analisa karakteristik pembakaran briket limbah …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan...

12
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 1 ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT DENGAN VARIASI PEREKAT DAN TEMPERATUR DINDING TUNGKU 300 0 C, 400 0 C, DAN 500 0 C MENGGUNAKAN METODE HEAT FLUX CONSTANT (HFC) Aditya Kurniawan (20100130031) Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Email : [email protected] INTISARI Menurut data dari British Petroleum (BP) Indonesia akan mengalami krisis minyak bumi pada tahun 2024 jika tidak ditemukan cadangan minyak bumi yang baru dalam jumlah besar. Dari data tersebut diperlukan energi alternatif yang bersifat renewable utnuk mengurangi ketergantungan masyarakat terhadap minyak bumi. Biomassa limbah padat industri Kelapa Sawit merupakan salah satu energi alternatif yang bersifat renewable yang belum banyak termanfaatkan di Indonesia. Limbah padat industri Kelapa Sawit dapat dijadikan bahan bakar alternatif berupa briket. Penelitian ini memanfaatkan limbah padat industri Kelapa Sawit yang sebelumnya dilakukan proses pirolisis. Proses pirolisis dilakukan untuk mendapatkan arang sebagai bahan baku dan tar sebagai salah satu variasi perekat. Arang bahan baku kemudian dihancurkan hingga mendapatkan serbuk yang lolos ukuran 20 mesh. Serbuk arang ditimbang masing masing 3 gram, kemudian dicampur dengan perekat kanji, tar, dan campuran kanji dengan tar sebanyak 10%. Serbuk arang yang sudah tercampur dengan perekat akan dilakukan pembriketan dengan tekanan 200 kg/cm 2 , kemudian dilakukan uji pembakaran dengan menggunakan metode Heat Flux Constant. Hasil dari pengujian ini didapatkan bahwa briket dengan perekat kanji memiliki kadar air yang rendah, kadar volatile matter yang rendah dan kadar karbon yang tinggi, sehingga mengakibatkan nilai ITVM yang tinggi, nilai ITFC yang tinggi, dan energi aktivasi yang rendah. Briket dengan perekat tar memiliki kadar air yang tinggi, kadar volatile matter yang tinggi dan kadar karbon yang rendah, sehingga mengakibatkan nilai ITVM yang rendah, nilai ITFC yang rendah, dan energi aktivasi yang tinggi. Untuk briket dengan perekat campuran kanji dan tar memiliki kadar air, kadar volatile matter, dan kadar karbon diantara briket dengan perekat kanji dan briket dengan perekat tar. Kata Kunci : Limbah padat industri Kelapa Sawit, Heat Flux Constant, Initiation Temperature of Volatile Matter, Initation Temperature of Fixed Carbon, Energi aktivasi

Upload: duongnhan

Post on 13-May-2019

228 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 1

ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH

INDUSTRI KELAPA SAWIT DENGAN VARIASI PEREKAT DAN

TEMPERATUR DINDING TUNGKU 3000C, 400

0C, DAN 500

0C

MENGGUNAKAN METODE HEAT FLUX CONSTANT (HFC)

Aditya Kurniawan

(20100130031)

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah

Yogyakarta

Email : [email protected]

INTISARI

Menurut data dari British Petroleum (BP) Indonesia akan mengalami krisis minyak bumi

pada tahun 2024 jika tidak ditemukan cadangan minyak bumi yang baru dalam jumlah besar. Dari

data tersebut diperlukan energi alternatif yang bersifat renewable utnuk mengurangi

ketergantungan masyarakat terhadap minyak bumi. Biomassa limbah padat industri Kelapa Sawit

merupakan salah satu energi alternatif yang bersifat renewable yang belum banyak termanfaatkan

di Indonesia. Limbah padat industri Kelapa Sawit dapat dijadikan bahan bakar alternatif berupa

briket. Penelitian ini memanfaatkan limbah padat industri Kelapa Sawit yang sebelumnya

dilakukan proses pirolisis. Proses pirolisis dilakukan untuk mendapatkan arang sebagai bahan baku

dan tar sebagai salah satu variasi perekat. Arang bahan baku kemudian dihancurkan hingga

mendapatkan serbuk yang lolos ukuran 20 mesh. Serbuk arang ditimbang masing – masing 3

gram, kemudian dicampur dengan perekat kanji, tar, dan campuran kanji dengan tar sebanyak

