PENENTUAN KADAR AIR TOTAL PADA CONTOH

YANG TELAH DI PREPARASI

I. Tujuan Percobaan

- Mengetahui kadar air total yang terkandung dalam batubara

- Melakukan analisis menggunakan alat dengan baik dan benar

II. Alat dan Bahan yang Digunakan

Alat yang digunakan

- Neraca analitik

- Oven pengering

- Pan/Loyang pengering

- Top loading balance

- Cawan + penutup

- Desikator

Bahan yang digunakan

- Batubara

III. Gambar Alat (terlampir)

IV. Langkah Kerja

Preparasi dan penentuan kadar air bebas

a) Menimbang seluruh contoh batubara yang di terima didalam loyang

pengering yang telah diketahui beratnya.

b) Mengeringkan contoh dalam oven pengering pada suhu maksimum

40ºC sampai berat tetap, perbedaan 0,1 % setiap jamnya (%

kehilangan berat = L).

c) Menghancurkan contoh sampai lolos ayakan no 8 (8 Mesh), campur

sampai merata

d) Keringkan kembali contoh seperti diatas sampai berat tetap

e) Melakukan pembagian contoh dengan mekanikal divider(riffle) sesuai

table 1 pada IK preparasi contoh

f) Menghitung kadar air bebas (% kehilangan berat)

g) Menggerus contoh hingga diperoleh contoh ayakan 60 mesh.

Penentuan Kadar Air Sisa

Sampel berukuran 60 mesh dan 200 mesh dilakukan penentuan kadar air

sisa segera setelah preparasi untuk menghindari perubahan kadar air dan

oksidasi, terutama terhadap batubara peringkat rendah yang mudah

teroksidasi.

a) Memanaskan cawan kosong pada kondisi dimana sampel akan

dikeringkan, mendinginkan cawan beserta tutup dalam desikator

selama 15-30 menit

b) Menimbang 1 gr sampel, menuangkan dalam cawan, menutup dan

menimbang sampai berat konstan (± 0,1 gr)

c) Menempatkan cawan tanpa tutup dalam oven yang telah

dipanaskan pada suhu 107 ± 3C, menutup oven, memanaskan

selama 1 jam, membuka oven, cawan diusahakan dengan tutup

segera cawan didinginkan dalam desikator

d) Menimbang segera setelah pencapaian suhu ruang

V. Dasar teori

Batubara merupakan mineral bahan bakar yang terbentuk sebagai suatu cebakan

sedimenter yang berasal dari penimbunan dan pengendapan hancuran bahan berselulosa

yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Bahan ini terpadatkan dan terubah karena adanya

proses tekanan dan panas. Bentuk awal dari hasil penimbunan dan pemadatan ini adalah

berupa gambut yang setelah mengalami tekanan dan pemanasan akan berubah berturut-

turut menjadi lignit, sub-bituminus, bituminus atau antrasit tergantung dari besarnya

tekanan dan pemanasan yang dialaminya.

Pada dasarnya batubara memiliki tiga komponen yaitu batubara murni, zat mineral dan

lengas total. Pada perlakuan panas yang diberikan kepada batubara maka akan terjadi

penguraian terhadap batubara, cara ini biasa ditunjukkan pada saat memberi perlakuan

panas terhadap batubara, cara ini disebut analisis proksimat. Dalam pengungkapan

kualitas batubara, analisis atau pengujian terhadap kualitas batubara didasarkan pada

keadaan “As Received (ar), Air Dried Base (adb), Dry Base (db), Dry Ash Free (daf),

atau Dry Mineral Matter Free (dmmf)”.

Pada dasarnya air yang terdapat di dalam batubara maupun yang terurai dari

batubara apabila dipanaskan sampai kondisi tertentu, terbagi dalam bentuk-bentuk yang

menggambarkan ikatan serta asal mula air tersebut di dalam batubara.

Ada dua bentuk/wujud moisture pada batubara yakni air yang terdapat di dalam batubara

dalam bentuk H2O dan air hasil penguraian zat organik yang ada dalam batubara karena

adanya oksidasi terhadap batubara tersebut.

