ANALISIS BRIKET SEKAM PADI DENGAN VARIASI

PEREKAT TAR, KANJI, DAN OLI SEBAGAI BAHAN BAKAR

ALTERNATIF

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I

pada Jurusan TeknikMesin Fakultas Teknik

ARIANTO MURPHY

D200140225

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2018

i

ii

iii

1

ANALISIS BRIKET SEKAM PADI DENGAN VARIASI PEREKAT TAR,

KANJI, DAN OLI SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF

Abstrak

Penelitian ini bermaksud untuk mengetahui kandungan briket sekam padi dengan

variasi bahan pengikat ketika dilakukan pengujian proximate, mengetahui rapat

massa dan Berat Jenis, dan mengetahui nilai kalor yang terkandung dalam briket.

Bahan utama penelitian ini adalah sekam padi ukuran mesh 20. Bahan perekat

yang digunakan adalah tar, oli dan kanji. Pencetakan briket menggunakan tekanan

sebesar 100 kg/cm3. Perbandingan campuran antara perekat dan bahan baku

penelitian ini 50%:50%.Dalam pengujian briket jerami yang dilakukan meliputi

pengujian kadar abu yang mengikuti standar ASTM D-3174, kadar air dengan

standar ASTM D-3175, volatile matter dengan standar ASTM D-3175, fixed

carbon dengan standar ASTM D-3172, Berat Jenis standar ASTM D-2395, rapat

massa, dan nilai kalor dengan menggunakan standar ASTM D-2015.Hasil analisa

yang di dapatkan dari pengujian briket ini yaitu pada pengujian proximate, kadar

zat terbang (volatile matter) yang diperoleh pada pengujian briket sekam padi

dengan perekat tar sebesar 81,06%, untuk perekat kanji sebesar 80,02 %. Kadar

abu yang diperoleh pada perekat tar sebesar 12,73%, untuk perekat kanji 16,18 %,

dan untuk perekat oli 10,89%. Kadar karbon terikat pada pengujian briket sekam

padi dengan perekat tar sebesar 2,76 %, untuk perekat kanji 1,57 %, dan untuk

perekat oli 1,33 %. Kadar air yang diperoleh pada pengujian briket sekam padi

dengan perekat tar sebesar 3,45 %, untuk perekat kanji sebesar 2,23 %, dan untuk

perekat oli sebesar 5,69 %. Nilai pengujian kalor pada briket sekam padi dengan

perekat tar sebesar 4572,717 kal/gram, untuk perekat kanji sebesar 1942,406

kal/gram, dan untuk perekat oli sebesar 6281,826 kal/gram. Kerapatan yang

diperoleh pada pengujian briket sekam padi dengan perekat kanji sebesar 0,49

gr/cm3.

Kata Kunci : Biomasa, Briket, Sekam Padi, Alat Pencetak Briket, Proximate

Analisis.

Abstract

This research intends to know the content of rice husk briquettes with variety of

binders material when testing proximate, find out the mass density and density,

and find out the heating value contained in briquettes. The main ingredient of this

research is 20 mesh size rice husks. The adhesive materials used is tar, oil and

starch. Briquette printing uses pressure of 100 kg / cm3. The ratio of mixture

between the adhesive and the raw materials of this research 50%: 50%.In the

straw briquette test, it was carried out covering the ash content test that followed

the ASTM D-3174 standard, water content with ASTM D-3175 standard, volatile

matter with ASTM D-3175 standard, fixed carbon with ASTM D-3172 standard,

Specific gravity of ASTM D-2395 standard, mass meeting, and heating value

using the ASTM D-2015 standard.The results of the analysis obtained from this

briquette test are on proximate testing, volatile matter obtained in the testing of

rice husk briquette with tar adhesive of 81.06%, for starch adhesive of 80.02%.