10%. Serbuk arang yang sudah tercampur dengan perekat akan dilakukan pembriketan dengan

tekanan 200 kg/cm2, kemudian dilakukan uji pembakaran dengan menggunakan metode Heat Flux

Constant. Hasil dari pengujian ini didapatkan bahwa briket dengan perekat kanji memiliki kadar

air yang rendah, kadar volatile matter yang rendah dan kadar karbon yang tinggi, sehingga

mengakibatkan nilai ITVM yang tinggi, nilai ITFC yang tinggi, dan energi aktivasi yang rendah.

Briket dengan perekat tar memiliki kadar air yang tinggi, kadar volatile matter yang tinggi dan

kadar karbon yang rendah, sehingga mengakibatkan nilai ITVM yang rendah, nilai ITFC yang

rendah, dan energi aktivasi yang tinggi. Untuk briket dengan perekat campuran kanji dan tar

memiliki kadar air, kadar volatile matter, dan kadar karbon diantara briket dengan perekat kanji

dan briket dengan perekat tar.

Kata Kunci : Limbah padat industri Kelapa Sawit, Heat Flux Constant, Initiation Temperature of

Volatile Matter, Initation Temperature of Fixed Carbon, Energi aktivasi

Page 2: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 2

I. Pendahuluan

Indonesia sebagai negara agraris

banyak menghasilkan limbah

pertanian yang kurang termanfaatkan

contohnya limbah sekam padi dan

limbah industri Kelapa Sawit. Limbah

industri Kelapa Sawit merupakan

sumber energi alternatif yang

melimpah dengan kandungan energi

yang relatif besar. Limbah industri

Kelapa Sawit masih belum

dimanfaatkan dengan maksimal

contohnya cangkang dan tandan

kosong. Cangkang dan tandan kosong

tersebut dapat diolah menjadi suatu

bahan bakar padat buatan yang lebih

luas penggunaannya sebagai bahan

bakar alternatif yang disebut

biobriket.

Metode untuk mengetahui

karakteristik dari biobriket ada 2,

yaitu metode Thermogravimetri

Analysis (TGA) dan metode Heat

Flux Constant. Metode

Thermogravimetri Analysis (TGA)

merupakan suatu teknik untuk

menganalisa perhitungan stabilitas

termal suatu bahan dan fraksi

komponen zat volatilnya dengan

merekam perubahan massa selama

spesimen diberi perlakuan panas.

Metode Heat Flux Constant

merupakan suatu teknik untuk

menganalisa perhitungan stabilitas

termal suatu bahan dan fraksi

komponen zat volatilnya dengan

memonitir perubahan massa selama

spesimen diberi perlakuan panas

secara konstan. Heat Flux Constant

atau fluks kalor konstan yang juga

disebut sebagai densitas fluks panas

atau laju aliran panas intensitas

merupakan aliran energi per unit luas

per unit waktu. Dalam satuan SI,

satuan untuk Heat Flux Constant

adalah Watt per meter persegi (W/m2)

dan dinotasikan dengan Ԛ” atau q”

(Wikipedia, 2010). Penelitian ini

dapat digunakan untuk mengetahui

karakteristik pembakaran briket yang

meliputi Initiation Temperature of

Volatile Matter (ITVM), Initiation

Temperature of Fixed Carbon

(ITFC), Peak of weight loss rate

Temperature (PT), Burning out

Temperature (BT) dan energi aktivasi

(Ea) dengan menggunakan metode

Heat Flux Constant.

II. Tinjauan Pustaka

a. Pembriketan

Pembriketan adalah proses

mengkonversi biomassa dengan

densitas rendah menjadi bahan bakar

padat berupa briket dengan energi

yang terkonsentrasi dan densitas yang

tinggi (Shri AMM Murugappa

Chettiar Research Center, 2008).

