100
UJI KUALITAS FISIK DAN UJI KINETIKA REAKSI BRIKET JERAMI PADI DENGAN PENAMBAHAN KAYU KALIMANTAN MERBAU SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Oleh: . ZAKI . NIM : I 0405011 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

  • Upload
    phamdan

  • View
    253

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

UJI KUALITAS FISIK DAN UJI KINETIKA REAKSI BRIKET JERAMI PADI DENGAN PENAMBAHAN

KAYU KALIMANTAN MERBAU

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh:

. ZAKI . NIM : I 0405011

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2010

Page 2: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

UJI KUALITAS FISIK DAN UJI KINETIKA REAKSI BRIKET JERAMI PADI DENGAN PENAMBAHAN

KAYU KALIMANTAN MERBAU

Disusun oleh : Zaki . NIM. I0405011 Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Suyitno, S.T., M.T., Dr. Tech. Tri Istanto, S.T., M.T. . NIP. 19740902 200112 1002 NIP.19730820 200012 1001 Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Rabu tanggal 31 Maret 2010 1. Ir. Augustinus Sujono, M.T. …………………………

NIP. 19511001 198503 1001 2. Muh. Nizam, S.T., M.T., Dr. …………………………

NIP. 19700720 199903 1001 3. Eko Prasetya Budiyana, S.T., M.T. …………………………

NIP. 19710926 199903 1002

Mengetahui: Ketua Jurusan Teknik Mesin Koordinator Tugas Akhir . Dody Ariawan, S.T., M.T. . Syamsul Hadi, S.T., M.T. . NIP. 19730804 199903 1003 NIP. 19710615 199802 1002

Page 3: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Karya ini dipersembahkan untuk:

Ayahanda, Abubakar Alaydrus, yang tak pernah bosan mengajak putra-

putranya untuk berdiskusi dan berdialog.

Ibunda, Hadijah Baraja, yang senantiasa mengajarkan mengenai keadilan

dan kepedulian terhadap sesama.

Nenek Asiyah yang selalu bersemangat dalam hidupnya.

Kakak-kakak penulis (Taufik, Zainal, Ayib, Dani, Jamalulail, dan

Ubaidillah) yang telah memberi banyak inspirasi.

Paman Umar yang mengajarkan pada penulis untuk selalu berpikir bebas.

Bapak Suyitno dan Bapak Tri Istanto yang telah memberikan bimbingan

dan arahan dalam pengerjaan tugas akhir.

Orang-orang yang penulis cintai dalam hidup ini.

iii

Page 4: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

MOTTO

Hanya kepada Tuhan,

kami mengabdikan diri kami,

dan

hanya kepada Tuhan,

kami memohon segala sesuatu.

(Te r insp i ras i da r i aya t -ayat suc i )

iv

Page 5: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Tests on Physical Properties and Reaction Kinetics of Rice Straw Briquette with Kalimantan-Merbau Wood Addition

Zaki

Mechanical Engineering Department Sebelas Maret University

Surakarta, Indonesia email : [email protected]

Abstract

This research was conducted to investigate the effect of Kalimantan-merbau

wood addition on physical properties of rice straw briquette. Rice straw briquette had a high axial compressive strength value. However, it had a low durability and water resistance. Kalimantan-merbau sawdust was added to improve briquette’s physical properties because Kalimantan-merbau wood briquette has a higher durability and water resistance. Briquettes were made in two compositions (weight percentage), i.e., 80% rice straw with 20% Kalimantan-merbau wood and 60% rice straw with 40% Kalimantan-merbau wood. Briquetting process was done with four briquetting pressure, that was 400 kg/cm2, 600 kg/cm2, 800 kg/cm2, and 1000 kg/cm2. Physical properties, such as initial and relaxed density, relaxation, durability, axial compressive strength, as well as water resistance, was tested from each briquette. From physical properties testing result was used to determine the briquetting pressure which produces the optimum briquette for each composition. The reaction kinetics testing was done on the optimum briquette with two-different air velocities which entering the reactor, that is 0.05 m/s and 2 m/s. The result of the physical properties testing showed that Kalimantan-merbau wood addition could make an increment on briquette’s density and durability. The optimum briquette for 80% rice straw with 20% Kalimantan-merbau wood composition was gained from the briquetting pressure of 800 kg/cm2. While, the optimum briquette for 60% rice straw with 40% Kalimantan-merbau wood composition was gained from the briquetting pressure of 1000 kg/cm2. Activation energy values of 80% rice straw with 20% Kalimantan-merbau wood briquette were 11.11 kJ/mol and 13.54 kJ/mol, for 0.05 m/s and 2 m/s air velocity respectively. Activation energy of 60% rice straw with 40% Kalimantan-merbau wood briquette was 11.43 kJ/mol and 14.09 kJ/mol.

Keywords: briquette, rice straw, Kalimantan-merbau wood, density, activation energy

v

Page 6: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Uji Sifat Fisik dan Kinetika Reaksi Briket Jerami Padi dengan Penambahan Kayu Kalimantan Merbau

Zaki

Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret

Surakarta, Indonesia email : [email protected]

Abstrak

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan kayu

kalimantan merbau pada sifat fisik briket jerami padi. Briket jerami padi memiliki nilai kuat tekan aksial yang tinggi. Namun, briket jerami padi memiliki ketahanan dan ketahanan terhadap air yang rendah. Serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau ditambahkan dengan tujuan memperbaiki sifat fisik briket karena briket kayu Kalimantan merbau memiliki nilai ketahanan dan ketahanan air yang lebih baik. Briket dibuat dengan 2 variasi komposisi (persentase berat), yakni 80% jerami padi ditambah 20% kayu Kalimantan merbau dan 60% jerami padi ditambah 40% kayu Kalimantan merbau. Proses pembriketan dilakukan dengan 4 variasi tekanan pembriketan, yaitu 400 kg/cm2, 600 kg/cm2, 800 kg/cm2, dan 1000 kg/cm2. Sifat fisik yang diuji dari masing-masing briket adalah densitas awal dan densitas relaksasi, relaksasi, ketahanan, kuat tekan aksial, serta ketahanan terhadap air. Dari hasil pengujian sifat fisik digunakan untuki menentukan tekanan pembriketan yang menghasilkan briket optimum untuk masing-masing komposisi. Uji kinetika reaksi dilakukan terhadap briket optimum dengan 2 variasi kecepatan udara memasuki reaktor yaitu 0,05 m/s dan 2 m/s. Hasil pengujian sifat fisik menunjukkan bahwa penambahan kayu Kalimantan merbau dapat meningkatkan densitas dan ketahanan briket. Briket optimum untuk komposisi 80% jerami padi ditambah 20% kayu Kalimantan merbau diperoleh pada tekanan 800 kg/cm2. Sedangkan, untuk komposisi 60% jerami padi ditambah 40% kayu Kalimantan merbau diperoleh pada tekanan 1000 kg/cm2. Nilai energi aktivasi untuk briket 80% jerami padi ditambah 20% kayu Kalimantan merbau adalah 11,11 kJ/mol dan 13,54 kJ/mol, masing-masing untuk kecepatan udara 0,05 m/s dan 2 m/s. Sedangkan energi aktivasi untuk briket 60% jerami padi ditambah 40% kayu Kalimantan merbau adalah 11,43 kJ/mol dan 14,09 kJ/mol.

Kata kunci: briket, jerami padi, kayu Kalimantan merbau, densitas, energi aktivasi

vi

Page 7: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan

karunia-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan Skripsi

dengan judul “Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami Padi

dengan Penambahan Kayu Kalimantan Merbau”. Skripsi ini disusun guna

memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik

Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Skripsi ini tidak mungkin dapat terselesaikan tanpa bantuan dari berbagai

pihak, baik secara langsung maupun tidak. Oleh karena itu, penulis ingin

menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang

telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini, terutama kepada:

1. Bapak Dody Ariawan, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UNS

Surakarta.

2. Bapak Suyitno, S.T., M.T., Dr.Tech. selaku pembimbing pertama atas

bimbingannya hingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.

3. Bapak Tri Istanto, S.T., M.T., selaku pembimbing kedua yang telah turut

serta memberikan bimbingan yang berharga bagi penulis.

4. Bapak Syamsul Hadi, S.T., M.T., selaku pembimbing akademis yang telah

berperan sebagai orang tua selama penulis melaksanakan studi di

Universitas Sebelas Maret.

5. Seluruh pengajar, staf administrasi, dan laboran di Jurusan Teknik Mesin

UNS, yang telah turut mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.

6. Ayah, Bunda, Nenek dan Kakak-Kakak penulis yang telah memberikan

dorongan dan dukungan kepada penulis dalam menempuh pendidikan di

Universitas Sebelas Maret.

7. Rekan penulis dalam mengerjakan tugas akhir mengenai briket biomassa,

Nuzul Wahyudi, atas bantuan dan kerjasamanya.

8. Teman-teman di Laboratorium Konversi Energi (Gama, Yusno, Topan,

Indri, Dwi S., Ahmad, Tinneke, Teddy, Fendi, Thoha, dan Efril) yang telah

menemani dalam pembuatan alat dan pengambilan data. Terima kasih yang

tak terkira atas bantuan kalian semua.

vii

Page 8: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

9. Semua rekan di jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan bantuan dan

semangat kepada penulis.

10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu pelaksanaan dan penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih jauh dari

sempurna, maka penulis mengharap kritik dan saran dari berbagai pihak untuk

kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat berguna bagi ilmu

pengetahuan dan kita semua.

Surakarta, 11 Maret 2010

Penulis

viii

Page 9: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

DAFTAR ISI

Halaman

Abstrak ......................................................................................................... v

Kata Pengantar ............................................................................................. vii

Daftar Isi ..................................................................................................... ix

Daftar Tabel ................................................................................................ xi

Daftar Gambar ............................................................................................. xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ........................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah ................................................................ 3

1.3. Batasan Masalah ..................................................................... 3

1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................ 5

1.5. Sistematika Penulisan ............................................................. 5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ..................................................................... 6

2.2. Dasar Teori .............................................................................. 8

2.2.1. Biomasa......................................................................... 8

2.2.2. Pemadatan (Densification) ............................................ 9

2.2.3. Bahan Pengikat (Binder) ............................................... 10

2.2.4. Pemilihan Briket Optimum ........................................... 11

2.2.5. Pembakaran................................................................... 12

2.2.6. Thermogravimetric Analysis (TGA) ............................. 14

2.2.7. Kinetika Pembakaran .................................................... 14

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian .................................................. 17

3.2. Bahan Penelitian ...................................................................... 17

3.3. Alat Penelitian ......................................................................... 17

3.4. Pelaksanaan Penelitian ............................................................. 20

3.4.1. Tahap Persiapan .......................................................... 20

3.4.2. Tahap Pembriketan ...................................................... 20

3.4.3. Tahap Uji Sifat Fisik .................................................... 21

ix

Page 10: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

3.4.4. Tahap Uji Kinetika Reaksi ........................................... 24

3.5. Metode Analisis Data ............................................................... 25

3.6. Diagram Alir Penelitian ........................................................... 26

BAB IV DATA DAN ANALISIS

4.1. Sifat Fisik 27

4.1.1. Sifat Initial Density dan Relaxed Density ..................... 27

4.1.2. Sifat Relaksasi .............................................................. 32

4.1.3. Sifat Ketahanan (Durability) ........................................ 37

4.1.4. Sifat Kuat Tekan Aksial Briket Biomassa ................... 41

4.1.5. Sifat Ketahan Briket Biomassa Terhadap Air .............. 43

4.1.6. Pemilihan Briket Optimum .......................................... 45

4.2. Sifat Kinetika Pembakaran ....................................................... 48

4.2.1. Energi Aktivasi dan Faktor Pre-eksponensial ............... 51

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan .............................................................................. 55

5.2. Saran ......................................................................................... 56

Daftar Pustaka .............................................................................................. 57

Lampiran ...................................................................................................... 60

x

Page 11: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1.1. Sifat-sifat fisik briket jerami padi dan kayu Kalimantan merbau

dengan pengikat tetes tebu 10% wb............................................... 2

Tabel 2.1. Sifat kimia bahan bakar.................................................................. 8

Tabel 2.2. Ultimate analisys jerami padi......................................................... 9

Tabel 2.3. Proximate Analysis dan Ultimate Analysis kayu........................... 9

Tabel 2.4. Faktor dan level pemilihan optimum ............................................. 11

Tabel 4.1. Data massa jenis awal dan setelah mengalami relaksasi selama 1

minggu dari briket jerami padi....................................................... 28

Tabel 4.2. Data massa jenis awal dan setelah mengalami relaksasi selama 1

minggu dari briket jerami padi yang ditambah 20% kayu

kalimantan merbau ......................................................................... 28

Tabel 4.3. Data massa jenis awal dan setelah mengalami relaksasi selama 1

minggu dari briket jerami padi yang ditambah 40% kayu

kalimantan merbau ......................................................................... 29

Tabel 4.4. Massa jenis penyusun briket biomasa ............................................ 30

Tabel 4.5. Konstanta-konstanta fungsi (D = a ln P + b).................................. 32

Tabel 4.6. Penambahan air untuk pengkondisian kadar air awal .................... 36

Tabel 4.7. Pengurangan massa briket 80% jerami padi ditambah 20% kayu

kalimantan merbau setelah satu minggu ........................................ 36

Tabel 4.8. Pengurangan massa briket 60% jerami padi ditambah 40% kayu

kalimantan merbau setelah satu minggu ........................................ 36

Tabel 4.9. Durability Rating briket biomasa ................................................... 37

Tabel 4.10. Contoh hasil uji ketahanan (durability) briket jerami yang

ditambah 40% kayu kalimantan merbau pada variasi tekanan

1000 kg/cm2................................................................................... 38

Tabel 4.11. Data sifat kuat tekan aksial briket biomasa jerami padi................. 41

Tabel 4.12. Hubungan kuat tekan briket dan kandungan selulosa .................... 42

xi

Page 12: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Tabel 4.13. Indeks ketahanan air (water resistance index) briket biomasa....... 44

Tabel 4.14. Faktor dan level pemilihan optimum ............................................. 45

Tabel 4.15. Nilai β briket 80% jerami padi + 20% kayu kalimantan merbau... 46

Tabel 4.16. Nilai β briket 60% jerami padi + 40% kayu kalimantan merbau... 46

Tabel 4.17. Nilai desirability briket 80% jerami padi ditambah 20% kayu

kalimantan merbau ......................................................................... 47

Tabel 4.18. Nilai desirability briket 60% jerami padi ditambah 40% kayu

kalimantan merbau ......................................................................... 47

Tabel 4.19. Peak Temperature untuk masing-masing spesimen briket

biomassa......................................................................................... 50

Tabel 4.20. Nilai energi aktivasi dan faktor pre-eksponensial briket 80%

jerami padi ditambah 20% kayu kalimantan merbau..................... 53

Tabel 4.21. Nilai energi aktivasi dan faktor pre-eksponensial briket 60%

jerami padi ditambah 40% kayu kalimantan merbau..................... 53

xii

Page 13: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Profil pembakaran batubara bituminus ....................................... 13

Gambar 2.2. Grafik ln penurunan fraksi massa terhadap kenaikan temperatur

padatan ........................................................................................ 15

Gambar 3.1. Tetes tebu ( molases)................................................................... 17

Gambar 3.2. Alat pembriket............................................................................. 18

Gambar 3.3. Ayakan 50 mesh.......................................................................... 18

Gambar 3.4. Alat uji ketahanan ....................................................................... 18

Gambar 3.5. Moisture analyzer, timbangan digital, dan jangka sorong .......... 19

Gambar 3.6. Anemometer................................................................................ 19

Gambar 3.7. Alat uji Tekan Universal Testing Machine ................................. 19

Gambar 3.8. Skema Alat TGA berpemanas listrik .......................................... 20

Gambar 4.1. Briket 80% jerami padi ditambah 20% kayu Kalimantan

merbau setelah mengalami relaksasi selama satu minggu .......... 30

Gambar 4.2. Briket jerami padi yang ditambah 40% kayu kalimantan

merbau setelah mengalami relaksasi selama satu minggu .......... 30

Gambar 4.3. Hubungan antara penurunan massa jenis briket setelah satu

minggu dengan tekanan pembriketan. ........................................ 31

Gambar 4.4. Hubungan antara relaxed density (D) dengan tekanan

pembriketan (P) untuk briket jerami padi yang ditambah 20%

dan 40% kayu Kalimantan merbau. ............................................ 31

Gambar 4.5. Pertambahan panjang briket pada tiap variasi tekanan briket

80% jerami padi dan 20% kayu kalimantan................................ 32

Gambar 4.6. Pertambahan volume briket pada tiap variasi tekanan briket

80% jerami padi dan 20% kayu kalimantan merbau................... 33

Gambar 4.7. Pertambahan panjang pada tiap variasi tekanan untuk briket

60% jerami padi dan 40% kayu kalimantan merbau................... 33

xiii

Page 14: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Gambar 4.8. Pertambahan volume pada tiap variasi tekanan untuk briket

60% jerami padi dan 40% kayu kalimantan merbau................... 34

Gambar 4.9. Hubungan durability rating dengan tekanan pembriketan .......... 39

Gambar 4.10. Relaksasi panjang berbagai briket untuk berbagai tekanan. ....... 40

Gambar 4.11. Nilai kuat tekan aksial briket biomasa ........................................ 42

Gambar 4.12. Briket biomasa yang tersisa dan masih berwujud briket............. 45

Gambar 4.13. Hubungan antara fraksi massa (Y) dan turunannya (-dY/dt)

terhadap temperatur briket 80% jerami padi ditambah 20%

kayu kalimantan merbau pada kecepatan udara 0,05 m/s ........... 48

Gambar 4.14. Hubungan antara fraksi massa (Y) dan turunannya (-dY/dt)

terhadap temperatur briket 80% jerami padi ditambah 20%

kayu kalimantan merbau pada kecepatan udara 2 m/s ................ 49

Gambar 4.15. Hubungan antara fraksi massa (Y) dan turunannya (-dY/dt)

terhadap temperatur briket 60% jerami padi ditambah 40%

kayu kalimantan merbau pada kecepatan udara 0,05 m/s ........... 49

Gambar 4.16. Hubungan antara fraksi massa (Y) dan turunannya (-dY/dt)

terhadap temperatur briket 60% jerami padi ditambah 40%

kayu kalimantan merbau pada kecepatan udara 2 m/s ................ 50

Gambar 4.17. Hubungan ln(-dY/dt) terhadap 1/Tsolid briket 80% jerami padi

ditambah 20% kayu Kalimantan merbau dengan kecepatan

udara 0,05 m/s ............................................................................. 51

Gambar 4.18. Hubungan ln(-dY/dt) terhadap 1/Tsolid briket 80% jerami padi

ditambah 20% kayu Kalimantan merbau dengan kecepatan

udara 2 m/s ................................................................................. 52

Gambar 4.19. Hubungan ln(-dY/dt) terhadap 1/Tsolid briket 60% jerami padi

ditambah 40% kayu Kalimantan merbau dengan kecepatan

udara 0,05 m/s ............................................................................. 52

Gambar 4.20. Hubungan ln(-dY/dt) terhadap 1/Tsolid briket 60% jerami padi

ditambah 40% kayu Kalimantan merbau dengan kecepatan

udara 2 m/s .................................................................................. 53

xiv

Page 15: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kebutuhan akan sumber energi terbarukan menjadi semakin besar akhir-akhir

ini. Hal ini didasarkan pada kesadaran manusia yang kian tinggi mengenai

keterbatasan sumber energi fosil yang selama ini menjadi sumber energi utama. Di

sisi lain, permasalahan pemanasan global dan perubahan iklim mendorong berbagai

pihak termasuk akademisi untuk mencari cara guna mengurangi emisi karbon dan

gas asam dalam kehidupan manusia sehari-hari. Salah satu alternatif pemecahan

masalah tersebut adalah dengan meningkatkan penggunaan sumber-sumber energi

terbarukan yang menghasilkan lebih sedikit emisi karbon dan gas asam daripada

sumber energi fosil.

Biomasa adalah istilah untuk semua jenis material organik yang dihasilkan

dari proses fotosintesis. Biomasa sebagai salah satu sumber energi terbarukan banyak

mendapat perhatian para peneliti karena biomasa memiliki kandungan energi yang

cukup tinggi dan banyak tersedia di alam. Namun, sampah biomasa tidak dapat

dimanfaatkan secara langsung karena memiliki kandungan air yang tinggi, densitas

yang rendah, dan nilai kalor per satuan volume yang rendah. Solusi terhadap masalah

ini adalah dengan melakukan densifikasi atau pembriketan biomasa. Pembriketan

pada biomasa dapat meningkatkan nilai kalor volumetrik, memudahkan proses

pengepakan, serta mengurangi biaya transportasi dan penyimpanan. Parameter-

parameter yang menentukan dalam pembuatan briket biomasa antara lain adalah

tekanan pembriketan, waktu penahanan (holding time), ukuran partikel serbuk, jenis

bahan pengikat, temperatur pembriketan, dan kandungan air (moisture content)

(Tamami, 2005).

Dua material biomasa yang dipilih sebagai objek penelitian ini adalah jerami

padi dan limbah gergajian kayu Kalimantan merbau. Pemilihan jerami padi

dikarenakan material tersebut memiliki nilai kuat tekan yang tinggi setelah dibriket.

Namun, di sisi lain, briket jerami memiliki kekurangan yaitu nilai ketahanan

(durability) dan ketahanan air (water resistance) yang rendah. Oleh karena itu,

1

Page 16: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

2

penambahan material lain diperkirakan mampu memperbaiki sifat-sifat tersebut.

Serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau dipilih sebagai material tambahan karena

briket serbuk gergajian kayu Kalimantan terbukti memiliki nilai durability dan water

resistance yang lebih tinggi.

Tabel 1.1 Sifat-sifat fisik briket jerami padi dan kayu Kalimantan merbau

dengan pengikat tetes tebu 10% wb (Syafiq, 2009 dan Riyanto, 2009)

Tekanan Kuat tekan aksial (kgf/cm2) Durability rating (%) WRI (%) pembriketan jerami kayu kaliman- Jerami kayu kaliman- Jerami kayu kaliman-

(kg/cm2) padi tan merbau Padi tan merbau Padi tan merbau 200 0,68 0 1,96 * * 400 5,79 12,28 76,10 * * 600 25,19 47,18 94,75 * 24 800 40,74 55,57 95,17 * 46

1000

> 99,9

49,27 61,78 95,43 * 53 keterangan : WRI = water resistance index * = sampel sudah tidak berbentuk briket (hancur)

Padi merupakan komoditas pertanian yang terbesar di Indonesia. Data dari

BPS menyebutkan bahwa produksi beras nasional pada tahun 2006 kurang lebih

sebanyak 54,7 juta ton dari 11,9 juta hektar sawah. Moiorella (1985) menyebutkan

bahwa setiap kilogram panen beras dapat menghasilkan antara 1 hingga 1,5 kg

jerami. Berdasarkan data tersebut, maka jumlah jerami diperkirakan mencapai 54,7

sampai 82,1 juta ton. Jumlah jerami yang sangat besar tersebut, saat ini belum

banyak dimanfaatkan, hanya sebatas dibakar langsung di sawah atau dijadikan pakan

ternak.

Indonesia merupakan negara pengkonsumsi kayu dalam jumlah yang relatif

besar, antara lain untuk industri penggergajian, kertas, dan kayu lapis. Sebagian

limbah biomasa dari industri tersebut dimanfaatkan kembali dalam proses

pengolahannya, sebagian digunakan sebagai bahan bakar dalam industri kayu lapis

dan kertas. Sisanya hanya ditumpuk di lapangan, dibuang ke aliran sungai, atau

dibakar secara langsung yang mana bisa merusak lingkungan. Produksi kayu

gergajian (Sawntimber) di Indonesia mencapai 1,4 juta m3/tahun (Direktorat Jenderal

Bina Produksi tahun 2005).

Page 17: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

3

Dalam standar nasional Indonesia (SNI) mencantumkan standar briket hanya

sebatas sifat fisik. Dalam standar nasional Indonesia, disebutkan briket yang baik

harus memiliki kuat tekan > 60 kg/cm2. Belum ada ketentuan tentang standar untuk

sifat fisik lainnya yang berpengaruh dalam proses penyimpanan dan pengangkutan

seperti ketahanan (durability), dan ketahanan terhadap air (water resistance). Serta

belum adanya ketentuan tentang standar kinetika reaksi dari briket biomasa sehingga

mendorong adanya penelitian ini.

Dalam penelitian ini, akan diteliti kualitas fisik briket jerami padi dengan

penambahan serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau. Pengaruh tekanan

pembriketan dan persentase komposisi bahan bakar terhadap briket yang dihasilkan,

kemudian diuji sifat-sifat fisiknya untuk memperoleh briket campuran jerami padi

dan serbuk gergajian kayu Kalimantan yang optimum. Briket yang terpilih

selanjutnya diuji kinetika reaksi untuk mendapatkan nilai laju pembakarannya

(combustion rate).

1.2. Perumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh penambahan kayu Kalimantan merbau terhadap sifat-sifat

fisik briket jerami padi.

2. Bagaimana pengaruh variasi tekanan pembriketan terhadap sifat fisik yang

optimum pada briket campuran jerami padi dan kayu Kalimantan.

3. Bagaimana kinetika reaksi yang terjadi pada briket yang optimum tersebut.

1.3. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada:

1. Bahan briket biomasa yang diuji adalah limbah pertanian jerami padi dengan

campuran limbah gergajian kayu Kalimantan jenis merbau dengan ukuran

partikel masing-masing bahan adalah 50 mesh.

2. Kadar air awal jerami adalah sekitar 20% dari berat jerami dan kadar air awal

serbuk gergajian kayu adalah 15% dari berat serbuk gergajian tersebut.

3. Bahan pengikat (binder) adalah tetes tebu (molasses) dengan komposisi 10%

berat briket.

Page 18: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

4

4. Mesin pembriketan adalah tipe piston die pressure yang digerakkan secara

manual.

5. Cetakan briket (die) berbentuk silinder dengan diameter dalam 50 mm dan

poros penekan berdiameter 49,5 mm.

6. Briket biomasa berbentuk silinder dengan diameter 50 mm dan tinggi 50 mm

(standar SNI).

7. Lama penahanan proses pembriketan (holding time) sekitar 40 detik.

8. Pembriketan dilakukan dengan komposisi sebagai berikut:

a. Limbah jerami padi sebesar 80% berat campuran bahan bakar dan limbah

gergajian kayu Kalimantan sebesar 20% berat campuran bahan bakar.

b. Limbah jerami padi sebesar 60% berat campuran bahan bakar dan limbah

gergajian kayu Kalimantan sebesar 40% berat campuran bahan bakar.

