PEMBUATAN BIOBRIKET DARI

LIMBAH FLY ASH PABRIK GULA

DENGAN PEREKAT LUMPUR

LAPINDO

Ahmad Fauzul A (2311 030 053)

Rochmad Onig W (2311 030 060)

Pembimbing : Ir. Imam Syafril, MT.

LATAR BELAKANG MASALAH

Sumber energi yg mulaimenipis

Ketersediaan Fly Ash melimpah

Sumber lahan kritisyg belumtereksploitasipemanfaatannya

SOLUSI

konversi energike biomassa

Biomassaadalah bahanorganik yg dihasilkanmelalui prosesfotosintesis, baikberupa produkmaupun buangan.

PEMBUATAN BIOBRIKET dariLIMBAH FLY ASH PABRIK GULA DENGAN PEREKAT LUMPUR LAPINDO

MENGAPA DEMIKIAN??

Limbah biomassa dan sampah bisamenjadi salah satu pilihan sumber energialternatif. Contoh nyata pemanfaatanbiomassa yg berasal dari produk limbahaktivitas kehutanan dan perkebunan dantelah dilaksanakan yaitu briket

Pada penelitian Amanda (2012) menyatakanbahwa kandungan lumpur lapindo ygberperan dalam meningkatkan nilai kaloribriket arang kayu adalah Fe karena memilikinilai konduktivitas termal yang tinggisehingga dapat meningkatkan nilai kalori.

TUJUAN INOVASI PRODUK

PERUMUSAN MASALAH

1. Menentukan rasio campuran dari komposisi biobriket yang mempunyai nilai kalor optimum.

2. Menguji biobriket dari fly ash dengan perekat lumpur lapindoterhadap SNI.

1. Mengetahui pengaruh campuran komposisi dari fly ash danlumpur lapindo terhadap nilai kalor.

2. Mengetahui lamanya waktu penyalaan dari biobriket.3. Membandingkan kadar air dan nilai kalor biobriket dari fly ash

dengan penambahan lumpur lapindo sebagai perekat denganbiobriket SNI.

TINJAUAN PUSTAKA

Biobriket merupakan salah satu sumber energi alternatif yg dapatdigunakan untuk menggantikan sebagian dari kegunaan minyaktanah. Biobriket merupakan bahan bakar yg berwujud padat danberasal dari sisa-sisa bahan organik. Bahan baku pembuatan arangbiobriket pada umumnya berasal dari, tempurung kelapa, serbukgergaji, dan bungkil sisa pengepresan biji-bijian.

Fly ash dan bottom ash adalah terminologi umum untukabu terbang yang ringan dan abu relatif berat yang timbul dari suatu proses pembakaran suatu bahan yang lazimnya menghasilkan abu.

Abu pembakaran ampas tebu merupakan hasil perubahankimiawi dari pembakaran ampas tebu murni. Ampas tebuyang digunakan sebagai proses pada bahan bakar untukmemanaskan boiler dengan suhu mencapai 5500-600oC danlama pembakaran setiap 4-8 jam dilakukan pengangkutanatau pengeluaran abu dari dalam boiler, karena jika dibiarkantanpa dibersihkan akan terjadi penumpukan yang akanmengganggu proses pembakaran ampas tebu berikutnya

Lumpur Lapindo

No Unsur Persen (%)

1 Fe 37,36

2 Si 37

3 Al 7

4 Ca 6,67

5 K 5,03

Hasil analisa kandungan serbuk lumpurlapindo dan serbuk arang kayu

Penambahan perekat lumpur lapindo selain menaikkan nilaikalor juga dalam pembuatan briket bertujuan agar partikelsaling berikatan dan tidak mudah hancur.

No Bahan BakarNilai Kalor

(kal/gr)

1 Kayu Kering 4490,303

2 Batu bara muda 1886,883

3 Batu bara 6998,185

4 Arang kayu 7045,954

5 Minyak bumi mentah 10079,297

6 Bahan bakar minyak 10222,605

7 Gas Alam 9721,028

Nilai Kalor Beberapa Bahan Bakar

ParameterSNI

no.1/4931/2010

Kadar Air (%)

Kadar Abu (%)

Zat Terbang (%)

Nilai Kalori

(Cal/g)

Fixed Carbon

(%)

8

8

15

5000 kal/ gram

77

SNI BIOBRIKET

METODOLOGI PERCOBAAN

HASIL ANALISA BAHAN

No. SifatFly Ash PG.

