pembuatan biobriket dari tempurung kemiri sebagai bahan
Post on 21-Oct-2021
10 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Pembuatan Biobriket dari Tempurung Kemiri sebagai Bahan Bakar Alternatif
Disusun oleh :Alief Nasrullah Pramana 2306 030 043
Shendy Gilang Pradana2306 030 062
Dosen Pembimbing :Ir. Dyah Winarni Rahaju, MT
Latar Belakang MasalahPemakaian bahan
bakar fosil semakinmeningkat
Jumlah cadanganbahan bakar fosilsemakin menipis
Bahan bakar fosilmenyebabkan
pemanasan global
Pengembangansumber energi
terbarukan
Energibiomass
Biobriket
BiobriketBiobriket adalah bahan bakar yang berwujudpadat dan berasal dari sisa-sisa bahan organikyang telah mengalami proses pemampatan dengandaya tekan tertentu.
Tempurung KemiriTempurung kemiri merupakan salah satu biomass
yang bisa dimanfaatkan untuk pembuatan briket
Bahan Oksidator (KMnO4)Kalium permanganat (KMnO4) merupakanoksidator kuat alkali kaustik yang akan terdisosiasidalam air membentuk ion permanganat (MnO4
‾)
dan mangan oksida (MnO2).
Bahan Perekat (Starch)
Starch adalah karbohidrat kompleks yang sulitlarut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Merupakan polimer alami yang termasuk jenis polisakarida dengan rumus kimia (C6H10O5)n.
Penelitian Terdahulu Eugenius Manukule (2008) telah membuat briket dari tempurung
kemiri karena begitu banyak limbah tempurung kemiri dikampungnya di Kelurahan Rana Loba, Kecamatan Borong,Kabupaten Manggarai Timur. Bahan-bahannya hanya berupaarang kemiri, tepung tapioka dan tanah liat. Komposisimembuat briket adalah arang kemiri yang sudah dihancurkan(nyaris halus) 90 persen, tepung tapioka (sebagai pengerat) limapersen dan tanah liat lima persen. Manukule mengatakan, hasiluji yang sudah dilakukannya mendapat hasil dimanapenggunaan satu liter minyak tanah hanya untuk sekitar satujam memasak, sementara briket tempurung kemiri ini antaratiga jam hingga enam jam.
Variabel yang DigunakanKomposisi campuran biobriket
- Tempurung kemiri : 80%, 80%, 80%- Adhesive (starch) : 5%, 10%, 15%- KMnO4 : 15%, 10%, 5%
Variabel bentuk :- Gepeng bulat- Gepeng lubang
Variabel mesh :- 80- 120- 160
Diagram Blok Proses Pembuatan Biobriket
Tempurung kemiri halus
Tempurung kemiri basah
Tempurung kemiri kecil
KMnO4
ALAT PENGHANCUR
PENGERING
Tempurung kemirikering
ALAT PRESS
Larutan kanji
PENGERING
Produk biobriket kering
Biobriket basah
ALAT PENGAYAK
Pembuatan larutan kanji ALAT PENCAMPUR
Recycle
Gambar alat yang digunakan dalam pembuatan biobriket
Alat penghancur Alat pengayak
Alat Pengepress
GAMBAR ALAT ANALISA PROXIMATE BIOBRIKET
Oven Furnance
Desikator Bomb Calorimeter
HASIL INOVASI
No. SifatTempurung
kemiri1. Kadar air (%) 8,0
2. Kadar abu (%) 21,7
3. Volatile Matter (%) 66,2
4. Fixed carbon (%) 4,1
Tabel IV.1.1 Hasil uji proximate bahan baku
Tabel IV.1.2 Hasil uji nilai kalor untuk bahan baku pembuatan biobriket
No. Nama bahan baku Nilai kalor (kal/g)
1. Tempurung kemiri 3510,202
Tabel IV.1.3 Hasil analisa perbandingan kadar air biobriket dengan kadar air biobriket pasaran
VariabelKadar
Air(%)
Biobriket pasaran% Berat
Mesh BentukStarch KMnO4
15 5 80 Bulat gepeng 7.13 5
15 5 80 Bulat lubang 7.21 5
15 5 120 Bulat gepeng 7.16 5
15 5 120 Bulat lubang 7.19 5