9. Pembriketan dilakukan dengan variasi tekanan pembriketan : 400 kg/cm², 600

kg/cm², 800 kg/cm², dan 1000 kg/cm² untuk masing-masing komposisi.

10. Sifat-sifat fisik yang diteliti:

a. Densitas awal (initial density) dan densitas setelah mengalami relaksasi

selama satu minggu (relaxed density) dengan menggunakan standar

pengujian ASAE 269.2 Dec 96.

b. Sifat relaksasi briket dengan menggunakan standar pengujian ASAE

269.2 Dec 96

c. Kuat tekan aksial (axial compressive strength).

d. Ketahanan briket (durability) dengan menggunakan standar pengujian

ASAE 269.2 Dec 96.

e. Ketahanan terhadap air (water resistance).

11. Uji kinetika reaksi dilakukan terhadap briket optimum dari masing-masing

komposisi.

12. Uji kinetika reaksi dilakukan dengan alat thermogravimetric analyzer (TGA)

menggunakan pemanas listrik berkapasitas 1.000 Watt.

13. Uji kinetika reaksi dilakukan pada temperatur ruang bakar 400°C dan tekanan

1 atm, dengan dua variasi kecepatan udara memasuki ruang bakar, yaitu

0,05 m/s dan 2 m/s

Page 19: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

5

1.4. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Memperbaiki sifat-sifat fisik briket jerami padi khususnya sifat durability dan

ketahanan terhadap air dengan menambahkan kayu Kalimantan merbau.

2. Memperoleh data-data yang menunjukkan karakteristik briket jerami padi yang

dicampur 20% dan 40% serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau.

3. Menyelidiki pengaruh tekanan densifikasi pada sifat fisik briket jerami padi

yang ditambah 20% dan 40% serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau.

4. Menyelidiki kinetika reaksi briket jerami padi yang ditambah 20% dan 40%

serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau.

Hasil penelitian ini diharapkan mampu memberi manfaat sebagai berikut:

1. Meningkatkan nilai ekonomis limbah pertanian jerami padi dan serbuk

gergajian kayu Kalimantan merbau dengan mengubahnya menjadi produk yang

lebih berguna.

2. Memberi alternatif bahan bakar biomasa dengan biaya produksi yang murah

dan sifat fisik yang optimum.

1.5. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan

masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, serta

sistematika penulisan.

BAB II : Dasar teori, berisi tinjauan pustaka yang berkaitan dengan pengujian sifat

fisik dan sifat kinetika reaksi pembakaran briket biomasa dengan dan

tanpa menggunakan pengikat (binder), teori tentang biomasa, briket, serta

teori tentang kinetika reaksi pembakaran briket biomasa.

BAB III : Metodologi penelitian, menjelaskan peralatan yang digunakan, tempat

dan pelaksanaan penelitian, langkah-langkah percobaan dan pengambilan

data.

BAB IV : Data dan analisa, menjelaskan data hasil pengujian, perhitungan data hasil

pengujian serta analisa hasil dari perhitungan.

BAB V : Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran.

Page 20: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Richards, S.R (1989) telah melakukan penelitian untuk mengetahui indek

ketahanan briket terhadap air dengan cara merendam briket ke dalam air selama 30

menit kemudian massa briket ditimbang. Dan nilai indek ketahanan air (Water

Resistant Indeks (WRI)) diperoleh dengan cara:

(2.1)

Wakumonya dan Jenkins (1994) melakukan penelitian pada briket biomasa

campuran gergajian kayu dan batang gandum. Pada penelitian ini divariasikan

campuran antara gergajian kayu dan batang gandum yaitu 1:1 dan 3:1 untuk

mendapatkan briket dengan ketahanan terbaik. Hasil penelitian menyatakan bahwa

pertambahan panjang lebih tinggi terjadi pada campuran 1:1 sedangkan pada

pengujian ketahanan didapatkan index ketahanan campuran 1:1 sebesar 51,5

sedangkan harga index ketahanan campuran 3:1 sebesar 67,6. Kandungan air

material mentah yang optimum untuk menghasilkan briket terbaik terletak antara 12-

20% basis basah (w.b.)

A. Demirbas (1997) melakukan penelitian pada pembriketan sampah kertas

dan jerami gandum pada tekanan 300-800 MPa dengan bentuk briket silinder, variasi

kandungan air 7%, 10%, 13%, 15% dan 18%. Diketahui bahwa densitas sampah

kertas dan batang gandum meningkat seiring dengan kenaikan kandungan air

(moisture content) dan kenaikan tekanan pembriketan. Setelah 1 minggu pengukuran

relaksasi digunakan untuk menentukan kestabilan briket. Relaxed density

dipengaruhi oleh perbedaan nilai tekanan pembriketan sehingga dapat dibuat sebuah

persamaan D = a Ln P + b, dimana relaxed density, D dalam kg/m³ dan tekanan

pembriketan, P dalam kg/cm², nilai a dan b adalah suatu konstanta. Pengujian kuat

tekan pada batang gandum menunjukkan bahwa semakin tinggi kandungan air

biomasa maka kuat tekan akan meningkat. Kuat tekan tertinggi pada tekanan 800

MPa dengan kandungan air 22 % sebesar 23 MPa.

airpenyerapanWRI %%100 −=

6

Page 21: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

7

Othman, N. F., Shamsuddin, A. H. (2003) telah melakukan penelitian tentang

pembakaran batubara dengan menggunakan termogravimetri analisis. Penelitian ini

dititikberatkan untuk mempelajari reaktifitas batubara menggunakan profil

pembakaran DTG. Parameter kinetik dari batubara untuk profil pembakaran

dipelajari dengan menggunakan persamaan Arrhenius. Pada penelitian ini

diasumsikan bahwa proses pembakaran bisa didiskripsikan dengan persamaan

Arrhenius orde satu. Analisis DTG telah dilakukan dengan laju pemanasan konstan

dan penambahan udara pada bahan uji. Dari kurva DTG dapat diperoleh nilai ITVM,

ITFC, peak temperature, dan burnout temperature. Secara teori, pembakaran akan

mulai ketika bahan bakar terkena oksigen, namun temperatur, komposisi dari bahan

bakar, dan oksigen juga menjadi faktor penentu pada reaksi. Nilai energi aktivasi

yang diperoleh dari masing-masing sampel batubara (Blair Athol, Merit Pila, Tanito

Harum) adalah 5,2 kJ/mol, 6,6 kJ/mol, dan 7,3 kJ/mol.

Suyitno, dkk (2005) telah melakukan penelitian tentang pengaruh ukuran

partikel terhadap karakteristik pembakaran biomasa yang berasal dari jerami dan

serbuk gergajian kayu glugu. Dimana sampel dijadikan serbuk dengan variasi ukuran

partikelnya adalah 20, 40, dan 80 mesh, kemudian dibriket berbentuk silinder

berdiameter 3 cm. Briket dihasilkan dengan tekanan 500 kg/cm2. Dari penelitian

didapatkan laju pembakaran dan profil pembakarannya. Setelah diuji diketahui

bahwa untuk ukuran partikel yang besar mempunyai laju pembakaran yang tinggi

sehingga bahan bakar cepat habis. Tetapi dengan ukuran partikel besar, puncak

temperatur, ITVM, dan waktu tinggalnya rendah.

Jamradloedluk, J. et al (2006) melakukan penelitian mengenai briket

campuran ampas tebu dan jerami padi serta briket campuran sekam padi dan getah

bunga bakung. Masing-masing briket dicampur dengan variasi komposisi 20:80,

40:60, 60:40, dan 80:20. Hasil penelitian pada briket campuran sekam padi dan getah

bunga bakung menunjukkan bahwa kandungan getah bunga bakung yang semakin

tinggi akan meningkatkan densitas dan kuat tekan briket. Sedangkan, pada briket

campuran ampas tebu dan jerami padi, densitas dan kuat tekan tertinggi diperoleh

pada campuran 40% ampas tebu ditambah 60% jerami padi. Densitas briket

campuran yang dihasilkan berkisar antara 185-223 kg/m3.

Page 22: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

8

Tri Istanto, dkk (2006) meneliti pengaruh ukuran partikel, kadar air awal dan

temperatur pembriketan terhadap sifat fisik briket biomasa. Penelitian dilakukan

dengan menggunakan biomasa yang berasal dari jerami padi, limbah gergajian glugu,

limbah gergajian kayu jati dan serbuk batu bara. Sampel dibuat serbuk dengan variasi

ukuran 20 mesh (0,85 mm), 40 mesh (0,42 mm), dan 80 mesh (0,18 mm) dan variasi

kadar air awal ( 10%, 15%, 20% dan 25%) dan variasi temperatur pembriketan

(60ºC, 80ºC, 100ºC dan 120ºC) serta dengan pengikat kanji 5%. Dari penelitian

diperoleh hasil bahwa untuk biomasa jerami semakin kecil ukuran partikel

mengakibatkan densitas meningkat tetapi kuat tekan aksial menurun. Semakin besar

kadar air awal menyebabkan penurunan densitas dan kuat tekan aksial.

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Biomasa

Biomasa merupakan istilah yang digunakan untuk menggambarkan semua

jenis material organik yang dihasilkan dari proses fotosintesis (Anonim, 2004).

Biomasa dapat dikategorikan sebagai biomasa kayu dan biomasa non kayu. Biomasa

kayu dapat dibagi lagi menjadi kayu keras dan kayu lunak. Biomasa non kayu yang

dapat digunakan sebagai bahan bakar meliputi limbah hasil pertanian seperti limbah

pengolahan industri gula pasir (bagasse), sekam padi, rerantingan (stalks), jerami,

biji-bijian, termasuk pula kotoran hewan dapat juga digunakan sebagai bahan bakar.

Bahan bakar kayu meliputi gelondongan kayu (cord wood), ranting pohon, tatal

kayu, kayu sejenis cemara (bark), gergajian kayu, sisa hasil hutan, arang kayu,

limbah ampas (ampas tebu), dan lain-lain.

Tabel 2.1. Sifat kimia bahan bakar (Tri Istanto, 2006) Bahan

bakar

Kadar air

(%)

Volatile

matter (%)

Fixed

Carbon (%)

Abu

(%)

Nilai Kalor

(kcal/g)

Jerami 8,12 52,68 13,80 25,40 3111,99

Glugu 10,43 77,36 11,07 1,14 4210,81

Jati 10,53 77,2 11,17 1,10 4411,81

Batubara 11,57 43,88 33,28 11,27 5363,28

Page 23: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

9

Tabel 2.2. Ultimate analisys jerami padi (Okasha, 2007)

Ultimate Analysis % Berat

Carbon 42,04

Hydrogen 6,26

Nitrogen 1,23

Oxygen 39,00

Sulphur 0,64

Tabel 2.3. Proximate Analysis dan Ultimate Analysis kayu (Hughes, 1997)

Parameter Proximate Analysis (persentase berat)

Zat volatil 43,92 % Fixed Carbon 8,24 % Abu 1,11 % Moisture 46,73 %

Ultimate Analysis (persentase berat) Karbon 27,02 % Hidrogen 3,09 % Oksigen 21,98 % Nitrogen 0,05 % Sulfur 0,03 % Klorin --- Abu 1,11 % Moisture 46,73 %

Nilai Kalor Atas (Btu/lb) 4,396

2.2.2. Pemadatan (Densification)

Salah satu cara yang dikembangkan untuk meningkatkan sifat fisis dan

pembakaran biomasa adalah pemadatan untuk menghasilkan biobriket. Pemadatan

merupakan salah satu langkah dalam rangkaian proses penanganan limbah yang

meliputi pengumpulan, penyimpanan, dan pengangkutan, juga termasuk penyortiran,

penggilingan dan pengeringan. Prinsip pemadatan yaitu pemberian tekanan pada

suatu material untuk menghilangkan kekosongan (void) inter dan antar partikel.

Proses pemadatan biomasa dapat dijelaskan sebagai berikut, selama awal

proses kompresi, partikel menyusun kembali bentuknya mendekati densitas massa

Page 24: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

10

penuh (bulk density). Partikel cenderung mempertahankan sifat-sifat asalnya

walaupun terjadi pelepasan energi akibat gesekan antar partikel serta gesekan antara

partikel dan dinding. Ketika tekanan kompaksi naik, partikel-partikel akan saling

mendorong satu sama lain, bersamaan dengan terjadinya deformasi elastik dan

plastis. Hal ini akan memperluas daerah kontak antar partikel dan sebagai akibatnya

gaya ikat antar partikel akan meningkat. Partikel-partikel yang getas mungkin akan

mengalami keretakan di bawah tekanan tersebut, mengawali terjadinya penyatuan.

Pada tekanan yang lebih tinggi, pori-pori akan terisi oleh partikel hingga densitas

massa hasil kompaksi akan mendekati densitas massa asli atau massa padat (true

density) komponen-komponen penyusunnya (S. Mani, dkk ; 2004).

Teknik pemadatan yang biasa digunakan adalah balling, briquetting, dan

pelleting. Dalam penelitian ini proses pemadatan biomasa yang digunakan adalah

proses pembriketan (briquetting). Proses pembuatan biobriket yang utama meliputi

pemilihan material biomasa, penggilingan, dan pembriketan

Pada dasarnya semua jenis limbah biomasa dapat dipadatkan, berdasarkan

tekanan kompaksi proses pembriketan dapat dibagi menjadi tiga (Sumaryono, 1995)

yaitu:

1. Kompaksi tekanan rendah (300-1000 kg/cm²)

2. Kompaksi tekanan sedang (1000-2500 kg/cm²)

3. Kompaksi tekanan tinggi (≥ 2500 kg/cm²)

Dalam kompaksi dengan tekanan tinggi dan sedang, biasanya tidak

diperlukan bahan pengikat. Proses kompaksi dengan tekanan tinggi dan sedang

biasanya menggunakan teknologi screw press dan piston press.

2.2.3. Bahan Pengikat (Binder)

Pembriketan pada tekanan rendah membutuhkan bahan pengikat (binder)

untuk membantu pembentukan ikatan di antara partikel biomasa. Penambahan

pengikat dapat meningkatkan kekuatan briket. Ada beberapa macam bahan pengikat

yang digunakan dalam pembriketan yaitu pengikat organik (tetes tebu, coal tar,

bitumen, kanji, resin) dan pengikat anorganik (tanah liat, semen, lime, sulphite

liquior). Menurut Hinkle dan Rosenthal, ada beberapa kriteria yang harus

Page 25: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

11

diperhatikan dalam memilih binder yang akan digunakan sebagai pengikat, antara

lain :

1. Kesesuaian antara pengikat dengan bahan yang akan diikat.

2. Kemampuan pengikat untuk dapat meningkatkan sifat-sifat briket.

3. Kemudahan untuk memperolehnya.

4. Harga pengikat.

Bahan pengikat yang digunakan dalam penelitian ini dipilih dari bahan

organik yaitu tetes tebu. Tetes tebu merupakan salah satu produk utama setelah gula

pasir, yang dihasilkan dari bermacam-macam tingkat pengolahan dari tebu menjadi

gula. Tetes tebu masih mengandung gula dalam jumlah yang cukup banyak (sekitar

50-60%) dan sejumlah asam amino serta mineral. Tetes tebu sendiri masih dapat

diolah menjadi beberapa produk lain seperti gula cair, penyedap makanan (MSG),

alkohol dan dry yeast untuk roti, protein tunggal, pakan ternak, asam citric, dan

acetic acid alcohol.

2.2.4. Pemilihan Briket Optimum

Menurut Guillermo (2004) pemilihan proses optimum dilakukan dengan

metode sebagai berikut:

1. Mengubah faktor Xk (k = 1,2,3,..n) kedalam bentuk variabel tanpa dimensi

x1,x2,x3,..xn dengan persamaan berikut:

(2.2)

Dimana: Xk = faktor k

Xkm = nilai tengah desain

Cm = konstanta

Dari persamaan diatas akan dihasilkan 4 level yang simetri yaitu -1, 0, 1 dan 2.

Dalam penelitian ini faktor k adalah tekanan pembriketan.

[ ] mkmkk CXXx /−=

Tabel 2.4. Faktor dan level level

Faktor -1 0 1 2

X1 Tekanan (kg/cm2) 400 600 800 1000

Page 26: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

12

2. Membentuk model regresi untuk masing-masing respon yaitu y1: density, y2:

durability, y3: kuat tekan, dan y4 : water resistance ke dalam persamaan

quadratic model sebagai berikut:

(2.3)

dimana p = 1,2,3 ( model respon )

βp = koefisien yang tidak diketahui

∑ ∑ ∑∑= = <

+++=k

i

k

i

k

jijipjiipiiippp xxxxy

1 1

20 βββββ

3. Dengan metode statistik mencari nilai βp untuk setiap respon sehingga

diperoleh persamaan y1(x), y2(x), y3(x), dan y4(x).

4. Mencari nilai desirability untuk setiap respon di(x) dengan persamaan

(2.4)

dimana: ynominal = Nilai nominal di antara maksimum dan minimum

⎪⎪⎪

⎪⎪⎪

><

≤≤−−

≤≤−−

==

maxmin

maxminmaxmin

max

minminminmin

min

4,3,2,1

)()(0

)()(

)()(

)(

yxyatauxyyif

yxyyifyy

yxy

yxyyifyy

yxy

xd

ii

ialnoalno

i

alnoialno

i

j

ymin = Nilai minimum

ymax = Nilai maksimum

di(x) berkisar antara 0 sampai 1.

5. Mencari nilai total desirability (D) dengan persamaan:

(2.5)

dimana nilai total desirability yang dapat diterima berkisar antara 0,7 dan 0,9.

Proses optimum diperoleh untuk nilai total desirability yang mendekati 1

( ) nnddddD

1...... 321=

2.2.5. Pembakaran

Pembakaran adalah reaksi kimia yang cepat antara oksigen dan bahan yang

dapat terbakar, disertai timbulnya cahaya dan menghasilkan kalor. Pembakaran

spontan adalah pembakaran dimana bahan mengalami oksidasi perlahan-lahan

sehingga kalor yang dihasilkan tidak dilepaskan, akan tetapi dipakai untuk

menaikkan suhu bahan secara pelan-pelan sampai mencapai suhu nyala. Pembakaran

sempurna adalah pembakaran dimana semua konstituen yang dapat terbakar di dalam

Page 27: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

13

bahan bakar membentuk gas CO2, air (H2O), dan gas SO2, sehingga tak ada lagi

bahan yang dapat terbakar tersisa.

Proses pembakaran bahan bakar padat (solid fuel) meliputi 3 tahap, yaitu

tahap pengeringan (drying), tahap devolatilisasi dan tahap pembakaran

arang/oksidasi arang (char oxidation) yang akan menyisakan abu (ash)

(Borman,1998). Tahap pertama adalah pemanasan awal dan pengeringan, dimana

terjadi penguapan sejumlah air yang terkandung dalam bahan bakar padat. Tahap

kedua adalah proses devolatilisasi, dimana terjadi pengurangan massa bahan bakar

padat secara cepat akibat terlepasnya zat volatile (volatile matter). Tahap ketiga

adalah oksidasi arang sehingga menyisakan abu.

Karakterisitik utama pembakaran adalah temperatur puncak dimana laju

pengurangan massa maksimum. Temperatur puncak (peak temperature, PT) yang

tinggi menunjukkan bahan bakar memiliki reaktifitas yang rendah (Kastanaki,E.,

2003). Temperatur lain yang penting adalah ITVM (Initial Temperature Volatile

Matter) dan BT (Burnout Temperature). ITVM adalah temperatur awal pertama

dimana massa mulai turun. ITFC (fixed Carbon initiation temperature) adalah

temperatur awal kedua dimana laju pengurangan massa dipercepat akibat onset

pembakaran. Karakterisitik tersebut dapat dilihat dari kurva TG (Thermogravimetry)

dan DTG (Differential Thermogravimetry).

Gambar 2.1. Profil pembakaran batubara bituminus (Othman, N. F., 2003).

Waktu selama berlangsungnya pembakaran disebut Residence Time (RT)

(waktu tinggal bahan bakar di ruang bakar). Nilai residence time dipengaruhi oleh

berbagai faktor, diantaranya kadar volatile, temperatur pembakaran, massa bahan

bakar, kecepatan udara pembakaran dan lain sebagainya.

Page 28: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

14

2.2.6. Thermogravimetric Analysis (TGA)

Thermogravimetric Analysis (TGA) adalah salah satu metode analisis termal

yang dapat digunakan untuk berbagai jenis material. Metode TGA dilakukan dengan

mengukur besar dan laju perubahan massa benda uji sebagai fungsi dari temperatur

atau waktu pada kondisi lingkungan yang dijaga konstan. Metode ini terutama

digunakan untuk mengetahui stabilitas termal dan oksidasi material tertentu.

Metode ini secara luas digunakan dalam berbagai penelitian dan dipakai

untuk menentukan sifat-sifat termal dari berbagai bahan seperti polimer, batu bara,

bebatuan mineral, karet, kokas, resin, material superkonduktor, bahan tahan api, dan

lain-lain (Kamruddin, 2002).

Grafik fungsi perubahan massa yang dihasilkan melalui metode TGA untuk

berbagai material memiliki bentuk yang hampir sama, sehingga perlu diubah terlebih

dahulu sebelum dianalisa. Grafik fungsi diferensial perubahan massa dapat memberi

informasi mengenai temperatur di mana terjadi perubahan massa yang paling cepat

(peak temperature).

2.2.7. Kinetika Pembakaran

Kinetika pembakaran bahan bakar padat sangatlah kompleks, tetapi dengan

membuat generalisasi yang luas, beberapa informasi berguna dapat diturunkan. Yang

paling penting, asumsi dibuat bahwa proses pembakaran dapat dinyatakan oleh

kinetik orde pertama.

Untuk menganalisis kinetik pembakaran, model mengasumsikan bahwa laju

pengurangan massa dari sampel total adalah hanya bergantung pada laju konstan dari

massa sampel sisa dan temperatur dengan orde reaksi satu. Penggunaan metode ini

adalah mudah dan cepat. Sehingga persamaan Arrhenius dapat dinyatakan dengan

bentuk sebagai berikut:

RTEAe

dtdY −= (2.6)

dimana: dY = penurunan fraksi massa

dt = perubahan waktu

A = faktor pre-eksponensial

Page 29: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

15

e = bilangan natural (2,71828)

E = energi aktivasi bahan (J/mol)

R = konstanta gas (8,31 J/mol K)

Tsolid = temperatur pada briket (K)

Persamaan (2.6) kemudian diubah menjadi:

solidRTEA

dtdY

−= lnln(2.7)

Data hasil penelitian yang diperoleh pertama kali adalah dY/dt. Dengan mencari nilai

logaritma natural dari dY/dt maka akan didapat ln (dY/dt). Hasil dari ln (dY/dt)

kemudian dibuat grafik hubungan antara ln (dY/dt) dengan 1/Tsolid. Grafik yang

terbentuk kemudian dicari persamaan garis lurusnya melalui regresi linear seperti

pada Gambar 2.2.

dtdYln

caxy +=

solidT1

Gambar 2.2. Grafik ln penurunan fraksi massa

terhadap kenaikan temperatur padatan

Grafik ln penurunan fraksi massa terhadap kenaikan temperatur padatan (solid) akan

menghasilkan persamaan linear. Persamaan linear yang dihasilkan kemudian

dimasukkan ke dalam persamaan (2.7).

A

RTE

dtdY

solid

lnln +−=caxy +=(2.8)

Sehingga didapat:

dtdYy ln= (2.9)

Page 30: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

16

solidRTEax −= (2.10)

Ac ln= (2.11)

dari persamaan (2.10) karena 1/Tsolid adalah nilai variabel maka bisa ditulis:

solidTx 1= (2.12)

sehingga,

REa −= (2.13)

RaE ×−= (2.14)

Nilai faktor preeksponensial (A) akan ditemukan pada saat grafik y = ax + c

memotong sumbu y atau (1/Tsolid = 0), sehingga dari persamaan (2.8) diperoleh:

0lnln −= A

dtdY

A

dtdY lnln =

01=

=

solidTdtdYA

(2.15)

Page 31: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

17

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Perpindahan Panas dan Termodinamika

Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta pada bulan September-

Desember 2009

3.2. Bahan Penelitian

Pada penelitian ini, bahan yang digunakan adalah:

1. Jerami padi

Jerami padi diperoleh dari lahan pertanian di daerah Sukoharjo.

2. Serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau

serbuk gergajian kayu Kalimantan jenis merbau ini diperoleh dari PT. Indojati

di wilayah Colomadu.

3. Tetes tebu (molasses)

Tetes tebu (molasses) yang digunakan sebagai bahan pengikat (binder)

diperoleh dari pabrik Tebu Tasikmadu

Gambar 3.1. Tetes tebu ( molases)

3.3. Alat Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian:

1. Mesin pembriketan tipe piston (hand pressed).

Peralatan yang digunakan untuk pembriketan serbuk biomasa, terdiri dari :

rangka, dongkrak hidrolik 6 ton, alat cetak (silinder dan plunger), pressure

gauge, mesin penekan, corong, dan gelas ukur.

17

Page 32: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

18

Poros penekan

Die

Pressure Gauge

Mesin pembriket

Gambar 3.2. Alat pembriket

2. Ayakan 50 mesh

Gambar 3.3. Ayakan 50 mesh

3. Mixer

4. Alat uji ketahanan (durability test) standar ASAE S269.3

Gambar 3.4. Alat uji ketahanan

Alat ini terdiri dari rangka, alat uji ketahanan, transmisi daya dan motor

penggerak. Alat ini berbentuk balok dengan dimensi 300 x 300 x 460 mm,

Page 33: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

19

terbuat dari besi profil L dengan dimensi 30 x 30 x 3 mm. Pada bagian sisi-sisi

panjang balok diselubungi oleh kawat ukuran 4 mesh (12,5 x 12,5 mm), pada

bagian bawah bujur sangkar ditutup dengan plat besi tebal 3 mm. Pada bagian

atas dipasang plat tebal 3 mm yang diberi engsel pada bagian diagonalnya

sebagai pintu. Untuk menggerakkannya balok diberi poros dikedua ujung

diagonalnya dan menggunakan transmisi daya berupa sabuk dan puli dua

tingkat untuk mereduksi kecepatan 1400 rpm menjadi 40 rpm.

