i

BAHAN AJAR SISWA

PENGUJIAN BAHAN BAKAR NABATI (BBN)

Disusun oleh:

Niamul Huda, ST., M.Pd Linda Dwinanada, S.Pd., M.Si

Didukungi oleh:

TEACHING BIOMASS TECHNOLOGIES AT MEDIUM TECHNICAL SCHOOLS

Dikembangkan oleh:

ETC Foundation the Netherlands

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Pusat Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Mesin dan Teknik Industri/ TEDC Bandung 2014

PAKET KEAHLIAN TEKNIK ENERGI BIOMASSA

ii

KATA PENGANTAR

Bahan ajar siswa ini dimaksudkan untuk memandu siswa untuk melaksanakan tugas

kegiatan belajar di sekolah. Dengan demikian diharapkan setiap siswa akan berusaha

untuk melatih diri memecahkan berbagai persoalan sesuai dengan tuntutan

kompetensi yang akan dipilih.

Di dalam buku bahan ajar siswa ini diberikan kegiatan belajar, tugas- tugas dan

tes formatif dimana seluruh kegiatan tersebut diharapkan dikerjakan/dilakukan secara

mandiri/kelompok oleh setiap siswa untuk melatih kemampuan dirinya dalam

memecahkan berbagai persoalan

Dalam pelaksanaanya seluruh kegiatan dilakukan oleh setiap siswa dengan

arahan guru, dan pada akhir kegiatan pembelajaran seluruh materi dari bahan ajar

siswa ini akan diujikan secara mandiri untuk memenuhi tuntutan kompetensi siswa.

Materi pembelajaran atau bahan dari bahan ajar siswa dan tugas-tugas ini

diambil dari beberapa buku referensi yang dipilih dan juga buku referensi tersebut

sebagai bahan bacaan yang dianjurkan untuk memperkaya penguasaan kompetensi

siswa.

Diharapkan setiap siswa setelah mempelajari dan melaksanakan semua

petunjuk dari bahan ajar siswa ini secara tuntas, akan mempunyai kompetensi sesuai

dengan tuntutan pekerjaan sebagai tenaga pelaksana pemeliharaan Teknik Energi

Terbarukan.

Bandung, Maret 2014

Kepala PPPPTK BMTI,

Dr. Dedy H. Karwan, MM

NIP. 19560930 198103 1 003

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................................... ii

DAFTAR ISI .................................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... v

DAFTAR TABEL ............................................................................................................. vi

PETUNJUK PENGGUNAAN BAHAN AJAR SISWA ..................................................... vii

BAB I ............................................................................................................................... 1

PENDAHULUAN ............................................................................................................. 1

A. Latar Belakang ....................................................................................................... 1

B. Deskripsi Bahan ajar siswa .................................................................................... 1

C. Tujuan Pembelajaran ............................................................................................. 1

D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok ...................................................................... 2

BAB II .............................................................................................................................. 4

KEGIATAN BELAJAR ..................................................................................................... 4

A. KEGIATAN BELAJAR 1: PENGUJIAN BIOETANOL ............................................ 4

1. Deskripsi Materi .................................................................................................. 4

2. Indikator Keberhasilan ........................................................................................ 4

3. Uraian Materi ..................................................................................................... 4

4. Latihan Soal dan Penugasan ........................................................................... 10

5. Rangkuman ...................................................................................................... 11

6. Evaluasi Materi Pokok ...................................................................................... 12

7. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ........................................................................ 12

B. KEGIATAN BELAJAR 2 PENGUJIAN BIODIESEL ............................................. 13

1. Deskripsi Materi ................................................................................................ 13

2. Indikator Keberhasilan ...................................................................................... 13

3. Uraian Materi ................................................................................................... 13

4. Latihan soal ...................................................................................................... 35

C. KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 PENGUJIAN BIOBRIKET................................. 38

1. Deskripsi Materi ................................................................................................ 38

2. Indikator Keberhasilan ...................................................................................... 38

3. Uraian Materi .................................................................................................... 38

4. Latihan soal ...................................................................................................... 64

5. Rangkuman ...................................................................................................... 65

iv

6. Evaluasi Materi ................................................................................................. 67

7. Umpan balik dan tindak lanjut .......................................................................... 67

BAB 3 ............................................................................................................................ 68

PENUTUP ..................................................................................................................... 68

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 69

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. 1 Prinsip Kerja GC ......................................................................................... 6

Gambar 1. 2. Prinsip Kerja HPLC .................................................................................... 7

Gambar 1. 3. Proses Pencampuran Enzim ..................................................................... 7

Gambar 1. 4. Skala Pada Alkohol Meter ......................................................................... 8

Gambar 1. 5. Mengukur Kadar Bioetanol ........................................................................ 9

Gambar 2. 1. Ilustrasi Pengujian Viskositas Biodiesel ................................................... 32

Gambar 2. 2. Piknometer .............................................................................................. 33

Gambar 3. 1. Ilustrasi Penggunaan Bom Kalorimeter ................................................... 43

Gambar 3. 2. Alur Kerja Pengujian Nilai Kalor ............................................................... 44

Gambar 3. 3. Grafik Hubungan Pirolisis terhadap Nilai Kalor ........................................ 45

Gambar 3. 4. Contoh Oven Pemanas dan Cawan Porselen ........................................ 47

Gambar 3. 5. Contoh Timbangan Digital ....................................................................... 47

Gambar 3. 6. Alur Pengujian Kadar Air ......................................................................... 48

Gambar 3. 7. Grafik Hubungan Pirolisis Terhadap Kadar Air ........................................ 49

Gambar 3. 8. Grafik Hubungan Suhu Pirolisis Terhadap Rendemen ............................ 50

Gambar 3. 9. Alur Pengujian Kadar Zat Terbang .......................................................... 52

Gambar 3. 10. Grafik Hubungan Pirolisis terahadap Kadar Zat Terbang ...................... 53

Gambar 3. 11. Alur Pengujian Kadar Abu ..................................................................... 55

Gambar 3. 12. Grafik Hubungan Pirolisis Terhadap Kadar Abu ................................... 56

Gambar 3. 13. Alur Pengujian Kadar Karbon ................................................................ 57

Gambar 3. 14. Jangka Sorong ....................................................................................... 58

Gambar 3. 15. Grafik Hubungan Pirolisis Terhadap Berat Jenis ................................... 60

Gambar 3. 16. Ilustrasi Metoda drop test ...................................................................... 61

Gambar 3. 17. Force Gauge .......................................................................................... 64

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. 1 Standar dan Mutu Bahan Bakar Nabati Jenis Bioetanol ................................. 4

Tabel 2. 1. Standar Biodiesel yang Berlaku di Indonesia (SNI-04-7182-2006) .............. 14

Tabel 3. 1. Standar Kualitas Briket Arang Kayu (SNI 1-6235-2000) .............................. 39

Tabel 3. 2. Standar Kualitas Briket Hasil Penelitian ....................................................... 39

Tabel 3. 3. Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang Komersial ............................................... 40

Tabel 3. 4. Standar Kualitas Briket untuk Pemakaian Rumah Tangga .......................... 40

Tabel 3. 5. Jenis ASTM yang Digunakan dalam Pengujian Briket ................................. 41

Tabel 3. 6. Contoh Hasil Pengujian Nilai Kalor Briket Arang Tempurung Kelapa .......... 44

Tabel 3. 7. Contoh Hasil Pengujian Kadar Air Briket Tempurung Kelapa ...................... 48

Tabel 3. 8. Contoh hasil pengukuran rendemen Arang Tempurung Kelapa .................. 50

Tabel 3. 9. Contoh Hasil Pengujian Kadar Zat Terbang Briket Tempurung Kelapa ....... 52

Tabel 3. 10. Contoh Hasil Pengujian Kadar Abu Briket Arang Tempurung Kelapa ....... 55

Tabel 3. 11. Contoh Hasil Pengujian Berat Jenis Arang Tempurung Kelapa................. 59

vii

PETUNJUK PENGGUNAAN BAHAN AJAR SISWA

1. Baca semua isi dan petunjuk pembelajaran bahan ajar siswa mulai halaman

judul hingga akhir bahan ajar siswa ini. Ikuti semua petunjuk pembelajaran yang

harus diikuti pada setiap Kegiatan Belajar

2. Belajar dan bekerjalah dengan penuh tanggung jawab dan sepenuh hati, baik

secara kelompok maupun individual sesuai dengan tugas yang diberikan.

3. Kerjakan semua tugas yang diberikan dan kumpulkan sebanyak mungkin

informasi yang dibutuhkan untuk meningkatkan pemahaman Anda terhadap

bahan ajar siswa ini.

4. Jagalah keselamatan dan keamanan kerja serta peralatan baik di kelas,

laboratorium maupun di lapangan.

5. Kompetensi yang dipelajari di dalam bahan ajar siswa ini merupakan kompetensi

minimal. Oleh karena itu disarankan Anda mampu belajar lebih optimal.

6. Laporkan semua pengalaman belajar yang Anda peroleh baik tertulis maupun

lisan sesuai dengan tugas setiap bahan ajar siswa.

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sejak tahun 2005 pemerintah mulai memfokuskan lebih sistematis pada energi

terbarukan. Aplikasi energi terbarukan di Indonesia saat ini berlangsung di bidang

tenaga air, energi panas bumi, bio-energi, energi angin, energi surya, dan energi

pasang surut. Dalam Cetak Biru Pengelolaan Energi Nasional 2005-2025 (2005)

menunjukkan bahwa ada pemanfaatan yang belum jelas dari sumber energi

terbarukan: kapasitas terpasang hanya sebagian kecil dari potensi sumber energi

terbarukan yang berbeda. Untuk Micro Hydro Power (MHP) ini adalah 18%, tetapi

untuk energi terbarukan lain bahkan jauh lebih rendah, Untuk aplikasi biomassa ini

hanya 0,6%. UU Energi Nomor 30 Tahun 2007 merupakan dasar hukum energi

kebijakan pasokan Indonesia untuk melayani kebutuhan energi nasional, prioritas

kebijakan pengembangan energi, kebijakan pemanfaatan sumber daya energi

nasional dan saham energi nasional. Hukum menyatakan bahwa setiap warga

negara Indonesia memiliki hak untuk mengakses sumber-sumber energi modern.

Dalam Visi Energi 25/25 arah kebijakan energi nasional diuraikan. Kebijakan ini

bertujuan untuk meningkatkan pemanfaatan energi terbarukan menjadi 25% dari

total pasokan energi pada tahun 2025. Visi menunjukkan pergeseran dari

konsentrasi pada pasokan energi fosil ke energi terbarukan, setidaknya di mana

harga biaya energi fosil yang lebih tinggi.

B. Deskripsi Bahan ajar siswa

Bahan ajar siswa ini membahas tentang pengujian bahan bakar nabati yaitu

pengujian bioetanol, pengujian, biodiesel dan pengujian biobriket.

C. Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari bahan ajar siswa ini diharapkan peserta mampu :

o Menjelaskan standar produk bioetanol.

o Menjelaskan proses pengujian bioetanol

o Menyebutkan alat pengujian bioetanol

o Melakukan pengujian biodiesel

o Menjelaskan standar produk biodiesel

2

o Menjelaskan proses pengujian biodiesel

o Menyebutkan alat pengujian biodiesel

o Melakukan pengujian biodiesel

o Menjelaskan standar produk biobriket

o Menjelaskan proses pengujian biobriket

o Menyebutkan alat pengujian biobriket

o Melakukan pengujian biodiesel

D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok

Standar produk bahan bakar nabati

o Standar produk bioetanol

o Standar produk biodiesel

o Standar produk biobriket

Peralatan pengujian bahan bakar nabati

o Peralatan pengujian bioetanol

Analisis dengan GC (Gas Chromatography)

HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

Metode enzym

Hydrometer

o Peralatan pengujian biodiesel

Peralatan uji angka asam

Peralatan uji angka penyabunan

Peralatan uji kadar gliserol

Peralatan uji angka iodium

Peralatan uji viskositas

o Peralatan pengujian biobriket

Peralatan uji sifat Fisik

Peralatan uji sifat Kimia

Peralatan uji sifat Mekanik

Proses pengujian bahan bakar nabati

o Proses pengujian bioetanol

Analisis dengan GC (Gas Chromatography)

Analisis dengan HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

3

Analisis metode enzym

Pengujian dengan Hydrometer

o Proses pengujian biodiesel

Metode Analisis Standar Untuk Analisis Angka Asam

Metode Analisis Standar untuk Angka Penyabunan dan Kadar Ester

Biodiesel Ester Alkil

Metode Analisis Standar Kadar Gliserol Total, Bebas dan Terikat

dengan menggunakan metoda Iodometri

Metode Analisis Standar Angka Iodium dengan Metoda Wijs

Uji Viskositas Biodiesel

o Proses pengujian biobriket

Metoda analisis sifat Fisik

Metoda analisis sifat Kimia

Metoda analisis sifat Mekanik

4

BAB II

KEGIATAN BELAJAR

A. KEGIATAN BELAJAR 1: PENGUJIAN BIOETANOL

1. Deskripsi Materi

Pengujian bioetanol membahas tentang cara pengukuran bioetanol dan

peralatan yang digunakan dalam pengukuran bioetanol.