Mojopanggung

Fly Ash PG.

CandiLumpur Lapindo

1.Kadar air

(%)0,3 0,3 6,3

2.Kadar abu

(%)42,32 43,33 -

No. Nama bahan baku Nilai kalor (kcal/kg)

1. Fly Ash PG. Mojopanggung 1224

2. Fly Ash PG. Candi 1211

HASIL ANALISA BIOBRIKET

% Bahan Bio Briket Hasil Uji Percobaan SNI

no.1/4931/2010

Komposisi

Fly Ash

Starch Tekanan

(kPa)

Kadar Air (%) Cepat Penyalaan

(detik)

Laju Pengurangan

Masa (gr)

Nilai Kalor

(Kkal/kg)

Kadar

Air (%)

Nilai

Kalor

(Kkal/

kg)

Mojo

Pang

gung

Cand

i

Mojo

Panggu

ng

Candi Mojo

Panggung

Candi Mojo

Panggung

Candi Mojo

Panggung

Candi

80 20 20 5,6 5,7 443 451 0,00227 0,00204 1710 1615 8 5000

30 5,6 5,9 471 477 0,00196 0,00297

90 10 20 4,9 5,3 432 435 0,0022 0,00266 1723 1717

30 5,4 5,4 466 464 0,00185 0,00206

Hasil Uji Biobriket tanpa menggunakan Oksidator

% Bahan Bio Briket Hasil Uji Percobaan SNI

no.1/4931/2010

Komposisi

Fly Ash

Lumpur

Lapindo

Tekanan

(kPa)

Kadar Air (%) Cepat Penyalaan

(detik)

Laju Pengurangan Masa

(gr)

Nilai Kalor

(Kkal/kg)

Kadar

Air

(%)

Nilai

Kalor

(Kkal/k

g)

Mojo

Pangg

ung

Ca

ndi

Mojo

Panggung

Candi Mojo

Panggung

Candi Mojo

Panggung

Candi Mojo

Pangg

ung

Cand

i

80 20 20 5,8 6,1 394 391 0,00253 0,00181 2352 2100 8 5000

30 5,2 5,7 417 414 0,00196 0,0024

90 10 20 5,6 5,6 376 384 0,00275 0,00246 2600 2442

30 4,7 4,9 408 411 0,00193 0,00196

Hasil Uji Biobriket dengan Perekat Lumpur Lapindo tanpa oksidator

% Bahan Bio Briket Hasil Uji Percobaan SNI

no.1/4931/201

0

Komposisi

Fly Ash

Starch Tekan

an

(kPa)

Kadar Air (%) Cepat Penyalaan

(detik)

Laju Pengurangan Masa

(gr)

Nilai Kalor

(Kkal/kg)

Kadar

Air

(%)

Nilai

Kalor

(Kkal/k

g)Mojo

Pangg

ung

C

a

n

di

Mojo

Panggu

ng

Candi Mojo

Panggu

ng

Candi Mojo

Panggung

Candi Mojo

Pangg

ung

Candi

70 20 20 6,2 6,3 392 387 0,0022 0,00218 3745 3679 8 5000

30 5,4 5,5 407 402 0,00247 0,00249

80 10 20 5,3 5,8 377 371 0,00194 0,00266 3753 3688

30 5,3 5,1 389 394 0,0019 0,00209

Hasil Uji Biobriket dengan Penambahan Oksidator

% Bahan Bio Briket Hasil Uji Percobaan SNI

no.1/4931/2010

Komposisi

Fly Ash

Lumpur

Lapindo

Tekana

n (kPa)

Kadar Air (%) Cepat Penyalaan

(detik)

Laju Pengurangan

Masa (gr)

Nilai Kalor

(Kkal/kg)

Kada

r Air

(%)

Nilai

Kalor

(Kkal/kg

)Mojo

Panggu

ng

Can

di

Mojo

Panggun

g

Candi Mojo

Panggung

Candi Mojo

Panggung

Candi Mojo

Panggun

g

Cand

i

70 20 20 6,3 5,8 315 332 0,00277 0,00291 3821 3811 8 5000

30 6,2 5,9 337 341 0,00201 0,00217

80 10 20 5,4 5,4 310 321 0,00166 0,0026 3929 3880

30 5,6 5,4 326 333 0,00256 0,00172

Hasil Uji Biobriket dengan Perekat Lumpur Lapindo menggunakan Oksidator

2050

2100

2150

2200

2250

2300

2350

2400

2450

2500

2550

2600

2650

2700

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Nila

i Kal

or

(Kka

l/K

g)