5. Moisture analyzer

6. Timbangan digital

7. Jangka Sorong

(a) (b) (c)

Gambar 3.5. (a) Moisture analyzer, (b) timbangan digital, dan (c) jangka sorong

8. Stopwatch

9. Anemometer

Gambar 3.6. Anemometer

10. Alat Uji Tekan Universal Testing Machine

Gambar 3.7. Alat uji Tekan Universal Testing Machine

Page 34: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

20

11. Reaktor TGA (Thermogravimetry Analyzer) dengan pemanas listrik

Keterangan: 1. Adaptor ADAM 6. Saluran pemanas udara 2. Data Acquisition Module (ADAM) 7. Kipas angin 3. Timbangan digital 8. Reaktor pembakaran 4. T ermokopel Tipe-K 9. Regulator tegangan 5. Panel Listrik (Thermocontroller dan MCB) 10. Reostat

Gambar 3.8. Skema Alat TGA berpemanas listrik

3.4. Pelaksanaan Penelitian

3.4.1. Tahap Persiapan

Dalam tahap persiapan meliputi proses pengumpulan jerami padi,

pengeringan, pemotongan, penggilingan, pengayakan dan pengkondisian kadar air

awal. Untuk gergajian kayu Kalimantan, yang merupakan sampah dari industri dapat

langsung dijemur, diayak, dan dikondisikan kadar air awalnya (initial moisture

content).

3.4.2. Tahap Pembriketan

Pembriketan dilakukan dengan cara memasukkan campuran serbuk jerami

padi dan gergajian kayu Kalimantan dengan prosentase komposisi divariasi

80%:20% dan 60%:40% (persentase berat) yang telah diberi pengikat ke dalam

cetakan kemudian ditekan dengan dengan menggunakan alat pembriketan dengan

variasi tekanan 400, 600, 800, dan 1000 kg/cm2. Pembriketan setiap variasi

prosentase komposisi bahan bakar dan tekanan pembriketan dilakukan dengan

Page 35: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

21

menggunakan pengikat tetes tebu sebesar 10% (persentase berat) dan dengan waktu

penahanan (holding time) 40 detik.

Sebelum proses pembriketan dilaksanakan, harus dicari terlebih dahulu massa

bahan bakar yang tepat guna menghasilkan ukuran briket yang telah ditentukan

sebelumnya, yaitu diameter 50 mm dan tinggi 50 mm. Massa bahan bakar tiap briket

berbeda untuk masing-masing variasi komposisi dan tekanan pembriketan.

Massa bahan bakar untuk masing-masing variasi dicari dengan metode trial

and error. Hal ini dapat diterangkan sebagai berikut, massa bahan bakar untuk

komposisi dan tekanan pembriketan tertentu diperkirakan terlebih dahulu. Setelah

itu, briket dibuat dengan massa perkiraan tersebut. Kemudian, briket diukur tinggi

dan diameternya. Apabila ukurannya belum sesuai dengan ukuran yang diinginkan,

massa perkiraan ditambah atau dikurangi hingga diperoleh ukuran yang tepat.

3.4.3. Tahap Uji Sifat Fisik

Uji sifat fisik yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi:

1. Uji Relaksasi (Relaxation Test)

Pengujian sifat relaksasi mengadopsi pengujian menurut standar ASAE S269.2

DEC 96 yakni menggunakan metode pengukuran langsung dengan alat jangka

sorong digital (caliper digital). Prosedur pengujiannya yaitu:

a. Mengukur spesimen (diameter dan panjang mula-mula) menggunakan

jangka sorong setelah keluar dari cetakan.

b. Mengukur spesimen pada interval waktu 1 menit, 10 menit, 30 menit, 1

jam, 2 jam, 1 hari, dan 1 minggu, menggunakan jangka sorong.

Pengukuran dilakukan paling sedikit 3 spesimen kemudian dirata-rata

2. Initial dan relaxed density

Pengujian densitas spesimen ada 2 macam yaitu; densitas awal setelah keluar

dari cetakan (initial density) dan densitas setelah mengalami relaksasi selama

satu minggu (relaxed density). Pengujian dilakukan menurut standar ASAE

S269.2 DEC 96 menggunakan metode pengukuran langsung dengan alat jangka

sorong digital (calliper digital). Prosedur pengujiannya yaitu :

Page 36: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

22

a. Mengukur spesimen (diameter dan panjang mula-mula) menggunakan

jangka sorong setelah keluar dari cetakan untuk menghitung volume awal

spesimen briket.

b. Menimbang spesimen setelah keluar dari cetakan dan dicatat sebagai

massa awal spesimen briket.

c. Densitas awal (initial density) dihitung sebagai perbandingan antara

massa awal spesimen briket dengan volume awal spesimen briket.

d. Menyimpan spesimen briket selama 1 minggu.

e. Mengukur spesimen briket (diameter dan panjang akhir) menggunakan

jangka sorong setelah 1 minggu untuk menghitung volume akhir

spesimen briket.

f. Menimbang spesimen briket setelah 1 minggu dan dicatat sebagai massa

akhir spesimen briket.

g. Relaxed density dihitung sebagai perbandingan antara massa akhir

spesimen briket dengan volume akhir spesimen briket.

Pengukuran dilakukan paling sedikit 3 spesimen kemudian dirata-rata.

3. Uji Ketahanan Air (Water resistance test)

Pengujian ketahanan air (water resistant) dilakukan dengan mengadopsi

prosedur penelitian yang telah dilakukan oleh Ricards, S.R (1989). Prosedur

pengujiannya yaitu:

a. Menimbang massa awal briket

b. Merendam briket di dalam air selama 30 menit

c. Menimbang massa akhir briket setelah 30 menit.

d. Mencatat perubahan massa briket

Perhitungan index ketahanan air (water resistant indeks) briket dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan dibawah ini:

airpenyerapanWRI %%100 −= (3.1)

%100% x

mmmairpenyerapan

a

ab −=(3.2)

Dimana:

Page 37: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

23

mb = massa akhir briket setelah diredam selama 30 menit (kg)

ma = massa awal briket sebelum direndam (kg)

4. Uji Ketahanan (Durability Test)

Sifat ketahanan briket biomasa diuji menurut standar internasional ASAE

S269.2 dengan prosedur sebagai berikut:

a. Spesimen uji sebanyak 10 buah dimana toleransi massa tiap 1 buah

spesimen sebesar ± 10% dari massa spesimen rata - rata, diputar dalam

alat uji ketahanan selama 3 menit pada putaran 40 rpm. Spesimen yang

digunakan pada pengujian ini adalah spesimen yang telah dilakukan uji

relaxed density.

b. Setelah diputar maka massa briket biomasa yang telah pecah menjadi

beberapa bagian ditimbang.

c. Massa pecahan briket biomasa setelah diputar dikelompokkan dengan

acuan massa rata - rata sebelum diputar yakni masing - masing 20%,

40%, 60%, 80%, dan 100%.

d. Harga index ketahanan briket biomasa dicari dengan memberikan bobot

pada masing - masing kelompok. Pada kelompok 100% harga bobot

adalah 4, 80% harga bobot adalah 3, 60% harga bobot adalah 2, 40%

harga bobot adalah 1, sedangkan kelompok 20% harga bobot adalah 0.

Kemudian akumulasi dari harga bobot adalah index distribusi ukuran

briket biomasa.

e. Harga tingkat ketahanan briket biomasa adalah akumulasi jumlah massa

briket yang lebih besar dari 20% massa awal rata - rata kemudian dibagi

dengan jumlah total massa briket sebelum diputar.

5. Uji Kuat Tekan Aksial (Axial Compressive Strength Test)

Pengujian sifat mekanik kuat tekan dilakukan di Laboratorium Bahan Teknik

Sipil Universitas Sebelas Maret. Alat uji tekan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah tipe Universal Testing Machine (UTM). Kuat tekan yang

diuji adalah kuat tekan arah aksial (Axial Compressive Strength). Adapun

prosedur penelitian uji karakteristik kuat tekan adalah sebagai berikut:

Page 38: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

24

a. Meletakkan sampel uji sedemikian rupa pada landasan uji alat Universal

Testing Machine .

b. Menyeting pembebanan sebesar 5 ton dan menyeting setiap kenaikan strip

skala ukur 5 kg.

c. Menurunkan pembebanan secara vertikal dengan kecepatan yang diatur

oleh operator melalui kontroler hingga briket pecah karena penekanan.

d. Mencatat nilai gaya tekan yang ditunjukkan oleh jarum pada skala ukur

yang terdapat pada alat uji.

e. Menaikkan pembebanan ke posisi semula dan membersihkan landasan uji

kuat tekan untuk uji selanjutnya.

Perhitungan kekuatan tekan aksial briket dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan dibawah ini:

(3.3) AFP =

Dimana:

P = kuat tekan aksial briket (kg/cm²)

F = gaya tekan aksial (kg)

A = luas penampang briket (cm²)

3.4.4. Tahap Uji Kinetika Reaksi

Uji kinetika reaksi pembakaran dilakukan dengan menggunakan briket

optimum dari hasil pengujian sifat fisik masing-masing komposisi briket dan tekanan

pembriketan. Langkah pengujian uji kinetika adalah sebagai berikut:

1. Persiapan alat termogravimetri yang akan digunakan untuk pengambilan data.

Persiapan ini meliputi pengecekan reaktor TGA, pemasangan data akusisi,

pengukuran kecepatan angin pada fan, penyiapan komputer yang dipakai untuk

mencatat temperatur briket.

2. Melakukan pengambilan data dengan uji pembakaran briket 80% jerami padi

ditambah 20% kayu Kalimantan merbau dan 60% jerami padi ditambah 40%

kayu Kalimantan merbau. Briket dari masing-masing komposisi yang diuji

kinetika reaksinya merupakan briket dengan tekanan pembriketan yang

memberikan sifat fisik optimum.

Page 39: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

25

3. Selama pengujian temperatur dinding reaktor dijaga konstan (Twall) pada 400oC.

4. Udara dialirkan ke dalam ruang bakar menggunakan fan dengan 2 variasi

kecepatan udara yaitu 0,05.m/s dan 2.m/s. Pengukuran kecepatan udara

dilakukan pada ujung keluar saluran pemanas udara. Kecepatan udara diukur

pada kondisi temperatur dan tekanan ruangan atau sebelum proses pembakaran

dilakukan.

3.5. Metode Analisis Data

Data-data yang diperoleh dari hasil serangkaian uji fisik yang telah

dilaksanakan, kemudian dianalisa dengan metode statistika yang diusulkan oleh

Guillermo (2004). Hasil analisa secara statistik ini akan memberikan briket dengan

tekanan pembriketan yang menghasilkan sifat fisik optimum.

Dua buah briket yang memiliki sifat fisik optimum, masing-masing untuk

komposisi 80% jerami padi ditambah 20% kayu Kalimantan merbau dan 60% jerami

padi ditambah 40% kayu Kalimantan merbau, diuji kinetika reaksinya. Dari uji

kinetika reaksi inilah, akan diperoleh gambaran mengenai laju pembakaran masing-

masing briket. Selain itu, energi aktivasi (E) dan faktor pre-eksponensial (A) masing-

masing komposisi briket juga dapat dihitung dari hasil uji kinetika reaksi.

Page 40: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

26

3.6. Diagram Alir penelitian

Analisa data sifat fisik

Menggiling jerami padi

Komposisi 2: 60% jerami padi

dan 40%kayu kalimantan

merbau

Pembriketan dengan variasi tekanan 400, 600, 800,dan 1000

kg/cm2, serta ukuran briket : diameter 50 mm dan tinggi 50

mm Pre-eskponensial faktor (A), energi aktivasi (E), Peak Temperature (PT)

Persiapan: Reaktor TGA, termokopel,

termokopel reader, dan timbangan digital.

Uji kinetika

• Laju penurunan massa briket (ms= f(t))

• Grafik hubungan antara temperatur dan waktu (Ts= f(t))

Set v (m/s) = 0,05 ; 2 Pada T dinding = 400ºC

Analisa data menyeluruh

Mulai

Selesai

Kesimpulan

Pengambilan data : Penurunan massa briket(dm),

kenaikan temperatur (dT), perubahan waktu (dt)

Pengambilan data : uji relaksasi, initial and relaxed

density, water resistance, durability, dan uji tekan

Menambahkan pengikat: 10% tetes tebu

Ayakan 50 mesh Ayakan 50 mesh. Kadar air awal jerami padi 20% dan kadar air awal

kayu Kalimantan merbau 15%

Menjemur gergajian kayu

Kalimantan merbau

Briket optimum Masing-masing komposisi

Komposisi 1: 80% Jerami padi dan 20% kayu

kalimantan merbau

Page 41: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

27

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

Pada bab ini dianalisis mengenai pengaruh variasi tekanan pembriketan

terhadap sifat fisik briket biomasa dan kinetika reaksinya.

4.1 Sifat Fisik

Sifat–sifat fisik briket biomasa yang diuji meliputi:

1. Pengujian massa jenis sesaat setelah dikeluarkan dari cetakan (initial

density) dan massa jenis yang telah mengalami relaksasi selama 1 minggu

(relaxed density).

2. Pengujian relaksasi briket biomasa pada interval waktu 1 menit, 10 menit,

30 menit, 1 jam, 2 jam, 1 hari, dan 1 minggu

3. Pengujian sifat ketahanan briket biomasa menurut standar internasional

ASAE S269.4.

4. Pengujian sifat kuat tekan aksial briket biomasa (axial compressive

strength).

5. Pengujian sifat ketahanan briket biomasa terhadap air (water resistance).

4.1.1 Sifat Initial Density dan Relaxed Density

Pemadatan (densifikasi) dilakukan untuk meningkatkan massa jenis suatu

material. Semakin besar massa jenis material tersebut, maka energi yang

terkandung per satuan volumenya juga semakin tinggi. Dalam penelitian ini,

initial density dan relaxed density biomasa diuji sesuai standar ASAE S269.2

DEC 96. Pengukuran dimensi briket dilakukan dengan menggunakan jangka

sorong (vernier calipper). Pengukuran pada setiap spesimen dilakukan secara

bertahap mulai sesaat setelah keluar dari cetakan dan setelah disimpan satu

minggu. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi massa jenis biomasa hasil

pemadatan, yaitu: tekanan pembriketan, waktu penahanan, temperatur

pembriketan, dan kelembaban tempat penyimpanan briket tersebut (Ndiema dkk,

2001).

27

Page 42: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

28

Tabel 4.1 menunjukkan hasil pengukuran initial dan relaxed density briket

jerami padi murni. Nilai-nilai yang diperoleh dari pengujian tersebut memiliki

kemiripan dengan nilai initial dan relaxed density briket jerami padi pada

penelitian sebelumnya dengan bahan jerami padi (Riyanto, 2009). Oleh karena itu

dapat disimpulkan sifat-sifat fisik briket yang dihasilkan tidak dipengaruhi secara

signifikan oleh perbedaan jenis jerami padi yang digunakan sebagai bahan briket.

Sehingga, data-data sifat fisik dari penelitian Riyanto dapat digunakan sebagai

pembanding dalam analisis penelitian ini. Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 menunjukkan

hasil pengukuran initial dan relaxed density untuk briket jerami padi yang

ditambah 20% dan 40% kayu Kalimantan merbau. Penurunan nilai relaxed density

menunjukkan bahwa massa jenis briket akan turun seiring berjalannya waktu

penyimpanan, sampai akhirnya mulai stabil setelah relaksasi satu minggu. Hal ini

disebabkan oleh volume briket yang terus membesar selama proses relaksasi.

Tabel 4.1. Pengambilan ulang data massa jenis awal dan setelah mengalami relaksasi selama 1 minggu dari briket jerami padi

Tekanan pembriketan

(kg/cm2)

Initial density (kg/m3)

Relaxed density (kg/m3)

Prosentase penurunan massa jenis

400 680,56 413,95 39 % 600 741,92 459,18 38 % 800 761,96 487,52 36 % 1000 781,49 503,93 36 %

Dimana bulk density campuran adalah 223,7 kg/m3

Tabel 4.2. Data massa jenis awal dan setelah mengalami relaksasi selama 1 minggu dari briket jerami padi yang ditambah 20% kayu kalimantan merbau

Tekanan pembriketan

(kg/cm2)

Initial density (kg/m3)

Relaxed density (kg/m3)

Prosentase penurunan massa jenis

400 702,77 435,54 38 % 600 756,99 490,83 35 % 800 767,12 514,45 33 % 1000 790,19 570,15 28 %

Dimana bulk density campuran adalah 236,9 kg/m3

Page 43: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

29

Tabel 4.3. Data massa jenis awal dan setelah mengalami relaksasi selama 1 minggu dari briket jerami padi yang ditambah 40% kayu kalimantan merbau

Tekanan pembriketan

(kg/cm2)

Initial density (kg/m3)

Relaxed density (kg/m3)

Prosentase penurunan massa jenis

400 688,75 443,82 36 % 600 735,25 489,52 33 % 800 782,06 565,48 28 % 1000 801,77 601,59 25 %

Dimana bulk density campuran adalah 253,2 kg/cm3

Data-data di atas menunjukkan pula pengaruh penambahan kayu

Kalimantan merbau terhadap masa jenis briket jerami padi. Dari Tabel 4.2 dan

Tabel 4.3, dapat dilihat bahwa penambahan serbuk gergajian kayu Kalimantan

merbau mampu meningkatkan massa jenis briket jerami padi. Hal ini terjadi baik

pada massa jenis awal briket keluar dari cetakan maupun setelah disimpan selama

satu minggu.

Semakin tinggi prosentase kayu Kalimantan yang ditambahkan maka

semakin tinggi peningkatan massa jenis briket. Hal ini nampak dari massa jenis

briket jerami padi yang ditambah 40% kayu Kalimantan merbau lebih tinggi dari

massa jenis briket jerami padi yang hanya ditambah 20% kayu Kalimantan

merbau. Selain itu, briket jerami padi sendiri memiliki massa jenis yang rendah

baik di awal maupun setelah relaksasi selama satu minggu. Hal ini dikarenakan

serbuk jerami memiliki bulk density yang lebih rendah (224,9 kg/m3) dibanding

bulk density serbuk kayu kalimantan merbau (292,0 kg/m3).

Dari data-data di atas juga dapat diketahui bahwa semakin tinggi tekanan

pembriketan maka massa jenis briket biomasa yang dihasilkan juga semakin

besar. Hal ini sesuai dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Demirbas dan

Sahin pada tahun 1997 dengan menggunakan biomasa jerami gandum. Pada

tekanan yang lebih tinggi, pori-pori akan terisi oleh partikel hingga massa jenis

hasil kompaksi akan mendekati massa jenis massa asli (true density) komponen-

komponen penyusunnya (S. Mani, dkk, 2004).

Page 44: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

30

400 kg/cm2 600 kg/cm2 800 kg/cm2 1000 kg/cm2

Gambar 4.1. Briket 80% jerami padi ditambah 20% kayu Kalimantan merbau setelah mengalami relaksasi selama satu minggu

400 kg/cm2 600 kg/cm2 800 kg/cm2 1000 kg/cm2

Gambar 4.2. Briket jerami padi yang ditambah 40% kayu kalimantan merbau setelah mengalami relaksasi selama satu minggu

Tabel 4.4. Massa jenis penyusun briket biomasa Material Massa jenis

Jerami 225 kg/m3

Air 1000 kg/m3

Tetes tebu 1426 kg/m3

Kayu Kalimantan Merbau 292 kg/m3

Gambar 4.3 menunjukkan hubungan antara penurunan massa jenis pada

briket jerami padi dengan tekanan pembriketan. Nampak pada grafik tersebut,

semakin banyak kayu Kalimantan merbau yang ditambahkan pada briket jerami

padi maka penurunan massa jenis akan menjadi semakin kecil.

Page 45: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

31

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

400 600 800 1000Tekanan pembriketan (kg/cm2)

Penu

runa

n de

nsita

s se

tela

h1

min

ggu

(%)

Jerami80% Jerami + 20 % kayu kalimantan60% Jerami + 40 % kayu kalimantan

Gambar 4.3. Hubungan antara penurunan massa jenis briket setelah satu

minggu dengan tekanan pembriketan.

Jerami (Riyanto, S., 2009)y = 92,252x + 290,87

R2 = 0,9958

80% Jerami + 20% kayuy = 138,56x + 238,21

R2 = 0,9651

60% Jerami + 40% kayuy = 178,16x + 184,95

R2 = 0,9706

0

100

200

300

400

500

600

700

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4

ln P ; (satuan P dalam bar)

Rel

axed

Den

sity

(kg/

m3)

Gambar 4.4. Hubungan antara relaxed density (D) dengan tekanan

pembriketan (P) untuk briket jerami padi yang ditambah 20% dan 40% kayu Kalimantan merbau.

Persamaan hubungan antara relaxed density dan tekanan pembriketan telah

diusulkan oleh Chin dan Siddiqui tahun 2000, ke dalam persamaan:

D = a ln P + b

Page 46: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

32

Dimana D adalah relaxed density (kg/m3), P adalah tekanan pembriketan

(bar), a dan b adalah konstanta empirik Dari Gambar 4.4 dapat diperoleh nilai

konstanta-konstanta a dan b sebagai berikut.

Tabel 4.5. Konstanta-konstanta fungsi (D = a ln P + b) Komposisi Briket a B

100% Jerami (Riyanto, 2009) 92,25 290,87 80% jerami + 20% kayu Kalimantan merbau 138,56 238,31 60% jerami + 40% kayu Kalimantan merbau 178,16 184,95

4.1.2 Sifat Relaksasi

Sifat relaksasi briket dalam penelitian ini diuji sesuai standar ASAE

S269.2 DEC 96. Pengukuran dimensi briket pada saat relaksasi dilakukan secara

langsung menggunakan jangka sorong. Sifat relaksasi tersebut didapat dari

pengukuran panjang dan diameter briket secara berkala. Pengukuran dimulai

sesaat setelah briket keluar dari cetakan. Setelah itu pengukuran selanjutnya

dilakukan secara bertahap setelah 1 menit, 10 menit, 30 menit, 1 jam, 2 jam, 1

hari, dan 1 minggu. Data-data pengukuran sifat relaksasi briket jerami yang

ditambah 20% dan 40% kayu Kalimantan merbau dilampirkan pada lampiran 1,

dan ditampilkan dalam grafik berikut.

0 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

1 2 3 4 5 6

Pert

amba

han

panj

ang b

rike

t

log waktu (detik)

400 kg/cm2600 kg/cm2800 kg/cm21000 kg/cm2

Gambar 4.5. Pertambahan panjang briket pada tiap variasi tekanan

briket 80% jerami padi dan 20% kayu kalimantan

Page 47: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

33

0 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

1 2 3 4 5 6

Pert

amba

han

volu

me b

rike

t

log waktu (detik)

400 kg/cm2600 kg/cm2800 kg/cm21000 kg/cm2

Gambar 4.6. Pertambahan volume briket pada tiap variasi tekanan

briket 80% jerami padi dan 20% kayu kalimantan merbau

0 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

1 2 3 4 5 6

Pert

amba

han

panj

ang b

rike

t

log waktu (detik)

400 kg/cm2600 kg/cm2800 kg/cm21000 kg/cm2

Gambar 4.7. Pertambahan panjang pada tiap variasi tekanan untuk

briket 60% jerami padi dan 40% kayu kalimantan merbau

Page 48: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

34

0 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

1 2 3 4 5

Pert

amba

han

volu

me b

rike

t

log waktu (detik)6

400 kg/cm2600 kg/cm2800 kg/cm21000 kg/cm2

Gambar 4.8. Pertambahan volume pada tiap variasi tekanan untuk

briket 60% jerami padi dan 40% kayu kalimantan merbau

Dari Gambar 4.5 hingga Gambar 4.8 dapat diketahui hubungan antara

pertambahan panjang dan pertambahan volume dengan tekanan pembriketan.

Gambar 4.5 sampai Gambar 4.8 menunjukkan perubahan panjang dan perubahan

volume terjadi paling cepat pada menit-menit awal setelah briket dikeluarkan dari

cetakan. Pada umumnya ditemukan relaksasi tercepat terjadi dalam 10 menit

pertama setelah briket dikeluarkan dari cetakan dan mulai melambat setelah 2 jam

(Chin dan Siddiqui, 1999). Gambar 4.5 menunjukkan bahwa pertambahan panjang

pada briket 80% jerami padi ditambah 20% kayu Kalimantan merbau terjadi

pertambahan panjang terbesar pada tekanan 400 kg/cm2 dan terkecil pada tekanan

1000 kg/cm2. Hal serupa juga terjadi pada Gambar 4.7 untuk pertambahan

panjang briket 60% jerami padi ditambah 40% kayu Kalimantan merbau.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa pertambahan panjang berkurang apabila

tekanan pembriketan diperbesar. Hasil ini konsisten dengan penelitian sebelumnya

(Ndiema dkk, 2001).

Semakin tinggi tekanan pembriketan mengakibatkan jarak antar partikel

biomasa akan semakin dekat sehingga besarnya luas permukaan kontak antar

partikel menyebabkan ikatan partikel briket biomasa semakin kuat. Akibatnya

relaksasi yang terbentuk menjadi lebih kecil.

Page 49: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

35

Dari grafik-grafik relaksasi briket, nampak adanya suatu anomali, yaitu

panjang dan volume briket yang menyusut setelah satu minggu. Panjang dan

diameter briket yang mula-mula mengalami relaksasi hingga pengukuran satu hari

kemudian menyusut pada pengukuran satu minggu. Besarnya penyusutan

mencapai 4-12% dimana rata-ratanya 7,7% dari panjang dan volume setelah satu

hari. Penyusutan ini diakibatkan oleh adanya penurunan massa briket setelah satu

minggu (lihat Tabel 4.7 dan Tabel 4.8). Rata-rata besarnya massa yang hilang

setelah briket disimpan satu minggu adalah 10% dari massa briket keluar cetakan.

Mekanisme yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut. Setelah briket

keluar cetakan sampai penyimpanan satu hari, briket mengalami relaksasi panjang

dan volume. Relaksasi terjadi karena ikatan dalam briket yang melemah. Akibat

relaksasi, rongga-rongga antar partikel membesar dan memungkinkan air

permukaan menguap. Air permukaan yang lepas tersebut berasal dari sejumlah air

yang ditambahkan pada saat pengkondisian kadar air (moisture content) awal

(lihat Tabel 4.6, Tabel 4.7 dan Tabel 4.8). Lepasnya air permukaan dari dalam

briket menyebabkan briket mengalami shrinkage (pengkerutan) sehingga terjadi

penurunan relaksasi baik dalam panjang maupun dalam volume. Pengkerutan

dapat terjadi karena terdapat sifat jerami yang berbentuk serat dan serbuk kayu

yang berbentuk menyerupai bulat sehingga pada saat air permukaan keluar, terjadi

proses penyusunan partikel kembali khususnya dari serbuk kayu. Proses

penyusunan kembali ini tidak terdapat pada briket tunggal sebagaimana

dilaporkan oleh Riyanto, S. tahun 2009. Walaupun begitu, proses shrinkage

pernah dilaporkan pada hasil penelitian Al Widyan, dkk tahun 2002 mengenai

briket batang pohon zaitun. Ia menyebutkan bahwa briket yang memiliki kadar air

yang lebih tinggi akan kehilangan lebih banyak massa akibat penguapan air

disertai shrinkage (pengerutan) yang lebih besar pula.