15 5 160 Bulat gepeng 7.24 5
15 5 160 Bulat lubang 7.18 5
10 10 80 Bulat gepeng 7.22 5
10 10 80 Bulat lubang 7.25 5
10 10 120 Bulat gepeng 7.17 5
10 10 120 Bulat lubang 7.28 5
10 10 160 Bulat gepeng 7.29 5
10 10 160 Bulat lubang 7.32 5
5 15 80 Bulat gepeng 7.31 5
5 15 80 Bulat lubang 7.35 5
5 15 120 Bulat gepeng 7.34 5
5 15 120 Bulat lubang 7.32 5
5 15 160 Bulat gepeng 7.33 5
5 15 160 Bulat lubang 7.36 5
Tabel IV.1.4 Hasil analisa perbandingan kadar abu biobriket dengan kadar abu biobriket pasaran
VariabelKadar Abu(%)
Biobriket pasaran% Berat
Mesh BentukStarch KMnO4
15 5 80 Bulat gepeng 29.44 16.14
15 5 80 Bulat lubang 29.53 16.14
15 5 120 Bulat gepeng 29.97 16.14
15 5 120 Bulat lubang 30.14 16.14
15 5 160 Bulat gepeng 30.67 16,14
15 5 160 Bulat lubang 30.93 16.14
10 10 80 Bulat gepeng 31.74 16.14
10 10 80 Bulat lubang 31.83 16.14
10 10 120 Bulat gepeng 32.91 16.14
10 10 120 Bulat lubang 33.04 16.14
10 10 160 Bulat gepeng 33.28 16.14
10 10 160 Bulat lubang 33.37 16.14
5 15 80 Bulat gepeng 34.26 16.14
5 15 80 Bulat lubang 34.31 16.14
5 15 120 Bulat gepeng 34.52 16.14
5 15 120 Bulat lubang 34.86 16.14
5 15 160 Bulat gepeng 35.16 16.14
5 15 160 Bulat lubang 35.32 16.14
Tabel IV.1.5 Hasil analisa perbandingan volatile matter dan fixed carbon pada biobriket.
VariabelVolatille Matter
(%)
Fixed Carbon
(%)% Berat
Mesh BentukStarch KMnO4
15 5 80 Bulat gepeng 55.8 7.63
15 5 80 Bulat lubang 55.6 7.66
15 5 120 Bulat gepeng 55.3 7.57
15 5 120 Bulat lubang 55.1 7.57
15 5 160 Bulat gepeng 54.7 7.39
15 5 160 Bulat lubang 54.2 7.69
10 10 80 Bulat gepeng 53.6 7.44
10 10 80 Bulat lubang 53.3 7.62
10 10 120 Bulat gepeng 53.1 6.82
10 10 120 Bulat lubang 52.9 6.78
10 10 160 Bulat gepeng 52.7 6.73
10 10 160 Bulat lubang 52.4 6.91
5 15 80 Bulat gepeng 51.8 6.63
5 15 80 Bulat lubang 51.5 6.84
5 15 120 Bulat gepeng 51.2 6.94
5 15 120 Bulat lubang 50.8 7.02
5 15 160 Bulat gepeng 50.6 6.91
5 15 160 Bulat lubang 50.3 7.02
Tabel IV.1.6 Hasil analisa nilai kalor pada biobriket.Variabel
Nilai Kalor% BeratMes
h BentukTempurung kemiri
Starch
KMnO4
80 15 5 80 Bulat gepeng 4040.444
80 15 5 80 Bulat lubang 4045.746
80 15 5 120 Bulat gepeng 4207.47
80 15 5 120 Bulat lubang 4255.192
80 15 5 160 Bulat gepeng 4340.031
80 15 5 160 Bulat lubang 4355.938
80 10 10 80 Bulat gepeng 4618.408
80 10 10 80 Bulat lubang 4756.271
80 10 10 120 Bulat gepeng 4941.855
80 10 10 120 Bulat lubang 4952.46
80 10 10 160 Bulat gepeng 5031.997
80 10 10 160 Bulat lubang 5124.789
80 5 15 80 Bulat gepeng 5278.559
80 5 15 80 Bulat lubang 5222.884
80 5 15 120 Bulat gepeng 5554.285
80 5 15 120 Bulat lubang 5896.291
80 5 15 160 Bulat gepeng 6047.41
80 5 15 160 Bulat lubang 6140.202
Tabel IV.1.7 Hasil uji laju pengurangan massa pada biobriket
VariabelWaktu
pembakaran (s)
Sisa pembakaran
(g)% Berat
Mesh BentukStarch KMnO4
15 5 80 Bulat gepeng 594,5 4,929
15 5 80 Bulat lubang 593,2 4,936
15 5 120 Bulat gepeng 585,6 4,951
15 5 120 Bulat lubang 582,2 4,962
15 5 160 Bulat gepeng 579,9 4,988
15 5 160 Bulat lubang 572,8 4,994
10 10 80 Bulat gepeng 530,2 5,013
10 10 80 Bulat lubang 526,1 5,017
10 10 120 Bulat gepeng 522,7 5,024
10 10 120 Bulat lubang 518,4 5,109
10 10 160 Bulat gepeng 517,3 5,097
10 10 160 Bulat lubang 513,1 5,112
