LAPORAN PRAKTIKUM ENERGI ALTERNATIF

Oleh :Annas ArdiansyahNIM A1H012025

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2015LAPORAN PRAKTIKUM ENERGI ALTERNATIF

UJI PERFORMANSI KOMPOR BIOMASSA BERBAHAN BAKAR BRIKET TEMPURUNG KELAPA DAN SEKAM PADI

Oleh :Annas ArdiansyahNIM A1H012025

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2015I. PENDAHULUANA. Latar BelakangEnergi dominan yang dipergunakan dunia saat ini adalah energi berbasis fosil yang persediaannya akan semakin berkurang. Menurunnya persediaan energi berbasis fosil mendorong hampir semua negara di dunia untuk mencari energi alternatif. Energi tersebut harus ramah lingkungan dan terbarukan. Diantaranya adalah energi hidro, energi surya, dan energi berbasis biomassa. Pemanfaatan limbah biomassa sebagai sumber energi alternatif sudah mulai dilakukan.Limbah biomassa banyak dijumpai di Indonesia sebagai hasil keluaran dari kegiatan industri dan pertanian, salah satunya yaitu limbah cangkang kakao. Limbah kako ini merupakan bahan organik yang dapat masih memiliki sejumlah energi yang dapat diubah menjadi briket. Briket (bioarang) merupakan sumber energi biomassa yang ramah lingkungan dan biodegradable. Briket arang berfungsi sebagai pengganti bahan bakar minyak tanah, maupun LPG. Biomassa ini merupakan sumber energi masa depan yang tidak akan pernah habis, bahkan jumlahnya akan bertambah sehingga sangat cocok untuk digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga dan perlu dikembangkan.

B. Tujuan1. Mengetahui efisiensi energi briket2. Mengetahui konsumsi bahan bakar selama proses pemanasan air

II. TINJAUAN PUSTAKABiomassa adalah keseluruhan makhluk hidup ( hidup atau mati ), misalnya tumbuh-tumbuhan, binatang, mikroorganisme, dan bahan organic ( termasuk sampah oirganik), unsur utama dari biomassa adalah bermacam-macam zat kimia (molekul), yang sebagian besar mengandung atom carbon ( C ), bila membakar biomassa, karbon tersebut dilepaskan ke udara dalam bentuk Karbon Dioksida ( CO2 ) (Daryanto, 2007).Mempermudah pengelompokan bahan uji, dapat diuji atas dua sub kelompok/bagian utama, yaitu (Munir, 2008):1. Biomassa primer terdiri atas: jerami padi, sekam padi, kotoran sapi, sampah organik pasar, bagas tebu, kayu, batok kelapa, kulit buah kelapa sawit, kulit dan bangkil buah jarak dan kertas.2. Biomassa sekunder terdiri atas: plastik, batubara, briket batubara karbonasi, arang kayu, arang batok kelapa, dan bekas serta kokas minyak bumi (prto-leum coke = petcoke) sebagai limbah pabrik penyulingan minyak bumi.Energi biomassa merupakan energi tertua yang telah digunakan sejak peradaban manusia dimulai. Sampai saat inipun energi biomassa masih memegang peranan penting khususnya di daerah pedesaan (Daryanto, 2007).Biomassa memiliki kandungan bahan violatil tinggi namun kadar karbon rendah. Kadar abu biomassa tergantung dari jenis bahannya, sementara nilai kalornya tergantung sedang. Tingginya senyawa violatil dalam biomassa menyebabkan pembakaran dapat dimulai pada suhu rendah ( Jamilatum, 2008 ).Biomassa ini sangat mudah ditemukan dari aktivitas pertanian, peternakan, kehutanan, perkebunan, perikanan, dan limbah limbahnya di daerah. Sehingga mudah dimanfaatkan untuk mengembangkan alternatif energi. Salah satu bimassa yang banyak ditemukan adalah tempurung kelapa dan sekam padi.Arang sudah umum diketahui mempunyai banyak kegunaan. Arang selain bermanfaat sebagai sumber energi, juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembangun kesuburan tanah (Gusmailina dan Pari, 2002). Di samping itu, arang dapat juga diolah menjadi arang aktif yang bernilai ekonomi lebih tinggi. Asap cair pada proses ini diperoleh dengan cara kondensasi asap yang dihasilkan melalui cerobong reaktor pirolisis. Proses kondensasi asap menjadi asap cair sangat bermanfaat bagi perlindungan pencemaran udara yang ditimbulkan oleh proses tersebut. Di samping itu, asap cair yang mengandung sejumlah senyawa kimia diperkirakan berpotensi sebagai bahan baku zat pengawet antioksidan, desinfektan ataupun sebagai biopestisida (Nurhayati, 2000).