2. Indikator Keberhasilan

Setelah mempelajari bahan ajar ini siswa mampu :

2.1 Mendeskripsikan pengertian pengukuran bioetanol.

2.2 Mendeskripsikan cara pengukuran bioetanol

2.3 Menyebutkan alat pengukuran bioetanol

2.4 Mengukur kadar bioetanol

3. Uraian Materi

3.1. Standar Biodiesel

Keputusan Direktorat Jenderal Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi

Energi No. 722 K/10/DJE/2013 tanggal 02 Mei 2013.

Tabel 1. 1 Standar dan Mutu Bahan Bakar Nabati Jenis Bioetanol

No Parameter Uji Metode Uji Persyaratana. Satuan,

min/max

1 Kadar etanolb. ASTM D5501 atau

Lihat bagian 11.1

SNI 7390:2012

99,9 (setelah

didenaturasi

dengan

denatonium

benzoate),

94,0 (setelah

didenaturasi

dengan

hidrokarbon)

%-v, min.

2 Kadar ASTM D5501 atau 0,5 %-v, maks

5

No Parameter Uji Metode Uji Persyaratana. Satuan,

min/max

methanol Lihat bagian 11.1

SNI 7390:2012

3 Kadar air ASTM D 1744 atau

ASTM E203 atau

Lihat bagian 11.2

SNI 7390:2012

0,7 %-v, maks

4 Kadar

denaturan

- Hidrokarbon

atau

- Denatonium

Benzoat

ASTM D7304 atau

IP391 atau Lihat

bagian 11.3 SNI

7390:2012

2-5

4-10

%-v

mg/l

5 Kadar

tembaga (Cu)

ASTM D1688 atau

Lihat bagian 11.4

SNI 7390:2012

0,1 mg/kg,

maks

6 Keasaman

sebagai asam

asetat

ASTM D1613 atau

BS6392-1 atau

Lihat bagian 11.5

SNI 7390:2012

30 mg/L,

maks

7 Tampakan Pengamatan visual Jernih dan

terang, tidak

ada endapan

dan kotoran

8 Kadar ion

klorida (Cl)

ASTM D512 atau

Lihat bagian 11.6

SNI 7390:2012

20 mg/L, maks

9 Kandungan

belerang (S)

ASTM D512 atau

Lihat bagian 11.7

SNI 7390:2012

50 mg/L, maks

10 Kadar getah

purwa dicuci

(washed gum)

ASTM D512 atau

Lihat bagian 11.8

SNI 7390:2012

5,0 mg/100ml,

maks

6

a. Jika tidak diberikan catatan khusus, nilai batasan (spesifikasi) yang

tertera adalah nilai untuk bioethanol yang sudah didenaturasi dan

akan dicampurkan ke dalam bensin pada kadar sampai dengan

10%-v

b. FGE umumnya memiliki berat jenis dalam rentang 0,7936 – 0,7961

pada kondisi 15,56/15,56 oC, atau dalam rentang 0,7871 – 0,7896

pada kondisi 25/25 oC, diukur dengan cara piknometri atau

hidrometri yang sudah sangat lazim diterapkan di dalam industry

alkohol.

3.2. Pengujian bioetanol

Ada banyak cara untuk mengukur bioetanol. Mulai dari cara yang paling

mudah, rumit, dan paling canggih. Setiap metode pengukuran memiliki

keunggulan dan kekurangannya sendiri-sendiri. Beberapa metode itu

adalah :

3.2.1. Analisis dengan GC (Gas Chromatography)

Sebuah gas chromatography berdetektor nyala pengion (flame

ionization detector, FID) yang dilengkapi dengan kolom gelas kapiler

berlapis dalam metil silikon (yang berikatan silang dan terikat secara

kimia pada permukaan gelas kolom) dengan dimensi 150 m x 0,25

mm dan tebal film metil silikon 1,0 μm. Kolom lain dapat saja

digunakan asal efisiensi dan selektifitas gas chromatography setara

atau lebih baik dari kolom yang sesuai spesifikasinya.

Gambar 1. 1 Prinsip Kerja GC

7

3.2.2. HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

HPLC adalah otomatisasi kromatografi cair untuk meningkatkan

pemisahan selama periode waktu yang lebih singkat,

menggunakan partikel yang sangat kecil, diameter kolom kecil, dan

tekanan fluida yang sangat tinggi

Gambar 1. 2. Prinsip Kerja HPLC

3.2.3. Metode enzym

Pengukuran bioetanol dengan menambahkan enzym. Saat ini

tersedia beberapa produk enzym kit untuk mengukur bioetanol.

Tetapi metode ini masih cukup mahal untuk ukuran UKM atau

rumahan

Gambar 1. 3. Proses Pencampuran Enzim

8

3.2.4. Hydrometer

Alat untuk mengukur kadar etanol ini dikenal dengan nama

hydrometer alkohol atau alkohol meter. Di bagian atas alkohol

meter tersebut dilengkapi dengan skala yang menunjukkan kadar

alkohol. Prinsip kerjanya berdasarkan berat jenis campuran antara

alkohol dengan air. Bentuknya seperti gambar di bawah ini.

Gambar 1. 4. Skala Pada Alkohol Meter

Pengunaan alkohol meter sangat sederhana. Pertama masukkan

bioetanol ke dalam gelas ukur atau tabung atau botol yang

tingginya lebih panjang dari panjang alkohol meter. Kemudian

masukkan batang alkohol meter ke dalam gelas ukur. Alkohol

meter akan tenggelam dan batas airnya akan menunjukkan berapa

kandungan alkohol di dalam larutan tersebut.

9

Gambar 1. 5. Mengukur Kadar Bioetanol

Bioetanol yang bisa diukur dengan etanol meter di atas adalah

bioetanol yang sudah didistilasi dengan distilator. Temperatur

bioetanol sebaiknya diukur pada temperatur 20o C. Bagaimana

caranya supaya bioetanol yang akan diukur temperatur 20o C dan

temperatur sekitar kita lebih dari 20o C ?.

Cara pengkondisian temperatur bioetanol supaya 20o C, yaitu:

i. Masukkan bioetanol kedalam gelas ukur yang tinggi gelas

ukur dan tinggi bioetanol mencukupi tinggi hidrometer.

ii. Pasang termometer kedalam gelas ukur yang telah diisi

bioetanol dan simpan di almari es

iii. Amati termometer, setelah mencapai 18o C ambil/ keluarkan

dari almari es

iv. Pasang hidrometer dan amati termometer, pada waktu

termometer 20o C silahkan baca skala hidrometer.

v. Hasil pembacaan skala hidrometer pada temperatur 20o C

adalah hasil pengukuran kadar bioetanol.

10

Tiga metode yang pertama sangat sensitif, dapat mengukur kadar

bioetanol dalam konsentrasi yang sangat rendah, tetapi juga lebih rumit

dan mahal. Metode enzym relatif lebih mudah dan murah dibandingkan

dengan metode GC atah HPLC. Metode terakhir adalah metode yang

paling mudah, murah, tetapi juga kurang teliti. Meskipun begitu untuk

ukuran UKM atau rumahan rasanya sudah cukup memadai.

4. Latihan Soal dan Penugasan

Pilihlah jawaban yang paling tepat dibawah ini :

4.1. Peralatan pengukuran bioetanol yang menggunakan tekanan fluida

yang sangat tinggi adalah :

a. GC (Gas Chromatography)

b. HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

c. Metode Enzym

d. Hidrometer

4.2. Peralatan pengukuran bioetanol yang menggunakan kolom gelas

kapiler berlapis adalah :

a. GC (Gas Chromatography)

b. HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

c. Metode Enzym

d. Hidrometer

4.3. Peralatan pengukur bioetanol yang menggunakan prinsip kerja

berdasarkan berat jenis campurannya adalah :

a. GC (Gas Chromatography)

b. HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

c. Metode Enzym

d. Hidrometer

4.4. Berapa temperatur bioetanol yang tepat pada waktu diukur kadarnya

menggunakan hidrometer?

a. 15 0C

b. 18 0C

c. 20 0C

d. Temperatur kamar

11

4.5. Metode pengukuran bioetanol yang paling cocok untuk skala UKM atau

rumahan adalah :

a. GC (Gas Chromatography)

b. HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

c. Metode Enzym

d. Hidrometer

Penugasan :

Lakukan pengukuran bioetanol menggunakan metode hidrometer.

Bahan : Bioetanol, gelas ukur, termometer dan hidrometer.

Tugas :

1. Jelaskan langkah-langkah pengukuran bioetanol.

2. Berapa kadar bioetanol yang diukur?

5. Rangkuman

Metode pengukuran kadar bioetanol ada 4, yaitu : metode GC (Gas

Chromatography), metode HPLC (High Performance Liquid

Chromatography), metode Enzym, dan metode Hidrometer.

Metode hidrometer yang paling mudah, murah, tetapi juga kurang

teliti. Meskipun begitu untuk ukuran UKM atau rumahan sudah cukup

memadai.

Cara pengukuran bioetanol menggunakan metode hidrometer adalah :

Masukkan bioetanol kedalam gelas ukur yang tinggi gelas ukur

dan tinggi bioetanol mencukupi tinggi hidrometer.

Pasang termometer kedalam gelas ukur yang telah diisi

bioetanol dan simpan di almari es

Amati termometer, setelah mencapai 18o C ambil/ keluarkan dari

almari es

Pasang hidrometer dan amati termometer, pada waktu

termometer 20o C silahkan baca skala hidrometer.

Hasil pembacaan skala hidrometer pada temperatur 20o C

adalah hasil pengukuran kadar bioetanol.

12

6. Evaluasi Materi Pokok

a. Sebutkan macam-macam metode pengukuran bioetanol?

b. Bagimana prinsip kerja alat ukur bioetanol hidrometer?

c. Bagaimana langkah pengukuran bioetanol dengan menggunakan

hidrometer?

d. Lakukan pengukuran bioetanol dengan alat ukur hidrometer!

7. Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Apakah saudara mengetahui perbedaan prinsip kerja keempat metode

pengukuran bioetanol metode GC (Gas Chromatography), metode HPLC

(High Performance Liquid Chromatography), metode Enzym, dan metode

Hidrometer, jika masih ada yang belum memahami silahkan membaca

ulang materi diatas.

Apakah saudara telah melakukan percobaan pengukuran bioetanol

dengan menggunakan alat ukur hidrometer dan hasilnya benar, jika

hasilnya belum benar silahkan anda mencoba kembali sampai hasilnya

benar.

Dan jika semua sudah dipahami dan telah dicoba dengan hasil yang

benar maka silahkan melanjutkan ke materi berikutnya.

13

B. KEGIATAN BELAJAR 2 PENGUJIAN BIODIESEL

1. Deskripsi Materi

Pengujian biodiesel membahas tentang standar produk biodiesel, cara

pengukuran biodiesel dan peralatan yang digunakan dalam pengukuran

biodiesel.

2. Indikator Keberhasilan

Setelah mempelajari bahan ajar ini siswa mampu :

2.1 Mendeskripsikan pengertian pengukuran biodiesel.

2.2 Mendeskripsikan cara pengukuran biodiesel

2.3 Menyebutkan alat pengukuran biodiesel

2.4 Menguji produkbiodiesel

3. Uraian Materi

3.1. Standar Biodiesel

Standar biodiesel disusun untuk menjaga kualitas biodiesel yang

diproduksi dan diniagakan sehingga membangun kepercayaan dari

konsumen. Selain itu, standar biodiesel menuntun para produsen

biodiesel dan peneliti dalam penelitian dan pengembangan biodiesel.

Beberapa syarat mutu yang penting dalam standar biodiesel adalah :

a. Kadar ester metil biodiesel, yakni tidak boleh lebih kecil dari 96,5%.

Apabila syarat ini tidak terpenuhi, maka harus dilakukan proses

pemisahan TAG, DAG, dan MAG dari ester, yang merupakan proses

yang mahal dan sulit.

b. Kestabilan oksidasi, yakni untuk mengetahui sejauh mana biodiesel

stabil terhadap serangan oksigen. Kestabilan oksidasi merupakan

salah satu sifat yang paling penting. Produk-produk hasil oksidasi

dapat mengganggu fungsi mesin/kendaraan dan bahkan dapat

menciptakan kerusakan dalam mesin. Buruknya kestabilan oksidasi

meningkatkan resiko pembentukan gum, endapan, dan senyawa tak

terlarut lainnya.

c. Viskositas, hal ini penting dalam hal perpompaan dan atomisasi bahan

bakar. Apabila viskositasnya besar berakibat kepada buruknya

atomisasi, sebaliknya apabila viskositasnya terlalu kecil maka bahan

14

bakar berpeluang bocor (leak) dari ruang pembakaran (melalui celah

sempit antara piston dan dinding ruang bakar).

d. Angka setana, menandakan ukuran kesegeraan terbakar suatu bahan

bakar mesin diesel. Bentuk/struktur molekul zat-zat penyusun suatu

bahan bakar mempengaruhi angka setana bahan bakar tersebut.

e. Angka iodium, menandakan jumlah ikatan rangkap atau derajat

ketakjenuhan dan dapat menyediakan informasi mengenai

kecenderungan bahan bakar untuk membentuk endapan, serta

mempengaruhi kualitas pelumasan dan/atau menyebabkan korosi.

