PEMBUATAN BIOBRIKET DARI TEMPURUNG KELAPA

1. Tujuan Percobaan

Mahasiswa dapat membuat briket dari tempurung kelapa.

Mahasiswa dapat menganalisa produk briket yang dihasilkan.

2. Alat dan Bahan

Alat Yang Digunakan

Tabung pengarangan / kaleng

Kompor

Cruser

Sieving

Bahan Yang Digunakan

Tempurung kelapa

Kanji dan perekat lainnya

3. Dasar Teori

semakin tingginya tingkat pertumbuhan penduduk, mengakibatkan konsumsi

energi juga semakin meningkat. Indonesia sebagai Negara agraris besar sampai saat

ini masih mengandalkan pasokan energi nasionalnya dari sektor energi fosil seperti

minyak bumi semakin menipis berbanding terbalik dengan pertumbuhan jumlah

penduduk. Tentu hal ini akan sangat mengkhawatirkan ketahanan energi bangsa

Indonesia di masa mendatang.

Sudah saatnya bagi bangsa Indonesia untuk segera memperdayakan

penganekaragaman energi, terutama dari sektor energi non fosil terbaharukan.

Indonesia memiliki potensi yang besar akan energi nen fosil terbaharukan, seperti

panas bumi, tenaga air, angin, matahari, dan biomassa.

Diantara energi non fosil, sebagai Negara agraris yang besar Indonesia

meniympan potensi luar biasa dari sektor energi biomassa. Lebih di tekankan di sini

bahwa energi biomassa adalah energi yang dihasilkan dari limbah sisa atau hasil

samping yang selama ini kurang digunakan baik dari pertanian seperti jerami dan

sekam padi, perkebunan seperti sisa – sisa tanda kosong kelapa sawit, kehutanan

seperti kayu atau serbuk sisa penggergajian ataupun peternakan seperti kotoran sapi

atau kerbau. Sesungguhnya penggunaan biomassa sebagai sumber energi telah

berlangsung jauh sebelum di temukannya energi fosil, seperti penggunaan kayu

sebagai bahan bakar untuk berbagai keperluan. Tetapi karena tergeser oleh

penggunaan bahan bakar minyak, akhirnya biomassa menjadi tersingkirkan.

Salah satu teknologi untuk mengkonversi biomassa menjadi energi adalah

dengan menggunakan teknologi pembriketan yang termasuk kategori densifikasi.

Tujuan dari pembriketan adalah untuk menaikkan densitas energi biomassa,

memudahkan dalam penyimpanan, pengangkutan, lebih padat, kompak, praktis, dan

tidak volumnis.

Dalam pembuatan briket bahan perekat diperlukan karena dengan adanya

bahan perekat, semikokas dapat di bentuk menjadi briket. Berdasarkan fungsi dari

perekat dan kualitasnya, pemilihan perekat berdasarkan sifat dan jenisnya adalah

sangat penting, antara lain :

Berdasarkan sifat bahan baku perekat briket :

a) Memiliki gaya kohesi yang baik jika di campurkan dengan semikokas.

b) Perekat harus mudah terbakar dan tidak berasap.

c) Perekat harus mudah di dapat dalam jumlah banyak dan murah harganya.

d) Perekat tidak boleh beracun dan berbahaya.

Berdasarkan jenis perekatnya dibedakan menjadi tiga, yaitu :

a) Zat organic, misalnya : tapioca, gliserin, dan paraffin.

b) Zat anorganik, misalnya : Clay, Natrium Silikat, dan Caustic Soda.

c) Perekat campuran, misalnya : clay, dan waste wood palm, tapioca, dan Caustic

Soda.