Komposisi

PG MojoPanggung

PG Candi

Grafik Perbandingan Komposisi bahan denganperekat Lumpur Lapindo terhadap Nilai Kalor

3700

3720

3740

3760

3780

3800

3820

3840

3860

3880

3900

3920

3940

3960

3980

4000

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Nila

iKal

or

(Kal

/Kg)

Komposisi

PG MojoPanggung

PG Candi

Grafik Perbandingan Komposisi bahan perekatLumpur Lapindo dengan penambahan oksidatorterhadap Nilai Kalor

PEMBAHASAN

•Bahwa nilai kalor semakin besar seiring dengan banyaknyakomposisi bahan baku.

•Namun dikarenakan biobriket mempunyai sifat higroskopis (mudah menyerap air dalam udara yang lembab) mempengaruhi nilai kalor biobriket tersebut.

•Pada penelitian ini, nilai kalor terbesar dihasilkan oleh biobriketdengan komposisi 80% Fly Ash dari PG MojoPanggung dan 10% starch berupa Lumpur Lapindo yaitu 3929 kkal/kg dengan 10% oksidator

•Sedangkan nilai kalor terkecil dihasilkan oleh biobriket dengankomposisi 80% Fly Ash dari PG Candi dan 20% starch berupa kanji yaitu sebesar 1615 kkal/kg.

•Jika dikaitkan dengan nilai kalor dari tiap bahan baku, makasemakin banyak campuran dari komposisi suatu biobriket denganpenambahan starch berupa Lumpur Lapindo di dalamnya dapatmeningkatkan nilai kalor dari tiap-tiap bahan baku tersebut.

Cepat Penyalaan (detik)

Perekat Kanji tanpa

Oksidator

Perekat Kanji dengan

Oksidator

Perekat Lumpur

Lapindo tanpa

Oksidator

Perekat Lumpur

Lapindo dengan

Oksidator

Mojopanggung Candi Mojopanggung Candi Mojopanggung Candi Mojopanggung Candi

443 451 392 387 394 391 315 332

471 477 407 402 417 414 337 341

432 435 377 371 376 384 310 321

466 464 389 394 408 411 326 333

bahwa besar kecilnya waktu yang diperlukan (lama waktu) untuk penyalaan awalbiobriket dipengaruhi oleh :Penambahan Oksidator pada komposisi dari biobriket & Kadar air dari briket ygbanyak, maka penyalaan awal biobriket semakin lama

Pada penelitian ini, waktu penyalaan awal terbesar (penyalaan awal lama) dihasilkanoleh biobriket dari PG Candi dengan komposisi 80% fly ash dan 20% starch berupatepung kanji yaitu 477 detik, sedangkan penyalaan awal terkecil (penyalaan awal cepat) dihasilkan oleh biobriket dengan komposisi 80% fly ash, 10% perekat berupa lumpurlapindo, 10% oksidator, yaitu sebesar 310 detik.

KESIMPULAN

Kesesuaian Biobriket Hasil Penelitian dengan Biobriket Pasaran.

Kadar Air

Biobriket hasil penelitian memiliki range kadar air sebesar 4,5 – 6,5 %, sedangkanbiobriket SNI memiliki nilai kadar air sebesar 8%. Perbandingan hasil analisa kadarair biobriket hasil penelitian dengan biobriket SNI dapat dilihat pada tabel. Daripernyataan tersebut dapat diketahui bahwa biobriket hasil penelitian lebih baikdaripada biobriket SNI.

Nilai Kalor

Biobriket hasil penelitan menghasilkan nilai kalor tertinggi sebesar 3929 kcal/kgsedangkan biobriket SNI memiliki nilai kalor sebesar 5000 kcal/kg. Dari pernyataantersebut, dapat diketahui bahwa biobriket hasil penelitian masih belummemenuhi syarat, selisihnya jauh berbeda dengan nilai kalor biobriket SNI.Dengan demikian biobriket hasil penelitian belum sepenuhnya layak apabila dijualdi pasaran.