Tabel 2. 1. Standar Biodiesel yang Berlaku di Indonesia (SNI-04-7182-2006)

Parameter dan satuannya Batas nilai Metode Uji Metode setara

Massa jenis pada 40°C,

kg/m3

850 – 890 ASTM D 1298 ISO 3675

Viskos. kinem. pd 40 °C,

mm2

/s (cSt) 2,3 – 6,0 ASTM D 445 ISO 3104

Angka setana min. 51 ASTM D 613 ISO 5165

Titik nyala (mangkok tertutup),°C

min. 100 ASTM D 93 ISO 2710

Titik kabut,°C maks. 18 ASTM D 2500 -

Korosi bilah tembaga (3 jam, 50°C)

maks. no. 3 ASTM D 130 ISO 2160

Residu karbon (%-b), - dalam contoh asli - dalam 10 % ampas distilasi

maks. 0,05 (maks. 0,3)

ASTM D 4530 ISO 10370

Air dan sedimen, %-vol. maks. 0,05 ASTM D 2709 -

Temperatur distilasi 90 %, °C

maks. 360 ASTM D 1160 -

Abu tersulfatkan, %-b maks. 0,02 ASTM D 874 ISO 3987

Belerang, ppm-b (mg/kg) maks. 100 ASTM D 5453 prEN ISO

20884

Fosfor, ppm-b (mg/kg) maks. 10 AOCS Ca 12-

55 FBI-A05-03

Angka asam, mg-KOH/g maks. 0,8 AOCS Cd 3-63 FBI-A01-03

Gliserol bebas, %-b maks. 0,02 AOCS Ca 14-

56 FBI-A02-03

Gliserol total, %-b maks. 0,24 AOCS Ca 14- FBI-A02-03

15

Parameter dan satuannya Batas nilai Metode Uji Metode setara

56

Kadar ester alkil, %-b min. 96,5 dihitung FBI-A03-03

Angka iodium, %-b (g-I2/100 g) maks. 115 AOCS Cd 1-25 FBI-A04-03

Uji Halphen Negatif AOCS Cb 1-25 FBI-A06-03

3.2. ANALISIS BIODIESEL

3.2.1 Metode Analisis Standar Untuk Analisis Angka Asam

Definisi

Angka asam adalah banyak miligram KOH yang dibutuhkan untuk

menetralkan asam-asam bebas di dalam satu (1) gram contoh biodiesel

Ruang Lingkup

Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil,

isopropil, dan sejenisnya.) dari asam-asam lemak serta berwarna pucat.

Sekalipun terutama terdiri dari asam-asam lemak bebas, sisa-sisa asam

mineral, jika ada, juga akan tercakup di dalam angka asam yang

ditentukan dengan prosedur ini

Acuan Normatif

Standar ini disusun berdasarkan acuan AOCS Official Method Cd 3d-63

Prinsip

Asam lemak bebas dan asam mineral bereaksi dengan KOH membentuk

sabun dan garam.

Alat

1. Neraca analitik dengan ketelitian 0,01 mg

2. Buret 25 mL

3. Erlenmeyer 250 mL

4. Gelas kimia 100 mL

5. Gelas ukur 100 mL

6. Pipet tetes

16

Bahan

1. Kloroforom Pa

2. Etanol teknis 95%

3. KOH Pa

4. Fenolftalein

Larutan-larutan

1. Larutan 0,1 N kalium hidroksida di dalam etanol 95 %-v

a. Refluks campuran 1,2 liter etanol 95 %-v dengan 10 gram KOH dan

6 gram pelet aluminium (atau aluminum foil) selama 1 jam dan

kemudian langsung destilasikan

b. Buang 50 mL distilat awal dan selanjutnya tampung 1 liter alkohol

distilat berikutnya dalam wadah bersih bertutup gelas.

c. Larutkan 7 gram KOH mutu reagen atau pro analisis ke dalam 1

liter alkohol distilat tersebut. Biarkan selama 5 hari untuk

mengendapkan pengotor-pengotor dan kemudian dekantasikan

larutan jernihnya ke dalam botol gelas coklat bertutup karet.

d. Normalitas larutan ini harus diperiksa/distandarkan setiap akan

digunakan

e. Standarisasi larutan KOH

Cara 1 :

a. Timbang seksama kira-kira 100 mg kalium hidrogen ftalat kering

(KHC8H4O4)

b. larutkan dalam sebuah gelas piala ke dalam 100 ml akuades

c. Tambahkan 0,5 mL larutan indikator fenolftalein

d. Isi buret dengan larutan KOH dalam alkohol yang akan distandarkan

e. Atur posisi gelas piala pada pelat pengaduk sehingga ujung buret

cukup dekat dengan permukaan cairan, untuk menjamin semua

percikan jatuh ke dalam cairan dalam gelas piala tersebut

f. Sambil terus diaduk, titrasi isi gelas piala dengan larutan KOH

beralkohol sampai ke titik akhir berjangkitnya warna merah jambu

g. Catat volume larutan KOH dalam alkohol yang dibutuhkan (VKOH,

mL)

17

h. Hitung normalitasnya (N) dengan persamaan

.204,21)(V

W N

KOH

KHF

dimana:

WKHF adalah berat kalium hidrogen ftalat (mg)

VKOH adalah volume larutan KOH yang distandarkan (mL)

204,21 adalah berat molekul kalium hidrogen ftalat (g/mol)

Cara 2:

a. Pipet 5 mL larutan HCl 0,1 0,0005 N ke dalam sebuah gelas piala

yang berisi 100 ml akuades

b. Tambahkan 0,5 mL larutan indikator fenolftalein

c. Isi buret dengan larutan KOH dalam alkohol yang akan distandarkan

d. Atur posisi gelas piala pada pelat pengaduk sehingga ujung buret

cukup dekat dengan permukaan cairan, untuk menjamin semua

percikan jatuh ke dalam cairan dalam gelas piala tersebut

e. Sambil terus diaduk, titrasi isi gelas piala dengan larutan KOH

beralkohol sampai ke titik akhir berjangkitnya warna merah jambu

f. Catat volume larutan KOH dalam alkohol yang dibutuhkan (VKOH mL)

g. Hitung normalitasnya (N) dengan persamaan

2. Larutan indikator fenolftalein. 10 gram fenolftalein dilarutkan ke dalam 1

liter etanol 95 %-v.

Prosedur Analisa

1. Timbang 19 – 21 ± 0,05 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam

sebuah labu erlenmeyer 250 mL

KOH

HCl

V

5.N N

18

2. Tambahkan 100 mL campuran pelarut yang telah dinetralkan ke dalam

labu Erlenmeyer tersebut

3. Dalam keadaan teraduk kuat, titrasi larutan isi labu Erlenmeyer dengan

larutan KOH dalam alkohol sampai kembali berwarna merah jambu

dengan intensitas yang sama seperti pada campuran pelarut yang telah

dinetralkan di atas. Warna merah jambu ini harus bertahan paling

sedikitnya 15 detik.

4. Catat volume titran yang dibutuhkan (V mL).

Perhitungan

Angka asam dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

dimana:

V = volume larutan KOH dalam alkohol yang dibutuhkan pada titrasi (mL)

N = normalitas eksak larutan KOH dalam alkohol.

M = berat contoh biodiesel ester alkil (g)

Catatan :

Campuran pelarut yang sudah dinetralkan adalah campuran pelarut (50 mL

etanol dan 50 mL kloroforom) ditambahkan 6 tetes fenolftalein kemudian

ditambahkan KOH-etanol sampai warna campuran merah jambu.

3.2.2. Metode Analisis Standar untuk Angka Penyabunan dan Kadar Ester

Biodiesel Ester Alkil

Definisi

Dokumen Metode Analisis Standar ini menguraikan prosedur untuk

menentukan angka penyabunan biodiesel ester alkil dengan proses

titrimetri. Angka asam adalah banyak miligram KOH yang dibutuhkan untuk

menyabunkan satu (1) gram contoh biodiesel. Melalui kombinasi dengan

Angka asam (Aa) =m

56,1.V.N mg KOH/g

biodiesel

19

hasil-hasil analisis angka asam (FBI-A01-03) dan gliserol total (FBI-A02-

03), angka penyabunan yang diperoleh dengan metode standar ini dapat

dipergunakan untuk menentukan kadar ester di dalam biodiesel ester alkil.

Ruang Lingkup

Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil,

isopropil, dsj.) dari asam-asam lemak serta berwarna pucat.

Acuan Normatif

Standar ini disusun berdasarkan acuan AOCS Official Method Ca 14-56

Prinsip

Asam lemak bebas ataupun terikat bereaksi dengan KOH membentuk

sabun

Alat

1. Labu erlenmeyer berasah 250 mL

2. Kondensor spiral

3. Hot plate dan stirrer

4. Buret 25 atau 50 mL

5. Gelas kimia 100 mL

6. Pipet volume 50 mL

Bahan

1. HCl pekat 37% Pa

2. Etanol teknis 95%

3. KOH Pa

4. Fenolftalein

Larutan-larutan

1. Asam khlorida (HCl) 0,5 N yang sudah terstandarkan (normalitas

eksaknya diketahui).

2. Larutan kalium hidroksida (lihat Catatan peringatan) di dalam etanol

95 %-v. Refluks campuran 1,2 liter etanol 95 %-v (lihat Catatan

20

peringatan) dengan 10 gram KOH dan 6 gram pelet aluminium (atau

aluminium foil) selama 1 jam dan kemudian langsung distilasikan;

buang 50 ml distilat awal dan selanjutnya tampung 1 liter alkohol

distilat berikutnya dalam wadah bersih bertutup gelas. Larutkan 40

gram KOH berkarbonat rendah ke dalam 1 liter alkohol distilat

tersebut sambil didinginkan (sebaiknya di bawah 15 oC); biarkan

selama 5 hari untuk mengendapkan pengotor-pengotor dan

kemudian dekantasikan larutan jernihnya ke dalam botol gelas coklat

bertutup karet.

3. Larutan indikator fenolftalein. 10 gram fenolftalein dilarutkan ke

dalam 1 liter etanol 95 %-v.

Prosedur analisis

1. Timbang 4 – 5 ± 0,005 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam

sebuah labu erlenmeyer 250 mL. Tambahkan 50 mL larutan KOH

alkoholik dengan pipet yang dibiarkan terkosongkan secara alami.

2. Siapkan dan lakukan analisis blanko secara serempak dengan

analisis contoh biodiesel. Langkah-langkah analisisnya persis sama

dengan yang tertulis untuk di dalam “prosedur analisis” ini, tetapi

tidak mengikut-sertakan contoh biodiesel.

3. Sambungkan labu erlenmeyer dengan kondensor berpendingin

udara dan didihkan pelahan tetapi mantap, sampai contoh

tersabunkan sempurna. Ini biasanya membutuhkan waktu 1 jam.

Larutan yang diperoleh pada akhir penyabunan harus jernih dan

homogen; jika tidak, perpanjang waktu penyabunannya.

4. Setelah labu dan kondensor cukup dingin (tetapi belum terlalu dingin

hingga membentuk jeli), bilas dinding-dalam kondensor dengan

sejumlah kecil aquades. Lepaskan kondensor dari labu, tambahkan 1

mL larutan indikator fenolftalein ke dalam labu, dan titrasi isi labu

dengan HCl 0,5 N sampai warna merah jambu persis sirna. Catat

volume asam khlorida 0,5 N yang dihabiskan dalam titrasi.

21

Perhitungan

dimana :

B = volume HCl 0,5 N yang dihabiskan pada titrasi blanko (mL)

C = volume HCl 0,5 N yang dihabiskan pada titrasi contoh (mL)

N = normalitas eksak larutan HCl 0,5 N.

m = berat contoh biodiesel ester alkil (g)

Kadar ester biodiesel ester alkil selanjutnya dapat dihitung dengan

rumus berikut :

dimana :

As = angka penyabunan yang diperoleh di atas (mg KOH/g biodiesel)

Aa = angka asam (prosedur FBI-A01-03) (mg KOH/g biodiesel)

Gttl = kadar gliserin total dalam biodiesel (prosedur FBI-A02-03) (%-b)

3.2.3. Metode Analisis Standar Kadar Gliserol Total, Bebas dan Terikat

dengan menggunakan Metoda Iodometri

Definisi

Gliserol bebas adalah gliserol yang terdapat dalam sampel biodiesel.

Gliserol total adalah gliserol bebas dan terikat yang ada dalam sampel

biodiesel. Gliserol terikat adalah gliserol dalam bentuk mono, di,

trigliserida yang ada dalam sampel biodiesel. Gliserol bebas ditentukan

langsung pada contoh yang dianalisis, gliserol total setelah contohnya

disaponifikasi, dan gliserol terikat dari selisih antara gliserol total

dengan gliserol bebas.

Angka penyabunan (As) =m

C)N - 56,1(B mg

KOH/g biodiesel

Kadar ester (%-b) = s

ttlas

A

GAA )57,4(100

22

Ruang Lingkup

Metoda ini digunakan untuk menentukan kadar gliserol total, bebas dan

terikat di dalam ester alkil dengan batas tertinggi 0,24 %-berat untuk

gliserol total dan 0,02 %-berat untuk gliserol bebas.