Pemberiketan suatu bahan bakar

padat biomassa dapat dikatakan

sebagai proses dentifikasi yang

bertujuan untuk memperbaiki

karakteristik bahan bakar biomassa.

Sifat – sifat penting dari briket yang

mempengaruhi kualitas bahan bakar

adalah sifat fisik dan sifat kimia. Sifat

fisik meliputi karakteristik densitas,

ukuran briket, kandungan air, nilai

kalor, dan ebergi persatuan volume.

Pada umumnya, teknik

pembriketan dapat dibagi menjadi 3

kelompok yang dikategorikan

berdasarkan pada besarnya tekanan

(Grover dan Mishra, 1996), yaitu :

1. Pembriketan tekanan tinggi

(1000 - 2500 kg/cm2).

2. Pembriketan tekanan medium

(500 - 1000 kg/cm2) dengan

pemanasan.

3. Pembriketan tekanan rendah (250

- 500 kg/cm2) dengan bahan

pengikat.

Page 3: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 3

b. Pembakaran Briket

Pembakaran adalah suatu reaksi

kimia eksotermal dengan kalor yang

dibangkitkan sangat besar dan

menghasilkan nyala, reaksi ini

berlangsung spontan dan

berkelanjutan karena adanya suplai

kalor dari kalor yang dibangkitkan

oleh reaksi itu sendiri.

Mekanisme pembakaran bahan

bakar padat terdiri dari tiga tahap

(Borman dan Ragland, 1998), yaitu :

1. Pengeringan

Kandungan air dalam bahan bakar

padat mempunyai 2 bentuk yaitu air

dalam wujud air bebas yang

terkandung dalam pori-pori dan air

dalam wujud terikat yang diserap ke

struktur permukaan bagian dalam

bahan bakar. Tahap pengeringan

merupakan tahap awal dalam proses

pembakaran bahan bakar padat.

2. Devolatilisasi

Setelah proses pengeringan selesai

temperatur partikel bahan bakar akan

terus meningkat dan bahan bakar

mulai terdekomposisi, pada proses ini

ikatan kimia partikel bahan bakar

akan terpecah secara termal dan

melepaskan volatile matter. Volatile

metter tersebut akanmengalir keluar

melalui pori-pori bahan bakar dan

menghambat oksigen dari luar masuk

kedalam partikel. Pada tahap inilah

proses devolatilisasi disebut sebagai

pirolisis.

3. Pembakaran (char).

Pembakaran char merupakan tahap

terakir dari mekanisme pembakaran

bahan bakar padat. Setelah tahap

devolatilisasi selesai maka hanya

akan tertinggal abu dan arang. Arang

sangat berpori dan ketika tidak ada

lagi volatile yang terlepas maka

oksigen dapat berdifusi kedalam

partikel arang melewati lapis batas

permukaan luar. Laju pembakaran

dipengaruhi baik oleh laju reaksi

antara karbon dengan oksigen yang

terjadi pada permukaan maupun oleh

laju difusi oksigen ke lapis batas dan

ke dalam partikel.

c. Faktor – faktor yang

mempengaruhi pembakaran bahan

bakar padat

Faktor – faktor yang

mempengaruhi pembakaran bahan

bakar padat, antara lain :

1. Ukuran partikel

Partikel yang lebih kecil

ukurannya akan lebih cepat

terbakar.

2. Jenis bahan bakar

Jenis bahan bakar akan

menentukan karakteristik bahan

bakar. Karakteristik tersebut

antara lain kadar air, kadar zat

menguap, dan kadar karbon.

3. Temperatur udara pembakaran

Kenaikan temperatur udara

pembakaran menyebabkan

semakin pendeknya waktu

pembakaran (Sulistyanto, 2006).

III. Bahan dan Metode Penelitian

a. Bahan Penelitian

Bahan penelitian yang

digunakan pada penelitian ini adalah

limbah industri Kelapa Sawit yang

terdiri dari Cangkang Kelapa Sawit,

Tandan Kosong Kelapa Sawit dan

Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit.

