TUGASMATA KULIAH TEKNOLOGI PENGEMBANGAN PRODUK DERIVAT PERKEBUNANPraktikum Pembuatan Briket Cangkang Kulit Kopi

Oleh:Dina Mustika Rini111710101002Rafiqa Anggraini 111710101010Febri Ardianto 111710101032Dwika Mayangsari111710101040Bening Lestari111710101072Dandy Pradita111710101076

TEKNOLOGI HASIL PERTANIANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANUNIVERSITAS JEMBER2013BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangSaat ini kebutuhan energi masyarakat semakin meningkat sedangkan sumber energi yang saat ini digunakan umumnya adalah sumber energi yang tidak dapat diperbarui berasal dari fosil ribuan tahun lalu. Keadaan ini akan menyebabkan berkurangnya sumber energy bahkan jika terus menerus digunakan sumber bahan bakar tersebut akan habis. Untuk mengatasi hal tersebut maka perlu energi alternatif yang dapat terbarukan,selain itu juga ramah lingkungan, dan ekonomis.Briket adalah bahan bakar alternatif yang menyerupai arang tetapi terbuat/tersusun dari bahan non kayu.Briket biasanya digunakan untuk memasak dan untuk melakukan proses pembakaran, dll.Limbah adalah bahan samping dari suatu pengolahan yang tidak dipakai.Keberadaan limbah pertanian ini dapat diperluas penggunaanny, misalnya sebagai alternative bahan bakar seperti briket.Limbah yang berpotensi adalah limbah perkebunan salah satunya dari komoditi kopi.Kulit kopi memiliki nilai kalor yang tinggi sebesar 4.427 kal/gr dan ampas kopi mengandung minyak dengan11-20% berat. Sehingga cocok untuk pembuatan briket .

1.2 Tujuan1. Mengetahui cara pembuatan briket kulit cangkang kopi2. Mengetahui perbedaan antara briket kulit cangkang kopi dengan briket yang ada dipasaran.3. Mengetahui pengaruh konsentrasi kanji terhadap briket yang dihasilkan.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 BriketBriket merupakan bahan bakar padat yang terbuat dari limbah organik, limbah pabrik maupun dari limbah perkotaan.Bahan bakar padat ini merupakan bahan bakar alternatif atau merupakan pengganti bahan bakar minyak yang paling murah dan dimungkinkan untuk dikembangkan secara masal dalam waktu yang relatif singkat mengingat teknologi dan peralatan yang digunakan relative sederhana.(Kementrian Negara Riset dan Teknologi @2004.ristek.go.id).

2.2 Kandungan Kulit Tanduk KopiBagian buah yang terletak antara daging buah dengan biji (endosperm) disebut kulit tanduk. Berikut komposisi kimia kulit tanduk pada biji kopi robusta dan biji kopi Arabica :KomponenArabika (%)Robusta (%)

Protein kasarSerat kasarHemiselulosaGulaPentosanAbuLight petroleum extract1,4650,2011,6021,3026,000,960,352,2060,247,58--3,30-

Kulit tanduk berperan sebagai pelindung biji kopi dari kerusakan mekanis yang mungkin terjadi pada waktu pengolahan.(Simanjuntak. 2011)

2.3 Pembakaran Bahan Bakar PadatMenurut Himawanto D. A. (2005), mekanisme pembakaran biomassa terdiri dari tiga tahap yaitupengeringan (drying), devolatilisasi (devolatilization), dan pembakaran arang (charcombustion). Pengeringan (drying)Dalam proses ini bahan bakar mengalami proses kenaikan temperatur yang akan mengakibatkan menguapnya kadar air yang berada pada permukaan bahan bakar tersebut, sedangkan untuk kadar air yang berada di dalam akan menguap melalui pori-pori bahan bakar padat tersebut. (Borman dan Ragland, 1998). Devolatilisasi (devolatilization)Setelah proses pengeringan, bahan bakar mulai mengalami dekomposisi, yaitu pecahnya ikatan kimia secara termal dan zat terbang (volatilematter) akan keluar dari partikel. Volatilematter adalah hasil dari proses devolatilisasi.. Pembakaran arang (char combustion)Sisa dari pirolisis adalah arang (fixed carbon) dan sedikit abu, kemudian partikel bahan bakarmengalami tahapan oksidasi arang yangmemerlukan 70% - 80% dari total waktupembakaran. Laju pembakaran arang tergantungpada konsentrasi oksigen, temperatur gas,bilangan Reynolds, ukuran, dan porositas arang.Arang mempunyai porositas yang tinggi. Lajureaksi global dirumuskan dalam istilah lajureaksi massa arang per satuan luas permukaanluar dan per satuan konsentrasi oksigen di luarlapis batas partikel. Sehingga reaksi global biasadituliskan sebagai berikut :C + O2 CO (a)dimana permukaan karbon juga bereaksi dengan karbondioksida dan uap air dengan reaksi reduksi sebagai berikut :C + CO2 2CO (b)C + H2O CO + H2 (c)Reaksi reduksi (b) dan (c) secara umum lebih lambat daripada reaksi oksidasi (a), dan untuk pembakaran biasanya hanya reaksi (a) yang diperhitungkan.