Acuan Normatif

Standar ini disusun berdasarkan acuan AOCS Official Method ca 14-56

Prinsip

Asam periodat berlebih bereaksi dengan gliserol membentuk senyawa

asam format, formaldehid, ion IO3- dan sisa IO4

-. Kemudian ion IO3- dan

IO4- sisa bereaksi dengan KI membentuk senyawa I2 yang berwarna

coklat. I2 yang terbentuk kemudian dititrasi dengan natrium tiosulfat

membentuk senyawa I-. Saat senyawa I2 habis bereaksi dengan

natrium tiosulfat, terjadi perubahan warna indikator pati dari biru

menjadi tak berwarna. Jumlah IO4- awal diketahui dengan menitrasi

blangko. Perbedaan jumlah antara jumlah titran untuk blangko dan

titran ekivalen dengan jumlah gliserol dalam sampel.

Alat

1. Labu erlenmeyer berasah 250 mL

2. Kondensor spiral

3. Hot plate dan stirrer

4. Buret 25 atau 50 mL

5. Gelas kimia 100 mL

6. Gelas ukur 100 mL

7. Pipet ukur 1, 5, 10, 25, dan 50 mL

8. Pipet volume 100 mL

9. Labu ukur 1000 mL

Bahan

1. Kloroform Pa

2. Etanol teknis 95%

3. KOH Pa

4. Asam asetat glasial

23

5. Natrium tio sulfat

6. Pati

7. Kalium iodida (KI)

8. Asam periodat

Larutan-larutan

1. Larutan Periodat

a. Larutkan 5,4g asam periodat (HIO4.2H2O) kedalam 100 mL air

akuades dan kemudian tambahkan 1900 ml asam asetat glasial.

b. Campurkan baik-baik. Simpan larutan di dalam botol bertutup gelas

yang berwarna gelap atau, jika botol berwarna terang, taruh di

tempat gelap

2. Larutan baku kalium dikromat

a. Timbang 4,9035 larutan kalium dikromat kering dan tergerus

b. Larutkan ke dalam akuades di dalam labu takar 1 L, kemudian

encerkan sampai garis batas sampai garis batas-takar pada 25oC.

3. Larutan indikator pati

a. Buat pasta homogen 10 gram pati larut di dalam akuades dingin

b. Tambahkan pasta ini ke 1 liter akudes yang sedang mendidih kuat,

aduk cepat-cepat selama beberapa detik dan kemudian dinginkan.

c. Asam salisilat (1,25 g/l) boleh dibubuhkan untuk mengawetkan

patinya

d. Uji kepekaan larutan pati

Buat larutan khlor dengan cara mengencerkan 1 mL larutan

natrium hipokhlorit [NaOCl] 5 %-b, yang tersedia di

perdagangan, menjadi 1000 mL.

Masukkan 5 mL larutan pati ke dalam 100 ml akuades

Tambahkan 0,05 mL larutan 0,1 N KI yang masih segar (baru

dibuat) dan satu tetes larutan khlor

Larutan harus menjadi berwarna biru pekat dan bisa dilunturkan

dengan penambahan 0,05 mL larutan natrium tiosulfat 0,1 N.

24

4. Larutan natrium tiosulfat 0,01 N

a. Larutkan 2,48 gram Na2S2O3.5H2O ke dalam akuades dan

kemudian diencerkan sampai 1 liter

b. Standarisasi larutan natrium tiosulfat

Pipet 5 mL larutan kalium dikhromat standar (lihat no. 3) ke

dalam labu erlenmeyer 500 ml.

Tambahkan 1 mL HCl pekat, 2 mL larutan KI (lihat no. 6 di

bawah) dan aduk baik-baik dan tutup labu tersebut

Simpan di tempat yang gelap selama 5 menit dan selanjutnya

tambahkan 100 mL akuades.

Titrasi dengan larutan natrium tiosulfat sambil terus diaduk,

sampai warna kuning hampir hilang

Tambahkan 1 – 2 mL larutan pati dan teruskan titrasi perlahan-

lahan sampai warna biru persis sirna.

Hitung normalitas larutan natrium tiosulfat dengan persamaan

berikut:

dengan pengertian :

OCrK 722V adalah volume kalium dikromat (mL)

722 OCrKN adalah normalitas kalium dikromat

V322 OSNa adalah volume natrium tiosulfat yang digunakan untuk

menitrasi

5. Larutan kalium iodida (KI)

a. Timbang 150 g Kalium iodida

b. Larutkan ke dalam aquades, disusul dengan pengenceran hingga

bervolume 1 L

c. Larutan KOH alkoholik

melarutkan 40 gram KOH dalam 1 liter etanol 95 %-v

jika larutan agak keruh, saring larutan sebelum digunakan

V

N VOSNa lar. Normalitas

322

722722

OSNa

OCrK OCrK

322

25

Prosedur Analisis

1. Gliserol Total

a. Timbang 9,9 – 10,1 ± 0,01 gram contoh biodiesel ester alkil ke

dalam sebuah labu erlenmeyer.

b. Tambahkan 100 mL larutan KOH alkoholik, sambungkan labu

dengan kondensor berpendingin udara dan didihkan isi labu

dengan perlahan selama 30 menit untuk mensaponifikasi ester-

ester.

c. Tambahkan 91 0,2 mL khloroform dari sebuah buret ke dalam

labu takar 1 liter. Kemudian tambahkan 25 mL asam asetat glasial

dengan menggunakan gelas ukur.

d. Singkirkan labu saponifikasi dari hot plate, bilas dinding dalam

kondensor dengan sedikit aquades. Lepaskan kondensor dan

pindahkan isi labu saponifikasi secara kuantitatif ke dalam labu

takar pada langkah (c) dengan menggunakan 500 mL aquades

sebagai pembilas.

e. Tutup rapat labu takar dan kocok isinya kuat-kuat selama 30 – 60

detik.

f. Tambahkan aquades sampai ke garis batas takar, tutup lagi labu

rapat-rapat dan campurkan baik-baik isinya dengan membolak-

balikkan dan, sesudah dipandang tercampur intim, biarkan tenang

sampai lapisan khloroform dan lapisan akuatik memisah

sempurna.

g. Pipet masing-masing 6 mL larutan asam periodat ke dalam 2 atau

3 labu erlenmeyer 500 ml dan siapkan dua blanko dengan mengisi

masing-masing 50 ml aquades ditambah 6 mL larutan asam

periodat.

h. Pipet 100 mL lapisan akuatik yang diperoleh dalam langkah (f) ke

dalam labu erlenmeyer berisi larutan asam periodat dan kemudian

kocok gelas piala ini perlahan supaya isinya tercampur baik.

Sesudahnya, tutup gelas piala dengan kaca arloji/masir dan

biarkan selama 30 menit. Jika lapisan akuatik termaksud

mengandung bahan tersuspensi, saring dahulu sebelum

26

pemipetan dilakukan. Jangan tempatkan campuran ini di bawah

cahaya terang atau terpaan langsung sinar matahari.

i. Tambahkan 3 mL larutan KI, campurkan dengan pengocokan

perlahan dan kemudian biarkan selama sekitar 1 menit (tetapi tak

boleh lebih dari 5 menit) sebelum dititrasi. Jangan tempatkan labu

erlenmeyer yang isinya akan dititrasi ini di bawah cahaya terang

atau terpaan langsung sinar matahari.

j. Titrasi isi gelas piala dengan larutan natrium tiosulfat yang sudah

distandarkan (diketahui normalitasnya). Teruskan titrasi sampai

warna coklat iodium hampir hilang. Setelah ini tercapai,

tambahkan 2 mL larutan indikator pati dan teruskan titrasi sampai

warna biru kompleks iodium – pati persis sirna.

k. Baca buret titran sampai ke ketelitian 0,01 ml dengan bantuan

pembesar meniscus

l. Ulangi langkah (h) s/d (k) untuk mendapatkan data duplo dan (jika

mungkin) triplo.

m. Lakukan analisis blanko dengan menerapkan langkah (i) s/d (k)

pada dua gelas piala berisi larutan blanko tersebut pada langkah

(g)

Catatan:

Pada temperatur kamar, tenggang waktu antara penyiapan contoh-

contoh (langkah h) dan penitrasiannya (langkah j) tidak boleh lebih dari

1,5 jam.

2. Gliserol Bebas

a. Timbang 9,9 – 10,1 ± 0,01 gram contoh biodiesel ester alkil dalam

sebuah botol timbang.

b. Bilas contoh ini ke dalam labu takar 1 liter dengan menggunakan 91

0,2 mL khloroform yang diukur dengan buret.

c. Tambahkan kira-kira 500 ml aquades, tutup rapat labu dan kemudian

kocok kuat-kuat selama 30 – 60 detik.

d. Tambahkan akuades sampai ke garis batas takar, tutup lagi labu rapat-

rapat dan campurkan baik-baik isinya dengan membolak-balikkan dan,

27

sesudah dipandang tercampur intim, biarkan tenang sampai lapisan

khloroform dan lapisan akuatik memisah sempurna.

e. Pipet masing-masing 2 mL larutan asam periodat ke dalam 2 atau 3

labu erlenmeyer 500 ml dan siapkan dua blanko dengan mengisi

masing-masing dengan 100 ml aquades ditambah 2 mL larutan asam

periodat.

f. Pipet 300 mL lapisan akuatik yang diperoleh dalam langkah (d) ke

dalam gelas piala berisi larutan asam periodat dan kemudian kocok

gelas piala ini pelahan supaya isinya tercampur baik. Sesudahnya,

tutup gelas piala dengan kaca arloji/masir dan biarkan selama 30 menit.

Jika lapisan akuatik termaksud mengandung bahan tersuspensi, saring

dahulu sebelum pemipetan dilakukan. Jangan tempatkan campuran ini

di bawah cahaya terang atau terpaan langsung sinar matahari

g. Tambahkan 2 mL larutan KI, campurkan dengan pengocokan pelahan

dan kemudian biarkan selama sekitar 1 menit (tetapi tak boleh lebih dari

5 menit) sebelum dititrasi. Jangan tempatkan gelas piala yang isinya

akan dititrasi ini di bawah cahaya terang atau terpaan langsung sinar

matahari.

h. Titrasi isi gelas piala dengan larutan natrium tiosulfat yang sudah

distandarkan (diketahui normalitasnya). Teruskan titrasi sampai warna

coklat iodium hampir hilang. Setelah ini tercapai, tambahkan 2 mL

larutan indikator pati dan teruskan titrasi sampai warna biru kompleks

iodium – pati persis sirna.

i. Baca buret titran sampai ke ketelitian 0,01 ml dengan bantuan

pembesar meniskus.

j. Ulangi langkah (f) s/d (i) untuk mendapatkan data duplo dan (jika

mungkin) triplo.

k. Lakukan analisis blanko dengan menerapkan langkah (g) s/d (i) pada

dua gelas piala berisi larutan blanko tersebut pada (e).

Catatan :

Pada temperatur kamar, tenggang waktu antara penyiapan contoh-contoh

(langkah f) dan penitrasiannya (langkah h) tidak boleh lebih dari 1,5 jam.

28

Perhitungan

1. Kadar gliserol total

Menghitung kadar gliserol total (Gttl, %-b) dengan rumus :

dimana :

C = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi contoh

(mL)

B = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi blangko

(mL)

N = normalitas eksak larutan natrium tiosulfat.

aDari prosedur untuk total gliserol, a)

bDari prosedur untuk total gliserol, h)

2. Kadar gliserol bebas

Kadar gliserol bebas (Gbbs, %-b) dihitung dengan rumus yang

serupa dengan di atas, tetapi menggunakan nilai-nilai yang diperoleh

pada pelaksanaan prosedur analisis kadar gliserol bebas.

3. Kadar gliserol terikat

Kadar gliserol terikat (Gikt, %-b) adalah selisih antara kadar gliserol

total dengan kadar gliserol bebas : Gikt = Gttl - Gbbs

3.2.4. Metode Analisis Standar Angka Iodium dengan Metoda Wijs

Definisi

Angka iodium adalah ukuran empirik banyaknya ikatan rangkap (dua) di

dalam (asam-asam lemak penyusun) biodiesel dan dinyatakan dalam

sentigram iodium yang diabsorpsi per gram contoh biodiesel (%-b

Gttl (%-b) = W

C)N 2.302(B

a bberat sampel mL sampelW =

900

29

iodium terabsorpsi). Satu mol iodium terabsorpsi setara dengan satu

mol ikatan rangkap (dua).

Ruang Lingkup

Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil,

isopropil, dan sejenisnya.) dari asam-asam lemak.

Acuan Normatif

Standar ini disusun berdasarkan acuan AOCS Official Method Cd 1-25

Prinsip

Iodin bereaksi dengan ikatan ganda. Jumlah iodin yang bereaksi

dihitung dari selisih titran untuk blangko dan sampel.

Alat

1. Labu erlenmeyer bertutup gelas 500 ml.

2. Pipet volume 25 mL

3. Pipet ukur 1 dan 20 mL

4. Gelas ukur 100 mL

5. Gelas kimia 100 mL

6. Neraca analitik berketelitian 0,0001 gram.

Bahan-bahan

1. Larutan wijs

2. Kloroform

3. Kalium iodida

4. Pati

5. Natrium tio sulfat

Larutan- larutan

1. Larutan natrium tiosulfat 0,1 N

a. Larutkan 24,8 gram Na2S2O3.5H2O ke dalam akuades dan

kemudian diencerkan sampai 1 liter

b. Standarisasi larutan natrium tiosulfat

Pipet 25 mL larutan kalium dikhromat standar ke dalam labu

Erlenmeyer 500 mL.