Bahan limbah industri Kelapa Sawit

yang digunakan sebagai bahan

penelitian ini berasal dari daerah

Perkebunan Kelapa Sawit di Provinsi

Bengkulu dan Provinsi Lampung.

(a) (b)

Page 4: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 4

(c)

Gambar 1. Limbah industri kelapa

sawit (a) Cangkang, (b) Tandan

Kosong Kelapa Sawit, dan (c) Serat

Tandan Kosong Kelapa Sawit

b. Metode Penelitian

Prosedur penelitian yang akan

dilakukan dapat dilihat pada diagram

alir penelitian sebagai berikut :

Gambar 2. Diagram alir penelitian

A

Penumbukan dan pengayakan arang

Penimbangan arang limbah industri

Kelapa Sawit

Pengarangan limbah industri Kelapa

Sawit dan pengumpulan tar

Mulai

Pengumpulan bahan :

Limbah industri Kelapa Sawit

(cangkang, tandan kosong,

dan serat tandan kosong)

Tepung kanji

Penimbangan limbah industri Kelapa

Sawit

A

Selesai

Pembuatan sampel uji :

Penimbangan sampel limbah

industri Kelapa Sawit

Variasi perekat kanji, tar, dan

campuran

Tekanan pengepresan 200

kg/cm2

Pengujian sampel

Pengujian menggunakan

Metode Heat Flux Constant

(HFC)

Temperatur pembakaran

3000C, 400

0C dan 500

0C

Pengolahan data

Kesimpulan

Page 5: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 5

IV. Hasil dan Pembahasan

1. Analisa proximate briket berbahan

arang limbah industri Kelapa Sawit

a. Rata – rata kadar air briket

berbahan arang limbah industri

kelapa sawit pada pembakaran

dengan temperatur dinding tungku

3000C, 400

0C, dan 500

0C

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

Kad

ar A

ir(%

)

Kanji Campuran TarBahan Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

Gambar 3. Rata – rata kadar air briket

berbahan arang limbah industri kelapa

sawit pada pembakaran dengan

temperatur dinding tungku 3000C,

4000C, dan 500

0C

Pada gambar 4.3 dapat

diketahui bahwa trendline dari kadar

air pada briket berbahan arang limbah

industri kelapa sawit mengalami

meningkat, hal ini disebabkan perekat

tar memiliki kadar air yang lebih

tinggi dibandingkan dari perekat

kanji. Kadar air yang tinggi pada

perekat tar terjadi karena kurang

sempurnanya proses pemisahan

antara tar dengan air yang terjadi pada

proses kondensasi dan pengendapan.

Pada gambar 4.3 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang cangkang memiliki trendline

kadar air yang rendah dibandingkan

dengan briket berbahan arang tandan

kosong dan briket berbahan arang

serat. Kadar air yang rendah pada

briket berbahan arang cangkang

disebabkan karena sifat dari bahan

baku cangkang memiliki stuktur yang

padat sehingga air tidak dapat

meresap ke dalam pori – pori

cangkang.

b. Rata – rata kadar volatile matter

briket berbahan arang limbah

industri kelapa sawit pada

pembakaran dengan temperatur

dinding tungku 3000C, 400

0C, dan

5000C

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Kad

ar V

ola

tille

Ma

tter

(%)

Kanji Campuran TarBahan Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

Gambar 4. Rata – rata kadar volatile

matter briket berbahan arang limbah

industri kelapa sawit pada

pembakaran dengan temperatur

dinding tungku 3000C, 400

0C, dan

5000C

Pada gambar 4.4 dapat

diketahui bahwa trendline dari kadar

volatile matter pada briket berbahan

arang limbah industri kelapa sawit

meningkat, hal ini disebabkan perekat

tar memiliki kadar volatile matter

yang lebih tinggi dibandingkan dari

perekat kanji. Kadar volatile matter

yang tinggi pada perekat tar terjadi

karena tar memiliki senyawa –

senyawa hidrokarbon yang mudah

menguap.