Efisiensi pembakaran pada suatu tungku tergantung pada kesempurnaan pembakaran bahan bakar. Suatu pembakaran bahan bakar yang efisien akan menghemat penggunaan bahan bakar (Kratzeisen dan Muller, 2009).Parameter tingkat efisiensi tungku dapat dijadikan patokan yang paling tepat dalam menentukan bahan bakar yang paling efektif untuk digunakan (Tamrin dan Firmayanti, 2008). Faktor lain yang perlu diperhatikan dalam penentuan bahan bakar paling efektif untuk sebuah tungku adalah efisiensi pembakaran dari bahan bakar jika dibakar di dalam tungku.Pindah panas terjadi pada system tungku dengan lingkungan dan antara masingmasing sub sistem tungku. Pindah panas tersebut tidak hanya terjadi pada tungku dan alat musik saja tetapi juga pada bahan bakar. Pindah panas dibagi menjadi radiasi, konduksi, dan konveksi (Abdullah, et.al., 1989).Energi panas yang dihasilkan oleh bahan bakar selain berpindah ke sub system atau bagian lain dari sistem tersebut juga ada yang disimpan dalam bentuk panas pada masing-masing atau zat. Panas tersimpan inilah yang mengakibatkan perubahan suhu pada dinding tungku alat pemanas dan bahan bakar, serta proses pemanasan atau pemasakan bahan yang dimasak atau di dalam alat pemasak (Abdullah et.al., 1989).

III. METODOLOGIA. Alat dan BahanAlat dan baha yang digunakan yaitu:1. Kompor biomassa2. Timbangan digital3. Thermometer infrared4. Thermometer air5. Panic6. Gelas ukur7. Cawam 8. Air9. Briket10. Korek api

B. Prosedur Kerja1. Persiapan alat dan bahan 2. Memasukkan briket ke dalam kompor3. Masukkan air ke dalam panic sebanyak 2 kg4. Nyalakan kompor briket5. Ukur suhupanci, air selama proses perebusan6. Hitung waktu perebusan7. Timbang briket setelah dibakar8. Catat hasil pada lembar kerja

IV. HASIL DAN PEMBAHASANA. HasilVaVariabel/waktusuhu

051015202530354045

T. air29353740414447485154

T. Ruang230224301364391395396400392382

T. lingkungan30,5303033303030313030

Diketahui :h = 2260 kj/kg m.ub = 3,3 kgh sekam = 10046,4 kj/kg mkc Silinder = 6,7 kgh kelapa = 2962,0972 kj/kg mkc Kotak = 6 kgcp air = 4,195 kj/kgoC Qa = (ma x cp x Tair) + (Mu x h)m air = 2 kg n = x 100 %mu= Mair awal Mair akhirmb= Mbriket awal Mbriket akhir1. Mu = Mair awal Mair akhir= 2 kg 1,944 kg= 0,056 kg2. Mb = Mbriket awal Mbriket akhir= 750 gram 356 gram= 394 gram3. Qa = ( 2 kg x 4,195 kj/kgoC x (54-52) ) + (0,056 kg x 2260 kj/kg)= 334,31 kj4. Qb = 394 gram x 2962,0972 kj/kg= 0,394 x 10046,4= 3958,3 kg5. n = x 100%= 8,4 %

