1

A. Judul

Pengaruh Suhu Pengarangan Terhadap Kualitas Briket

Bungkil Biji Kapuk (Ceiba pentandra)

B. Bidang Kajian

Kimia Fisika

C. Latar Belakang Masalah

Sumber energi fosil semakin lama akan semakin

langka dan akan meresahkan kehidupan manusia apabila

energi fosil seperti minyak bumi dan batu bara telah

habis, sehingga penggunaan energi alternatif menjadi hal

yang tepat untuk menghemat energi fosil dan menjaga

agar tidak cepat punah. Masalah ini membutuhkan solusi

yang tepat dan diharapkan bahan yang digunakan mudah

didapatkan, salah satu caranya adalah dengan

Pemanfaatan bungkil biji kapuk yang diubah menjadi

briket. Kementrian BUMN mengatakan bahwa data

produksi tanaman kapuk tahun 2012 mencapai 1,4 ton

dengan luas area 4,5 ha. Adanya tanaman kapuk yang

berlimpah memungkinkan limbah yang dihasilkan juga

semakin banyak, dengan memanfaatkan limbah tersebut

sebagai briket maka akan menambah nilai ekonomis

bungkil biji kapuk.

2

Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), Briket

adalah bahan bakar padat yang dapat digunakan sebagai

sumber energi alternatif dan mempunyai bentuk tertentu.

Beberapa bahan yang berpotensi sebagai bahan dasar

pembuatan briket seperti, bungkil biji jarak pagar, sekam

padi, serbuk gergaji, tempurung kelapa, tongkol jagung.

Bahan ini diubah menjadi arang, selanjutnya dihaluskan

dicampurkan dengan perekat dengan perbandingan yang

telah ditetapkan melalui proses pencetakan terbentuk

menjadi briket.

Arang merupakan bahan padat yang berpori dan

merupakan hasil dari proses karbonisasi bahan yang

mengandung karbon dengan menghilangkan kandungan

air dan komponen minyak atsiri dari tumbuhan. Prinsip

proses karbonisasi adalah pembakaran biomassa tanpa

adanya oksigen, sehingga yang terlepas hanya bagian

yang menguap saja, sedangkan karbonnya tetap tinggal

di dalamnya. Suhu karbonisasi sangat berpengaruh

terhadap arang yang dihasilkan, sehingga penentuan suhu

yang tepat akan menentukan kualitas arang (Pari dan

Hartoyo, 1983).

3

Bungkil biji kapuk merupakan biomassa hasil

samping dari proses pengepresan biji kapuk yang hanya

dimanfaatkan sebagai makanan ternak dan pupuk.

Apabila diperhatikan bungkil biji kapuk seperti halnya

bungkil biji jarak, memiliki komponen atau senyawa yang

sama sehingga juga berpotensi sebagai sumber energi.

Adapun senyawa dan komposisi biji jarak menurut Tanri

Alim (2013) adalah air 12,11%, protein 18%, minyak

2,5%, total karbohidrat 13%, serat 12,5% dan abu 5,80%.

Sedangkan senyawa dan komposisi biji kapuk adalah air

13 %, protein 29%, minyak 6%, total karbohidrat 20%,

serat 20% dan abu 6% (Fashihatul Aini, 2012). Syarat

utama bahan briket adalah mengandung karbon, jika

dilihat dari komposisi kedua bahan tersebut bahan yang

mengandung karbon terdapat pada protein, minyak,

karbohidrat dan serat, dimana jumlah prosentase yang

dimiliki biji kapuk lebih tinggi dibandingkan dengan biji

jarak sehingga hal ini memungkinkan bahwa bungkil biji

kapuk juga memiliki potensi yang sama seperti bungkil

biji jarak yaitu mampu dimanfaatkan sebagai sumber

energi alternatif briket.

4

Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas

briket adalah suhu karbonisasi yang berpengaruh terhadap

nilai kalornya selain kadar abu dan kadar air. Semakin

tinggi suhu maka proses karbonisasi bahan menjadi arang

akan semakin cepat pula. Nilai suhu berbanding lurus

dengan nilai kalor dimana ketika suhu dinaikkan, maka

nilai kalor yang dihasilkan semakin tinggi, namun

demikian ketika suhu terlalu tinggi maka akan

mengakibatkan bahan mengabu oleh karena itu suhu perlu

untuk diperhatikan dalam proses pengarangan.

Hasil Ressi Muharyani, (2012) suhu karbonisasi

optimal untuk Jerami Padi adalah 500oC selama 15 menit

dan batu bara adalah 550oC selama 45 menit

menghasilkan nilai kalor sebesar 5117,86 kal/g. Puji,

(2011) kondisi optimal proses pada briket sekam padi,

yaitu suhu 390 dan waktu 90 menit menghasilkan kalor

sebesar 5609,453 kal/g, selain itu, pada penelitian tentang

briket bungkil biji jarak didapatkan nilai kalor rata-rata

sebesar 4339 kal/g menggunakan suhu 300 dan waktu

90 menit (Ari, 2008). Wahyusi, (2012) mengatakan

bahwa nilai kalor tertinggi yang dihasilkan oleh briket

5

arang kulit kacang tanah pada suhu 250 adalah 6536,98

kal/g.

Dengan adanya permasalahan tersebut, maka

perlu adanya sebuah penelitian tentang Pengaruh Suhu

Pengarangan Terhadap Kualitas Briket Bungkil Biji

Kapuk (Ceiba pentandra).

D. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat diuraikan

rumusan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh suhu terhadap kadar air briket

bungkil biji kapuk?

2. Bagaimana pengaruh suhu terhadap kadar abu briket

bungkil biji kapuk?

3. Bagaimana pengaruh suhu terhadap nilai kalor briket

bungkil biji kapuk?

E. Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah di atas maka tujuan

penelitian dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Mengetahui pengaruh suhu terhadap kadar air briket

bungkil biji kapuk.

2. Mengetahui pengaruh suhu terhadap kadar abu briket

bungkil biji kapuk.

6

3. Mengetahui pengaruh suhu terhadap nilai kalor briket

bungkil biji kapuk.

F. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan memberikan manfaat :

Untuk menambah wawasan serta informasi

mengenai potensi dan kualitas briket bungkil biji kapuk

G. Definisi Operasional, Asumsi dan Pembatasan

Masalah

a. Definisi Operasional

a. Bungkil biji kapuk adalah bungkil yang di ambil dari

hasil pengepresan biji kapuk randu ( ceiba pentandra )

yang diambil dari Pandaan kabupaten Pasuruan

b. Briket biji kapuk adalah bahan bakar padat yang dibuat

dengan bahan dasar bungkil biji kapuk randu dengan

campuran perekat kanji.

c. Perekat yang digunakan berasal dari tepung kanji

d. Kalorimeter adalah instrumen yang digunakan untuk

mengukur nilai kalor pada briket bungkil biji kapuk.

b. Asumsi

Kerapatan partikel dari briket akan berpengaruh

terhadap kualitias briket.

7

c. Pembatasan Masalah

Berdasarkan masalah yang telah dirumuskan

penelitian ini dibatasi pada permasalahan pembuatan

briket menggunakan bahan dasar bungkil biji kapuk randu

( ceiba pentandra ) yang diambil dari hasil pengepresan

biji kapuk di Pandaan kabupaten Pasuruan , dan

dilanjutkan untuk mengetahui kualitas dari briket dengan

melakukan uji kadar air, uji kadar abu serta uji nilai kalor.

H. Kajian Pustaka

1. Teori teori yang Mendukung

a. Bungkil biji kapuk

Pohon kapuk (Ceiba petandra) merupakan salah satu

komoditi perkebunan yang penting dalam pembangunan

sub sektor perkebunan, antara lain untuk memenuhi

kebutuhan domestik, maupun sebagai komoditas ekspor

penghasil devisa negara. Pohon ini tumbuh hingga

setinggi 60-70 m dan memiliki batang pohon yang cukup

besar hingga mencapai diameter 3 m. Pohon ini banyak

ditanam di Asia, terutama di pulau Jawa, Indonesia, di

Malaysia, Filipina dan Amerika Selatan (wira, 2008).

8

Biji kapuk jika dilakukan pengepresan dapat

menghasilkan minyak yang dapat dimanfaatkan sebagai

bahan baku biodiesel, bahan sabun dan lain

sebagainya.Bungkil biji kapuk mengandung 13% air, 6%

abu, 20% serat kasar, 6% minyak, 29% protein, dan 20%

karbohidrat. Adapun bentuk bungkil biji kapuk dapat

dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 1. Bungkil biji kapuk

(www.google.com )

9

b. Briket

Briket merupakan salah astu sumber energy alternatif

yang dapat digunakan untuk menggantikan sebagian dari

kegunaan sumber energi fosil. Briket merupakan bahan

bakar yang berwujud padat dan berasal dari sisa-sisa

bahan organik. Bahan baku pembuatan arang biobriket

pada umumnya berasal dari, tempurung kelapa, serbuk

gergaji, dan bungkil sisa pengepresan biji-bijian

(Budiman, 2010).

Briket merupakan salah satu bahan bakar alternatif

yang bisa dikembangkan, karena selain dari tahapan

proses pembuatannya yang mudah dilakukan,

ketersediaan bahan bakunya yang berlimpah dan juga

mudah didapatkan. Untuk mengetahui kualitas yang baik

pada bahan bakar briket yang dihasilkan dapat dilihat dari

hasil pengujian kimia meliputi kadar air, kadar abu dan

nilai kalor.

Briket merupakan bahan bakar padat yang dapat

digunakan sebagai sumber energi alternatif yang

mempunyai bentuk tertentu. Proses pembriketan adalah

proses pengolahan yang mengalami perlakuan

penumbukan, pengarangan, pencampuran bahan baku

10

dengan perekat, pencetakan dengan sistem hidrolik dan

pengeringan pada kondisi tertentu, sehingga diperoleh

briket yang mempunyai bentuk, ukuran fisik, dan sifat

kimia tertentu. (Aisyah, 2012). Adapun bentuk fisik

briket adalah sebagai berikut.

Gambar 2. Briket Arang

Sumber: (www.google.com )

Beberapa parameter kualitas briket yang akan

mempengaruhi pemanfaatannya Antara lain:

1. Kandungan air

Kadar air briket adalah perbandingan berat air yang

terkandung dalam briket dengan briket kering setelah

mengalami proses pengovenan. Adapun peralatan yang

11

digunakan dalam pengujian kadar air Antara lain : oven,

cawan kedap udara, timbangan dan desikator. Kadar air

briket sangat berpengaruh terhadap nilai kalor atau nilai

panas yang akan dihasilkan. Hal ini dikarenakan panas

yang dimiliki oleh briket digunakan terlebih dulu untuk

me ngeluarkan air yang ada, sebelum kemudian

menghasilkan panas yang dapat digunakan sebagai panas

pembakaran.Kandungan air yang tinggi pada briket akan

menyulitkan penyalaan sehingga briket sulit terbakar.

