PROSES PEMBUATAN BIOBRIKET DAN ASAP CAIR materials X110/Teachers/5... · B. INSTRUMEN PENILAIAN KELULUSAN ... Penguasaan /kompetensi anda akan diukur lebih lanjut melalui Post-Test

1

MODUL

PROSES PEMBUATAN BIOBRIKET DAN

ASAP CAIR

Disusun oleh: Deddy Misdarpon, S.Pd., MT

Drs. Hadi Prasetyo.,MT

Editor oleh: Niamul Huda, ST., M.Pd

Didukungi oleh:

TEACHING BIOMASS TECHNOLOGIES AT MEDIUM TECHNICAL SCHOOLS

Dikembangkan oleh:

ETC Foundation the Netherlands

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Pusat Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Mesin dan Teknik Industri/ TEDC Bandung Maret 2014

DIKLAT TEKNOLOGI BIOBRIKET BAGI GURU

2

KATA PENGANTAR

Buku Modul ini dimaksudkan untuk memandu peserta pendidikan dan

pelatihan kompetensi untuk melaksanakan tugas kegiatan belajar di tempat diklat

ataupun di tempat masing-masing. Dengan demikian diharapkan setiap peserta

diklat akan berusaha untuk melatih diri memecahkan berbagai persoalan sesuai

dengan tuntutan kompetensi yang akan dipilih.

Di dalam buku modul ini diberikan kegiatan belajar, tugas- tugas dan tes

formatif dimana seluruh kegiatan tersebut diharapkan dikerjakan/dilakukan secara

man-diri/kelompok oleh setiap peserta diklat untuk melatih kemampuan dirinya

dalam memecahkan berbagai persoalan

Dalam pelaksanaanya seluruh kegiatan dilakukan oleh setiap peserta/siswa

dengan arahan Pembimbing/Instruktur yang ditugaskan, dan pada akhir diklat

seluruh materi dari modul ini akan diujikan secara mandiri untuk memenuhi tuntutan

kompetensi dan standar pekerjaan/perusahaan.

Materi pembelajaran atau bahan dari modul dan tugas-tugas ini diambil dari

be-berapa buku referensi yang dipilih dan juga buku referensi tersebut sebagai

bahan bacaan yang dianjurkan untuk memperkaya penguasaan kompetensi

peserta diklat.

Diharapkan setiap peserta pelatihan setelah mempelajari dan

melaksanakan semua petunjuk dari modul ini secara tuntas, akan mempunyai

kompetensi sesuai dengan tuntutan pekerjaan sebagai tenaga pelaksana

pemeliharaan Teknik Energi Terbarukan.

Bandung, 13 Maret 2014

Kepala PPPPTK BMTI,

Dr. Dedy H. Karwan, MM

NIP. 19560930 198103 1 003

3

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR .................................................................. ii

DAFTAR ISI ............................................................................... iii

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ....................................... iv

a. Petunjuk Umum

b. Petunjuk bagi peserta Diklat

c. Peran Instruktur/ Guru

d. Petunjuk Pembelajaran

BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................... 1

A. Latar Belakang .......................................................................... 1

B. Tujuan Pembelajaran ………………………………………………. 2

C. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar ………………….. 2

D. Indikator Keberhasilan ……………………………………………. 3

BAB II. KEGIATAN PEMBELAJARAN ....................................................... 4

KEGIATAN BELAJAR 1.

PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG ........................ 4

1. Uraian Materi ................................................................... 4

2. Tugas Latihan ................................................................... 18

3. Rangkuman ...................................................................... 21

4. Evaluasi Materi ............................................................... 23

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ......................................... 24

KEGIATAN BELAJAR 2. PEMBUATAN ASAP CAIR

1. Uraian Materi ................................................................... 25

2. Tugas Latihan .................................................................. 49

3. Rangkuman ...................................................................... 50

4. Evaluasi Materi ............................................................... 55

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ......................................... 56

KEGIATAN BELAJAR 3. PENGUJIAN BIO BRIKET

4

1. Uraian Materi ..................................................................... 57

2. Tugas Latihan ..................................................................... 66

3. Rangkuman ........................................................................ 67

4. Evaluasi Materi ................................................................. 69

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ........................................... 70

KEGIATAN BELAJAR 4. PENGUJIAN ASAP CAIR

1. Uraian Materi ..................................................................... 71

2. Tugas Latihan ..................................................................... 109

3. Rangkuman ........................................................................ 110

4. Evaluasi Materi ................................................................. 111

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ........................................... 112

BAB III. PENUTUP ...................................................................................... 113

A. KUNCI JAWABAN ..................................................................... 114

B. INSTRUMEN PENILAIAN KELULUSAN ................................... 118

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 120

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

A. Umum

1. Modul ini terdiri atas Kegiatan Belajar, Uraian Materi, dan Soal-soal Latihan.

5

2. Pelajari dahulu seluruh materi yang ada dari setiap Kegiatan Belajar,

kemudian pelajari juga dari refferensi yang lain, sesuai dengan yang

disarankan.

3. Anda diwajibkan untuk mengikuti seluruh Kegiatan Belajar yang ada pada

Modul ini sebagai Kompetensi minimal, dari program diklat yang

diselenggarakan.

4. Untuk mempertajam pemahaman, anda diwajibkan mengerjakan soal-soal

yang telah disediakan pada bagian akhir dari setiap kegiatan belajar setelah

anda selesai mempelajari bagian dimaksud.

5. Untuk dapat melanjutkan kegiatan, anda harus mampu menjawab dengan

benar minimal 80 persen dari soal-soal yang ada.

6. Penguasaan /kompetensi anda akan diukur lebih lanjut melalui Post-Test

secara terpisah oleh Instruktor/Pembimbing.

B. Petunjuk Bagi Peserta Diklat

a. Pelajari materi pada setiap kegiatan belajar dengan seksama.

b. Siapkan alat bantu sebelum memulai melaksanakan pekerjaan.

c. Siapkan peralatan alat keselamatan kerja dengan benar.

d. Kerjakan lembar latihan yang terdapat pada bagian akhir dari setiap

kegiatan belajar.

e. Koreksi hasil jawabanmu dengan mencocokkan kunci jawaban yang

terdapat pada bagian akhir modul ini.

f. Jika jawaban anda belum mencapai standar nilai minimal 80% maka anda

dinyatakan belum kompeten, selanjutnya pelajari ulang pada materi tersebut

dengan teliti hingá anda yakin telah memperoleh nilai minimal 80.

g. Setelah selesai melakukan semua kegiatan belajar pada modul ini dengan

memperoleh nilai rata-rata minimal 80, maka anda telah dinyatakan

kompeten dalam proses pembuatan dan pengujian biobriket dan asap cair.

6

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Data Asia Pasific Coconut Community (APCC) menunjukkan bahwa konsumsi

kelapa segar penduduk Indonesia sekitar 36 butir/kapita/tahun atau 7,92 miliar butir

(51,1%). Bila produksi buah kelapa nasional sebanyak 15,5 miliar butir/tahun, maka

buah kelapa yang dapat diolah di sektor industri adalah 7,57 miliar butir (48,9%).

Jumlah ini dapat memenuhi kebutuhan 29 unit industri dengan kapasitas 1 juta

butir/hari.

Dari buah kelapa dapat dikembangkan berbagai industri yang menghasilkan

produk pangan dan non-pangan mulai dari produk primer yang masih menampakkan

ciri-ciri kelapa hingga yang tidak lagi menampakkan ciri-ciri kelapa. Dengan

demikian, nilai ekonomi kelapa tidak lagi berbasis kopra.

Keadaan tersebut sudah berkembang di negara-negara lain, seperti di Filipina. Dari

total ekspor produk kelapa Filipina (US$ 920 juta), sekitar 49% diantaranya adalah

berupa produk bukan coconut crude oil (CCO). Terkait hal itu, secara nasional

promosi program diversifikasi di pedesaan untuk menghasilkan produk kelapa

setengah jadi yang terkait dengan industri berteknologi tinggi perlu dikembangkan.

Produk kelapa yang sudah berkembang di dalam negeri adalah coconut crude oil

(CCO) dan turunannya, desiccated coconut (DC), virgin coconut oil (VCO), coconut

milk (CM), CF, Activated carbon (AC), dan CCL. Sekitar 90% dari bahan baku

daging kelapa digunakan untuk menghasilkan CCO dan sisanya terbagi untuk

produk lainnya, tetapi kecenderungan untuk menghasilkan CCO tersebut semakin

menurun, sedangkan produk lainnya semakin meningkat. Sesuai dinamika pasar

produk, kecenderungan untuk menghasilkan produk oleokimia (OC) turunan dari

CCO tampak semakin tinggi.

Produk-produk turunan daging buah selain (OC) yang sangat prospektif untuk

berkembang adalah VCO, DC, CM dan CC. Keempat produk ini memiliki konteks

pengembangan yang sangat baik. VCO memiliki konteks produk yang dapat

meningkatkan kesehatan (daya imunitas tubuh terhadap berbagai penyakit

degeneratif) dan bahan baku kosmetik alami yang bernilai tinggi. DC adalah produk

campuran makanan yang higienis dan praktis. CM adalah minuman kesehatan yang

7

dapat mensubstitusi susu dan CC adalah bahan yang praktis dan hiegenis untuk

keperluan memasak pengganti santan parut manual.

Produk-produk turunan sabut yang prospektif untuk bahan jok mobil mewah,

springbed, dan geotextile (GT).

Produk-produk turunan tempurung yang prospektif adalah AC, CCL, tepung

tempurung (CP) dan kerajinan. Activated carbon antara lain dapat digunakan untuk

industri minyak dan gas, pemurnian air, pengolahan pulp, pupuk dan tambang emas.

Ada empat komponen dasar dari buah kelapa, yaitu sabut, tempurung, daging buah

dan air yang dapat diolah menjadi berbagai macam produk.

Dalam modul ini yang akan dibahas hanya yang berhubungan dengan

tempurungnya saja.

B. Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari dan mengikuti semua petunjuk kegiatan pembelajaran dalam

modul ini, peserta diharapkan mampu memahami prinsip dan melaksanakan :

1) Pembuatan briket arang tempurung

2) Pembuatan asap cair

3) Pengujian biobriket arang tempurung

4) Pengujian asap cair

C. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar

Standar Kompetensi Kompetensi Dasar

1. Membuat bio briket arang tempurung

1.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 1.2. Menyiapkan bahan baku 1.3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket

2. Membuat asap cair dari proses pengarangan tempurung

2.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 2.2. Menyiapkan bahan baku 2.3. Melaksanakan proses pembuatan asap cair

3. Melakukan pengujian hasil bio briket arang tempurung

3.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 3.2. Menyiapkan bahan baku 3.3. Melakukan pengujian hasil bio briket

tempurung kelapa

4. Melakukan pengujian hasil asap cair/ pyrolisis

4.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 4.2. Menyiapkan bahan baku 4.3. Melakukan pengujian hasil asap cair dari

proses pengarangan tempurung kelapa

8

D. Indikator Keberhasilan

Terlaksananya pembelajaran peserta diklat meliputi pemahaman prinsip dan

melaksanakan :

1. Membuat Bio Briket Arang Tempurung

1.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu

1.2. Menyiapkan bahan baku

1.3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket

2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengarangan Tempurung

2.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu

2.2. Menyiapkan Bahan Baku

2.3. Melaksanakan proses pembuatan asap cair

3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang Tempurung


3.2. Menyiapkan bio briket sebagai specimen benda uji

3.3. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa

4. Melakukan Pengujian Hasil Asap Cair/ Pyrolisis


4.2. Menyiapkan asap cair grade 1,2, dan 3 debagai specimen benda uji

4.3. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan

tempurung kelapa

(Tingkat keberhasilan pembelajaran peserta diklat akan dievaluasi

berdasarkan kegiatan pembelajaran yang dikerjakannya)

9

BAB II. KEGIATAN PEMBELAJARAN

A. KEGIATAN BELAJAR 1.

PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG

1. Uraian Materi

o Tempurung

Tempurung kelapa yang dulu hanya digunakan sebagai bahan bakar,

sekarang sudah merupakan bahan baku industri cukup penting. Produk yang

dihasilkan dari pengolahan tempurung adalah arang, arang aktif, tepung tempurung,

dan barang kerajinan. Arang aktif dari tempurung kelapa memiliki daya saing yang

kuat karena mutunya tinggi dan tergolong sumber daya yang terbarukan. Selain

digunakan dalam industri farmasi, pertambangan, dan penjernihan, arang aktif

sekarang sudah dibuat untuk penyaring atau penjernih ruangan untuk menyerap

polusi dan bau tidak sedap dalam ruangan. Berdasarkan data ekspor tahun 2003,

Indonesia ternyata lebih banyak mengekspor dalam bentuk arang tempurung (56%),

sedangkan negara lain dalam bentuk arang aktif.

Pertumbuhan penduduk yang terus meningkat serta laju perkembangan

industri menyebabkan meningkatnya penggunaan energi. Selama ini pemenuhan

energi berasal dari minyak dan gas bumi yang merupakan sumber daya alam yang

tidak dapat diperbaharui dan keberadaannya semakin menipis. Untuk

mengantisipasi semakin berkurangnya minyak dan gas bumi, mendorong

diusahakannya pemanfaatan sumber energi alternatif.

Salah satu sumber energi alternatif yaitu penggunaan briket arang. Tahukah anda

tentang arang tempurung kelapa? Mungkin bagi anda yang belum tahu mulai

sekarang harus mencari tahu karena briket arang tempurung kelapa ini bisa diolah

menjadi sebuah minyak tanah yang mana dijadikan salah satu kebutuhan pokok

yang sukar sekali untuk didapatkan sekarang ini mengingat harga jual nya yang

cukup tinggi sehingga banyak orang yang beralih untuk lebih memilih gas elpiji.

10

Gambar 1.1. GPotensi Pengembangan Produk Kelapa

Hal ini bisa dijadikan sebagai peluang bisnis briket arang yang mana memberikan

keuntungan yang cukup menjanjikan nantinya jika diolah dengan tangan yang benar.

Kenaikan harga bbm yang berlangsung belakangan ini nyatanya dapat memberikan

efek yang cukup penting untuk penduduk kelompok kalangan bawah.

Gambar 1.2. Briket Arang Tempurung Sarat Peluang Bisnis

https://www.google.com/search?q=Peluang+Bisnis+Briket+Arang+Tempurung+Kelapa&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-a

http://3.bp.blogspot.com/-Q39Yg1AwY8w/UR2wPKzICWI/AAAAAAAACo4/dBmNEeLF0qM/s1600/briket+arang.jpg

11

Peluang bisnis ini menyasar karena Kenaikan harga minyak tanah yang

melambung tinggi sampai meraih empat kali lipat, ditambah lagi tingkat

kecenderungan pemakaian bbm yang makin hari semakin merangkak naik,

mendorong beberapa besar penduduk untuk mulai berpaling dari bahan bakar

minyak ke pemakaian bahan bakar alternatif.

Perumpamaannya saja potensi pemanfaatan briket arang tempurung kelapa

yang sangat memungkinkan apabila dikembangkan sebagai bahan bakar pengganti

minyak tanah serta gas elpiji. Melimpahnya sampah tempurung kelapa yang telah

tidak terpakai, serta besarnya kandungan daya yang dihasilkan limbah tersebut,

membuat banyak sekali warga yang mulai tertarik untuk mengembangkan bahan

bakar alternatif berbentuk biobriket dari limbah tempurung kelapa menjadi daya

energi alternatif terbarukan.

Pemakaian briket arang tempurung kelapa merupakan langkah pas bagi penduduk

untuk kurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar fosil layaknya minyak

tanah serta gas elpiji, ataupun pemakaian bahan bakar kayu yang tingkat

konsumsinya makin hari makin meningkat tajam hingga membahayakan ekologi

rimba. Tujuan pasar yang dapat anda bidik saat menjalankan usaha briket arang

tempurung yang berdomisili di daerah-daerah terpencil.

Di samping itu, anda juga dapat membidik beberapa pebisnis kuliner yang

belakangan ini mulai memakai bahan bakar alternatif berbentuk briket arang untuk

kurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar minyak tanah serta gas elpiji

yang harganya makin hari semakin melambung tinggi.

http://canimussurdis.blogspot.com/

http://canimussurdis.blogspot.com/2013/01/potensi-usaha-baju-online-di-tahun-2013.html

12

Gambar 1.3. Arang Tempurung dan Briket

o Proses Pembuatan Briket Arang Tempurung Kelapa

Sesungguhnya untuk pembuatan biobriket ini kita dapat menggunakan

berbagai macam bahan baku arang yang berupa limbah dan non limbah. Bahan

baku briket arang dapat berupa sekam padi, kayu, limbah dari industri

penggergajian, dan tempurung kelapa. Saat ini sedang dikembangkan briket arang

yang dihasilkan dari tempurung kelapa yang biasanya hanya merupakan limbah

pada industri pembuatan minyak kelapa. Perkembangan perkebunan kelapa di

Indonesia terus meningkat, pada tahun 1968 luas areal kelapa mencapai 1,595 juta

ha menjadi 3,712 ha tahun 1999 dengan volume ekspor minyak kelapa mencapai

735 ribu ton pada tahun 2000 (Anonim, 2003) yang berakibat semakin banyaknya

tempurung kelapa yang tidak dimanfaatkan secara optimal dan menjadi limbah

industri.

Dengan adanya ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin

berkembang, limbah tempurung kelapa ini dapat diproses menjadi produk olahan

yang lebih bermanfaat. Pembuatan briket arang dari tempurung kelapa merupakan

salah satu cara untuk menanggulangi limbah tempurung kelapa yang dapat dijadikan

sebagai sumber energi alternatif.

TEKNOLOGI PENGOLAHAN TEMPURUNG

TEMPURUNG

Arang Tempurung Liquid Smoke

Briket Karbonaktif

KarbonBlack

Pengawet

BahanBakar

Filter &Absorber

FillerKaret

Penggumpalan

lateks Ikan

Bakso

Tahu

CitaRasaAsap

Daging

Ikan

Gambar 1.4. Skema Teknologi Pengolahan Tempurung Kelapa

13

Untuk menghasilkan briket arang, hal utama yang harus dilakukan yaitu

pembuatan arang sebagai bahan dasar briket arang. Berbagai macam metoda

digunakan untuk menghasilkan arang, baik metode sederhana maupun dengan

menggunakan peralatan yang lebih modern.