B. PembahasanBiomassa dan batubara adalah bahan bakar padat yang memiliki karakteristik yang berbeda. Batu bara memiliki kandungan karbon dan nilai kalor tinggi, kadar abu sedang serta kandungan senyawa volatil rendah. Sementara, biomasa memiliki kandungan bahan volatil tinggi namun kadar karbon rendah. Kadar abu biomasa tergantung dari jenis bahannya, sementara nilai kalornya tergolong sedang. Tingginya kandungan senyawa volatil dalam biomassa menyebabkan pembakaran dapat dimulai pada suhu rendah. Proses devolatisasi pada suhu rendah ini mengindikasikan bahwa biomassa mudah dinyalakan dan terbakar. Namun, pembakaran yang terjadi berlangsung sangat cepat dan bahkan sulit dikontrol.Proses pembakaran padatan terdiri dari beberapa tahap seperti pemanasan, pengeringan, devolatilisasi dan pembakaran arang. Selama proses devolatisasi, kandungan volatil akan keluar dalam bentuk gas seperti: CO, CO2, CH4 dan H2.Menurut Pengmei, dkk. (2004), komposisi gas selama devolatilisasi tergantung pada jenis bahan yang dibakar. Proses devolatilisasi diikuti dengan oksidasi bahan bakar padat yang lajunya tergantung pada konsentrasi oksigen, suhu gas, ukuran dan porositas arang (Syamsiro dan Saptoadi, 2004). Kenaikan konsentrasi oksigen dalam gas menimbulkan laju pembakaran lebih tinggi. Suhu pembakaran yang lebih tinggi dapat menaikkan laju reaksi dan menyebabkan waktu pembakaran menjadi lebih singkat. Demikian pula dengan kecepatan gas yang tinggi pada permukaan dapat menaikkan laju pembakaran bahan bakar padat, terutama disebabkan oleh laju perpindahan massa oksigen ke permukaan partikel yang lebih tinggi.Dari hasil penelitian Syamsiro dan Saptoadi (2007) tentang biobriket diperoleh faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik pembakaran biobriket, antara lain:1. Laju pembakaran biobriket semakin tinggi dengan semakin tingginya kandungan senyawa yang mudah menguap (volatile matter). Laju pembakaran dapat didekati dengan.2. Biobriket dengan nilai kalor yang tinggi dapat mencapai suhu pembakaran yang tinggi dan pencapaian suhu optimumnya cukup lama.3. Semakin besar kerapatan (density) biobriket maka semakin lambat laju pembakaran yang terjadi. Namun, semakin besar kerapatan biobriket menyebabkan semakin tinggi pulanilai kalornya.Pada briket yang digunakan pada saat praktikum proses penyalaannya cukup susah, hal ini dikarenakan kompor yang digunakan diameter ruang pembakarannya kecil dan penataan briket yang kurang baik menyebabkan susahnya penyalaan api pada kompor tersebut.Berikut ini merupakan grafik hubungan antara waktu pembakaran dengan suhu pada ruang bakar dan suhu lingkungan :

Gambar 1. Grafik hubungan antara waktu dan suhu pembakaran.Dari grafik diatas menunjukan suhu pada ruang bakar yang belum stabil pada saat penyalaan. Namun suhu pada ruang pembakaran tersebut cenderung mengalami kenaikan setiap pengukuran dan pada menit ke 35 suhu pada ruang pembakaran menurun. Menurunnya suhu tersebut dapat dikarenakan sebagian briket yang sudah menjadi abu dan menyebabkan penurunan suhu.Umumnya bahan bakar padat seperti biomassa jika dipanaskan sampai mencapai temperatur tertentu, maka volatil matters mulai dilepaskan, dan pada tempertur tertentu mulai terjadi pengapian/menyala dan selanjutnya terbakar.Kandungan volatil matters memegang peranan penting dari bahan bakar padat dalam hal kemampuan menyala (ignitability) dan kemampuan terbakar (combustibility).Berdasarkan bahan bakarnya, kompor dapat dibagi menjadi beberapa jenis sebagai berikut : 1. Kompor minyak tanah Kompor minyak tanah merupakan jenis alat masak yang paling banyak digunakan di kalangan rumah tangga, sebagian kecil industri, serta warung/rumah makan. Seperti namanya, kompor ini berbahan bakar minyak tanah. Namun demikian, kelemahan kompor minyak tanah bila pembakaran kurang sempurna maka api berubah menjadi kuning/merah sehingga menimbulkan jelaga. 2. Kompor gas Kompor ini berbahan bakar yang biasa digunakan di rumah tangga ataupun warung, yaitu jenis LPG. Keunggulan kompor ini adalah emisi yang dikeluarkan relatif lebih sedikit dan tidak cenderung menyebabkan wadah masak menjadi hitam atau tidak merusak panci. Selain itu, memasak dengan menggunakan kompor gas lebih cepat dibandingkan memasak dengan menggunakan kompor minyak tanah. Kompor ini memiliki kelemahan, yaitu harga kompornya cukup mahal dan bahan bakarnya pun mahal. 3. Kompor listrik Prinsip kerja kompor ini adalah mengubah energi listrik menjadi energi panas. Umumnya kompor ini cukup mahal. Biasanya digunakan untuk keperluan rumah tangga dalam skala yang kecil dan butuh energi yang besar dalam penggunaan kompor listrik ini.