Pada gambar 4.4 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang cangkang memiliki trendline

kadar volatile matter yang rendah

dibandingkan dengan briket berbahan

arang serat dan briket berbahan arang

tandan kosong. Kadar volatile matter

Page 6: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 6

yang rendah pada briket berbahan

arang cangkang terjadi karena bahan

baku cangkang memiliki struktur

yang padat sehingga memiliki volatile

matter yang rendah.

c. Rata – rata kadar fixed carbon

briket berbahan arang limbah

industri kelapa sawit pada

pembakaran dengan temperatur

dinding tungku 3000C, 400

0C, dan

5000C

50

55

60

65

70

75

80

85

90

Ka

da

r Fi

xed

Ca

rbo

n(%

)

Kanji Campuran TarBahan Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

Gambar 5. Rata – rata kadar fixed

carbon briket berbahan arang limbah

industri kelapa sawit pada

pembakaran dengan temperatur

dinding tungku 3000C, 400

0C, dan

5000C

Pada Gambar 4.5

menunjukkan bahwa trendline dari

kadar fixed carbon pada briket

berbahan arang limbah industri kelapa

sawit menurun, hal ini disebabkan

perekat kanji memiliki kadar fixed

carbon yang tinggi. Kadar fixed

carbon yang tinggi dipengaruhi oleh

rendahnya kadar air dan kadar volatile

matter.

Pada gambar 4.5 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang cangkang memiliki trendline

kadar fixed carbon yang tinggi

dibandingkan dengan briket berbahan

arang serat dan briket berbahan arang

tandan kosong. Kadar fixed carbon

yang tinggi pada briket berbahan

arang cangkang terjadi karena bahan

baku cangkang memiliki kadar air

dan kadar volatile matter yang rendah

sehingga akan menaikan kadar fixed

carbon.

d. Rata – rata kadar abu briket

berbahan arang limbah industri

kelapa sawit pada pembakaran

dengan temperatur dinding tungku

3000C, 400

0C, dan 500

0C

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Kad

ar

Ab

u(%

)Kanji Campuran Tar

Bahan Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

Gambar 6. Rata – rata kadar abu

briket berbahan arang limbah industri

kelapa sawit pada pembakaran

dengan temperatur dinding tungku

3000C, 400

0C, dan 500

0C

Pada gambar 4.6

menunjukkan bahwa trendline dari

kadar abu pada briket berbahan arang

limbah industri kelapa sawit

menurun, hal ini disebabkan oleh

rendahnya kadar abu pada briket

industri limbah kelapa sawit dengan

perekat tar. Penggunaan perekat tar

akan meningkatkan kadar air dan

kadar volatile matter, sehingga kadar

fixed carbon dan kadar abu akan

semakin turun.

Pada gambar 4.6 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang cangkang memiliki trendline

kadar abu yang rendah dibandingkan

dengan briket berbahan arang serat

dan briket berbahan arang tandan

kosong. Kadar abu yang rendah pada

briket berbahan arang cangkang

terjadi karena bahan baku cangkang

Page 7: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 7

memiliki kadar fixed carbon yang

tinggi sehingga akan menurunkan

kadar abu.

2. Karakteristik pembakaran briket

berbahan arang limbah industri

Kelapa Sawit

a. Initiation Temperature of Volatile

Matter (ITVM) briket berbahan

arang limbah industri Kelapa Sawit

200

225

250

275

300

325

350

375

400

Tem

per

atu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(a)

350

370

390

410

430

450

470

490

Tem

per

atu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(b)

350

370

390

410

430

450

470

490

Tem

peratu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(c)

Gambar 7. ITVM briket berbahan

arang limbah industri Kelapa Sawit

(a) temperatur tungku 3000C, (b)

temperatur tungku 4000C, dan (c)

temperatur tungku 5000C

Pada gambar 4.7

menunjukkan briket dengan perekat

tar memiliki nilai ITVM yang rendah.

Nilai ITVM yang rendah dipengaruhi

oleh kandungan volatile matter yang

tinggi pada briket dengan perekat tar,

sehingga semakin tinggi kandungan

volatile matter akan menurunkan nilai

ITVM.