2.4 Karakteristik BriketBahan bakar padat memiliki spesifikasi dasar antara lain sebagai berikut : Nilai kalor (Heating value/calorific value) Nilai kalor bahan bakar padat terdiri dari GHV (gross heating value/nilai kalor atas) dan NHV (net heating value/nilai kalor bawah). Nilai kalor bahan bakar adalah jumlah panas yang dihasilkan atau ditimbulkan oleh suatu gram bahan bakar tersebut dengan meningkatkan temperatur 1 gr air dari 3,5C-4,5C, dengan satuan kalori. Makin tinggi berat jenis bahan bakar, makin rendah nilai kalor yang diperolehnya. Adapun alat yang digunakan untuk mengukur kalor disebut kalorimeter bom (Bomb Calorimeter). Kadar air (Moisture)Kandungan air dalam bahan bakar, air yangterkandung dalam kayu atau produk kayudinyatakan sebagai kadar air (Haygreen dkk,1989). Kadar Abu (Ash)Abu atau disebut dengan bahan mineral yangterkandung dalam bahan bakar padat yangmerupakan bahan yang tidak dapat terbakarsetelah proses pembakaran. Abu adalah bahanyang tersisa apabila bahan bakar padat (kayu)dipanaskan hingga berat konstan (Earl, 1974).. Volatile matter (Zat-zat yang mudah menguap)Volatile matter (zat-zat yang mudah menguap)merupakan salah satu karakteristik yangterkandung dari suatu biobriket.Semakinbanyak kandungan volatile matter pada biobriket maka semakin mudah biobriket untukterbakar dan menyala, sehingga lajupembakaran semakin cepat. Fixed Carbon (FC)Kandungan fixed carbon, yaitu komponen yangbila terbakar tidak membentuk gas yaitu KT(karbon tetap) atau disebut FC (fixed carbon),atau bisa juga disebut kandungan karbon tetapyang terdapat pada bahan bakar padat yangberupa arang (char).(widarti, 2011)Menurut Sulistyanto A. (2006), dari hasil penelitiannya didapatkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik pembakaran briket, antara lain : Laju pembakaran biobriket paling cepat adalah pada komposisi biomassa yang memiliki banyak kandungan volatile matter (zat-zat yang mudah menguap). Semakin banyak kandungan volatile matter suatu biobriket maka semakin mudah biobriket tersebut terbakar, sehingga laju pembakaran semakin cepat. Kandungan nilai kalor yang tinggi pada suatu biobriket saat terjadinya proses pembakaran biobriket akan mempengaruhi pencapaian temperatur yang tinggi pula pada biobriket, namun pencapaian suhu optimumnya cukup lama. Semakin besar berat jenis (bulk density) bahan bakar maka laju pembakaran akan semakin lama. Dengan demikian biobriket yang memiliki berat jenis yang besar memiliki laju pembakaran yang lebih lama dan nilai kalor lebih tinggi dibandingkan dengan biobriket yang memiliki berat jenis yang lebih rendah. Makin tinggi berat jenis biobriket semakin tinggi pula nilai kalor yang diperolehnya.

2.5 Faktor-faktor yang mempengaruhi pembakaran bahan bakar padatBahan bakar padat (Sulistyanto A, 2006), adalah :a. Ukuran partikelSalah satu faktor yang mempengaruhi pada proses pembakaran bahan bakar padat adalah ukuran partikel bahan bakar padat yang kecil. Dengan Partikel yang lebih kecil ukurannya, maka suatu bahan bakar padat akan lebih cepat terbakar.b. Kecepatan aliran udaraLaju pembakaran biobriket akan naik dengan adanya kenaikan kecepatan aliran udara dan kenaikan temperatur.c. Jenis bahan bakarJenis bahan bakar akan menentukan karakteristik bahan bakar. Karakteristik tersebut antara lain kandungan volatile matter (zat-zat yang mudah menguap) dan kandungan moisture (kadar air). Semakin banyak kandungan volatile matter pada suatu bahan bakar padat maka akan semakin mudah bahan bakar padat tersebut untuk terbakar dan menyala.d. Temperatur udara pembakaranKenaikan temperatur udara pembakaran menyebabkan semakin pendeknya waktu pembakaran.e. Karakteristik bahan bakar padat yang terdiridari kadar karbon, kadar air (moisture), zat-zat yang mudah menguap (Volatile matter) , kadar abu (ash), nilai kalori.