Biobriket memiliki kadar air maksimal menurut Standar

Industri Nasional untuk ekspor tidak boleh lebih dari 8%.

(Kurniawan dan Marsono, 2008: 42 dalam Sw, Titin)

2. Kandungan abu

Apabila briket dibakar secara sempurna zat yang

tinggal ini disebut abu. Abu briket memiliki kandungan

yang bermacam - macam zat mineral seperti silika,

lempung, kalsium serta magnesium. Kadar abu yang ada

pada briket akan menimbulkan pengotoran Briket dengan

kandungan abu yang tinggi sangat tidak menguntungkan

karena akan membentuk kerak. ( Hendra, 2007 ).

12

3. Nilai kalor

Salah satu sifat yang sangat penting dari suatu bahan

bakar adalah nilai kalor. Penentuan nilai kalor suatu

bahan bakar dapat dilakukan dengan pengujian maupun

dengan perkiraan berdasarkan komposisi dasar bahan

bakar tersebut.

( Wahyudi, 2006 ). Makin tinggi nilai kalori briket makin

bagus kualitas briket tersebut karena efisiensi

pembakarannya tinggi.

c. Syarat Pembuatan Briket

1. Bahan

Secara umum, syarat utama bahan dasar untuk

membuat arang ialah semua bahan yang mengandung

karbon, baik berasal dari tumbuhan, maupun barang

tambang.

Briket dapat dibuat dari bermacam macam

bahan baku

seperti, sekam padi, ampas jarak pagar, serbuk

gergaji,tempurung kelapa. Faktor jenis bahan baku sangat

mempengaruhi besarnya nilai kalor bakar briket arang

yang akan dihasilkan. Kadar karbon terikat yang tinggi

13

akan menyebabkan tingginya nilai kalor. Semakin besar

kadar karbon briket maka semakin tinggi pula nilai kalor

pada briket. ( Winarni, 2003 )

2. Perekat

Sifat alamiah serbuk arang cenderung saling

memisah antara satu dengan yang lainnya, dengan adanya

kenyataan yang seperti itu perlu adanya bahan lain yang

memiliki kemampuan untuk mengikat serbuk-serbuk

arang. Perekat akan berfungsi merekatkan butir-butir

arang agar dapat dibentuk sesuai dengan kebutuhan.

Perekat adalah suatu zat atau bahan yang

memiliki kemampuan untuk merekatkan dua benda agar

tidak mudah hancur. Dengan adanya penggunaan atau

pemakaian bahan perekat, maka ikatan antar partikel

serbuk arang akan semakin kuat, butir butiran arang

akan saling mengikat yang menyebabkan air terikat dalam

pori-pori arang. Penggunaan bahan perekat dimaksudkan

untuk menarik air dan membentuk tekstur yang padat atau

mengikat dua substrat yang direkatkan. Adanya perekat

susunan partikel akan semakin baik, tekstur akan lebih

baik. Adanya penambahan kadar perekat yang sesuai

14

pada pembuatan briket akan meningkatkan nilai kalor

briket.

Terdapat dua macam perekat yang biasa

digunakan dalam pembuatan briket, yaitu perekat yang

berasap (tar, molase, dan pitch), dan perekat yang tidak

berasap (pati dan dekstrin tepung beras). Kadar perekat

dalam briket tidak boleh terlalu tinggi karena dapat

mengakibatkan penurunan mutu briket arang yang sering

menimbulkan banyak asap. Kadar perekat yang

digunakan umumnya tidak lebih dari 5%. (Triono, 2006)

Sifat perekat tapioka jika dicampur dengan air

panas akan menjadi liat. Lem kanji memiliki karakteristik

viskositas rekat tinggi, kejernihan tinggi dan stabilitas

pembekuan tinggi. Lem kanji merupakan perekat nabati

yang terpenting dimana dapat dibuat dengan cara yang

paling sederhana yaitu dengan mendidihkan tepung kanji

dengan air. (Anonim, 2013).

15

d. Tahapan Pembuatan Briket

Proses karbonisasi, atau pengarangan adalah proses

mengubah bahan baku asal menjadi karbon berwarna

hitam melalui pembakaran dalam ruang tertutup dengan

udara yang terbatas, atau seminimal mungkin.

1. Karbonisasi

Prinsip proses karbonisasi adalah pembakaran

biomassa, tanpa adanya oksigen, sehingga yang terlepas

hanya bagian volatile matter, sedangkan karbonnya tetap

tinggal di dalamnya. Temperatur karbonisasi akan sangat

berpengaruh terhadap arang yang dihasilkan, sehingga

penentuan temperatur yang tepat akan menentukan

kualitas arang (Pari dan Hartoyo, 1983)

Menurut Stevens dan Verhe (2004), pembakaran

biomassa akan mengubah bahan anorganik menjadi abu.

Selama pembakaran, oksigen berkombinasi dengan

karbon membentuk karbondioksida, air dan energi panas.

Selama tahap pertama proses pembakaran, kandungan air

diuapkan untuk mengeringkan bahan, dan kemudian

bahan volatil dikeluarkan dan terbakar. Selanjutnya,

biomassa padat diubah menjadi volatil dan arang padat.