Sebagian besar masyarakat masih menggunakan metode sederhana untuk

menghasilkan arang. Metode ini menggunakan ruang pembakaran berupa lubang

di dalam tanah, dapur pengarangan, maupun drum pengarangan. Pembakaran

dengan metode ini memakan waktu cukup lama, untuk pembakaran dengan lubang

di dalam tanah memerlukan waktu 6 – 7 hari (Palungkun, 2001).

Gambar 1.5. Tungku Pengarangan Sederhana

Peralatan yang lebih modern untuk pembuatan arang dilengkapi dengan

alat pengatur suhu pemanasan, sehingga suhu pengarangan dapat diketahui. Selain

itu asap yang dihasilkan tidak langsung dibuang ke lingkungan tetapi dikondensasi

menjadi asap cair.

14

Gambar 1.6. Tungku Pengarangan Modern

Beberapa keuntungan pembuatan arang dengan metode modern

dibandingkan metode sederhana yaitu jumlah arang yang dihasilkan lebih banyak,

proses karbonisasi lebih cepat, asap yang dihasilkan selama proses karbonisasi

dapat dijadikan asap cair sehingga mengurangi pencemaran lingkungan.

Arang yang dihasilkan dari proses pengarangan dikatakan baik jika arang

berwarna hitam merata dan tidak mengandung kotoran. Pada bagian ujung

pecahan arangnya bercahaya dan bila dijatuhkan di atas lantai yang keras, pecahan

kepingannya menampakkan lingkaran yang terang (Palungkun, 2001).

Jadi ciri arang yang baik untuk biobriket adalah :

o arang berwarna hitam merata

o tidak mengandung kotoran

o ujung pecahan arangnya bercahaya

o bila dijatuhkan pada lantai keras, pecahan kepingannya seperti lingkaran terang

Gambar 1.7. Arang Tempurung yang berkualitas

Pada pembuatan briket arang, arang terlebih dahulu dijadikan serbuk,

kemudian serbuk arang dicampur perekat dan dicetak. Bentuk dan ukuran briket

arang dapat dimodifikasi sehingga lebih praktis dalam penggunaannya sebagai

bahan bakar rumah tangga ( Hartoyo dkk, 1978).

15

Dilihat dari manfaat briket arang tempurung kelapa yang dapat digunakan sebagai

sumber energi alternatif, maka dalam proses pembuatannya juga akan dilakukan

pengujian untuk mengetahui kualitas briket arang yang dihasilkan.

o PROSES PELAKSANAAN PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG

Penyiapan Bahan Baku

Tempurung kelapa merupakan bagian yang paling keras dari buah kelapa.

Tempurung kelapa termasuk golongan kayu keras dengan kadar air sekitar enam

sampai sembilan persen (dihitung berdasar berat kering) dan terutama tersusun dari

lignin, selulosa dan hemiselulosa (Woodroof, 1970).

Adapun komposisi penyusun tempurung kelapa adalah sebagai berikut:

Tabel 1.1. Komposisi penyusun tempurung kelapa

Penyusun Tempurung

Jumlah ( % )

Lignin 36,51

Selulosa 33,61

Hemiselulosa 19,27

(Woodroof, 1970)

Briket arang tempurung kelapa dibuat dari bahan baku berupa tempurung

kelapa. Pemilihan bahan baku tempurung kelapa yang akan dijadikan arang

haruslah tempurung yang bersih dan berasal dari kelapa yang tua. Selain itu

bahan harus kering, agar proses pembakarannya berlangsung lebih cepat dan

tidak menghasilkan banyak asap (Palungkun, 2001).

MENYIAPKAN TEMPURUNG KELAPA SEBANYAK +/- 250kg, DENGAN

KRITERIA : BERSIH, BERASAL DARI KELAPA YANG TUA, DAN KERING

16

Gambar 1.8. Menyiapkan Tempurung Sesuai Kriteria

o PEMROSESAN

PENGARANGAN CARA SEDERHANA

Pengarangan cara sederhana banyak dilakukan oleh masyarakat, karena

dengan cirri has kesederhanaannya. Pengarangan sederhana dalam prosesnya

hanya akan menghasilkan arang saja, tidak akan menghasilkan asap cair, karena

tidak ada proses penampungan asap. Alat yang dipakai untuk pengarangan

adalah sebuah drum yang difungsikan sebagai tungku, untuk pengarangan dalam

jumlah banyak, dapat menggunakan beberapa tungku pembakaran

Proses Pengarangan :

1. Siapkan tungku pembakaran dan tempurung yang akan dipakai

2. Bersihkan tempurung dari kotoran dan sabut

3. Keringkan tempurung dengan cara dijemur, hingga kadar airnya kira-

kira 15%

4. Pengarangan dapat dilakukan dengan cara pengarangan langsung

pada tungku tertutup, dengan bahan bakar dibawah tungku tersebut

5. atau pembakaran tempurung yang akan dijadikan arang pada tungku,

kemudian pada saat semua tempurung sudah terbakar, lalu ditutup

dengan debu sisa pembakaran atau pasir, sihingga terjadi proses

pengarangan. Cara ini tidak memakai bahan bakar tersendiri.

6. Selanjutnya arang tempurung disortir dari bagian pengarangan yang

tidak sempurna/ masih mentah.

7. Untuk menghasilkan kualitas arang yang baik, diperlukan pengalaman

dan cara-cara yang sesuai dengan cara pengarangan modern

17

Gambar 1.9. Sampel arang tempurung yang belum matang

o PENGARANGAN TEMPURUNG KELAPA CARA MODERN

Bahan baku tempurung yang sudah dipilih kemudian diproses lebih lanjut

menggunakan proses pyrolisis. Apabila tempurung kelapa dipirolisis, maka akan

terjadi rangkaian proses peruraian penyusun tempurung kelapa tersebut, dan akan

menghasilkan arang, tar dan gas (Hartoyo dkk,1978).

a. Pengarangan tempurung Tahap suhu rendah (0o C – 200o C)

Reaksi yang terjadi pada bagian ini adalah reaksi endotermis, yaitu reaksi yang

menyerap panas, artinya panas yang dihasilkan dari reaksi tersebut lebih rendah

dari panas yang diterima. Reaksi ini pada intinya adalah proses menguapkan air,

walaupun titik didih air adalah 100o C tetapi untuk menguapkan air yang berada di

dinding sel diperlukan suhu sampai 200o C.

Pada tahap ini, meskipun lambat terjadi pula proses dekomposisi kayu.

Walaupun kekuatan kayu naik seiring dengan menurunnya kadar air kayu, namun

perlahan-lahan akan menurun jika sudah di atas 100o C. Proses prengarangan

berjalan pelan namun kayu tempurung tidak sampai terbakar. Kelembaban tinggi

akibat proses penguapan air.

18

Gambar 1.10. Proses memasukkan tempurung pada tungku pengarangan sesuai dengan kapasitas tungkunya

b. Pengarangan Tahap Suhu Tinggi (di atas 200o C)

Tahap ini merupakan reaksi eksotermis , yaitu reaksi yang menghasilkan panas

artinya panas yang dihasilkan dari reaksi ini lebih besar dari yang diterima.

Pada tahap ini proses dekomposisi meningkat pesat, dimulai dari terjadinya proses

dekomposisi komponen kayu misalkan hemiselulosa, selulosa dan lignin.

Hemiselulosa terdekomposisi pada suhu 200o C - 250o C, selulosa mulai 280oC dan

berakhir pada 300o C–350o C, sementara lignin mulai terdekomposisi pada suhu

300o C-350o C dan berakhir pada suhu 400o C – 450o C.

Pada permulaan pirolisis dihasilkan gas-gas yang mudah terbakar seperti CO,

metana, metanol, formaldehid dan asam asetat. Proses pirolisis selanjutnya

menghasilkan tar, termasuk di dalamnya adalah furfural dan derivatif furan sebagai

hasil dekomposisi dari pentosan, kemudian glukosa sebagai hasil dekomposisi

selulosa dan berbagai macam senyawa aromatik (fenol, xilenol) sebagai hasil

dekomposisi lignin. Semua hasil dekomposisi menguap bersamaan dengan

meningkatnya suhu pirolisis dan residu yang tertinggal adalah arang.

Setelah proses pirolisis selesai kemudian bahan arang tempurung yang didapat

digunakan sebagai bahan pembuatan briket arang tempurung. Proses pembuatan

briket arang tempurung dapat menggunakan cara berikut.

c. Pembuatan Serbuk/Tepung Arang

Tempurung kelapa yang telah menjadi arang, kemudian dibuat serbuk yaitu

digiling dengan mesin penggiling dan ditumbuk. Serbuk yang telah diperoleh

disaring dengan saringan 20 mesh dan tertahan 42 mesh. Serbuk arang siap

digunakan untuk pembuatan briket.

19

Gambar 1.11. Mesin Penepung Arang Tempurung

Gambar 1.12. Proses Penepungan Arang Tempurung

d. Pembuatan Pasta Briket

Pasta briket dibuat dengan mencampur bahan perekat pati dengan serbuk

arang tempurung menggunakan perbandingan 1 : 25. Perekat pati dibuat

dengan campuran pati dan air dengan perbandingan 1 : 8. Campuran

dipanaskan sampai campuran matang. Setelah perekat pati matang kemudian

dicampurkan secara merata dengan serbuk arang tempurung secara manual

ataupun menggunakan mesin pengaduk.

Komposisi antar bahan pencampur dapat diamati dari skema dibawah ini :

20

Gambar 1.13. Diagram Komposisi Pasta Biobriket Arang Tempurung

Gambar 1.14. Mesin Pengaduk/ Mixer Adonan Briket dan Tepung Arang

e. Pencetakan Briket

Setelah adonan briket jadi, kemudian adonan dimasukkan ke dalam alat cetak

briket,

o Masukkan adonan briket pada moulding cetakan, sehingga memenuhi

seluruh rongga silinder cetakan, volume adonan briket, seperti halnya

volume silinder cetakan

o Kemudian dipadatkan dengan tangan, sehingga permukaan atas adonan

briket, sama tinggi dengan permukaan bagian atas cetakan

PASTA BIOBRIKET

TEPUNG ARANG (25 kg)

TEPUNG KANJI/TAPIOKA

(1kg)

Air (8 liter)

21

o Mengatur meja cetakan briket, sehingga bagian pin pengepres tepat berada

dibagian tengah (senter) silinder rongga cetakan briket, kuncikan kedudukan

meja cetakan pada posisi yang seharusnya

o Memutar roda torak cetakan, sehingga pin pencetak menekan seluruh

permukaan adonan briket, sehingga terjadi kepadatan tertentu

o Mengeluarkan briket yang telah selesai dicetak, simpan pada loyang dan

siap untuk dikeringkan

Gambar 1.15. Mesin Pengaduk/ Mixer Adonan Briket dan Tepung Arang

f. Pengeringan Briket

Setelah dicetak, selanjutnya biobriket dikeringkan. Pengeringan dapat dilakukan

secara alamiah/manual dijemur dibawah terik matahari, atau dimasukkan pada

alat pengering khusus (oven). Proses pengeringan secara manual di bawah

terik matahari dilakukan selama 3-4 hari, atau kalau dengan menggunakan

oven, dikeringkan pada suhu oven 60oC selama 24 jam. sebelum dimasukkan

oven, briket diangin-anginkan terlebih dahulu minimal 12 jam, agar tidak terjadi

pengeringan yang mendadak, yang dapat menyebabkan pecah-pecah.

22

Gambar 1.16. Pengeringan Bio Briket Pada Oven Khusus Pada Temp. 60O C

Gambar 1.17. Pengeringan Bio Briket Pada Oven Khusus Pada Temp. 60O C

23

Gambar 1.18. Bio Briket yang sudah jadi selanjutnya di packing

2. Tugas Latihan

Tugas Latihan ke 1:

(Setelah anda menyimak uraian materi di atas dan mungkin anda

mendapat informasi serupa yang lebih luas dari media lain, selanjutnya

jawab pertanyaan dibawah ini dengan vukup rinci)

1.1. Jelaskan bagaimana potensi kelapa saat ini (contohkan potensi

kelapa didaerah anda) kaitannya dengan rencana

pengembangan energi baru terbarukan ?

1.2. Jelaskan bagaimana aspek peluang bisnisnya, apabila

pengembangan energi baru terbarukan yang bersumber dari

tempurung kelapa, berhasil dilaksanakan ?

24

1.3. Apabila anda berhasil memproduksi bio briket dari tempurung

kelapa, kemana akan anda pasarkan ?

Tugas Latihan ke 2 :

(Setelah anda menyimak uraian materi PROSES PEMBUATAN BRIKET ARANG

TEMPURUNG KELAPA di atas dan mungkin anda mendapat informasi serupa yang lebih

luas dari media lain, selanjutnya jawab pertanyaan dibawah ini)

2.1. Identifikasikan bahan baku yang dapat dipakai untuk bio briket :

a) ………………………………………………………………………

b) …………………………………………………………….……….

c) ………………………………………………………………………

d) ………………………………………………………………………

e) ………………………………………………………………………

2.2. Jelaskan apa kelebihan tempurung kelapa sebagai bahan baku bio briket !

………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………….

2.3. Jelaskan fungsi potensi arang tempurung, terkait dengan energy !

………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………….

2.4. Identifikasikan fungsi karbon aktif hasil dari arang tempurung !

………………………………………………………………………

………………………………………………………………………

2.5. Identifikasikan fungsi briket arang tempurung (bio briket) !

………………………………………………………………….

………………………………………………………………….

25

2.6. Jelaskan pembuatan arang dengan cara metode sederhana !

………………………………………………………………….

………………………………………………………………….

2.7. Identifikasikan keuntungan pembuatan arang dengan metode modern !

………………………………………………………………….

………………………………………………………………….

………………………………………………………………….

Tugas Latihan ke 3

(Setelah anda menyimak uraian materi PENYIAPAN BAHAN BAKU di atas dan mungkin

anda mendapat informasi serupa yang lebih luas dari media lain, selanjutnya jawab

pertanyaan dibawah ini)

3.1. Apa yang menjadi patokan untuk menentukan jumlah bahan baku yang akan

disiapkan ?

3.2. Apakah tempurung yang akan dipilih termasuk sabut yang menempel pada

tempurung tersebut? * Ya Tidak, alasannya adalah ……………………

3.3. Berapa persen kadar air tempurung maksimum yang akan dipakai langsung

dalam pengarangan ?

3.4. Apabila pengarangan memakai tempurung yang kotor dan mengandung

banyak sabut menempel pada tempurung tersebut, bagaimana kualitas hasil

arangnya?

3.5. Tuliskan beberapa persyaratan tempurung yang baik untuk dijadikan

biobriket!

26

3. Rangkuman Kegiatan Belajar 1.

Kegiatan Belajar 1 ini membahas tentang :

Membuat Bio Briket Arang Tempurung, dengan sub pokok bahasan sebagai

berikut :

1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu

2. Menyiapkan bahan baku

3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket

Sebagian besar masyarakat masih menggunakan metode sederhana untuk

menghasilkan arang. Metode ini menggunakan ruang pembakaran berupa lubang

di dalam tanah, dapur pengarangan, maupun drum pengarangan. Pembakaran

dengan metode ini memakan waktu cukup lama, untuk pembakaran dengan lubang

di dalam tanah memerlukan waktu 6 – 7 hari (Palungkun, 2001).

Peralatan yang lebih modern untuk pembuatan arang dilengkapi dengan alat

pengatur suhu pemanasan, sehingga suhu pengarangan dapat diketahui. Selain itu

asap yang dihasilkan tidak langsung dibuang ke lingkungan tetapi dikondensasi

menjadi asap cair

o Proses Pengarangan :

1. Siapkan tungku pembakaran dan tempurung yang akan dipakai

2. Bersihkan tempurung dari kotoran dan sabut

3. Keringkan tempurung dengan cara dijemur, hingga kadar airnya kira-kira

15%

4. Pengarangan dapat dilakukan dengan cara pengarangan langsung pada

tungku tertutup, dengan bahan bakar dibawah tungku tersebut

5. atau pembakaran tempurung yang akan dijadikan arang pada tungku,

kemudian pada saat semua tempurung sudah terbakar, lalu ditutup

27

dengan debu sisa pembakaran atau pasir, sihingga terjadi proses

pengarangan. Cara ini tidak memakai bahan bakar tersendiri.

6. Selanjutnya arang tempurung disortir dari bagian pengarangan yang tidak

sempurna/ masih mentah.

7. Untuk menghasilkan kualitas arang yang baik, diperlukan pengalaman dan

cara-cara yang sesuai dengan cara pengarangan modern

o Pembuatan Pasta Briket


arang tempurung menggunakan perbandingan 1 : 25. Perekat pati dibuat dengan

campuran pati dan air dengan perbandingan 1 : 8. Campuran dipanaskan sampai

matang. Setelah perekat pati matang kemudian dicampurkan dan diaduk secara

merata dengan serbuk arang tempurung secara manual ataupun menggunakan

mesin pengaduk

Pencetakan Briket

Setelah adonan briket jadi, kemudian adonan dimasukkan ke dalam

alat cetak briket,

o Masukkan adonan briket pada moulding cetakan, sehingga memenuhi

seluruh rongga silinder cetakan, volume adonan briket, seperti halnya

volume silinder cetakan

o Kemudian dipadatkan dengan tangan, sehingga permukaan atas adonan

briket, sama tinggi dengan permukaan bagian atas cetakan

o Mengatur meja cetakan briket, sehingga bagian pin pengepres tepat berada

dibagian tengah (senter) silinder rongga cetakan briket, kuncikan kedudukan

meja cetakan pada posisi yang seharusnya

o Memutar roda torak cetakan, sehingga pin pencetak menekan seluruh

permukaan adonan briket, sehingga terjadi kepadatan tertentu

o Mengeluarkan briket yang telah selesai dicetak, simpan pada loyang dan

siap untuk dikeringkan

Pengeringan Briket

Setelah dicetak, selanjutnya biobriket dikeringkan. Pengeringan dapat dilakukan

secara alamiah/manual dijemur dibawah terik matahari, atau dimasukkan pada alat

28

pengering khusus (oven). Proses pengeringan secara manual di bawah terik

matahari dilakukan selama 3-4 hari, atau kalau dengan menggunakan oven,

dikeringkan pada suhu oven 60oC selama 24 jam

4. Evaluasi Materi

o Post Test

Kerjakan soal dibawah ini pada lembar jawaban yang telah disediakan.