2.6 Kualitas BriketAdapun kualitas briket dapat dilihat pada tabel di bawah ini.Sifat briketKualitas briket

JepangInggrisAmerikaIndonesia

Kadar air (%)6 83 467,75

Kadar abu (%)3 68 10185,51

Kadar zat menguap (%)15 30161916,14

Kadar karbon terikat (%)60 80755878,35

Kerapatan (g/cm3)1 20,8410,4407

Keteguhan tekan (kg/cm2)6012,7620,46

Nilai kalori (kal/g)6000 7000650070006814,11

Sumber: Hendra, 1999

BAB 3. METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan3.1.1 Alat Blender Ayakan 100 mesh Baskom Gelas ukur Neraca analitik Kuali Pengaduk Kompor Beaker glass Kaleng bekas Pembuka tutup kaleng

3.1.2 Bahan Kulit tanduk kopi 2@100 gr Kanji 10 gr dan 20 gr Air 2@100 ml

3.2 Skema Kerja Pembuatan Briket

Pencampuran Kulit tanduk kopi PenggilinganPengayakan 100 meshPenimbangan @ 100 grKulit cangkang kopi haluspemasakan lem kanjiKanji (10%,20 %) air 100 mlLem kanji Pengamatan fisik meliputi: laju pengurangan massa, kecepatan awal pembakaran, warna, dan kekompakkan.Briket kulit tanduk kopi PencetakanPengovenan 30OC 48 jam

BAB 4. DATA HASIL PENGAMATAN

Hasil Pengamatan Warna PerlakuanWarna

SebelumSesudah

Briket pasarHitamAbu-abu

Briket 10%CoklatHitam

Briket 20%CoklatHitam

KekompakkanPerlakuanKekompakkan

Briket pasar+

Briket 10%++

Briket 20%+++

Ket: semakin + semakin kompak/kuat

Laju Pengurangan MassaPerlakuan Waktu pembakaran (menit) Daya bakar (gr/menit)

Berat sebelum pembakaran (gr)Berat setelah pembakaran (gr)

Briket pasar58,67,1

Briket 10%519,117,4

Briket 20%518,817,9

Kecepatan Penyalaan BriketPerlakuanKecepatan Penyalaan Briket

Briket pasar+

Briket 10%++

Briket 20%+++

Ket: semakin + semakinmudah dinyalakan

Hasil Perhitungan Laju Pengurangan MassaPerlakuanLaju Pengurangan Massa (gr/menit)

Briket pasar0,30

Briket 10%0,34

Briket 20%0,18

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN

WarnaWarna briket yang terbuat dari cangkang kulit kopi berbeda dengan briket pasar. Warna briket yang terbuat dari cangkang kulit kopi adalah coklat muda, sedangkan warna briket pasar adalah hitam. Perbedaan ini dikarenakan teknologi yang digunakan berbeda. Pada praktikum pembuatan briket dari cangkang kopi ini tidak menggunakan teknologi karbonisasi sehingga warna briket tetap seperti warna cangkang kulit kopi itu sendiri. Sedangkan pada briket pasar memiliki warna hitam dikarenakan melalui proses karbonisasi.Warna briket kulit kopi saat dibakar berubah menjadi hitam. Sedangkan pada briket pasar warnanya berubah menjadi abu-abu. Perubahan warna yang terjadi pada briket ini dikarenakan reaksi pembakaran.

KekompakkanBriket hasil praktikum ini memiliki tingkat kekompakkan atau kekompakkan yang berbeda. Pada briket dengan penggunaan lem kanji 20% memiliki tingkat kekompakkan yang paling tinggi dibandingkan briket dengan penggunaan lem kanji 10%. Sedangkan briket pasar memiliki kekompakkan yang paling rendah. Hal ini dikarenakan briket dari cangkang kopi mengalami proses penggilingan dan pengayakan. Sehingga dengan adanya lem kanji dapat membuat briket lebih kuat dan tidak rapuh.

Kecepatan Awal PembakaranPada penelitian ini dilakukan pembakaran pada briket. Ketiga briket memiliki tingkat kemudahaan yang berbeda saat penyalaan pembakaran. Briket dengan lem kanji 20% adalah briket yang paling mudah terbakar dan menyala, sedangkan briket pasar paling sukar untuk dibakar dan menyala. Perbedaan ini dikarenakan perbedaan kandungan volatile matter pada masing-masing briket. Semakin banyak kandungan volatile matter maka biobriket semakin mudah untuk terbakar dan menyala. Volatile matter dalam bahan bakar berfungsi untuk menstabilkan nyala dan percepatan pembakaran. Tinggi rendahnya volatile matter yang dihasilkan dipengaruhi oleh jenis bahan baku.Selain karena kandungan volatil matter yang tinggi, juga dapat disebabkan oleh ukuran partikel yang lebih kecil. Semakin kecil ukuran partikel maka briket akan semakin mudah dan cepat terbakar.

