pengaruh variasi jumlah perekat tepung tapioka …lib.unnes.ac.id/30877/1/5201413051.pdf · 2018....
Post on 29-Nov-2020
1 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PENGARUH VARIASI JUMLAH PEREKAT TEPUNG
TAPIOKA TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET
ARANG TEMPURUNG KELAPA
Skripsi
diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
Oleh Ahmad Zaenul Amin
NIM.5201413051
PENDIDIKAN TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2017
ii
iii
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
“Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada kemudahan. Karena itu bila kau telah
selesai (mengerjakan yang lain) dan kepada Tuhan, berharaplah”
(Q.S Al Insyirah : 6-8)
“Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnya yang boleh direbut
oleh manusia ialah menundukan diri sendiri”
(Ibu Kartini)
Sesali masa lalu karena ada kekecewaan dan kesalahan-kesalahan, tetapi jadikan
penyesalan itu sebagai senjata untuk masa depan agar tidak terjadi kesalahan lagi
(Penulis)
Persembahan Untuk
� Kedua orang tuaku Bapak Saebani dan Ibu Sutini tercinta
� Keluarga terkasih
� Dosen Jurusan Teknik Mesin
� Teman-Teman Seperjuangan
� Almamaterku
v
ABSTRAK
Zaenul A, Ahmad. 2017. Pengaruh Variasi Jumlah Perekat Tepung Tapioka
terhadap Karakteristik Briket Arang Tempurung Kelapa. Skripsi. Jurusan Teknik
Mesin. Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.
Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh variasi jumlah perekat
tepung tapioka terhadap karakteristik briket yang dihasilkan dan nilai perekat
yang terbaik.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Variabel bebas dalam
penelitian ini adalah jumlah perekat sebesar 5%, 7%, dan 9%. Variabel terikatnya
adalah nilai kalor, kadar air, dan shatter index. Variabel terkendalinya adalah
tekanan pengepresan, perbandingan volume air dengan perekat, ukuran serbuk
arang, dan suhu pengeringan. Analisis data menggunakan analisis deskriptif. Data
yang diperoleh dari hasil pengujian berupa angka, kemudian disajikan dalam
bentuk tabel dan grafik.
Hasil penelitian menunjukan bahwa jumlah perekat berpengaruh terhadap
nilai kalor, kadar air, dan shatter index. Karakteristik briket yang meliputi nilai
kalor dan shatter index terbaik dihasilkan oleh pencampuran perekat sebesar 7%,
yaitu nilai kalor sebesar 7652,64 kal/g, shatter index sebesar 0,18 % , sedangkan
untuk kadar air terbaik dihasilkan oleh pencampuran perekat 5% yaitu sebesar
3,10333 %. Kesimpulan dari penelitian ini adalah jumlah perekat berpengaruh
terhadap nilai nilai kalor, kadar air, dan shatter index, untuk nilai pencampuran
perekat yang terbaik yaitu pada campuran sebanyak 7%.
Saran dalam penelitian ini sebaiknya pembuatan briket dengan komposisi
bahan baku yang sama sebaiknya menggunakan campuran perekat sebesar 7%
karena menghasilkan nilai kalor, kadar air, dan shatter index yang baik.
Kata Kunci: Briket, Tapioka, Karakteristik
vi
PRAKATA
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT berkat rahmat dan
hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
“Pengaruh Variasi Jumlah Perekat Tepung Tapioka terhadap Karakteristik Briket
Arang Tempurung Kelapa” dalam rangka menyelesaikan studi Strata Satu untuk
mencapai gelar Sarjana Pendidikan di Fakultas Teknik Universitas Negeri
Semarang.
Penyelesaian skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh
karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih serta
penghargaan kepada:
1. Dr. Nur Qudus M.T, dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.
2. Rusiyanto, S.Pd., M.T., ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri
Semarang
3. Drs. Pramono, M.Pd., selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan, arahan, motivasi, dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
4. Drs. Sunyoto, M. Si., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan
bimbingan, arahan, motivasi, dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
5. Drs. Agus Suharmanto M.Pd., selaku dosen penguji yang telah memberikan
bimbingan dan arahan dalam penyempurnaan skripsi ini.
6. Ayah dan Ibu tercinta yang selalu memberikan motivasi dan doa.
7. Semua pihak yang telah memberikan motivasi dan saran kepada penulis
dalam penyelesaian skripsi ini yang tidak dapat penulis sebut satu persatu.
Penulis menyadari dalam skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh
vii
karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dalam
perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada
umumnya dan dunia pendidikan pada khususnya.