The ash content obtained on tar adhesive was 12.73%, for starch adhesive

2

16.18%, and for oil adhesive 10.89%. Bound carbon content in the rice husk

briquette test with tar adhesive was 2.76%, for 1.57% starch adhesive, and for oil

adhesive 1.33%. The water content obtained in the testing of rice husk briquette

with tar adhesive was 3.45%, for starch adhesive by 2.23%, and for oil adhesive

by 5.69%. The value of heat testing on rice husk briquettes with tar adhesive is

4572,717 kal / gram, for starch adhesive is 1942,406 cal / gram, and for oil

adhesive is 6281,826 cal / gram. The density obtained in the testing of rice husk

briquette with starch adhesive was 0.49 gr / cm3.

Keywords : Biomass, Briquette, Rice Husk, Bricket Printing Tool, Proximate Analysis

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Keterbatasan energi merupakan salah satu permasalahan yang terjadi di hampir

seluruh negara di dunia, termasuk Indonesia. Indonesia merupakan negara dengan

potensi energi terbarukan yang sangat melimpah, namun belum diolah secara

optimal. Seiring bertambahnya jumlah penduduk hal ini mempengaruhi tingkat

konsumsi energi terutama pada sektor rumah tangga. Konsumsi energi akhir

perkapita adalah jumlah energi yang dikonsumsi tiap penduduk selama satu tahun,

didefinisikan sebagai pembagian antara jumlah total konsumsi energi akhir

dengan jumlah penduduk Indonesia. Dibandingkan dengan tahun 2015, konsumsi

energi akhir per kapita Indonesia tahun 2016 mengalami sedikit kenaikan.

Konsumsi energi akhir perkapita tahun 2016 mencapai 0,018 terajoule atau setara

5.112 KWh listrik.

Oleh karena itu diperlukan suatu alternatif untuk mengurangi penggunaan

bahan bakar. Salah satu alternatif tersebut yaitu dengan menggunakan energi

biomassa. Biomassa secara umum lebih dikenal dengan bahan kering material

organik atau bahan yang tersisa setelah suatu tanaman atau material organik

dihilangkan dari kadar airnya. Biomassa mudah ditemukan di aktivitas

perkebunan, pertanian, peternakan dan limbah-limbah lainnya. Limbah biomassa

dan sampah organik biasanya, menjadi salah satu sumber energi alternatif.

Adapun biomassa limbah pertaian yang digunakan sebagai bahan baku untuk

dijadikan bahan bakar alternatif adalah sekam padi.

3

Sekam padi hanya dimanfaatkan masyarakat pedesaan untuk membakar

batu bata. Terkadang sekam padi hanya dibakar di pematang sawah atau dibakar

di pekarangan rumah. Hal ini mengakibatkan pencemaran lingkungan berupa

polusi udara. Ketersediaan limbah sekam padi dapat dimanfaatkan sebagai energi

alternatif biomassa, yaitu briket sekam padi.

Briket merupakan bahan bakar yang berwujud padat dan berasal dari sisa-

sisa bahan organik. Briket memungkinkan untuk dikembangkan secara masal

dalam jangka waktu relatif singkat, mengingat teknologi dan peralatan yang

digunakan relatif sederhana.

1.2 Tujuan Penelitian

a. Mengetahui nilai kadar abu, nilai volatile matter (zat mudah menguap), nilai

fixed carbon (karbon terikat) pada briket sekam padi dengan variasi perekat

tar, kanji, dan oli

b. Mengetahui kadar air pada briket sekam padi dengani variasi perekat tar,

kanji, dan oli

c. Mengetahui berat jenis dan kerapatan pada briket sekam padi dengan variasi

perekat tar, kanji, dan oli

d. Mengetahui nilai kalor pada briket sekam padi berbagai variasi perekat oli,

tar, kanji.