Page 50: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

36

Tabel 4.6. Penambahan air untuk pengkondisian kadar air awal

Komposisi Briket Kadar air

awal bahan*

Kadar air

akhir bahan*

Penambahan

air

80% jerami + 20% kayu

kalimantan merbau 11,6 % 19,0 % 7,4 %

60% jerami + 40% kayu

kalimantan merbau 11,2 % 18,0 % 6,8 %

* basis kering

Tabel 4.7. Pengurangan massa briket 80% jerami padi

ditambah 20% kayu kalimantan merbau setelah satu minggu

Tekanan

(kg/cm2)

Massa masuk

cetakan (gr)

Penambahan

air (gr)

Massa

keluar

cetakan (gr)

Massa satu

minggu (gr)

Pengurangan

massa (gr)

400 76,0 4,25 75,4 67,3 8,10

600 82,0 4,59 81,2 71,8 9,40

800 84,0 4,70 83,5 74,7 8,80

1000 85,5 4,79 84,6 76,3 8,30

Tabel 4.8. Pengurangan massa briket 60% jerami padi

ditambah 40% kayu kalimantan merbau setelah satu minggu

Tekanan

(kg/cm2)

Massa masuk

cetakan (gr)

Penambahan

air (gr)

Massa keluar

cetakan (gr)

Massa satu

minggu

(gr)

Pengurangan

massa (gr)

400 75,0 3,89 74,5 67,5 7,00

600 81,0 4,20 80,0 72,3 7,70

800 83,5 4,33 82,9 75,1 7,80

1000 85,0 4,41 84,7 77,4 7,30

Page 51: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

37

4.1.3 Sifat Ketahanan (Durability)

Sifat ketahanan briket biomasa dicari menggunakan standar uji ASAE

S269.4. Dec 96. Pengujian ketahanan briket biomasa dilakukan dengan alat uji

ketahanan. Briket biomasa dimasukkan dalam alat uji ketahanan kemudian diputar

selama tiga menit pada putaran 40 rpm. Setelah diputar, sisa briket biomasa

ditimbang sehingga massa tiap-tiap pecahan briket diketahui.

Tabel 4.9. Durability Rating briket biomasa

Komposisi Penyusun Briket Tekanan

(kg/cm2) J (Riyanto, S., 2009) J:K = 80:20 J:K = 60:40

400 12,3 % 12,4 % 15,0 %

600 47,2 % 18,5 % 25,0 %

800 55,6 % 56,1 % 62,7 %

1000 61,8 % 62,8 % 68,7 %

Keterangan : J = Jerami padi, K = Kayu Kalimantan Merbau

Page 52: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

38

Tabel 4.10. Contoh hasil uji ketahanan (durability) briket jerami yang ditambah

40% kayu kalimantan merbau pada variasi tekanan 1000 kg/cm2

TANGGAL PENGUJIANTEKANAN 1000JERAMI 60%SERBUK KAYU KAL 40%

MASSA TOTAL (gr) 761

1 15 18 442 14 24 403 4 16 434 8 18 465 2 18 426 4 22 407 8 16 428 6 18 369 5 1810 2211121314151617

140

MASSA TOTAL 206 190 333 0 0% original mass 27,07% 24,97% 43,76% 0,00% 0,00%Size distribution index 0,00 24,97 87,52 0,00 0,00Size distribution index total 112,48DURABILITY 68,73%

60,88 76,115,22 30,44 45,66

Page 53: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

39

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

400 600 800 1000Tekanan pembriketan (kgf/cm2)

Dur

abili

ty ra

ting

Jerami 100% (Riyanto,2009)

Jerami : Kayu = 80:20

Jerami : Kayu = 60:40

Gambar 4.9. Hubungan durability rating dengan tekanan pembriketan

Gambar 4.9 menunjukkan grafik hubungan antara durability rating dengan

tekanan pembriketan dari briket biomasa dengan variasi komposisi jerami padi

dan kayu Kalimantan merbau. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa durability

rating terendah diperoleh pada tekanan 400 kg/cm2 untuk setiap variasi tekanan

dan akan meningkat seiring penambahan tekanan pembriketan. Durability rating

tertinggi diperoleh pada tekanan 1000 kg/cm2 yaitu 62,8% untuk briket jerami

yang ditambah 20% kayu kalimantan dan 68,7% untuk briket jerami yang

ditambah 40% kayu kalimantan.

Secara umum briket biomasa mengalami nilai ketahanan yang meningkat

seiring dengan meningkatnya tekanan pembriketan yang diberikan. Kejadian ini

dapat dijelaskan bahwa penambahan tekanan pembriketan dapat lebih merekatkan

partikel biomasa dan mengurangi jarak antar partikel, sehingga kontak antar

permukaan partikel bertambah dan mengurangi rongga kosong pada briket.

Dengan meningkatnya tekanan pembriketan sifat-sifat mekanik akan meningkat

karena fungsi dari penekanan terhadap biomasa adalah untuk memperkecil ruang

kosong inter dan antar partikel dalam biomasa tersebut (Werther J. et al, 2000).

Page 54: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

40

Dari Gambar 4.9. dapat dilihat juga bahwa dengan penambahan kayu

Kalimantan merbau mampu meningkatkan ketahanan khususnya pada tekanan

pembriketan lebih dari 800 kg/cm2. Peningkatan yang lebih berarti terjadi pada

penambahan kayu Kalimantan merbau sebesar 40%. Kayu sendiri mengandung

lebih banyak zat pengikat seperti lignin yang mampu meningkatkan ikatan kohesi

antar partikelnya (Wamukonya, 1994).

Pada tekanan 600 kg/cm2 terjadi anomali bahwa dengan penambahan kayu

Kalimantan belum mampu meningkatkan katahanan briket jerami padi. Hal ini

disebabkan karena pada tekanan di bawah 600 kg/cm2, ikatan antara partikel

jerami padi dan partikel kayu lebih rendah dari ikatan antara partikel sendiri.

Fakta ini diperkuat oleh hasil pengujian relaksasi panjang. Sebagaimana dapat

dilihat pada Gambar 4.10, relaksasi panjang pada campuran jerami padi dan kayu

pada tekanan di bawah 600 kg/cm2 masih jauh lebih tinggi dan setelah penekanan

di atas 600 kg/cm2, relaksasi panjangnya menurun drastis. Ini menunjukkan

bahwa ikatan pada briket campuran dengan tekanan sampai 600 kg/cm2 melemah

kembali selama proses relaksasi. Penyebab lemahnya ikatan antara jerami padi

dan kayu pada tekanan yang rendah adalah karena bentuk partikel yang tidak

seragam antara jerami dan serbuk (menghambat terjadinya proses interlocking).

Dengan penekanan yang lebih tinggi, ikatan antar partikel menjadi lebih kuat.

05

1015202530354045

400 kg/cm2 600 kg/cm2 800 kg/cm2 1000 kg/cm2Tekanan Pembriketan

Pert

amba

han

panj

ang

sete

lah

rela

ksas

i (%

)

100% Jerami 80%J + 20%K 60%J + 40%K

Gambar 4.10. Relaksasi panjang berbagai briket untuk berbagai tekanan.

Page 55: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

41

4.1.4 Sifat Kuat Tekan Aksial Briket Biomasa (Axial Compressive Strength)

Kuat tekan aksial merupakan salah satu sifat yang perlu diperhatikan pada

briket biomasa karena briket seringkali ditumpuk saat disimpan maupun di dalam

ruang pembakaran. Oleh karena itu diperlukan adanya briket yang tidak mudah

hancur ketika tertindih. Menurut standar nasional Indonesia, kuat tekan briket

batubara minimal sebesar 60 kgf/cm2 (SNI, 1998a) dan kuat tekan briket serbuk

sabut kelapa minimal sebesar 3 kgf/cm2 (SNI, 1998b)

Data-data hasil pengujian kuat tekan aksial briket biomasa jerami padi

yang ditambah 20% dan 40% kayu Kalimantan merbau ditampilkan dalam tabel

berikut.

Tabel 4.11. Data sifat kuat tekan aksial briket biomasa jerami padi dengan tambahan 20% dan 40% kayu kalimantan merbau

Kuat tekan aksial (kgf/cm2) Tekanan pembriketan

(kg/cm2)

80% jerami + 20% kayu kalimantan

merbau

60% jerami + 40% kayu kalimantan

merbau 400 50,93 48,38 600 59,84 53,48 800 71,30 63,66 1000 75,12 70,03

Dari Tabel 4.11 terlihat bahwa kenaikan tekanan pembriketan

menyebabkan nilai kuat tekan aksial briket naik. Hal ini karena ikatan antar

partikel briket biomasa semakin kuat akibat ruang kosong yang terdapat di antara

partikel mengecil dan daerah kontak antar partikel meluas. Dengan demikian,

pergeseran partikel briket akibat beban aksial menjadi semakin sulit terjadi.

Kuat tekan aksial yang paling rendah diperoleh pada tekanan pembriketan

400 kg/cm2. Sedangkan kuat tekan aksial tertinggi diperoleh pada tekanan

pembriketan 1000 kg/cm2 untuk setiap variasi komposisi. Apabila data-data kuat

tekan aksial tersebut dituangkan dalam bentuk grafik, maka akan diperoleh grafik

sebagai berikut.

Page 56: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

42

0

10

20

30

40

50

60

70

80

400 600 800 1000Tekanan pembriketan (kg/cm2)

Kua

t tek

an a

ksia

l (kg

f/cm

2 )

80% jerami + 20% kayu kalimantan merbau

60% jerami + 40% kayu kalimantan merbau

Gambar 4.11. Nilai kuat tekan aksial briket biomasa

sebagai fungsi dari tekanan pembriketan

Dari data hasil pengamatan pada Gambar 4.11 dapat dilihat bahwa

penambahan kayu Kalimantan merbau menurunkan nilai kuat tekan briket jerami

padi. Semakin banyak jumlah kayu Kalimantan merbau yang ditambahkan pada

briket jerami padi maka nilai kuat tekannya juga semakin rendah. Ini dapat dilihat

dari kuat tekan briket jerami padi yang ditambah 40% kayu Kalimantan merbau

lebih rendah dari kuat tekan briket jerami padi yang ditambah 60% kayu

Kalimantan merbau.

Dari penelitian Riyanto tahun 2009, diketahui bahwa kuat tekan aksial

briket jerami padi memiliki nilai di atas 99,9 kgf/cm2. Tingginya kekuatan tekan

aksial dari briket jerami padi dapat dipahami karena partikel jerami berbentuk

serat dan bersifat elastis. Bentuk partikel seperti ini membutuhkan tekanan

pembriketan yang lebih besar untuk mengubahnya menjadi bentuk plastis. Selain

itu biomasa jerami memiliki kandungan cellulose yang cukup tinggi 25 - 45 %

(Aderemi BO, 2008). Kandungan cellulose mampu meningkatkan kuat tekan

aksial briket biomasa, seperti yang tertuang di dalam hasil penelitian Demirbas

pada Tabel 4.12.

Tabel 4.12. Hubungan kuat tekan briket dan kandungan selulosa (Demirbas,1997) Biomasa Cellulose (%wt) Kuat tekan (MPa)

Pulping reject 73,2 32,3 Paper waste 73,2 33 hazelnut shells 42,6 26 Wheat straw 28,9 14,5

Page 57: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

43

Dari tabel di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa semakin tinggi

kandungan cellulose dalam biomasa maka kuat tekan briket biomasa akan

semakin tinggi. Cellulose memiliki sifat yang elastis dan tidak mudah putus. Hal

inilah yang menyebabkan briket biomasa jerami padi memiliki kuat tekan aksial

yang tinggi dibandingkan kuat tekan aksial briket biomasa kayu. Sehingga pada

waktu pembebanan diberikan, briket biomasa jerami padi hanya mengalami

pemampatan ruang antar partikelnya.

4.1.5 Sifat Ketahanan Briket Biomasa Terhadap Air (Water Resistance)

Ketahanan terhadap air merupakan salah satu sifat penting briket biomasa

sebagai bahan bakar alternatif di masa depan. Hal ini mengingat selama proses

penyimpanan dan pendistribusian, briket-briket tersebut seringkali ditempatkan

pada tempat yang lembab. Namun begitu, nilai ketahanan terhadap air bagi briket

biomasa belum ditentukan dalam Standar Nasional Indonesia.

Pengujian ketahanan air (water resistance) dilakukan dengan mengadopsi

prosedur penelitian yang telah dilakukan oleh Ricards, S.R (1989). Prosedur

pengujiannya yaitu: menimbang massa awal briket, merendam briket di dalam air

selama 30 menit, menimbang massa akhir briket setelah 30 menit, mencatat

perubahan massa briket.

Perhitungan index ketahanan air (water resistance index) briket dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini:

airpenyerapan%%100WRI −= (4.1)

%100airn %penyerapa x

mmm

a

ab −=(4.2)

Dimana:

mb : massa akhir briket setelah direndam 30 menit (kg)

ma : massa awal briket sebelum direndam (kg)

Data-data yang diperoleh dari hasil pengujian tiap komposisi ditampilkan

dalam Tabel 4.13.

Page 58: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

44

Tabel 4.13. Indeks ketahanan air (water resistance index) briket biomasa WRI (%) Tekanan

pembriketan (kgf/cm2)

Briket Jerami Padi

80% jerami + 20 % kayu kalimantan

merbau

60% jerami + 40 % kayu kalimantan

merbau 400 * * * 600 * * * 800 * * * 1000 * 1 ,6 3 ,3

Keterangan: * sampel menyerap air yang sangat banyak sehingga tidak lagi

berbentuk briket, rapuh, dan mudah pecah.

Dari penelitian Riyanto tahun 2009, diperoleh hasil indeks ketahanan air

(water resistance index) nol untuk semua variasi tekanan briket jerami padi murni.

Kesimpulan tersebut diambil karena pada penelitian Riyanto, semua briket hancur

setelah direndam selama 30 menit.

Hasil pengujian yang tertuang pada Tabel 4.13 menunjukkan tidak adanya

perbaikan yang berarti terhadap nilai WRI briket jerami padi dengan

ditambahkannya kayu Kalimantan merbau. Nilai WRI hanya diperoleh pada

tekanan pembriketan 1000 kg/cm2 yakni 1,6% untuk briket jerami padi yang

ditambah 20% kayu Kalimantan merbau dan 3,3% untuk briket jerami padi yang

ditambah 40% kayu Kalimantan merbau.

Ketidaktahanan briket jerami padi terhadap air dapat dianalisa dikarenakan

serbuk jerami padi memiliki lapisan lilin (wax) tipis yang melapisi permukaan

serbuk jerami padi (Demirbas, A.1997). Lapisan tipis lilin (wax) pada permukaan

partikel jerami padi mengakibatkan dalam proses pembriketan tidak terbentuk

susunan partikel yang memiliki ikatan yang kuat antar partikel biomasa jerami

padi. Dan ketika briket biomasa jerami padi direndam dalam air, air memasuki

celah-celah antar partikel dan mengakibatkan jarak antar partikel melebar dan

briket biomasa jerami padi menjadi hancur.

Page 59: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

45

Gambar 4.12. Briket biomasa yang tersisa dan masih berwujud briket setelah pengujian uji ketahanan air

4.1.6 Pemilihan Briket Optimum

Dalam menentukan briket biomasa yang mempunyai kualitas yang baik,

briket tersebut harus memenuhi kriteria-kriteria yang dibutuhkan. Untuk

menentukan parameter pembriketan optimum dari hasil penelitian maka

digunakan metode yang telah dilakukan oleh G. Munoz-Hernandez tahun 2004.

Dalam metode ini parameter optimum diperoleh dengan cara membandingkan

respon dari sifat fisik yang diteliti akibat variasi tekanan pembriketan terhadap

nilai sifat fisik briket yang secara umum diterima.

Dalam pemilihan parameter briket optimum, sifat ketahanan terhadap air

(water resistance) tidak dimasukkan ke dalam analisa. Hal ini dikarenakan tidak

adanya data terukur dari ketahanan briket terhadap air yang dapat menunjukkan

pengaruh variasi tekanan pembriketan. Dalam analisa pemilihan briket optimum,

sifat fisik yang dianalisa adalah massa jenis, ketahanan (durability), persentase

relaksasi, dan kuat tekan aksial.

Metode pemilihan kualitas briket optimum dilakukan dengan cara sebagai

berikut:

1. Mengubah faktor variasi tekanan ke dalam bentuk variabel tanpa dimensi

Tabel 4.14. Faktor dan level Level Faktor -1 0 1 2

X1 ; Tekanan (kg/cm2) 400 600 800 1000

Page 60: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

46

2. Membentuk model regresi untuk masing-masing respon yaitu y1: massa jenis,

y2: durability dan y3: kuat tekan aksial dan y4: relaksasi massa jenis ke dalam

persamaan berikut:

∑ ∑ ∑∑= = <

+++=k

i

k

i

k

jijipjiipiiippp xxxxy

1 1

20 βββββ

Karena faktor variasi yang digunakan hanya 1 maka persamaan menjadi: 2

1110 xxy pppp βββ ++=

3. Dengan menggunakan statistik diperoleh nilai βp untuk setiap respon

Tabel 4.15. Nilai β briket 80% jerami padi + 20% kayu kalimantan merbau β0 β 1 β 11

Y1 546,6 47,99 -2,078 Y2 0,279 0,188 0,00138 Y3 60,22 8,785 -0,637 Y4 0,275 -0,0304 -0,00286

Tabel 4.16. Nilai β briket 60% jerami padi + 40% kayu kalimantan merbau β0 β 1 β 11

Y1 559,9 62,32 -5,020 Y2 0,339 0,209 -0,0100 Y3 56,91 7,767 -0,637 Y4 0,252 -0,0399 0,000691

4. Mencari nilai desirability untuk setiap respon di(x) dengan persamaan:

⎪⎪⎪

⎪⎪⎪

><

≤≤−−

≤≤−−

==

maxmin

maxminmaxmin

max

minminminmin

min

3,2,1

)()(0

)()(

)()(

)(

yxyatauxyyif

yxyyifyy

yxy

yxyyifyy

yxy

xd

ii

ialnoalno

i

alnoialno

i

j

Dimana ymin dan ymak adalah nilai terendah dan nilai tertinggi dari data yang

diperoleh dan untuk ynominal adalah nilai yang secara umum diinginkan. Dalam

analisa ini ynominal untuk setiap sifat fisik ditentukan untuk 700 kg/m3 untuk

massa jenis, 95 untuk durability, kuat tekan 60 kgf/cm2 dan 30% untuk

relaksasi volume.

Page 61: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

47

5. Mencari nilai total desirability (D) dengan persamaan:

( ) 41

4321 ... ddddD =

Dari hasil analisa pemilihan briket optimum diperoleh nilai sebagai berikut:

Tabel 4.17. Nilai desirability briket 80% jerami padi ditambah 20% kayu kalimantan merbau

Tekanan pembriketan

(kg/cm2)

d1desirability

densitas

d2desirabilitydurability

d3desirabilitykuat tekan

d4desirability

relaksasi

D desirability

total 400 0,02 0,10 0,00 0,16 0,00 600 0,26 0,29 0,99 0,39 0,42 800 0,48 0,49 0,73 0,74 0,60 1000 0,68 0,69 0,50 0,10 0,39

Tabel 4.18. Nilai desirability briket 60% jerami padi ditambah 40% kayu kalimantan merbau

Tekanan pembriketan

(kg/cm2)

d1desirability

densitas

d2desirabilitydurability

d3desirabilitykuat tekan

d4desirability

relaksasi

D desirability

total 400 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 600 0,31 0,24 0,73 0,62 0,43 800 0,59 0,49 0,80 0,95 0,68 1000 0,83 0,71 0,52 0,83 0,71

Dari hasil analisa pemilihan kualitas briket optimum, diperoleh nilai total

desirability untuk briket jerami padi yang ditambah 20% dan 40% kayu

kalimantan merbau dan dapat dilihat pada Tabel 4.17 dan Tabel 4.18. Dalam

analisa pemilihan kualitas briket optimum nilai total desirability yang dapat

diterima berkisar antara 0,7 sampai 0,9.

Briket yang paling optimum diperoleh pada komposisi 60% jerami padi

ditambah 40% kayu Kalimantan merbau dan tekanan pembriketan 1000 kg/cm2

dengan nilai total desirability 0,71. Sedangkan untuk briket 80% jerami padi

ditambah 20% kayu kalimantan merbau, pembriketan optimum diperoleh pada

tekanan 800 kg/cm2 dengan nilai total desirability 0,60.

Page 62: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

48

4.2 Sifat Kinetika Pembakaran

Pengujian sifat kinetika reaksi pembakaran briket biomasa dilakukan

terhadap briket yang memiliki sifat fisik optimum, baik briket jerami padi yang

ditambah 20% kayu kalimantan merbau maupun briket jerami padi yang ditambah

40% kayu kalimantan merbau. Selama pembakaran, temperatur dinding ruang

bakar dijaga konstan pada 400ºC dan udara dialirkan memasuki ruang bakar

dengan dua variasi kecepatan yaitu 0,05 m/s dan 2 m/s

Pengujian sifat kinetika pembakaran akan memberikan gambaran

mengenai laju pembakaran dari briket jerami padi yang ditambah kayu kalimantan

merbau dengan variasi kecepatan udara memasuki ruang bakar. Dari pengujian ini

juga akan didapat nilai energi aktivas (E) dan faktor pre-eksponensial (A).

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

303 320 346 386 403 400 437 560 916 1219

Temperatur briket (K)

Frak

si m

assa

brik

et (Y

)

0

10

20

30

40

50

60

Laju

per

ubah

an fr

aksi

mas

sa (-

dy/d

t) da

lam

sat

uan

(1/h

ari)

Fraksi massa briket (Y)

Laju perubahan fraksi massa (-dy/dt)

Gambar 4.13. Hubungan antara fraksi massa dan laju perubahan fraksi massa

terhadap temperatur pada pembakaran briket 80% jerami padi ditambah 20% kayu

kalimantan merbau dengan kecepatan udara 0,05 m/s

Page 63: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

49

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

294 305 323 356 379 452 604 719 1020 1618

Temperatur briket (K)

Frak

si m

assa

brik

et (Y

)

0

5

10

15

20

25

30

Laju

per

ubah

an fr

aksi

mas

sa (-

dy/d

t) da

lam

sat

uan

(1/h

ari)

Fraksi massa briket (Y)

Laju perubahan fraksi massa (-dy/dt)

Gambar 4.14. Hubungan antara fraksi massa dan laju perubahan fraksi massa

terhadap temperatur pada pembakaran briket 80% jerami padi ditambah 20% kayu

kalimantan merbau dengan kecepatan udara 2 m/s

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

301 326 383 416 407 470 614 883 1162 1276

Temperatur briket (K)

Frak

si m

assa

brik

et (Y

)

0

10

20

30

40

50

60

70

Laju

per

ubah

an fr

aksi

mas

sa (-

dy/d

t) da

lam

sat

uan

(1/h

ari)

Fraksi massa briket (Y)

Laju perubahan fraksi massa (-dy/dt)

Gambar 4.15. Hubungan antara fraksi massa dan laju perubahan fraksi massa

terhadap temperatur pada pembakaran briket 60% jerami padi ditambah 40% kayu

kalimantan merbau dengan kecepatan udara 0,05 m/s

Page 64: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

50

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

301 313 308 316 383 538 768 1028 1278 1541

Temperatur briket (K)

Frak

si m

assa

brik

et (Y

)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Laju

per

ubah

an fr

aksi

mas

sa (-

dy/d

t) da

lam

sat

uan

(1/h

ari) Fraksi massa briket (Y)

Laju perubahan fraksi massa (-dy/dt)

Gambar 4.16. Hubungan antara fraksi massa dan laju perubahan fraksi massa

terhadap temperatur pada pembakaran briket 60% jerami padi ditambah 40% kayu

kalimantan merbau dengan kecepatan udara 2 m/s

Dengan melihat grafik-grafik pada Gambar 4.13 hingga Gambar 4.16, kita

dapat memperoleh nilai peak temperature (temperatur puncak) untuk masing-

masing komposisi briket biomassa yang dibakar dengan variasi kecepatan udara

0,05 dan 2 m/s. Berikut adalah nilai peak temperatur untuk masing-masing profil

pembakaran:

Tabel 4.19. Peak Temperature untuk masing-masing spesimen briket biomassa Peak Temperatur

Kecepatan udara (m/s) 80% Jerami + 20% kayu

kalimantan merbau 60% Jerami + 40% kayu

kalimantan merbau

2 1079 ºC (1352 K) 1112 ºC (1385 K)

0,05 677 ºC (950 K) 952 ºC (1225 K)

Peak temperature adalah temperatur briket pada saat laju pembakaran

sesaatnya (dy/dt) mencapai nilai maksimum. Dari Tabel 4.19, dapat dilihat bahwa

peak temperature pada uji pembakaran dengan kecepatan udara 2 m/s lebih tinggi

Page 65: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

51

nilainya dibandingkan dengan uji pembakaran yang menggunakan kecepatan

0,05 m/s. Hal ini terjadi baik pada pembakaran briket 80% jerami ditambah 20%

kayu Kalimantan merbau maupun pada pembakaran briket 60% jerami ditambah

40% kayu Kalimantan merbau. Pada pembakaran biomasa dengan kadar air

tertentu, peak temperature akan meningkat seiring kenaikan kecepatan aliran

udara hingga dicapai kecepatan aliran kritisnya (Yang Y.B., 2004).