Semarang, Oktober 2017
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... ii
HALAM PERNYATAAN KEASLIAN ..................................................... iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN .............................................................. iv
ABSTRAK .................................................................................................. v
PRAKATA .................................................................................................. vi
DAFTAR ISI ............................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ....................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xi
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xii
BAB I. PENDAHULUAN .......................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah........................................................... 1
1.2 Identifikasi Masalah ................................................................. 4
1.3 Pembatasan Masalah ................................................................ 4
1.4 Rumusan Masalah .................................................................... 5
1.5 Tujuan Penelitian ..................................................................... 5
1.6 Manfaat Penelitian ................................................................... 6
BAB II. KAJIAN PUSTAKA ..................................................................... 7
2.1 Kajian Teori.............................................................................. 7
2.1.1 Biomassa sebagai Sumber Energi .................................. 7
2.1.2 Briket .............................................................................. 8
2.1.3 Tempurung Kelapa ......................................................... 9
2.1.4 Perekat Tepung Tapioka ................................................. 10
2.1.5 Karakteristik Briket ........................................................ 11
1. Nilai Kalor.................................................................. 11
2. Kadar Air.................................................................... 12
3. Shatter Index .............................................................. 13
2.2 Kajian Penelitian yang Relevan ............................................... 14
2.3 Kerangka Pikir Penelitian......................................................... 16
BAB III. METODE PENELITIAN............................................................. 18
ix
3.1 Desain Penelitian ...................................................................... 18
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................. 19
3.2.1 Waktu Penelitian .......................................................... 19
3.2.2 Tempat Penelitian ......................................................... 19
3.3 Alat dan Bahan Penelitian ........................................................ 19
3.3.1 Alat Penelitian .............................................................. 19
3.3.2 Bahan Penelitian ........................................................... 20
3.4 Variabel Penelitian ................................................................... 21
3.4.1 Variabel Bebas ........................................................... 21
3.4.2 Variabel Terikat ......................................................... 21
3.4.3 Variabel Terkendali .................................................... 21
3.5 Teknik Pengumpulan Data ....................................................... 22
3.5.1 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian ........................ 22
3.5.2 Proses Penelitian ........................................................ 22
3.5.3 Data Penelitian ........................................................... 29
3.6 Teknik Analisis Data ................................................................ 30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 32
4.1 Deskripsi Data .......................................................................... 32
4.1.1 Pengujian Nilai Kalor................................................. 33
4.1.2 Pengujian Kadar Air................................................... 33
4.1.3 Pengujian Shatter Index ............................................. 33
4.2 Analisis Data ............................................................................ 34
4.2.1 Nilai Kalor.................................................................. 34
4.2.2 Kadar Air.................................................................... 35
4.2.3 Shatter Index .............................................................. 37
4.3 Pembahasan .............................................................................. 39
BAB V PENUTUP ...................................................................................... 41
5.1 Simpulan................................................................................... 41
5.2 Saran ......................................................................................... 41
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 43
LAMPIRAN ................................................................................................ 46
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Potensi energi biomassa di Indonesia ......................................... 7
Tabel 2.2 Sifat briket arang buatan Jepang,Inggris, USA, dan indonesia .. 9
Tabel 2.3 Komposisi kimia tempurung kelapa ........................................... 10
Tabel 3.1 Jumlah Sampel Uji ...................................................................... 18
Tabel 3.2 Data Instrumen Penelitian Nilai Kalor ........................................ 29
Tabel 3.3 Data Instrumen Penelitian Kadar Air .......................................... 30
Tabel 3.4 Data Instrumen Penelitian Shatter Index .................................... 30
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Nilai Kalor ........................................................ 32
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kadar Air .......................................................... 33
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Shatter Index ..................................................... 34
Tabel 4.4 Rangkuman Hasil Penelitian ....................................................... 38
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Uji Drop Test (ASTM D 440-86) ............................................ 13
Gambar 3.1 Ukuran Spesimen .................................................................... 18
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian .......................................................... 22
Gambar 3.3 Ukuran Spesimen .................................................................... 23
Gambar 3.4 Proses pengovenan .................................................................. 24
Gambar 3.5 Kawat niklin ............................................................................ 24
Gambar 3.6 Pemasangan kawat niklin ........................................................ 24
Gambar 3.7 Penambahan aquades............................................................... 25
Gambar 3.8 Reaktor .................................................................................... 25
Gambar 3.9 Bejana pemanas ....................................................................... 25
Gambar 3.10 Metil red ................................................................................ 26
Gambar 3.11 Larutan Na2CO3 ................................................................... 26
Gambar 3.12 Oven ...................................................................................... 27
Gambar 3.13 Proses pengujian .................................................................... 28
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Nilai Kalor ............................................ 34
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Kadar Air .............................................. 36
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Shatter Index ......................................... 37
Gambar 4.4 Grafik Gabungan karakteristik briket ...................................... 38
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan ............................................................................. 47
Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian .......................................................... 50
Lampiran 3. Surat-Surat .............................................................................. 53
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi merupakan permasalahan utama dunia saat ini. Tiap tahunnya
kebutuhan akan energi semakin meningkat seiring dengan semakin
meningkatnya aktivitas manusia yang menggunakan bahan bakar terutama
bahan bakar minyak yang diperoleh dari fosil tumbuhan maupun hewan.
Ketersediaan bahan bakar fosil yang semakin langka berakibat pada kenaikan
harga BBM, oleh karena itu diperlukan suatu alternatif untuk mengurangi
penggunaan bahan bakar minyak.
Salah satu alternatif tersebut yaitu dengan penggunaan energi
biomassa. Energi biomassa dapat menjadi solusi untuk mengatasi
ketersediaan minyak bumi yang semakin menipis. Energi biomassa
merupakan sumber energi alternatif terbarukan yang berasal dari limbah
tumbuh-tumbuhan atau bahan organik yang mudah ditemukan dan
ketersediaannya yang melimpah, seperti limbah kayu, sekam padi, ampas
tebu, dan tempurung kelapa. Melimpahnya limbah tumbuh-tumbuhan tersebut
tentunya membuat energi alternatif ini mudah diciptakan dan sebagai bentuk
pemanfaatan limbah yang bernilai ekonomis.