Laju Pengurangan MassaBriket yang telah dibuat dilakukan pengukuran laju pengurangan massa dengan cara mencari selisih massa awal dan akhir tiap lima menit pembakaran. Dari data pengamatan didapat bahwa briket dari cangkang kulit kopi dengan kanji 10% memiliki laju pengurangan massa paling tinggi yaitu 0,34 gram/menit. Sedangkan briket pasar sebesar 0,30 gram/menit dan briket dengan lem kanji 20% 0,18 gram/menit.Hal tersebut berlawanan dengan data sebelumnya yang menunjukkan bahwa briket dengan lem kanji 20% paling mudah terbakar dan menyala dikarenakan kandungan volatil matternya yang tinggi. Seharusnya dengan volatil matter yang semakin tinggi maka semakin cepat pula laju pembakarannya. Sehingga laju pengurangan massa briket tersebut seharusnya tertinggi. Perbedaan ini bisa disebabkan saat penghitungan waktu lima menit antara satu briket dengan briket lainnya berbeda. Selain itu juga hembusan angin yang dilakukan tidak sama antara satu briket dengan briket yang lain mengakibatkan hasil yang berbeda pula. Karena laju aliran angin juga mengakibatkan semakin cepatnya reaksi pembakaran. Laju pengurangan massa atau pembakaran yang lebih cepat akan menghasilkan kalor yang lebih sedikit. Sehingga briket yang baik adalah briket yang memiliki laju pengurangan massa atau pembakaran yang lebih lama. Briket dari kulit kopi memiliki kalor yang rendah dikarenakan kandungan fixed carbon yang rendah. Hal ni dikarenakan pada prosesnya tidak melalui proses karbonisasi.

BAB VI. PENUTUP

KesimpulanAdapun kesimpulan yang di dapat dari hasil pengamatan dan pembahasan praktikum pembuatan briket dari cangkang kulit kopi adalah sebagai berikut.1. Briket merupakan bahan bakar padat yang terbuat dari limbah organik, limbah pabrik maupun dari limbah perkotaan yang menjadi alternatif bahan bakar.2. Cangkang kulit kopi dapat dimanfaatkan sebagai briket karena memiliki kandungan karbon.3. Briket dari cangkang kulit kopi berwarna coklat karena tidak melalui proses karbonisasi.4. Briket dengan lem kanji 20% memiliki tingkat kekompakkan dan kandungan volatil matter paling tinggi.5. Semakin tinggi kandungan volatil matter briket, maka semakin tinggi tingkat kemudahan dan kecepatan pembakaran.6. Briket dengan lem kanji 20% memiliki laju pengurangan massa paling rendah.

SaranPerlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mengetahui nilai kalor briket dari cangkang kulit kopi dibandingkan dari kayu.

DAFTAR PUSTAKA

Borman dan Ragland. 1998. Combustion Engineering. McGraw Hill Publishing Co, NewYork,Earl, D.E., 1974. A report on Corcoal, Andre Meyer Researc Fellow.FAO. Rome.Haygreen, J.G dkk.1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Semua Pengantar.Diterjemahkan olehSutjipto A. Hadikusumo. Yogyakarta: Gajah Mada UniversityPress.Hendra, D. 1999. Bahan Baku Pembuatan Arang dan Briket Arang.Bogor : Litbang Hutan.Gunung Batu.Himawanto, D. A. 2005, Pengaruh Temperatur Karbonasi terhadap Karakteristik Pembakaran Briket, Jurnal Media Mesin,Volume 6 No. 2, Juli 2005. SurakartaKementrian Negara Riset dan Teknologi @2004.ristek.go.idSimanjuntak. 2011.Ilmu Bahan Makanan Dan Bahan Penyegar. Semarang : universitas diponegoroSulistyanto, Amin. 2006. Karakteristik Pembakaran Biobriket Campuran Batubaradan Sabut Kelapa. Surakarta: Universitas Muhammadiyah,Widarti, Enik Sri. 2011. Study Eksperimental Karakteristik Briket Organic Dengan Bahan Baku Dan PPLH Seloliman.Jurnal.Surabaya : ITS

LAMPIRAN

(a)(b)(c)Gambar 1. (a) Briket dengan tepung kanji 10%, (b) briket dengan tepung kanji 20%, dan (c) briket pasar yang belum dilakukan uji pembakaran

Gambar 2. Proses pembakaran briket

(a) (b) (c)Gambar 3. Proses pembakaran (a) briket dengan tepung kanji 10%, (b) briket dengan tepung kanji 20%, (c) briket pasar