4.2.1 Energi Aktivasi dan Faktor Pre-eksponensial

Energi aktivasi adalah energi minimum yang diperlukan suatu bahan untuk

terjadinya proses reaksi. Dalam hal ini reaksi yang dimaksud adalah reaksi

pembakaran. Nilai energi aktivasi dan nilai faktor pre-eksponensial dicari dengan

melakukan regresi dari grafik ln(dY/dt) terhadap 1/Tsolid. Dari hasil regresi

diperoleh persamaan linier

Dari persamaan linier tersebut dapat diperoleh nilai energi aktivasi (E) dan

faktor pre-eksponensial (A).

y = -1659,4x + 5,6739

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

1 / Temperatur briket (1/Kelvin)

loga

ritm

a na

tura

l fun

gsi p

erub

ahan

fraks

i mas

sa /

ln(-d

y/dt

)

Gambar 4.17. Hubungan antara logaritma natural fungsi perubahan fraksi massa

terhadap (1 / temperatur briket) pada pembakaran briket 80% jerami padi

ditambah 20% kayu Kalimantan merbau dengan kecepatan udara 0,05 m/s

Page 66: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

52

y = -1361,4x + 4,4443

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

1 / Temperatur briket (1/Kelvin)

loga

ritm

a na

tura

l fun

gsi p

erub

ahan

fraks

i mas

sa /

ln(-d

y/dt

)

Gambar 4.18. Hubungan antara logaritma natural fungsi perubahan fraksi massa

terhadap (1 / temperatur briket) pada pembakaran briket 80% jerami padi

ditambah 20% kayu Kalimantan merbau dengan kecepatan udara 2 m/s

y = -1726,3x + 5,5807

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

1 / Temperatur briket (1/Kelvin)

loga

ritm

a na

tura

l fun

gsi p

erub

ahan

fraks

i mas

sa /

ln(-d

y/dt

)

Gambar 4.19. Hubungan antara logaritma natural fungsi perubahan fraksi massa

terhadap (1 / temperatur briket) pada pembakaran briket 60% jerami padi

ditambah 40% kayu Kalimantan merbau dengan kecepatan udara 0,05 m/s

Page 67: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

53

y = -1402,7x + 4,6797

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

1 / Temperatur briket (1/Kelvin)

loga

ritm

a na

tura

l fun

gsi p

erub

ahan

fraks

i mas

sa /

ln(-d

y/dt

)

Gambar 4.20. Hubungan antara logaritma natural fungsi perubahan fraksi massa

terhadap (1 / temperatur briket) pada pembakaran briket 60% jerami padi

ditambah 40% kayu Kalimantan merbau dengan kecepatan udara 2 m/s

Dari grafik hubungan antara logaritma natural fungsi perubahan fraksi

massa terhadap (1 / temperatur briket) dapat diketahui nilai energi aktivasi dan

faktor pre-eksponensial untuk masing-masing reaksi yang terjadi.

Tabel 4.20. Nilai energi aktivasi dan faktor pre-eksponensial briket

80% jerami padi ditambah 20% kayu kalimantan merbau.

Kecepatan udara (m/s)

Energi aktivasi (kJ/mol)

Faktor pre-eksponensial

(%/detik) 2 11,11 0,099

0,05 13,54 0,337

Tabel 4.21. Nilai energi aktivasi dan faktor pre-eksponensial briket

60% jerami padi ditambah 40% kayu kalimantan merbau.

Kecepatan udara (m/s)

Energi aktivasi (KJ/mol)

Faktor pre-eksponensial

(%/detik) 2 11,43 0,125

0,05 14,09 0,307

Page 68: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

54

Nilai dari energi aktivasi untuk proses pembakaran briket 80% jerami padi

ditambah 20% kayu Kalimantan merbau adalah 11,11 kJ/mol untuk variasi

kecepatan udara 2 m/s dan 13,54 kJ/mol untuk kecepatan udara 0,05 m/s.

Sedangkan untuk briket 60% jerami padi ditambah 40% kayu Kalimantan merbau

adalah 11,43 kJ/mol untuk kecepatan udara 2 m/s dan 14,09 kJ/mol untuk

kecepatan udara 0,05 m/s. Nilai energi aktivasi yang diperoleh lebih kecil bila

dibandingkan dengan nilai energi aktivasi batubara yang telah dilakukan oleh

Altun E (2003) yaitu sebesar 39,71 kJ/mol dan nilai energi aktivasi sekam padi

oleh Widiarso (2008) yaitu sebesar 19,44 kJ/mol.

Nilai energi aktivasi untuk briket jerami padi dengan pengikat tetes tebu

dari hasil penelitian Riyanto (2009) adalah 11,3 dan 13,5 kJ/mol, masing-masing

untuk kecepatan udara 2 m/s dan 0,05 m/s. Sedangkan energi aktivasi untuk

briket kayu Kalimantan merbau dengan pengikat tetes tebu dari hasil penelitian

Syafiq (2009) adalah 11,3 dan 14,3 kJ/mol, masing-masing untuk kecepatan udara

2 m/s dan 0,05 m/s

Page 69: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

55

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian tentang uji kualitas sifat fisik dan kinetika reaksi briket

jerami padi yang ditambah 20% dan 40% serbuk gergajian kayu Kalimantan

merbau, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Penambahan serbuk gergajian kayu Kalimantan dapat memperbaiki

beberapa sifat fisik briket jerami padi.

2. Semakin banyak serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau yang

ditambahkan pada briket jerami padi, maka tingkat penurunan densitasnya

akan semakin kecil.

3. Penambahan serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau sebanyak 40%

mampu meningkatkan nilai durability briket jerami padi, khususnya pada

tekanan pembriketan di atas 800 kg/cm2.

4. Penambahan serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau akan

mengakibatkan nilai kuat tekan aksial briket jerami padi turun, tetapi

nilainya masih di atas standar SNI.

5. Penambahan serbuk gergajian kayu Kalimantan merbau tidak mampu

meningkatkan sifat ketahanan terhadap air pada briket jerami padi.

6. Briket optimum untuk komposisi 80% jerami padi ditambah 20% serbuk

gergajian kayu Kalimantan merbau diperoleh pada tekanan pembriketan 800

kg/cm2. Sedangkan untuk komposisi 60% jerami padi ditambah 40% serbuk

gergajian kayu kalimantan merbau diperoleh pada tekanan pembriketan

1000 kg/cm2.

7. Semakin tinggi tekanan pembriketan maka nilai relaxed density yang

dihasilkan semakin besar.

8. Semakin tinggi tekanan pembriketan maka nilai relaksasi yang terjadi

semakin kecil.

9. Semakin tinggi tekanan pembriketan maka durability briket yang dihasilkan

akan semakin tinggi.

55

Page 70: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

56

10. Semakin tinggi tekanan pembriketan maka nilai kuat tekan aksial briket

yang dihasilkan akan semakin tinggi.

11. Peak temperature pada uji kinetika reaksi dengan kecepatan udara 2 m/s

lebih tinggi dibandingkan peak temperature pada uji kinetika reaksi dengan

kecepatan udara 0,05 m/s.

5.2 Saran

Berdasarkan pengalaman yang diperoleh dari penelitian ini,

direkomendasikan beberapa saran sebagai berikut :

1. Briket campuran jerami padi dengan serbuk gergajian kayu Kalimantan

karena sudah memenuhi sifat fisik briket yang dipersyaratkan SNI sehingga

dapat dibuat untuk skala yang lebih besar.

2. Khusus untuk sifat ketahanan terhadap air perlu diteliti lebih lanjut atau

dikembangkan penelitian dengan metode uji ketahanan terhadap kandungan

air di udara.

Page 71: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

57

DAFTAR PUSTAKA

Aderemi, B.O., 2008, The Kinetics of Glucose Production from Rice Straw by

Aspergillus niger, African Journal of Biotechnology Vol. 7 (11), pp. 1745-

1752

Altun, N.E., 2003, Influence of Coal Briquette Size on the Combustion Kinetics,

Mining Engineering Department of Middle East Technical University.

Al-Widyan M.I., Al-Jalil H.F., Abu-Zreig M.M, Abu-Hamdeh N.H, 2002,

Physical Durability and Stability of Olive Cake Briquettes, Canadian

Biosystems Engineering, Vol. 44, pp. 3.41-3.45

ASAE S269.4 DEC96, 1998, Cubes, Pellets, and Crumbles-Definition and

Methods for Determining Density, Durability, and Moisture Content

ASAE Standard

Borman, G.L. and Ragland, K.W., 1998, Combustion Engineering, McGrawHill

Publishing Co, New York

Chin, Ooi Chin and Siddiqui, Kamal M., 2000, Characteristic of Some Biomass

Briquettes Prepared Under Modest Die Pressures, Biomass and

Bioenergy, Vol. 18.pp. 223-228.

Demirbas, A., 1999, Physical Properties of Briquettes from Waste Paper and

Wheat Straw Mixtures, Energy Conversion & Management, Vol. 40, pp.

437-445

Demirbas, A., 1999, Properties of Charcoal Derived from Hazelnut Shell and the

Production of Briquettes Using Pyrolytic oil, Energy, Vol. 24, pp. 141–

150

Demirbas, A., 2004, Briquetting Properties of Biomass Waste Materials, Energy

Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, Vol.

26:1, pp. 83 — 91

Direktorat Jendral Bina Produksi Kehutanan Republik Indonesia, 2005, Produksi

Kayu Gergajian per Provinsi Lima Tahun Terakhir.

Page 72: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

58

Hernandez, G. M., et al. 2004. An Easy Way to Determine the Working

Parameters of the Mechanical Densification Process. Agricultural

Engineering International: the CIGR Journal of Scientific Research and

Development. Manuscript FP 03 013. Vol. VI. August, 2004.

Hinkle, R.G., Rosenthal, R. 2005. Of Beer, Leather and Beets, A Study of

Alternative Binders in Agitation Pelletizing, Mars Mineral, Pensylvania.

Hughes, E., Tillman, D., 1997, FETC/EPRI Biomass Cofiring Cooperative

Agreement, Electric Power Research Institute (EPRI)

Istanto, T., Suyitno, dan E.J., Wibawa, 2006, Pengaruh Ukuran Partikel, Kadar

Air, dan Temperatur Pembriketan Terhadap Sifat Fisik Biomasa, Jurnal

Gema Teknik, Nomor 2 Tahun IX Juli 2006

Jamradloedluk, Jindaporn, et al. 2006. Physical Properties and Combustion

Performance of Briquettes Produced from Two Pairs of Biomass Species.

Engineering Faculty of Mahasarakham University.

Kamruddin, M. et al, 2003, Thermogravimetry-evolved gas analysis–mass

spectrometry system for materials research. Indira Gandhi Centre for

Atomic Research.

Mani, S., Tabil, L.G., Sokhansanj, S. 2002. Compaction Behavior of Some

Biomass Grind. Agricultural and Bioresource Engineering Department of

University of Saskatchewan.

Ndiema, C.K.W,. Manga P.N., Ruttoh, 2001, Influence of Die Pressure on

Relaxation Characteristics of Briquetted Biomass, Energy Conversion and

Management , Vol. 43 pp 2157-2161.

Okasha, F., 2007, Staged Combustion of Rice Straw in A Fluidized Bed,

Mechanical Engineering Department of Mansoura University.

Othman, N.F., Shamsuddin, A.H., 2003, Coal Combustion Studies Using

Thermogravimetric Analysis, Jurnal Mekanikal, Juni 2003, Bil. 15,97-107.

Richards, S.R., 1990, Physical Testing of Fuel Briquettes, Fuel Processing

Technology, Vol. 25 pp. 89-100

Riyanto, S., 2009, Uji Kualitas Fisik Dan Uji Kinetika Pembakaran Briket Jerami

Padi Dengan dan Tanpa Bahan Pengikat, Tugas Akhir. Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Page 73: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

59

Suyitno, Istanto, T., dan E.J., Wibawa, 2006, Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap

Karakteristik Pembakaran Biomasa, Jurnal Gema Teknik, Nomor 2 Tahun

IX Juli 2006

Sumaryono, Basyumi, Y.,dan Suripto, 1995, Proses Pembuatan Biocoal dan

Rancangan Tungku Pembakarannya, Proseding: Lokakarya Teknologi

Tepat Guna Energi Non-Konvensional Untuk Pembangunan di Indonesia,

18-19 Desember 1995, LIPI, Indonesia. ISBN:979-8580-06-0

Syafiq,A., 2009, Uji Kualitas Fisik Dan Uji Kinetika Pembakaran Briket Kayu

Kalimantan Merbau Dengan dan Tanpa Bahan Pengikat, Tugas Akhir.

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Tamam, Tamami, T.C.S., 2005, Studi Eksperimental Karakteristik Kuat Tekan

Dan Karakteristik Pembakaran Briket Daun Cengkeh dan Jerami Padi,

Tugas Akhir. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret.

Yang Y. B., Sharifi V. N., and Swithenbank J., 2004. Effect of Air Flow Rate and

Fuel Moisture on The Burning Behaviours of Biomass and Simulated

Municipal Solid Wastes in Packed Beds. Department of Chemical and

Process Engineering of Sheffield University

Wamukonya, Lucy and Jenkins, Bryan. 1994. Durability and Relaxation of

Sawdust and Wheat-Straw Briquettes As Possible Fuels For Kenya.

Biomass and Bioenergy. Vol. 8, No. 3, pp. 175-179.

Werther, J, Saenger, M, Hartge, E.U. Ogada T dan Siagi, Z. 2000. Combustion of

Agricultural Residue, Progress in Energy in Combustion Science, Vol. 26,

pp. 1-27.

Page 74: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

LAMPIRAN

Page 75: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Waktu Awal 1 menit 10 menit 30 menit 1 jam 2 jam 1 hari 1 minggu

L (mm) 51,42 59,62 63,14 65,15 66,75 68,63 70,79 70,62D (mm) 52,18 52,60 53,05 52,73 52,75 53,12 53,34 53,14

L (mm) 50,76 60,40 63,70 65,99 67,34 68,55 71,49 70,40D (mm) 51,84 52,32 52,39 52,51 52,51 52,56 52,73 52,85

L (mm) 51,18 58,59 63,80 66,08 67,69 69,13 71,25 69,69D (mm) 51,10 51,91 52,54 52,69 52,87 52,96 52,92 52,83

L (mm) 51,12 59,54 63,55 65,74 67,26 68,77 71,18 70,24D (mm) 51,71 52,28 52,66 52,64 52,71 52,88 53,00 52,94V (mm3) 107280 127720 138340 143016 146679 150968 156929 154516

L (mm) 50,58 55,99 61,82 63,27 64,89 66,71 69,40 67,07D (mm) 51,92 52,35 52,48 52,62 52,92 52,92 52,95 52,91

L (mm) 50,44 56,69 61,20 64,38 65,44 66,81 69,14 67,23D (mm) 52,03 52,64 52,37 52,64 53,01 52,85 52,83 52,45

L (mm) 51,01 57,16 61,35 64,42 65,43 66,28 68,61 66,46D (mm) 51,84 52,27 52,58 52,65 52,55 52,80 52,94 52,96

L (mm) 50,68 56,61 61,45 64,02 65,25 66,60 69,05 66,92D (mm) 51,93 52,42 52,48 52,63 52,83 52,86 52,91 52,77V (mm3) 107268 122119 132848 139231 142951 146067 151715 146284

L (mm) 50,77 57,43 60,65 62,23 64,17 65,20 66,67 65,72D (mm) 52,40 52,46 52,74 52,84 52,76 52,85 52,99 53,05

L (mm) 51,05 56,74 61,69 62,99 65,10 65,29 67,52 65,83D (mm) 51,90 51,90 52,12 52,38 52,44 52,48 52,47 52,48

L (mm) 50,72 56,93 61,26 63,45 64,14 65,07 66,37 66,43D (mm) 52,37 52,60 52,75 52,99 52,99 53,17 53,17 53,29

L (mm) 50,85 57,03 61,20 62,89 64,47 65,18 66,85 65,99D (mm) 52,22 52,32 52,54 52,74 52,73 52,83 52,88 52,94V (mm3) 108850 122538 132588 137290 140707 142825 146736 145193

L (mm) 50,57 55,80 60,01 60,68 61,94 62,69 62,94 60,52D (mm) 51,69 51,75 51,84 51,90 51,97 52,01 52,07 51,96

L (mm) 50,50 54,35 58,41 59,64 59,98 60,34 60,46 59,54D (mm) 52,08 52,15 52,32 52,36 52,44 52,46 52,49 52,37

L (mm) 50,58 54,91 57,64 61,52 63,07 64,41 65,52 65,51D (mm) 52,05 52,10 52,23 52,36 52,80 53,02 53,04 53,11

L (mm) 50,55 55,02 58,68 60,61 61,66 62,48 62,97 61,85D (mm) 51,94 52,00 52,13 52,21 52,40 52,50 52,53 52,48V (mm3) 107062 116781 125181 129685 132915 135165 136409 133724

Lampiran 1. Data Uji Relaksasi Briket 80% Jerami Padi ditambah 20% Kayu Kalimantan

Sampel I

Sampel II

Sampel I

Sampel II

Sampel III

Rata-rata

Sampel II

Sampel III

Rata-rata

Sampel III

Tekanan pembriketan = 400 kg/cm2

Tekanan pembriketan = 600 kg/cm2

Tekanan pembriketan = 800 kg/cm2

Tekanan pembriketan = 1000 kg/cm2

Sampel I

Sampel II

Sampel III

Rata-rata

Sampel I

Rata-rata

Page 76: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Awal 1 menit 10 menit 30 menit 1 jam 2 jam 1 hari 1 minggu 1 mngu

L (mm) 50,66 58,23 62,34 64,47 66,44 67,13 69,75 68,15D (mm) 52,29 52,54 52,64 52,69 52,82 52,84 53,11 52,98

L (mm) 50,63 57,98 63,48 65,29 66,18 68,15 70,75 70,00D (mm) 52,38 52,59 52,71 52,80 52,84 53,01 53,15 53,25

L (mm) 50,65 60,73 64,06 66,69 67,58 68,29 70,06 69,23D (mm) 51,82 51,96 52,34 52,43 52,62 52,45 52,66 52,60

L (mm) 50,65 58,98 63,29 65,48 66,73 67,85 70,19 69,12D (mm) 52,16 52,36 52,57 52,64 52,76 52,76 52,97 52,94V (mm3) 108165 126942 137281 142437 145806 148294 154604 152080

L (mm) 50,44 57,04 61,93 62,90 64,86 66,37 70,19 68,88D (mm) 52,19 52,44 52,73 52,97 53,14 53,10 53,27 52,62

L (mm) 50,95 58,26 62,66 64,50 66,45 67,05 69,70 66,25D (mm) 52,28 52,56 52,63 52,85 52,94 53,02 53,06 52,60

L (mm) 50,97 57,28 61,61 64,21 66,00 66,14 69,80 67,95D (mm) 52,26 52,64 52,72 52,77 52,94 53,06 53,21 52,94

L (mm) 50,78 57,53 62,06 63,87 65,77 66,52 69,89 67,69D (mm) 52,24 52,55 52,69 52,86 53,00 53,06 53,18 52,72V (mm3) 108805 124692 135262 140118 145046 147003 155186 147690

L (mm) 50,32 54,19 58,35 60,39 60,79 61,10 62,01 60,96D (mm) 51,71 51,88 51,92 52,17 52,27 52,37 52,40 52,42

L (mm) 49,70 54,19 58,22 59,77 60,23 60,20 61,49 60,64D (mm) 51,49 51,63 51,83 52,01 52,13 52,16 52,17 52,24

L (mm) 50,93 54,58 58,61 59,14 59,76 60,30 61,51 61,99D (mm) 52,21 52,45 52,53 52,78 53,05 53,13 53,18 53,07

L (mm) 50,31 54,32 58,39 59,76 60,26 60,53 61,67 61,20D (mm) 51,80 51,98 52,09 52,32 52,48 52,56 52,59 52,57V (mm3) 105986 115228 124383 128416 130297 131242 133861 132785

L (mm) 50,19 54,15 58,44 59,69 61,11 62,84 62,92 61,19D (mm) 51,92 52,13 52,24 52,44 52,62 52,76 52,83 52,62

L (mm) 50,36 53,88 57,39 59,37 60,12 60,65 60,99 59,91D (mm) 51,91 52,05 52,33 52,48 52,57 52,65 52,71 52,38

L (mm) 50,19 53,66 55,78 57,36 57,87 59,19 59,49 59,09D (mm) 51,44 51,54 51,76 51,95 52,13 52,26 52,39 51,70

L (mm) 50,24 53,90 57,20 58,80 59,70 60,89 61,13 60,06D (mm) 51,75 51,91 52,11 52,29 52,44 52,56 52,64 52,23V (mm3) 105639 113998 121926 126206 128870 132037 132988 128627

Lampiran 1. Data Uji Relaksasi Briket 60% Jerami Padi ditambah 40% Kayu Kalimantan

Sampel I

Sampel II

Sampel I

Sampel II

Sampel III

Rata-rata

Sampel III

Rata-rata

Sampel I

Sampel II

Tekanan pembriketan = 1000 kg/cm2

Tekanan pembriketan = 800 kg/cm2

Tekanan pembriketan = 600 kg/cm2

Tekanan pembriketan = 400 kg/cm2

Sampel I

Sampel II

Sampel III

Rata-rata

Sampel III

Rata-rata

Page 77: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 2. Data-data hasil uji densitas KomposisiTekananWaktu Awal 1 minggu Awal 1 minggu Awal 1 minggu Awal 1 minggu

L1 (mm) 49,47 68,25 50,05 69,34 49,84 66,52 50,00 67,29L2 (mm) 50,42 68,09 50,04 69,13 49,86 66,90 50,10 68,40L3 (mm) 50,15 67,49 49,17 67,68 50,04 67,29 49,79 66,40L4 (mm) 49,89 67,89 50,90 70,11 50,27 66,89 49,65 67,42D1 (mm) 50,68 52,58 50,56 52,34 50,33 52,12 50,64 51,70D2 (mm) 50,30 52,19 50,10 52,00 50,01 51,12 50,28 51,56D3 (mm) 50,75 52,41 50,46 51,65 50,58 52,09 50,24 51,41D4 (mm) 50,12 51,65 50,34 51,88 50,59 52,00 50,57 51,70D5 (mm) 50,07 51,84 50,26 52,07 50,11 51,41 50,84 51,86D6 (mm) 50,52 52,84 50,55 51,91 50,64 51,82 50,23 51,38V (mm3) 99693 145590 99695 146459 99614 140697 99735 140835

Sampel IIL1 (mm) 50,53 68,10 50,45 69,75 49,05 64,96 50,40 68,25L2 (mm) 50,03 67,10 50,88 69,57 49,01 66,49 50,16 67,01L3 (mm) 50,14 68,24 50,07 68,94 49,43 66,80 49,46 66,30L4 (mm) 49,43 67,91 51,02 69,84 50,73 67,62 50,76 68,03D1 (mm) 50,99 53,24 50,16 51,44 50,32 51,98 50,39 51,54D2 (mm) 50,70 53,07 50,43 52,11 50,25 51,60 50,36 51,70D3 (mm) 50,06 52,10 50,10 51,49 50,96 51,90 50,67 51,69D4 (mm) 50,44 52,82 50,21 51,36 50,15 51,15 50,09 51,25D5 (mm) 50,41 52,43 50,13 52,01 50,72 52,42 50,75 52,07D6 (mm) 50,07 52,06 50,95 52,49 50,90 52,64 50,60 51,62V (mm3) 99944 147449 100628 146538 99403 140806 100395 141114

Sampel IIIL1 (mm) 49,54 68,27 50,36 68,90 50,60 67,84 49,73 67,18L2 (mm) 49,43 67,55 50,19 68,98 50,71 68,09 49,39 67,04L3 (mm) 50,71 67,82 50,76 69,28 50,73 67,99 50,15 67,02L4 (mm) 50,14 67,89 51,39 70,11 50,19 67,50 50,36 68,16D1 (mm) 50,33 52,71 50,40 51,94 50,78 52,39 51,00 52,22D2 (mm) 50,09 52,17 50,38 52,33 50,04 51,70 50,31 51,38D3 (mm) 50,20 51,71 50,50 52,27 50,44 52,16 50,47 51,57D4 (mm) 50,38 52,65 50,14 51,39 50,86 52,04 50,63 51,76D5 (mm) 50,24 52,41 50,01 51,03 50,31 51,94 50,01 51,39D6 (mm) 50,59 52,57 50,18 51,19 50,25 51,42 50,81 51,89V (mm3) 99236 146148 100520 145396 101000 143709 100064 141324

Mrata2 (g) 67,8 60,6 74,4 67,1 76,2 69,1 78,2 71,1Vrata2 (mm3) 99624 146396 100281 146131 100006 141737 100065 141091ρ (g/mm3) 6,81E-04 4,14E-04 7,42E-04 4,59E-04 7,62E-04 4,88E-04 7,81E-04 5,04E-04ρ (kg/m3) 680,56 413,95 741,92 459,18 761,96 487,52 781,49 503,93

Sampel I

Briket Jerami400 kg/cm2 600 kg/cm2 800 kg/cm2 1000 kg/cm2

Page 78: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 2. Data-data hasil uji densitas KomposisiTekananWaktu Awal 1 minggu Awal 1 minggu Awal 1 minggu Awal 1 minggu

L1 (mm) 50,81 69,19 50,88 69,54 51,12 65,60 50,52 60,80L2 (mm) 51,16 71,40 50,71 67,28 50,82 66,84 50,78 60,73L3 (mm) 51,40 71,25 50,62 66,23 50,71 64,74 50,63 60,37L4 (mm) 52,30 70,62 50,11 65,24 50,43 65,68 50,35 60,16D1 (mm) 51,13 53,17 50,78 52,70 52,32 52,29 51,42 51,58D2 (mm) 51,44 53,04 51,02 52,95 52,51 52,43 51,37 51,44D3 (mm) 52,77 53,64 52,77 53,16 52,95 53,48 51,46 51,76D4 (mm) 52,88 53,89 52,51 53,11 53,17 53,42 51,52 51,85D5 (mm) 52,44 52,44 52,03 52,80 51,64 53,25 52,16 52,53D6 (mm) 52,41 52,63 52,41 52,71 51,79 53,44 52,23 52,59V (mm3) 109891 156505 107033 147369 109417 145189 106080 128246

L1 (mm) 51,14 70,77 50,36 68,98 51,09 66,74 50,03 60,04L2 (mm) 51,17 69,31 50,63 65,44 50,86 65,82 50,42 59,86L3 (mm) 50,32 71,00 50,04 67,44 50,97 65,76 50,71 59,18L4 (mm) 50,42 70,53 50,71 67,05 51,26 65,01 50,83 59,07D1 (mm) 51,17 51,86 52,05 52,51 51,60 52,32 52,42 53,11D2 (mm) 52,05 51,75 52,25 52,34 51,55 52,36 52,51 53,04D3 (mm) 52,11 53,42 52,11 52,84 52,18 52,50 52,41 52,51D4 (mm) 53,26 53,81 52,70 52,93 51,96 52,56 52,36 52,49D5 (mm) 51,22 53,10 51,42 51,92 52,12 52,52 51,37 51,50D6 (mm) 51,24 53,16 51,62 52,16 52,01 52,63 51,42 51,59V (mm3) 107095 154365 107158 145180 107948 142339 107525 128198

L1 (mm) 50,71 70,25 50,93 66,43 50,41 66,53 51,33 70,22L2 (mm) 51,28 71,23 50,99 65,39 50,73 65,85 50,28 64,05L3 (mm) 51,82 68,46 51,23 67,31 50,89 66,49 50,88 65,98L4 (mm) 50,90 68,83 50,90 66,69 50,86 66,84 49,83 61,79D1 (mm) 50,97 52,57 52,33 52,71 52,21 52,65 52,21 52,10D2 (mm) 50,96 52,68 52,00 53,68 52,46 52,46 52,29 52,08D3 (mm) 51,64 52,78 51,86 53,29 52,53 53,87 52,23 53,66D4 (mm) 51,93 53,47 52,10 53,36 52,70 53,70 52,20 53,71D5 (mm) 50,62 53,14 51,41 52,33 52,81 53,85 51,60 53,47D6 (mm) 50,45 52,34 51,33 52,37 51,48 53,21 51,79 53,61V (mm3) 104883 152692 107609 146298 109182 148084 107583 145027