5 15 80 Bulat gepeng 499,2 5,231
5 15 80 Bulat lubang 496,4 5,229
5 15 120 Bulat gepeng 492,1 5,253
5 15 120 Bulat lubang 491,4 5,279
5 15 160 Bulat gepeng 483,7 5,292
5 15 160 Bulat lubang 481,9 5,304
Biobriket dengan variabel
(% berat)Variabel
meshVariabel bentuk
Laju pengurangan massa (g/s)
Starch KMnO4
15 5 80 Bulat gepeng 0,00829
15 5 80 Bulat lubang 0,0083
15 5 120 Bulat gepeng 0,00845
15 5 120 Bulat lubang 0,00852
15 5 160 Bulat gepeng 0,0086
15 5 160 Bulat lubang 0,00871
10 10 80 Bulat gepeng 0,00945
10 10 80 Bulat lubang 0,00953
10 10 120 Bulat gepeng 0,00961
10 10 120 Bulat lubang 0,00985
10 10 160 Bulat gepeng 0,00985
10 10 160 Bulat lubang 0,00996
5 15 80 Bulat gepeng 0,01047
5 15 80 Bulat lubang 0,01053
5 15 120 Bulat gepeng 0,01067
5 15 120 Bulat lubang 0,01074
5 15 160 Bulat gepeng 0,01094
5 15 160 Bulat lubang 0,011
Grafik Hasil PenelitianHubungan antara % KMnO4 dengan waktu pembakaran
0
100
200
300
400
500
600
700
0 5 10 15 20
% KMnO4
wakt
u pe
mba
kara
n Mesh80;Bulat GepengMesh80;Bulat LobangMesh120;Bulat GepengMesh120;Bulat LobangMesh160;Bulat GepengMesh160;Bulat Lobang
Hubungan antara % KMnO4 dengan sisa pembakaran
4,900
4,950
5,000
5,050
5,100
5,150
5,200
5,250
5,300
5,350
0 5 10 15 20
% KMnO4
sisa p
emba
kara
n Mesh80;Bulat GepengMesh80;Bulat LobangMesh120;Bulat GepengMesh120;Bulat LobangMesh160;Bulat GepengMesh160;Bulat Lobang
Hubungan antara % KMnO4 dengan laju pengurangan massa
00.0020.0040.0060.008
0.010.0120.0140.0160.018
0.02
0 5 10 15 20
% KMnO4
laju
pen
gura
ngan
mas
sa
Mesh80;Bulat GepengMesh80;Bulat LobangMesh120;Bulat GepengMesh120;Bulat LobangMesh160;Bulat GepengMesh160;Bulat Lobang
Hubungan antara % KMnO4 dengan HV
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 5 10 15 20
% KMnO4
HV
Mesh80;Bulat GepengMesh80;Bulat LobangMesh120;Bulat GepengMesh120;Bulat LobangMesh160;Bulat GepengMesh160;Bulat Lobang
NERACA MASSA
PENGERINGTempurung
kemiri basahTempurung kemiri kering
H2O + Zat ekstraktif
Bahan Masuk Bahan Keluar
Komponen Massa (gr) Mol Komponen Massa
(gr) Mol
Aliran 1Tempurung kemiri basah:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O
30127729464280
0.09950.50270.19030.50.72314.44
Aliran 3Tempurung kemiri kering:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2OAliran 2H2OZat Ekstraktif
30127729464.223
5737.8
0.09950.50270.19030.50.07231.2778
3.16670.6508
Total 1000 6.5 Total 1000 6.5
ALAT PENGHANCUR
Tempurung kemiri kecil
Tempurung kemiri kering
Recycle dari alat pengayak
Bahan Masuk Bahan Keluar
Komponen Massa (gr) Mol Komponen Massa
(gr) Mol
<3>Tempurung kemiri kering:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O<4>Recycle dari alat pengayak-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O
30127729464.223
27.2524.9926.615.433.82.44
0.09950.50270.19030.50.07231.2778
0.0090.04530.01720.45250.06540.1355
<5>Tempurung kemiri kecil:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O
328301.99320.6111.436.6425.44
1.0850.5480.20750.95250.13771.4133
Total 995.72 3.3675 Total 995.72 3.3675
ALAT PENGAYAK Tempurung kemiri halus
Tempurung kemiri kecil
Recycle ke alat penghancur
Bahan Masuk Bahan Keluar
Komponen Massa (gr) Mol Komponen Massa
(gr) Mol