30

Tambahkan 5 mL HCl pekat,10 mL larutan KI dan aduk baik-

baik dan tutup labu tersebut

Simpan di tempat yang gelap selama 5 menit dan selanjutnya

tambahkan 100 ml aquades.

Titrasi dengan larutan natrium tiosulfat sambil terus diaduk,

sampai warna kuning hampir hilang

Tambahkan 1 – 2 mL larutan pati dan teruskan titrasi pelahan-

lahan sampai warna biru persis sirna.

Hitung normalitas larutan natrium tiosulfat dengan persamaan

berikut

Dimana,

OCrK 722V adalah volume kalium dikromat (mL)

722 OCrKN adalah normalitas kalium dikromat

V322 OSNa adalah volume natrium tiosulfat yang digunakan untuk

menitrasi

Prosedur Analisis

1. Timbang 0,13 – 0,15 ± 0,001 gram contoh biodiesel ester alkil ke

dalam labu iodium.

2. Tambahkan 15 mL larutan karbon tetrakhlorida (atau 20 ml camp.

50 %-v sikloheksan – 50 %-v asam asetat) dan kocok-putar labu

untuk menjamin contoh larut sempurna ke dalam pelarut

3. Tambahkan 25 mL reagen Wijs dengan pipet seukuran dan tutup

labu. Kocok-putar labu agar isinya tercampur sempurna dan

kemudian segera simpan di tempat gelap bertemperatur 25 5 oC

selama 1 jam.

4. Sesudah perioda penyimpanan usai, ambil kembali labu, dan

tambahkan 20 mL larutan KI serta kemudian 150 ml akuades.

V

N VOSNa lar. Normalitas

322

722722

OSNa

OCrK OCrK

322

31

5. Sambil selalu diaduk baik-baik, titrasi isi labu dengan larutan

natrium tiosulfat 0,1 N yang sudah distandarkan (diketahui

normalitas eksaknya) sampai warna coklat iodium hampir hilang.

Setelah ini tercapai, tambahkan 2 mL larutan indikator pati dan

teruskan titrasi sampai warna biru kompleks iodium – pati persis

sirna. Catat volume titran yang dihabiskan untuk titrasi.

6. Bersamaan dengan analisis di atas, lakukan analisis blanko (tanpa

contoh biodiesel, jadi hanya langkah 2 s/d 5 )

Perhitungan

Dimana:

dengan:

C = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi contoh

(mL).

B = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi blangko

(mL).

N = normalitas eksak larutan natrium tiosulfat

W = berat eksak contoh biodiesel yang ditimbang

3.2.5. Uji Viskositas Biodiesel

Definisi

Viskositas dapat didefinisikan sebagai tahanan yang dimiliki suatu fluida

bila dialirkan di dalam pipa kapiler terhadap gaya gravitasi, yang pada

umumnya dinyatakan dalam satuan waktu yang dibutuhkan untuk

mengalir sejauh jarak tertentu

Ruang Lingkup

Mengukur kekentalan biodiesel atau solar pada suhu 40°C

Acuan Normatif

Standar ini disusun berdasarkan acuan ASTM D 445

Angka iodium, AI (%-b) = W

C)N 12,69(B

32

Alat

1. Viskometer cannon fenske (K= 0,01728)

2. Filer

Prosedur Analisis

1. 13 mL sampel biodiesel, dimasukkan ke dalam pipa kapiler

2. Masukkan ke dalam water bath pada suhu 40°C

3. Sampel biodiesel dihisap menggunakan filer sampai batas (a)

4. Biarkan sampel turun sampai batas (b), kemudian catat waktu dari

batas( b) sampai batas (c)

Gambar 2. 1. Ilustrasi Pengujian Viskositas Biodiesel

Perhitungan

Dimana:

V = viskositas (Cst)

k = konstanta pipa kapiler

t = waktu (s)

V= k . t

33

3.3. Uji Densitas Biodiesel (ASTM D 1298)

Definisi

Densitas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara berat (Kg) per

satuan volume (m3) dahan bakar.

Ruang Lingkup

Mengukur massa jenis biodiesel atau solar

Prosedur Analisis

1. Timbang pikno kosong dalam keadaan kering, catat beratnya (a)

2. Panaskan biodiesel sampai suhu 40°C

3. Masukkan biodiesel ke dalam pikno sampai semua terisi penuh tidak

ada ruang kosong pada pikno, kemudian ditimbang (b)

Gambar 2. 2. Piknometer

Perhitungan

Dimana:

a = berat pikno kosong (g)

b = berat pikno kosong + biodiesel (g)

v = volume pikno (mL)

𝜌 =𝑏 − 𝑎

𝑣

34

3.4. Pengelolaan bahan-bahan kimia.

1. Etanol (etil alkohol) adalah mudah terbakar. Lakukan pemanasan atau

penguapan pelarut ini di dalam lemari asam

2. Kalium hidroksida (KOH), seperti alkali-alkali lainnya, dapat membakar

parah kulit, mata dan saluran pernafasan. Kenakan sarung tangan karet

tebal dan pelindung muka untuk menangkal bahaya larutan alkali pekat.

Gunakan peralatan penyingkir asap atau topeng gas untuk melindungi

saluran pernafasan dari uap atau debu alkali. Pada waktu bekerja dengan

bahan-bahan sangat basa seperti kalium hidroksida, tambahkan selalu

pelet-pelet basa ke air/akuades dan bukan sebaliknya. Alkali bereaksi

sangat eksoterm jika dicampur dengan air; persiapkan sarana untuk

mengurung larutan basa kuat jika bejana pencampur sewaktu-waktu

pecah/retak atau bocor akibat besarnya kalor pelarutan yang dilepaskan

3. Asam khlorida (HCl) pekat adalah asam kuat dan akan menyebabkan kulit

terbakar. Uapnya menyebabkan peracunan jika terhirup dan terhisap serta

menimbulkan iritasi kuat pada mata dan kulit. Jas dan sarung tangan

pelindung harus dipakai ketika bekerja dengan asam ini. Penanganannya

disarankan dilakukan dalam lemari asam yang beroperasi dengan benar.

Pada pengenceran, asam harus selalu yang ditambahkan ke air/akuades

dan bukan sebaliknya.

4. Asam periodat adalah oksidator dan berbahaya jika berkontak dengan

bahan-bahan organik. Zat ini menimbulkan iritasi kuat dan terdekomposisi

pada 130 oC. Jangan gunakan tutup gabus atau karet pada botol-botol

penyimpannya.

5. Asam asetat murni (glasial) adalah zat yang cukup toksik jika terhisap atau

terminum. Zat ini menimbulkan iritasi kuat pada kulit dan jaringan tubuh.

Angka ambang kehadirannya di udara tempat kerja adalah 10 ppm-v.

6. Khloroform diketahui bersifat karsinogen. Zat ini toksik jika terhisap dan

memiliki daya bius. Cegah jangan sampai khloroform bersentuhan langsung

dengan kulit. Manusia yang sengaja atau tak sengaja menghisap atau

meneguknya secara berkepanjangan dapat mengalami kerusakan lever

35

dan ginjal yang fatal. Zat ini tidak mudah menyala, tetapi akan terbakar juga

bila terus-terusan terkena nyala api atau berada pada temperatur tinggi,

serta menghasilkan fosgen (bahan kimia berbahaya) jika terpanaskan

sampai temperatur dekomposisinya. Khloroform dapat bereaksi eksplosif

dengan aluminium, kalium, litium, magnesium, natrium, disilan, N2O4, dan

campuran natrium hidroksida dengan metanol. Angka ambang

kehadirannya di udara tempat kerja adalah 10 ppm-v. Karena ini,

penanganannya harus dilakukan di dalam lemari asam

7. Larutan Wijs bisa membakar-parah kulit dan uapnya bisa merusak paru-

paru serta mata. Penggunaan lemari asam sangat disarankan. Larutan Wijs

tanpa karbon tetrakhlorida bisa diperoleh dari pemasok-pemasok bahan-

bahan kimia laboratorium

8. Karbon tetrakhlorida diketahui bersifat karsinogen. Zat ini toksik jika

terhisap, termakan/terminum serta terabsorpsi ke dalam kulit, serta berdaya

narkotik. Zat ini tidak boleh digunakan untuk menyingkirkan api; pada

temperatur tinggi akan terdekomposisi menghasilkan fosgen (bahan kimia

berbahaya). Angka ambang kehadirannya di udara tempat kerja adalah 10

ppm-v. Karena ini, penanganannya harus dilakukan di dalam lemari asam.

4. Latihan soal

Pilihlah jawaban yang paling tepat dibawah ini.

4.1. Apakah resiko biodiesel yang mempunyai sifat kestabilan oksidasi tidak

baik

a. Pembentukan gum dan endapan

b. Korosif

c. viskositas rendah

d. kadar ester metil rendah

4.2. Banyak miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam

bebas di dalam satu (1) gram contoh biodiesel disebut …

a. Angka Asam

b. Angka penyabunan

c. Kadar ester

36

d. Angka setana

4.3. Gliserol dalam bentuk mono, di, trigliserida yang ada dalam sampel

biodiesel disebut …

a. Gliserol bebas

b. gliserol Terikat

c. Gliserol total

d. Gliserol majemuk

4.4. Ukuran empirik banyaknya ikatan rangkap (dua) di dalam (asam-asam

lemak penyusun) biodiesel dan dinyatakan dalam sentigram iodium

yang diabsorpsi per gram contoh biodiesel (%-b iodium terabsorpsi)

disebut …

a. Angka iodium

b. Angka setana

c. Angka asam

d. Angka penyabunan

5. Rangkuman

Standar biodiesel disusun untuk menjaga kualitas biodiesel yang

diproduksi dan diniagakan sehingga membangun kepercayaan dari

konsumen.

Beberapa syarat mutu yang penting dalam standar biodiesel adalah :

Kadar ester metil biodiesel

Kestabilan oksidasi

Viskositas

Angka setana

Titik kabut atau titik awan (cloud point)

Titik nyala (flash point)

Kadar air dan sedimen

Angka iodium

Densitas atau massa jenis

Angka kadar residu karbon

37

Angka asam

Angka fosfor

Gliserol bebas, terikat dan total

6. Evaluasi Materi

a) Mengapa standar biodiesel diperlukan keberadaannya?

b) Jelaskan beberapa syarat mutu yang penting dalam standar biodiesel,

minimal 5 !

c) Jelaskan mengapa kadar air dalam biodiesel tidak boleh melebihi

ketentuan standar biodiesel ?

d) Sebutkan alat keselamatan kerja di laboratorium yang diperlukan ketika

pengujian sifat-sifat biodiesel ?

e) Jelaskan fungsi dari lemari asam ?

7. Umpan balik dan tindaklanjut

Setelah mengerjakan latihan soal dan evaluasi materi, jika masih ada jawaban

yang salah anda harus mengulang membaca materi diatas, sampai

jawabannya benar. Dan jika jawaban soal dan evaluasi benar semua maka

anda bisa melanjutkan ke materi selanjutnya.

38

C. KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 PENGUJIAN BIOBRIKET

1. Deskripsi Materi

Pengujian biobriket membahas tentang standar produk biobriket, cara

pengukuran biobriket dan peralatan yang digunakan dalam pengukuran

biobriket.

2. Indikator Keberhasilan

Setelah mempelajari bahan ajar ini siswa mampu :

2.1 Mendeskripsikan pengertian pengukuran standar kualitas biobriket.

2.2 Mendeskripsikan cara pengukuran standar kualitas biobriket

2.3 Menyebutkan alat pengukuran standar kualitas biobriket

2.4 Menguji produk kualitas biobriket

3. Uraian Materi

3.1. Standar Produk Biobriket

Sebagai komoditas yang akan dipergunakan secara umum, maka

biobriket harus mempunyai standar tertentu yang sudah ditetapkan oleh

lembaga yang berwenang dalam hal ini lembaga pemerintah. Standar ini

akan menjadi acuan oleh industri pengolahan briobriket dalam proses

produksi, sehingga produk yang dihasilkan akan memenuhi persyaratan

yang diinginkan oleh para pengguna dan diakui secara nasional ataupun

internasional.

Dalam Standar Nasional Indonesia (SNI) hanya mencantumkan

standar briket sebatas sifat fisik dan kimia. Belum ada ketentuan tentang

standar untuk sifat lainnya yang berpengaruh dalam proses

penyimpanan dan pengangkutan seperti: sifat relaksasi, ketahanan

(durability), ketahanan terhadap air (water resistance) dan sifat

higroskopis briket biomassa. Pemanfaatan briket biomassa secara termal

dapat berupa proses pembakaran. Karakteristik kinetika proses tersebut

sangat penting untuk diketahui. Dengan mengetahui kinetika dan sifat

pembakarannya, maka akan diperoleh informasi yang lebih akurat untuk

menentukan kualitas briket.

39

Berikut sifat-sifat yang perlu diuji dalam menentukan kualitas

produksi biobriket.