Mrata2 (g) 75,4 67,3 81,2 71,8 83,5 74,7 84,6 76,3Vrata2 (mm3) 107290 154521 107267 146283 108849 145204 107063 133823ρ (g/mm3) 7,03E-04 4,36E-04 7,57E-04 4,91E-04 7,67E-04 5,14E-04 7,90E-04 5,70E-04ρ (kg/m3) 702,77 435,54 756,99 490,83 767,12 514,45 790,19 570,15

Sampel II

Sampel III

1000 kg/cm280% jerami + 20% kayu kalimantan merbau

400 kg/cm2 600 kg/cm2 800 kg/cm2

Sampel I

Page 79: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 2. Data-data hasil uji densitas KomposisiTekananWaktu Awal 1 minggu Awal 1 minggu Awal 1 minggu Awal 1 minggu

L1 (mm) 50,80 68,05 50,14 67,75 50,19 61,06 50,30 59,58L2 (mm) 50,63 66,69 50,19 73,72 50,23 60,97 50,24 61,23L3 (mm) 50,27 69,12 50,44 67,41 50,56 60,86 50,18 62,31L4 (mm) 50,93 68,73 50,98 66,63 50,28 60,95 50,02 61,62D1 (mm) 52,41 52,97 52,48 52,59 51,73 52,32 51,23 52,20D2 (mm) 52,36 52,87 52,37 52,66 51,83 52,49 51,27 52,35D3 (mm) 52,46 53,52 52,43 53,14 51,94 52,57 52,35 52,94D4 (mm) 52,71 53,57 52,63 53,34 51,98 52,68 52,42 52,72D5 (mm) 52,18 52,53 51,53 51,85 51,30 52,25 52,13 52,61D6 (mm) 51,59 52,41 51,72 52,16 51,47 52,18 52,09 52,87V (mm3) 108710 150147 107858 149728 105606 131470 106177 132964

L1 (mm) 50,64 70,71 50,77 66,67 48,44 60,31 50,55 58,53L2 (mm) 50,20 69,96 51,27 65,84 49,53 60,88 50,31 60,95L3 (mm) 50,85 68,92 50,39 66,10 50,00 61,07 49,72 60,52L4 (mm) 50,82 70,40 51,36 66,39 50,83 60,31 50,85 59,63D1 (mm) 51,12 53,04 52,14 52,24 51,39 52,42 51,19 51,53D2 (mm) 51,65 53,61 52,32 52,22 51,50 52,41 51,10 51,69D3 (mm) 53,55 53,71 52,19 52,89 51,57 51,86 52,16 52,64D4 (mm) 53,02 53,39 52,37 52,68 51,39 52,14 52,35 52,70D5 (mm) 52,72 52,92 52,82 52,55 51,50 52,29 52,34 52,93D6 (mm) 52,21 52,82 51,82 53,00 51,58 52,33 52,31 52,81V (mm3) 109033 155799 109297 143871 103429 129921 106514 129044

L1 (mm) 50,59 69,94 50,67 66,77 51,07 61,20 50,00 59,20L2 (mm) 50,74 69,51 50,75 69,84 51,08 61,99 49,52 58,84L3 (mm) 50,92 69,60 50,81 67,72 50,83 62,88 50,52 58,83L4 (mm) 50,36 67,85 51,64 67,45 50,72 61,90 50,71 59,48D1 (mm) 50,86 52,03 52,34 52,74 52,32 52,19 51,14 51,47D2 (mm) 51,52 51,89 52,37 52,59 52,40 52,25 51,20 51,64D3 (mm) 52,42 53,00 52,42 53,31 52,38 53,43 51,51 51,66D4 (mm) 52,57 53,12 52,29 53,29 52,49 53,62 51,56 51,70D5 (mm) 51,82 52,70 52,04 52,82 51,61 53,51 51,63 51,90D6 (mm) 51,71 52,83 52,09 52,89 52,06 53,39 51,58 51,82V (mm3) 106760 150322 109263 149484 108970 137033 104234 123971

Mrata2 (g) 74,5 67,5 80 72,3 82,9 75,1 84,7 77,4Vrata2 (mm3) 108168 152089 108806 147694 106002 132808 105642 128659ρ (g/mm3) 6,89E-04 4,44E-04 7,35E-04 4,90E-04 7,82E-04 5,65E-04 8,02E-04 6,02E-04ρ (kg/m3) 688,75 443,82 735,25 489,52 782,06 565,48 801,77 601,59

Sampel III

Sampel II

800 kg/cm2 1000 kg/cm260% jerami + 40% kayu kalimantan merbau

400 kg/cm2 600 kg/cm2

Sampel I

Page 80: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 3. Data-data hasil uji durability

TANGGAL PENGUJIANJERAMI 80%SERBUK KAYU KAL 20%TEKANAN (kg/cm2) 400MASSA TOTAL (gr) 654,2

1 11,3 22,8 27,52 8,8 14,73 7,1 15,94 3,25 2,86 2,37 1,98 2,59 3,110 1,211 1,412 4,613 1,514 3,115 4,816 2,417 3,6

142,9

MASSA TOTAL 208,5 53,4 27,5 0 0% original mass 31,87% 8,16% 4,20% 0,00% 0,00%Size distribution index 0,00 8,16 8,41 0,00 0,00Size distribution index total 16,57DURABILITY 12,37%

39,252 - 52,336

52,336 - 65,42Kisaran masa pecahan briket 0 - 13,084 13,084 -

26,16826,168 - 39,252

Page 81: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 3. Data-data hasil uji durability

TANGGAL PENGUJIANJERAMI 80%SERBUK KAYU KAL 20%TEKANAN (kg/cm2) 600MASSA TOTAL (gr) 685,8

1 11,8 17,2 34,82 11,6 16,33 2,7 15,84 10,5 14,45 6 13,96 5 14,57 3,48 2,99 2,310 211 9,312 8,513 8,714 6,215 5,416 5,717 2,8

145,4

MASSA TOTAL 250,2 92,1 34,8 0 0% original mass 36,48% 13,43% 5,07% 0,00% 0,00%Size distribution index 0,00 13,43 10,15 0,00 0,00Size distribution index total 23,58DURABILITY 18,50%

41,148 - 54,864

54,864 - 68,58Kisaran masa pecahan briket 0 - 13,716

13,716 - 27,432

27,432 - 41,148

Page 82: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 3. Data-data hasil uji durability

TANGGAL PENGUJIANJERAMI 80%SERBUK KAYU KAL 20%TEKANAN (kg/cm2) 800MASSA TOTAL (gr) 688

1 12 24 382 10 26 343 10 24 264 8 185 5 166 3 227 6 248 6 169 4 2010 5 2611 7 2612 4 1813 4 1414 3 1415 316 117 2

36

MASSA TOTAL 129 288 98 0 0% original mass 18,75% 41,86% 14,24% 0,00% 0,00%Size distribution index 0,00 41,86 28,49 0,00 0,00Size distribution index total 70,35DURABILITY 56,10%

41,28 - 55,04 55,04 - 68,8Kisaran masa pecahan briket 0 - 13,76 13,76 -

27,5227,52 - 41,28

Page 83: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 3. Data-data hasil uji durability

TANGGAL PENGUJIANJERAMI 80%SERBUK KAYU KAL 20%TEKANAN (kg/cm2) 1000MASSA TOTAL (gr) 723

1 9 26 412 6 24 303 14 22 344 8 18 365 10 26 406 8 24 317 10 188 14 159 10 2810 8 1611 8 2512 1213 1014 615 416 1117 8

36

MASSA TOTAL 192 242 212 0 0% original mass 26,56% 33,47% 29,32% 0,00% 0,00%Size distribution index 0,00 33,47 58,64 0,00 0,00Size distribution index total 92,12DURABILITY 62,79%

43,38 - 57,84 57,84 - 72,3Kisaran masa pecahan briket 0 - 14,46 14,46 -

28,9228,92 - 43,38

Page 84: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 3. Data-data hasil uji durability

TANGGAL PENGUJIANJERAMI 60%SERBUK KAYU KAL 40%TEKANAN (kg/cm2) 400MASSA TOTAL (gr) 667

1 5 15,8 29,52 8,9 183 12,1 13,24 8,2 23,65 8,56 3,67 1,68 6,79 5,110 4,311 4,912 5,213 3,214 2,715 2,116 1,817 0,9

163,4

MASSA TOTAL 248,2 70,6 29,5 0 0% original mass 37,21% 10,58% 4,42% 0,00% 0,00%Size distribution index 0,00 10,58 8,85 0,00 0,00Size distribution index total 19,43DURABILITY 15,01%

40,02 - 53,36 53,36 - 66,7Kisaran masa pecahan briket 0 - 13,34 13,34 -

26,6826,64 - 40,02

Page 85: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 3. Data-data hasil uji durability

TANGGAL PENGUJIANJERAMI 60%SERBUK KAYU KAL 40%TEKANAN (kg/cm2) 600MASSA TOTAL (gr) 694,1

1 5 18,8 37,22 13,8 23,8 34,83 11,7 174 11,6 25,45 13,6 16,76 11,57 138 10,29 13,610 11,211 13,312 13,313 7,414 6,415 5,916 9,817 2,1

179,2

MASSA TOTAL 352,6 101,7 72 0 0% original mass 50,80% 14,65% 10,37% 0,00% 0,00%Size distribution index 0,00 14,65 20,75 0,00 0,00Size distribution index total 35,40DURABILITY 25,03%

41,646 - 55,528

55,528 - 69,41Kisaran masa pecahan briket 0 - 13,882 13,882 -

27,76427,276 - 41,646

Page 86: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 3. Data-data hasil uji durability

TANGGAL PENGUJIANJERAMI 60%SERBUK KAYU KAL 40%TEKANAN (kg/cm2) 800MASSA TOTAL (gr) 743

1 14 25 422 14 16 433 13 244 4 345 186 347 248 269 2210 1811 2012 2413 1814 2615 1616 1817 18

102

MASSA TOTAL 147 381 85 0 0% original mass 19,78% 51,28% 11,44% 0,00% 0,00%Size distribution index 0,00 51,28 22,88 0,00 0,00Size distribution index total 74,16DURABILITY 62,72%

44,58 - 59,44 59,44 - 74,3Kisaran masa pecahan briket 0 - 14,86 14,86 - 29,72 29,72 - 44,58

Page 87: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 3. Data-data hasil uji durability

TANGGAL PENGUJIANJERAMI 60%SERBUK KAYU KAL 40%TEKANAN (kg/cm2) 1000MASSA TOTAL (gr) 761

1 15 18 442 14 24 403 4 16 434 8 18 465 2 18 426 4 22 407 8 16 428 6 18 369 5 1810 2211121314151617

140

MASSA TOTAL 206 190 333 0 0% original mass 27,07% 24,97% 43,76% 0,00% 0,00%Size distribution index 0,00 24,97 87,52 0,00 0,00Size distribution index total 112,48DURABILITY 68,73%

45,66 - 60,88 60,88 - 76,1Kisaran masa pecahan briket 0 - 15,22 15,22 - 30,44 30,44 - 45,66

Page 88: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 4. Pemilihan Briket OptimumKomposisi : 80% Jerami padi ditambah 20% kayu kalimantan merbau

P densitas durability kuat tekan relaksasiy1 y2 y3 y4

200 491,8 12,37% 50,93 38%400 560,6 18,50% 59,84 35%600 578,5 56,10% 68,75 33%800 638,9 62,79% 75,12 28%

rumus level : Xkm + α * CkmX km : 0C km : 1P (X1) 400 600 800 1000Alpha -1 0 1 2Level (x1) -1 0 1 2

y1 x1 x puncak : y1 = F(x1)491,8 -1 β10 = 546,57311 11,55 496,51560,6 0 β11 = 47,98932 y puncak : 546,57578,5 1 β111 = -2,07804 823,63 592,48638,9 2 R2 = 0,96045 634,24

y2 x1 x lembah : y2 = F(x1)12,37% -1 β20 = 0,278601 -67,99 9,25%18,50% 0 β21 = 0,187505 y lembah : 27,86%56,10% 1 β211 = 0,001379 -609,52% 46,75%62,79% 2 R2 = 0,90168 65,91%

y3 x1 x puncak : y3 = F(x1)50,93 -1 β30 = 60,22423 6,90 50,8059,84 0 β31 = 8,78535 y puncak : 60,2268,75 1 β311 = -0,63662 90,53 68,3775,12 2 R2 = 0,99903 75,25

y4 x1 x puncak : y4 = F(x1)38% -1 β50 = 0,356000 -2,70 37,80%35% 0 β51 = -0,027000 y puncak : 35,60%33% 1 β511 = -0,005000 39,25% 32,40%28% 2 R2 = 0,97210 28,20%

yi y1 y2 y3 y4-1 496,51 9,25% 50,80 37,80%0 546,57 27,86% 60,22 35,60%1 592,48 46,75% 68,37 32,40%2 634,24 65,91% 75,25 28,20%

y min 491,84 0,00% 50,93 28,00%y nominal 700,00 95,00% 60,00 30,00%

y max 823,63 62,79% 90,53 39,25%dj d1(x) d2(x) d3(x) d5(x) D(x)

d(x1) 0,02 0,10 0,00 0,16 0,00d(x2) 0,26 0,29 0,99 0,39 0,42d(x3) 0,48 0,49 0,73 0,74 0,60d(x4) 0,68 0,69 0,50 0,10 0,39

Desirability >>

Konstanta

Konstanta

Konstanta

Konstanta

Page 89: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Lampiran 4. Pemilihan Briket OptimumKomposisi : 60% Jerami padi ditambah 40% kayu kalimantan merbau

P densitas durability kuat tekan relaksasiy1 y2 y3 y4

200 496,4 15,01% 48,38 36%400 548,4 25,03% 57,30 33%600 628,7 62,72% 63,66 28%800 660,7 68,73% 70,03 25%

rumus level : Xkm + α * CkmX km : 0C km : 1P (X1) 400 600 800 1000Alpha -1 0 1 2Level (x1) -1 0 1 2

y1 x1 X puncak : y1 = F(x1)496,4 -1 β10 = 559,92906 6,21 492,59548,4 0 β11 = 62,32220 Y puncak : 559,93628,7 1 β111 = -5,02035 753,34 617,23660,7 2 R2 = 0,98252 664,49

y2 x1 X puncak : y2 = F(x1)15,01% -1 β20 = 0,339296 10,41 12,04%25,03% 0 β21 = 0,208875 Y puncak : 33,93%62,72% 1 β211 = -0,010028 142,70% 53,81%68,73% 2 R2 = 0,91832 71,69%

y3 x1 X puncak : y3 = F(x1)48,38 -1 β30 = 56,91381 6,10 48,5157,30 0 β31 = 7,76676 Y puncak : 56,9163,66 1 β311 = -0,63662 80,60 64,0470,03 2 R2 = 0,99073 69,90

y4 x1 X lembah : y4 = F(x1)36% -1 β50 = 0,322650 2,60E+01 36,25%33% 0 β51 = -0,039050 Y lembah : 32,27%28% 1 β511 = 0,000750 -18,57% 28,44%25% 2 R2 = 0,86529 24,76%

yi y1 y2 y3 y4400 492,59 12,04% 48,51 36,25%600 559,93 33,93% 56,91 32,27%800 617,23 53,81% 64,04 28,44%

1000 664,49 71,69% 69,90 24,76%y min 496,42 15,01% 48,38 0,00%

y nominal 700,00 95,00% 60,00 30,00%y max 753,34 100,00% 80,60 36,00%

dj densitas durability kuat tekan relaksasi D(x)d(x1) 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00d(x2) 0,31 0,24 0,73 0,62 0,43d(x3) 0,59 0,49 0,80 0,95 0,68d(x4) 0,83 0,71 0,52 0,83 0,71

Desirability >>

Konstanta

Konstanta

Konstanta

Konstanta

Page 90: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Briket 80% jerami padi + 20% kayu kalimantan merbau

Tanggal = 01/12/2009 Data TemperaturKecepatan udara = 0,05 m/sTek. Pembriketan = 800 kg/cm2

Keterangan:waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t) T1 = temp. termokopel (hari) (gram) (1/hari) (K) T2 = temp. termokopel 2

0 78,5 1,000 1,000 1,40 298,7 T3 = temp. termokopel 33,47E-04 78,5 1,000 1,000 1,49 303,2 T4 = temp. termokopel 46,94E-04 78,5 1,000 0,999 1,56 306,81,04E-03 78,4 0,999 0,999 1,62 309,71,39E-03 78,4 0,999 0,998 1,67 312,0 waktu T1 T2 T3 T4 T T1,74E-03 78,3 0,997 0,997 1,70 313,7 (detik) (°C) (°C) (°C) (°C) Solid (K)2,08E-03 78,2 0,996 0,997 1,73 315,0 0 28,9 31,6 28,4 29,6 29,6 302,62,43E-03 78,2 0,996 0,996 1,75 316,0 60 30,5 33,9 34,6 32,0 32,8 305,82,78E-03 78,1 0,995 0,996 1,76 316,8 120 30,8 33,2 35,2 41,6 35,2 308,23,13E-03 78,0 0,994 0,995 1,77 317,4 180 32,4 33,9 36,5 51,1 38,5 311,53,47E-03 78,0 0,994 0,994 1,78 317,9 240 33,4 35,2 38,4 64,2 42,8 315,83,82E-03 77,9 0,992 0,994 1,78 318,3 300 35,4 35,4 44,3 67,2 45,6 318,64,17E-03 77,9 0,992 0,993 1,78 318,7 360 35,6 33,9 45,7 68,6 46,0 319,04,51E-03 77,9 0,992 0,992 1,78 319,2 420 36,1 33,7 46,2 74,8 47,7 320,74,86E-03 77,8 0,991 0,992 1,79 319,7 480 37,0 35,2 51,4 82,6 51,6 324,65,21E-03 77,8 0,991 0,991 1,79 320,3 540 37,3 35,2 55,9 85,2 53,4 326,45,56E-03 77,8 0,991 0,991 1,80 321,0 600 38,1 34,3 56,8 91,2 55,1 328,15,90E-03 77,8 0,991 0,990 1,80 321,9 660 42,4 40,2 57,0 99,6 59,8 332,86,25E-03 77,8 0,991 0,989 1,81 323,0 720 44,1 45,6 62,7 103,6 64,0 337,06,60E-03 77,8 0,991 0,989 1,83 324,2 780 48,2 48,3 65,6 109,6 67,9 340,96,94E-03 77,5 0,987 0,988 1,85 325,6 840 60,9 56,1 61,0 50,6 57,2 330,27,29E-03 77,5 0,987 0,987 1,87 327,2 900 70,6 66,3 70,3 57,6 66,2 339,27,64E-03 77,4 0,986 0,987 1,90 328,9 960 81,5 78,3 74,9 70,5 76,3 349,37,99E-03 77,4 0,986 0,986 1,93 330,9 1020 89,5 85,8 90,1 82,0 86,9 359,98,33E-03 77,4 0,986 0,985 1,96 333,0 1080 98,2 94,1 98,7 85,7 94,2 367,28,68E-03 77,3 0,985 0,985 2,00 335,2 1140 104,7 101,2 101,7 93,3 100,2 373,29,03E-03 77,3 0,985 0,984 2,05 337,7 1200 111,3 107,6 111,7 99,1 107,4 380,49,38E-03 77,2 0,983 0,983 2,10 340,2 1260 115,9 112,2 113,1 109,3 112,6 385,69,72E-03 77,2 0,983 0,983 2,15 342,9 1320 121,0 119,0 122,2 115,2 119,4 392,41,01E-02 77,2 0,983 0,982 2,21 345,7 1380 125,6 123,2 124,5 112,7 121,5 394,51,04E-02 77,0 0,981 0,981 2,28 348,5 1440 128,5 124,2 130,0 118,0 125,2 398,21,08E-02 77,0 0,981 0,980 2,35 351,5 1500 131,5 128,8 125,7 124,6 127,7 400,71,11E-02 76,9 0,980 0,979 2,42 354,5 1560 131,6 129,7 131,6 120,7 128,4 401,41,15E-02 76,9 0,980 0,979 2,50 357,5 1620 134,0 128,6 135,0 124,8 130,6 403,61,18E-02 76,6 0,976 0,978 2,58 360,6 1680 133,9 129,0 134,5 123,3 130,2 403,21,22E-02 76,6 0,976 0,977 2,66 363,7 1740 132,4 130,6 130,7 119,7 128,4 401,41,25E-02 76,6 0,976 0,976 2,75 366,7 1800 132,4 128,7 127,9 124,0 128,3 401,31,28E-02 76,5 0,975 0,975 2,84 369,7 1860 130,3 129,8 126,4 123,3 127,5 400,51,32E-02 76,5 0,975 0,974 2,94 372,7 1920 130,5 128,4 128,8 124,6 128,1 401,11,35E-02 76,5 0,975 0,973 3,03 375,5 1980 128,9 125,6 129,6 122,3 126,6 399,61,39E-02 76,4 0,973 0,972 3,13 378,3 2040 130,4 127,8 127,0 122,8 127,0 400,01,42E-02 76,2 0,971 0,971 3,23 381,0 2100 130,8 126,9 126,5 119,5 125,9 398,91,46E-02 76,2 0,971 0,970 3,33 383,6 2160 129,5 126,2 129,8 123,1 127,2 400,21,49E-02 76,0 0,968 0,968 3,43 386,0 2220 131,4 128,9 133,0 120,3 128,4 401,41,53E-02 75,8 0,966 0,967 3,53 388,3 2280 136,3 130,9 130,5 121,8 129,9 402,91,56E-02 75,7 0,964 0,966 3,63 390,5 2340 138,7 136,0 134,3 128,4 134,4 407,41,60E-02 75,6 0,963 0,965 3,73 392,5 2400 145,7 142,7 143,7 135,7 142,0 415,01,63E-02 75,5 0,962 0,963 3,83 394,3 2460 154,5 150,0 154,1 146,0 151,2 424,21,67E-02 75,3 0,959 0,962 3,92 395,9 2520 162,8 160,0 159,4 152,8 158,8 431,81,70E-02 75,3 0,959 0,961 4,02 397,4 2580 175,1 173,1 176,9 164,6 172,4 445,41,74E-02 75,2 0,958 0,959 4,12 398,7 2640 189,8 188,2 185,7 180,4 186,0 459,01,77E-02 75,2 0,958 0,958 4,21 399,8 2700 206,4 203,6 207,0 198,2 203,8 476,81,81E-02 75,0 0,955 0,956 4,30 400,7 2760 226,0 224,0 221,5 219,6 222,8 495,81,84E-02 74,9 0,954 0,955 4,39 401,5 2820 182,7 222,9 230,5 328,6 241,2 514,21,88E-02 74,9 0,954 0,953 4,47 402,1 2880 208,5 225,1 228,5 354,0 254,0 527,01,91E-02 74,8 0,953 0,952 4,56 402,5 2940 239,1 227,1 226,9 386,4 269,9 542,91,94E-02 74,7 0,952 0,950 4,64 402,8 3000 261,0 243,6 234,3 465,6 301,1 574,11,98E-02 74,4 0,948 0,948 4,71 403,0 3060 286,1 291,3 265,3 514,4 339,3 612,3

T2

T1

T3T4

Page 91: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t) waktu T1 T2 T3 T4 T T(hari) (gram) (1/hari) (K) (detik) (°C) (°C) (°C) (°C) Solid (K)

2,01E-02 74,3 0,946 0,947 4,79 403,0 3120 310,8 356,5 278,0 583,2 382,1 655,12,05E-02 74,2 0,945 0,945 4,86 402,9 3180 338,2 410,2 324,2 623,2 424,0 697,02,08E-02 74,2 0,945 0,943 4,92 402,7 3240 357,2 475,7 365,5 705,6 476,0 749,02,12E-02 74,1 0,944 0,942 4,99 402,4 3300 384,1 545,1 434,0 804,0 541,8 814,82,15E-02 73,6 0,938 0,940 5,05 402,1 3360 422,5 656,0 499,2 869,6 611,8 884,82,19E-02 73,5 0,936 0,938 5,11 401,7 3420 506,4 707,2 570,5 951,8 684,0 957,02,22E-02 73,5 0,936 0,936 5,17 401,4 3480 591,1 789,6 634,9 964,8 745,1 1018,12,26E-02 73,3 0,934 0,935 5,22 401,0 3540 695,2 841,1 702,8 975,3 803,6 1076,62,29E-02 73,3 0,934 0,933 5,27 400,6 3600 754,6 870,7 768,1 980,2 843,4 1116,42,33E-02 73,1 0,931 0,931 5,33 400,4 3660 798,0 1055,8 834,0 971,5 914,8 1187,82,36E-02 73,1 0,931 0,929 5,38 400,2 3720 803,6 1033,2 928,5 966,0 932,8 1205,82,40E-02 73,1 0,931 0,927 5,43 400,1 3780 866,8 1002,3 955,3 961,2 946,4 1219,42,43E-02 72,9 0,929 0,925 5,48 400,1 3840 915,5 983,3 965,0 953,7 954,4 1227,42,47E-02 72,9 0,929 0,923 5,54 400,4 3900 939,8 952,1 973,5 946,4 953,0 1226,02,50E-02 72,4 0,922 0,921 5,59 400,8 3960 944,3 903,1 982,7 941,6 942,9 1215,92,53E-02 72,1 0,918 0,920 5,65 401,5 4020 947,9 873,6 976,3 813,8 902,9 1175,92,57E-02 71,9 0,916 0,918 5,71 402,4 4080 944,1 853,5 970,1 811,2 894,7 1167,72,60E-02 71,7 0,913 0,916 5,78 403,6 4140 928,9 852,9 965,4 748,2 873,9 1146,92,64E-02 71,5 0,911 0,914 5,86 405,1 4200 899,6 844 951,2 714,3 852,3 1125,32,67E-02 71,4 0,910 0,911 5,94 407,0 4260 885,7 832,9 937,1 685,1 835,2 1108,22,71E-02 71,4 0,910 0,909 6,03 409,2 4320 878 828,4 861,4 677,8 811,4 1084,42,74E-02 71,3 0,908 0,907 6,13 411,9 4380 837,3 826,2 800,6 655,7 780,0 1053,02,78E-02 71,1 0,906 0,905 6,25 414,9 4440 833,8 818,3 767,7 653,5 768,3 1041,32,81E-02 70,9 0,903 0,903 6,38 418,5 4500 815,2 810,9 735,9 620,8 745,7 1018,72,85E-02 70,9 0,903 0,901 6,52 422,4 4560 805 807,5 714,7 635,5 740,7 1013,72,88E-02 70,4 0,897 0,898 6,69 426,9 4620 743,8 803 678,9 629,5 713,8 986,82,92E-02 70,3 0,896 0,896 6,87 431,9 4680 721,8 801,7 665,4 621,8 702,7 975,72,95E-02 70,0 0,892 0,894 7,07 437,4 4740 700,2 800,1 700,5 618,6 704,9 977,92,99E-02 69,7 0,888 0,891 7,30 443,4 4800 674,6 796,3 656,5 617,9 686,3 959,33,02E-02 69,6 0,887 0,889 7,56 449,9 4860 659,6 793,4 643,2 623,4 679,9 952,93,06E-02 69,4 0,884 0,886 7,84 457,0 4920 646,8 784,2 674,4 621,5 681,7 954,73,09E-02 69,2 0,882 0,883 8,16 464,6 4980 643,2 776,3 657,9 612,5 672,5 945,53,13E-02 68,9 0,878 0,880 8,51 472,8 5040 606,1 775,3 642,8 615,7 660,0 933,03,16E-02 68,8 0,876 0,877 8,90 481,53,19E-02 68,8 0,876 0,874 9,33 490,73,23E-02 68,4 0,871 0,871 9,81 500,33,26E-02 68,3 0,870 0,867 10,33 510,53,30E-02 68,0 0,866 0,864 10,90 519,33,33E-02 67,6 0,861 0,860 11,53 527,63,37E-02 67,1 0,855 0,856 12,22 537,03,40E-02 66,7 0,850 0,851 12,96 547,63,44E-02 66,5 0,847 0,849 13,50 559,93,47E-02 66,5 0,847 0,844 14,72 574,03,51E-02 65,7 0,837 0,839 16,64 589,93,54E-02 65,0 0,828 0,833 18,77 607,93,58E-02 64,9 0,827 0,826 21,11 627,93,61E-02 63,9 0,814 0,818 23,61 649,83,65E-02 63,1 0,804 0,809 26,26 673,73,68E-02 62,9 0,801 0,800 29,02 699,53,72E-02 62,2 0,792 0,789 31,85 726,93,75E-02 60,7 0,773 0,784 34,92 755,93,78E-02 60,4 0,769 0,771 41,26 786,33,82E-02 59,1 0,753 0,756 46,07 817,73,85E-02 57,8 0,736 0,739 49,55 850,13,89E-02 56,7 0,722 0,722 51,86 883,13,92E-02 56,1 0,715 0,703 53,17 916,43,96E-02 54,7 0,697 0,685 53,62 949,83,99E-02 53,0 0,675 0,666 53,36 982,94,03E-02 51,5 0,656 0,648 52,51 1015,34,06E-02 50,2 0,639 0,630 51,18 1046,84,10E-02 48,0 0,611 0,612 49,47 1076,94,13E-02 46,1 0,587 0,596 47,49 1105,34,17E-02 44,5 0,567 0,579 45,30 1131,64,20E-02 43,5 0,554 0,564 42,99 1155,4

