17

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan Penelitian

3.1.1 Alat

Beberapa alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:

• Tungku Pengarangan

Tungku Pengarangan di gunakan sebagai tempat pengarangan kulit biji

jarak dan kulit singkong sebelum di lakukan penumbukan.

Gambar 3.1 Tungku Pengarangan

• Blender

Blender digunakan sebagai alat untuk proses penghalusan bioarang

kulit biji jarak dan bioarang kulit singkong agar menjadi serbuk yang

akan digunakan untuk membuat biobriket.

18

Gambar 3.2 Blender

• Ayakan

Ayakan digunakan untuk mengayak serbuk bioarang agar

mendapatkan ukuran yang seragam dan sesuai dengan yang diinginkan

(lolos ukuran 30 dan 40 mesh).

Gambar 3.3 Ayakan

• Kompor Gas

Kompor gas digunakan untuk membuat adonan bahan perekat

biobriket yang terbuat dari tepung tapioka.

19

Gambar 3.4 Kompor Gas

• Baskom

Baskom digunakan sebagai tempat untuk mencampur adonan bioarang

dan bahan perekat.

Gambar 3.5 Baskom

• Timbangan Digital

Timbangan digital digunakan untuk menimbang berat bahan-bahan

yang akan digunakan dalam pembuatan biobriket.

20

Gambar 3.6 Timbangan Digital

• Cetakan Briket

Cetakan biobriket digunakan untuk mencetak adonan briket agar

mendapatkan bentuk yang seragam.

Gambar 3.7 Cetakan Briket

• Alat Kuat Tekan

Alat kuat tekan digunakan untuk memadatkan bioarang yang telah di

cetak agar briket tidak mudah pecah.

Gambar 3.8 Alat Kuat Tekan

21

• Oven Listrik

Oven listrik digunakan untuk proses pengeringan biobriket yang telah

dicetak agar mudah menyala pada saat proses pembakaran.

Gambar 3.9 Oven Listrik

• Bomb Calorimeter

Bomb calorimeter digunakan sebagai alat untuk mengukur nilai kalor

yang dihasilkan.

Gambar 3.10 Bomb Calorimeter

22

• Stopwatch

Stopwatch digunakan sebagai alat untuk mengetahui lama waktu

pembakaran dari briket.

Gambar 3.11 Stopwatch

3.1.2 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Kulit biji jarak

2. Kulit singkong

3. Bahan perekat (tepung tapioka)

4. Air

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan pada bulan agustus 2018. Bertempat di laboratorium

sebagai berikut :

1. Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang untuk

melakukan pengujian lama nyala briket.

2. Laboratorium Teknologi Beton Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah

Malang untuk pengepresan dan pengovenan briket.

3. Laboratorium Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang untuk melakukan

uji nilai kalor.

23

3.3 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Persiapan bahan baku

Kulit biji jarak Dan

Kulit singkong

Proses Karbonisasi

Kulit Biji Jarak

Proses Karbonisasi

Kulit Singkong

Pengeringan Bahan

Penghalusan Penghalusan

Pengayakan

Ukuran 30 mesh

Pengayakan

Ukuran 40 mesh

Pengayakan

Ukuran 30 mesh

Pengayakan

Ukuran 40 mesh

Pencampuran Adonan Briket

Pencetakan

Perekat

Tapioka

Pengeringan Briket

(Oven+Panas Matahari)

Analisa Data

Pengujian

Selesai

24

Pembuatan biobriket dari kulit biji jarak dan kulit singkong ini terdapat

beberapa tahapan pekerjaan yang menggambarkan proses pembuatan briket.

Berikut tahapan-tahapan eksperimen dalam pembuatan briket dari kulit biji jarak

dan kulit singkong:

3.3.1 Persiapan bahan baku

Bahan baku yang disiapkan dalam penelitian ini adalah kulit biji jarak dan kulit

singkong bagian luar yang berwarna putih dan coklat. Kemudian bahan tersebut

dibersihkan dari material-material tidak berguna dan di potong kecil-kecil guna

untuk mempercepat proses pengeringan.