Salah satu pemanfaatan dari limbah tumbuh-tumbuhan adalah sebagai
bahan baku dalam pembuatan briket arang. Bahan baku tersebut salah satunya
yaitu tempurung kelapa. Tempurung kelapa yang tidak digunakan
dimanfaatkan sebagai bahan bakar pembuatan briket, dimana tempurung
2
kelapa diolah menjadi arang melalui proses karbonisasi. Tempurung kelapa
yang diolah menjadi briket mempunyai keuntungan tersendiri karena dapat
diproduksi secara sederhana dan jumlahnya yang berlimpah. Sehingga dengan
adanya briket dari tempurung kelapa dapat menjadi solusi sebagai sumber
energi alternatif yang sesuai dengan keadaan di Indonesia.
Di Indonesia ada salah satu industri briket yang berlokasi di desa
Jagong, kecamatan Kunduran, kabupaten Blora, Jawa Tengah yaitu
CV.Kharisma Mandiri CO. Perusahaan briket ini telah berdiri sejak tahun
2010 dan telah mengekspor produknya ke beberapa negara. Seperti beberapa
industri briket lain CV. Kharisma Mandiri CO ini juga memiliki beberapa
kendala - kendala dalam proses produksinya. Beberapa kendala dalam proses
produksinya yaitu dalam proses pengeringan, takaran campuran dari perekat
briket, kepadatan dari briket yang dihasilkan, dll.
Takaran campuran dari perekat briket salah satunya ditentukan oleh
jumlah dan jenis perekat saat pencampuran bahan briket. Perekat yang sering
digunakan pada pembuatan briket antara lain kanji, sagu, tanah liat, semen,
natrium silikat, dan tetes tebu. Beberapa penelitian sebelumnya yang
dilakukan oleh Sutiyono (2002) membandingkan antara perekat kanji dengan
perekat tetes tebu dan dihasilkan briket yang optimum yaitu briket yang
menggunakan bahan perekat kanji karena memiliki kuat tekan dan nilai kalor
yang lebih tinggi. Penelitian lain dilakukan oleh Lestari et all. (2010) yang
membandingkan antara perekat sagu dan perekat kanji. Dari hasil penelitian
tersebut juga dihasilkan perekat yang lebih baik yaitu perekat kanji karena
3
memiliki kandungan air, abu yang rendah, dan karbon yang lebih tinggi
dibandingkan dengan perekat sagu.
Salah satu keluhan konsumen di CV. Kharisma Mandiri CO adalah
ketahanan briket. Konsumen menginginkan suatu briket yang kuat atau jika
diuji shatter index maka briket tidak mudah hancur. Dalam pembuatan briket
tempurung kelapa melalui beberapa tahap, salah satunya tahap pencampuran
bahan perekat. Tahap ini merupakan yang penting, karena berpengaruh
terhadap kualitas briket. Dengan melakukan pencampuran bahan perekat yang
sesuai, maka akan dihasilkan briket yang kuat dan berkualitas.
Pembuatan briket dimulai dari pengarangan bahan baku selanjutnya
dicampurkan dengan perekat tepung tapioka dan dicetak menggunakan mesin
pencetak dan yang terakhir yaitu pengeringan briket. Menurut penelitian
Patabang (2012: 292) “kandungan bahan perekat yang terbaik yaitu pada
kondisi campuran 7%”. Hal ini yang mendasari peneliti menggunakan variasi
perekat sebesar 5%, 7%, dan 9%. Sedangkan untuk besar nilai tekanan
pengepresan, menurut penelitian Reni Setiowati dan M. Triono (2014: 30)
menyatakan bahwa “tekanan yang efisien adalah 100-150 N/cm2. Nilai
densitas paling optimum adalah 0,634 gr/cm3. Nilai kekuatan mekanik paling
optimum adalah 34.167 N/cm2”. Subroto (2007: 79) menyatakan bahwa
“penambahan tekanan pembriketan akan menaikan nilai kekuatan mekanik
dan memperlambat waktu pembakaran, namun kenaikan ini akan mencapai
titik maksimal pada tekanan 150 kg/cm2 yaitu kekuatan mekanik sebesar
18,939 kg/cm2 dan waktu pembakaran selama 53 menit”. Sedangkan untuk
4
suhu pengeringan menurut Mangin (2015: 35) “ pemanasan pada suhu 100oC
lebih optimum di banding dengan yang lebih tinggi”, hal ini karena
menggunakan perekat tepung kanji “Materi ini jika mendapat panas lebih
maka komposisi kimianya akan berantakan”.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan pengamatan lapangan terindikasi masalah sebagai
berikut,
1. Kualitas dari briket dipengaruhi oleh kualitas bahan baku, jumlah
campuran perekat briket,nilai pengepresan dan lama pengovenan.
2. Briket mudah hancur dapat disebabkan oleh jumlah campuran perekat
yang tidak sesuai atau nilai pengepresannya kecil.