16

2. Penggilingan Arang

Penggilingan ini dilakukan untuk memperkecil

ukuran dari serbuk arang,dimana ukuran serbuk ini

berpengaruh terhadap kerapatan briket arang. Semakin

halus serbuk, maka kerapatan yang dimiliki juga semakin

tinggi. Semakin halus partikel akan semakin baik

terhadap briket yang dihasilkan. Untuk menghasilkan

briket yang baik, ukuran pertikelnya harus homogen.

Ukuran partikel yang terlalu besar akan mempersulit

proses perekatan, sehingga mengurangi ketahanan tekan

briket yang dihasilkan. Sebaiknya, partikel mempunyai

ukuran 40-60 mesh (Mikrova, 1985)

3. Pencampuran Serbuk dengan Perekat

Sifat ilmiah bubuk arang cenderung saling memisah.

Dengan bantuan bahan perekat atau lem, butir-butir

arang dapat disatukan dan dibentuk sesuai dengan

kebutuhan. Namun, permasalahannya terletak pada jenis

bahan perekat yang akan dipilih. Penentuan bahan perekat

yang digunakan sangat berpengaruh terhadap kualitas

briket ketika dibakar dan dinyalakan.

17

Ari (2008) membagi cara mengerasnya perekat ke

dalam lima cara, yaitu :

a. Kehilangan air, seperti perekat tapioka

b. Kehilangan air yang diikuti oleh reaksi kimia, seperti

perekat kasein dan kedelai

c. Pendinginan sehingga terbentuknya gelatin yang diikuti

oleh kehilangan air, seperti perekat-perekat hewan

d. Pemanasan hingga suhu tertentu, seperti perekat dari

darah

e. Reaksi kimia pada suhu kamar, atau suhu tinggi, seperti

perekat-perekat sintetis.

4. Pencetakan Briket

Tujuan pencetakan adalah untuk terjadinya interaksi

antara bahan perekat dengan yang direkatkan. Setelah

keduanya bercampur dan adanya tekanan, maka perekat

yang masih cair akan mengalir ke segala arah permukaan

bahan. Saat aliran terjadi perekat akan berpindah dari

permukaan yang diberi perekat ke permukaan yang masih

belum terkena oleh perekat. Tekanan juga berfungsi

untuk menyebarkan perekat ke dalam celah-celah dan ke

seluruh permukaan arang, tekanan yang besar akan

18

mengakibatkan ikatan antara molekul-molekul arang akan

semakin kuat dikarenakan jarak ikatan antara atom

atom penyusun arang akan semakin pendek.

Pada umumnya, semakin tinggi tekanan, maka briket

yang dihasilkan akan memiliki kerapatan dan keretakan

yang tinggi. Besarnya tekanan pengempaan akan

berpengaruh terhadap kerapatan dan porositas briket

arang yang dihasilkan. Briket yang terlalu padat akan sulit

terbakar, sedangkan briket yang kurang padat dapat

mengakibatkan terurainya briket pada saat pembakaran,

sehingga menimbulkan kesan tidak bersih, meskipun laju

pembakarannya cepat (Kamaruddin dan Irwanto, 1989

dalam Ari 2008).

Pencetakan arang bertujuan untuk memperoleh

bentuk yang seragam dan memudahkan dalam

pengemasan, serta penggunaannya. Pencetakan briket

akan memperbaiki penampilan dan mengangkat nilai

jualnya. Oleh karena itu, bentuk ketahanan briket yang

diinginkan tergantung dari alat pencetak yang digunakan.

Ada berbagai macam alat pencetak yang dapat dipilih,

mulai dari yang paling ringan hingga super berat,

tergantung tujuan penggunaanya. Setiap cetakan

19

menghendaki kekerasan, atau kekuatan pengempaan

sampai nilai tertentu sesuai yang diinginkan.

5. Pengeringan

Briket yang dihasilkan setelah proses pencetakan

masih mengandung air yang cukup tinggi sekitar 50%,

oleh karena itu perlu dilakukan proses pengeringan untuk

mengurangi kadar airnya serta mengeraskankan tekstur

briket. Pengringan dapat dilakukan dengan berbagai

macam alat pengering, seperti oven atau pengeringan

secara alami dengan memanfaatkan sinar matahari.

Suhu dan waktu pengeringan tergantung pada kadar

air yang ada pada briket. Suhu pengeringan yang umum

dilakukan adalah 60oC selama 24 jam dengan

menggunakan oven.(Triono, 2006) Pada penelitian

Achmad (1991) dalam Ari (2008) menunjukkan lama

penjemuran briket yang optimum adalah tiga hari.

6. Kualitas Briket

Kualitas briket pada umumnya ditentukan

berdasarkan beberapa parameter antara lain ditentukan

oleh kadar air, kadar abu, dan nilai kalor. Sedangkan

20

standart kualitas briket secara baku telah ditetapkan

dalam SNI No. 1/6235/2000.

Adapun standart kualitas briket secara baku

tercantum pada tabel 3.