1.3 Batasan Masalah

a. Bahan baku utama dalam pembuatan briket adalah sekam padi

b. Ukuran partikel sekam padi mesh 20.

c. Bahan perekat briket yang digunakan adalah kanji, tar, dan oli

d. Setiap 10 briket dicetak dengan tekanan 100kg/cm2

e. Bentuk briket sekam padi yaitu silinder.

f. Nilai yang diambil pada penelitian ini adalah dari analisa proximate, kadar

air, berat jenis, kerapatan dan nilai kalor dari briket sekam padi.

g. Pengeringan briket dilakukan selama 2 hari dilakukan dengan cara di

diamkan diruang terbuka yang tidak terkena sinar matahari secara langsung

h. Perbandingan komposisi sekam padi dan perekat yaitu 50% : 50%

4

2. METODE

2.1 Diagram Aliran Penelitian

Gambar 1 Diagram Alir Penelitian

ya

Penggilingan Sekam Padi

Penyaringan sekam padi dengan ukuran

20 mesh

Pencampuran Perekat dengan Komposisi Antara Material Mesh

dengan Perekat sebesar 50%:50%

Tar Tepung Kanji Oli

Pengeringan Briket Sekam Padi

Analisa Data dan Penarikan Kesimpulan

Selesai

Mulai

Tahap Studi Literatur

Tahap Persiapan

Pencetakan Briket Sekam Padi

Pengepresan Briket Sekam Padi

tidak

Pengujian proximate,

Nilai Kalor, kadar air,

kerapatan dan berat

jenis

5

2.3 Persiapan Alat dan Bahan

Alat

a. Pencetak Briket

b. Ember Plastik

c. Pressure Gauge

d. Timbangan Digital

Bahan

a. Sekam padi

b. Perekat tepung kanji

c. Perekat tar tempurung kelapa

d. Perekat oli vaseline

e. Air

2.4 Tahapan Pencetakan

Pencetakan briket sekam padi dimulai dengan mencampurkan semua sekam padi

ukuran 20 mesh dengan perekat ( tar, oli, tempung kanji) dengan komposisi 50%

sekam padi dan 50% perekat. Bahan baku dicampur sampai merata di semua

bagian. Kemudian bahan dimasukkan ke masing-masing lubang cetakan briket.

Setiap lubang di isi dengan berat 12 gram. Briket kemudian di press dengan

tekanan 100 kg/cm3 per 10 lubang. Kemudian briket di ambil kemudian

dikeringkan selama 3 hari.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Kadar Air Briket

Hasil pengukuran uji kadar air briket dengan sekali pengulangan untuk setiap

bahan pengikat ditampilkan pada gambar 2 Pada gambar tersebut dapat dilihat

perbedaan besarnya kadar air untuk setiap bahan pengikatnya.

6

Gambar 2 grafik Pengujian Kadar air briket sekam padi

Pada gambar 2 terlihat bahwa kadar air tertinggi sebesar 5,69% diperoleh

dari briket sekam padi dengan bahan perekat oli, sedangkan untuk kadar air

terendah didapatkan pada briket jerami dengan bahan pengikat kanji dengan nilai

2,23%, untuk nilai berperekat tar nilainya 3,45%. Kadar air yang tinggi

disebabkan bahan baku briket yang memiliki kerapatan rendah dan mempunyai

berat jenis rendah sehingga dapat lebih mudah menyerap udara lembab disekitar

sehingga dapat menyebabkan tingginya kadar air yang didapatkan.

3.2 Hasil Kadar Abu Briket

Hasil pengujian kadar abu dapat dilihat pada gambar 3 Kandungan kadar abu yang

terdapat dalam briket merupakan residu hasil pembakaran. Semakin tinggi nilai

kadar abu secara umum akan mempengaruhi tingkat pengotoran, keausan, dan

korosi peralatan yang dilalui.