1. Jelaskan persyaratan tempurung kelapa yang baik untuk

dijadikan bio briket

2. Buatlah gambaran proses pengarangan tempurung kelapa cara

sederhana

3. Jelaskan manfaat pengarangan tempurung dilakukan secara

modern

4. Jelaskan prosedur dan cara membuat adonan briket

5. Jelaskan cara melakukan pencetakan adonan briket menjadi

briket yang bentuknya stándar dan padat

6. Jelaskan kriteria oven pengering yang memenuhi persyaratan

untuk mengeringkan bio briket

7. Jelaskan cara mengeringkan bio briket pada oven, agar

hasilnya memenuhi standard kekeringan dan kualitasnya baik

8. Jelaskan mengapa kadar air bio briket tidak boleh lebih dari

10% ?

o Tugas Praktek

Kerjakanlah Tugas Praktek Pembuatan Briket Arang Tempurung berikut ini

menurut tatacara standard (SOP) yang tepat:

1. Pembuatan Arang Tempurung, cara tradisional atau cara modern

2. Pembuatan Tepung Arang Tempurung

29

3. Pembuatan Pasta briket

4. Pencetakan biobriket

5. Pengeringan /oven biobriket

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut o Progres Pembelajaran :

Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asapcair Nama Peserta : ………………………………………… Sekolah Asal : …………………………………………

Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar Skor Standar

Skor yang

dicapai

Keterangan

(L/ TL)





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….

3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang tempurung




30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….

4. Melakukan Pengujian hasil asap cair/ pyrolisis



4.6. Melakukan pengujian

30

30

…………….

…………….

30

hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa

40 …………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….

Cimahi, ……………………………………… 2013 Penilai

………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………

B. KEGIATAN BELAJAR 2. PEMBUATAN ASAP CAIR

1. Uraian Materi

a. Pendahuluan

Pengasapan telah lama dikenal sebagai salah satu tahapan dalam

pengolahan produk pangan. Tujuan semula dari pengasapan adalah menghambat

laju kerusakan produk. Namun dalam perkembangannya tujuan pengasapan tidak

hanya itu, tetapi lebih ditujukan untuk memperoleh kenampakan tertentu pada

produk asapan dan citarasa asap pada bahan makanan. Astuti (2000)

mengemukakan bahwa penggunaan asap cair lebih menguntungkan daripada

menggunakan metode pengasapan lainnya karena warna dan citarasa produk dapat

dikendalikan, kemungkinan menghasilkan produk karsinogen lebih kecil, proses

pengasapan dapat dilakukan dengan cepat dan bisa langsung ditambahkan pada

bahan selama proses. Pengasapan diperkirakan akan tetap bertahan pada masa

yang akan datang karena efek yang unik dari citarasa dan warna yang dihasilkan

pada bahan pangan.

Asap cair dapat diperoleh dengan cara pirolisis tempurung kelapa kemudian

dilakukan kondensasi. Untuk aplikasi asap cair, perlu dilakukan pemisahan

komponen tar, karena terikutnya komponen ini dapat memberikan kenampakan

yang jelek. Salah satu cara untuk memisahkan tar adalah dengan perlakuan

destilasi untuk memperoleh sifat organoleptik yang diinginkan. Menurut Yuwanti dkk

(1999) proses destilasi terhadap asap cair juga dapat menghilangkan senyawa yang

tidak diinginkan dalam asap cair seperti hidrokarbon karsinogen dan residu tar.

Asap cair mengandung berbagai senyawa yang terbentuk karena terjadinya

pirolisis tiga komponen kayu yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin.

Lebih dari 400 senyawa kimia dalam asap telah berhasil diidentifikasi.

Komponen-komponen tersebut ditemukan dalam jumlah yang bervariasi tergantung

31

jenis kayu, umur tanaman sumber kayu, dan kondisi pertumbuhan kayu seperti iklim

dan tanah. Komponen-komponen tersebut meliputi asam yang dapat mempengaruhi

citarasa, pH dan umur simpan produk asapan; karbonil yang bereaksi dengan

protein dan membentuk pewarnaan coklat dan fenol yang merupakan pembentuk

utama aroma dan menunjukkan aktivitas antioksidan (Astuti, 2000).

Selain itu Fatimah (1998) menyatakan golongan-golongan senyawa penyusun

asap cair adalah air (11-92 %), fenol (0,2-2,9 %), asam (2,8-9,5 %), karbonil (2,6-

4,0 %) dan tar (1-7 %).

Kandungan senyawa-senyawa penyusun asap cair sangat menentukan sifat

organoleptik asap cair serta menentukan kualitas produk pengasapan. Komposisi

dan sifat organoleptik asap cair sangat tergantung pada sifat kayu, temperatur

pirolisis, jumlah oksigen, kelembaban kayu, ukuran partikel kayu serta alat

pembuatan asap cair (Girard, 1992).

Diketahui pula bahwa temperatur pembuatan asap merupakan faktor yang

paling menentukan kualitas asap yang dihasilkan. Darmadji dkk (1999) menyatakan

bahwa kandungan maksimum senyawa-senyawa fenol, karbonil, dan asam dicapai

pada temperatur pirolisis 600 oC. Tetapi produk yang diberikan asap cair yang

dihasilkan pada temperatur 400 oC dinilai mempunyai kualitas organoleptik yang

terbaik dibandingkan dengan asap cair yang dihasilkan pada temperatur pirolisis

yang lebih tinggi.

Adapun komponen-komponen penyusun asap cair meliputi:

o Senyawa fenol

Senyawa fenol diduga berperan sebagai antioksidan sehingga dapat

memperpanjang masa simpan produk asapan.

Kandungan senyawa fenol dalam asap sangat tergantung pada temperatur

pirolisis kayu. Menurut Girard (1992), kuantitas fenol pada kayu sangat bervariasi

yaitu antara 10-200 mg/kg Beberapa jenis fenol yang biasanya terdapat dalam

produk asapan adalah guaiakol, dan siringol.

Senyawa-senyawa fenol yang terdapat dalam asap kayu umumnya

hidrokarbon aromatik yang tersusun dari cincin benzena dengan sejumlah gugus

hidroksil yang terikat. Senyawa-senyawa fenol ini juga dapat mengikat gugus-gugus

lain seperti aldehid, keton, asam dan ester (Maga, 1987).

32

HO

H3CO

Guaiakol

OCH3

HO

H3CO

Siringol

o Senyawa karbonil

Senyawa-senyawa karbonil dalam asap memiliki peranan pada pewarnaan

dan citarasa produk asapan. Golongan senyawa ini mepunyai aroma seperti aroma

karamel yang unik. Jenis senyawa karbonil yang terdapat dalam asap cair antara

lain adalah vanilin dan siringaldehida.

HO

H3CO

Vanilin

C

O

H

HO

H3COC

O

H

OCH3

Siringaldehida

o Senyawa asam

Senyawa-senyawa asam mempunyai peranan sebagai anti bakteri dan

membentuk citarasa produk asapan. Senyawa asam ini antara lain adalah asam

asetat, propionat, butirat dan valerat.

o Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis

Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis (HPA) dapat terbentuk pada proses

pirolisis kayu. Senyawa hidrokarbon aromatik seperti benzo(a)pirena merupakan

senyawa yang memiliki pengaruh buruk karena bersifat karsinogen (Girard, 1992).

Girard (1992) menyatakan bahwa pembentukan berbagai senyawa HPA

selama pembuatan asap tergantung dari beberapa hal, seperti temperatur pirolisis,

waktu dan kelembaban udara pada proses pembuatan asap serta kandungan udara

dalam kayu.

33

Dikatakan juga bahwa semua proses yang menyebabkan terpisahnya

partikel-partikel besar dari asap akan menurunkan kadar benzo(a)pirena. Proses

tersebut antara lain adalah pengendapan dan penyaringan.

o senyawa benzo(a)pirena

Benzo(a)pirena mempunyai titik didih 310 oC dan dapat menyebabkan kanker

kulit jika dioleskan langsung pada permukaan kulit. Akan tetapi proses yang terjadi

memerlukan waktu yang lama (Winaprilani, 2003).

Untuk mendapatkan biobriket dan asap cair yang berkualitas maka harus kita

persiapkan beberapa sarana pendukung yang berkualitas dan memadai pula.

Banyak peralatan pencetak biobriket dan asap cair dengan spesifikasi dan

kapasitas bervariasi yang beredar di pasaran dengan berbagai merk produk yang

bermacam-

macam pula.

Mesin produksi biobriket dan asap cair ini merupakan satu unit mesin pengolah

limbah tempurung kelapa secara terpadu sehingga diharapkan dalam sekali proses

kita mendapatkan hasil secara terpadu pula. Dengan demikian kita peralatan ini

dapat berfungsi secara optimal dengan memberikan keuntungan ganda disamping

tentu saja pertimbangan komponen bahan yang ekonomis.

Peralatan produksi yang digunakan untuk memproses bahan baku tempurung

kelapa menjadi briket dan asap cair terdiri dari beberapa unit mesin, yaitu:

Mesin Pengeringan Tempurung

Mesin Pembakaran

Mesin Penepungan

Mesin Pencetakan

Mesin Destilasi dan Penyaringan

Mesin Pengemasan

34

Gambar 2.1. Alat Destilasi Lab Pemroses Asap Cair

Secara umum proses pembuatan biobriket dan asap cair seperti alur pada bagan

berikut:

35

DIAGRAM PROSES PEMBUATAN BIOBRIKET DAN ASAP CAIR

Gambar 2.2. Diagram Proses Pembuatan Biobriket dan Asap Cair

36

Proses Pirolisis

Pirolisis adalah degradasi limbah organik secara thermal dalam kondisi tanpa

oksigen untuk menghasilkan arang karbon, minyak dan gas yang dapat dibakar.

Besarnya produk yang akan dihasilkan dipengaruhi kondisi proses, terutama

temperatur dan laju pemanasan. Perbedaan utama pirolisis, gasifikasi dan

insinerasi: jumlah oksigen yang disuplai ke rekator thermal.

Temparatur relatif rendah, yaitu dalam rentang 400-800C. Kondisi proses yang

bervariasi mengakibatkan perbedaan produk arang, gas atau minyak yang

dihasilkan.

Panas disuplai melalui pemanasan tidak langsung, seperti pembakaran dari gas

atau minyak, atau pemanasan langsung menggunakan transfer gas panas.

Pirolisis memiliki kelebihkan dalam menghasilkan gas atau produk minyak dari

limbah yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk proses pirolisis itu

sendiri.

b. Pirolisis dari limbah domestik (sampah kota) menghasilkan:

35% produk arang

kadar abu hingga 37%

c. Pirolisis dengan laju pemanasan yang lambat terhadap limbah ban akan

menghasilkan:

Arang hingga 50%

kadar abu sekitar 10%

Pemanfaatan arang:

37

Digunakan langsung sebagai bahan bakar

Dipadatkan menjadi briket bahan bakar

Digunakan sebagai bahan adsorpsi seperti karbon aktif .

Proses Pirolisis

Proses pembakaran bahan baku tempurung kelapa menjadi arang

tempurung dan asap cair dengan menggunakan tungku pirolisis, adapun

langkah-langkah adalah sebagai berikut:

Pada waktu pengisian bahan baku diusahakan tempurung kelapa terisi penuh

di dalam reaktor dengan menggunakan balok kayu untuk memadatkan

tempurung di dalam reaktor pirolisis.

Reaktor ditutup rapat setelah terisi penuh dengan tempurung kelapa. Untuk

mencegah asap keluar dari reaktor pirolisis.

Untuk proses pembakaran disediakan bahan bakar sekitar 40 – 50 kg

tempurung untuk membakar 120 kg tempurung yang akan dijadikan briket.

Pada saat proses pembakaran suhu pirolisis dikontrol melalui alat kontrol

temperatur yang terpasang diatas reaktor pirolisis. Selama proses

pembakaran suhu dijaga sekitar 300-400 o C.

Kran pada separator / penampung tar harus dibuka 5-10 menit per jam

karena untuk mencegah cairan tar mengeras didalam pipa. Disamping itu

untuk mencegah terjadinya tekanan tinggi pada reaktor pirolisis.

Setelah 5 – 6 jam dimana asap cair tidak keluar dari kondensor maka proses

pirolisis dianggap sudah selesai.

Setelah proses pirolisis selesai tempurung (sisa pembakaran) yang

digunakan sebagai bahan bakar kemudian dapat dikeluarkan dan dimatikan

dengan menggunakan air.

Arang hasil pirolisis yang ada didalam reaktor didiamkan terlebih dahulu

selama 2 jam kemudian dikeluarkan dan digiling.

a. Proses Pembuatan Asap Cair

1) Penangkapan Asap Cair

Pada saat proses pirolisis berlangsung sekitar 4-6 jam, asap cair akan

keluar dan masih mengandung gas metan dan tar, disalurkan melalui pipa

diameter 3 cm ke tangki penampung asap. Asap akan mulai mengembun

38

menjadi cairan pada drum kondensor. Jadilah asap cair sebanyak 55 liter.

Asap cair yang dihasilkan masih berupa asap cair grade C (masih

mengandung tar sehingga warna coklat pekat) dengan kadar pH 4-5.

2) Pemisahan Tar

Pada saluran pipa asap cair ini tar berupa larutan hitam pekat yang mirip

dengan oli di tangkap melalui separator kemudian ditampung pada bak

penampungan tar. Yang dibuka 5 - 10 menit setiap satu jam proses.

3) Proses Recycle Gas Metan

Dari tangki penampung asap cair terdapat asap yang mengembun

menjadi cairan dan gas yang masih belum terkondensasi berupa gas

metan yang selanjutnya masih dapat dimanfaatkan dengan cara dibakar

dan disalurkan kembali ke bawah reaktor untuk membantu bahan bakar

pirolisis.

4) Pemisahan Asap Cair Grade C dengan tar

Asap cair ditampung pada tabung pemurnian untuk diproses menjadi asap

cair murni grade A dan B (tidak mengandung gas metan dan tar). Hal ini

dapat dilakukan melalui proses pengendapan asap cair grade C selama

minimal satu minggu, untuk mengendapkan tar. Asap cair yang telah

terpisah oleh tar disaring dengan Zeolit aktif, proses selanjutnya asap cair

grade C dilakukan dilakukan destilasi untuk pemurnian.

5) Pemurnian Asap Cair Grade C menjadi Grade A dan B (proses

destilasi)

Pada proses detilasi diusahakan suhu awal mencapai 250 C selama 3 jam

(grade B) dengan warna agak kecoklatan dan kadar PHA yg masih cukup

tinggi. Kemudian perlahan lahan diturunkan sampai dengan 120 C.

Selama suhu 120 C proses destilasi sebaiknya dipertahankan selama 5

jam (grade A) dengan warna coklat muda agak bening dengan kadar PHA

yang sangat sedikit. Kedua proses diatas dilakukan untuk volume asap

cair sebanyak 55 liter, pada penurunan temperatur hasil asap cair akan

semakin baik dimana larutan asap cair akan semakin bening dan kadar tar

sudah habis begitu juga dengan kadar benzoapyrene/Polycyclic

Hidrocarbon Aromatic (PHA).

39

.

6) Pengemasan dan Pemanfaatan Asap Cair

Asap Cair kemudian disimpan dalam penampungan untuk siap dikemas

sesuai dengan gradenya masing-masing.

Tungku Pirolisis

Alat yang digunakan untuk pembakaran tempurung (pengarangan)

menggunakan tungku pirolisis, agar hasil arang karbon bisa sempurna dan juga

bisa didapatkan hasil lain berupa asap cair, dan gas methan. Untuk lebih

jelasnya , Anda perhatikan pembahasan berikut ini.

Bagan Dapur Pirolisis Arang Tempurung dan Kondensasi Asap Cair

Gambar 2.3. Bagan Dapur Pirolisis Arang Tempurung dan Kondensasi Asap Cair

garis sambung

garis asli

tutup outlet

fire exhaust s/s

dia. 4"

flange 2"-304-JIS

plate s/s JIS-304 3mm

Detail sambungan

knee dia. 2"

pipa s/s dia.2"flange 2"-304-JIS

reducer 2-1/2"

Detail sambungan

knee dia. 2"

flange 1/2"-304-JIS

s/s 1/2"

s/s dia. 4"

stop kran s/s dia. 1/2"

besi siku 5/5

s/s dia. 1/2"

drum dia.60

besi dia 12

drain out

drain in

besi siku 5/5

double plat s/s#3mm

40

Gambar 2.4. Metode Recycling Gas Metan untuk Pembakaran

Keterangan Gambar:

(1) Tabung pirolisis

Tempat menampung semua bahan tempurung/kayu/serbuk gerjen yang akan

dijadikan arang melalui proses pirolisis.

(2) Tungku pembakaran

Tungku pembakaran berfungsi untuk membakar semua bahan yang akan

dibakar dalam tabung pirolisis.

(3) Lubang udara

Lubang udara berfungsi untuk sirkulasi udara selama proses pembakaran

agar panas yang dihasilkan bisa merata

(4) Lubang bahan bakar

Lubang bahan bakar berfungsi untuk keluar masuknya semua bahan bakar

yang digunakan selama proses pembakaran.

(5) Pengukur suhu

Pengukur suhu adalah alat yang berfungsi untuk mengatur suhu selama

proses pembakaran dalam tungku agar lebih stabil sehingga proses

41

pengarangan menjadi lebih sempurna.

(6) Tabung kondensasi

Tabung kondensasi berfungsi untuk mendinginkan asap/gas agar menjadi zat

cair sehingga mempermudah dalam penyimpanan.

(7) Blower

Blower berfungsi untuk mendorong agar asap dapat mengalir secara cepat

dan lancar dalam tempat penampungan.

(8) Penampung tar

Penampung tar adalah alat yang digunakan untuk menampung tar yang

keluar selama proses pengarangan mengggunakan pirolisis.

(9) penampung bio-oil

Penampung bio-oil adalah tempat untuk menampung asap cair yang

dihasilkan dalam proses pengarangan dengan pirolisis.

(10) Pengukur tekanan

Pengukur tekanan merupakan peralatan yang mendukung dalam

pengarangan menggunakan tabung pirolisis, berfungsi untuk mengukur

tekanan agar tetap stabil.

(11) pipa gas recycle

Pipa gas recycle merupakan alat pendukung tabung pirolisis, berfungsi untuk

merecycle semua bahan gas yang dihasilkan selama proses pengarangan

dan digunakan sebagai tambahan bahan bakar.