Air yang terdapat dalam batubara dalam bentuk H2O dibagi dalam 3 bentuk yakni :

1. Inherent moisture ialah air yang secara fisik terikat di dalam rongga-rongga kapiler

serta pori2 batubara yang relatif kecil, serta mempunyai tekan uap air yang lebih kecil

jika dibandingkan dengan tekanan uap air yang terdapat pada permukaan batubara.

2. Adherent moisture ialah air yang terdapat permukaan batubaraatau di dalam pori2

batubara yang relatif besar. Air dalam bentuk ini mudah menguap pada suhu ruangan.

3. Air kristal ialah air yang terikat secara kimia pada mineral-mineral dalam batubara.

Bentuk ini menguap pada suhu yang cukup tinggi, tergantung dari jenis mineral yang

mengikatnya, penguapan pada umumnya mulai terjadi pada suhu diatas 450 derajat

celcius. Beberapa badan standarisasi international membuat metode untuk penetapan air

kristal ini, namun jarang orang mempergunakannya, amerika menetapkan bahwa air

kristal yang terdapat di dalam batubara ialah 8% dari kadar abu batubara, sedangkan

negara-negara eropa menetapkan sebesar 9% dari kadar abu batubara.

PENGERTIAN MOISTURE PADA BATUBARA

Air total contoh batubara adalah jumlah air bebas dan air sisa dari contoh

batubara tersebut.

Air bebas adalah air yang dibebaskan pada contoh yang dikeringkan dalan

suhu kamar

Air sisa adalah contoh air yang masih terkandung dalam contoh yang telah

dikeringkan pada suhu kamar.

Moisture pada batubara bukanlah seluruh air yang terdapat dalam pori-pori

batubara baik besar maupun kecil dan yang terbentuk dari penguraian batubara selama

pemanasan.Moisture batubara ialah air yang menguap dari batubara apabila dipanaskan

sampai pada suhu 105 – 110 derajat celcius.

Berdasarkan pengertian diatas, serta melihat kembali kepada bentuk2 air yang terdapat di

dalam batubara, maka hanya air dalam bentuk inherent dan bentuk adherent sajalah yang

dapat dikategorikan sebagai moisture batubara, sedangkan 2 bentuk lainnya, yaitu air

kristal mineral dan air hasil penguaraian zat organik karena oksidasi, tidak termasuk

sebagai air batubara.

ISTILAH YANG DIPAKAI

Berdasarkan bentuk-bentuk air yang dianggap sebagai air batubara, kemudian

muncullah bermacam istilah yang dipergunakan, istilah-istilah tersebut antara lain :

Kondisi 1 : Inherent moisture (moisture holding capacity : bed moisture, equilibrium

moisture) dan Adherent moisture (surface moisture, free moisture).

Kondisi 2 : Total moisture  terdiri dari 2 yakni Free moisture (air dry loss, extraneous

moisture) dan Residual moisture.

Kondisi 3 : Free moisture dan moisture (air dried moisture, moisture in the analysis

sample)

selain istilah-istilah tersebut masih banyak istilah lainnya yang dipergunakan orang,

seperti natural moisture, internal moisture, critical moisture, chemically combined

moisture, as received moisture dan lain sebagainya.

PEMBAHASAN ISTILAH

Kondisi 1

1. Inherent moisture

Inherent moisture ialah moisture yang dianggap terdapat di dalam rongga-rongga

kapiler dan pori-pori batubara yang relatif kecil, pada kedalaman aslinya yang secara

teori dinyatakan bahwa kondisi tersebut ialah kondisi dengan tingkat kelembapan 100%

serta suhu 30 derajat celcius.Karena sulitnya mengsimulasi kondisi batubara di

kedalaman aslinya, maka badan-badan standarisasi menetapkan kondisi pendekatan untuk

dipergunakan pada metode standar pengujian di laboratorium.Standar internasional,

British, Australia dan Amerika menetapkan bahwa kondisi pendekatan tersebut ialah

kondisi dengan tingkat kelembapan 96 – 97 % dengan suhu 30 derajat celcius. sedangkan

standar jepang menetapkan kondisi tersebut pada tingkat kelembapan 67 % dengan suhu

30 derajat celcius. sehingga hasil yang diperoleh dengan standar jepang selalu lebih kecil

dibandingkan dengan hasil yang didapat dengan standar lainnya.