3. Jumlah perekat yang terlalu banyak dapat membuat briket tidak mudah
hancur namun dapat menyebabkan briket berbau kecut.
4. Nilai pengepresan yang lebih besar dapat membuat briket tidak mudah
hancur.
1.3 Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah dilakukan agar penelitian lebih terarah dan tidak
menyimpang dari inti penelitian.
1. Bahan briket yang digunakan dalam penelitian adalah tempurung kelapa,
tepung tapioka, dan air.
2. Variasi jumlah perekat tepung tapioka yaitu 5%, 7%, dan 9%.
5
3. Tekanan yang akan digunakan yaitu 150 Kg/cm2 .
4. Pengeringan menggunakan suhu 100oC selama 2 jam.
5. Karakteristik briket yang akan diteliti adala nilai kalor, kadar air, dan
shatter index.
1.4 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat
dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh variasi jumlah perekat tepung tapioka terhadap
karakteristik briket yang dihasilkan?
2. Berapakah jumlah perekat yang terbaik untuk mendapatkan briket yang
berkualitas?
1.5 Tujuan Penelitian
Adapun dalam penelitian ini, penulis mempunyai tujuan sebagai
berikut:
1. Untuk mengetahui pengaruh variasi jumlah perekat tepung tapioka
terhadap karakteristik briket yang dihasilkan.
2. Untuk mengetahui jumlah perekat yang terbaik untuk mendapatkan briket
yang berkualitas.
6
1.6 Manfaat penelitian
1. Manfaat Teoritis
a. Menambah pengetahuan bagi peneliti dan pembaca tentang pengaruh
variasi jumlah perekat tepung tapioaka terhadap karakteristik briket
arang tempurung kelapa.
b. Sebagai bahan perbandingan karakteristik briket dengan jumlah perekat
untuk penelitian sejenis dimasa yang akan datang.
2. Manfaat Praktis
a. Hasil penelitian ini dapat memberikan informasi kepada indrustri
terutama industri yang bergerak dalam pembuatan briket.
b. Memberikan informasi mengenai pengaruh variasi jumlah perekat
tepung tapioaka terhadap karakteristik briket arang tempurung kelapa.
7
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Kajian Teori
2.1.1 Biomassa sebagai Sumber Energi
Biomassa adalah suatu limbah benda padat yang bisa
dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar. Biomassa meliputi limbah
kayu, limbah pertanian, limbah perkebunan, limbah hutan, dan
komponen organik dari industri dan rumah tangga. Energi biomassa
dapat menjadi sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil
(minyak bumi) karena sifatnya yang dapat diperbaharui dan relatif tidak
mengandung unsur sulfur sehingga tidak menyebabkan polusi udara.
(Sinurat, 2011).
Tabel 2.1 Potensi energi biomassa di Indonesia
Sumber Energi Produksi
(106 ton/th)
Energi (109
ton/th)
Pangsa
(%)
Kayu 25,00 100 72,0
Sekam Padi 7,55 27,0 19,4
Jenggal Jagung 1,52 6,8 4,9
Tempurung
Kelapa
1,25 5,1 3,4
Potensial Total 35,32 138,9 100
(Sumber : Abdul Kadir, 1995)
Poetensi biomassa di Indonesia adalah cukup tinggi. Dengan
hutan tropis Indonesia yang sangat luas, setiap tahun diperkirakan
terdapat limbah kayu sebanyak 25 juta ton yang terbuang dan belum
8
dimanfaatkan. Jumlah energi yang terkandung dalam kayu itu besar,
yaitu 100 milyar kkal setahun. Demikian juga sekam padi, tongkol
jagung, dan tempurung kelapa yang merupakan limbah pertanian dan
perkebunan, memiliki potensi yang besar sekali. Tabel 2.1 memberikan
suatu ikhtisar dari potensi energi biomassa yang terdapat di Indonesia.
2.1.2 Briket
Briket adalah perubahan bentuk material yang pada awalnya
berupa serbuk atau bubuk seukuran pasir menjadi material yang lebih
besar dan mudah dalam penanganan atau penggunaannya. Perubahan
ukuran material tersebut dilakukan melalui proses pengumpulan dengan
penekanan dan penambahan atau tanpa penambahan bahan pengikat
(Suganal, 2008:18)
Lubis (2011) menyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi
sifat briket bioarang adalah berat jenis bahan baku atau berat jenis
serbuk arang, kehalusan serbuk, suhu karbonisasi, tekanan pengempaan,
dan pencampuran formula bahan baku briket. Briket yang terbaik
adalah briket yang memiliki permukaan yang halus dan tidak
meninggalkan bekas hitam pada tangan. Selain itu, briket bioarang juga
mudah dinyalakan, emisi gas dari hasil pembakaran tidak mengandung
racun, kedap air, bila disimpan dalam waktu yang lama briket tidak
akan berjamur, menunjukkan upaya laju pembakaran yang baik. Briket
yang baik juga harus memenuhi standard yang telah ditentukan, untuk
briket arang Indonesia mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI)
9
dan juga mengacu pada sifat briket arang buatan Jepang, Inggris, dan
USA seperti pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Sifat briket arang buatan Jepang, Inggris, USA, dan Indonesia
Sifat Arang Briket Jepang Inggris Amerika SNI
Kadar Air % 6-8 3,6 6,2 8
Kadar Zat Menguap % 15-30 16,4 19-28 15
Kadar Abu % 3-6 5,9 8,3 8
Kadar Karbon Terikat % 60-80 75,3 60 77
Kerapatan g/cm3 1,0-1,2 0,46 1 -
Keteguhan Tekan g/cm2 60-65 12,7 62 -
Nilai Kalor cal/g 6000-7000 7289 6230 5000
Sumber: Triono, 2006
2.1.3 Tempurung Kelapa
Tempurung kelapa memiliki sifat termal yang baik, ini bisa
ditinjau dari kalor pembakaran, suhu glass (Tg) serta suhu lelehnya
(Tm) sehingga berpeluang besar sebagai bahan bakar pengganti
(Tamado et al, 2013:75).