<5>Tempurung kemiri kecil:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O
328301.99320.6111.436.6425.44
1.0850.5480.20750.95250.13771.4133
<6>Tempurung kemiri halus:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O<4>Recycle ke alat penghancur-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O
30127729464.223
27.2524.9926.615.433.82.44
0.09950.50270.19030.50.07231.2778
0.0090.04530.01720.45250.06540.1355
Total 995.72 3.3675 Total 995.72 3.3675
PEMANAS Larutan Starch
Starch
H2O
Bahan Masuk Bahan Keluar
Komponen Massa (gr) Mol Komponen Massa
(gr) mol
<7>Starch :-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak<8>H2O
2.8520.640.120.14
163.75
0.15830.12740.00820.0008
9.0972
<9>Larutan starch-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak
166.620.64
0.120.14
9.25550.12740.00820.0008
Total 187.5 9.3919 Total 187.5 9.3919
ALAT PENCAMPUR Campuran biobriket
Larutan starch
Tempurung kemiri halus
KMnO4
Bahan Masuk Bahan Keluar
Komponen Massa (g) Mol Komponen Massa
(g) Mol
<6>Tempurung kemiri halus:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O<9>Larutan Starch-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak<10>KmnO4
30127729464.223
166.620.640.120.14
62.5
0.09950.50270.19030.50.07231.2778
9.25550.12740.00820.0008
0.1063
<11>Campuran Biobriket-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4
30127729464.2189.620.640.120.1462.5
0.09950.50270.19030.50.072310.53330.12740.00820.00080.1063
Total 1155.2 12.1408 Total 1155.2 12.1408
PENGERING Biobriket kering
Biobriket basah
H2O
Bahan Masuk Bahan Keluar
Komponen Massa (gr) Mol Komponen Massa
(gr) Mol
<12>Biobriket basah-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4
30127729464.2189.620.640.120.1462.5
0.09950.50270.19030.50.072310.53330.12740.00820.00080.1063
<13>H2O<14>Biobriket kering-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4
93.34
30127729464.296.2620.640.120.1462.5
5.1855
0.09950.50270.19030.50.07235.34780.12740.00820.00080.1063
Total 1155.2 12.1408 Total 1155.2 12.1408
NERACA PANAS
PENGERINGTempurung
kemiri basahTempurung kemiri kering
H2O + Zat Ekstraktif
Masuk (t 30°C) ΔT= 30 - 25 = 5
Komponen Massa (gr) mol Fraksi
mol Cp ΔH
( 1 )Tempurung kemiri basah:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O( 4 )Q supply
30127729464280
0.09950.50270.19030.50.72314.44
0.01540.07790.02950.07740.11200.6877
0.320.56040.59160.652.210.9987
481.6776.154869.65219.5464.1399.48
49492.47
Total 1000 6.4556 52502.956
Keluar (T=105°C) ΔT= 105 - 25 = 80
Komponen Massa (gr) mol Fraksi
mol Cp ΔH
( 3 )Tempurung kemiri kering:-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraktif-H2O( 2 )Zat yang teruapkan :-Zat Ekstraktif-H2-OQ losses
30127729464.223
5737.8
0.09950.50270.19030.50.07230.6508
3.16670.6508
0.01540.07790.02950.07740.01120.1008
0.54290.1116
0.320.56040.59160.652.210.9987
2.210.9987
7705.612418.46413914.432312742.561837.608
10077.63020.0692474.623
Total 1000 52502.956
Q losses
Q supply
PEMANASStarch + H2O Larutan
starch
Q losses
Q supply
Masuk (T=30°C) ΔT= 30 – 25 = 5
Komponen Massa (gr) Mol Fraksi
molCp
J/g°C BM ΔH
( 7 )Starch :-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak( 8 )Q Supply
2.8520.640.120.14
0.15830.12740.00820.0008
0.01950.01360.00080.0001