4. Kompor briket Kompor Briket Bioarang Kompor briket adalah alat masak yang menggunakan bahan bakar dari briket batubara atau campuran dari biomassa dan batubara. Bahan yang digunakan untuk membuat kompor berpengaruh terhadap kualitas kompor, baik dari sudut penampilan, daya tahan kompor, maupun mobilitas (mudah dipindahkan atau tidak). Keuntungan yang diperoleh dari penggunaan briket bioarang antara lain adalah biayanya amat murah. Alat yang digunakan untuk pembuatan briket bioarang cukup sederhana dan bahan bakunya pun sangat murah, bahkan tidak perlu membeli karena berasal dari sampah, daun-daun kering, limbah pertanian. Bahan baku untuk pembuatan arang umumnya telah tersedia di sekitar kita. Briket bioarang dalam penggunaannya menggunakan tungku yang relatif kecil dibandingkan dengan tungku yang lainnya (Andry, 2000). Sumber bahan baku yang melimpah di Indonesia menjadikannya sebagai sumber daya energi yang paling menjanjikan. Namun selain sumber daya yang melimpah dan keamanan yang lebih terjamin, biomassa juga memiliki celah-celah keterbatasan yang perlu dipertimbangkan sebelum benar-benar menjadikannya sebagai primadona energi alternatif di Indonesia.Briket yang berasal dari bahan baku biomassa berupa tempurung kelapa dan jerami padi memiliki beberapa perbedaan. Jika dilihat dari banyaknya abu yang dihasilkan maka briket arang dar jerami padi menghasilkan abu lebih banyak. Briket dari bahan tempurung kelapa juga lebih mudah untuk penyalaannya dan lebih lama. Beberapa factor yang mempengaruhi adalah: kandungan perekat, bahan baku briket, kandungan air, tingkat kerapatan / kekerasan briket dan kadar violatil dan karbon pada briket tersebut.Dalam membuat suatu kompor briket sebaiknya ukuran diameter ruang pembakaran harus sesuai dengan tinggi kompor agar briket mudah dinyalakan. Lubang samping di ruang bakar juga harus sesuai agar sirkulasi udara dapat berjalan dengan maksimal. Karena kendala terbesar pada penggunaan kompor briket adalah pada saat penyalaan api awalnya. Untuk memudahkan pada saat digunakan sebaiknya pada kompor briket dibuat beberapa sekat yang bisa mengatur kapasitas ruang pembakaran sehingga lama waktu penyalaan briket pada saat digunakan bisa diatur dan disesuaikan dengan lama penggunaan.

IV. KESIMPULAN DAN SARANA. Kesimpulan

1. Efisiensi penggunaan kompor briket dipengaruhi oleh: jenis bahan pembuat briket, tipe atau besarnya ruang pembakaran, lubang samping, dan kapasitas bahan dari briket tersebut.2. Kandungan volatil matters memegang peranan penting dari bahan bakar padat dalam hal kemampuan menyala (ignitability) dan kemampuan terbakar (combustibility).

B. SaranPada saat praktiku dilakukan sebaiknya lebih kondusif lagi sehingga praktikum dapat berjalan lebih efektif lagi.

DAFTAR PUSTAKA