(12) pipa bio-oil

Pipa bio-oil merupakan alat pendukung tabung pirolisis, berfungsi untuk

mengalirkan bio-oil yang diperoleh selama proses pengarangan dalam

pirolisis.

Karakteristik Umum Alat

Mesin pembuatan biobriket mengolah 120 kg tempurung kelapa dengan

kadar air 15-20% hingga menghasilkan kira-kira 40 kg biobriket berukuran

silinder dengan diameter 3.5 cm tinggi 6 cm dan diameter lubang 0.5 cm setiap

potongnya, asap cair grade C sebanyak 50 liter dan tar 3 lt serta gas methan

yang digunakan sebagai bahan bakar tambahan. Mesin ini terdiri dari beberapa

bagian yang dapat diintegrasikan atau terpisah sesuai dengan tahapan

pekerjaan, yaitu:

42

a. Proses Pirolisis untuk pembuatan arang tempurung kelapa dengan

menggunakan tabung pirolisis dengan blower gas methan sebagai bahan

bakar tambahan. Proses pirolisis berlangsung selama 4-6 jam pada suhu

300-400o C.

b. Proses kondensasi untuk menghasilkan tar, gas methan dan asap cair

grade C yang dilakukan dengan menggunakan tabung kondensator dengan

air bersuhu 23-250 C yang disirkulasi menggunakan pompa air.

c. Proses destilasi untuk merubah asap cair grade C menjadi grade lebih

tinggi dilakukan proses dehidrasi menggunakan zeolit aktif untuk menyerap

air. Setelah itu asap cair tersebut dimurnikan menjadi grade B atau grade B

menjadi grade A dengan menggunakan tabung destilator yang suhunya

dapat diatur antara 120-250oC.

Karakteristik Khusus Alat

Instalasi Pirolisator dan Kondensator Tempurung Kelapa

Gambar 2.5 . Reaktor pirolisis sebelum dipakai

43

Reaktor pirolisis berdiameter 750 mm, tinggi 1040 cm dan kerucut dengan

ketinggian 323 mm serta ketebalan plat 3 mm stainless steel. Konstruksi pirolisis ini

dilengkapi dengan exhaust valve untuk menjaga tekanan dalam reaktor dan fire

exhaust dengan diameter 4 inchi dan tempat termometer untuk mengukur suhu

dalam reaktor. Dibawah reaktor ditempatkan ruang untuk pembakaran dengan

ukuran kaki reaktor yang terbuat dari siku 5/5 dan tinggi 440 mm, lebar 750mm.

Proses pirolisis berlangsung selama 4-6 jam pada suhu 300-400o C yang

diukur dengan termometer payung. Pengaturan suhu dilakukan dengan mengontrol

cara pembakaran dengan bahan tempurung kelapa. Hasil yang diperoleh dari

proses pirolisis ini adalah arang tempurung kelapa, asap cair dan gas methan.

Untuk mengalirkan gas asap cair ke drum kondensor menggunakan pipa

diameter 2 Inchi dengan kemiringan 300 pada lekukan separator. Pipa ini

menggunakan flange 2” unruk menghubungkan antara reaktor dengan drum

kondensor dan juga flange 0.5” untuk menghubungkan dengan pipa separator

Separator dibuat dari bahan stainless diameter 4” denan ketinggian 200 mm

yang dilengkapi dengan stop kran diameter 0.5” untuk mengeluarkan tar.

Pengolahan asap cair grade C dilakukan dengan menggunakan drum kondensator

dengan air yang bersirkulasi. Untuk memisahkan tar dilakukan menggunakan

sparator yang dipasang pada saluran sebelum masuk tabung kondensator.

Kondensator terbuat dari bahan stainless dengan ukuran diameter 600 mm

dan tinggi drum 880 mm. Dengan pipa kondensor diameter 0.5” tempat mengalirnya

asap cair dan drum kondensor ini dilengkapi dengan pipa sirkulasi keluar masuknya

air. Drum ini didukung dengan kaki yang terbuat dari besi siku 5/5 lebar kaki 667 mm

dan tinggi 420 mm.

Untuk memisahkan dan memanfaatkan gas methan dilakukan dengan

menyambung saluran keluar tabung kondensator dengan pipa yang mengarah ke

atas dan kemudian menghubungkannya dengan tabung pirolisis melalui blower.

Asap cair grade C diperoleh dengan memasang penampung asap cair pada saluran

keluar tabung kondensator yang mengarah ke bawah. Penampungan asap cair

terbuat dari bahan stainless dengan kapasitas 60 liter.

44

Proses Destilasi

Distilasi adalah suatu proses yang di dalamnya suatu cairan atau uap

campuran dari dua atau lebih substansi dipisahkan ke dalam fraksi-fraksi

komponennya dengan kemurnian yang diinginkan melalu pemakaian atau

pelepasan kalor.

Pemisahan komponen dari campuran cairan melalui distilasi tegantung atas

perbedaan titik didih masing-masing komponen. Juga, tergantung atas konsentrasi

komponen yang ada, campuran cairan akan memiliki karakteristik titik didih yang

berbeda. Karenanya, proses distilasi tergantung atas karakteristik tekanan uap

campuran cairan.

Tekanan uap suatu cairan pada suhu tertentu merupakan tekanan kesetimbangan

yang dilakukan oleh molekul-molekul yang keluar dan masuk permukaan cairan.

Berikut beberapa butir penting melihat tekanan uap:

o masukan energi menaikkan tekanan uap

o tekanan uap terkait dengan pendidihan.

o Suatu cairan dikatakan “ mendidih” bilamana tekanan uapnya sama

dengan tekanan sekitarnya

o Kemudahan suatu cairan mendidih tergantung atas volatilitasnya

o Cairan dengan tekanan uap tinggi ( cairan volatil) akan mendidih pada

suhu lebih rendah

o Tekanan uap dan titik didih campuran cairan tergantung atas jumlah

relatip komponen di dalam campuran tersebut.

o Distilasi terjadi dikarenakan beda volatilitas komponen di dalam cairan

campuran.

Destilasi Asap Cair

Asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis dengan bahan baku tempurung

kelapa masih mengandung tar dengan warna kecoklatan dan pekat, selanjutnya

asap cair ini dinamakan asap cair dengan grade C yang masih perlu dimurnikan lagi

untuk mendapatkan grade B dan A. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai

berikut:

a. Penangkapan Asap Cair

Pada saat proses pembakaran tempurung kelapa dengan menggunakan

tungku pirolisis berlangsung sekitar 4-6 jam, asap cair akan keluar dan

masih mengandung gas metan dan tar, disalurkan melalui pipa diameter 3

45

cm ke tangki penampung asap. Asap akan mulai mengembun menjadi

cairan pada drum kondensor. Jadilah asap cair sebanyak 50% berat

tempurung terbakar atau sebanyak 55 - 60 liter. Asap cair yang dihasilkan

masih berupa asap cair grade C (masih mengandung tar dengan warna

coklat pekat) dengan kadar pH 4-5.

b. Pemisahan Tar




c. Proses Recycle Gas Metan




dan disalurkan kembali ke bawah reaktor untuk menambah bahan bakar

pirolisis.

d. Pemisahan Asap Cair Grade C dengan tar





terpisah dengan tar disaring menggunakan Zeolit aktif, proses selanjutnya

asap cair grade C dilakukan proses destilasi untuk pemurnian.

Pemurnian Asap Cair Grade C menjadi Grade A dan B (proses destilasi).


(grade B) dengan warna agak kecoklatan dan kadar PHA yg masih cukup tinggi.

Kemudian perlahan lahan diturunkan sampai dengan 120 C. Selama suhu 120 C

proses destilasi sebaiknya dipertahankan selama 5 jam (grade A) dengan warna

coklat muda agak bening dengan kadar PHA yang sangat sedikit. Kedua proses

diatas dilakukan untuk volume asap cair sebanyak 55 liter, pada penurunan

temperatur hasil asap cair akan semakin baik dimana larutan asap cair akan

semakin bening dan kadar tar sudah habis begitu juga dengan kadar

benzoapyrene/Polycyclic Hidrocarbon Aromatic (PHA).

46

Instalasi Pemurnian Asap Cair (Destilasi)

Gambar 2.6. Alat Destilasi di Lapangan/ Produksi

Untuk menghasilkan asap cair grade B dilakukan melalui proses dehidrasi

dan destilasi. Proses dehidrasi dilakukan dengan menggunakan zeolit yang diaduk

dengan alat pengaduk manual kemudian didiamkan selama seminggu untuk

memisahkan dari tar.

Proses destilasi dilakukan menggunakan alat destilasi yang terdiri dari tabung

destilasi berukuran diameter 50 cm dan tinggi 60 cm dengan bahan stainless steel

dan kolom destilasi setinggi kira-kira 200 cm dengan pendinginan udara.

Temperatur pemanasan pada tabung destilasi antara 120 – 250o C. Kolom

destilasi dengan pipa diameter 3" dan 4“, kapasitas 20-25 liter asap cair, sistem

destilasi batch, model kolom bertingkat dengan refluks, bahan besi galvalis,

dilengkapi dengan timer

47

ALAT DAN BAHAN BAKU ASAP CAIR TEMPURUNG KELAPA

Untuk pembuatan asap cair tempurung kelapa diperlukan Alat dan bahan

sebagai berikut:

Alat:

o Reaktor untuk proses pirolisis

o Satu set alat distilasi

Bahan :

o Tempurung kelapa .

o Berbagai jenis kayu, sekam padi, ampas tebu, dan lain-lain.

Sejumlah tempurung kelapa dibersihkan dari sabutnya, kemudian diambil

secukupnya digunakan untuk pirolisis. Penggunaan berbagai jenis kayu sebagai

bahan bakar pengasapan telah banyak dilaporkan. Pembuatan bandeng asap di

daerah Sidoarjo, menggunakan berbagai jenis kayu sebagai bahan bakar seperti

kayu bakau, serbuk gergaji kayu jati, ampas tebu dan kayu bekas kotak kemasan

(Tranggono dkk, 1997).

Namun untuk menghasilkan asap yang baik pada waktu pembakaran

sebaiknya menggunakan jenis kayu keras seperti kayu bakau, rasa mala, serbuk

dan serutan kayu jati serta tempurung kelapa, sehingga diperoleh hasil pengasapan

yang baik (Tranggono dkk, 1997). Asap yang dihasilkan dari pembakaran kayu keras

akan berbeda komposisinya dengan asap yang dihasilkan dari pembakaran kayu

lunak. Pada umumnya kayu keras akan menghasilkan aroma yang lebih unggul,

lebih kaya kandungan aromatik dan lebih banyak mengandung senyawa asam

dibandingkan kayu lunak (Girard, 1992).

PEMROSESAN ASAP CAIR

Pemrosesan asap cair bersamaan dengan proses pembakaran tempurung

kelapa pada pembuatan arang tempurung. Proses utama pada pembuatan asap cair

adalah menggunakan proses pirolisis dan destilasi.

o Pirolisis

Pirolisis adalah proses pemanasan suatu zat tanpa adanya oksigen sehingga

terjadi penguraian komponen-komponen penyusun tempurung kelapa

Istilah lain dari pirolisis adalah penguraian yang tidak teratur dari bahan-

bahan organik yang disebabkan oleh adanya pemanasan tanpa berhubungan

48

dengan udara luar. Hal tersebut mengandung pengertian bahwa apabila tempurung

kelapa dipanaskan tanpa berhubungan dengan udara dan diberi suhu yang cukup

tinggi, maka akan terjadi reaksi penguraian dari senyawa-senyawa kompleks yang

menyusun tempurung dan menghasilkan zat dalam tiga bentuk yaitu padatan, cairan

dan gas (Widjaya, 1982).

Tempurung kelapa dan kayu mempunyai komponen-komponen yang hampir

sama. Kandungan selulosa, hemiselulosa dan lignin dalam kayu berbeda-beda

tergantung dari jenis kayu. Pada umumnya kayu mengandung dua bagian selulosa

dan satu bagian hemiselulosa, serta satu bagian lignin. Pada proses pirolisis terjadi

dekomposisi senyawa-senyawa penyusunnya, sebagai berikut:

o Pirolisis selulosa

Selulosa adalah makromolekul yang dihasilkan dari kondensasi linear struktur

heterosiklis molekul glukosa. Selulosa terdiri dari 100-1000 unit glukosa (Fengel dan

Wegener, 1995). Selulosa terdekomposisi pada temperatur 280 oC dan berakhir

pada 300-350 oC

Girard (1992), menyatakan bahwa pirolisis selulosa berlangsung dalam dua tahap,

yaitu :

i. Tahap pertama adalah reaksi hidrolisis menghasilkan glukosa.

ii. Tahap kedua merupakan reaksi yang menghasilkan asam asetat dan

homolognya, bersama- sama air dan sejumlah kecil furan dan fenol.

o Pirolisis hemiselulosa

Hemiselulosa merupakan polimer dari beberapa monosakarida seperti

pentosan (C5H8O4) dan heksosan (C6H10O5). Pirolisis pentosan menghasilkan

furfural, furan dan derivatnya beserta satu seri panjang asam-asam karboksilat.

Pirolisis heksosan terutama menghasilkan asam asetat dan homolognya.

Hemiselulosa akan terdekomposisi pada temperatur 200-250 oC.

o Pirolisis lignin

Lignin merupakan sebuah polimer kompleks yang mempunyai berat molekul

tinggi dan tersusun atas unit-unit fenil propana. Senyawa-senyawa yang diperoleh

dari pirolisis struktur dasar lignin berperanan penting dalam memberikan aroma asap

produk asapan. Senyawa ini adalah fenol, eter fenol seperti guaiakol, siringol dan

homolog serta derivatnya (Girard,1992). Lignin mulai mengalami dekomposisi pada

temperatur 300-350 oC dan berakhir pada 400-450 oC.

49

o Proses Destilasi

Destilasi merupakan proses pemisahan komponen dalam campuran

berdasarkan perbedaan titik didihnya, atau pemisahan campuran berbentuk cairan

atas komponennya dengan proses penguapan dan pengembunan sehingga

diperoleh destilat dengan komponen-komponen yang hampir murni.

Destilasi adalah suatu proses pemisahan suatu komponen dari suatu

campuran dengan menggunakan dasar bahwa beberapa komponen dapat menguap

lebih cepat daripada komponen yang lainnya. Ketika uap diproduksi dari campuran,

uap tersebut lebih banyak berisi komponen-komponen yang bersifat lebih volatil,

sehingga proses pemisahan komponen-komponen dari campuran dapat terjadi

(Earle dalam Astuti, 2000).

Destilasi sederhana dilakukan secara bertahap, sejumlah campuran

dimasukkan ke dalam sebuah bejana, dipanaskan bertahap dan dipertahankan

selalu berada dalam tahap pendidihan kemudian uap yang terbentuk

dikondensasikan dan ditampung. Produk destilat yang pertama kali tertampung

mempunyai kadar komponen yang lebih ringan dibandingkan destilat yang lain.

Komponen-komponen dominan yang mendukung sifat-sifat fungsional dari

asap cair adalah senyawa fenolat, karbonil dan asam. Titik didih dari komponen-

komponen pendukung sifat fungsional asap cair dapat dilihat pada tabel berikut.

50

Tabel 2.1. Titik didih senyawa pendukung sifat fungsional asap cair

Sumber : Buckingham dalam Astuti (2000) Keterangan : *adalah titik leleh

Berdasarkan perbedaan titik didih dari senyawa-senyawa penyusun asap cair

tersebut akan dilakukan destilasi untuk memisahkan komponen tar dan untuk

mendapatkan fraksi asap cair dengan sifat-sifat fungsional yang menonjol.

Pada proses pirolisis ini berlaku hukum kekekalan massa dimana massa

sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap. Gas yang tidak dapat terkondensasi ini

terhitung sebagai massa yang hilang yaitu data yang diperoleh dari perhitungan

berat awal tempurung kelapa dikurangi dengan berat arang dan cairan. Hasil pirolisis

ditampilkan pada tabel berikut.

Senyawa Titik didih (0C, 760 mmHg)

Fenol Guaikol 4- metilguaikol Eugenol Siringol Furfural Pirokatekol Hidrokuinon Isoeugenol

205 211 244 267 162 240 285 266

Karbonil - Glioksal

- Metilglioksal

- Glikoaldehid

- Diasetil

- Formaldehid

51 72 97* 88 -21

Asam - Asam asetat

- Asam butirat

- Asam propionat

- Asam Isovalerat

118 162 141 176

51

Tabel 2.2. Nilai rata-rata hasil pirolisis tempurung kelapa

Suhu Hasil pirolisis

pirolisis Arang Cairan Gas

(0 C) (%) (%) (%)

250 42,17 41,43 16,40

300 35,28 46,42 18,29

350 32,93 48,57 18,50

400 31,80 51,43 16,77

Berdasarkan tabel di atas dapat dilihat bahwa pirolisis dengan empat tingkat

temperatur pirolisis yang berbeda menghasilkan arang, cairan dan gas dalam jumlah

yang berbeda pula.

Arang

Proses pembuatan asap cair ini menghasilkan arang sebagai bahan sisa

pirolisis. Grafik yang memperlihatkan hubungan temperatur pirolisis dengan

rendemen arang dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.7. Grafik Rendemen Arang Hasil Pirolisis

52

Pada gambar di atas terlihat penurunan rendemen arang dari temperatur

250-400 oC. Arang yang dihasilkan beratnya semakin berkurang dengan naiknya

temperatur pirolisis, ini disebabkan semakin berkurangnya komponen-komponen

organik yang terdapat dalam tempurung tersebut. Arang yang dihasilkan pada

temperatur 400 oC adalah sebesar 31,80 % dan pada temperatur 250 oC diperoleh

arang dengan rendemen yang cukup tinggi yaitu sebesar 42,17 %.

Cairan

Cairan yang dihasilkan pada pirolisis ini terdiri dari dua lapisan yaitu lapisan

atas adalah asap cair sedangkan lapisan bawah adalah tar. Hasilnya ditampilkan

dalam grafik pada gambar berikut.

Gambar 2.8. Grafik Rendemen Cairan Hasil Pirolisis

Selama proses pirolisis berlangsung, terjadi beberapa tahap pirolisis yaitu

tahap awal adalah proses pelepasan air yang disertai pelepasan gas-gas ringan

seperti CO dan CO2. Tahap awal ini terjadi pada temperatur 100 sampai 200oC.

Pada kisaran temperatur ini dalam wadah pendingin hanya berisi air saja.