Pada gmbar 4.7 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang cangkang memiliki trendline

nilai ITVM yang tinggi dibandingkan

dengan briket berbahan arang serat

dan briket berbahan arang tandan

kosong. Nilai ITVM yang tinggi

dipengaruhi oleh volatile matter pada

briket, semakin rendah volatile matter

maka nilai ITVM akan semakin

tinggi.

b. Initiation Temperature of Fixed

Carbon (ITFC) briket berbahan

arang limbah industri Kelapa Sawit

200

225

250

275

300

325

350

375

400

425

450

Tem

per

atu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(a)

300

325

350

375

400

425

450

475

500

525

Tem

peratu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(b)

Page 8: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 8

400

410

420

430

440

450

460

470

480

490

500

Tem

peratu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(c)

Gambar 8. ITFC briket berbahan

arang limbah industri Kelapa Sawit

(a) temperatur tungku 3000C, (b)

temperatur tungku 4000C, dan (c)

temperatur tungku 5000C

Pada gambar 4.8 grafik nilai

ITFC menunjukkan bahwa trendline

yang menurun, dimana briket

berbahan arang limbah industri kelapa

sawit dengan perekat kanji memiliki

temperatur ITFC tinggi. Tingginya

nilai ITFC dipengaruhi oleh

kandungan volatile matter dan

kandungan fixed carbon. Hal ini

disebabkan karena kandungan volatile

matter yang rendah akan menaikkan

kandungan fixed carbon, sehingga

nilai ITFC akan semakin tinggi.

Pada gambar 4.8 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang tandan kosong memiliki

trendline nilai ITFC yang rendah

dibandingkan dengan briket berbahan

arang cangkang dan briket berbahan

arang serat. Nilai ITFC yang rendah

pada briket berbahan arang tandan

kosong terjadi karena bahan baku

tandan kosong memiliki kadar

volatile matter yang tinggi, semakin

tinggi kadar volatile matter maka

akan menurunkan nilai ITFC.

c. Peak of Wight Loss Rate

Temperature (PT) briket berbahan

arang limbah industri Kelapa Sawit

250

275

300

325

350

375

400

425

450

Tem

pera

tur

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(a)

325

350

375

400

425

450

475

500

525

550

575

600

Tem

per

atu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(b)

350

375

400

425

450

475

500

525

Tem

per

atu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(c)

Gambar 9. PT briket berbahan arang

limbah industri Kelapa Sawit (a)

temperatur tungku 3000C, (b)

temperatur tungku 4000C, dan (c)

temperatur tungku 5000C

Pada gambar 4.9 grafik nilai

PT menunjukkan bahwa trendline

yang menurun, hal ini disebabkan

oleh tingginya nilai PT pada briket

berbahan arang limbah industri kelapa

sawit dengan perekat kanji. Tingginya

nilai PT dipengaruhi oleh kandungan

fixed carbon, dimana pada briket

berbahan arang dengan perekat kanji

memiliki kandungan fixed carbon

Page 9: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 9

yang tinggi. Sehingga semakin tinggi

kandungan fixed carbon maka nilai

PT akan semakin tinggi.

Pada gambar 4.9 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang cangkang memiliki trendline

nilai PT yang tinggi dibandingkan

dengan briket berbahan arang serat

dan briket berbahan arang tandan

kosong. Nilai PT yang tinggi pada

briket berbahan arang cangkang

terjadi karena bahan baku cangkang

memiliki kadar fixed carbon yang

tinggi, semakin tinggi kadar fixed

carbon maka nilai PT akan semakin

tinggi.

d. Burning Out Temperature (BT)

briket berbahan arang limbah

industri Kelapa Sawit

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

Tem

per

atu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(a)

200

225

250

275

300

325

350

375

400

425

450

475

500

Tem

per

atu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(b)

225

255

285

315

345

375

405

435

465

495

525

Tem

per

atu

r

( 0C

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(c)

Gambar 10. BT briket berbahan arang

limbah industri Kelapa Sawit (a)

temperatur tungku 3000C, (b)

temperatur tungku 4000C, dan (c)

temperatur tungku 5000C

Pada gambar 4.10 grafik nilai

BT menunjukkan bahwa trendline

yang menurun, hal ini disebabkan

oleh tingginya nilai BT pada briket

berbahan arang limbah industri kelapa

sawit dengan perekat kanji. Tingginya

nilai BT dipengaruhi oleh tingginya

kandungan fixed carbon yang ada

pada briket berbahan arang dengan

perekat kanji. Semakin tinggi

kandungan fixed carbon maka akan

menaikan nilai BT.