Berikut ini adalah beberapa jenis perekat yang biasa digunakan dalam pembuatan

briket non karbonisasi :

A. Tapioka

Tapioka adalah tepung yang berasal dari bahan ubi kayu dan merupakan salah

atu bahan untuk keperluan industri perekat. Ubi kayu dalam keadaan normal tidak

bisa bertahan lama, maka dari itu untuk pemasaran dalam waktu lama diperlukan

pengolahan terlebih dahulu menjadi bentuk yang lebih awaet yaitu bentuk tapioka.

B. Clay

Clay atau yanah liat merupakan silikat hidro alumunium yang kompleks

(Al2O3.nkH2O) , dimana n dan k merupakan numeric molekul yang terikat dan

bervariasi untuk massa yang sama. Jenis – jenis tanah liat yang digunakan untuk

pembuatan briket terdiri dari lempung yang berwarna kemerah – merahan, kekuning –

kuningan dan keabu – abuan.

C. Kanji (amylum)

Secara kimiawi kanji memiliki kandungan karbohidrat lebih tinggi dari pada

jagung dan beras, tetapi kandungan protein dan lemaknya rendah. Komponen terbesar

dalam tapioka adalah pati. Kanji juga mengandung amilosa dan 72% amilopketin,

apabila dicampur dengan air akan membentuk sebagai perekat (Hasanto dalam

Khoirul, 2010: 10).

Tempurung Kelapa

Tempurung kelapa memiliki kadar air mencapai 8% jika dihitung bedasarkan

berat kering atau setara dengan 12% berat per butir kelapa. Untuk memaksimalkan

nilai ekonominya, maka pengolahan tempurung kelapa ini harus didasarkan pada

proses pengolahan yang memaksimalkan sifat – sifat khasnya. Produk – produk hasil

olahan tempurung kelapa ini adalah bio – oil, liquid smoke (asap cair), karbon aktif,

tepung tempurung, dll.

Tempurung kelapa memiliki nilai ekonomis yang tinggi, dapat dijadikan

sebagai basis usaha. Pemanfaatan tempurung kelapa secara garis besar dapat

dikategorikan berdasarkan kandungan zat dan sifat kimianya, kandungan energinya

dan sifat – sifat fisiknya.

Proses penguraian tempurung kelapa dibagi menjadi dua, yaitu pirolisa dan bio

– oil. Dari proses pirolisa akan menghasilkan gas, tar, dan char. Char merupakan

produk samping dari pirolisa yang dimanfaatkan sebagai bahan baku briket. Bio – oil

merupakan tar hasil dari destilasi kering yang memiliki kandungan lignin di

dalamnya. Memiliki sifat mampu di bakar, sangat asam dan korosif, memiliki

viskositas tinggi, memiliki kandungan air yang cukup tinggi.

Keunggulan briket bio – arang

Keuntungan yang diperoleh dari penggunaan briket bio – arang antara lain

adalah biayanya sanagt murah. Alat yang digunakan untuk pembuatan briket bio –

arang cukup sederhana dan bahan bakunya pun sangat murah, bahkan tidak perlu

membeli karena berasala dari sampah, daun – daun kering, dan limbah pertanian.

Briket bio – arang dalam penggunannya menggunakan tungku yang relatif kecil

dibandingkan dengan tungku yang lainnya (Andry, 2000).

Kelemahan briket bio - arang

Salah satu keterbatasan dari biomassa adalah ketersediannya (availability).

Meskipun secara agregat biomassa memiliki jumlah yang melimpah, namun pada

kenyataannya sumber daya tersebut tersebar jauh di beberapa lokasi dalam kuantitas

yang lebih kecil. Selain itu, biomassa memiliki karakter musiman yang berarti tiak

selalu tersedia sepanjang waktu. Biomassa juga memiliki konten energi yang relatif

jauh lebih kecil dibandingkan dengan para pesaingnya. Selain itu, pengembangan

biomassa dapat mengancam ketahanan pangan.

4. Langkah Kerja

Pembuatan bio – briket tempurung kelapa

Menyiapkan tempurung kelapa yang akan dijadikan bio – arang.