53

Tahap kedua adalah proses dekomposisi unsur-unsur tempurung kelapa

seperti hemiselulosa, selulosa dan lignin. Hemiselulosa terdekomposisi pada suhu

200oC sampai 250oC, selulosa mulai terdekomposisi pada temperatur 280oC dan

berakhir pada temperatur 300oC sampai 350oC, sedangkan lignin mulai

terdekomposisi pada suhu 300oC sampai 350oC dan berakhir pada suhu 400oC.

Pada tahap ini mulai dihasilkan tar dan semua hasil dekomposisi tempurung kelapa

yang menguap bersamaan dengan meningkatnya temperatur pirolisis, residu yang

tertinggal adalah arang.

Pembakaran tempurung pada temperatur pirolisis 400oC dihasilkan cairan

yang paling banyak yaitu sebesar 51,43%. Menurut Girard (1992) pirolisis pada

temperatur 400oC ini menghasilkan senyawa yang mempunyai kualitas organoleptik

yang tinggi dan pada temperatur lebih tinggi lagi akan terjadi reaksi kondensasi

pembentukan senyawa baru dan oksidasi produk kondensasi diikuti kenaikan linear

senyawa tar dan hidrokarbon polisiklis aromatis.

Cairan yang merupakan campuran asap cair dan tar ini memiliki perbedaan

berat jenis yaitu asap cair sebesar 1,0357 g/mL dan tar sebesar 1,0465 g/mL.

Sebelum dilakukan destilasi, cairan ini didekantasi untuk memisahkan tar. Proses

dekantasi dilakukan selama seminggu dan diharapkan dapat mengurangi

kandungan tar pada asap cair.

54

Alat Pengemas Asap Cair

Asap cair yang sudah diproduksi kemudian dikemas dengan menggunakan

botol plastik atau jerigen sesuai ukuran kemasan.

Gambar.2.9. Kemasan asap cair dalam botol

Gambar.2.10. Kemasan Asap Cair Dalam Jerigen

55

2. Tugas Latihan

Tugas Latihan 1 :

1) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses pirolisis?

2) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses destilasi?

3) Apa pengaruh temperatur pada proses pemanasan tungku/tabung terhadap

produk yang dihasilkan pada proses pirolisis dan destilasi?

4) Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil proses

pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?

Tugas Latihan 1 :

(1) Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa

agar sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis

(2) Jelaskan cara melakukan proses menghasilkan asap cair grade C

(3) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade C ke

grade B

(4) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade B ke

grade A

(5) Jelaskan perbedaan asap cair grade B dan grade C

Tugas Praktek :

Kerjakanlah Tugas berikut ini dengan cara yang sistematis, aman dan efisien :

1. Pembuatan Asap Cair grade C

2. Penyulingan Asap Cair grade C menjadi grade B

3. Penyulingan Asap Cair grade B menjadi grade A

56

3. Rangkuman

Kegiatan Belajar 2 ini membahas tentang :

Membuat asap cair melalui proses pirolisis, dengan sub pokok bahasan sebagai

berikut :

Mendeskripsikan proses pembuatan asap cair.

Memahami proses pembuatan pirolisis.

Mengidentifikasi peralatan pirolisi yang digunakan untuk pembuatan asap

cair dan bahan baku briket tempurung.

Melakukan proses pembuatan pirolisis dari bahan baku tempurung kelapa

untuk diambil asap cairnya.

Mengidentifikasi peralatan distilasi yang digunakan untuk proses

permunian asap cair.

Mendestilasi asap cair untuk mendapatkan kualitas grade A, B, dan C.

Penggunaan asap cair terutama dikaitkan dengan sifat-sifat fungsional asap

cair, diantaranya adalah sebagai antioksidan, antibakteri, antijamur, dan potensinya

dalam pembentukan warna coklat pada produk. Asap cair dapat diaplikasikan pada

bahan pangan karena dapat berperan dalam pengawetan bahan pangan. Cara

pengawetan tradisional biasanya dilakukan dengan pengasapan. Beberapa teknik

pengasapan dapat dilakukan pada temperatur di atas 70 oC kemudian bahan diasap

langsung di atas sumber asap. Saat ini sedang dikembangkan metode pengawetan

yang lain yaitu menggunakan metode pengasapan asap cair dengan mencelupkan

bahan pada larutan asap atau menyemprotkan larutan asap pada bahan kemudian

produk dikeringkan

Proses destilasi terhadap asap cair juga dapat menghilangkan senyawa yang

tidak diinginkan dalam asap cair seperti hidrokarbon karsinogen dan residu tar.

Asap cair mengandung berbagai senyawa yang terbentuk karena terjadinya

pirolisis tiga komponen material kayu yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin.

Lebih dari 400 senyawa kimia dalam asap telah berhasil diidentifikasi.

Komponen-komponen tersebut ditemukan dalam jumlah yang bervariasi tergantung

jenis kayu, umur tanaman sumber kayu, dan kondisi pertumbuhan kayu seperti iklim

dan tanah. Komponen-komponen tersebut meliputi asam yang dapat mempengaruhi

57

citarasa, pH dan umur simpan produk asapan; karbonil yang bereaksi dengan

protein dan membentuk pewarnaan coklat dan fenol yang merupakan pembentuk

utama aroma dan menunjukkan aktivitas antioksidan.

Golongan-golongan senyawa penyusun asap cair adalah air (11-92 %), fenol

(0,2-2,9 %), asam (2,8-9,5 %), karbonil (2,6-4,0 %) dan tar (1-7 %).

Kandungan senyawa-senyawa penyusun asap cair sangat menentukan sifat

organoleptik asap cair serta menentukan kualitas produk pengasapan.

Komposisi dan sifat organoleptik asap cair sangat tergantung pada sifat kayu,

temperatur pirolisis, jumlah oksigen, kelembaban kayu, ukuran partikel kayu serta

alat pembuatan asap cair

Diketahui pula bahwa temperatur pembuatan asap merupakan faktor yang

paling menentukan kualitas asap yang dihasilkan. Kandungan maksimum senyawa-

senyawa fenol, karbonil, dan asam dicapai pada temperatur pirolisis 600 oC. Tetapi

produk yang diberikan asap cair yang dihasilkan pada temperatur 400 oC dinilai

mempunyai kualitas organoleptik yang terbaik dibandingkan dengan asap cair yang

dihasilkan pada temperatur pirolisis yang lebih tinggi.

Pirolisis dengan empat tingkat temperatur yang berbeda menghasilkan arang,

cairan dan gas dalam jumlah yang berbeda pula.

Penurunan rendemen arang dari temperatur 250-400 oC. Arang yang

dihasilkan beratnya semakin berkurang dengan naiknya temperatur pirolisis, ini

disebabkan semakin berkurangnya komponen-komponen organik yang terdapat

dalam tempurung tersebut. Arang yang dihasilkan pada temperatur 400 oC adalah

sebesar 31,80 % dan pada temperatur 250 oC diperoleh arang dengan rendemen

yang cukup tinggi yaitu sebesar 42,17 %.

o Cairan pirolisis

Cairan yang dihasilkan pada pirolisis ini terdiri dari dua lapisan yaitu lapisan

atas adalah asap cair sedangkan lapisan bawah adalah tar. Hasil ditampilkan dalam

grafik pada gambar berikut.

Pembakaran tempurung pada temperatur pirolisis 400 oC dihasilkan cairan

yang paling banyak yaitu sebesar 51,43 %. Menurut Girard (1992) pirolisis pada

temperatur 400 oC ini menghasilkan senyawa yang mempunyai kualitas organoleptik

yang tinggi dan pada temperatur lebih tinggi lagi akan terjadi reaksi kondensasi

58

pembentukan senyawa baru dan oksidasi produk kondensasi diikuti kenaikan linear

senyawa tar dan hidrokarbon polisiklis aromatis.

Cairan yang merupakan campuran asap cair dan tar ini memiliki perbedaan

berat jenis yaitu asap cair sebesar 1,0357 g/mL dan tar sebesar 1,0465 g/mL.

Sebelum dilakukan destilasi, cairan ini didekantasi untuk memisahkan tar. Proses

dekantasi dilakukan selama seminggu dan diharapkan dapat mengurangi

kandungan tar pada asap cair.

Pemisahan asap cair secara destilasi adalah berdasarkan volatilitas

komponen-komponennya. Asap cair didestilasi berdasarkan variasi temperatur

dengan maksud untuk memisahkan tar dan untuk mendapatkan asap cair dengan

sifat-sifat fungsional yang menonjol. Dengan proses destilasi ini diharapkan asap

cair yang dihasilkan memiliki warna yang lebih jenih daripada asap cair tanpa

destilasi dan tetap memiliki aroma asap.

Proses Destilasi

Distilasi adalah suatu proses yang di dalamnya suatu cairan atau uap

campuran dari dua atau lebih substansi dipisahkan ke dalam fraksi-fraksi

komponennya dengan kemurnian yang diinginkan melalu pemakaian atau

pelepasan kalor.

Pemisahan komponen dari campuran cairan melalui distilasi tegantung atas

perbedaan titik didih masing-masing komponen. Juga, tergantung atas konsentrasi

komponen yang ada, campuran cairan akan memiliki karakteristik titik didih yang

berbeda. Karenanya, proses distilasi tergantung atas karakteristik tekanan uap

campuran cairan.

Tekanan uap suatu cairan pada suhu tertentu merupakan tekanan kesetimbangan

yang dilakukan oleh molekul-molekul yang keluar dan masuk permukaan cairan.

Berikut beberapa butir penting melihat tekanan uap:

o masukan energi menaikkan tekanan uap

o tekanan uap terkait dengan pendidihan.

o Suatu cairan dikatakan “ mendidih” bilamana tekanan uapnya sama

dengan tekanan sekitarnya

o Kemudahan suatu cairan mendidih tergantung atas volatilitasnya

o Cairan dengan tekanan uap tinggi ( cairan volatil) akan mendidih pada

suhu lebih rendah

59

o Tekanan uap dan titik didih campuran cairan tergantung atas jumlah

relatip komponen di dalam campuran tersebut.

o Distilasi terjadi dikarenakan beda volatilitas komponen di dalam cairan

campuran.

Destilasi Asap Cair

Asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis dengan bahan baku tempurung

kelapa masih mengandung tar dengan warna kecoklatan dan pekat, selanjutnya

asap cair ini dinamakan asap cair dengan grade C yang masih perlu dimurnikan lagi

untuk mendapatkan grade B dan A. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai

berikut:

a. Penangkapan Asap Cair

Pada saat proses pembakaran tempurung kelapa dengan menggunakan

tungku pirolisis berlangsung sekitar 4-6 jam, asap cair akan keluar dan

masih mengandung gas metan dan tar, disalurkan melalui pipa diameter 3

cm ke tangki penampung asap. Asap akan mulai mengembun menjadi

cairan pada drum kondensor. Jadilah asap cair sebanyak 50% berat

tempurung terbakar atau sebanyak 55 - 60 liter. Asap cair yang dihasilkan

masih berupa asap cair grade C (masih mengandung tar dengan warna

coklat pekat) dengan kadar pH 4-5.

b. Pemisahan Tar




c. Proses Recycle Gas Metan




dan disalurkan kembali ke bawah reaktor untuk menambah bahan bakar

pirolisis.

d. Pemisahan Asap Cair Grade C dengan tar





60

terpisah dengan tar disaring menggunakan Zeolit aktif, proses selanjutnya

asap cair grade C dilakukan proses destilasi untuk pemurnian.

Pemurnian Asap Cair Grade C menjadi Grade A dan B (proses destilasi).


(grade B) dengan warna agak kecoklatan dan kadar PHA yg masih cukup tinggi.

Kemudian perlahan lahan diturunkan sampai dengan 120 C. Selama suhu 120 C

proses destilasi sebaiknya dipertahankan selama 5 jam (grade A) dengan warna

coklat muda agak bening dengan kadar PHA yang sangat sedikit. Kedua proses

diatas dilakukan untuk volume asap cair sebanyak 55 liter, pada penurunan

temperatur hasil asap cair akan semakin baik dimana larutan asap cair akan

semakin bening dan kadar tar sudah habis begitu juga dengan kadar

benzoapyrene/Polycyclic Hidrocarbon Aromatic (PHA).

Gambar Asap Cair: Bening grade A, keruh grade B, pekat grade C

61

4. Evaluasi Materi

1) Jelaskan apa yang dimaksud dengan pirolisis ?

2) Jelaskan apa yang dimaksud dengan asap cair ?

3) Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil proses

pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?

4) Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa agar

sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis

5) Jelaskan bagaimana cara menghasilkan asap cair grade A, B dan C, dengan

bahan dasar tempurung kelapa ?

62

5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Progres Pembelajaran : Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asapcair Nama Peserta : ………………………………………… Sekolah Asal : …………………………………………

Standar Kompetensi


Skor yang

dicapai

Keterangan

(L/ TL)





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….




4.9. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa

30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….

Cimahi, ……………………………………… 2013 Penilai

………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………

63

KEGIATAN BELAJAR 3. PENGUJIAN HASIL BIO BRIKET

1. Uraian Materi

Pengujian Bio Briket

Rendemen

Rendemen briket arang merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi berat

bahan baku yang dihitung dalam persen. Hasil pengukuran dan data rendemen

dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel Rata – rata rendemen arang tempurung kelapa

Suhu pirolisis ( oC) Rendemen (%)

250 42.81

300 34.30

350 32.94

400 31.77

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa rendemen arang pada suhu 250 oC

yaitu 42,81% masih cukup besar dan arang yang dihasilkan belum sempurna.

Rendemen yang cukup tinggi menunjukkan adanya proses yang tidak sempurna

sehingga sebagian fraksi bahan masih dalam wujud semula.

Data rendemen arang (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%)

25

30

35

40

45

250 300 350 400

Suhu pirolisis ( oC)

Re

nd

em

en

(%

)

Series1

64

Dari Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%) dapat dilihat

penurunan rendemen arang dengan semakin naiknya suhu pirolisis. Arang yang

dihasilkan pada suhu pirolisis 350 oC dan arang yang dihasilkan pada suhu pirolisis

400 oC menunjukkan sifat arang yang baik yaitu arang yang dihasilkan berwarna

hitam merata dan pada bagian ujung pecahan arangnya bercahaya. Arang yang

dihasilkan dari suhu pirolisis 250 oC dan 300 oC belum baik karena arang yang

dihasilkan masih ada bagian yang berwarna coklat dan arang yang dihasilkan

belum sempurna. Rendemen arang yang terkecil sebesar 31,77 % dihasilkan pada

suhu pirolisis 400 oC merupakan arang yang paling baik.

Kadar air

Suhu untuk analisis kandungan air adalah 130 oC 2 oC sehingga air yang

lepas merupakan air terikat yang berada di dinding sel. Data kadar air briket arang

tempurung kelapa dapat dilihat pada Tabel berikut:

Tabel Rata-rata hasil pengujian kadar air (%) briket arang tempurung kelapa

Suhu pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 3,56 3,90 4,03 4,11

300 oC 2,98 2,89 3,90 4,03

350 oC 2,73 2,96 3,80 3,85

400 oC 2,65 2,83 2,94 3,23

Data pada tabel di atas menunjukkan kenaikan atau penurunan nilai yang tidak

terlalu besar baik karena pengaruh suhu pirolisis maupun persentase perekat. Kadar

air briket arang hasil penelitian sudah memenuhi standar Jepang (6%), di mana

kadar air terendah yaitu 2,65 % dan kadar air tertinggi yaitu 4,11%. Kadar air briket

arang tempurung kelapa yang paling baik didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan

persentase perekat 3 % yaitu sebesar 2,65%.

Data kadar air (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

65

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan berbagai

persentase perekat

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan berbagai

persentaseperekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis terhadap kadar air

menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka kadar air briket arang

semakin kecil, sedangkan pengaruh persentase perekat menunjukkan semakin

besar persentase perekat kadar air briket arang semakin besar. Kadar air briket

arang yang terkecil didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3

% dan merupakan briket arang dengan kadar air yang paling baik.

Kadar abu

Abu yang terkandung dalam bahan bakar padat adalah mineral yang tidak dapat

terbakar yang tertinggal setelah proses pembakaran Data kadar abu (%) dapat

dilihat pada tabel berikut.

Tabel Hasil pengujian kadar abu (%) briket arang tempurung kelapa

Suhu pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 1,26 1,16 1,08 1,37

300 oC 1,37 1,46 1,58 1,55

350 oC 1,38 1,32 1,39 1,66

400 oC 1,41 1,60 1,71 1,89

2

2.5

3

3.5

4

4.5

250 300 350 400


Ka

da

r a

ir (

%)

3%

5%

7%

9%

66

Data pengujian kadar abu menunjukkan kenaikan atau penurunan nilai yang tidak

terlalu besar baik karena pengaruh suhu pirolisis maupun persentase perekat.

Kecenderungan naiknya kadar abu disebabkan faktor persentase perekat

menunjukkan semakin banyaknya perekat yang digunakan untuk membuat briket

arang akan menaikkan kadar abunya. Kadar abu yang terbesar dimiliki oleh briket

arang dengan persentase perekat 9 % pada suhu pirolisis 400 oC.

Data kadar abu (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%) dengan berbagai

persentase perekat.

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%) dengan

berbagai

persentase perekat dapat dilihat bahwa suhu pirolisis memberikan nilai kadar abu

yang bervariasi, sedangkan dengan semakin besarnya persentase perekat kadar

abu briket arang cenderung untuk mengalami kenaikan, sehingga pada persentase

perekat 9 % nilai kadar abu briket arang menunjukkan nilai yang paling besar.

Kadar abu yang terkecil dihasilkan pada suhu pirolisis 250 oC dengan persentase

perekat 7% yaitu sebesar 1,08 % dan kadar abu terbesar pada suhu 400 oC dengan

persentase perekat 9% yaitu sebesar 1,98%. Secara keseluruhan nilai kadar abu

0.5

1

1.5

2

2.5

250 300 350 400


Ka

da

r a

bu

(%

)

3%

5%

7%

9%

67

briket arang masuk dalam standar Jepang, sehingga briket arang yang dihasilkan

sudah baik.

Kadar zat mudah menguap

Kadar zat mudah menguap berkaitan dengan proses pirolisis yang

berlangsung. Besarnya kadar zat mudah menguap dipengaruhi oleh suhu

maksimum pembuatan arang. Data hasil pengujian kadar zat mudah

menguap (%) diberikan pada tabel 5.4 berikut ini.