Banyaknya jumlah inherent moisture dalam suatu batubara dapat dipergunakan

sebagai tolok ukur tinggi rendahnya tingkat rank batubara tersebut. Semakin tinggi nilai

inherent moisture suatu batubara, semakin rendah tingkat rank batubara tersebut.

Bed moisture ialah istilah lain inherent moisture yang banyak dipakai, sedangkan

moisture holding capacity (MHC) ialah istilah yang dipakai oleh international standard

(ISO), British Standard (BS) dan Australia Standard (AS), sedangkan American Standard

(ASTM) mempergunakan istilah Equipment moisture, Moisture Holding Capacity dan

equilibrium moisture ialah istilah yang dipergunakan untuk nama pengujian.

2. Adherent moisture

Adherent moisture ialah moisture yang dianggap terdapat pada permukaan

batubara dan pori-pori batubara yang relatif besar.Surface moisture ialah istilah yang

dipergunakan oleh international standard (ISO),BS,AS sedangkan ASTM

mempergunakan istilah free moisture.Nilai adherent moisture diperoleh dari pengurangan

nilai total moisture oleh nilai inherent moisture (Adherent moisture = total moisture –

inherent moisture).

Keberadaan adherent moisture pada batubara dimungkinkan terjadi dalam beberapa

situasi, antara lain :

1. Bercampurnya air tanah dengan batubara pada waktu penambangan maupun pada kondisi

asalnya di dalam tanah.

2. Taburan air hujan pada tumpukan batubara

3. sisa-sisa air yang tertinggal pada permukaan batubara setelah proses pencucian.

4. Air yang disemprotkan untuk mengurangi debu pada tumpukan batubara.

Keberadaan adherent moisture ini dapat dikurangi jumlahnya dengan proses

penirisan (drainage), centrifuge, pengeringan di udara terbuka, pengeringan dengan

pemanasan.Oleh karena sebagian besar moisture ini terdapat pada permukaan batubara,

maka semakin luas permukaan suatu batubara, semakin besar pula jumlah surface

moisture-nya, ini berarti bahwa semakin halus suatu batubara, semakin besar pula surface

moisture-nya.

Pada batubara yang halus, keberadaan surface moisture-nya sangat kuat, karena

adanya ikatan antara moisture pada permukaan partikel-partikelnya, yang disebut dengan

“bridging” sehingga sulit sekali untuk dikurangi, dan apabila mencapai jumlah yang

cukup besar terlebih lagi kalau mengandung mineral cukup besar pula, maka akan

menimbulkan masalah yang serius pada penanganan batubara tersebut (coal handling),

oleh karena itulah pada waktu pembelian batubara selalu diperiksa jumlah partikel

halusnya.

Kondisi 2

1.Total Moisture

ialah seluruh jumlah air yang terdapat pada batubara dalam bentuk inherent dan

adherent pada kondisi saat batubara tersebut diambil contohnya (as sampled) atau

pada pada kondisi saat batubara tersebut diterima (as received).

      Nilai total moisture diperoleh dari hasil perhitungan niali free moisture dengan

nilai residual moisture dengan rumus.

      % TM = % FM + % RM x (1 – % FM/100)

Nilai-nilai free moisture dan residual moisture diperoleh dari hasil analisis penetapan

total moisture metode dua tahap (two state determination).

a. Free Moisture (FM) ialah jumlah air yang menguap apabila contoh batubara yang baru

diterima atau yang baru diambil, dikeringkan dalam ruangan terbuka pada kondisi

tertentu sampai didapat berat konstannya.