Menyiapkan alat pengarangan, seperti kaleng bekas yang telah di lubangi bagian

bawahnya.

Memasukkan tempurung kelapa ke dalam kaleng pengarangan, kemudian nyalakan

api ditengah cerobong sebagai umpan.

Menunggu proses pengarangan ± 8 jam, setelah menjadi arang, dinginkan dalam

wadah, lalu di timbang berat arang yang dihasilkan.

Menyiapkan arang yang telah di gerus dan di sieving menggunakan sieving

machine sesuai meshnya ( 20, 60, 170, dan 200 mesh ).

Setelah mengetahui berat arang masing – masing mesh, barulah menimbang

amylum sebesar 7% massa dari arang yang dihasilkan.

Perbandingan jumlah air yang digunakan untuk perekat amylum adalah 1 : 1 dari

massa arang yang dihasilkan.

Membuat perekat dari amylum, setelahnya barulah mencampur dengan masing –

masing arang tiap mesh.

Kemudian mencetak briket dengan alat hidrolik dan dijemur do atas kompor surya

selama ± 1 jam.

Analisa Kadar Air

Briket bio – arang yang telah dijemur kemudian digerus bagian pinggirnya untuk

analisa kadar air.

Memanaskan cawan proselen pada temperatur 104 – 110oC. Dinginkan selama 15 –

30 menit dalam desikator. Menimbang berikut tutupnya.

Memasukkan 1 gram sampel ke dalam cawan, tutup dan timbang segera berat ( ±

0,1 mg ).

Menyisihkan tutupnya, masukkan segera cawan ke dalam oven pada temperatur

104 – 110oC selama 1 jam.

Mengeluarkan cawan dari oven, menutup cawan. Selanjutnya cawan dan tutupnya

di dinginkan dalam desikator hingga suhu ruang dan menimbang segera.

Perhitungan Hasil :

Lengas Tertambat (%) = A−B

A x 100

A = berat sampel (gr)

B = berat sampel setelah pemanasan (gr)

Analisa Kadar Abu

Menimbang crusible proselen berikut tutupnya.

Memasukkan 1 gr sampel ke dalam crusible, tutup segera dan timbang.

Menempatkan crusible tanpa tutup berikut sampel ke dalam furnace, memanaskan

perlahan – lahan hingga temperatur 450 – 500oC selama 1 jam.

Menaikkan temperatur menjadi 700 750oC sampai 1 jam, melanjutkan pemanasan

selama 1 jam.

Menyisihkan crusible dari furnace, menutup crusible. Dinginkan dalam desikator

dan timbang.

Perhitungan Hasil :

Abu (%) = AB

x 100

A = berat abu (gr)

B = berat sampel (gr)

5. Data Pengamtan Minggu Ke - 1

Perlakuan Pengamatan

Melakukan pengecilan ukuran Tujuannya agar proses pengarangan

tempurung kelapa yang akan lebih efisien karena ukuran tempurung

dijadikan bioarang ± 2 kg. kelapa telah diperkecil.

Menyalakan api ditengah cero- Bahan bakar yang digunakan berupa

bong sebagai umpan. Tempurung kepala.

Proses pengarangan awal ditandai Menandakan bahwa tempurung kelapa

dengan asap tebal dan putih sela- sedang mengering.

ma ± 2 jam

Selanjutnya proses pengarangan di- Menandakan bahwa tempurung kelapa

tandai dengan asap tebal dan ber – sedang mengalami proses karbonisasi

warna kuning selama ± 4 jam. Dengan O2 terbatas.

Proses pengarangan tahap akhir di- Menandakan bahwa pengarangan ham-

tandai dengan asap menipis dan ber- pir selesai selama ± 1 jam.

warna biru.

Membalikkan drum/kaleng, menge- Pembakaran selesai, arang yang dihasil-

luarkan arang dan mendinginkan di kan dari proses diatas adalah 0,34 kg

ruang terbuka.