Neraca Massa

Kapasitas Produksi : 100kg/hariOperasi : 330 hari/tahunSatuanmassa : kgBasis waktu : 1 hari

Basis Praktikum

Bahan awal Hasil jadi

Fly ash 54 Wet briket 47,63

lapindo 6 Briket jadi 45,65

Air lapindo 5,14

65,14Nb : densitas

air lapindo1,028

Mixer

Lumpur

Lapindo

13,14 kg/hari

Fly Ash

118,29

kg/hari

Campuran biobriket

142,69 kg/hari

Air Lumpur

Lapindo

11,26 kg/hari

Neraca Massa Mixer

Fungsi : Menghomogenkan campuran

Fly Ash :SiO2 = 71 % x 118,29= 83,99Al2O3 = 1,9 % x 118,29 = 2,25Fe2O3 = 7,8 % x 118,29 = 9,23CaO = 3,4 % x 118,29 = 4,02MgO = 0,3 % x 118,29 = 0,35K2O = 8,2 % x 118,29 = 9,70P2O5 = 3,0 % x 118,29 = 3,55MnO = 0,2 % x 118,29 = 0,24H2O = 0,3 % x 118,29 = 0,35Impurities = 3,9 % x 118,29 = 4,61Total = 118,29 kg/hari

Lumpur Lapindo :Fe = 37,36 % x 13,14 = 4,91Si = 37 % x 13,14 = 4,86Al = 7 % x 13,14 = 0,92Ca = 6,67 % x 13,14 = 0,88K = 5,03 % x 13,14 = 0,66H2O = 6,3 % x 13,14 = 0,83Impuroties = 0,64 % x 13,14 = 0,08

Total = 13,14 kg/hari

Air Lumpur Lapindo = 11,26 kg/hari

Bahan KeluarCampuran Biobriket = 142,69 kg/hari

Masuk Keluar

Fly Ash 118,29

Campuran

biobriket142,69

Lumpur

lapindo13,14

Air lumpur 11,26

Total 142,69 142,69

Neraca Massa

Neraca massa Alat Press

Fungsi : memampatkan campuran biobriket

Campuran biobriket

I42,69kg/hari

Campuran biobriket

I42,69kg/hari

Alat Press

Mass Loss

38,36 kg/hari

Bahan Masuk:Campuran Biobriket = 142,69Bahan KeluarWet Biobriket = 104,33Mass loss = a

Mass balanceBahan masuk = Bahan Keluar

Campuran biobriket = wet biobriket + mass loss142,69 = 104,33 + a

a = 38,36

Neraca Massa

Bahan Masuk Bahan Keluar

Komponen Massa (kg) Komponen Massa (kg)

Campuran

biobriket142,69 Wet biobriket 104,33

Mass loss

Air

CampuranBriket

3,41

34,95

Total 142,69 Total 142,69

Neraca Massa OvenFungsi : mengurangi kadar air biobriket

Wet biobriket

104,33 kg/hari

Dry biobriket

100 kg/hari

H2O

4,33 kg/hari

Dryer

Bahan Masuk:Wet biobriket = 104,34Bahan KeluarDry Biobriket = 100H2O = a

Mass balance :Bahan masuk = Bahan KeluarWet biobriket = Dry biobriket + H2O104,34 = 100 + aa = 4,33

Bahan Masuk Bahan Keluar

Komponen Massa (kg) Komponen Massa (kg)

Wet biobriket 104,33 Dry biobriket

Mass loss

100

4,33

Total 104,33 Total 4,33

Neraca massa

Aliran (2)

H2O

Aliran (1)

Wet biobriket

Aliran (4)

Dry biobriket

Aliran (3)

Q supply

Oven

Aliran 1 Massa

(kg/hari)

Cp

(kJ/kgoK)

T

(0K)

T-Tref

(0K)

∆H

(kJ/hari)

Wet

biobriket

104,33 22,181 303 5 11570,72

Q Masuk

Q total masuk = aliran 1 + aliran 3= 11570,72+ Q supplay

NERACA PANASNeraca Panas Pengovenan biobriketFungsi : mengurangi kadar air biobriketKondisi operasi : T= 1050C

P = 1 atm

Q keluarAliran 2 = 11055,06 kJ/hari

Massa

(kg/hari)

Cp

(kJ/kg0K)

Tawal

(0K)

Takhir

(0K)

∆T

(0K)

∆H

(kJ/hari)