Tempurung kelapa adalah salah satu bagian buah kelapa yang
terletak disebelah dalam dari sabut kelapa dengan ketebalan kira-kira 3-
6 mm. Tempurung kelapa adalah golongan kayu keras yang memiliki
kadar selulosa yang lebih rendah dan lignin yang lebih tinggi dan
dengan sekitar 6-9% kadar air (dalam berat kering tempurung kelapa).
Tempurung kelapa tersusun dari lignin, hemiselulosan dan selulosa.
Berikut ini adalah data komposisi kimia dari tempurung kelapa dapat
dilihat pada tabel 2.3.
10
Tabel 2.3 Komposisi kimia tempurung kelapa
Komponen Jumlah (%)
Lgnin 29,4
Abu 0,6
Nitrogen 0,1
Air 8,0
(Sumber; Suhardiyono, 2007 dalam Suryani dkk, 2012
2.1.4 Perekat Tepung Tapioka
Penambahan perekat dalam pembuatan briket arang
dimaksudkan agar partikel arang saling berikatan dan tidak mudah
hancur. Ditinjau dari jenis perekat yang digunakan, briket dapat dibagi
menjadi:
1. Briket yang sedikit atau tidak mengeluarkan asap pada saat
pembakaran. Jenis perekat ini tergolong kedalam perekat
mengandung zat pati.
2. Briket yang banyak mengeluarkan asap pada saat pembakaran. Jenis
perekat ini tahan terhadap kelembaban tetapi selama pembakaran
menghasilkan asap.
Perekat dari zat pati, dekstrin, dan tepung jagung cenderung
sedikit atau tidak berasap. Sedangkan perekat dari bahan ter, pith, dan
molase cenderung lebih banyak menghasilkan asap (Hartoyo & Roliadi,
1978).
Pati tapioka mempunyai sifat yang menguntungkan dalam
pengolahan pangan, kemurnian larutannya tinggi, kekuatan gel yang
11
baik dan daya rekat yang tinggi sehingga banyak digunakan sebagai
bahan perekat. Komposisi kimia pati tapioka per 100 gram meliputi
kadar air 9.105, karbohidrat 88.2%, protein 1.1%, lemak 0.5%, fosfor
125mg, kalsium 84 mg, besi 1 mg (Bakhtiar, 2010).
2.1.5 Karakteristik Briket
1. Nilai Kalor
Nilai kalor menjadi parameter mutu paling penting bagi
briket sebagai bahan bakar karena menentukan kualitas briket.
Semakin tinggi nilai kalor bahan bakar briket, semakin baik pula
kualitasnya. (Sumangat dan Broto, 2009:24).
Pengujian terhadap nilai kalor bertujuan untuk mengetahui
sejauh mana nilai panas pembakaran yang dihasilkan oleh briket,
karena nilai kalor sangat menentukan kualitas briket. Semakin tinggi
nilai kalor suatu briket, maka semakin baik pula kualitas dari briket
tersebut.
Kalori meter adalah suatu alat yang digunakan untuk
menentukan panas yang dibebaskan oleh suatu bahan bakar dan
oksigen pada volume tetap. Alat tersebut ditemukan oleh Prof. S. W.
Parr pada tahun 1912, oleh sebab itu alat tersebut sering disebut
“Parr Oxygen Bomb Calorimeter”.
Besarnya nilai kalor dapat dirumuskan sebagai berikut
....................................(Patabang,
2012)
12
Keterangan:
HHV = Highest heating value (kal/gram)
ΔT = Kenaikan suhu pembakaran di dalam bom kalorimeter
(oC)
EEV = Ketetapan standar benzoate 2465,57 (kal/ oC)
e1 = Panjang (cm) kawat yang terbakar x 2,3 kal
e2 = titrasi sodium karbonatkal x 1 kal
m = Berat sampel (g)
2. Kadar Air
Kadar air briket diharapkan serendah mungkin agar nilai
kalornya tinggi dan mudah dinyalakan. Kadar air mempengaruhi
kualitas briket yang dihasilkan. Semakin rendah kadar air semakin
tinggi nilai kalor dan daya pembakarannya. Sebaliknya, kadar air
yang tinggi menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan akan menurun,
karena energi yang dihasilkan banyak terserap untuk menguapkan air
(Sumangat, 2009: 21).