Pada gambar 4.10 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang cangkang memiliki trendline

nilai BT yang tinggi dibandingkan

dengan briket berbahan arang serat

dan briket berbahan arang tandan

kosong. Nilai BT yang tinggi pada

briket berbahan arang cangkang

terjadi karena bahan baku cangkang

memiliki kadar fixed carbon yang

tinggi, sehingga kadar fixed carbon

yang tinggi akan menaikan nilai BT.

Page 10: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 10

3. Pembandingan waktu pembakaran

pembakaran briket berbahan arang

limbah industri Kelapa Sawit

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

Wa

ktu

( s

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(a)

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

Wa

ktu

( s

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(b)

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

Wak

tu

( s

)

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(c)

Gambar 11. Perbandingan waktu

pembakaran briket berbahan arang

limbah industri Kelapa Sawit (a)

temperatur tungku 3000C, (b)

temperatur tungku 4000C, dan (c)

temperatur tungku 5000C

Pada gambar 4.11

menunjukkan bahwa trendline waktu

pembakaran briket berbahan arang

limbah industri kelapa sawit

menurun, hal ini disebabkan oleh

tingginya kandungan fixed carbon

pada briket arang dengan perekat

kanji. Kandungan fixed carbon yang

tinggi menyebabkan briket berbahan

arang dapat terbakar lebih lama.

Pada gambar 4.11 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang cangkang memiliki trendline

waktu pembakaran yang lama

dibandingkan dengan briket berbahan

arang serat dan briket berbahan arang

tandan kosong. Waktu pembakaran

yang lama pada briket berbahan arang

cangkang dipengaruhi oleh kadar

fixed carbon yang tinggi, semakin

tinggi kadar fixed carbon maka waktu

pembakarannya akan semakin lama.

Berdasarkan gambar 4.19,

4.20, dan 4.21 dilihat bahwa

pengunaan temperatur dinding tungku

3000C, 400

0C, dan 500

0C dapat

mempengaruhi waktu pembakaran.

Pembakaran dengan temperatur

dinding tungku 3000C memiliki

waktu pembakaran yang lama,

sedangkan pembakaran dengan

temperatur dinding tungku 5000C

memiliki waktu pembakaran yang

cepat. Hal ini menunjukkan semakin

besar temperatur dinding tungku

maka waktu pembakaran akan

semakin cepat. Hal tersebut sama

dengan penelitian yang telah

dilakukan oleh Afrianto 2006 tentang

Analisa Larakteristik Pembakaran

Briket Campuran Arang Sekam Padi

dan Tempurung Kelapa.

Page 11: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 11

4. Pembandingan energi aktivasi

pembakaran briket berbahan arang

limbah industri Kelapa Sawit

12

14

16

18

20

22

24

Ene

rgi A

ktiv

asi

( kj

/mo

l )

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(a)

(b)

30

35

40

45

50

55

Ene

rgi A

ktiv

asi

( kj

/mo

l )

Kanji Campuran Tar

Perekat

Cangkang

Serat

Tandan Kosong

(c)

Gambar 12. Perbandingan energi

aktivasi briket berbahan arang limbah

industri Kelapa Sawit (a) temperatur

tungku 3000C, (b) temperatur tungku

4000C, dan (c) temperatur tungku

5000C

Pada gambar 4.12

menunjukkan bahwa trendline energi

aktivasi briket berbahan arang limbah

industri kelapa sawit meningkat, hal

ini disebabkan briket berbahan arang

dengan perekat tar memilik energi

aktivasi lebih tinggi dibandingkan

dengan briket berbahan arang dengan

perekat kanji. Pengunaan perekat tar

akan mempersulit briket berbahan

arang terbakar karena perekat tar

memilik kadar air dan kadar volatile

matter yang tinggi. Kadar air yang

tinggi akan menghambat proses

pengeringan briket dan kadar volatile

matter pada proses devolatilisasi akan

mengalir keluar melalui pori – pori

briket sehingga akan menghambat

aliran oksigen dari luar yang akan

masuk dalam briket.