4,33 4,2296 303 373 70 1281,99

1. ∆H air pada suhu 1000C

Massa

(kg/hari)

Panaslaten (HV-HL)

(kJ/kg)

∆H

(kJ/hari)

4,33 2257,06 9773,07

2. ∆H air pada suhu 1000C

Aliran 4 Massa

(kg/hari)

Cp

(kJ/kgoC)T-Tref

(0C)

∆H

(kJ/hari)

Dry biobriket 100 22,181 75 166357,5

Q total keluar = aliran 2 + aliran 4= 11055,06 + 166357,5= 177412,56 kJ

Q supply + Q-in = Q-out + Q-lossQ supply + Q-in = Q-out + 5 % Q supply

95 % Q supply = Qout – Qin95 % Q supply = 177412,56 – 11570,72 95 % Q supply = 165841,84

Q supply = 174570,36

Masuk Q masuk (kJ) Keluar Q keluar (kJ)

Aliran 1

Wet biobriket

Aliran 3

Q supply

11570,72

174570,36

Aliran 2

H2O

Aliran 4

Dry biobriket

Qloss

11055,06

166357,5

8728,52

Q total masuk 186141,08 Q total keluar 186141,08

Neraca Panas Pengeringan biobriket

ESTIMASI BIAYA

No Keterangan Kuantitas Harga (Rp.)Total Biaya

(Rp.)

A. Bahan Baku + Perlengkapan

1. Fly Ash 118,29 Kg 50.000 50.000

2. Lumpur lapindo 13,14 Kg 20.000 20.000

B. Utilitas

7. Air 12 L 4.000/m3 48

10. Listrik 48,5 kWH 1352/kWH 65.572

C. Lain-Lain

11. GajiKaryawan 2 Orang 35.000/orang 70.000

Sub-total 205.620

Investasi Bahan Habis Pakai (Variable Cost) selama 1 hari

NO Keterangan Kuantitas Harga (Rp.) Total Biaya

(Rp.)

1. Oven briket 1 Unit 16.000.000 16.000.000

2. Alatpres 1 Unit 16.500.000 16.500.000

3. Tangki 1 Unit 200.000 200.000

Sub-total 32.700.000

InvestasiAlat (Fixed Cost) selama 1 tahun

Total Biaya Produksi dalam 1 hari = Rp.205.620,-Biaya Produksi Perbulan = Rp.205.620,- x 26

= RP.5.346.120,-Biaya Produksi Pertahun = RP.5.346.120,-x 12

= Rp.64.153.440,-

Total Produksi Biobriket dalam 1 hari = 100 KgTotal Produksi Biobriket Perbulan = 100 x 26

= 2.600 KgTotal Produksi Biobriket Pertahun = 2600 Kg x 12

= 31.200 Kg Total Biaya Produksi = Fixed Cost (FC) + Variabel Cost (VC)

= Rp.32.700.000,- + Rp. 64.153.440,-= Rp.96.853.440,-

Margin Keuntungan yang diinginkan = 30% dari HPP= 30% x Rp.3104,3.-= Rp.931,3,-

Harga Jual Akhir = HPP + Marjin= Rp.3104.3.- + Rp.931.3.-= Rp.4035,6,-

Dibulatkan = Rp.4000,-

Total Penjualan = Rp.4000,- x 31200 kg = Rp.124.800.000,-

Unit yang

dijual (Liter)

Pendapatan

Total (Rp.)

BiayaTetap

(Rp.)

BiayaVariabel

(Rp.)

Biaya Total

(Rp.)

2600 10400000 32700000 5346120 38046120

5200 20800000 32700000 10692240 43392240

7800 31200000 32700000 16038360 48738360

10400 41600000 32700000 21384480 54084480

13000 52000000 32700000 26730600 59430600

15600 62400000 32700000 32076720 64776720

18200 72800000 32700000 37422840 70122840

20800 83200000 32700000 42768960 75468960

23400 93600000 32700000 48115080 80815080

26000 104000000 32700000 53461200 86161200

28600 114400000 32700000 58807320 91507320

31200 124800000 32700000 64153440 96853440

Perhitungan Biaya

0

20000000

40000000

60000000

80000000

100000000

120000000

140000000

Bia

ya d

an P

en

jual

an (

Rp

.)

Unit Penjualan(Kg)

Pendapatan Total

Biaya Total

GRAFIK BEP

TERIMA KASIH