Tabel . Hasil pengujian kadar zat mudah menguap (%) briket arang

tempurung kelapa.

Suhu pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 48,60 48,83 48,17 47,44

300 oC 37,95 38,80 36,77 35,67

350 oC 33,99 33,67 34,27 32,66

400 oC 30,09 29,08 29,88 27,68

Data di atas menunjukkan bahwa suhu pirolisis menyebabkan nilai kadar zat mudah

menguap mengalami penurunan. Suhu pirolisis memberikan pengaruh yang besar,

hal ini dapat dilihat dari nilai kadar zat mudah menguap briket arang dengan

persentase perekat 3% yang mana pada suhu 250 oC nilainya 48,60% mengalami

penurunan dengan nilai yang besar sehingga pada suhu 400 oC kadar zat mudah

menguapnya sebesar 30,09%.

Kadar zat mudah menguap dengan adanya pengaruh persentase perekat tidak

menunjukkan penurunan kadar yang besar. Pada suhu 250 oC, dengan persentase

perekat 3% kadarnya 48,60% dan pada 9% kadarnya 47,44%, sehingga

penurunannya hanya 1,16%.

Data kadar zat mudah menguap (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik

berikut :

68

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap (%)

dengan berbagai persentase perekat.

Kadar zat mudah menguap akan menunjukkan kualitas dari briket

arang yang dihasilkan, semakin kecil kadar zat mudah menguap maka briket

arang yang dihasilkan akan semakin baik. Dari Grafik hubungan suhu pirolisis

(oC) terhadap kadar zat mudah menguap(%) dengan berbagai persentase

perekat dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka kadar zat

mudah menguapnya akan semakin kecil. Briket arang yang dihasilkan pada

suhu 400 oC menunjukkan nilai yang lebih kecil dibandingkan pada suhu

yang lain. Naiknya persentase perekat akan menurunkan kadar zat mudah

menguap tetapi penurunannya tidak besar. Dari grafik dapat dilihat kadar zat

mudah menguap yang terkecil yaitu pada suhu pirolisis 400 oC dengan

persentase perekat 9%, sehingga briket arang yang dihasilkan merupakan

briket arang yang paling baik.

Berat jenis

Berat jenis merupakan salah satu sifat senyawa yang penting. Briket arang

dengan berat jenis yang tinggi akan memberikan nilai kalor yang lebih tinggi

dibandingkan dengan briket arang dengan nilai berat jenis yang lebih rendah.

Data hasil pengujian berat jenis dapat dilihat pada tabel berikut ini.

27

32

37

42

47

250 300 350 400


Ka

da

r za

t m

ud

ah

me

ng

ua

p (

%)

3%

5%

7%

95%

69

Tabel . Hasil pengujian berat jenis briket arang tempurung kelapa

Suhu pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 1,06 1,08 1,03 0,98

300 oC 1,07 1,07 1,06 1,09

350 oC 1,11 1,08 1,09 1,10

400 oC 1,12 1,16 1,13 1,12

Dilihat dari data pada tabel Hasil pengujian berat jenis briket arang

tempurung kelapa yang didapat maka nilai berat jenis briket arang sudah baik dan

hampir semuanya memenuhi standar buatan Jepang. Data hasil pengujian berat

jenis menunjukkan kenaikan atau penurunan yang tidak terlalu besar karena

pengaruh suhu pirolisis maupun persentase perekat. Akan tetapi kisaran angka

untuk standar berat jenis yaitu 1 – 1,2, menyebabkan kenaikan atau penurunan yang

kecil dari nilai berat jenis akan sangat berpengaruh terhadap mutu dari briket arang

yang dihasilkan. Nilai berat jenis yang tertinggi didapat pada suhu pirolisis 400 oC

dengan persentase perekat 5 %, sedangkan nilai berat jenis yang terkecil didapat

pada suhu pirolisis 250 oC dengan persentase perekat 9%.

Data berat jenis secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut :

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan berbagai

persentase perekat

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

250 300 350 400


Be

rat

jen

is 3%

5%

7%

9%

70

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan berbagai

persentase perekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis terhadap berat jenis

menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka berat jenis semakin besar,

sedangkan semakin besar persentase perekat maka berat jenis cenderung semakin

turun. Turunnya berat jenis disebabkan faktor persentase perekat menunjukkan

semakin banyaknya perekat yang digunakan untuk membuat briket akan

menurunkan nilai berat jenisnya. Nilai berat jenis terbesar didapat pada suhu pirolisis

400 oC dengan persentase perekat 5 %.

Nilai kalor

Nilai kalor menggambarkan nilai energi bahan yang merupakan jumlah satuan panas

yang dihasilkan persatuan bobot dari proses pembakaran dengan oksigen dari suatu

bahan yang mudah terbakar. Data pengujian nilai kalor (kal/g) dapat dilihat pada

tabel berikut.

Tabel . Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung kelapa

Suhu pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 6564,27 6485,81 6506,91 6407,75

300 oC 6740,98 6960,44 6920,78 6542,70

350 oC 7057,14 7030,38 6968,92 6764,18

400 oC 7150,14 7025,46 6935,30 6928,89

Dari data tabel Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung

kelapa nilai kalor yang didapat menunjukkan kenaikan nilai kalor dengan semakin

tinggi suhu pirolisis, sedangkan nilai kalor semakin kecil dengan semakin besarnya

persentase perekat. Nilai kalor yang didapat sudah memenuhi standar buatan

Jepang (6000 – 7000 kal/g) dimana nilai kalor yang terkecil sebesar 6407,75 kal/g

dan nilai kalor terbesar 7150,14 kal/g.

Data nilai kalor (kal/g) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

71

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai persentase

perekat

Dari grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai

persentase perekat secara umum dapat dilihat bahwa nilai kalor semakin besar

dengan semakin tingginya suhu pirolisis, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat

pada suhu pirolisis 400 oC. Persentase perekat menunjukkan pengaruh yang

berkebalikan dari pengaruh suhu pirolisis, di mana semakin besar persentase

perekat maka nilai kalornya semakin kecil, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat

pada persentase perekat 3%. Nilai kalor briket arang tempurung kelapa yang

terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 %.

6400

6600

6800

7000

7200

250 300 350 400


Nil

ai

ka

lor

(ka

l/g

)

3%

5%

7%

9%

72

2. Tugas Latihan

a. Sebutkan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas bio briket

tempurung kelapa?

b. Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor,

Sebutkan!

c. Jelaskan langkah dalam melakukan pengujian rendemen bio briket

tempurung kelapa!

d. Berdasarkan hasil penelitian berapa kadar air yang terdapat pada bio briket

tempurung kelapa?

e. Jelaskan pengaruh besarnya temperature pirolisi s terhadap rendemen

briket!

73

3. Rangkuman

o Rendemen

Rendemen merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi berat bahan baku

yang dihitung dalam persen. Besarnya rendemen arang dari jenis-jenis kayu

di Indonesia bervariasi cukup besar yaitu antara 21,1% - 40,8% (Hartoyo dan

Nurhayati, 1976). Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh

beberapa faktor berikut:

a. Pemananasan dan tekanan dalam tanur.

b. Umur bahan baku briket.

c. Berat jenis bahan baku briket.

d. Komposisi kimia bahan briket.

o Nilai kalor

Nilai kalor merupakan jumlah satuan panas yang dihasilkan persatuan bobot

dari proses pembakaran dengan oksigen dari suatu bahan yang mudah

terbakar. Nilai kalor dinyatakan dalam satuan kal/g. Penelitian Hartoyo dan

Nurhayati (1976) besarnya nilai kalor untuk jenis-jenis kayu di Indonesia

berkisar antara 5059 – 7752 kal/g. Sedangkan dalam penelitian Nurhayati dkk

(1999) diperoleh nilai kalor arang tempurung kelapa berkisar antara 4267,87 –

7512,62 kal/g.

o Berat jenis

Berat jenis adalah salah satu sifat fisika suatu senyawa yang paling

penting. Berat jenis berhubungan dengan kerapatan. Kerapatan akan

memberikan pengaruh terhadap nilai kalor suatu bahan, kerapatan yang

tinggi cenderung memberi nilai kalor yang tinggi dibandingkan yang

berkerapatan rendah

o Kadar air

Keberadaan air dalam kayu dan produk olahannya berkaitan erat

dengan sifat higroskopis kayu, di mana kayu mempunyai sifat afinitas yang

besar terhadap air sehingga kayu tidak pernah kering sama sekali (Brown

dkk, 1952). Kadar air didefinisikan sebagai berat air yang dinyatakan dalam

persen berat kering tanur. Semakin tinggi kadar air maka semakin besar

energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air. Dalam proses ini terjadi

74

proses karbonisasi tidak sempurna sehingga kualitas air yang dihasilkan jelek

(Haygreen dan Bowyer, 1989).

o Kadar Abu

Salah satu bagian arang yang ada dalam sisa pembakaran adalah abu

yang merupakan mineral. Abu terdiri dari bahan mineral seperti lempung,

silika, kalsium serta magnesium oksida. Semakin besar kadar abu berarti

kualitasnya semakin jelek. Biasanya kadar abu briket arang antara 0,5 – 5%

(Anonim, 1985).

o Kadar zat mudah menguap

Zat mudah menguap dalam briket arang bukan merupakan komponen

penyusun arang, tetapi merupakan hasil dekomposisi zat-zat penyusun arang

akibat proses pemanasan. Kadar zat mudah menguap dalam arang selain air

dapat dihitung dengan menguapkan semua zat-zat menguap dalam arang

selain air.

Hartoyo dkk (1978) mengemukakan bahwa suhu yang digunakan

dalam proses pembuatan arang akan mempengaruhi besarnya kadar zat

mudah menguap. Pendapat ini

juga didukung oleh Nurhayati dkk (1999) yang menyatakan bahwa kadar zat

mudah menguap dapat diperkecil bila suhu pengarangan dinaikkan. Dalam

penelitian Nurhayati dkk

(1999) dihasilkan kadar zat mudah menguap untuk briket arang tempurung

kelapa sebesar

6,54 – 72,33%.

75

4. Evaluasi Materi

1. Sebutkan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas bio briket

tempurung kelapa?

2. Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor,

Sebutkan!

3. Jelaskan langkah dalam melakukan pengujian rendemen bio briket

tempurung kelapa!

4. Berdasarkan hasil penelitian berapa kadar air yang terdapat pada bio briket

tempurung kelapa?

5. Jelaskan pengaruh besarnya temperature pirolisi s terhadap rendemen

briket!

Tugas Praktek:

1. Ukurlah rendemen bio briket tempurung kelapa!

2. Lakukan pengujian kadar air pada bio briket tempurung kelapa dari hasil

pirolisis!

3. Lakukan pengujian berat jenis pada bio briket tempurung kelapa dari hasil

pirolisis!

76



Standar Kompetensi


Skor yang

dicapai

Keterangan

(L/ TL)





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….

Cimahi, ……………………………………… 2013 Penilai

………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………

77

D. KEGIATAN BELAJAR 4. PENGUJIAN HASIL PIROLISIS

1. Uraian Materi

Pengujian Hasil





cair yang dihasilkan memiliki warna yang lebih jenih dari pada asap cair tanpa


Rendemen

Hasil destilasi asap cair menghasilkan rendemen yang berbeda tiap fraksinya.

Asap cair temperatur 250 oC

Tabel 4.1. Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 250 oC

Fraksi Volume (ml) Rendemen

(%)

1 2,5 1,25

2 123 61,5

3 43 21,5

4 7,5 3,75

Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah pada fraksi 2 yaitu

sebesar 61,5 %. Rendemen yang terkecil adalah pada fraksi 1 yaitu sebesar 1,25 .


Hasil destilasi asap cair temperatur 300 oC disajikan pada tabel berikut ini :


Fraksi Volume (mL) Rendemen (%)

1 8,5 4,25

2 144 72

3 19,5 9,75

4 3 1,5

78

Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah fraksi 2 yaitu

sebesar 72 % sedangkan rendemen terkecil adalah fraksi 4 yaitu sebesar 1,5 %.




Fraksi Volume (mL) Rendemen

(%)

1 5 2,5

2 158 79

3 15 7,5

4 3 1,5

Dari tabel di atas, dapat dilihat bahwa hasilnya tidak terlalu jauh berbeda

dengan hasil destilasi asap cair temperatur 300 oC. Ini diperkirakan pada temperatur

pirolisis 300 dan 350 oC, diperoleh komponen asap cair yang tidak terlalu jauh

berbeda.




Fraksi Volume

(mL)

Rendemen

(%)

1 8 4

2 88,5 44,25

3 64 32

4 19,5 9,75

Dari tabel di atas terlihat bahwa fraksi 1 rendemennya paling kecil (4%).

Ini disebabkan bahwa pada asap cair ini kandungan airnya lebih sedikit.

Fraksi 2 adalah yang tertinggi sebesar 44,25%.

Adapun hasil destilasi asap cair secara keseluruhan ditampilkan dalam

bentuk grafik pada gambar berikut.

79

Gambar 4.1. Grafik Hasil Destilasi Asap Cair

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa asap cair hasil destilasi pada fraksi 2

memperlihatkan hasil yang paling banyak. Ini diperkirakan bahwa pada fraksi 2

mengandung banyak senyawa yang memiliki titik didih antara 100-125 oC. Jika

dijumlahkan seluruh asap cair fraksi 1 hingga fraksi 4 diperoleh hasil bahwa asap

cair yang dapat terdestilasi adalah sebesar 89 % , dengan demikian asap cair yang

tidak terdestilasi adalah sebanyak 11 % , yaitu berupa tar dan senyawa-senyawa

dengan titik didih tinggi.

Warna

Asap cair sebelum didestilasi memiliki warna coklat kemerahan, ini

disebabkan karena masih mengandung tar yang pada dasarnya berwarna hitam dan

mengandung komponen dengan berat molekul tinggi. Asap cair tanpa destilasi ini

jika diaplikasikan pada bahan pangan akan menghasilkan bahan pangan dengan

warna yang gelap. Sedangkan konsumen biasanya lebih menyukai bahan pangan

dengan warna yang tidak gelap, oleh sebab itu pada penelititan ini dilakukan

destilasi terhadap asap cair agar menghasilkan warna asap cair yang lebih jernih,

80

sehingga jika diaplikasikan pada bahan pangan akan menghasilkan warna produk

asapan yang lebih menarik.

Asap cair yang telah mengalami destilasi cenderung memiliki warna yang

berbeda tiap fraksinya. Perbedaan warna pada tiap fraksi dipengaruhi adanya tar.

Warna pada fraksi 1 adalah kuning kehijauan jernih, fraksi 2 berwarna kuning muda

jernih sedangkan fraksi 3 berwarna kuning keputihan jernih dan fraksi 4 berwarna

coklat karena pada temperatur destilasi yang tinggi kemungkinan tar akan ikut

terdestilasi semakin besar.

Aroma

Aroma pada asap cair yang dihasilkan setelah proses destilasi ini berbeda

tiap fraksinya. Aroma asap cair pada berbagai temperatur pirolisis hasil destilasi


Tabel 4.5. Aroma asap cair hasil destilasi

Temperatur Fraksi 1 Fraksi 2 Fraksi 3

Fraksi

4

Pirolisis Aroma Aroma Aroma Aroma

(0C) asap asap asap Asap

250

Sangat

kuat

Agak tidak

kuat agak kuat Kuat

300

Sangat

kuat

Agak tidak

kuat agak kuat Kuat

350

Sangat

kuat

Agak tidak

kuat agak kuat Kuat

400

Sangat

kuat

Agak tidak

kuat agak kuat Kuat

Dari tabel di atas terlihat bahwa asap cair pada berbagai fraksi menghasilkan

aroma yang berbeda. Asap cair yang memiliki aroma paling lemah adalah asap cair

fraksi 2, disusul dengan asap cair fraksi 3 dan fraksi 4. Asap cair fraksi 1 memiliki

aroma yang sangat kuat (menyengat). Dapat disimpulkan bahwa asap cair hasil

destilasi dengan urutan aroma asap dari yang kuat hingga yang lembut adalah

sebagai berikut : Asap cair fraksi 1 > fraksi 4 > Fraksi 3 > fraksi 2.

81

Analisis dengan kromatografi gas

Analisis dengan menggunakan instrumen kromatografi gas ini bertujuan untuk

mengetahui apakah fraksi satu dan fraksi lainnya mengandung komponen-

komponen yang sama atau berbeda, bila fraksi-fraksi tersebut mengandung

komponen yang sama, maka pemisahan dengan destilasi belum sempurna. Selain

itu kromatogram juga dapat digunakan untuk menentukan jumlah komponen

penyusun asap cair.

Penentuan jumlah komponen penyusun asap cair dilakukan dengan

menghitung jumlah puncak yang muncul pada kromatogram setelah waktu retensi

3,44 menit yang dianggap sebagai air.

Asap cair pada temperatur 250 oC

Berdasarkan pada gambar di atas dapat dilihat bahwa pada kromatogram

fraksi 1 dengan temperatur kurang dari 100 oC memberikan 9 puncak, fraksi 2

dengan temperatur 101-125 oC memberikan 9 puncak sedangkan fraksi 3 dengan

temperatur 126-150 oC memberikan 10 puncak dan fraksi 4 dengan titik didih 151-

200 oC memberikan 5 puncak.

Gambar 4.2 Kromatogram asap cair temperatur 250 °C hasildestilasi

82

Pada fraksi satu terlihat puncak yang rapat pada waktu retensi 3 menit yang

diperkirakan adalah puncak dari air dan diperkirakan pada asap cair fraksi 1

terdapat senyawa yang memiliki sifat yang hampir sama dengan air yaitu memiliki

titik didih dibawah 100 oC. Konsentrasi yang besar dapat dilihat pada waktu retensi

di bawah 4 menit. Sedangkan untuk waktu retensi di atas 4 menit diperoleh

kelimpahan yang kecil.

Pada fraksi 2, terdapat puncak pada waktu retensi 4,15 menit yang sama

dengan fraksi 1 tetapi konsentrasinya berbeda. Terjadi kenaikan konsentrasi yaitu

pada fraksi 1 sebesar 1,54 % sedangkan pada fraksi 2 sebesar 14,50 %. Begitu juga

pada waktu retensi 4,50 menit, pada fraksi 1 konsentrasinya sebesar 1,63 %,

sedangkan pada fraksi 2 terjadi kenaikan yaitu menjadi 52,25 %. Pada fraksi 2 juga

terdapat senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit seperti pada waktu retensi

10,20 menit dengan konsentrasi 7,71 %.