3.3.2 Pengeringan Bahan

Bahan baku yang telah tersedia terlebih dahulu dikeringkan dibawah sinar

matahari selama 2 hari, karena pada saat penelitian cuaca cukup terik sehinnga

tidak butuh waktu lama untuk mengeringkan bahan. Pengeringan ini bertujuan

untuk mempermudah pada saat proses karbonisasi / pengarangan.

3.3.3 Proses Karbonisasi / Pengarangan

Proses karbonisasi adalah proses pembakaran bahan baku menjadi arang. Hasil

penelitian oleh Sudrajat (1983) mengatakan bahwa karbonisasi bertujuan untuk

menguraikan kadar zat terbang penyebab asap dan meningkatkan nilai kalor

pembakaran. Bahan baku yang sudah dikeringkan tersebut lalu di bakar di dalam

kaleng secara terpisah pada masing-masing bahan. Kaleng diberi lubang kecil

pada bagian atas agar tetap ada udara yang masuk kedalam drum dan asap yang

keluar dari dalam drum dapat terlihat, untuk mempermudah proses pembakaran

digunakan minyak tanah untuk memancing timbulnya api, apabila kedua bahan

baku telah menjadi arang, kemudian didinginkan dengan cara mengeluarkan

arang dari kaleng.

3.3.4 Penghalusan

Kulit biji jarak dan kulit singkong yang sudah menjadi arang selanjutnya

dihaluskan dengan cara di blender.

25

3.3.5 Pengayakan

Setelah dihaluskan, untuk mendapatkan ukuran yang seragam kedua bahan di

ayak menggunakan ayakan 30 dan 40 mesh. Permukaan yang seragam akan

memudahkan bahan baku menempel dan berikatan satu sama lainnya. Menurut

Nurhayati (1983), ukuran serbuk arang yang halus untuk bahan baku briket arang

akan mempengaruhi keteguhan tekan dan kerapatan briket arang. Semakin halus

maka kerapatannya akan semakin meningkat. Makin halus ukuran partikel,

makin baik briket yang dihasilkan. Ukuran partikel yang terlalu besar akan sukar

pada waktu dilakukan perekatan, sehingga mengurangi keteguhan tekan briket

yang dihasilkan. Sebaiknya partikel mempunyai ukuran 40-60 mesh (Mikrova,

1985).

3.3.6 Pencampuran

Proses pencampuran dari kedua bahan yang sudah menjadi serbuk akan dicampur

dengan perekat tepung tapioka. Pencampuran ini bertujuan untuk menyatukan

bahan arang serbuk dan perekat tepung tapioka untuk menjadi adonan briket.

Dimana berat total dari satu briket adalah 80 gram. Serta menggunakan perekat

tepung tapioka sebanyak 4 gram atau 5% dari berat total. Beberapa variasi

perbandingan komposisi bahan dan ukuran mesh yaitu seperti di tunjukkan pada

tabel 3.1 berikut ini :

Tabel 3.1 Spesifikasi komposisi bahan dan ukuran mesh

No

Kode

Sampel

Komposisi

Ukuran

Mesh

Perekat

(%)

Massa

(gr) Kulit Biji

Jarak (%)

Kulit

Singkong (%)

1 A1 100 0

30

5 80

2 A2 75 25 5 80

3 A3 50 50 5 80

4 A4 25 75 5 80

5 A5 0 100 5 80

6 B1 100 0

40

5 80

7 B2 75 25 5 80

8 B3 50 50 5 80

9 B4 25 75 5 80

10 B5 0 100 5 80

26

3.3.7 Pencetakan

Untuk pencetakan briket berbentuk tablet dan digunakan alat cetakan berupa pipa

besi berdiameter 6.4cm dan ditekan menggunakan besi padat berdiameter 6.3cm

dengan diberi tekanan pengepresan 2 KN / 203,9 kg untuk memadatkan partikel.

3.3.8 Pengeringan Briket

Briket yang sudah selesai dicetak lalu dikeringkan menggunakan oven dengan

suhu 90oC selama 5 jam dan kemudian dibantu dengan cara dijemur dibawah

sinar matahari selama 1 hari, tujuannya untuk menurunkan kandungan air pada

briket, sehingga briket cepat menyala dan tidak berasap.