3,45

5,69

2,23

0

1

2

3

4

5

6

TAR OLI KANJI

Nil

ai

Ka

da

r A

ir (

% )

Presentase Kadar Air Berbagai Jenis Perekat

7

Gambar 3 grafik Pengujian Nilai Kadar Abu Briket Sekam Padi

Tingginya nilai kadar abu juga dipengaruhi oleh proses karbonisasi yang

belum optimal. Hasil pengukuran kadar abu briket sekam padi dapat dilihat pada

pada gambar 3 Hasil pengujian kadar abu menunjukkan briket dengan bahan

perekat kanji memperoleh nilai paling tinggi yaitu 16,18%. Kemudian nilai

terendah dimiliki briket dengan bahan perekat Oli dengan kadar abu yaitu 10,89%

sedangkan briket dengan bahan perekat Tar memiliki nilai kadar abu yaitu

12,73%.

3.3 Hasil Kadar Zat Menguap (Volatile Matter)

Untuk mengetahui hasil pengukuran volatile matter dapat dilihat pada gambar 4

Nilai volatile matter yang tinggi mengakibatkan briket mudah terbakar.

Gambar 4 Grafik Pengujian volatile matter briket sekam padi

12,73

10,89

16,18

6

8

10

12

14

16

18

Tar Oli Kanji

Ka

da

r A

bu

( %

)

Presentase Kadar Abu Berbagai Jenis Perekat

81,06

82,09

80,02

75

77

79

81

83

TAR OLI KANJIKa

da

r vo

lati

le m

att

er (

%)

Presentase Kadar Zat Menguap (volatile

matter) berbagai jenis perekat

8

Pada hasil volatile matter (kadar zat yang menguap) yang tertinggi

didapatkan pada sekam padi dengan bahan pengikat oli yaitu 82,09% dan yang

terendah diperoleh 80,02%,pada briket sekam padi dengan pengikat kanji, untuk

briket berperekat tar mempunyai nilai 81,06%.

3.4 Hasil Kadar Karbon Terikat (Fixed Carbon)

Untuk mengetahui hasil pengukuran karbon terikat dapat dilihat pada gambar 5

Nilai karbon terikat diperoleh melalui perhitungan berat sampel (100%) dikurangi

dengan jumlah kadar air, kadar abu dan volatile matter.

Gambar 5 Grafik Pengukuran Karbon Terikat Briket sekam Padi

Karbon terikat akan bernilai rendah apabila nilai dari kadar air, kadar abu,

kadar zat yang menguap bernilai tinggi. Berdasakan hasil penelitan karbon terikat

tertinggi 2,76% dengan bahan pengikat tar, kemudian nilai yang terendah adalah

1,33% dengan bahan pengikat oli. Pada kanji mempunyai nilai 1,57%.

3.5 Hasil Pengukuran Kerapatan (Density)

Unuk melihat hasil pengukuran kerapatan briket sekam padi dapat dilihat pada

gambar 6 Kerapatan briket sekam padi akan berpengaruh pada kualitas briket.

2,76

1,33 1,57

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

TAR OLI KANJI

Ka

da

r K

arb

on

Ter

ika

t (%

)

Presentase Kadar karbon terikat Berbagai Jenis

Perekat Berbagai Jenis Perekat

9

Gambar 6 Grafik Pengukuran Kerapatan Briket sekam Padi

Nilai kerapatan yang dhasilkan pada briket berperekat kanji mengalami

nilai yang rendah yaitu 0,49 g/mm3. Nilai kerapatan berperekat oli 0,84 g/mm

3 dan

perekat tar 0,74 g/mm3. Nilai kerapatan pada perekat kanji mengalami nilai yang

terendah hal ini dikarenakan saat pengeringan kadar air dalam briket kanji

menguap dan meninggalkan pori-pori yang terisi udara oleh udara sehingga bobot

briket menjadi ringan.

3.6 Hasil Pengukuran Berat Jenis

Nilai pengukuran berat jenis dapat dilihat pada gambar 7 Semakin kecil partikel

penyusun briket maka akan semakin padat, dan kuat.