Kadar air setiap Negara memiliki standar yang berbeda,
diantaranya standar kadar air di Indonesia yaitu 8%, jepang 6-8%,
Inggris 3,6 %, dan Amerika 6,2%. Untuk mengetahui kadar air briket
maka dilakukan pengujian kadar air briket menggunakan metode
SNI 06-3730-1995 dengan persamaan sebagai berikut:
Kadar air (%) = x 100%................... (Maryono, 2013)
Keterangan:
13
M1 = bobot cawan kosong + bobot sampel sebelum pemanasan
(gram).
M2 = bobot cawan kosong + bobot sampel setelah pemanasan
(gram).
3. Shatter Index
Cara pengujian shatter index ditentukan dengan menjatuhkan
briket dari ketinggian 180 cm ke pelat baja dan mengukur persentase
sampel yang tertinggal pada ayakan dengan celah 20 mm. Ini
diulangi sampai semua bagian dari briket melewati saringan (Yaman,
dkk, 2000: 25).
Menurut standar ASTM D 440-86, prosedur pengujian
shatter index dilakukan dengan menimbang briket terlebih dahulu
sebelum dijatuhkan, kemudian briket dijatuhkan dari ketinggian 1,8
meter ke bidang halus dan rata. Setelah dijatuhkan, briket kembali di
timbang untuk mengetahui beratnya setelah dijatuhkan.
Gambar 2.1 Uji Drop Test (ASTM D 440-86)
Kemudian dilakukan perhitungan shatter index dengan rumus:
1,8
m
14
....... .(ASTM D 440-86)
Keterangan:
A = Berat briket sebelum dijatuhkan (gram)
B = Berat briket setelah dijatuhkan (gram)
2.2 Kajian Penelitian yang Relevan
Berbagai penelitian tentang potensi briket sebagai bahan bakar
alternatif dan pentingnya nilai pengepresan telah banyak dibuat dalam
penelitian terdahulu.
Adapun penelitian tersebut adalah:
Gandhi (2009: 75) dengan judul pengaruh variasi jumlah campuran
perekat terhadap karakteristik briket arang tongkol jagung menyatakan bahwa
“Campuran komposisi perekat berpengaruh terhadap daya ketahanan briket
terutama pada stability tinggi dan ketahanannya terhadap benturan
(durability) serta saat diuji shatter index”.
Maryono (2013: 82) dengan judul penelitian pembuatan dan analisis
mutu briket arang tempurung kelapa ditinjau dari kadar kanji menyatakan
bahwa “mutu briket arang tempurung kelapa ditinjau dari kadar kanji
diperoleh kadar air sebesar 3,46-5,57%, kadar abu berkisar antara 7,49-
9,94%, sedangkan kadar zat yang hilang pada suhu 950oC berkisar antara
2,86-4,77%”.
Delly (2014: 7) dengan judul penelitian proses pembuatan briket
berbasis kulit singkong dan kajian eksperimen parametris pengaruh bahan
perekatnya terhadap nilai kalor dan laju pembakaran menyatakan bahwa
“Dari hasil pengujian, briket dengan perekat tepung tapioka memiliki nilai
15
kalor yang terbesar (180.8749 J/gr), diikuti oleh briket dengan perekat tanah
liat (143.1996 J/gr) dan briket dengan perekat tepung sagu (128.6978 J/gr).
Dalam hal laju pembakaran, laju terbesar dimiliki oleh briket dengan perekat
tanah liat (0.56 gr/menit), diikuti oleh briket berperekat tepung sagu (0.43
gr/menit), dan briket dengan perekat tepumg tapioka (0.3613 gr/menit)”.
Ismayana (2014: 192) dengan judul penelitian pengaruh jenis kadar
bahan perekat pada pembuatan briket blotong sebagai bahan bakar alternatif
menyatakan bahwa “briket hasil penelitian dengan mutu terbaik adalah briket
campuran perekat molases dengan kadar perekat 15%”.
Lestari (2010: 96) dengan judul penelitian analisa kualitas briket
tongkol jagung yang menggunakan bahan perekat sagu dan kanji menyatakan
bahwa “briket arang tongkol jagung dengan perekat kanji 10% mempunyai
nilai kalor yang tertinggi, yaitu 5484,54 kkal/kg dan mengandung sulfur
1,14% sehingga tidak menimbulkan polusi”.
Patabang (2012: 292) dengan judul karakteristik termal briket arang
sekam padi dengan variasi bahan perekat menyatakan bahwa “dari hasil
pembakaran secara nyata pada tungku briket yang terbuat dari tanah liat
diperoleh efisiensi pembakaran yang terbaik pada campuran bahan perekat
7% yaitu 59,07%”.
Borowski (2013: 203) dengan judul Utilization of fine Coal Waste as
a Fuel Briquettes menyatakan bahwa “hasil percobaan menunjukkan bahwa
penggunaan pengikat pati dimodifikasi untuk produksi briket dari limbah batu
16
bara lebih cocok dibandingkan upaya untuk memanfaatkan molase sebagai
bahan pengikat gagal”.