1. sifat fisik:

Nilai kalor

Densitas

Kadar air

rendemen

2. sifat kimia:

Kadar abu

Kadar karbon

Zat yang mudah menguap

3. sifat mekanik:

a. Stability

b. Drop test

Standar kualitas biobriket menurut SNI dan negara-negara lain

adalah sebagai berikut:

Tabel 3. 1. Standar Kualitas Briket Arang Kayu (SNI 1-6235-2000)

Sifat Nilai

Kadar air (%) Maks 8

Kadar zat terbang (%) 15

Nilai Kalor (kkal/kg) Min 500

Kadar abu (%) Maks 8

Sedangkan standar kualitas sifat biobriket lain yang diperoleh dari

hasil penelitian adalah sebagai berikut:

Tabel 3. 2. Standar Kualitas Briket Hasil Penelitian

Sifat Nilai

Kadar karbon terikat (%) 78,35%

40

Kerapatan (gr/cm3) 0,4407

Kekuatan Tekan (kg/cm3) 0,46

Sumber : Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 1994

Tabel 3. 3. Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang Komersial

Sifat Standar

Jepang Inggris USA

Kadar air (%) 6-8 3-4 6

Kadar abu (%) 3-6 8-10 18

Kadar zat terbang (%) 15-20 16 19

Kadar karbon terikat (%) 75 58

Kerapatan (gr/cm2) 1-2 0,84 1

Kekuatan tekan (kgf/cm2) 60 12,7 62

Nilai Kalor (kkal/kg) 6000-7000 7300 6200

Tabel 3. 4. Standar Kualitas Briket untuk Pemakaian Rumah Tangga

1 Kadar uap air < 7,5 %

2 Kadar zat terbang 8 - 15 %

3 Kadar belerang < 1 %

4 Nilai kalor >4000 kal/gram

5 Kuat tekan >25 kg/cm2

Sumber : Direktorat Jenderal Pertambangan Umum,1993

Briket yang bermutu baik sebagai bahan bakar memiliki sifat

sebagai berikut :

1. Tidak berasap dan tidak berbau. Dimana asap ini dapat dikurangi

dengan melakukan karbonisasi atau menggunakan perekat yang tidak

berasap dan mampu menyerap bau.

2. Mempunyai kekuatan tekan lebih dari 6 kg/cm2 sehingga tidak mudah

pecah saat dipindah atau diangkat.

41

3. Mempunyai suhu pembakaran tetap (350 °C) dalam waktu yang lama

yaitu 8-10 jam. Lama pembakaran dalam suhu tetap (350 °C) dapat

diusahakan dengan mengatur pemasukan udara dalam batas tertentu

akan memperlama waktu pembakaran tanpa menurunkan suhu.

4. Gas hasil dari proses pembakaran tidak mengandung CO2 yang tinggi.

5. Tidak mengotori tangan, tidak cepat habis terbakar, dapat menyala

terus tanpa dikipas dan tidak memercik.

3.2. Pengujian dan peralatan pengujian kualitas Biobriket

Pengujian kualitas briket sebagian besar menggunakan standar ASTM

(American Society for Testing and Material). ASTM Internasional merupakan

organisasi internasional sukarela yang mengembangkan standardisasi teknik

untuk material, produk, sistem dan jasa. ASTM Internasional yang berpusat

di Amerika Serikat. ASTM dibentuk pertama kali pada tahun 1898 oleh

sekelompok insinyur dan ilmuwan untuk mengatasi bahan baku besi pada rel

kereta api yang selalu bermasalah. Sekarang ini, ASTM mempunyai lebih

dari 12.000 buah standar. Standar ASTM banyak digunakan pada negara-

negara maju maupun berkembang dalam penelitian akademisi maupun

industri.

Berikut beberapa standar ASTM yang digunakan dalam menguji

kualitas biobriket:

Tabel 3. 5. Jenis ASTM yang Digunakan dalam Pengujian Briket

Parameter Uji Jenis ASTM

nilai kalor ASTM D 5865-01.

kadar air ASTM D 176284.

Volatile Matter ASTM D 1762-84.

kadar abu ASTM D 1762-84

kadar karbon ASTM D 3172-89

Drop Test ASTM D 440-86 R02

42

Sedangkan untuk pengujian parameter kualitas lain menggunakan

prosedur kerja hasil penelitian yang telah dibuktikan dalam beberapa

referensi mengenai briket, antara lain:

a) Kalori

Nilai kalori briket sangat berpengaruh pada efisiensi pembakaran

briket. Makin tinggi nilai kalori briket makin bagus kualitas briket

tersebut karena efisiensi pembakarannya tinggi.

Menurut beberapa referensi nilai kalor adalah jumlah panas yang

dihasilkan saat bahan menjalani pembakaran sempurna atau dikenal

sebagai kalor pembakaran. Nilai kalor ditentukan melalui rasio

komponen dan jenisnya serta rasio unsur didalam biomassa itu sendiri

(terutama kadar karbon).

Nilai kalor sangat menentukan kualitas briket. Semakin tinggi

nilai kalor, maka semakin baik kualitas briket yang dihasilkan. Kadar

air, kadar abu dan volatile matter yang rendah dapat meningkatkan

nilai kalor. Kandungan kadar karbon yang tinggi dapat meningkatkan

nilai kalor. Pengujian terhadap nilai kalor bertujuan untuk mengetahui

sejauh mana nilai panas pembakaran yang dihasilkan oleh briket.

Pengujian nilai kalor menggunakan alat Oksygen Bomb Calorimeter.

Prosedur nilai kalor berdasarkan standar ASTM D-5865-01.

43

Gambar 3. 1. Ilustrasi Penggunaan Bom Kalorimeter

Cara pengujian nilai kalor pada briket (bioarang tempurung

kelapa dan serbuk kayu) adalah sebagai berikut:

Tabung bomb calorimeter dibersihkan

Ditimbang bahan bakar sebanyak 0,15 gram dan diletakkan

dalam cawan platina.

Dipasang kawat penyala pada tangkai penyala

Tabung ditutup dengan kuat

Dimasukkan oksigen dengan tekanan 30 bar

Tabung bomb ditempatkan dalam kalorimeter

Kalorimeter ditutup dengan penutupnya.

Pengaduk air pendingin dihidupkan selama 5 menit.

Dicatat temperatur yang tertera pada termometer.

Penyalaan dilakukan dan dibiarkan selama 5 menit.

Dicatat kenaikan suhu pada termometer

Dihitung nilai kalor dengan persamaan:

HHV = (T2 – T1 – 0,05) xCv

Dengan T1 = Temperatur sebelum pengeboman (0 C)

44

T2 = Temperatur setelah pengeboman (0 C)

1 Joule = 0,239 kal

HHV = Kualitas nilai kalor (kal/gr).

Panas jenis bomb calorimeter (Cv) = 73529, 6 (joule/g0 C)

Kenaikan temperatur kawat penyala = 0,05 0 C

Gambar 3. 2. Alur Kerja Pengujian Nilai Kalor

Tabel 3. 6. Contoh Hasil Pengujian Nilai Kalor Briket Arang

Tempurung Kelapa

Suhu

pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 6564,27 6485,81 6506,91 6407,75

300 oC 6740,98 6960,44 6920,78 6542,70

350 oC 7057,14 7030,38 6968,92 6764,18

400 oC 7150,14 7025,46 6935,30 6928,89

Dari data tabel Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang

tempurung kelapa nilai kalor yang didapat menunjukkan kenaikan nilai

kalor dengan semakin tinggi suhu pirolisis, sedangkan nilai kalor

Timbang sampel

±1gram ke tempat sampel

Timbang berat kawat dan

benang pembakaran

(gram)

Rangkaikan benang dan kawat

ke alat bom kalorimeter

masukan ±1 ml aquades ke dalam

bom kalorimeter dan selanjutnya tutup

dengan kuat dan rapat

Alirkan arus listrik dengan

menekan tombol fire selama 5

detik

Jalankan pengaduk lalu amati termometer, setelah stabil,

catat suhu yang ditunjukkan oleh termometer sebagai T1

(suhu awal)

Unit bom kalorimeter

masukan ke dalam chamber (wadah) yang terisi air ± 2

liter

masukan gas oksigen ke dalam bom kalorimeter dengan tekanan

20-30bar

tunggu suhu sampai naik, setelah stabil

catat suhu akhir (T2)

kenaikan suhu = suhu akhir- awal

45

semakin kecil dengan semakin besarnya persentase perekat. Nilai

kalor yang didapat sudah memenuhi standar buatan Jepang (6000 –

7000 kal/g) dimana nilai kalor yang terkecil sebesar 6407,75 kal/g dan

nilai kalor terbesar 7150,14 kal/g.

Data nilai kalor (kal/g) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik

berikut:

Gambar 3. 3. Grafik Hubungan Pirolisis terhadap Nilai Kalor

Dari perhitungan nilai kalor, maka kita bisa menghitung

efisiensi dari briket yang kita uji. Efisiensi briket diperoleh dengan

menggunakan nilai kalori pada briket bisa diukur dengan

menggunakan rumus :

dengan :

Output = jumlah total energi untuk memasak air (kal)

Input = nilai kalor dari berat briket yang digunakan (kal)

Energi untuk memasak air merupakan nilai kalor atau panas

yang dihasilkan briket sampai air mendidih atau sampai suhu

tertentu dengan rumus :

6400

6600

6800

7000

7200

250 300 350 400

Suhu pirolisis ( oC)

Nil

ai

ka

lor

(ka

l/g

)

3%

5%

7%

9%

Efisiensi (%) =𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡

𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑥 100%

Q = m . c . Δt

46

dengan :

Q = jumlah panas untuk mendidihkan air (kal)

c = panas jenis air (kal/g.0C)

m = massa briket (g)

Δt = kenaikan suhu (0C)

b) Kadar air

Briket yang berkadar air tinggi akan membutuhkan udara lebih

banyak untuk mengeringkan briket tersebut sehingga briket sulit

terbakar.

Kadar air briket adalah perbandingan berat air yang terkandung

dalam briket dengan berat kering briket tersebut. Kadar air

berhubungan langsung dengan nilai kalor dan densitas. Kadar air

tinggi mengakibatkan penurunan nilai kalor densitas. Hal ini

diakibatkan oleh panas yang dihasilkan terlebih dahulu digunakan

untuk mengeluarkan air dalam bahan bakar. Kadar air kayu sangat

menentukan kualitas arang yang dihasilkan.

Arang dengan nilai kadar air rendah akan memiliki nilai kalor

tinggi, arang ini dihasilkan dari jenis kayu yang memiliki kadar air

rendah. Semakin tinggi kadar air kayu maka dalam proses

karbonisasi kayu, akan lebih banyak kalor yang dibutuhkan untuk

mengeluarkan air tersebut menjadi uap sehingga energi yang tersisa

dalam arang menjadi lebih kecil.

Dari beberapa referensi menyebutkan bahwa 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.

Alat yang digunakan untuk pengujian kadar air adalah oven,

cawan porselin dan timbangan digital. Timbangan digital diperlukan

47

untuk penentuan berat sampel dengan ketelitian tinggi, sehingga

perhitungan kadar airnya akan akurat. Penentuan kadar air dilakukan

untuk setiap perlakuan pada setiap kali ulangan.

Gambar 3. 4. Contoh Oven Pemanas dan Cawan Porselen

Gambar 3. 5. Contoh Timbangan Digital

Prosedur perhitungan kadar air menggunakan standar ASTM D

1762-84 dengan rumus:

Keterangan:

A : Berat sampel mula-mula (gram)

B : Berat sampel setelah dikeringkan pada 105 0C (gram)

Kadar air (%) = (A−B

A) x 100%

48

Gambar 3. 6. Alur Pengujian Kadar Air

Tabel 3. 7. Contoh Hasil Pengujian Kadar Air Briket Tempurung

Kelapa

Suhu

pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 3,56 3,90 4,03 4,11

300 oC 2,98 2,89 3,90 4,03

350 oC 2,73 2,96 3,80 3,85

400 oC 2,65 2,83 2,94 3,23

Data kadar air (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik

berikut:

Hancurkan sampel

briket yang akan diuji

Timbang cawan tempat

sampel (p) gram

Timbang bahan ± 2 gram catat sebagai berat

awal

Masukan cawan yang sudah berisi bahan

ke dalam oven dengan suhu (102-

105)°C selama 2 jam atau sampai berat

konstan

Ambil bahan dan simpan

dalam desikator

selama ± 15 menit

Timbang cawan yang berisi bahan

dan catat sebagai berat

akhir

Hitung prosentase kadar air

((Berat awal-berat akhir)/berat

awal) x 100%

49

Gambar 3. 7. Grafik Hubungan Pirolisis Terhadap Kadar Air

c) Rendemen

Rendemen merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi

berat bahan baku yang dihitung dalam persen. Besarnya rendemen

arang dari jenis-jenis kayu di Indonesia bervariasi cukup besar yaitu

antara 21,1% - 40,8% (Hartoyo dan Nurhayati, 1976). Rendemen

arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut:

a. Pemanasan dan tekanan dalam tanur.

b. Umur bahan baku briket.

c. Berat jenis bahan baku briket.

d. Komposisi kimia bahan briket.

Oleh karena itu rendemen arang yang dihasilkan akan

bervariasi persentasenya.

Cara pengujian rendemen adalah dengan cara arang yang

dihasilkan ditimbang kemudian disebut sebagai berat arang (output)

dan bahan awal ditimbang sebagai bahan baku (input).