Gambar 7 Grafik Pengukuran nilai berat jenis briket sekam padi

0,74

0,84

0,49

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

TAR OLI KANJI

Nil

ai

Ker

ap

ata

n (

g/c

m3 )

Presentase Pengukuran Kerapatan Berbagai

Jenis Perekat

0,99 0,99

0,77

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

kanji Oli Tar

Nil

ai

Ber

at

Jen

is

Presentase Pengukuran Berat Jenis

Berbagai Jenis Perekat

10

Dari gambar 7 berat jenis briket kanji dan oli mempunyai nilai yang sama

yaitu 0,99 dan briket tar yaitu 0,77 . briket sekam padi dengan perekat oli dapat

menahan perubahan bentuk briket dengan baik daripada perekat yang lain setelah

dilakukan penekanan pada saat pencetakan briket

3.7 Hasil Pengukuran Nilai Kalor

Untuk melihat hasil pengukuran nilai kalor briket sekam padi dapat dilihat pada

gambar 8 Nilai kalor berpengaruh pada kualitas briket yang dihasilkan. Briket

yang bagus mempunyai nilai kalor yang tinggi.

Gambar 8 Grafik Pengukuran nilai kalor Briket sekam Padi

Nilai kalor briket sangat berpengaruh pada efisiensi pembakaran briket.

Dari hasil pengujian nilai tertinggi yaitu sebesar 6281,826 kal/g dimiliki briket

dengan bahan perekat Oli, kemudian nilai terendah yaitu 1942,406 kal/g dimiliki

briket dengan bahan perekat kanji. Nilai yang dihasilkan briket berperekat tar

yaitu 4.572,7 kal/g.

4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan, yaitu :

a. Pada pengujian proximate, kadar zat menguap (volatile matter) yang

diperoleh pada pengujian briket sekam padi dengan perekat oli mempunyai

4.572,7

6.281,8

1.942,4

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

TAR OLI KANJI

Nil

ai

Ka

lor

(ka

l/g

)

Presentase Nilai Kalor Berbagai Jenis Perekat

11

nilai tertinggi yaitu 82,09%. Pada pengujian kadar abu nilai terendah dimiliki

briket dengan perekat oli sebesar 10,89%. Berdasarkan pengujian karbon

terikat pada briket dengan perekat oli mempunyai nilai tertinggi 2,76%

dimiliki briket perekat tar.

b. Pada pengujian nilai kadar air briket yang mempunyai nilai kadar air terendah

yaitu kanji sebesar 2,23%.

c. Nilai kerapatan pada briket sekam padi pada perekat kanji mempunyai nilai

tertingi 0,49 g/cm3.Nilai berat jenis briket perekat kanji dan oli mempunyai

nilai yang sama yaitu 0,99, untuk perekat tar 0,77.

d. Nilai kalor briket sekam padi dengan perekat oli mempunyai nilai tertinggi

yaitu 6.281,8 kal/g.

5.2 Saran

Peneliti memberikan saran kepada pengujian selanjutnya yaitu:

a. Menggunakan variasi perekat dengan bahan yang tidak digunakan

b. Pada penggunaan perekat kanji untuk di kaji lebih mendalam agar dapat

memperoleh nilai kalor yang sesuai standar/tinggi.

c. Memperhatikan susunan komposisi yang akan digunakan agar tercipta mutu

briket yang bagus

DAFTAR PUSTAKA

Bestari, Widya Gema. 2016. Karakteristik Briket Dari Sekam Padi Dan Ketaman

Kayu Berperekat Daun Jambu Mete. Jurnal Teknik Kimia. Fakultas Teknik.