Page 92: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t)(hari) (gram) (1/hari) (K)

4,24E-02 42,6 0,543 0,550 40,61 1176,14,27E-02 41,3 0,526 0,536 38,24 1193,44,31E-02 40,5 0,516 0,523 35,90 1206,94,34E-02 40,3 0,513 0,511 33,65 1216,04,38E-02 39,1 0,498 0,500 31,51 1220,24,41E-02 38,7 0,493 0,489 29,51 1219,04,44E-02 37,7 0,480 0,479 27,67 1211,84,48E-02 36,9 0,470 0,470 26,01 1227,54,51E-02 36,8 0,469 0,461 24,54 1222,84,55E-02 36,1 0,460 0,453 23,25 1216,24,58E-02 35,3 0,450 0,445 22,14 1208,14,62E-02 34,7 0,442 0,437 21,22 1198,94,65E-02 33,9 0,432 0,430 20,47 1188,94,69E-02 33,2 0,423 0,423 19,88 1178,54,72E-02 32,9 0,419 0,416 19,43 1167,74,76E-02 32,3 0,411 0,410 19,12 1156,84,79E-02 31,8 0,405 0,403 18,91 1145,84,83E-02 31,1 0,396 0,396 18,79 1134,84,86E-02 30,2 0,385 0,390 18,73 1123,94,90E-02 30,0 0,382 0,383 18,73 1113,04,93E-02 29,0 0,369 0,377 18,74 1102,34,97E-02 28,9 0,368 0,370 18,75 1091,75,00E-02 28,5 0,363 0,364 18,75 1081,35,03E-02 27,6 0,352 0,357 18,70 1071,05,07E-02 27,5 0,350 0,351 18,60 1060,95,10E-02 27,1 0,345 0,345 18,42 1051,05,14E-02 26,5 0,338 0,338 18,15 1041,35,17E-02 26,3 0,335 0,332 17,78 1031,95,21E-02 25,2 0,321 0,326 17,31 1022,95,24E-02 25,0 0,318 0,320 16,73 1014,25,28E-02 24,9 0,317 0,314 16,04 1006,05,31E-02 24,6 0,313 0,309 15,24 998,25,35E-02 24,1 0,307 0,304 14,36 991,15,38E-02 23,8 0,303 0,299 13,40 984,55,42E-02 23,0 0,293 0,294 12,39 978,65,45E-02 22,7 0,289 0,290 11,35 973,45,49E-02 22,4 0,285 0,286 10,33 968,95,52E-02 22,3 0,284 0,283 9,36 965,15,56E-02 22,0 0,280 0,280 8,50 961,95,59E-02 22,0 0,280 0,277 7,81 959,25,63E-02 21,8 0,278 0,274 7,36 956,95,66E-02 20,9 0,266 0,272 7,22 954,85,69E-02 20,8 0,265 0,269 7,48 952,55,73E-02 20,8 0,265 0,267 8,24 949,75,76E-02 20,7 0,264 0,264 9,61 945,95,80E-02 20,4 0,260 0,260 11,70 940,55,83E-02 20,3 0,259 0,255 14,65 932,8

Page 93: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Briket 80% jerami padi + 20% kayu kalimantan merbau

Tanggal = 03/12/2009 Data TemperaturKecepatan udara = 2 m/sTek. Pembriketan = 800 kg/cm2 Keterangan:

T1 = temp. termokopel waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t) T2 = temp. termokopel 2(hari) (gram) (1/hari) (K) T3 = temp. termokopel 3

0,00E+00 77,7 1,000 1,00 0,35 293,8 T4 = temp. termokopel 43,47E-04 77,7 1,000 1,00 0,74 298,36,94E-04 77,7 1,000 1,00 1,08 301,71,04E-03 77,7 1,000 1,00 1,36 304,21,39E-03 77,6 0,999 1,00 1,60 305,9 waktu T1 T2 T3 T4 T T1,74E-03 77,6 0,999 1,00 1,80 307,1 (detik) (°C) (°C) (°C) (°C) Solid (K)2,08E-03 77,6 0,999 1,00 1,96 307,7 0 24,5 28,4 27,5 24,8 26,3 299,32,43E-03 77,5 0,997 1,00 2,09 308,0 60 27,3 28,7 33,2 25,1 28,6 301,62,78E-03 77,5 0,997 1,00 2,18 307,9 120 24,5 28,5 32,9 24,9 27,7 300,73,13E-03 77,4 0,996 1,00 2,25 307,6 180 26,4 30,1 34,4 32,4 30,8 303,83,47E-03 77,2 0,994 0,99 2,30 307,2 240 25,2 28,5 34,1 37,8 31,4 304,43,82E-03 77,2 0,994 0,99 2,32 306,7 300 26,4 30,4 36,8 41,4 33,8 306,84,17E-03 77,0 0,991 0,99 2,32 306,1 360 25,8 29,1 36,2 39,2 32,6 305,64,51E-03 77,0 0,991 0,99 2,30 305,6 420 28,0 30,1 40,0 42,0 35,0 308,04,86E-03 77,0 0,991 0,99 2,27 305,2 480 26,3 29,3 40,7 40,7 34,3 307,35,21E-03 76,9 0,990 0,99 2,23 304,8 540 28,0 29,8 43,0 40,9 35,4 308,45,56E-03 76,9 0,990 0,99 2,18 304,6 600 26,7 29,7 41,7 41,1 34,8 307,85,90E-03 76,9 0,990 0,99 2,11 304,5 660 26,9 32,0 50,2 43,1 38,1 311,16,25E-03 76,8 0,988 0,99 2,04 304,5 720 26,9 29,7 53,9 45,0 38,9 311,96,60E-03 76,7 0,987 0,99 1,97 304,8 780 27,2 30,5 57,9 46,3 40,5 313,56,94E-03 76,7 0,987 0,99 1,89 305,2 840 27,1 30,1 58,3 47,3 40,7 313,77,29E-03 76,7 0,987 0,99 1,81 305,9 900 30,1 32,6 64,9 50,2 44,5 317,57,64E-03 76,7 0,987 0,99 1,73 306,7 960 27,7 30,8 69,4 49,4 44,3 317,37,99E-03 76,6 0,986 0,99 1,65 307,7 1020 29,3 32,7 72,5 53,2 46,9 319,98,33E-03 76,6 0,986 0,98 1,57 308,8 1080 44,1 61,3 60,0 60,3 56,4 329,48,68E-03 76,5 0,985 0,98 1,49 310,2 1140 41,9 70,4 68,2 69,2 62,4 335,49,03E-03 76,5 0,985 0,98 1,41 311,7 1200 42,1 76,3 75,4 77,1 67,7 340,79,38E-03 76,4 0,983 0,98 1,34 313,3 1260 43,3 83,2 82,1 83,2 73,0 346,09,72E-03 76,4 0,983 0,98 1,28 315,1 1320 43,7 88,5 87,7 88,7 77,2 350,21,01E-02 76,4 0,983 0,98 1,22 317,1 1380 45,0 93,6 92,5 92,1 80,8 353,81,04E-02 76,3 0,982 0,98 1,16 319,1 1440 45,5 98,5 96,2 96,4 84,2 357,21,08E-02 76,3 0,982 0,98 1,11 321,2 1500 48,1 101,6 100,0 100,9 87,7 360,71,11E-02 76,2 0,981 0,98 1,07 323,3 1560 51,6 104,6 103,1 103,3 90,7 363,71,15E-02 76,2 0,981 0,98 1,04 325,6 1620 54,8 107,8 106,4 107,9 94,2 367,21,18E-02 76,2 0,981 0,98 1,01 327,8 1680 57,6 109,9 108,6 109,3 96,4 369,41,22E-02 76,1 0,979 0,98 0,99 330,1 1740 60,0 112,8 111,3 111,1 98,8 371,81,25E-02 76,1 0,979 0,98 0,98 332,4 1800 62,1 115,0 113,4 115,3 101,5 374,51,28E-02 76,0 0,978 0,98 0,98 334,7 1860 64,0 118,3 115,6 116,6 103,6 376,61,32E-02 76,0 0,978 0,98 0,98 337,0 1920 65,6 120,3 119,2 119,3 106,1 379,11,35E-02 76,0 0,978 0,98 0,99 339,2 1980 67,1 123,0 121,7 122,0 108,5 381,51,39E-02 76,0 0,978 0,98 1,01 341,4 2040 68,4 127,2 124,8 125,4 111,5 384,51,42E-02 76,0 0,978 0,98 1,04 343,5 2100 69,6 130,0 129,4 130,3 114,8 387,81,46E-02 76,0 0,978 0,98 1,07 345,5 2160 70,8 135,9 134,5 134,8 119,0 392,01,49E-02 75,9 0,977 0,98 1,11 347,5 2220 72,0 103,9 187,8 214,6 144,6 417,61,53E-02 75,9 0,977 0,98 1,16 349,4 2280 73,3 112,6 210,5 231,5 157,0 430,01,56E-02 75,9 0,977 0,98 1,22 351,2 2340 74,8 113,1 237,9 251,0 169,2 442,21,60E-02 75,9 0,977 0,98 1,28 352,9 2400 76,5 113,7 262,3 267,5 180,0 453,01,63E-02 75,7 0,974 0,98 1,34 354,6 2460 78,5 115,5 282,3 295,5 193,0 466,01,67E-02 75,7 0,974 0,98 1,41 356,1 2520 80,9 134,0 299,1 322,9 209,2 482,21,70E-02 75,7 0,974 0,97 1,49 357,6 2580 71,4 144,8 336,6 374,6 231,9 504,91,74E-02 75,7 0,974 0,97 1,57 359,0 2640 77,1 150,2 371,9 421,8 255,3 528,31,77E-02 75,6 0,973 0,97 1,66 360,4 2700 85,7 171,1 393,9 445,6 274,1 547,11,81E-02 75,5 0,972 0,97 1,74 361,7 2760 93,1 187,9 412,6 467,1 290,2 563,21,84E-02 75,5 0,972 0,97 1,84 362,9 2820 95,3 208,3 423,6 496,3 305,9 578,91,88E-02 75,5 0,972 0,97 1,93 364,1 2880 95,6 228,1 431,0 522,9 319,4 592,41,91E-02 75,5 0,972 0,97 2,03 365,3 2940 97,3 236,1 448,2 549,6 332,8 605,81,94E-02 75,4 0,970 0,97 2,12 366,5 3000 96,4 239,0 463,1 573,0 342,9 615,91,98E-02 75,4 0,970 0,97 2,22 367,7 3060 103,7 253,9 476,1 589,1 355,7 628,7

T2

T3

T1T4

Page 94: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t) waktu T1 T2 T3 T4 T T(hari) (gram) (1/hari) (K) (detik) (°C) (°C) (°C) (°C) Solid (K)

2,01E-02 75,3 0,969 0,97 2,33 369,0 3120 106,4 264,1 486,2 605,2 365,5 638,52,05E-02 75,2 0,968 0,97 2,43 370,3 3180 140,1 317,4 501,9 644,8 401,1 674,12,08E-02 75,2 0,968 0,97 2,53 371,7 3240 171,0 367,1 512,3 683,1 433,4 706,42,12E-02 75,0 0,965 0,97 2,63 373,2 3300 191,3 380,1 531,0 736,0 459,6 732,62,15E-02 75,0 0,965 0,97 2,73 374,8 3360 211,5 389,7 546,7 787,1 483,8 756,82,19E-02 75,0 0,965 0,96 2,83 376,6 3420 227,1 403,3 561,7 810,2 500,6 773,62,22E-02 75,0 0,965 0,96 2,93 378,5 3480 238,1 416,2 571,3 828,2 513,5 786,52,26E-02 75,0 0,965 0,96 3,03 380,7 3540 255,1 434,6 588,0 854,8 533,1 806,12,29E-02 74,9 0,964 0,96 3,12 383,1 3600 269,6 452,8 603,2 876,3 550,5 823,52,33E-02 74,5 0,959 0,96 3,22 385,7 3660 302,9 474,5 621,3 907,1 576,5 849,52,36E-02 74,5 0,959 0,96 3,31 388,6 3720 332,7 493,8 637,2 933,0 599,2 872,22,40E-02 74,3 0,956 0,96 3,40 391,8 3780 375,7 560,5 719,3 985,5 660,3 933,32,43E-02 74,3 0,956 0,96 3,48 395,4 3840 415,4 621,3 798,3 1034,3 717,3 990,32,47E-02 74,0 0,952 0,96 3,57 399,3 3900 481,2 708,2 866,5 1063,5 779,9 1052,92,50E-02 74,0 0,952 0,95 3,65 403,5 3960 545,2 791,7 929,1 1087,5 838,4 1111,42,53E-02 73,7 0,949 0,95 3,74 408,1 4020 621,3 965,2 1088,6 1154,0 957,3 1230,32,57E-02 73,7 0,949 0,95 3,82 413,1 4080 693,6 1137,1 1247,8 1218,8 1074,3 1347,32,60E-02 73,7 0,949 0,95 3,90 418,6 4140 850,5 1196,7 1271,5 1261,3 1145,0 1418,02,64E-02 73,6 0,947 0,95 3,97 424,4 4200 1006,6 1255,7 1294,8 1303,6 1215,2 1488,22,67E-02 73,6 0,947 0,95 4,05 430,7 4260 1271,1 1289,9 1313,1 1362,5 1309,2 1582,22,71E-02 73,6 0,947 0,95 4,13 437,4 4320 1534,6 1322,0 1326,3 1415,4 1399,6 1672,62,74E-02 73,5 0,946 0,94 4,21 444,5 4380 1527,5 1361,6 1339,5 1430,1 1414,7 1687,72,78E-02 73,4 0,945 0,94 4,29 452,0 4440 1515,5 1397,5 1347,5 1439,8 1425,1 1698,12,81E-02 73,3 0,943 0,94 4,41 459,9 4500 1488,2 1435,0 1359,2 1466,3 1437,2 1710,22,85E-02 73,3 0,943 0,94 4,70 468,2 4560 1460,0 1472,3 1367,9 1488,9 1447,3 1720,32,88E-02 73,2 0,942 0,94 4,96 476,9 4620 1458,2 1478,2 1385,6 1495,8 1454,5 1727,52,92E-02 72,9 0,938 0,94 5,19 485,9 4680 1453,4 1479,4 1397,4 1497,3 1456,9 1729,92,95E-02 72,7 0,936 0,94 5,39 495,2 4740 1444,7 1485,9 1396,6 1502,0 1457,3 1730,32,99E-02 72,7 0,936 0,93 5,55 504,8 4800 1218,5 1154,7 1236,0 1176,0 1196,3 1469,33,02E-02 72,4 0,932 0,93 5,69 514,5 4860 914,7 854,1 927,0 882,0 894,5 1167,53,06E-02 72,4 0,932 0,93 5,80 524,4 4920 757,6 700,4 739,6 703,7 725,3 998,33,09E-02 72,3 0,931 0,93 5,88 534,3 4980 683,4 651,4 702,5 668,4 676,4 949,43,13E-02 71,8 0,924 0,93 5,95 536,7 5040 673,6 602,1 655,0 623,2 638,5 911,53,16E-02 71,5 0,920 0,92 6,01 548,6 5100 605,0 554,0 604,5 575,1 584,7 857,73,19E-02 71,5 0,920 0,92 6,07 560,5 5160 572,8 520,3 555,2 528,3 544,2 817,23,23E-02 71,1 0,915 0,92 6,14 572,0 5220 505,5 476,8 509,1 484,4 494,0 767,03,26E-02 71,1 0,915 0,92 6,22 583,2 5280 455,3 434,8 466,4 443,7 450,1 723,13,30E-02 70,9 0,912 0,92 6,32 593,9 5340 417,3 393,9 426,4 405,7 410,8 683,83,33E-02 70,9 0,912 0,91 6,45 604,1 5400 381,6 370,8 387,7 368,9 377,3 650,33,37E-02 70,9 0,912 0,91 6,62 613,6 5460 345,1 315,7 348,6 331,7 335,3 608,33,40E-02 70,9 0,912 0,91 6,84 622,6 5520 306,8 294,3 307,5 292,6 300,3 573,33,44E-02 70,7 0,910 0,91 7,11 631,1 5580 261,9 239,8 262,9 250,1 253,7 526,73,47E-02 70,2 0,903 0,90 7,44 638,9 5640 209,2 201,6 213,5 203,1 206,9 479,93,51E-02 70,2 0,903 0,90 7,84 646,3 5700 157,4 148,8 158,3 150,6 153,8 426,83,54E-02 69,8 0,898 0,90 8,30 653,2 5760 97,1 89,5 96,0 91,3 93,5 366,53,58E-02 69,6 0,896 0,90 8,83 659,8 5820 75,2 73,6 77,3 73,5 74,9 347,93,61E-02 69,5 0,894 0,89 9,43 666,13,65E-02 69,1 0,889 0,89 10,10 672,13,68E-02 68,5 0,882 0,88 10,83 678,23,72E-02 68,0 0,875 0,88 11,62 684,23,75E-02 67,9 0,874 0,88 12,45 690,43,78E-02 67,7 0,871 0,87 13,33 696,93,82E-02 67,5 0,869 0,87 14,23 703,83,85E-02 66,8 0,860 0,86 15,14 711,23,89E-02 66,5 0,856 0,86 16,03 719,33,92E-02 66,4 0,855 0,85 16,89 728,13,96E-02 66,1 0,851 0,85 17,68 737,93,99E-02 65,7 0,846 0,84 18,38 748,64,03E-02 65,1 0,838 0,83 18,95 760,54,06E-02 63,7 0,820 0,83 18,98 773,74,10E-02 63,2 0,813 0,82 19,72 788,14,13E-02 62,9 0,810 0,82 20,44 804,04,17E-02 62,6 0,806 0,81 21,14 821,44,20E-02 62,0 0,798 0,80 21,80 840,4

Page 95: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t)(hari) (gram) (1/hari) (K)

4,24E-02 61,7 0,794 0,79 22,44 860,94,27E-02 61,6 0,793 0,79 23,04 883,24,31E-02 60,6 0,780 0,78 23,61 907,14,34E-02 60,4 0,777 0,77 24,14 932,74,38E-02 59,7 0,768 0,76 24,64 960,04,41E-02 59,6 0,767 0,75 25,09 989,04,44E-02 58,6 0,754 0,74 25,51 1019,64,48E-02 58,0 0,746 0,74 25,89 1051,74,51E-02 57,1 0,735 0,73 26,22 1085,44,55E-02 56,5 0,727 0,72 26,52 1120,54,58E-02 55,8 0,718 0,71 26,77 1156,84,62E-02 55,6 0,716 0,70 26,98 1194,24,65E-02 53,9 0,694 0,69 27,15 1232,74,69E-02 53,3 0,686 0,68 27,27 1271,94,72E-02 52,9 0,681 0,67 27,36 1311,74,76E-02 52,2 0,672 0,66 27,40 1351,84,79E-02 51,0 0,656 0,65 27,40 1392,14,83E-02 49,7 0,640 0,64 27,37 1432,14,86E-02 48,7 0,627 0,63 27,29 1471,64,90E-02 47,8 0,615 0,62 27,18 1510,44,93E-02 47,2 0,607 0,61 27,02 1547,94,97E-02 45,8 0,589 0,60 26,83 1583,85,00E-02 45,7 0,588 0,60 26,61 1617,85,03E-02 44,9 0,578 0,59 26,35 1649,45,07E-02 44,0 0,566 0,58 26,06 1678,15,10E-02 43,2 0,556 0,57 25,75 1703,45,14E-02 42,3 0,544 0,56 25,40 1724,95,17E-02 42,3 0,544 0,55 25,02 1741,95,21E-02 41,3 0,532 0,54 24,62 1754,05,24E-02 41,2 0,530 0,53 24,20 1760,55,28E-02 40,6 0,523 0,52 23,75 1760,85,31E-02 39,6 0,510 0,52 23,29 1779,25,35E-02 39,2 0,505 0,51 22,81 1814,95,38E-02 38,6 0,497 0,50 22,31 1803,85,42E-02 38,6 0,497 0,49 21,80 1758,45,45E-02 37,9 0,488 0,49 21,28 1689,15,49E-02 37,0 0,476 0,48 20,75 1604,75,52E-02 37,0 0,476 0,47 20,22 1512,25,56E-02 36,7 0,472 0,46 19,68 1417,25,59E-02 36,3 0,467 0,46 19,15 1323,95,63E-02 35,2 0,453 0,45 18,61 1235,55,66E-02 34,7 0,447 0,44 18,08 1154,25,69E-02 34,5 0,444 0,44 17,56 1081,45,73E-02 33,7 0,434 0,43 17,04 1017,75,76E-02 33,7 0,434 0,43 16,54 963,25,80E-02 33,4 0,430 0,42 16,06 917,55,83E-02 32,5 0,418 0,42 15,59 880,05,87E-02 32,0 0,412 0,41 15,14 849,55,90E-02 31,7 0,408 0,41 14,71 825,05,94E-02 31,2 0,402 0,40 14,31 805,25,97E-02 31,1 0,400 0,40 13,94 788,96,01E-02 30,7 0,395 0,39 13,60 774,86,04E-02 30,1 0,387 0,39 13,29 761,96,08E-02 29,6 0,381 0,38 13,01 749,06,11E-02 29,2 0,376 0,38 12,78 735,46,15E-02 29,1 0,375 0,37 12,58 720,56,18E-02 28,6 0,368 0,37 12,43 703,76,22E-02 28,1 0,362 0,36 12,33 684,96,25E-02 27,9 0,359 0,36 12,27 664,16,28E-02 27,3 0,351 0,36 12,26 641,36,32E-02 27,1 0,349 0,35 12,31 617,06,35E-02 26,4 0,340 0,35 12,41 591,56,39E-02 26,1 0,336 0,34 12,57 565,56,42E-02 25,8 0,332 0,34 12,78 539,5

Page 96: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Briket 60% jerami padi + 40% kayu kalimantan merbau

Tanggal = 05/12/2009 Data TemperaturKecepatan udara = 0,05 m/sTek. Pembriketan = 1000 kg/cm2 Keterangan:

T1 = temp. termokopel waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t) T2 = temp. termokopel 2(hari) (gram) (1/hari) (K) T3 = temp. termokopel 3