Tabel 1. Mutu Briket Berdasarkan SNI No. 1/6235/2000

Parameter

Standar Mutu Briket

Arang Kayu (SNI

No. 1/6235/2000)

Kadar Air

(%) 8

Kadar Abu

(%) 8

Kadar

Karbon (%) 77

Nilai Kalor

(kal/g) 5000

Sumber: Sumber: Badan standarisasi nasional.2000

7. Kalorimeter Bom Bom kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk

mengukur jumlah kalor yang dibebaskan pada

pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu

senyawa, bahan makanan dan bahan bakar. Sejumlah

sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang

tercelup dalam medium penyerap kalor dan sampel akan

terbakar oleh api listrik dari kawat logam yang terpasang

dalam tabung. Kalorimeter bom merupakan kalorimeter

21

yang khusus digunakan untuk menentukan kalor dari

reaksi-reaksi pembakaran (Anonim, 2012). Syachry

(1985) mengatakan bahwa Kalorimeter bom adalah

suatu alat yang digunakan untuk menentukan panas yang

dibebaskan oleh suatu bahan bakar dan oksigen pada

volume tetap. Bomb kalorimeter yang digunakan harus

dipastikan dalam keadaan bersih dan kering. (Padang,

2008)

Kalorimeter bom bekerja dengan prinsip adiabatic,

yang berarti tidak ada kalor yang masuk ataupun keluar

dari sistem, sehingga kondisinya ideal. Kalorimeter bom

pada tahap awal pengukuran nilai kalor adalah siapkan 2

liter air, kemudian dimasukkan ke dalam oven bucket.

Sampel ditimbang 1 gram dari bahan bakar yang diuji dan

dimasukkan ke dalam combustion campsule, pasang

kawat sepanjang 10 cm sehinngga mengenai bahan bakar

yang diuji tanpa mengenai permukaan besi combustion

capsule dengan menggunakan bantuan bomb head

support stand, dimasukkan 1 gram bahan bakar yang diuji

dalam combustion capsule tadi bersama dengan kawat ke

dalam oxygen bomb. Hubungkan semua peralatan

calorimeter bom dengan listrik. Isi oxygen bomb pada

22

tekanan 30-35 atm menggunakan bantuan auto charger.

Setelah selesai masukkan oxygen bomb oval bucket yang

telah terisi air, kemudian masukkan oval bucket ke dalam

adiabatic calorimeter, lalu ditutup. Pindahkan posisi

switch ke posisi on. Kemudian disamakan suhu dari air di

oval bucket dengan suhu water jacket dengan

menggunakan switch hod/cold. Setelah sama, catat suhu

yang terjadi. Kemudian bakar bahan yang akan diuji.

Beberapa saat kemudian, catat kembali suhu yang terjadi

pada air (catat temperatur maksimum yang tercapai).

Kemudian alat dimatikan dan bomb dikeluakan, diukur

panjang kawat yang tersisa pada bomb head support

stand. Setelah itu hitung selisih temperatur diair pada

kondisi awal dengan kondisi setelah terjadi pembakaran.

Selisih tersebut dikalikan dengan standard benzoid

dengan tabung warna hijau, setelah itu hitung sisa kawat

yang terbakar. (Tirono, M, dan Sabit, Ali, 2011)

Nilai kalor bahan bakar adalah suatu besaran

menunjukkan nilai energi kalor yang dihasilkan dari suatu

proses pembakaran setiap satuan massa bahan bakar.

Bahan bakar yang banyak digunakan adalah umumnya

berbentuk senyawa hidrokarbon

23

Beberapa nilai kalor dari bahan bakar disajikan pada

tabel di bawah ini:

Tabel 4. Nilai kalor rata-rata dari beberapa jenis bahan

bakar

Bahan

bakar

Nilai kalor

(kal/g)

Kayu (kering

mutlak)

4491,2

Batu bara

muda (lignit)

1887,3

Batubara 6999,5

Minyak bumi

(mentah)

10081,2

Bahan bakar

minyak

10224,6

Gas alam 9722,9

Sumber : makalah Yudanto dan Kusumaningrum

24

Gambar 3. Kalorimeter

Sumber : (www.google.com)

25

2. Kerangka konseptual dan Hipotesis Penelitian

Gambar 3. Kerangka konseptual

Bungkil biji kapuk

Arang bungkil biji

kapuk

Briket biji kapuk

Perekat

Uji kadar abu Uji nilai kalor

karbonisasi

ditambahkan

Uji kadar air

Perbandingan

Kadar air sesuai

SNI No.

1/6235/2000)

Perbandingan

Nilai kalor

sesuai SNI No.

1/6235/2000) Perbandingan

Kadar abu SNI No.

1/6235/2000)

Pengeringan adalah

proses pelepasan

sebagian air suatu

bahan. Tingginya

kadar air pada bahan

bakar mengakibatkan

sulit terbakar

Nilai kalor bahan bakar

adalah besarnya panas

yang diperoleh dari

pembakaran suatu jumlah

tertentu bahan bakar

dengan menggunakan

bom kalorimeter

Adanya komponen

yamg tersisa pada

saat pengabuan inilah

yang dikatakan kadar

abu. Semakin

tingginya kadar abu

pada briket akan

merugikan karena

akan membentuk

kerak

26

I. Metode Penelitian

1. Jenis Penelitian

Jenis penelitian ini termasuk penelitian eksperimen

2. Sasaran Penelitian atau Populasi dan Sampel

Populasi : bungkil biji kapuk

Sampel : bagian dari bungkil biji kapuk

3. Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian ini The Postest Only Control

Group Design. Rancangan tersebut dapat digambarkan

sebagai berikut :

Gambar 4. Rancagan penelitian

Keterangan :