Universitas Sumatra Utara, Vol. 5, No. 2 (juni 2016)

Faizal, M. 2015. Pembuatan Briket Bioarang Dari Campuran Batubara Dan

Biomassa Sekam Padi Dan Eceng Gondok. Jurnal Teknik Kimia. Fakultas

Teknik. Universitas Sriwijaya, No. 4, Vol. 21, Desember 2015

Haygren, J.G. dan Bowyer, J.L., 1989, Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu

Pengantar, Cetakan Ketiga Terjemahan Sutjipto, A. H. Gadjah Mada

University Press. Yogyakarta

Ilyas, Andi Muhammad. 2016. Bubur Kertas Untuk Perekat Briket Serbuk

Gergaji Sebagai Sumber Energi Alternatif. Jurnal Ilmiah SETRUM ISSN :

2301-4652 / e-ISSN : 2503-068X

Koesoemadinata, R.P. 1980. Geologi Minyak dan Gas Bumi. ITB: Bandung

Fengel, D., & Wegener, G., 1995, Kayu Kimia Ultrasruktur Reaksi Kimia, Gadjah

Mada University Press, Yogyakarta

12

Indrawijaya, Budhi, dkk. 2017. Pembuatan Dan Karakterisasi Briket Bahan

Bakar Dari Ampas Tahu Sebagai Energi Alternatif. Jurnal Ilmiah Teknik

Kimia UNPAM ISSN 2549 – 0699 : Vol. 2 No. 1 (Januari, 2017)

Ismanto, Sahadi Didi. 2017. Pengaruh Perbandingan Arang Kulit Durian Dan

Arang Serbuk Kayu Surian Terhadap Mutu Briket. Prosiding Seminar

Nasional FKPT-TPI 2017 Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September

2017

Nugraha, Justin Rexanindita. 2013. Karakteristik Termal Briket Arang Ampas

Tebu Dengan Variasi Bahan Perekat Lumpur Lapindo. Fakultas Teknik.

Universitas Jember. Jember

Patabang, Daud. 2013. Karakteristik Termal Briket Arang Sekam Padi Dengan

Variasi Bahan Perekat. Jurnal Mekanikal ISSN 2086 - 3403, Vol. 3 No. 2:

Juli 2012: 28 6 – 292

Rahma, S. 2017. Uji Kalor Briket Limbah Tongkol Jagung Dan Sekam Padi

Dengan Proses Karbonisasi. Fakultas Teknik. Universitas Hasanuddin.

Makasar.

Subroto, Wijianto, 2012, Studi Alternatif Penggunaan Tar Sebagai Perekat Briket

Kokas Lokal, Simposium RAPI XI 2012 FT UMS, pp. M 1 – M 4, ISSn

1412-9612, 18 Desember 2012

Sudarja. 2009. Analisis Rekayasa dan Karakterisasi Briket Bahan Bakar dari

Limbah Serat Kenaf. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika. Vol. 12, No 1, 92-98

Sudiro dan Sigit Subroto. 2014. Pengaruh Komposisi Dan Ukuran Serbuk Briket

Yang Terbuat Dari Batubara Dan Jerami Padi Terhadap Karakteristik

Pembakaran. Jurnal Sainstech Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2355-

5009 Vol. 1 Nomor 2 Tahun 2014

Soeparno, 1993, Pengaruh Tekanan Waktu Kempa dan Jenis Serbuk Pada

Pembuatan Arang Gergajian Terhadap Rendemen dan Nilai Panas, Tesis,

Fakultas Kehutanan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

Susanto, Anto dan Tri Yanto. 2013. Pembuatan Briket Bioarang Dari Cangkang

Dan Tandan Kosong Kelapa Sawit. Jurnal Teknologi Hasil Pertanian Vol.

VI, No.2, Agustus 2013

Wijianto, Subroto, Sarjito. 2015.Karakteristik Mekanik Briket Kokas Lokal

dengan Variasi Jenis Perekat, The 1st University Research Colloquium

2015 (URECOL 2015) Universitas Muhammadiyah Surakarta PP 175 –

178, ISSN 2047- 9198

Yuwono, J., 2009, Pengaruh Penambahan Bahan Penyala Pada Briket Arang dari

Limbah Serbuk Kayu Jati, Tesis, Magister Sistem Teknik, UGM.

Yogyakarta