3.4 Variabel Bebas Dan Variabel Terikat

3.4.1 Variabel Bebas

Variabel bebas yaitu variabel yang mempengaruhi atau yang menyebabkan

berubahnya variabel lain. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah :

• Variasi komposisi bahan

Tabel 3.2 Perbandingan komposisi bahan

Kulit Biji Jarak Kulit Singkong

100% 0%

75% 25%

50% 50%

25% 75%

0% 100%

• Ukuran mesh yang di gunakan 30

• Ukuran mesh yang digunakan 40

27

3.4.2 Variabel Terikat

Variabel terikat yaitu variabel yang menjadi titik pusat penelitian. Variabel

terikat merupakan variabel yang tidak dapat diubah keberadaannya. Variabel

terikat dalam penelitian ini adalah nilai kalor dan lama waktu nyala dari

briket.

3.5 Pengujian

3.5.1 Kerapatan

Briket dengan kerapatan tertinggi dapat meningkatkan nilai kalor

bakarnya. Besar kecilnya kerapatan dapat dipengaruhi oleh ukuran dan

keseragaman partikel penyusun briket tersebut. Semakin tinggi ukuran

keseragaman ukuran partikel, maka kerapatan briket akan semakin tinggi pula

(Nurhayati, 1983). Kerapatan briket dapat dihitung menggunakan persamaan

3.1.1 :

ρ = 𝑀𝑘

𝑉 …………………………………………. (3.1.1)

Keterangan: ρ = Densitas suatu bahan (gr/cm3)

Mk = Massa kering bahan (gr)

V = Volume bahan (cm3)

3.5.2 Kadar Air

Pengujian kadar air merupakan suatu cara untuk mengukur banyaknya

air yang terdapat didalam briket. Sebelum briket dimasukkan ke dalam oven,

briket ditimbang menggunakan timbangan digital terlebih dahulu untuk

mengetahui massa briket. Setelah mengalami proses pengeringan di dalam

oven dengan suhu tertentu, briket didinginkan dan ditimbang kembali. Selisih

massa briket sebelum dan setelah dimasukkan ke dalam oven merupakan

kandungan air yang terkandung dalam briket (Marzan, 2016). Kadar air dapat

dihitung menggunakan persamaan 3.1.2 :

28

Kadar Air = 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑤𝑎𝑙−𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑆𝑒𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝑑𝑖 𝑂𝑣𝑒𝑛

𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑤𝑎𝑙𝑥 100% …… (3.1.2)

3.5.3 Kadar Abu

Pengujian kadar abu bertujuan untuk mengetahui limbah abu yang

dihasilkan. Kadar abu dapat dihitung menggunakan persamaan 3.1.3 :

Kadar Abu = 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑘ℎ𝑖𝑟−𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔

𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑥 100% …… (3.1.3)

3.5.4 Nilai kalor

Nilai kalor sangat penting bagi biobriket arang sebagai bahan bakar

untuk menentukan kualitasnya. Semakin tinggi nilai kalor bakar biobriket

arang, maka akan semakin baik pula kualitas yang dihasilkan. Nilai kalor pada

biobriket dapat dihitung menggunakan persamaan 3.1.4 :

Hbb = ∆𝑡 (𝑁𝑎−𝑚𝑎)

𝑚𝑏𝑏 …………………………………………. (3.1.4)

Keterangan : Hbb = Nilai kalor (kal/gram)

Na = Nilai ekivalen air

𝑚𝑏𝑏 = massa bahan bakar (gram)

𝑚𝑎 = massa air dalam bejana (gam)

∆𝑡 = Kenaikan suhu pada bejana dalam (oC)

3.5.5 Lama Waktu Pembakaran

Lama waktu pembakaran briket di hitung dengan cara waktu

pembakaran awal sampai briket menjadi abu dengan menggunakan stopwatch.

29

3.6 Analisa Data

Berdasarkan hasil pengolahan data yang dilakukan, maka selanjutnya kita

dapat menganalisa lebih mendalam dari hasil pengolahan data tersebut.

Analisa tersebut akan mengarahkan pada tujuan penelitian dan akan

menjawab pertanyaan pada perumusan masalah.