Ikelle (2014: 226) dengan judul The Study Of Briquettes Produced
With Bitumen, CaSo4 And Starch As Binders menyatakan bahwa “hasil
penelitian menunjukkan bahwa berbagai komposisi briket yang dihasilkan
dengan pati sebagai pengikat menunjukkan nilai yang luar biasa dari
kandungan abu yang rendah, nilai kalor yang lebih tinggi, lebih lama
membakar waktu dan rendah kandungan sulfur bila dibandingkan dengan
pengikat lain yang digunakan untuk produksi briket”.
Jahiding (2014: 45) dengan judul Technology of Brown Coal Briquette
for High Calorie Alternative Fuel menyatakan bahwa “presentase perekat
mempengaruhi nilai kalor briket batu bara coklat, tingkat dimana jumlah
perekat yang tinggi meningkatkan nilai kalor, yaitu pada komposisi 5%
sampai 15% nilai kalor adalah 4678,68 kal/gram”.
2.3 Kerangka Pikir Penelitian
Energi biomassa merupakan sumber energi terbarukan yang berasal
dari limbah tumbuh-tumbuhan atau bahan organik yang mudah ditemukan
dan ketersediaannya yang melimpah, seperti limbah kayu, sekam padi, ampas
tebu, dan tempurung kelapa. Berbagai bahan baku yang berasal dari limbah
organik ini memiliki karakteristik dan kelebihannya disetiap sifatnya.
Pemanfaatan limbah organik yang berupa tempurung kelapa ini hanya
dijadika arang.
17
Untuk mengoptimalkan pemanfaatan limbah tempurung kelapa
menjadi sumber bahan bakar alternatif maka perlu adanya optimalisai dalam
peningkatan efektifitas dan efisiensi dari sumber bahan bakar alternatif
tersebut. Untuk itu melalui penelitian ini akan dilakukan optimalisasi
pemanfaatan limbah tempurung kelapa menjadi bahan bakar alternatif yaitu
briket arang.
Arang tempurung kelapa dicampur dengan bahan perekat berupa
tepung tapioka. Kemudian dilakukan pencampuran bahan perekat dengan
variasi tertentu yang dapat meningkatkan kualitas dari briket. Pengujian yang
akan dilakukan yaitu untuk mencari nilai kalor, kadar air, dan shatter index
terbaik dari komposisi campuran arang tempurung kelapa dan bahan perekat
tepung tapioka.
Pencampuran bahan
baku dengan
perekat tepung
tapioka dan
pencetakan briket
Nilai Kalor
Kadar Air
Shatter Index
Arang
tempurung
41
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian tentang pengaruh variasi jumlah tepung
tapioka terhadap karakteristi briket arang tempurung kelapa maka dapat
diambil simpulan sebagai berikut:
1. Ada pengaruh variasi jumlah perekat terhadap karakteristik briket.
Karakteristik briket yang meliputi nilai kalor dan shatter index terbaik
dihasilkan oleh pencampuran perekat sebesar 7% yaitu nilai kalor sebesar
7652,64 kal/g, shatter index sebesar 0,18 % , sedangkan untuk kadar air
terbaik dihasilkan oleh pencampuran perekat 5% yaitu sebesar 3,10333 %.
2. Nilai pencampuran perekat yang terbaik untuk mendapatkan briket yang
berkualitas yaitu campuran perekat 7%. Karakteristik briket yang
dihasilkan dari campuran perekat 7% yaitu nilai kalor sebesar 7652,64
kal/g, kadar air sebesar 3,23 %, dan shatter index sebesar 0,18 %.
5.2 Saran
Adapun saran yang diberikan sehubungan dengan penelitian tentang
pengaruh variasi jumlah perekat tepung tapioka terhadap karakteristi briket
arang tempurung kelapa adalah sebagai berikut:
1. Untuk pembuatan briket dengan komposisi bahan baku yang sama
sebaiknya menggunakan campuran perekat sebesar 7% karena
menghasilkan nilai kalor, kadar air, dan shatter index yang baik.
42
2. Perlu adanya penambahan variasi perekat yang lebih banyak agar data
yang dihasilkan dapat lebih spesifik.
3. Perlu adanya pemilihan jenis perekat yang baru agar dapat diketahui
perbedaan karakteristik dengan perekat tepung tapioka.
43
DAFTAR PUSTAKA
ASTM D440-86, Standard Test Method of Drop Shatter Test for Coal, ASTM
Standards.
Bakhtiar, Y. 2010. Penerapan Biofertilizer Coated Seed Pada Benih Tumbuh Mandiri Untuk Mendukung Reboisasi dan Reklamasi Lahan. Balai
Pengkajian Bioteknologi Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi,
Tanggerang.
Borowski, Gabriel. 2013. Utilization of fine Coal Waste as a Fuel Briquetts. Internasional Journal of Coal Preparation and Utilization, 33:194-204.
Delly, Jenny and Saputra, Nersan. 2014. Proses Pembuatan Briket Berbahan Kulit Singkong dan Kajian Eksperimen Parametris Pengaruh Bahan Perekatnya terhadap Nilai Kalor dan Laju Pembakaran. Dinamika Jurnal Ilmiah
Teknik Mesin, Vol.6, No.1, 1-8.
Gandhi, B.A. 2009. Pengaruh Variasi Jumlah Campuran Perekat Terhadap Karakteristik Briket Arang Tongkol Jagung. Profesional. 8/1: 1-12.