Perhitungannya sebagai berikut:

% 100 x (input)mentah baku bahan Berat

(output) arangBerat (%)Rendemen

50

Tabel 3. 8. Contoh hasil pengukuran rendemen Arang

Tempurung Kelapa

Suhu Pirolisis ( oC) Rendemen (%)

250 42.81

300 34.30

350 32.94

400 31.77

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa rendemen arang

pada suhu 250 oC adalah 42,81%. Ternyata masih cukup besar dan

arang yang dihasilkan belum sempurna. Rendemen yang cukup

tinggi menunjukkan adanya proses yang tidak sempurna sehingga

sebagian fraksi bahan masih dalam wujud semula.

Data rendemen arang (%) secara lebih jelas dapat dilihat

pada Grafik berikut:

Gambar 3. 8. Grafik Hubungan Suhu Pirolisis Terhadap Rendemen

d) Kandungan zat terbang (volatile matters)

Volatile matter adalah bagian dari briket dimana akan berubah

menjadi volatile matter (produk) bila briket tersebut dipanaskan

tanpa udara pada suhu lebih kurang 950 oC. Untuk kadar volatile

51

matter ± 40% pada pembakaran akan memperoleh nyala yang

panjang dan akan memberikan asap yang banyak. Sedangkan

untuk kadar volatile matter rendah antara 15 – 25% lebih baik

dalam pemakaian karena asap yang dihasilkan lebih sedikit.

Besarnya volatile matter mempunyai hubungan terbalik dengan

kadar karbon terikat. Semakin tinggi kandungan volatile matter

dalam bahan baku maka kadar karbon terikat semakin rendah,

sehingga menurunkan nilai kalor.

Volatile matter atau sering disebut dengan zat terbang,

berpengaruh terhadap pembakaran briket. Semakin banyak

kandungan volatile matter pada briket maka briket semakin mudah

untuk terbakar.

Alat yang digunakan untuk pengujian adalah furnace, cawan

porselin dan timbangan digital. Penentuan volatile matter dilakukan

untuk setiap perlakuan pada setiap kali ulangan.

Prosedur perhitungan volatile matter briket menggunakan

standar ASTM D 1762-84 dengan rumus:

Keterangan:

B : Berat sampel setelah dikeringkan pada 105 0C(gram)

C : Berat sampel setelah dikeringkan pada 905 0C (gram)

Kadar zat mudah_menguap (%) = (B−C

B) x 100%

52

Gambar 3. 9. Alur Pengujian Kadar Zat Terbang

Tabel 3. 9. Contoh Hasil Pengujian Kadar Zat Terbang Briket

Tempurung Kelapa

Suhu

Pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 48,60 48,83 48,17 47,44

300 oC 37,95 38,80 36,77 35,67

350 oC 33,99 33,67 34,27 32,66

400 oC 30,09 29,08 29,88 27,68

Data di atas menunjukkan bahwa suhu pirolisis

menyebabkan nilai kadar zat mudah menguap mengalami

penurunan. Suhu pirolisis memberikan pengaruh yang besar, hal

ini dapat dilihat dari nilai kadar zat mudah menguap briket arang

Hancurkan sampel briket

yang akan diuji Timbang cawan tempat sampel

(p) gram

Timbang bahan ± 1 gram. Catat sebagai berat

awal

Bungkus cawan dan bahan dengan

alumunium foil agar sewaktu dipanaskan menjadi kedap udara

Masukan cawan tersebut dalam

oven bersuhu 920 °C -950 °C

selama 3 jam

Setelah dingin ambil cawan dan bersihkan

alumunum foil, selanjutnya cawan dan

bahan dimasukkan dalam desikator selama ± 15

menit

Timbang bahan dan catat sebagai

berat akhir

Hitung kadar zat hilang

Hitung kadar Volatile (%)

KADAR VOLATILE

53

dengan persentase perekat 3% yang mana pada suhu 250 oC

nilainya 48,60% mengalami penurunan dengan nilai yang besar

sehingga pada suhu 400 oC kadar zat mudah menguapnya sebesar

30,09%.

Kadar zat mudah menguap dengan adanya pengaruh

persentase perekat tidak menunjukkan penurunan kadar yang

besar. Pada suhu 250 oC, dengan persentase perekat 3% kadarnya

48,60% dan pada 9% kadarnya 47,44%, sehingga penurunannya

hanya 1,16%.

Data kadar zat mudah menguap (%) secara lebih jelas dapat

dilihat pada Grafik berikut :

Gambar 3. 10. Grafik Hubungan Pirolisis terhadap Kadar Zat

Terbang

e) Kadar abu

Semua briket mempunyai kandungan zat anorganik yang dapat

ditentukan jumlahnya sebagai berat yang tinggal apabila briket

dibakar secara sempurna. Zat yang tinggal ini disebut abu. Abu

briket berasal dari clay, pasir dan bermacam-macam zat mineral

lainnya. Briket dengan kandungan abu yang tinggi sangat tidak

menguntungkan karena akan membentuk kerak.

54

Abu adalah bahan yang tersisa apabila kayu dipanaskan

hingga berat konstan. Kabar abu ini sebanding dengan kandungan

bahan anorganik di dalam kayu. Abu berperan menurunkan mutu

bahan bakar karena menurunkan nilai kalor .

Abu merupakan bagian yang tersisa dari proses pembakaran

yang sudah tidak memiliki unsur karbon lagi. Unsur utama abu

adalah silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor

yang dihasilkan. Semakin tinggi kadar abu maka semakin rendah

kualitas briket karena kandungan abu yang tinggi dapat

menurunkan nilai kalor briket.

Alat yang digunakan untuk pengujian adalah furnace, cawan

porselin dan timbangan digital.

Prosedur perhitungan kadar abu briket menggunakan standar

ASTM D 1762-84 dengan rumus:

Keterangan:

D : berat residu (gram)

B : berat sampel setelah dikeringkan pada 720-750 0C (gram)

Kadar abu (%) = (D

B) x 100%

55

Gambar 3. 11. Alur Pengujian Kadar Abu

Tabel 3. 10. Contoh Hasil Pengujian Kadar Abu Briket Arang

Tempurung Kelapa

Suhu

Pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 1,26 1,16 1,08 1,37

300 oC 1,37 1,46 1,58 1,55

350 oC 1,38 1,32 1,39 1,66

400 oC 1,41 1,60 1,71 1,89

Hancurkan sampel briket

yang akan diuji

Timbang cawan tempat

sampel (p) gram

Timbang bahan ± 1 gram catat sebagai berat

awal

Masukan cawan yang sudah berisi

bahan ke dalam oven dengan suhu (720-

750)°C selama 2 jam atau 2,5 jam

Ambil bahan dan dinginkan dalam desikator selama

± 15 menit

Timbang cawan yang berisi bahan dan

catat sebagai berat akhir

Hitung prosentase kadar

abu

56

Data kadar abu (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik

berikut:

Gambar 3. 12. Grafik Hubungan Pirolisis Terhadap Kadar Abu

f) Kadar karbon

Nilai kadar karbon diperoleh melalui pengurangan angka 100

dengan jumlah kadar air (kelembaban), kadar abu, dan jumlah zat

terbang.

Fixed carbon menunjukkan jumlah zat dalam biomassa

kandungan utamanya adalah carbon, hidrogen oksigen, sulfur dan

nitrogen yang tidak terbawa dalam bentuk gas.

Kandungan selulosa dalam kayu akan mempengaruhi besarnya

kadar karbon terikat dalam briket. Semakin besar kandungan

selulosa menyebabkan kadar karbon terikat semakin besar, hal ini

dikarenakan komponen penyusun selulosa adalah karbon. Kadar

karbon briket menentukan kualitas briket. Kadar karbon terikat yang

tinggi menunjukkan kualitas yang baik (Saputro, 2008). Semakin

tinggi kandungan kadar karbon terikat maka nilai kalor yang

dihasilkan akan tinggi.

0.5

1

1.5

2

2.5

250 300 350 400

Suhu pirolisis ( oC)

Ka

da

r a

bu

(%

)3%

5%

7%

9%

57

Alat yang digunakan untuk pengujian adalah furnace, cawan

porselin dan timbangan digital.

Prinsip penetapan kadar karbon adalah dengan menghitung

fraksi karbon, tidak termasuk kadar air, zat menguap dan abu.

Prosedur perhitungan kadar karbon terikat briket menggunakan

standar ASTM D 3172-89 dengan rumus:

Kadar karbon terikat (%) = 100 – (kadar air + zat menguap +

kadar abu) %

Gambar 3. 13. Alur Pengujian Kadar Karbon

g) Densitas (berat jenis)

Nilai berat Jenis rendah mempunyai keterbatasan dalam

pengemasan, penyimpanan dan pengangkutan bahan bakar,

semakin besar berat Jenis maka volume atau ruang yang

diperlukan lebih kecil untuk massa yang sama. Berat Jenis

menentukan kualitas briket, angka yang tinggi menunjukkan

kekompakan briket .

Hancurkan sampel briket

yang akan diuji

Timbang cawan tempat

sampel (p) gram

Timbang bahan ± 1 gram catat sebagai berat

awal

Masukan cawan yang sudah berisi bahan ke dalam

oven dengan suhu 500 °C selama 3

jam sampai beratnya konstan

Ambil bahan dan dinginkan dalam desikator selama

± 30 menit

Timbang cawan yang berisi bahan

dan catat sebagai berat

akhir

Hitung prosentase

kadar karbon

58

Berat Jenis briket sangat dipengaruhi oleh tekanan

kompaksi. Hubungan antara berat Jenis dengan nilai kalor

menunjukkan per volume, kandungan energi per volume naik

seiring dengan naiknya berat Jenis briket.

Pengujian densitas spesimen briket ada 2 macam yaitu;

densitas awal setelah keluar dari cetakan (initial density) dan

densitas setelah mengalami relaksasi selama 1 minggu (relaxed

density). Pengujian dilakukan menurut standar ASAE S269.2 DEC

96 menggunakan metode pengukuran langsung dengan alat jangka

sorong (vernier calliper).

Gambar 3. 14. Jangka Sorong

Prosedur pengujiannya yaitu :

a) Mengukur spesimen (diameter dan panjang mula-mula)

menggunakan jangka sorong setelah keluar dari cetakan untuk

menghitung volume awal specimen briket.

b) Menimbang spesimen briket setelah keluar dari cetakan dan

dicatat sebagai masa awal spesimen briket.

c) Densitas awal (initial density) dihitung sebagai perbandingan

antara massa awal spesimen briket dengan volume awal

spesimen briket

d) Menyimpan briket selama 1 minggu

59

e) Mengukur spesimen briket (diameter dan panjang akhir)

menggunakan jangka sorong setelah 1 minggu untuk

mengetahui volime akhir spesimen briket.

f) Meninmbang spesimen briket setelah 1 minggu dan dicatat

sebagai massa akhir spesimen briket.

g) Relaxed density dihitung sebagai perbandingan antara massa

akhir spesimen briket dengan volume akhir spesimen briket.

Dilakukan paling sedikit 3 spesimen kemudian dirata-rata.

Prosedur perhitungan berat Jenis dengan menggunakan

rumus sebagai berikut:

Keterangan :

𝜌 = Massa jenis (gram/cm3)

m = Massa briket (gram)

v = Volume ( cm3)

Tabel 3. 11. Contoh Hasil Pengujian Berat Jenis Arang Tempurung

Kelapa

Suhu

pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 1,06 1,08 1,03 0,98

300 oC 1,07 1,07 1,06 1,09

350 oC 1,11 1,08 1,09 1,10

400 oC 1,12 1,16 1,13 1,12

Dilihat dari data pada tabel Hasil pengujian berat jenis

briket arang tempurung kelapa yang didapat maka nilai berat jenis

briket arang sudah baik dan hampir semuanya memenuhi standar

buatan Jepang. Data hasil pengujian berat jenis menunjukkan

kenaikan atau penurunan yang tidak terlalu besar karena pengaruh

suhu pirolisis maupun persentase perekat. Akan tetapi kisaran

angka untuk standar berat jenis yaitu 1 – 1,2, menyebabkan

ρ = m

V

60

kenaikan atau penurunan yang kecil dari nilai berat jenis akan

sangat berpengaruh terhadap mutu dari briket arang yang

dihasilkan. Nilai berat jenis yang tertinggi didapat pada suhu

pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 5 %, sedangkan nilai

berat jenis yang terkecil didapat pada suhu pirolisis 250 oC dengan

persentase perekat 9%.

Data berat jenis secara lebih jelas dapat dilihat pada

Grafik berikut :

Gambar 3. 15. Grafik Hubungan Pirolisis Terhadap Berat Jenis

h) Drop Test

Drop test dilakukan untuk menguji ketahanan briket dengan

benturan pada permukaan keras dan datar ketika dijatuhkan dari

ketinggian 1,8 meter. Berat bahan yang hilang atau yang lepas dari

briket diukur dengan timbangan digital dengan ketelitian 1/10.000

gram. Menurut referensi kualitas bahan bakar padat pada waktu

perlakuan pengujian drop test partikel yang hilang tidak lebih dari 4

%. Semakin sedikit partikel yang hilang dari briket pada saat

pengujian drop test, maka briket semakin bagus.