Data pengamatan Minggu Ke – 2

Pembuatan bio – briket tempurung kelapa, dengan perekat 7% dan volume air 1 : 1

% massa arang

Ukuran bio – arang Berat arang Berat perekat Volume air Berat briket

(mesh) (gr) (gr) (mL) (gr)

20 106 7,42 106 110,31

60 61,37 4,29 61,3 67,13

170 23,92 1,67 23,9 25,78

200 35,57 2,48 35,5 38,21

Analisa Kadar Air

Ukuran bio – arang Berat sampel Berat sampel setelah Kadar air

(mesh) (gr) pemanasan(gr) (%)

20 1,00 0,35 65

60 1,01 0,4 60,3

170 1,03 0,31 69,9

200 1,00 0,23 77

Analisa Kadar Abu

Ukuran bio – arang Berat sampel Berat sampel setelah Kadar abu

(mesh) (gr) pemanasan(gr) (%)

20 1,02 0,59 57,8

60 1,01 0,62 61,3

170 1,03 0,67 65

200 1,01 0,82 81,2

6. Perhitungan

Neraca Massa Tempurung Kelapa

Komponen Input (kg) Output (kg)

Tempurung Kelapa 2 -

Mass Loss

- (tumpah) - 1,66

- (pembakaran)

Arang - 0,34

Total 2,0 2,0

Neraca Ekonomi Bahan Bakar

Harga tempurung kelapa/kg = Rp 400,-

Massa bahan bakar yg digunakan = 15,9 kg

Harga bahan bakar proses pengarangan = Rp 400,- x 15,9 kg

= Rp 6360,- / kg

Neraca Ekonomi bio – arang

Harga tempurung kelapa/kg = Rp 400,-

Harga bio – arang (penjualan) = Rp 4.200,-

Massa tempurung kelapa = 2 kg

Massa bio – arang = 0,34 kg

Harga penjualan tempurung kelapa = Rp 400 x 2 kg

= Rp 800 / kg

Harga jual bio – arang = Rp 4.200 x 0,34 kg

= Rp 1.428 / kg

Analisa Kadar Air

Lengas Tertambat (%) = A−B

A x 100

A = berat sampel (gr)

B = berat sampel setelah pemanasan (gr)

Sampel 20 mesh

Lengas tertambat = (1−0,35 ) gr

1,0 gr x 100 % = 65 %

Sampel 60 mesh

Lengas tertambat = (1, 01−0,4 ) gr

1,01 gr x 100 % = 60,3 %

Sampel 170 mesh

Lengas tertambat = (1, 03−0,31 ) gr

1,0 3 gr x 100 % = 69,9 %

Sampel 200 mesh

Lengas tertambat = (1, 0−0,23 ) gr

1,0 gr x 100 % = 77 %

Analisa Kadar Abu

Abu (%) = AB

x 100

A = berat abu (gr)

B = berat sampel (gr)

Sampel 20 mesh

Lengas tertambat = 0,59gr1,02 gr

x 100 % = 57,8 %

Sampel 60 mesh

Lengas tertambat = 0,62 gr1,01 gr

x 100 % = 61,3 %

Sampel 170 mesh

Lengas tertambat = 0,67 gr1,03gr

x 100 % = 65 %

Sampel 200 mesh

Lengas tertambat = 0,82 gr1,01 gr

x 100 % = 81,2 %

7. Analisa

Bahan baku tempurung kelapa dibuat arang dengan menggunakan tungku

kaleng yang terbuat dari kaleng bekas pakai. Tungku kaleng ini terdiri dari lubang

udara pada bagian bawah kaleng dan lubang atas sebagai cerobong. Lubang udara

pada bagian bawah kaleng berfungsi sebagai tempat pembakaran pertama, selanjutnya

tempurung kelapa langsung dimasukan ke dalam tungku kaleng (proses pengarangan

bahan baku), selanjutnya dinyalakan dengan cara membakarnya melalui lubang udara

dengan bantuan umpan ranting kayu dan sedikit tempurung. Sesudah bahan baku

menyala dan diperkirakan tidak akan padam, maka cerobong asap harus dibuka.