R = Bungkil biji kapuk

O3

O2

O1 P1

P2

P3

R

27

P1, P2, P3 = suhu 2500C ,3000C dan 3500C

O1, O2, O3 = nilai kalor kadar abu dan kadar air

dari briket

4. Variabel Penelitian

a. Variabel bebas : suhu

b. Variabel terikat : nilai kalor, kadar air dan kadar abu

c. Variabel kontrol : waktu, perekat, ukuran partikel

5. Tempat dan Waktu Penelitian

a. Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya

b. Waktu Penelitian

Penelitian dimulai pada bulan Juni - Juli 2014

6. Alat dan Bahan yang digunakan

a. Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:

cetakan briket, eksikator, neraca analitik, shaking screen

(ayakan) 60 mesh, tanur, kalorimeter bom , alu, lumpang,

28

cawan porselen, cawan krush, spatula, kaca arloji, gelas

kimia, kaca alroji, gelas ukur, piknometer dan kompor

listrik

b. Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

bungkil biji kapuk, tepung tapioka, akuades

7. Prosedur Penelitian

a. Pengolahan bahan

Bahan diambil dari hasil sisa pengepresan biji kapuk di

daerah Pandaan kabupaten Pasuruan

b. Pembuatan Perekat

Tepung tapioka (tepung kanji) ditimbang sebanyak 30

gram lalu dicampur dengan air sebanyak 100 mL dan air

mendidih sebanyak 400 ml sehingga terbentuk lem kanji

yang siap digunakan (Hanania, 2013)

c. Pembuatan Briket

a. Pengarangan

Proses pengarangan pada penelitian ini menggunakan

tanur merupakan alat pemanas seperti oven dengan suhu

antara 0oC -1000oC. Sedangkan langkah-langkah yang

29

dilakukan pada proses pengarangan adalah sebagai

berikut. Tahap pertama, bungkil biji kapuk dimasukkan

cawan, kemudian ditanur dengan variasi suhu 250oC,

300oC, 350oC. Sampel yang dipanaskan diulangi

sebanyak 3 kali, dan waktu pemanasan diberikan selama

1 jam. Kemudian, bahan ditumbuk menjadi bentuk serbuk

dan diayak.

b. Pencampuran bungkil biji kapuk dengan perekat

Arang dari ampas biji kapuk yang sudah jadi, kemudian

dicampurkan dengan perekat yang sudah disiapkan.

c. Pencetakan

Adonan dimasukkan kedalam alat cetakan, kemudian

dikempa hidrolik manual.

d. Pengeringan

Pengeringan dilakukan dengan menjemur dibawah sinar

matahari secara langsung selama 2 hari (Tirono, M, dan

Sabit, Ali, 2011)

e. Penentuan Kadar Air

Penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan 1

gram briket dalam oven bersuhu 105oC selama 3 jam,

30

kemudian didinginkan dalam eksikator sampai diperoleh

berat konstan. Perhitungan kadar air :

%100xms

mkmb

Keterangan:

mb = berat cawan dan sampel sebelum dioven(g)

mk = berat cawan dan sampel setelah dioven (g)

ms = berat cawan dan sampel sebelum dioven berat

cawan(g) ( Sudarmadji,1997 ).

f. Penentuan Kadar Abu

Penentuan kadar abu briket dilakukan dengan

menggunakan cawan krus. Tahapan yang dilakukan

adalah 1 gram briket dimasukkan ke dalam cawan yang

telah diketahui beratnya, sampel tersebut dipanaskan

dalam tanur dimulai pada suhu rendah, kemudian

dinaikkan sampai 300oC sampai 600oC selama 3 jam,

didinginkan selama 10 menit dalam desikator kemudian

dilakukan penimbangan. Ulangi pemanasan sampai

diperoleh berat konstan.

Perhitungan kadar abu:

Keterangan:

B = berat cawan dan tutup cawan (g)

31

A = berat cawan, tutup cawan dan sampel (g)

D = berat cawan, tutup cawan dan residu (g)

C = berat sampel = (A-B)

F = berat residu = (D-B)

( sudarmadji.1997 )

g. Penentuan Nilai Kalor

Sampel ditimbang 1 gram dari bahan bakar yang diuji dan

dimasukkan ke dalam combustion campsule, pasang

kawat sepanjang 10 cm sehinngga mengnenai bahan

bakar yang diuji tanpa mengenai permukaan besi

combustion capsule dengan menggunakan bantuan bomb

head support stand, dimasukkan 1 gram bahan bakar yang

diuji dalam combustion capsule tadi bersama dengan

kawat kedalam oxygen bomb. Hubungkan semua

peralatan bomb calorimeter dengan listrik. Isi oxygen

bomb dengan oksigen, pada tekanan 30-35 atm

menggunakan bantuan auto charger. Setelah selesai

masukkan oxygen bomb oval bucket yang telah terisi air,

kemudian masukkan oval bucket ke dalam adiabatic

calorimeter, lalu ditutup. Pindahkan posisi switch ke

posisi on. Kemudian disamakan suhu dari air di oval

32

bucket dengan suhu water jacket dengan menggunakan

switch hod/cold. Setelah sama, catat suhu yang terjadi.