Pada fraksi 3, terdapat senyawa dengan waktu retensi 4,54 menit dengan

konsentrasi yang terbesar yaitu 82,91 %. Pada waktu retensi 10,63 menit diperoleh

senyawa dengan konsentrasi 5,96 %. Pada fraksi 4 terjadi pemisahan yang

signifikan dengan konsentrasi terbesar yaitu pada waktu retensi 4,28 menit dengan

konsentrasi 95,58 %.

Fraksi 2 dan 4 memperlihatkan pemisahan yang signifikan, yang jika

dilakukan pemisahan lebih lanjut akan dapat diperoleh senyawa-senyawa yang lebih

murni. Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil pemisahan

destilasi dijumlahkan, maka terdapat 18 puncak, satu puncak bukan berarti hanya

terdapat satu jenis senyawa, bisa saja terdapat banyak senyawa yang memiliki sifat

yang hampir sama, sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa dengan

temperatur pirolisis 250 oC mengandung sedikitnya 18 senyawa.

83


Gambar 4.3. Kromatogram asap cair temperatur 300 oC hasil didestilasi

Berdasarkan pada gambar di atas dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan

tempratur kurang dari 100 oC memberikan 13 puncak, fraksi 2 dengan temperatur

101-125 oC memberikan 18 puncak, fraksi 3 memberikan 4 puncak dan fraksi 4

memberikan 3 puncak.

Pada fraksi 1 terlihat banyaknya peak pada waktu retensi sekitar 3 menit

dengan kelimpahan yang besar yaitu antara 7-25 %. Pada fraksi ini senyawa dengan

waktu retensi di atas 4 menit diperoeh dengan kelimpahan yang sedikit. Sedangkan

pada fraksi 2 diperoleh senyawa dengan waktu retensi yang berdekatan. Diperoleh

juga senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit. Pada fraksi 2 ini tidak terlihat

adanya pemisahan yang signifikan. Pada fraksi 3 terlihat tidak ada senyawa dengan

waktu retensi di atas 5 menit. Senyawa dengan waktu reetensi 4,25 menit memiliki

konsentrasi yang paling besar yaitu 81,83 %. Pada frakis 3 ini terlihat pemisahan

yang signifikan. Sedangkan pada fraksi 4, hanya terdapat satu puncak dengan

kelimpahan yang besar yaitu pada waktu retensi 4,20 menit yaitu sebesar 93,79 %.

84

Apabila puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil pemisahan

destilasi dijumlahkan maka terdapat 23 puncak, sehingga disimpulkan asap cair

tempurung kelapa pada temperatur 300 oC mengandung sedikitnya 23 senyawa.


Berdasarkan gambar di bawah ini dapat dilihat bahwa pada kromatogram


dengan temperatur 101-125 oC memberikan 16 puncak, fraksi 3dengan temperatur

126-150 oC memberikan 9 puncak dan fraksi 4 dengan temperatur 151-200 oC


Gambar 4.4. Kromatogram asap cair temperatur 350 oC setelah didestilasi

Pada fraksi 1 terlihat puncak yang muncul hanya pada waktu retensi disekitar

3 menit, tidak diperoleh puncak pada waktu retensi di atas 4 menit. Pada fraksi 2

85

diperoleh puncak dengan waktu retensi di atas 4 menit hingga waktu retensi 12,36

menit. Pada waktu retensi 4,54 menit diperoleh senyawa dengan konsentrasi

sebesar 28,10 %. Pada waktu retensi 10,32 menit diperoleh puncak dengan

konsentrasi 7,72 %. Pada fraksi 2 ini tidak terlihat adanya pemisahan yang

signifikan. Ini mungkin disebabkan banyaknya senyawa yang terdapat pada asap

cair yang memiliki titik didih yang hampir sama. Pada fraksi 3 terlihat pemisahan

yang signifikan, terdapat kenaikan konsentrasi pada senyawa dengan waktu retensi

4,04 menit yang mana pada fraksi 1 dan 2 konsentrasinya sebesar 4,50 %

sedangkan pada fraksi 3 konsentrasinya menjadi 22,04 %. Pada waktu retensi 10,45

menit terjadi penurunan konsentrasi dari fraksi 2 yang hanya sebesar 7,72 %

menjadi 3,95 % pada fraksi 3. Pada fraksi 4 diperoleh senyawa dengan konsentrasi

terbesar 74,47 % pada waktu retensi 4,68 menit. Sedangkan senyawa dengan waktu

retensi di atas 5 menit tidak diperoleh lagi. Pada fraksi 3 diperoleh pemisahan yang

signifikan.

Jika puncak-puncak yang berbeada dalam semua fraksi hasil pemisahan

destilasi dijumlahkan, maka terdapat 20 puncak, yang mana satu puncak bukan

berarti hanya terdapat satu jenis senyawa,sehingga disimpulkan asap cair

tempurung kelapa dengan temperatur 350 oC mengandung sedikitnya 20 senyawa.

Kromatogram Asap cair temperatur 400 oC

Gambar. 4.5. Kromatogram Asap cair temperatur 400 oC

86

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan temperatur di bawah

100 oC memberikan 5 puncak yang terpisah secara signifikan. Pada fraksi 2 dengan

temperatur 101-125 oC diperoleh 24 puncak. Pada waktu retensi 4,53 menit memiliki

konsentrasi 21,20 % sedangkan pada waktu retensi di atas 9 menit diperoleh

senyawa dengan kelimpahan yang kecil. Pada fraksi 3 dengan temperatur 126-150

oC terdapat 19 puncak. Pada fraksi 4 dengan temperatur 151-200 oC terdapat 10

puncak.

Pemisahan yang signifikan diperoleh pada fraksi 3 dan 4. Pada fraksi 4

diperoleh senyawa dengan waktu retensi 3,60 menit dengan konsentrasi sebesar

79,93 %. Sedangkan pada waktu retensi di atas 9 menit, hanya diperoleh satu

puncak yaitu dengan waktur retensi 12,30 menit dengan konsentrasi sebesar 1,29

%. Senyawa dengan waktu retensi di atas 9 menit pada fraksi 3 sudah tidak terdapat

pada fraksi 4.

Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil destilasi

dijumlahkan, maka terdapat 34 puncak, sehingga disimpulkan asap cair tempurung

kelapa pada temperatur 400 oC mengandung sedikitnya 34 senyawa.

Tidak dapatnya senyawa asap cair dipisahkan secara tegas pada destilasi ini

diperkirakan karena penyusun asap cair memiliki titik didih yang hampir sama atau

berdekatan satu sama lain. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penyusun

asap cair mengandung senyawa yang hampir sama tiap fraksinya, yang berbeda

adalah konsentrasinya, dengan demikian asap cair ini dapat digunakan untuk

alternatif aplikasi pada bahan pangan yang menginginkan warna yang bervariasi

dengan tetap mempertahankan aroma asap.

Kualitas briket arang pada umumnya ditentukan berdasarkan: ukuran serbuk,

sifat fisika dan kimia serta nilai kalor. Sifat fisika dan kimia briket arang meliputi:

kadar air, kadar abu, berat jenis, kadar zat mudah menguap dan nilai kalor

(Soeparno, 1992).

Sebagai pembanding dalam pengujian kualitas arang dan briket arang

biasanya menggunakan standar kualitas Jepang.

Tabel 4.6. Sifat fisika – kimia briket arang Standar Jepang.

Sifat Arang Standar Jepang

87

Kadar air <6 %

Kadar abu 3 – 6 %

Zat mudah menguap 25 – 30 %

Nilai kalor 6000 – 7000 kal/g

Berat jenis 1 – 1,2

(Hartoyo dkk, 1978)

Kualitas briket arang ini ditentukan berdasarkan tujuan penggunaannya atau

disesuaikan dengan permintaan konsumen terutama untuk industri dan ekspor

(Palungkun, 2001).

Ada beberapa faktor yang berpengaruh terhadap kualitas briket arang

sebagai berikut:

Rendemen

Rendemen merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi berat bahan

baku yang dihitung dalam persen. Besarnya rendemen arang dari jenis-jenis

kayu di Indonesia bervariasi cukup besar yaitu antara 21,1% - 40,8% (Hartoyo

dan Nurhayati, 1976). Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh

beberapa faktor berikut:

a. Pemananasan dan tekanan dalam tanur.

b. Umur bahan baku briket.

c. Berat jenis bahan baku briket.

d. Komposisi kimia bahan briket.

Oleh karena itu rendemen arang yang dihasilkan akan bervariasi persentasenya.

Nilai kalor

Nilai kalor merupakan jumlah satuan panas yang dihasilkan persatuan

bobot dari proses pembakaran dengan oksigen dari suatu bahan yang mudah

terbakar. Nilai kalor dinyatakan dalam satuan kal/g (Syachry, 1983).

Penelitian Hartoyo dan Nurhayati (1976) besarnya nilai kalor untuk jenis-jenis

kayu di Indonesia berkisar antara 5059 – 7752 kal/g. Sedangkan dalam

penelitian Nurhayati dkk (1999) diperoleh nilai kalor arang tempurung

kelapa berkisar antara 4267,87 – 7512,62 kal/g.

88

Berat jenis

Berat jenis adalah salah satu sifat fisika suatu senyawa yang paling

penting. Berat jenis berhubungan dengan kerapatan. Kerapatan akan

memberikan pengaruh terhadap nilai kalor suatu bahan, kerapatan yang

tinggi cenderung memberi nilai kalor yang tinggi dibandingkan yang

berkerapatan rendah (Soeparno, 1992).

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan berat jenis sebagai

perbandingan antara kerapatan kayu (atas dasar berat kering tanur dan

volume pada kandungan air yang telah ditentukan) dengan kerapatan air

pada suhu 4 oC. Perhitungan berat jenis banyak disederhanakan dalam

sistem matrik, karena 1 cm3 air beratnya tepat 1 gram. Jadi berat jenis dapat

dihitung secara langsung dengan membagi berat dalam gram dan volume

dalam cm3. Mengingat berat jenis merupakan perbandingan kerapatan maka

berat jenis tidak memiliki satuan dan nilainya berubah-ubah sesuai kadar air

dalam kayu. Penelitian Sudrajat (1983) menghasilkan berat jenis briket arang

berkisar antara 0,45 – 1,03.

Kadar air

Keberadaan air dalam kayu dan produk olahannya berkaitan erat

dengan sifat higroskopis kayu, di mana kayu mempunyai sifat afinitas yang

besar terhadap air sehingga kayu tidak pernah kering sama sekali (Brown

dkk, 1952).

Kadar air didefinisikan sebagai berat air yang dinyatakan dalam persen berat

kering tanur. Semakin tinggi kadar air maka semakin besar energi yang

dibutuhkan untuk menguapkan air. Dalam proses ini terjadi proses

karbonisasi tidak sempurna sehingga kualitas air yang dihasilkan jelek

(Haygreen dan Bowyer, 1989).

Haygreen dan Bowyer (1989) berpendapat bahwa kadar air akan

berpengaruh pada nilai kalor yang dihasilkan di mana semakin tinggi kadar air

maka nilai kalor yang dihasilkan semakin rendah. Semakin tinggi kadar air

dalam arang maka dalam proses pembakarannya akan dibutuhkan kalor yang

besar untuk mengeluarkan air menjadi uap sehingga energi yang tersisa

dalam arang tersebut menjadi lebih kecil.

Nurhayati dkk (1999) dalam penelitiannya menghasilkan kadar air briket

arang dari tempurung kelapa berkisar antara 1,12 -7,40 %. Sedangkan

89

penelitian Soeparno dkk(1999) menghasilkan kadar air briket arang rata-rata

1,751%.

Kadar Abu

Salah satu bagian arang yang ada dalam sisa pembakaran adalah abu

yang merupakan mineral. Abu terdiri dari bahan mineral seperti lempung,

silika, kalsium serta magnesium oksida. Semakin besar kadar abu berarti

kualitasnya semakin jelek. Biasanya kadar abu briket arang antara 0,5 – 5%

(Anonim, 1985).

Penelitian Soeparno (1999) menghasilkan kadar abu briket arang dari

serbuk pinus rata-rata sebesar 5,117%. Nurhayati dkk(1999) dalam

penelitiannya menghasilkan kadar abu briket arang dari tempurung kelapa

antara 0,84 – 5,17%.


Zat mudah menguap dalam briket arang bukan merupakan komponen

penyusun arang, tetapi merupakan hasil dekomposisi zat-zat penyusun arang

akibat proses pemanasan. Kadar zat mudah menguap dalam arang selain air

dapat dihitung dengan menguapkan semua zat-zat menguap dalam arang

selain air.

Hartoyo dkk (1978) mengemukakan bahwa suhu yang digunakan

dalam proses

pembuatan arang akan mempengaruhi besarnya kadar zat mudah menguap.

Pendapat ini

juga didukung oleh Nurhayati dkk (1999) yang menyatakan bahwa kadar zat

mudah

menguap dapat diperkecil bila suhu pengarangan dinaikkan. Dalam

penelitian Nurhayati dkk

(1999) dihasilkan kadar zat mudah menguap untuk briket arang tempurung

kelapa sebesar

6,54 – 72,33%.

Mengingat faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas briket arang

adalah keenam faktor tersebut, maka pengujian kualitas briket arang

tempurung kelapa juga meliputi rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat

mudah menguap, berat jenis dan nilai kalor.

90

Kualitas briket arang yang diuji dengan menggunakan cara perhitungan

sebagai berikut:

Rendemen

Arang yang dihasilkan ditimbang kemudian disebut sebagai berat arang

(output) dan bahan awal ditimbang sebagai bahan baku (input).

Perhitungannya sebagai berikut:

% 100 x (input)mentah baku bahan Berat

(output) arangBerat (%)Rendemen

Kadar Air

Pengujian kadar air dilakukan dengan mengambil contoh uji briket arang

dengan berat 1 gram sebagai berat mula-mula (a). Contoh uji tersebut

dikeringkan dalam oven pada suhu 130 2 oC selama kurang lebih 2 jam.

Sebelum ditimbang contoh uji dimasukkan ke dalam desikator baru kemudian

ditimbang. Penimbangan dilakukan sampai beratnya konstan (b).

x100%a

ba (%)air Kadar

Kadar Abu

Massa abu yang terdapat dalam kayu disebut kadar abu. Pengujian kadar

abu dilakukan dengan mengambil contoh uji seberat 1 gram sebagai berat

mula-mula (a), kemudian dimasukkan ke dalam cawan porselin, cawan kosong

ditimbang sebagai berat (b). Cawan yang berisi contoh tersebut dikeringkan

pada tanur dan suhu 600 oC selama 4 jam. Karbon hilang ditandai dengan

berhentinya asap, kemudian tutup tanur dibuka selama 1 menit untuk

mnyempurnakan proses pengabuan. Contoh uji dimasukkan dalam desikator

dan ditimbang sebagai berat c (berat cawan + berat abu).

100% x a

bc (%)abu Kadar


91

Prosedur penentuan kadar zat mudah menguap adalah dengan mengambil

contoh uji seberat 1 gram (a) kemudian dilakukan pemanasan di tanur listrik

pada suhu 900 oC. Setelah suhu mencapai 900 oC dibiarkan dingin terlebih

dahulu dalam tanur, baru dimasukkan dalam desikator dan ditimbang (d).

Apabila masih ada bagian yang berwarna putih pengujian harus diulangi.

100% x a

da (%) menguapmudah zat Kadar

Nilai Kalor

Alat yang digunakan untuk menguji nilai kalor adalah kalorimeter bom

oksigen. Pengujiannya adalah sebagai berikut:

a) Tahap persiapan alat

1) Mengambil contoh uji briket arang dengan berat 1 gram kemudian

dimasukkan dalam mangkok pembakaran dan ditimbang sebagai

berat m1.

2) Memasang kawat nikel sepanjang 10 cm pada elektroda. Kawat

menyentuh contoh uji tetapi tanpa menyinggung mangkok

pembakaran.

b) Mengisi silinder bom dengan akuades setinggi 1 mm dan memasang

kepala bom pada silinder bom dan mengisi oksigen murni 99,5 % hingga

tekanannya mencapai 30 atm.

c) Panci silinder diisi dengan air sebanyak 2 liter dan dimasukkan dalam

mantel silinder.

d) Memasukkan bom silinder ke dalam panci silinder dan memasang 2 chop

beserta kabelnya untuk aliran listrik AC 23 volt yang terangkai pada tutup

mantel silinder.

e) Menutup mantel silinder dengan penutupnya sehingga pengaduk dapat

berputar secara bebas (ketelitian 0,01 oC) menghadap ke depan

pengukur. Untuk mengukur waktunya digunakan stopwatch.

f) Mempersiapkan tabel pengukuran.

Tahap pengukuran

92

o Menjalankan pengaduk sampai suhu konstan, dan setiap 30 detik dicatat

perubahan suhunya, untuk pengukuran nilai a, R1, Ta.

o Pada waktu a tercapai, saklar (23 volt) dihidupkan sesaat (3 detik),

kemudian nilai dicatat setiap 30 detik. Pengukuran suhu selang waktu

tersebut bertujuan untuk menentukan nilai 60% dari total pembakaran (b).

o Jika titik suhu tidak terjadi perubahan lagi maka setelah 5 menit dari titik

tersebut proses pengukuran dihentikan dengan cara menghentikan

putaran pengaduk. Titik suhu Tc dan titik waktunya adalah nilai c.

Tahap Pembongkaran

o Melepas sabuk pemutar dan membuka mantel silinder serta

mengeluarkan silinder bom dari dalam panci silinder.

o Membebaskan tekanan gas yang ada dalam silinder bom dan membuka

silinder bom dengan memutar dan mengangkat kepala bom

o Mencuci dengan aquades semua permukaan baja yang ada dalam

silinder bom dan kepala bom bagian dalam, air cucian ditampung dalam

gelas piala ( 50 mL). Air tampungan ini kemudian ditetesi dengan

larutan indikator methyl orange 3 tetes (warna cairan akan berubah

menjadi merah muda) dan dititrasi dengan larutan Na2CO3 (0,03625 M)

yang terdapat dalam buret (50 mL) sampai warna merah muda menjadi

merah pucat/bening. Pada saat itu dilihat skala buretnya menunjukkan

berapa mL. Jumlah mL yang tercapai setara dengan jumlah kalor (1 mL =

1 kalori) sebagai koreksi asam (e1)

o Mengambil kawat pembakar yang tidak ikut terbakar dan meletakkan

pada skala pengukuran kalor yang telah dikonversi dari panjang kawat

(1cm = 2,3 kal) sebagai koreksi dari panjang sisa kawat yang tidak

terbakar (e2)

o Dengan langkah yang sama dilakukan pembakaran asam benzoat untuk

peneraan kondisi alat bom kalorimeter.