Pengarangan dianggap selesai apabila asap yang keluar dari cerobong sudah menipis

dan berwarna kebiru-biruan, selanjutnya tungku diturunkan dan didinginkan .

Arang hasil pengarangan dari bahan baku tempurung kelapa ditumbuk atau

digiling dengan alat penggiling yang kemudian disaring dengan alat pengayak ukuran

20, 60, 80, 170, 200 mesh. Serbuk arang yang lolos selu-ruhnya digunakan sebagai

bahan baku pada pembuatan briket arang. Briket arang dibuat dengan menggunakan

serbuk arang dari tempurung kelapa, selanjutnya beberapa jenis bahan baku dicampur

sehingga terdapat variasi komposisi bahan baku dalam pembuatan briket arang.

Campuran bahan baku briket arang dibuat dengan perbandingan komposisi 1 : 1.

Serbuk arang hasil penggilingan dibuat adonan dengan perekat tapioka yang telah

disiapkan dengan kadar perekat sebesar 7% dari berat serbuk arang. Adonan tersebut

selanjutnya dimasukan ke dalam cetakan briket dan dikempa agar briket yang

dihasilkan lebih padat. Briket arang yang dihasilkan dikeringkan dalam oven pada

suhu 1000C atau dijemur sampai kering.

Kualitas briket arang yang dihasilkan di uji kualitasnya berdasarkan

persyaratan ASTM yang meliputi penetapan kadar air, kadar abu, dan nilai kalor

bakar. Dari data yang didapat nilai rata-rata yang hasil pengujian kadar air briket

sebesar 68,05%. Tekanan kempa mempengaruhi kadar air dalam briket. Tingginya

kadar air disebabkan tingkat pengempaan yang rendah pada ukuran partikel yang

besar menghasilkan briket arang yang kurang padat dan berpori sehingga

memudahkan uap air untuk meresap. Pada pengujian kadar abu dapat dilihat bahwa

semakin besar ukuran mesh maka semakin besar juga kadar abu, dapat dilihat pada

tabel untuk ukuran 200 mesh kadar abunya 81,2% sedangkan untuk ukuran 20 mesh

memiliki kadar abu 57,8%. Kenaikan kadar abu ini menunjukkan bahwa pengaruh

ukuran mesh dan pengaruh pengepresan.

Dari data hasil pengujian terlihat bahwa kadar air dan kadar abu cukup besar.

Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya pengaruh pengeringan briket

cukup besar karena pada praktikum proses pengeringan yang tidak terlalu optimal

menyebabkan kadar air masih cukup tinggi. Sedangkan pada analisa kadar abu

dipengaruhi oleh kadar air yang msih tinggi dan proses analisa yang tidak begitu

sempurna karena tutup crusible yang dimasukkan kedalam furnace tidak dibuka

sehingga pembakaran tidak sempurna.

8. Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan pembuatan briket arang yang telah dilakukan

dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Proses pengolahan sampah organik tempurung kelapa dapat menghasilkan produk

yang bermanfaat berupa arang yang digunakan sebagai bahan baku pada

pembuatan briket arang.

2. Faktor bahan baku berpengaruh nyata terhadap sifat fisis dan kimia briket arang

yang dihasilkan, meliputi nilai kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap,

kadar karbon, kerapatan, keteguhan tekan dan nilai kalor.

3. Nilai kalor dan kuat tekan dipengaruhi oleh persen perekat kanji dan ukuran

partikel

DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet. 2013. “Penuntun Praktikum Teknologi Biomassa”. Polsri. Palembang

http://www.pertamina.com (cadangan SDA,2005)

http://haemansuharmanto.blogspot.com/2012/01/tinjauan-studi-pembuatan-briket-

arang.html