Kemudian bakar bahan yang akan diuji. Beberapa saat

kemudian, catat kembali suhu yang terjadi pada air (catat

temperatur maksimum yang tercapai). Kemudian alat

dimatikan dan bomb dikeluakan, diukur panjang kawat

yang tersisa pada bomb head support stand. Setelah itu

hitung selisih temperatur diair pada kondisi awal dengan

kondisi setelah terjadi pembakaran. Selisih tersebut

dikalikan dengan standard benzoid dengan tabung warna

hijau, setelah itu hitung sisa kawat yang terbakar (Tirono,

M, dan Sabit, Ali, 2011).

33

8. Kerangka Operasional penelitian

1. Tahap pengarangan

a. Pengarangan suhu 2500C

80 g bungkil biji

kapuk

Arang bungkil

biji kapuk

Dimasukkan cawan porselin

Ditanur pada suhu 2500C selama 1 jam

Diambil hasilnya

34

b. Pengarangan suhu 3000C

80 g bungkil biji

kapuk

Arang bungkil

biji kapuk

Dimasukkan cawan porselin

Ditanur pada suhu 3000C selama 1 jam

Diambil hasilnya

35

c. Pengarangan suhu 350 0C

80 g bungkil biji

kapuk

Arang bungkil

biji kapuk

Dimasukkan cawan porselin

Ditanur pada suhu 3500C selama 1 jam

Diambil hasilnya

36

2. Tahap pembuatan perekat

Campuran tapioka dan air

30 g tapioka 100 ml air

Dicampurkan

Dimasukkan ke dalam 400 ml air mendidih

Diaduk hingga mengental

Perekat

37

3. Tahap pembuatan briket

Arang

Ditumbuk hingga halus

Diayak

Partikel dengan

ukuran 40 mesh

Diaduk hingga rata

Dicetak sesuai keinginan

Briket

38

4. Tahap pengeringan

Briket basah

Briket kering

Dikeringkan dibawah sinar

matahari selama 2

hari

39

5. Tahap uji kadar air

1 g briket

Dimasukkan cawan krush

Dioven dengan suhu 1050C selama 3 jam

Didinginkan di desikator 5 menit

Ditimbang

Dioven lagi 30 menit

Didinginkan 5 menit

Ditimbang

Diulangi hingga didapatkan berat konstan

Hasil

Keterangan :

hasil = kadar air briket

40

6. Kadar abu

1 g briket kering

Hasil

Dimasukkan cawan krush

Ditanur pada suhu 6000C selama 3 jam

Didinginkan di desikator

Ditimbang

Keterangan

Hasil = kadar abu briket

BBbriket

41

7. Penentuan nilai kalor

Gambar 5. Kerangka Operasional Penelitian

9. Teknik Analisis Data

Teknik analisis data dari hasil penelitian ini deskriptif

kuantitatif. Data yang diperoleh dari penelitian adalah

kadar air, kadar abu dan nilai kalor akan dibandingkan

dengan standart mutu kualitas briket yang telah

ditentukan berdasarkan pada SNI No. 1/6235/2000.

1 gram briket

Hasil

- ditumbuk

- diukur dengan bomd kalorimeter

- Keterangan

Hasil = nilai kalor briket

42

J. Jadwal Penelitian

No Kegiatan

Bulan

Feb-

april Mei Jun Jul

Agus

1.

Bimbingan dan

menyusun

proposal skripsi

2. Ujian proposal

skripsi

3. Revisi proposal

skripsi

4. Persiapan alat

dan bahan

5.

Tahap penelitian

- Pengarangan

- Pembuatan

43

perekat

- Pembuatan

briket

- uji kadar air,

kadar abu

- uji nilai kalor

6.

Penyusunan

draft proposal

skripsi

7. Ujian skripsi

8. Revisi skripsi

K. Daftar Pustaka

Aini, Fashihatul. 2012. Hubungan Antara Waktu Penyimpanan

dan Nilai Viskositas Biodiesel Minyak Biji Kapuk (Ceiba

pentandra). Skripsi yang tidak dipublikasikan. Surabaya :

Universitas Negeri Surabaya

Triwahyuni,Ari.2008.Pemanfaatan Bungkil Biji Jarak Pagar

(Jatropha curcas L) sebagai Bahan Bakar Biomassa

(Briket) Menggunakan Perekat Tapioka dan

44

Gaplek.Skripsi yang dipublikasikan.Fakultas Teknologi

Industri Pertanian.Institut Pertanian Bogor

Aisyah. 2012. Pengertian Briket.

http://ummuworld.blogspot.com/2013/08/pengertian-

briket.html. Diakses pada tanggal 8 februari 2013.

Anonym.2013.Manfaat Tapioka dalam Proses Pembuatan Kertas.

http://mageta1989.blogspot.com/2013/12/manfaat-

tapioka-dalam-proses-pembuatan.html. Diakses pada

tanggal 25 maret 2014

Anonim. 2012. Sekam Padi Sebagai Sumber Alternatif bagi

Rumah Tangga Petani.

http://.blogspot.com/2012/sekam.html. Diakses pada

tanggal 25 oktober 2013.

Badan Standarisasi Nasional.2000.Standar Mutu Briket (SNI-

6235-2000): Jakarta

Budiman, Senadi, Sukrido dan Harliana, Arli.2010. Pembuatan

Biobriket dari Campuran Bungkil Biji Jarak Pagar

(Jatropha curcas L.) dengan Sekam sebagai Bahan Bakar

Alternatif.Seminar rekayasa kimia dan proses.ISSN

1411-4216. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik.

Semarang: Universitas Diponegoro.