Pada gambar 4.12 dapat

diketahui bahwa briket berbahan

arang serat memiliki trendline energi

aktivasi yang tinggi dibandingkan

dengan briket berbahan arang

cangkang dan briket berbahan arang

tandan kosong. Energi aktivasi yang

tinggi pada briket berbahan arang

serat terjadi karena bahan baku serat

memiliki kadar air yang tinggi,

semakin tinggi kadar air maka energi

aktivasi akan semakin tinggi.

V. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian

dan pembahasan yang telah dilakukan

pada bab sebelumnya, didapatkan

kesimpulan sebagai berikut :

a. Pada briket berbahan arang

limbah Kelapa Sawit

penambahan perekat tar dapat

menyebabkan tingginya kadar air

dan kadar volatile matter pada

briket berbahan arang limbah

industri kelapa sawit. Kadar air

yang tinggi akan menyebabkan

nilai ITVM semakin rendah dan

Kadar volatile matter yang tinggi

akan mengakibatkan rendah nilai

ITFC, sehingga nilai PT dan BT

akan semakin rendah.

Page 12: ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan bakar. Tahap pengeringan merupakan tahap awal dalam proses pembakaran bahan bakar

Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 12

b. Pada briket berbahan arang

limbah Kelapa Sawit penggunaan

variasi perekat tar dapat

menyebabkan tingginya kadar air

pada briket. Kadar air yang tinggi

akan mempengaruhi besarnya

energi aktivasi pada briket,

karena akan membutuhkan panas

yang lama untuk menguapkan air

pada briket berbahan arang

limbah industri kelapa sawit.

c. Pada briket berbahan arang

limbah Kelapa Sawit pada

temperatur dinding tungku 3000C

briket berbahan arang cangkang

dengan perekat kanji memiliki

waktu pembakaran terbaik yaitu

1760 detik dan temperatur briket

356,70C. Briket berbahan arang

limbah Kelapa Sawit yang

memiliki waktu pembakaran

terbaik pada temperatur dinding

tungku 4000C yaitu briket

berbahan arang cangkang dengan

perekat kanji yaitu 1587 detik

dan temperatur briket 406,30C.

Briket berbahan arang limbah

Kelapa Sawit pada temperatur

dinding tungku 5000C briket

berbahan arang cangkang dengan

perekat kanji memiliki waktu

pembakaran terbaik yaitu 1447

detik dan temperatur briket

456,30C.

d. Pengaruh pengunaan temperatur

dinding tungku 3000C, 400

0C,

dan 5000C pada briket berbahan

arang limbah Kelapa Sawit dapat

mempengaruhi waktu

pembakaran. Pembakaran dengan

temperatur dinding tungku 3000C

memiliki waktu pembakaran

yang lama, sedangkan

pembakaran dengan temperatur

dinding tungku 5000C memiliki

waktu pembakaran yang cepat.

Hal ini menunjukkan semakin

besar temperatur dinding tungku

maka waktu pembakaran akan

semakin cepat.

DAFTAR PUSTAKA

Borman, G., L., and Ragland, K., W.,

1998, “Combustion Engineerng”,

International Editions, Mc Graw-

Hill, Singapore.

Grover, P.D. dan Mishra, S.K., 1996,

Biomass Briquetting :

Technology and Practices, Field

Document No. 46, FAO-

Regional Wood Energy

Development Program (RWEDP)

In Asia, Bangkok.

Shri AMM Marugappa Chettiar

Research Center, 2008,

“Biomassa Carcual Briquetting

Technology”, Taramani,

Chennai-600113.

Sulistyanto, A., 2006, Karakteristik

Pembakaran Biobriket

Campuran Batubara Dan Sabut

Kelapa. Vol 7.No.2. pp. 77-84.