditentukan kadar air briket batubara tersebut.

Kadar air =C

B A−x 100%

Dimana : A = Berat cawan + sampel sebelum dipanaskan

B = Berat cawan + sampel setelah dipanaskan

C = Berat sampel sebelum dipanaskan

L.B.5 Uji Kadar Abu Briket Batubara

39



Cawan dipanaskan pada furnace pada temperatur 550 0C selama 30 menit,

kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang beratnya. Kemudian

menimbang briket batubara 5 gram lalu dimasukkan kedalam cawan yang telah

diketahui beratnya, masukkan kedalam furnace dengan suhu 5500C selama 120 menit

sampai seluruh sampel menjadi abu. Setelah itu dimasukkan kedalam desikator, lalu

ditimbang kembali untuk ditentukan kadar abu briket batubara tersebut.

Kadar abu =C

B A−x 100%

Dimana : A = Berat cawan + sampel setelah dipanaskan

B = Berat cawan kosongC = Berat sampel sebelum dipanaskan

L.B.6 Penentuan Nilai Kalor

Menimbang briket batubara sebanyak 0,05 gr kemudian masukkan kedalam

cawan dan pasangkan kawat penyala lalu masukkan kedalam tabung bom

kalorimeter. Menambahkan oksigen pada tabung bom kalorimeter dengan tekanan 30

bar kemudian menutup tabung bom kalorimeter dan menghidupkan penyalaan pengaduk selama 5 menit. Mengukur temperatur dengan termokopel kemudian

menghidupkan penyalaan bom dan membaca kembali temperatur kedua. Melakukan

percobaan sebanyak tiga kali untuk setiap sampel.

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN

40



L.C.1 Menentukan Nilai Kadar Air Untuk 40 Mesh

Kadar Air = %100 x

C

B A−

Dimana : A = Berat cawan + sample sebelum dipanaskan

B = Berat cawan + sample setelah dipanaskan

C = Berat sample sebelum dipanaskan

Kadar Air = %100 xC

B A−

= %1000192,5

6528,542166,55 x−

= 11,2329%

L.C.2 Menentukan Nilai Kadar Air Untuk 60 Mesh

Kadar Air = %100 xC

B A−

= %1000138,5

7150,702334,71 x−

= 10,3395%

L.C.3 Menentukan Nilai Kadar Abu Untuk 40 Mesh

Kadar Abu = %100 xC

B A−

Dimana : A = Berat cawan + sample setelah dipanaskan

B = Berat cawan kosong

C = Berat sample sebelum dipanaskan

Kadar Abu = %100 xC

B A−

= %1002456.5

3172,677133,67 x

−

41



= 7,5511%

L.C.4 Menentukan Nilai Kadar Abu Untuk 60 Mesh

Kadar Abu = %100 xC

B A−

= %1000525,5

8398,582806,59 x

−

= 8,7244%

L.C.5 Menentukan Nilai Kalor Jenis Untuk 40 Mesh

Nilai HHV = (T2 - T1 - 0,05) x cv

Dimana: HHV= High Heat Value (J/gr)

T2 = suhu air setelah pengujian pada bomb calorimeter (°C)

T1 = suhu air sebelum pengujian pada bomb calorimeter (°C)

Cv = kapasitas volume (J/gr.°C)

Nilai HHV = (T2 - T1 - 0,05) x cv

= (28,85°C – 28,4°C – 0,05) x 73529,6 J/gr°C

= 29411,84 J/gr

= 7029 kal/gr

L.C.6 Menentukan Nilai Kalor jenis Untuk 60 Mesh

Nilai HHV = (T2 - T1 - 0,05) x cv

= ( 29,1°C – 28,71°C – 0,05) x 73529,6 J/gr°C

= 25000,064 J/gr

= 5975,159 kal/gr

42



43

17255708-briket-batubara (1)

Documents