Briket ditimbang dengan menggunakan timbangan untuk

mengetahui berapa berat awalnya, kemudian briket dijatuhkan pada

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

250 300 350 400

Suhu pirolisis ( oC)

Be

rat

jen

is 3%

5%

7%

9%

61

ketinggian 1,8 meter yang dimana landasannya harus benar-benar

rata dan halus. Setelah dijatuhkan, briket kemudian ditimbang ulang

untuk mengetahui berat setelah dijatuhkan, kemudian berat awal

awal tadi dikurangi berat setelah briket dijatuhkan dari ketinggian

1,8 meter.

Prosedur perhitungan drop test briket menggunakan standar

ASTM D 440-86 R02 dengan rumus:

Keterangan:

A : Berat briket sebelum dijatuhkan (gram)

B : Berat briket setelah dijatuhkan (gram)

Gambar 3. 16. Ilustrasi Metoda drop test

i) Stability

Stability adalah pengujian untuk mengetahui perubahan bentuk

dan ukuran dari briket sampai briket mempunyai ketetapan ukuran

dan bentuk stabil.

Pengujian Stability digunakan untuk mengetahui perubahan

bentuk dan ukuran dari briket selama rentang waktu tertentu. Briket

diukur dimensi awalnya setelah keluar dari cetakan, pengukuran

Drop Test (%) = (𝐴−𝐵

𝐴) x 100%

62

diulang setiap jam pada hari pertama dan setiap 24 jam hingga hari

ke 10 menggunakan jangka sorong (Widayat, 2008:909).

Setelah briket mengalami penekanan sebesar 6000 Psig, dari

partikel bahan tentu mempunyai gaya elastisitas sehingga akan

cenderung mengalami perubahan bentuk dan ukuran setelah keluar

dari cetakan. Tingkat kestabilan yang dimaksud adalah seberapa

lama briket akan mengalami perubahan bentuk dan ukuran yang

terjadi mulai pertama kali briket keluar dari cetakan sampai stabil.

Menurut Ndiema dkk (2002:2159) prosedur perhitungan stability

briket arang dengan rumus:

Stability-pertambahan tinggi (%) = 𝑇2 −𝑇1

𝑇1 × 100%

Keterangan:

T1 = Tinggi briket sesaat setelah keluar dari cetakan (mm)

T2 = Tinggi briket saat pengukuran setelah jangka waktu

tertentu (mm)

Stability-pertambahan diameter (%) = 𝐷2 −𝐷1

𝐷1 × 100%

D1 = Diameter briket sesaat setelah keluar dari cetakan (mm)

D2 = Diameter briket saat pengukuran setelah jangka waktu tertentu

(mm)

engujian ini dilakukan untuk mengetahui sejauh mana perubahan

bentuk dan ukuran yang terjadi, dan sampai ukuran berapa briket

tidak mengalami perubahan bentuk dan ukuran (stabil). Apabila

briket terjadi perubahan bentuk dan ukuran secara terus-menerus,

maka briket tersebut dapat dikatakan gagal.

j) Sifat Ketahanan Briket Biomassa Terhadap Air (Water

Resistance)

Dalam SNI, ketahanan briket biomassa terhadap air belum

ditentukan. Padahal sifat ketahan biomassa terhadap air merupakan

salah satu faktor yang harus dipertimbangkan untuk meningkatkan

kemampuan dari briket biomassa sebagai energi alternatif untuk

massa depan yaitu dalam hal penyimpanan dan transportasi.

63

Pengujian ketahanan air (water resistance) dilakukan dengan

mengadopsi prosedur penelitian yang telah dilakukan oleh Ricards,

S.R (1989).

Prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut:

Menimbang massa awal briket,

Merendam briket didalam air selama 30 menit,

Menimbang massa akhir briket setelah 30 menit,

Mencatat perubahan massa briket.

Perhitungan index ketahanan air (water resistant indeks) briket dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini:

Dengan :

mb = massa akhir briket setelah direndam 30 menit (kg)

ma = massa akhir briket sebelum direndam (kg)

Berdasarkan metode perhitungan indek ketahanan air, briket yang

baik memiliki nilai indeks ketahanan air (WRI) lebih dari 93%.

k) Kuat Tekan

Uji kuat tekan dilakukan dengan menggunakan force gauge

untuk mengetahui kekuatan briket dalam menahan beban dengan

tekanan tertentu.

WRI = 100% - %penyerapan

%penyerapan = 𝑚𝑏−𝑚𝑎

𝑚𝑎 x 100%

64

Gambar 3. 17. Force Gauge

Kuat tekan briket dapat dihitung dengan persamaan :

4. Latihan soal

Pilihlah jawaban yang paling tepat dibawah ini!

4.1. Yang termasuk sifat fisik biobriket adalah...

a. Stability

b. kadar abu

c. Kadar karbon

d. Kadar air

4.2. Pernyataan yang benar di bawah ini adalah...

a. Makin tinggi nilai kalori briket makin bagus kualitas briket

b. Makin tinggi kadar air briket makin bagus kualitas briket

c. Makin rendah kadar abu briket makin bagus kualitas briket

d. Makin tinggi kadar karbon briket makin bagus kualitas briket

Kuat tekan (N/cm2) = gaya (N)

luas (cm2)

65

4.3. Alat untuk mengukur kalor briket adalah

a. Bomb Kalorimeter

b. Furnace

c. Kalorimeter

d. Termometer

4.4. Force gauge adalah alat yang digunakan untuk mengukur...

a. Kadar air

b. Densitas

c. Kuat tekan

d. Water Resistance

4.5. Dari pernyataan di berikut, pernyataan manakan yang menunjukan

kualitas briket yang baik!

1) Kadar karbon terikat yang tinggi

2) Nilai densitas rendah

3) Kadar abu tinggi

4) Kadar air rendah

5) kandungan kadar karbon terikat rendah

a. 1, 2, dan 3

b. 2, 3, dan 4

c. 1, 3, dan 4

d. 3, 4, dan 5

5. Rangkuman

Standar kualitas biobriket bertujuan untuk memenuhi persyaratan

yang diinginkan oleh para pengguna dan diakui secara nasional

ataupun internasional.

Standar kualitas biobriket meliputi sifat fisik, sifat kimia dan sifat

mekanik

sifat fisik meliputi nilai kalor,densitas, kadar air dan rendemen

sifat kimia meliputi kadar abu, kadar karbon, dan zat yang mudah

menguap

66

sifat mekanik meliputi stability, drop test, dan ketahanan terhadap air

Briket yang bermutu baik sebagai bahan bakar memiliki sifat sebagai

berikut :

Tidak berasap dan tidak berbau.

Mempunyai kekuatan tekan lebih dari 6 kg/cm2 sehingga tidak

mudah pecah saat dipindah atau diangkat.

Mempunyai suhu pembakaran tetap (350 °C) dalam waktu yang

lama (8-10 jam).

Gas hasil dari proses pembakaran tidak mengandung CO yang

tinggi.

Tidak mengotori tangan, tidak cepat habis terbakar, dapat

menyala terus tanpa dikipas dan tidak memercik.

nilai kalor adalah nilai panas pembakaran yang dihasilkan oleh briket

Bom kalorimeter adalah alat untuk mengukur nilai kalor briket

Kadar air briket adalah perbandingan berat air yang terkandung dalam

briket dengan berat kering briket tersebut

Rendemen merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi berat bahan

baku yang dihitung dalam persen.

Volatile matter adalah bagian dari briket dimana akan berubah

menjadi volatile matter (produk) bila briket tersebut dipanaskan tanpa

udara pada suhu lebih kurang 950 oC

Kadar abu adalah berat yang tertinggal setelah pembakaran briket.

Kadar karbon terikat (fixed carbon) merupakan fraksi karbon (C) yang

terikat di dalam briket selain fraksi abu, air, dan zat menguap.

Densitas briket merupakan perbandingan massa dengan volume

briket

drop test adalah perlakuan untuk menguji ketahanan briket

Stability adalah pengujian untuk mengetahui perubahan bentuk dan

ukuran dari briket sampai briket mempunyai ketetapan ukuran dan

bentuk stabil.

67

6. Evaluasi Materi

a) Jelaskan menurut pendapat kalian apa keuntungan adanya standar

kualitas untuk biobriket?

b) Coba kalian identifikasi peralatan di laboratorium kimia, apakah ada

peralatan yang bisa dijadikan alat untuk pengujian biobriket secara

sederhana?

c)

Ada tiga buah briket dengan luas alas yang sama. Bila tinggi dan

massa ketiga briket berturut turut adalah

a) 7 cm dan 50 gr

b) 6 cm dan 60 gr

c) 5 cm dan 60 gr

Manakah di antara ketiga briket di atas yang memiliki kualitas paling

bagus? Jelaskan alasan jawaban kalian

d) Hitunglah kadar air sebuah briket bila berat mula-mula adalah 70 gr dan

berat setelah dikeringkan adalah 50 gram!

7. Umpan balik dan tindak lanjut

Setelah mengerjakan latihan soal dan evaluasi materi, jika masih ada

jawaban yang salah anda harus mengulang membaca materi diatas,

sampai jawabannya benar. Dan jika jawaban soal dan evaluasi benar

semua maka anda bisa melanjutkan ke materi selanjutnya.

(a) (b) (c)

68

BAB 3

PENUTUP

Kebutuhan bahan bakar nabati untuk menggantikan bahan bakar dari fosil

sudah tidak bisa ditawar lagi. Hal ini dikarenakan persediaan bakar bakar yang berasal

dari fosil persediaanya sudah menipis, sedangkan kebutuhan manusia akan bahan

bakar semakin meningkat. Peningkatan produksi bahan bakar nabati diupayakan terus

menerus melalui berbagai macam cara, mulai dari kebijakan yang dikeluarkan

pemerintahan mengenai bahan bakar nabati sampai upaya mandiri dari masyarakat

untuk memproduksi bahan bakar nabati skala kecil.

Peningkatan produksi bahan bakar nabati harus disertai peningkatan kualitas

produk. Kualitas produk bahan bakar nabati akan mengacu pada standar yang

ditetapkan oleh pemerintahan yaitu standar nasional Indonesia (SNI) untuk keperluan

dalam negeri atau standar yang ditetapkan oleh negara pemakai produk bahanbakar

nabati kita.

Bahan bakar nabati yang telah diproduksi akan melalui proses pengujian yang

telah distandarkan sebelum dipasarkan. Pengujian kualitas merupakan rangkaian yang

tidak bisa dihilangkan dalam proses produksi bahan bakar nabati.

69

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad Syafiq. 2009. Uji Kualitas Fisik Dan Kinetika Reaksi Briket Kayu Kalimantan

Dengan Dan Tanpa Pengikat. Surakarta. Universitas Sebelas Maret

Andes Ismayana* dan Moh. Rizal Afriyanto . Vol. 21 (3), 186-193. Pengaruh Jenis Dan

Kadar Bahan Perekat Pada Pembuatan Briket Blotong Sebagai Bahan Bakar

Alternatif. Institut Pertanian Bogor.

Anonim, 2008. “Brosur PT. Madu Baru Yogyakarta”. PS. Madukismo : Yogyakarta.

Desroir, Norman.1988, “Unit Processing Organic Synthesis”, Ed 5, Mc Graw Hill Book

Company, New York.

Fadiz, S. 1998. “Mikrobiologi Pangan 1”. Gramedia Pustaka Utama : Jakarta.

Groggin P. H. 1968, “Alkohol Their Chemistry, Properties & Manufactures”, Reinhold

Book Corporation, New York.

http://id.scribd.com/doc/76890578/Cara-Kerja-Kalorimeter-Bom, 11 Maret 2014 pukul

10.15

Munas Martynis, Elmi Sundari dan Ellyta Sari. 2012. Pembuatan Biobriket Dari Limbah

Cangkang Kakao. Padang. Universitas Bung Hatta

Nodali Ndraha. 2009, Uji Komposisi bahan pembuat briket bioarang tempurung kelapa

dan serbuk kayu terhadap mutu yang dihasilkan. Departemen Teknologi

Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

Perry, J H. 1949, “Chemical Engineering Hand Book” Edition, Mc. Graw Hill Company.

Inc . New York, Toronto & London

SNI No. 06-3565-2009. BSN. Jakarta

Suharto, Ign. 1995. “Bioteknologi dalam Dunia Industri”. Andi Offset : Yogyakarta.

Toharisman, Aris dan Hendro Santosa. 1999. “Mutu Bahan Baku dan Preparasi Medium

Fermentasi” Pelatihan Teknologi Alkohol, Pusat Penelitian Perkebunan

Indonesia, Pasuruan.

Moch. Ervando Among Satmoko. 2013. Pengaruh Variasi Temperatur Cetakan

Terhadap Karakteristik Briket Kayu Sengon Pada Tekanan Kompaksi 6000 Psig.

Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

70

Sugeng Riyanto. 2009. Uji Kualitas Fisik Dan Uji Kinetika Pembakaran Briket Jerami

Padi Dengan Dan Tanpa Bahan Pengikat. Surakarta. Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Santosa, Mislaini R., dan Swara Pratiwi Anugrah. 2010. Studi Variasi Komposisi Bahan

Penyusun Briket dari Kotoran Sapi dan Limbah Pertanian. Padang. Jurusan

Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Andalas

Kampus Limau Manis.