0.99871.491.951.28
1816214.6175
14.23153.81.17
0.896
8138.84
Total 187.5 9.3919 8308.96
Keluar (T=65°C) ΔT= 65 – 25 = 40
Komponen Massa (gr) Mol Fraksi
molCp
J/g°C BM ΔH
( 9 )Starch :-H2O-Karbohidrat-Protein-LemakQ losses
166.620.640.120.14
9.25550.12740.00820.0008
0.98550.01360.00080.0001
0.99871.491.951.28
1816214.6175
6655.341230.14
9.367.168
406.94
Total 187.5 9.3919 1 8308.96
PENGERINGBiobriket basah Biobriket kering
H2O
Q losses
Q supply
Masuk(T=30°C) ΔT=30 – 25 = 5
Komponen Massa (gr) mol Fraksi
molCpJ/g° ΔH
<12>Biobriket basah-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4( 15 )Q supply
301277294
64.2
189.620.640.120.1462.5
0.09950.50270.19030.50.072310.5330.12740.00820.00080.1063
0.00820.04140.01570.04120.00600.86750.01050.00070.00010.0087
0.320.56040.59160.652.210.99871.491.951.280.588
481.6776.154869.65219.546.41946.7676153.7681.170.896183.75
54942.12
Total 1155.2 12.1408 1 58421.786
Keluar(T=105°C) ΔT=105 – 25 = 80
Komponen Massa (gr) mol Fraksi
molCpJ/g° ΔH
<13>H2O<14>Biobriket kering-Selulosa-Hemiselulosa-Lignin-Abu-Zat Ekstraksi-H2O-Karbohidrat-Protein-Lemak-KMnO4Q losses
93.34
301277294
64.2
96.2620.640.120.1462.5
5.1855
0.09950.50270.1903
0.50.07235.34780.12740.00820.00080.1063
0.421
0.00820.04140.01560.04120.00600.44050.01050.00070.00010.0087
0.9987
0.320.56040.59160.652.210.99871.491.951.280.588
7457.493
7705.612418.46413914.432312742.567690.7892460.28818.7214.33629402747.106
Total 1155.2 12.1408 1 58421.786
ANGGARAN BIAYA
NO Item % Biaya (Rp)
12
PeralatanLahan
(E)2E
10.000.00020.000.000
Total Direct Plant Cost 30.000.000
NO Item % Biaya (Rp)
123
Bahan BakuTenaga Kerja (2 orang)Biaya Utilitas:
ListrikAir
--
30%E-
525.0004.000.000
3.000.0001.000.000
Total Biaya Produksi Langsung 8.525.000
NO Item % Biaya (Rp)
1 Biaya pengiriman dan pengemasan - 1.600.000
Total Biaya Produksi Tidak Langsung 1.600.000
Harga Pokok ProduksiSatu kali produksi dihasilkan 1000 Kg/hariJumlah produksi per minggu 7.000 Kg
Harga pokok = Biaya produksi totaljumlah produksi per minggu
= 50.791.139 / 7.000= 7.255,877 /Kg
Harga jual dipasaran 8.000 /KgHasil penjualan per minggu = jumlah produksi * harga jual
= 7.000 * 8.000= 56.000.000
Keuntungan per minggu= Hasil penjualan per minggu – biaya produksi total= 56.000.000 - 50.791.139= 5.208.861Pertimbangan UsahaBEP Produksi = biaya produksi total
Harga jual= 50.791.139/8.000
= 6.349 kgArtinya titk impas usaha tercapai pada saat produksi mencapai 6.349 kgBEP Harga = Biaya produksi total
Jumlah Produksi per minggu= 50.791.139/7.000= 7.255,877
Artinya titk impas harga tercapai pada saat harga
mencapai Rp. 7.255,877
KESIMPULAN
Laju pengurangan massa dipengaruhi oleh kadar abu dan volatilematter bahan baku dan penambahan oksidator. Laju penguranganmassa tercepat diperoleh dari 15% penambahan KMnO4 sebesar0,011 g/s dan laju pengurangan massa terlama diperoleh dari 5%penambahan KMnO4 yaitu sebesar 0,00829 g/s.
Nilai kalor terbesar diperoleh dari 15% penambahan KMnO4 yaitu6140,202 cal/gr dan nilai kalor terkecil diperoleh dari 5%penambahan KMnO4 yaitu sebesar 4040,444 cal/gr. Biladibandingkan dengan briket batubara (5000 – 6000 cal/g) nilai kalortempurung kemiri jauh lebih besar.
TERIMA KASIH
top related