Hartoyo, J and Roliadi, H. 1978. Pembuatan Briket Arang dari Lima Jenis Kayu Indonesia. Report No 103. Bogor.
Ikelle, Ikelle Issie. 2014. The Study Of Briquettes Produced With Bitumen, CaSo4 And Starch As Binders. American Journal of Engineering Research. Vol. 03,
pp. 221-226
Ismayana, Andes. 2014. Pengaruh Jenis dan Kadar Bahan Perekat pada Pembuatan Briket Blotong Sebagai Bahan Bakar Alternatif. J. Tek. Ind.
Pert. Vol. 21. (3), 186-193
Jahiding, M. 2014. Technology of Brown Coal Briquette for High Calorie Alternatif Fuel, Internasional Journal of Science, Engineering, and
Suistainable Technology. Vol. 1 No. 2, pp. 036-045
Kadir, A. 1995. “Energi: Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik, Potensi Ekonomi”, Cet. 1. Edisi kedua/revisi. Jakarta: Universitas Indonesia.
Lestari, L., dkk. 2010. Analisis Kualitas Briket Arang Tongkol Jagung yang Menggunakan Bahan Perekat Sagu dan Kanji. Jurnal Aplikasi Fisika. Vol. 6
No. 2. Kendari: Jurusan Fisika FMIPA Universitas Haluoleo.
Lubis, H. Amri. 2011. Uji Variasi Komposisi Bahan Pembuat Briket Kotoran Sapi dan Limbah Pertanian. Fakultas Pertanian. Sumatera Utara: USU.
44
Mangin, Luksi., 2015. Pengaruh Suhu Pengeringan Briket Serbuk Gergaji Dan Kanji Terhadap Kekuatan Tekan. Jurnal Integrasi. Vol. 7. No. 1. Hal 31-35.
Maryono, dkk. 2013. Pembuatan dan Analisis Mutu Briket Arang Tempurung Kelapa Ditinjau dari Kadar Kanji. Jurnal Chemica Vol. 14 No. 1, 74-83.
Patabang, D. 2012. Karakteristik Termal Briket Arang Sekam Padi dengan Variasi Bahan Perekat. Jurnal Mekanikal, Vol.3 No. 2. Hal. 286-292
Setiowati, Reni dan Tirono, M., 2014. Pengaruh Variasi Tekanan Pengepresan dan Komposisi Bahan terhadap Sifat Fisis Briket Arang. Jurnal neutrino.
Vol. 7. Hal. 24-25.
Siahaan, S. Hutapea, M. dan Hasibuan, R. 2013. Penentuan Kondisi Optimum Suhu Dan Waktu Karbonisasi Pada Pembuatan Arang Dari Sekam Padi. Jurnal Teknik Kimia USU, Vol. 2, No. 1.
Sinurat, E. 2013. Studi Pemanfaatan Briket Kulit Jambu Mete dan Tongkol Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif . Fakultas Teknik. Universitas Hasanuddin.
Makassar.
Subroto, dkk, 2007. Pengaruh Variasi Tekanan Pengepresan terhadap Karakteristik Mekanik dan Karakteristik Pembakaran Briket Kokas Lokal. Jurnal Teknik Gelagar. Vol. 18. No. 01. Hal. 73 – 79.
Suganal, 2009. Rancangan Proses Pembuatan Briket Batubara Nonkarbonisasi Skala Kecil Dari Batu Bara Kadar Abu Tinggi. Jurnal Teknologi Mineral
dan Batu Bara. Volume 05 No. 13. Hal 17 –30 Bandung: Puslitbang
Teknologi Mineral dan Batu Bata (TEKMIRA).
Sugiyono. 2005. Statistika untuk Penelitian. CV. Alfa Beta. Bandung.
Sumangat, D. dan Broto, W. 2009. Kajian Teknis dan Ekonomis Pengolahan Briket Bungkil Biji Jarak Pagar Sebagai Bahan Bakar Tungku. Buletin
Teknologi Pascapanen Pertanian. 5: 18-26.
Suryani, I., dkk. 2012. Pembuatan Briket Arang dari Campuran Buah Bintaro dan Tempurung Kelapa Menggunakan Perekat Amilum. Jurnal Jurusan Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Kampus Palembang 18 (1).
Sutiyono. 2002. Pembuatan Briket Arang dari Tempurung Kelapa dengan Bahan Pengikat Tetes Tebu dan Tapioka. Jurnal Kimia Fakultas Teknology
Industri-UPN “Veteran”.
Tamado, D. et al. 2013. Sifat Termal Karbon Aktif Berbahan Arang Tempurung Kelapa. Seminar Nasional Fisika Universitas Negeri Jakarta, 1 Juni 2013.
45
Triono, A., 2006. Karakteristik Briket Arang dari Campuran Serbuk Gergajian Kayu Afrika (Maesopsis Eminii Engl) Dan Sengon (Paraserianthes Falcataria L. Nielsen) Dengan Penambahan Tempurung Kelapa (Cocos Nucifera L) (Skripsi). Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.
Yaman S., Sahan M., Haykiri-acma H., Sesen K., Kucukbayrak S., 2000.
Production of fuel briquette from olive refuse and paper mill waste.
Istanbul: Istanbul Technical University. Fuel Processing Technology, Volume 68. Hal 23-31.
top related