Hanania, Vinancia Eka dan Mitarlis. 2013. Pemanfaatan Limbah

Padat Proses Sintesis Furfural dengan Material Awal

Ampas Tebu sebagai bahan Pembuatan Bahan Bakar

Briket. Skripsi yang tidak dipublikasikan Surabaya :

Universitas Negeri Surabaya.

45

Hendra.D. dan I.Winarni.2003. Sifat Fisis dan Kimia Briket

Arang Campuran Limbah Kayu Gergajian dan Sebetan

Kayu. Buletin Penelitian Hasil Hutan.Pusat Penelitian

dan Pengembangan Hasil Hutan,Bogor.

Hendra, Djeni. 2007. Pembuatan Briket Arang dari Campuran

Kayu,Bambu,Sabut Kelapa dan Tempurung Kelapa

sebagai Sumber Energi Alternatif. Jurnal Penelitian Hasil

Hutan. No.Vol.1-20

Hidayat, Rachmad. 2010. Pemanfaatan Minyak Biji Kapuk

Randu (Ceiba Pentandra) dalam Pembuatan Biodiesel

dengan Teknologi Gelombang Mikro.

http://memedtpunyasesuatu.blogspot.com/2010/04/peman

faatan-minyak-biji-kapuk.html. Diakses pada tanggal 3

November 2013.

Kurniawan, O. dan Marsono. 2008. Superkarbon Bahan Bakar

Alternatif Pengganti Minyak Tanah dan Gas.Cetakan1.

Jakarta: PT Penebar Swadaya.

Maharyani R, Pratiwi D, Asip S. 2012. Pengaruh Suhu Serta

Komposisi Campuran Arang Jerami Padi dan Batubara

Subbtuminus Pada Pembuatan Briket Bioarang. Jurnal

Teknik Kimia No.1,Vol.18. 47-53

Mikrova,K. 1985. Pengaruh Pengempaann dan Jenis Perekat

dalam Pembuatan Arang Briket Tempurung Kelapa Sawit

(Elaeis quinensis jacq). Skripsi. Institut Pertanian Bogor

Padang, Yesung Allo. 2008. Analisis Nilai Kalor Briket

Bioarang Sampah Daun jurnal Vol,9 No, 2. 151-158

46

Pari, G., dan Hartoyo, 1983. Beberapa Sifat Fisis dan Kimia

Briket Arang dari Limbah Arang Aktif. Puslitbang Hasil

Hutan. Bogor.

Puji,Feri Hartono dan Fathul Ilmi. 2011. Optimasi Kondisi

Operasi Pirolisis Sekam Padi Untuk Menghasilkan Bahan

Bakar Briket Bioarang sebagai Bahan Bakar Alternatif.

Jurnal Teknik Kimia. Vol.2,No.2.51-55.

Sudarmadji, Slamet dkk. 1997. Prosedur Analisa Untuk

Bahan Makanan dan Pertanian.Edisi Keempat.

Yogyakarta : Liberty Yogyakarta

Stevens CV dan Verh RG. (editors). 2004. Renewable

Bioresources: Scope and Modification for Non-Food

Applications. John Willey & Sons, Ltd.West Sussex.

England

Sw, Titin. 2013. Karakteristik Briket.

http://titinkita.blogspot.com/2013/03/karakteristik-

briket_9029.html. Diakses pada tanggal 1 November

2013.

Syachry, T. H. 1985. Beberapa Sifat Kayu dan Limbah

Pertanian Sebagai Sumber Daya Energi. Laporan BPHH

No. 161. Bogor.

Tanri, Alim. 2013. Biji dan Bungkil Biji Jarak Pagar.

http://www.biologi-sel.com/2013/10/biji-dan-bungkil-biji-

jarak-pagar.html. Diakses pada tanggal 7 februari 2014.

Badan Usaha Milik Negara Republik Indonesia. 2012. Tinjauan

Sektor Pertanian, Kehutanan dan Perikanan : Jakarta

47

Tirono, M dan Sabit, Ali. 2011. Efek Suhu pada Proses

Pengarangan Terhadap Nilai Kalor Arang Tempurung

Kelapa (Coconut Shell Charcoal). Jurnal Neutrino Vol.3,

No.2.143-152.

Triono,Agus. 2006. Karakteristik Briket Arang dari Campuran

Serbuk Gergaji Kayu Afrika (Maesopsis Eminii Engl) dan

Sengon (Paraserianthes Falcataria L.Nielsen) dengan

Penambahan Tempurung Kelapa (Cocos nucifera L).

Sripsi yang dipublikasikan. Departemen Hasil Hutan

Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.

Yudanto A, dan Kusumaningrum K. Pembuatan Briket Bioarang

Dari Arang Serbuk Gergaji Kayu Jati.Makalah

Wahyudi. 2006. Penelitian Nilai Kalor Biomassa : Perbandingan

Antara Hasil Pengujian dan Hasil Perhitungan. Jurnal

Ilmiah semesta teknika. No.2, Vol.9,2006:208-220.

Wahyusi KN, Dewati R, Ragilia PR, Kharisma T. 2012. Briket

Arang Kulit Kacang Tanah dengan Proses Karbonisasi.

Berkala Ilmiah Teknik Kimia. Vol.1, No.1.41-44

Wira. 2008. Kapuk Randu (Ceiba pentandra). Banyuwangi .

http://bptsitubondo.wordpress.com/2008/09/09/kapuk-

randu-ceiba-pentandra-l. Diakses pada tanggal 3

November 2013.