0 77,4 1,000 1,001 3,618 301,5 T4 = temp. termokopel 43,47E-04 77,4 1,000 1,000 2,748 306,66,94E-04 77,3 0,999 0,999 2,038 310,01,04E-03 77,3 0,999 0,998 1,472 312,31,39E-03 77,3 0,999 0,998 1,035 313,9 waktu T1 T2 T3 T4 T T1,74E-03 77,3 0,999 0,998 0,715 315,1 (detik) (°C) (°C) (°C) (°C) Solid (K)2,08E-03 77,2 0,997 0,997 0,496 316,3 0 28,9 30,3 29,8 31,5 30,1 303,12,43E-03 77,2 0,997 0,997 0,367 317,5 60 29,5 31,4 32,6 48,5 35,5 308,52,78E-03 77,2 0,997 0,997 0,316 319,0 120 32,4 33,6 36,4 54,1 39,1 312,13,13E-03 77,1 0,996 0,997 0,333 321,0 180 34,4 33,3 41,8 60,9 42,6 315,63,47E-03 77,1 0,996 0,997 0,407 323,4 240 34,4 33,5 45,9 66,9 45,2 318,23,82E-03 77,1 0,996 0,997 0,530 326,3 300 46,1 34,5 56,2 73,1 52,5 325,54,17E-03 77,1 0,996 0,997 0,691 329,8 360 52,9 41,3 73,9 79,3 61,9 334,94,51E-03 77,1 0,996 0,996 0,883 333,8 420 63,8 44,7 86,2 85,7 70,1 343,14,86E-03 77,0 0,995 0,996 1,099 338,4 480 65,9 46,2 88,4 88,8 72,3 345,35,21E-03 77,0 0,995 0,995 1,333 343,3 540 74,0 51,8 90,5 92,0 77,1 350,15,56E-03 77,0 0,995 0,995 1,577 348,6 600 99,4 96,1 99,9 97,2 98,2 371,25,90E-03 77,0 0,995 0,994 1,827 354,2 660 110,4 110,7 112,3 110,4 111,0 384,06,25E-03 77,0 0,995 0,994 2,077 360,0 720 123,6 121,9 125,0 121,9 123,1 396,16,60E-03 76,9 0,994 0,993 2,324 365,9 780 131,3 134,9 132,2 129,9 132,1 405,16,94E-03 76,8 0,992 0,992 2,563 371,8 840 138,2 135,7 139,2 136,2 137,3 410,37,29E-03 76,8 0,992 0,991 2,792 377,7 900 141,4 139,3 143,0 139,6 140,8 413,87,64E-03 76,7 0,991 0,990 3,007 383,3 960 140,6 143,9 145,4 139,6 142,4 415,47,99E-03 76,7 0,991 0,989 3,207 388,7 1020 140,9 145,1 143,0 141,9 142,7 415,78,33E-03 76,3 0,986 0,988 3,389 393,7 1080 140,3 142,2 141,3 140,1 141,0 414,08,68E-03 76,3 0,986 0,987 3,552 398,3 1140 138,8 136,3 138,4 135,9 137,4 410,49,03E-03 76,3 0,986 0,985 3,696 402,5 1200 134,3 138,0 138,9 134,3 136,4 409,49,38E-03 76,2 0,984 0,984 3,820 406,1 1260 133,7 132,8 136,1 133,5 134,0 407,09,72E-03 76,1 0,983 0,983 3,924 409,2 1320 133,0 133,6 135,1 133,9 133,9 406,91,01E-02 75,9 0,981 0,981 4,008 411,7 1380 138,9 139,2 139,3 134,7 138,0 411,01,04E-02 75,8 0,979 0,980 4,073 413,6 1440 145,6 142,5 144,8 143,5 144,1 417,11,08E-02 75,7 0,978 0,979 4,119 414,9 1500 154,8 153,1 154,4 151,7 153,5 426,51,11E-02 75,7 0,978 0,977 4,150 415,7 1560 166,4 165,7 169,4 166,6 167,0 440,01,15E-02 75,7 0,978 0,976 4,165 416,0 1620 187,0 183,2 186,4 184,0 185,2 458,21,18E-02 75,2 0,972 0,974 4,167 415,8 1680 227,5 256,1 233,5 200,9 229,5 502,51,22E-02 75,1 0,970 0,973 4,158 415,2 1740 240,9 278,1 239,2 208,5 241,7 514,71,25E-02 75,1 0,970 0,971 4,141 414,3 1800 256,2 288,6 240,7 221,4 251,7 524,71,28E-02 75,1 0,970 0,970 4,118 413,1 1860 267,6 299,1 244,2 251,3 265,6 538,61,32E-02 74,9 0,968 0,969 4,093 411,8 1920 281,7 309,6 248,3 271,5 277,8 550,81,35E-02 74,9 0,968 0,967 4,068 410,5 1980 305,9 339,2 252,6 446,8 336,1 609,11,39E-02 74,8 0,966 0,966 4,046 409,3 2040 343,1 390,4 270,8 457,0 365,3 638,31,42E-02 74,8 0,966 0,964 4,032 408,2 2100 380,3 441,6 349,8 607,7 444,9 717,91,46E-02 74,7 0,965 0,963 4,028 407,5 2160 417,5 492,8 382,1 630,0 480,6 753,61,49E-02 74,6 0,964 0,962 4,039 407,2 2220 478,3 552,5 452,8 753,2 559,2 832,21,53E-02 74,5 0,963 0,960 4,068 407,5 2280 502,6 581,3 470,3 746,1 575,1 848,11,56E-02 74,1 0,957 0,959 4,118 408,4 2340 558,7 674,7 524,0 777,3 633,7 906,71,60E-02 74,0 0,956 0,957 4,195 410,2 2400 592,3 717,4 546,8 828,9 671,4 944,41,63E-02 74,0 0,956 0,956 4,301 415,8 2460 685,6 780,2 623,6 917,1 751,6 1024,61,67E-02 73,7 0,952 0,954 4,441 421,0 2520 726,5 837,2 681,4 952,5 799,4 1072,41,70E-02 73,7 0,952 0,953 4,619 426,8 2580 816,0 876,4 752,3 978,4 855,8 1128,81,74E-02 73,5 0,950 0,951 4,839 433,0 2640 856,9 921,6 790,4 993,1 890,5 1163,51,77E-02 73,5 0,950 0,949 5,105 439,6 2700 909,7 957,2 841,9 1012,5 930,3 1203,31,81E-02 73,2 0,946 0,947 5,420 446,5 2760 923,4 954,9 872,7 1023,7 943,7 1216,71,84E-02 73,2 0,946 0,946 5,789 453,9 2820 975,6 967,4 948,2 1006,0 974,3 1247,31,88E-02 73,0 0,943 0,943 6,215 461,7 2880 994,8 969,6 951,7 997,2 978,3 1251,31,91E-02 72,7 0,939 0,941 6,702 470,0 2940 1043,0 972,3 1023,9 980,5 1004,9 1277,91,94E-02 72,6 0,938 0,939 7,254 478,9 3000 1054,8 967,3 1051,7 972,3 1011,5 1284,51,98E-02 72,5 0,937 0,936 7,872 488,4 3060 1039,3 958,2 1118,3 955,8 1017,9 1290,9

T2

T1

T3T4

Page 97: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t) waktu T1 T2 T3 T4 T T(hari) (gram) (1/hari) (K) (detik) (°C) (°C) (°C) (°C) Solid (K)

2,01E-02 72,3 0,934 0,933 8,562 498,6 3120 1037,1 953,6 1107,5 946,6 1011,2 1284,22,05E-02 72,2 0,933 0,930 9,326 509,5 3180 1030,4 948,3 1100,2 938,0 1004,2 1277,22,08E-02 71,6 0,925 0,927 10,166 521,4 3240 1027,8 942,8 1075,4 929,5 993,9 1266,92,12E-02 71,5 0,924 0,923 11,086 534,1 3300 1025,3 935,3 1052,0 905,0 979,4 1252,42,15E-02 71,4 0,922 0,919 12,087 547,9 3360 1021,6 928,5 1051,3 876,3 969,4 1242,42,19E-02 71,0 0,917 0,915 13,172 562,7 3420 1018,7 923,4 1055,9 841,3 959,8 1232,82,22E-02 70,4 0,910 0,910 14,342 578,7 3480 1016,5 898,1 1050,7 854,3 954,9 1227,92,26E-02 69,9 0,903 0,905 15,599 595,82,29E-02 69,5 0,898 0,899 16,945 614,12,33E-02 69,1 0,893 0,893 18,379 633,62,36E-02 68,6 0,886 0,886 19,903 654,22,40E-02 67,9 0,877 0,879 21,516 676,02,43E-02 67,6 0,873 0,871 23,219 698,92,47E-02 66,6 0,860 0,865 24,557 722,82,50E-02 66,3 0,857 0,856 26,655 747,82,53E-02 65,1 0,841 0,847 28,828 773,52,57E-02 64,7 0,836 0,836 31,059 800,12,60E-02 63,7 0,823 0,825 33,331 827,32,64E-02 62,8 0,811 0,813 35,625 854,92,67E-02 61,9 0,800 0,800 37,920 882,92,71E-02 60,6 0,783 0,787 40,198 911,12,74E-02 59,7 0,771 0,772 42,436 939,32,78E-02 58,6 0,757 0,757 44,615 967,32,81E-02 57,6 0,744 0,741 46,713 994,92,85E-02 56,1 0,725 0,725 48,709 1022,02,88E-02 55,1 0,712 0,708 50,585 1048,32,92E-02 53,4 0,690 0,690 52,319 1073,62,95E-02 52,4 0,677 0,671 53,892 1097,92,99E-02 50,7 0,655 0,652 55,287 1120,83,02E-02 49,3 0,637 0,633 56,487 1142,33,06E-02 47,6 0,615 0,613 57,475 1162,33,09E-02 46,4 0,599 0,593 58,238 1180,63,13E-02 44,5 0,575 0,573 58,763 1197,13,16E-02 42,8 0,553 0,552 59,038 1211,93,19E-02 41,2 0,532 0,532 59,055 1224,83,23E-02 39,4 0,509 0,511 58,808 1236,03,26E-02 37,8 0,488 0,491 58,291 1245,53,30E-02 36,2 0,468 0,471 57,504 1253,53,33E-02 34,5 0,446 0,451 56,448 1260,13,37E-02 33,1 0,428 0,432 55,126 1265,83,40E-02 31,7 0,410 0,413 53,545 1270,83,44E-02 30,2 0,390 0,394 51,716 1275,53,47E-02 29,1 0,376 0,377 49,652 1280,63,51E-02 27,9 0,360 0,360 47,372 1286,63,54E-02 26,7 0,345 0,344 44,896 1294,33,58E-02 25,4 0,328 0,329 42,251 1304,53,61E-02 24,4 0,315 0,315 39,465 1284,13,65E-02 23,4 0,302 0,301 36,572 1281,63,68E-02 22,6 0,292 0,289 33,612 1277,73,72E-02 21,7 0,280 0,278 30,627 1272,53,75E-02 20,8 0,269 0,268 27,666 1266,23,78E-02 20,3 0,262 0,259 24,782 1259,63,82E-02 19,4 0,251 0,251 22,035 1253,23,85E-02 19,0 0,245 0,244 19,488 1247,43,89E-02 18,2 0,235 0,237 17,211 1242,13,92E-02 17,9 0,231 0,232 15,281 1237,33,96E-02 17,5 0,226 0,227 13,779 1233,13,99E-02 17,0 0,220 0,222 12,794 1229,64,03E-02 16,9 0,218 0,218 12,419 1228,0

Page 98: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

Briket 60% jerami padi + 40% kayu kalimantan merbau

Tanggal = 26/11/2009 Data TemperaturKecepatan udara = 2 m/sTek. Pembriketan = 1000 kg/cm2 Keterangan:

T1 = temp. termokopel waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t) T2 = temp. termokopel 2(hari) (gram) (1/hari) (K) T3 = temp. termokopel 3

0 76,1 1,000 0,998 -0,15 301,4 T4 = temp. termokopel 43,47E-04 76,1 1,000 0,998 0,04 302,06,94E-04 76,1 1,000 0,998 0,21 302,71,04E-03 76,0 0,999 0,998 0,37 303,51,39E-03 76,0 0,999 0,998 0,52 304,4 waktu T1 T2 T3 T4 T T1,74E-03 75,8 0,996 0,998 0,65 305,3 (detik) (°C) (°C) (°C) (°C) Solid (K)2,08E-03 75,8 0,996 0,997 0,77 306,2 0 31,4 31,8 30,7 31,5 31,4 304,42,43E-03 75,8 0,996 0,997 0,88 307,0 60 31,4 32,0 30,9 32,8 31,8 304,82,78E-03 75,7 0,995 0,997 0,98 307,9 120 32,7 32,3 30,9 33,2 32,3 305,33,13E-03 75,7 0,995 0,996 1,06 308,7 180 33,2 32,5 30,9 34,2 32,7 305,73,47E-03 75,7 0,995 0,996 1,14 309,5 240 33,4 38,1 31,4 34,5 34,4 307,43,82E-03 75,6 0,993 0,996 1,20 310,2 300 33,7 38,9 31,5 34,7 34,7 307,74,17E-03 75,6 0,993 0,995 1,25 310,8 360 34,2 42,7 31,5 34,7 35,8 308,84,51E-03 75,6 0,993 0,995 1,30 311,4 420 34,4 42,7 32,3 35,0 36,1 309,14,86E-03 75,6 0,993 0,994 1,33 311,8 480 34,5 43,0 32,5 35,0 36,3 309,35,21E-03 75,6 0,993 0,994 1,36 312,2 540 34,7 43,0 32,6 35,5 36,5 309,55,56E-03 75,6 0,993 0,993 1,38 312,5 600 35,0 43,2 32,8 36,2 36,8 309,85,90E-03 75,5 0,992 0,993 1,39 312,7 660 35,4 43,4 33,1 36,7 37,2 310,26,25E-03 75,5 0,992 0,992 1,39 312,9 720 35,4 43,7 33,3 36,7 37,3 310,36,60E-03 75,5 0,992 0,992 1,39 312,9 780 35,4 44,4 33,3 36,9 37,5 310,56,94E-03 75,5 0,992 0,991 1,38 312,8 840 35,4 44,8 33,3 37,2 37,7 310,77,29E-03 75,5 0,992 0,991 1,36 312,7 900 35,6 46,0 33,5 37,2 38,1 311,17,64E-03 75,4 0,991 0,990 1,35 312,5 960 35,9 46,9 33,5 37,7 38,5 311,57,99E-03 75,4 0,991 0,990 1,32 312,3 1020 35,9 48,6 33,5 38,2 39,1 312,18,33E-03 75,3 0,989 0,989 1,29 311,9 1080 35,9 48,6 33,8 38,4 39,2 312,28,68E-03 75,3 0,989 0,989 1,26 311,6 1140 36,1 49,3 34,2 38,7 39,6 312,69,03E-03 75,3 0,989 0,989 1,23 311,1 1200 36,1 51,3 34,5 39,4 40,3 313,39,38E-03 75,3 0,989 0,988 1,19 310,7 1260 36,1 54,8 34,5 39,7 41,3 314,39,72E-03 75,2 0,988 0,988 1,16 310,2 1320 36,2 62,5 34,5 40,4 43,4 316,41,01E-02 75,2 0,988 0,987 1,12 309,8 1380 36,4 64,6 35,2 40,4 44,2 317,21,04E-02 75,1 0,987 0,987 1,08 309,3 1440 36,4 67,6 35,5 40,9 45,1 318,11,08E-02 75,1 0,987 0,987 1,04 308,8 1500 36,4 75,1 35,5 42,0 47,3 320,31,11E-02 75,1 0,987 0,986 1,00 308,4 1560 36,6 81,3 35,7 42,1 48,9 321,91,15E-02 75,1 0,987 0,986 0,96 308,0 1620 36,6 92,0 35,7 43,6 52,0 325,01,18E-02 75,0 0,986 0,986 0,93 307,7 1680 44,5 117,6 35,9 45,1 60,8 333,81,22E-02 75,0 0,986 0,985 0,89 307,4 1740 53,8 136,2 36,0 45,8 68,0 341,01,25E-02 75,0 0,986 0,985 0,86 307,2 1800 62,9 154,5 36,0 63,0 79,1 352,11,28E-02 74,9 0,984 0,985 0,83 307,1 1860 75,7 168,6 36,7 78,6 89,9 362,91,32E-02 74,9 0,984 0,984 0,81 307,1 1920 92,3 193,0 36,7 106,3 107,1 380,11,35E-02 74,9 0,984 0,984 0,79 307,2 1980 109,1 220,7 41,3 131,3 125,6 398,61,39E-02 74,9 0,984 0,984 0,77 307,4 2040 118,2 269,0 53,2 157,5 149,5 422,51,42E-02 74,9 0,984 0,984 0,76 307,8 2100 137,6 269,7 77,0 171,1 163,9 436,91,46E-02 74,8 0,983 0,983 0,75 308,3 2160 143,9 291,1 81,9 187,1 176,0 449,01,49E-02 74,8 0,983 0,983 0,75 309,1 2220 152,6 297,6 96,3 209,3 189,0 462,01,53E-02 74,8 0,983 0,983 0,76 310,0 2280 173,0 298,6 115,9 243,9 207,9 480,91,56E-02 74,7 0,982 0,983 0,77 311,1 2340 217,4 299,0 158,1 276,2 237,7 510,71,60E-02 74,7 0,982 0,982 0,79 312,4 2400 248,3 307,5 187,3 297,4 260,1 533,11,63E-02 74,7 0,982 0,982 0,82 313,9 2460 271,0 326,9 218,9 317,6 283,6 556,61,67E-02 74,7 0,982 0,982 0,86 315,6 2520 285,4 362,9 225,8 341,1 303,8 576,81,70E-02 74,7 0,982 0,981 0,90 317,6 2580 310,7 419,8 243,7 387,1 340,3 613,31,74E-02 74,7 0,982 0,981 0,96 319,9 2640 352,3 462,3 298,4 392,6 376,4 649,41,77E-02 74,6 0,980 0,981 1,02 322,4 2700 380,1 487,2 338,6 417,3 405,8 678,81,81E-02 74,6 0,980 0,980 1,10 325,2 2760 395,1 527,5 368,6 421,5 428,2 701,21,84E-02 74,6 0,980 0,980 1,18 328,3 2820 437,9 567,7 428,2 461,8 473,9 746,91,88E-02 74,5 0,979 0,980 1,28 331,7 2880 451,5 611,3 538,9 486,4 522,0 795,01,91E-02 74,5 0,979 0,979 1,38 335,4 2940 468,1 636,1 558,7 532,9 549,0 822,01,94E-02 74,5 0,979 0,979 1,50 339,4 3000 476,2 684,9 598,6 582,5 585,6 858,61,98E-02 74,5 0,979 0,978 1,63 343,7 3060 495,0 705,7 607,4 617,8 606,5 879,5

T2

T1

T4T3

Page 99: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t) waktu T1 T2 T3 T4 T T(hari) (gram) (1/hari) (K) (detik) (°C) (°C) (°C) (°C) Solid (K)

2,01E-02 74,4 0,978 0,977 1,77 348,3 3120 512,8 734,5 632,8 643,9 631,0 904,02,05E-02 74,4 0,978 0,977 1,92 353,3 3180 542,2 755,3 654,4 681,2 658,3 931,32,08E-02 74,3 0,976 0,976 2,09 358,6 3240 570,8 784,1 683,8 685,3 681,0 954,02,12E-02 74,3 0,976 0,975 2,26 364,2 3300 618,5 834,9 709,1 715,3 719,5 992,52,15E-02 74,2 0,975 0,975 2,46 370,2 3360 661,2 869,7 722,1 748,1 750,3 1023,32,19E-02 74,2 0,975 0,974 2,66 376,6 3420 682,6 904,5 738,4 757,0 770,6 1043,62,22E-02 74,2 0,975 0,973 2,88 383,3 3480 748,4 939,3 751,6 791,9 807,8 1080,82,26E-02 74,1 0,974 0,972 3,11 390,3 3540 782,9 964,1 768,7 803,7 829,9 1102,92,29E-02 74,1 0,974 0,971 3,35 397,7 3600 867,9 998,9 794,6 841,2 875,7 1148,72,33E-02 74,0 0,972 0,969 3,61 405,5 3660 883,1 1031,9 814,8 887,3 904,3 1177,32,36E-02 73,9 0,971 0,968 3,89 413,7 3720 931,6 1074,2 827,5 921,4 938,7 1211,72,40E-02 73,6 0,967 0,967 4,17 422,1 3780 953,7 1097,1 848,2 965,1 966,0 1239,02,43E-02 73,3 0,963 0,965 4,48 431,0 3840 965,9 1158,6 872,5 982,1 994,8 1267,82,47E-02 73,3 0,963 0,964 4,79 440,2 3900 1003,3 1236,9 878,8 1047,2 1041,6 1314,62,50E-02 73,1 0,961 0,962 5,12 449,7 3960 1018,6 1267,6 884,9 1133,6 1076,2 1349,22,53E-02 72,9 0,958 0,960 5,47 459,6 4020 1051,2 1289,0 896,4 1187,3 1106,0 1379,02,57E-02 72,8 0,957 0,958 5,83 469,9 4080 1055,1 1303,1 919,5 1247,9 1131,4 1404,42,60E-02 72,6 0,954 0,956 6,20 480,5 4140 1072,1 1316,4 962,3 1296,4 1161,8 1434,82,64E-02 72,4 0,951 0,954 6,59 491,4 4200 1184,4 1320,2 987,9 1305,2 1199,4 1472,42,67E-02 72,3 0,950 0,951 6,99 502,7 4260 1364,7 1329,5 1037,5 1311,9 1260,9 1533,92,71E-02 72,1 0,947 0,949 7,40 514,3 4320 1370,0 1333,8 1077,1 1314,5 1273,9 1546,92,74E-02 71,9 0,945 0,946 7,83 526,2 4380 1382,5 1342,5 1136,3 1316,2 1294,4 1567,42,78E-02 71,7 0,942 0,943 8,28 538,4 4440 1387,0 1347,3 1282,5 1319,3 1334,0 1607,02,81E-02 71,4 0,938 0,940 8,74 550,9 4500 1023,4 1038,3 1032,9 1030,3 1031,2 1304,22,85E-02 71,4 0,938 0,937 9,21 563,7 4560 538,7 566,5 550,6 555,5 552,8 825,82,88E-02 70,6 0,928 0,934 9,69 576,8 4620 389,5 419,4 398,3 408,5 403,9 676,92,92E-02 70,6 0,928 0,931 10,19 590,2 4680 340,1 351,7 363,9 353,9 352,4 625,42,95E-02 70,4 0,925 0,927 10,70 603,8 4740 300,5 313,1 325,3 312,1 312,8 585,82,99E-02 70,3 0,924 0,923 11,22 617,7 4800 275,0 258,9 265,9 263,5 265,8 538,83,02E-02 70,1 0,921 0,919 11,75 631,9 4860 209,4 223,3 227,4 228,5 222,2 495,23,06E-02 69,9 0,919 0,915 12,30 646,2 4920 161,0 179,5 161,8 167,7 167,5 440,53,09E-02 69,1 0,908 0,911 12,86 660,8 4980 131,1 112,0 118,0 113,1 118,6 391,63,13E-02 68,8 0,904 0,906 13,43 675,6 5040 101,2 91,6 91,5 102,7 96,8 369,83,16E-02 68,5 0,900 0,901 14,00 690,63,19E-02 68,0 0,894 0,896 14,59 705,83,23E-02 67,5 0,887 0,891 15,19 721,13,26E-02 67,2 0,883 0,886 15,80 736,63,30E-02 67,0 0,880 0,880 16,41 752,33,33E-02 66,5 0,874 0,874 17,03 768,13,37E-02 66,3 0,871 0,868 17,66 784,03,40E-02 65,6 0,862 0,862 18,30 800,03,44E-02 65,0 0,854 0,856 18,94 816,13,47E-02 64,7 0,850 0,849 19,58 832,33,51E-02 64,0 0,841 0,842 20,23 848,53,54E-02 63,3 0,832 0,835 20,88 864,83,58E-02 62,9 0,827 0,828 21,54 881,23,61E-02 62,5 0,821 0,820 22,19 897,53,65E-02 62,2 0,817 0,812 22,85 913,93,68E-02 60,9 0,800 0,804 23,50 930,33,72E-02 60,2 0,791 0,796 24,16 946,73,75E-02 59,7 0,784 0,787 24,81 963,03,78E-02 59,6 0,783 0,779 25,45 979,43,82E-02 58,7 0,771 0,770 26,09 995,73,85E-02 58,2 0,765 0,760 26,73 1011,93,89E-02 57,7 0,758 0,751 27,35 1028,13,92E-02 56,7 0,745 0,741 27,97 1044,23,96E-02 55,6 0,731 0,732 28,58 1060,33,99E-02 55,2 0,725 0,722 29,18 1076,34,03E-02 54,2 0,712 0,711 29,76 1092,24,06E-02 53,6 0,704 0,701 30,33 1108,04,10E-02 52,6 0,691 0,690 30,88 1123,84,13E-02 52,1 0,685 0,680 31,42 1139,54,17E-02 50,9 0,669 0,669 31,93 1155,14,20E-02 50,1 0,658 0,657 32,43 1170,6

Page 100: Uji Kualitas Fisik dan Uji Kinetika Reaksi Briket Jerami .../Uji... · uji kualitas fisik dan uji kinetika reaksi briket jerami padi dengan penambahan kayu kalimantan merbau disusun

waktu masa Y Y = f(t) -dy/dt T = f(t)(hari) (gram) (1/hari) (K)

4,24E-02 49,4 0,649 0,646 32,90 1186,04,27E-02 48,6 0,639 0,635 33,35 1201,44,31E-02 47,6 0,625 0,623 33,77 1216,74,34E-02 47,2 0,620 0,611 34,17 1232,04,38E-02 46,2 0,607 0,599 34,53 1247,24,41E-02 44,6 0,586 0,587 34,86 1262,44,44E-02 43,9 0,577 0,575 35,16 1277,64,48E-02 43,2 0,568 0,563 35,43 1292,84,51E-02 42,2 0,555 0,550 35,66 1308,04,55E-02 41,5 0,545 0,538 35,84 1323,24,58E-02 39,9 0,524 0,525 35,99 1338,64,62E-02 39,1 0,514 0,513 36,09 1354,04,65E-02 37,8 0,497 0,500 36,14 1369,54,69E-02 36,6 0,481 0,488 36,15 1385,24,72E-02 35,9 0,472 0,475 36,10 1401,14,76E-02 34,6 0,455 0,463 36,00 1417,34,79E-02 33,5 0,440 0,450 35,84 1433,74,83E-02 32,7 0,430 0,438 35,63 1450,44,86E-02 31,9 0,419 0,426 35,35 1467,54,90E-02 30,7 0,403 0,413 35,01 1485,04,93E-02 29,9 0,393 0,401 34,60 1503,04,97E-02 29,0 0,381 0,389 34,13 1521,55,00E-02 28,3 0,372 0,378 33,58 1540,65,03E-02 27,4 0,360 0,366 32,95 1560,35,07E-02 26,9 0,353 0,355 32,25 1580,85,10E-02 25,8 0,339 0,344 31,46 1602,15,14E-02 25,1 0,330 0,333 30,59 1624,35,17E-02 24,5 0,322 0,322 29,64 1482,55,21E-02 23,6 0,310 0,312 28,59 1274,65,24E-02 23,0 0,302 0,303 27,45 1059,15,28E-02 22,6 0,297 0,293 26,21 875,65,31E-02 21,7 0,285 0,284 24,87 741,25,35E-02 21,3 0,280 0,276 23,42 657,15,38E-02 20,9 0,275 0,268 21,87 614,65,42E-02 20,5 0,269 0,261 20,21 600,05,45E-02 19,8 0,260 0,254 18,43 598,45,49E-02 19,2 0,252 0,248 16,53 596,95,52E-02 19,2 0,252 0,243 14,51 586,55,56E-02 18,8 0,247 0,238 12,37 563,15,59E-02 18,4 0,242 0,234 10,09 527,95,63E-02 18,0 0,237 0,231 7,68 486,65,66E-02 17,8 0,234 0,229 5,13 447,85,69E-02 17,5 0,230 0,227 2,44 419,95,73E-02 17,1 0,225 0,227 -0,40 408,05,76E-02 17,0 0,223 0,228 -3,39 409,25,80E-02 16,9 0,222 0,229 -6,53 407,15,83E-02 16,5 0,217 0,232 -9,83 365,6