Berat konstan ialah berat penimbangan terakhir apabila pada dua penimbangan terakhir

dicapai perbedaan berat < 0,1%/jam.

Free moisture istilah yang dipakai ISO, BS dan AS sedangkan ASTM mempergunakan

istilah air dry loss (ADL) . Pada ASTM dikenal juga istilah free moisture akan tetapi

istilah tersebut mempunyai pengertian yang berbeda dengan istilah free moisture yang

dipergunakan oleh ISO, BS, AS.

b. Residual Moisture  ialah jumlah air yang menguap dari contoh batubara yang sudah

kering (setelah free moisturenya menguap) apabila dipanaskan kembali pada suhu 105 –

110 derajat celcius, proses pengerjaan untuk  mendapatkan nilai residual moisture

merupakan tahap kedua dari penetapan total moisture (metode dua tahap).

Kondisi 3

1. Free Moisture (informatif) ialah istilah yang dipergunakan untuk mengambarkan

persen jumlah air yang menguap dari contoh batubara yang dikeringkan pada kondisi

ruangan (suhu dan kelembapan ruangan) yang kadang2 dibantu dengan hembusan kipas

angin. Pengeringan tidak perlu dilakukan sampai dicapai berat konstan. Pengeringan

justru harus mengikuti ketentuan yang ditetapkan oleh metode standar. Hal ini dilakukan

agar pengeringan tidak terlalu berlebihan karena akan terjadi oksidasi terhadap batubara

tersebut sehingga mengurangi nilai calorific value.

Air dry loss ialah istilah yang dipergunakan dalam ASTM . Nilai free moisture ini

sifatnya hanya informatif dan nilainya dari satu laboratorium ke laboratorium lainnya

tidak selalu harus sama.

2. Air dried moisture, ISO, BS dan AS mempergunakan ukuran partikel -212 um,

sedangkan ASTM mempergunakan partkel ukuran -250 um. Air dried moisture ialah air

yang menguap dari contoh yang halus apabila dipanaskan pada suhu 105 – 110 derajat

celcius dan penetapannya merupakan bagian dari analisis proximate, istilah lain yang

banyak dipergunakan ialah moisture in the analysis sample atau moisture saja. Nilai

moisture ini hanya dipergunakan untuk menghitung hasil-hasil analisis lainnya, yang ada

hubungannya dengan moisture ke dalam basis yang diinginkan. Hal ini perlu dilakukan

apabila kita akan memperbandingkan dua hasil analisis dari contoh yang sama atau

diperlukan juga untuk pengklasifikasian batubara tersebut.

Tabel.Susunan unsur gambut, lignit, batubara subbitumen, bitumen, dan antrasit

Karbon Volatile Matter Calorivic Value Moisture

Gambut

Lignit

Subbitumen

Bitumen

60%

60-71%

71-77%

77-87%

> 53%

53-49%

49-42%

42-29%

16,8 MJ/kg

23,0 MJ/kg

29,3 MJ/kg

36,3 MJ/kg

> 75% insitu

35% insitu

25-10% insitu

8% insitu

( Muchjidin, Pengendalian Mutu Dalam Industri Batubara, 2006)

VI. Data Pengamatan

Ukuran

Batubara

Massa Cawan

+ Tutup (gr)

Massa Sampel

(gr)

Massa Cawan

+ Tutup +

Sampel (gr)

Massa setelah 1

jam pemanasan

60 Mesh 26,74 1 27,74 27,62

200 Mesh 26,40 1 27,40 27,34

VII. Perhitungan

Penentuan Kadar Air Sisa (Residual Moisture)

Batubara 60 mesh

Dik : w = 1 gr

Penyelesaian :

H (Berat sampel setelah pemanasan) = (27,62 -26,74)gr

= 0,88 gr

RM = (W−HW )X 100 %

= ( 1−0,881 )X 100 %

= 12 %

Batubara 200 mesh

Dik : w = 1 gr

Penyelesaian :

H (Berat sampel setelah pemanasan) = (27,34 -26,40)gr

= 0,94 gr

RM = (W−HW )X 100 %

= ( 1−0,941 )X 100 %

= 6 %

VIII. Analisis Data

Dari percobaan yang telah dilakukan pada penentuan kadar air total ini

kami hanya melakukan percobaan penentuan kadar air sisanya saja dikarenakan

batubara yang digunakan sebagai sampel tidak langsung diambil dari tempat

batubara ditambang, sampel ini telah beberapa hari di udara terbuka sehingga air

pada permukaannya telah mengering.Penentuan kadar air total atau free moisture

itu merupakan analisis proksimat.Selain untuk mengetahui kadar air pada

batubara juga untuk mengetahui peringkat batubara yang digunakan.

Sebelum sampel dimasukkan, terlebih dahulu cawan dipasankan dan

didingikan pada desikator selama 30 menit ini dimaksudkan agar cawan dalam

kondisi kering.

Pada penentuan kadar air sisa ini kami menggunakan sampel batubara

ukuran 60 mesh dan 200 mesh yang dipanaskan pada suhu 107ºC selama 1 jam

dalam oven pengering dan didinginkan.Kehilangan berat dari tiap ukuran sampel

batubara yang telah dihitung didapat pada sampel 60 mesh 0,88 gr dan pada

sampel 200 mesh 0,94, perbedaan ini didapat karena perbedaan berat cawan yang

digunakan.

Dari masing-masing ukuran batubara dapat diketahui kadar air sisanya.

Yaitu pada batubara ukuran 60 mesh kadar air sisanya sebesar 12 % dan pada

batubara ukuran 200 mesh kadar air sisanya sebesar 6 %.Dari hasil ini diketahui

bahwa sampel batubara yang kami gunakan termasuk dalam batubara

subbituminus.Semakin tingginya kadar air yang terkandung pada batubara akan

menurunkan kualitasnya dan juga nilai jualnya.

IX. Kesimpulan

Preparasi sample bertujuan untuk menyediakan suatu sample yang jumlahnya

sedikit, yang mewakili sample asalnya.

Semakin tinggi peringkat suatu batubara semakin kecil porositas batubara

tersebut atau semakin padat batubara tersebut. Dengan demikian akan semakin

kecil juga moisture yang dapat diserap atau ditampung dalam pori batubara

tersebut. Hal ini menyebabkan semakin kecil kandungan moisturenya

khususnya inherent moisturenya.

Dari hasil ini diketahui bahwa sampel batubara yang kami gunakan termasuk

dalam batubara subbituminus.

Kadar air sisa yang didapat adalah :

Ukuran 60 mesh 12 %

Ukuran 200 mesh 6 %

DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet penuntun praktikum analisa batubara.2015.Penentuan kadar air total

pada contoh yang telah dipreparasi.Politeknik Negeri Sriwijaya:Palembang

http://rismayantianalisabatubara.blogspot.co.id/2012/02/laporan-analisa-

batubara-di-ptjembayan.html ( Diakses pada tanggal 5 oktober 2015)

https://idhamds.wordpress.com/2008/09/15/moisture-batubara-bagian-1/

( Diakses pada tanggal 5 oktober 2015)

Laporan Tetap Analisis Batubara

Penentuan Kadar Air Total

Pada Contoh Yang Telah dipreparasi

Disusun Oleh:

Kelompok 2 , Kelas 3EGB :

1. M.Anjas Abdul K (061440410796)

2. M.Marco Sayputra (061440410801)

3. Ridho Anugerah (061440410806)

4. Dhea Isra Atmika K (061440410792)

5. Puspita Anggraini (061440410804)

6. Salma Isnaini (061440410809)

7. Nyimas Jannatu Adnin ( 061440411738)

Dosen pembimbing :

Ir.Irawan Rusnadi,M.T.

JURUSAN TEKNIK KIMIA

PROGRAM STUDI SARJANA TERAPAN TEKNIK ENERGI

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN AJARAN 2015/2016