Perhitungan:

93

Rumus 1 :

)b(cRa)(bRTT 21a ct

Rumus 2 :

m

eeCtQ

)( t ).C(m ).( 21aap

Rumus 3 :

Δt

t) ..C(m - e e ).Q(mC aa21bb

p

Keterangan:

Rumus.1 : waktu pembakaran

Rumus.2:: waktu yang diperlukan untuk mencapai 60% pembakaran total

diperoleh melalui interpolasi (menit)

Rumus 3 : : waktu yang ditunjuk saat tidak ada perubahan suhu setelah proses

pembakaran (menit)

Ta : suhu pada saat pembakaran (oC)

Tc : suhu pada saat mencapai waktu c (oC)

R1 : suhu rata-rata setiap menit sebelum terjadi

pembakaran (oC/menit)

R2 : suhu rata-rata setiap menit setelah terjadi

pembakaran (oC/menit)

e1 : koreksi terhadap asam

e2 : koreksi terhadap kawat

Q : nilai kalor pembakaran (kal/g)

Cp : kapasitas panas

mb : berat asam benzoat

Qb : nilai kalor pembakaran asam benzoat

Berat jenis

94

Pengujian ini dilakukan dengan membuat contoh uji ukuran 1 x 1 x 1

cm3. Contoh uji tersebut dikeringtanurkan dalam oven pada suhu 103 2

oC sampai diperoleh berat konstan (a) sebagai berat kering tanur. Sampel

tersebut segera dicelupkan dalam parafin dan ditimbang sebagai berat (b).

Selanjutnya menimbang gelas piala yang berisi aquades (w1). Contoh uji

yang dilapisi parafin dimasukkan ke dalam gelas piala tersebut dengan

bantuan jarum preparat. Contoh uji dicelupkan secara vertikal tanpa

menyentuh dinding gelas piala, dan beratnya dicatat sebagi w2.

0,9] x a)(bw[w

ajenisBerat

12

Keterangan:

BJ aquades = 1

a = berat kering tanur (g)

b = berat a + berat parafin (g)

w1 = berat gelas piala + aquades (g)

w2 = berat w1 + berat b (g)

0,9 = berat jenis parafin

Hasil pengujian kualitas briket arang tempurung kelapa adalah sebagai

berikut:

Rendemen

Rendemen briket arang merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi

berat bahan baku yang dihitung dalam persen. Hasil pengukuran dan data

rendemen dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.5. Rata – Rata Rendemen Arang Tempurung Kelapa

Suhu pirolisis ( oC) Rendemen (%)

250 42.81

300 34.30

350 32.94

400 31.77

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa rendemen arang pada suhu 250

oC yaitu 42,81% masih cukup besar dan arang yang dihasilkan belum

95

sempurna. Rendemen yang cukup tinggi menunjukkan adanya proses yang

tidak sempurna sehingga sebagian fraksi bahan masih dalam wujud semula.

Data rendemen arang (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Gambar 4.6. Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%)

Dari Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%) dapat dilihat

penurunan rendemen arang dengan semakin naiknya suhu pirolisis. Arang yang

dihasilkan pada suhu pirolisis 350 oC dan arang yang dihasilkan pada suhu

pirolisis 400 oC menunjukkan sifat arang yang baik yaitu arang yang dihasilkan

berwarna hitam merata dan pada bagian ujung pecahan arangnya bercahaya.

Arang yang dihasilkan dari suhu pirolisis 250 oC dan 300 oC belum baik karena

arang yang dihasilkan masih ada bagian yang berwarna coklat dan arang yang

dihasilkan belum sempurna. Rendemen arang yang terkecil sebesar 31,77 %

dihasilkan pada suhu pirolisis 400 oC merupakan arang yang paling baik.

Kadar air

25

30

35

40

45

250 300 350 400


Re

nd

em

en

(%

)

Series1

96

Suhu untuk analisis kandungan air adalah 130 oC 2 oC sehingga air yang

lepas merupakan air terikat yang berada di dinding sel. Data kadar air briket

arang tempurung kelapa dapat dilihat pada Tabel berikut:

Data kadar air (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Gambar 4.7. Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan

berbagai persentase perekat

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan berbagai

persentase perekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis terhadap kadar air

menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka kadar air briket arang

semakin kecil, sedangkan pengaruh persentase perekat menunjukkan semakin

besar persentase perekat kadar air briket arang semakin besar. Kadar air briket

arang yang terkecil didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3

% dan merupakan briket arang dengan kadar air yang paling baik.

Kadar abu

Abu yang terkandung dalam bahan bakar padat adalah mineral yang

tidak dapat terbakar yang tertinggal setelah proses pembakaran Data kadar abu

(%) dapat dilihat pada tabel berikut.

2

2.5

3

3.5

4

4.5

250 300 350 400


Ka

da

r a

ir (

%)

3%

5%

7%

9%

97

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kadar Abu (%) Briket Arang Tempurung Kelapa

Suhu Pirolisis

Persentase Perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 1,26 1,16 1,08 1,37

300 oC 1,37 1,46 1,58 1,55

350 oC 1,38 1,32 1,39 1,66

400 oC 1,41 1,60 1,71 1,89

Data pengujian kadar abu menunjukkan kenaikan atau penurunan nilai

yang tidak terlalu besar baik karena pengaruh suhu pirolisis maupun

persentase perekat. Kecenderungan naiknya kadar abu disebabkan faktor

persentase perekat menunjukkan semakin banyaknya perekat yang

digunakan untuk membuat briket arang akan menaikkan kadar abunya.

Kadar abu yang terbesar dimiliki oleh briket arang dengan persentase perekat

9 % pada suhu pirolisis 400 oC.

Data kadar abu (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%) dengan berbagai

persentase perekat.

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%) dengan

berbagai persentase perekat dapat dilihat bahwa suhu pirolisis memberikan nilai

kadar abu yang bervariasi, sedangkan dengan semakin besarnya persentase

perekat kadar abu briket arang cenderung untuk mengalami kenaikan, sehingga

0.5

1

1.5

2

2.5

250 300 350 400


Ka

da

r a

bu

(%

)

3%

5%

7%

9%

98

pada persentase perekat 9 % nilai kadar abu briket arang menunjukkan nilai yang

paling besar.

Kadar abu yang terkecil dihasilkan pada suhu pirolisis 250 oC dengan persentase

perekat 7% yaitu sebesar 1,08 % dan kadar abu terbesar pada suhu 400 oC dengan

persentase perekat 9% yaitu sebesar 1,98%. Secara keseluruhan nilai kadar abu

briket arang masuk dalam standar Jepang, sehingga briket arang yang dihasilkan

sudah baik.


Kadar zat mudah menguap berkaitan dengan proses pirolisis yang

berlangsung. Besarnya kadar zat mudah menguap dipengaruhi oleh suhu

maksimum pembuatan arang. Data hasil pengujian kadar zat mudah

menguap (%) diberikan pada tabel 5.4 berikut ini.

Tabel 4.7. Hasil pengujian kadar zat mudah menguap (%) briket arang tempurung

kelapa.

Suhu

pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 48,60 48,83 48,17 47,44

300 oC 37,95 38,80 36,77 35,67

350 oC 33,99 33,67 34,27 32,66

400 oC 30,09 29,08 29,88 27,68

Data di atas menunjukkan bahwa suhu pirolisis menyebabkan nilai kadar zat

mudah menguap mengalami penurunan. Suhu pirolisis memberikan pengaruh yang

besar, hal ini dapat dilihat dari nilai kadar zat mudah menguap briket arang dengan

persentase perekat 3% yang mana pada suhu 250 oC nilainya 48,60% mengalami

penurunan dengan nilai yang besar sehingga pada suhu 400 oC kadar zat mudah

menguapnya sebesar 30,09%.

Kadar zat mudah menguap dengan adanya pengaruh persentase perekat

tidak menunjukkan penurunan kadar yang besar. Pada suhu 250 oC, dengan

persentase perekat 3% kadarnya 48,60% dan pada 9% kadarnya 47,44%, sehingga

penurunannya hanya 1,16%.

99

Data kadar zat mudah menguap (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada

Grafik berikut :

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap (%)

dengan berbagai persentase perekat.

Kadar zat mudah menguap akan menunjukkan kualitas dari briket arang

yang dihasilkan, semakin kecil kadar zat mudah menguap maka briket arang yang

dihasilkan akan semakin baik. Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap

kadar zat mudah menguap(%) dengan berbagai persentase perekat dapat dilihat

bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka kadar zat mudah menguapnya akan

semakin kecil. Briket arang yang dihasilkan pada suhu 400 oC menunjukkan nilai

yang lebih kecil dibandingkan pada suhu yang lain. Naiknya persentase perekat

akan menurunkan kadar zat mudah menguap tetapi penurunannya tidak besar.

Dari grafik dapat dilihat kadar zat mudah menguap yang terkecil yaitu pada suhu

pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 9%, sehingga briket arang yang

dihasilkan merupakan briket arang yang paling baik.

Berat jenis

Berat jenis merupakan salah satu sifat senyawa yang penting. Briket

arang dengan berat jenis yang tinggi akan memberikan nilai kalor yang lebih

tinggi dibandingkan dengan briket arang dengan nilai berat jenis yang lebih

rendah. Data hasil pengujian berat jenis dapat dilihat pada tabel berikut ini.

27

32

37

42

47

250 300 350 400


Ka

da

r za

t m

ud

ah

me

ng

ua

p (

%)

3%

5%

7%

95%

100

Tabel 4,8. Hasil Pengujian Berat Jenis Briket Arang Tempurung Kelapa

Suhu

pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 1,06 1,08 1,03 0,98

300 oC 1,07 1,07 1,06 1,09

350 oC 1,11 1,08 1,09 1,10

400 oC 1,12 1,16 1,13 1,12

Dilihat dari data pada tabel Hasil pengujian berat jenis briket arang

tempurung kelapa yang didapat maka nilai berat jenis briket arang sudah baik dan

hampir semuanya memenuhi standar buatan Jepang. Data hasil pengujian berat

jenis menunjukkan kenaikan atau penurunan yang tidak terlalu besar karena

pengaruh suhu pirolisis maupun persentase perekat. Akan tetapi kisaran angka

untuk standar berat jenis yaitu 1 – 1,2, menyebabkan kenaikan atau penurunan yang

kecil dari nilai berat jenis akan sangat berpengaruh terhadap mutu dari briket arang

yang dihasilkan. Nilai berat jenis yang tertinggi didapat pada suhu pirolisis 400 oC

dengan persentase perekat 5 %, sedangkan nilai berat jenis yang terkecil didapat

pada suhu pirolisis 250 oC dengan persentase perekat 9%.

Data berat jenis secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut :

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan berbagai

persentase perekat

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

250 300 350 400


Be

rat

jen

is 3%

5%

7%

9%

101

Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan berbagai

persentase perekat

terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis terhadap berat jenis menunjukkan bahwa

semakin tinggi suhu pirolisis maka berat jenis semakin besar, sedangkan semakin

besar persentase perekat maka berat jenis cenderung semakin turun. Turunnya

berat jenis disebabkan faktor persentase perekat menunjukkan semakin banyaknya

perekat yang digunakan untuk membuat briket akan menurunkan nilai berat

jenisnya. Nilai berat jenis terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan

persentase perekat 5 %.

Nilai kalor

Nilai kalor menggambarkan nilai energi bahan yang merupakan jumlah

satuan panas yang dihasilkan persatuan bobot dari proses pembakaran dengan

oksigen dari suatu bahan yang mudah terbakar. Data pengujian nilai kalor (kal/g)


Tabel 4.9. Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung kelapa

Suhu

pirolisis

Persentase perekat

3% 5% 7% 9%

250 oC 6564,27 6485,81 6506,91 6407,75

300 oC 6740,98 6960,44 6920,78 6542,70

350 oC 7057,14 7030,38 6968,92 6764,18

400 oC 7150,14 7025,46 6935,30 6928,89

Dari data tabel Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung

kelapa nilai kalor yang didapat menunjukkan kenaikan nilai kalor dengan semakin

tinggi suhu pirolisis, sedangkan nilai kalor semakin kecil dengan semakin besarnya

persentase perekat. Nilai kalor yang didapat sudah memenuhi standar buatan

Jepang (6000 – 7000 kal/g) dimana nilai kalor yang terkecil sebesar 6407,75 kal/g

dan nilai kalor terbesar 7150,14 kal/g.

102

Data nilai kalor (kal/g) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:

Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai persentase perekat

Dari grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai

persentase perekat secara umum dapat dilihat bahwa nilai kalor semakin besar

dengan semakin tingginya suhu pirolisis, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat

pada suhu pirolisis 400 oC.

Persentase perekat menunjukkan pengaruh yang berkebalikan dari pengaruh

suhu pirolisis, di mana semakin besar persentase perekat maka nilai kalornya

semakin kecil, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat pada persentase perekat

3%. Nilai kalor briket arang tempurung kelapa yang terbesar didapat pada suhu

pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 %.





cair yang dihasilkan memiliki warna yang lebih jenih daripada asap cair tanpa


RENDEMEN

Hasil destilasi asap cair menghasilkan rendemen yang berbeda tiap fraksinya.

a. Asap cair temperatur 250 oC

6400

6600

6800

7000

7200

250 300 350 400


Nil

ai

ka

lor

(ka

l/g

)

3%

5%

7%

9%

103

Tabel Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 250 oC

Fraksi Volume (ml) Rendemen (%)

1 2,5 1,25

2 123 61,5

3 43 21,5

4 7,5 3,75

Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah pada fraksi 2 yaitu

sebesar 61,5 %. Rendemen yang terkecil adalah pada fraksi 1 yaitu sebesar 1,25 .

b. Asap cair temperatur 300 oC




1 8,5 4,25

2 144 72

3 19,5 9,75

4 3 1,5

Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah fraksi 2 yaitu

sebesar 72 % sedangkan rendemen terkecil adalah fraksi 4 yaitu sebesar 1,5 %.

c. Asap cair temperatur 350 oC




1 5 2,5

2 158 79

3 15 7,5

4 3 1,5

104

Dari tabel di atas, dapat dilihat bahwa hasilnya tidak terlalu jauh berbeda

dengan hasil destilasi asap cair temperatur 300 oC. Ini diperkirakan pada temperatur

pirolisis 300 dan 350 oC, diperoleh komponen asap cair yang tidak terlalu jauh

berbeda.

d. Asap cair temperatur 400 oC




1 8 4

2 88,5 44,25

3 64 32

4 19,5 9,75

Dari tabel di atas terlihat bahwa fraksi 1 rendemennya paling kecil (4%). Ini

disebabkan bahwa pada asap cair ini kandungan airnya lebih sedikit. Fraksi 2 adalah

yang tertinggi sebesar 44,25%.

Adapun hasil destilasi asap cair secara keseluruhan ditampilkan dalam

bentuk grafik pada gambar berikut.

Gambar Grafik hasil destilasi asap cair

0

10

20

30

40

50

60

70

80

250 300 350 400

Temperatur pirolisis (0C)

Re

nd

em

en (

%) Fraksi 1

Fraksi 2

Fraksi 3

Fraksi 4

105

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa asap cair hasil destilasi pada fraksi 2

memperlihatkan hasil yang paling banyak. Ini diperkirakan bahwa pada fraksi 2

mengandung banyak senyawa yang memiliki titik didih antara 100-125 oC. Jika

dijumlahkan seluruh asap cair fraksi 1 hingga fraksi 4 diperoleh hasil bahwa asap

cair yang dapat terdestilasi adalah sebesar 89 % , dengan demikian asap cair yang

tidak terdestilasi adalah sebanyak 11 % , yaitu berupa tar dan senyawa-senyawa

dengan titik didih tinggi.

Warna

Asap cair sebelum didestilasi memiliki warna coklat kemerahan, ini

disebabkan karena masih mengandung tar yang pada dasarnya berwarna hitam dan

mengandung komponen dengan berat molekul tinggi. Asap cair tanpa destilasi ini

jika diaplikasikan pada bahan pangan akan menghasilkan bahan pangan dengan

warna yang gelap. Sedangkan konsumen biasanya lebih menyukai bahan pangan

dengan warna yang tidak gelap, oleh sebab itu pada penelititan ini dilakukan

destilasi terhadap asap cair agar menghasilkan warna asap cair yang lebih jernih,

sehingga jika diaplikasikan pada bahan pangan akan menghasilkan warna produk

asapan yang lebih menarik.

Asap cair yang telah mengalami destilasi cenderung memiliki warna yang

berbeda tiap fraksinya. Perbedaan warna pada tiap fraksi dipengaruhi adanya tar.

Warna pada fraksi 1 adalah kuning kehijauan jernih, fraksi 2 berwarna kuning muda

jernih sedangkan fraksi 3 berwarna kuning keputihan jernih dan fraksi 4 berwarna

coklat karena pada temperatur destilasi yang tinggi kemungkinan tar akan ikut

terdestilasi semakin besar.

Aroma

Aroma pada asap cair yang dihasilkan setelah proses destilasi ini berbeda

tiap fraksinya. Aroma asap cair pada berbagai temperatur pirolisis hasil destilasi


106

Tabel Aroma asap cair hasil destilasi

Temperatur Fraksi 1 Fraksi 2 Fraksi 3 Fraksi 4

Pirolisis Aroma Aroma Aroma Aroma

(0C) asap asap asap Asap

250 Sangat kuat Agak tidak kuat agak kuat Kuat




Dari tabel di atas terlihat bahwa asap cair pada berbagai fraksi menghasilkan

aroma yang berbeda. Asap cair yang memiliki aroma paling lemah adalah asap cair

fraksi 2, disusul dengan asap cair fraksi 3 dan fraksi 4. Asap cair fraksi 1 memiliki

aroma yang sangat kuat (menyengat). Dapat disimpulkan bahwa asap cair hasil

destilasi dengan urutan aroma asap dari yang kuat hingga yang lembut adalah

sebagai berikut : Asap cair fraksi 1 > fraksi 4 > Fraksi 3 > fraksi 2.

Analisis dengan kromatografi gas

Analisis dengan menggunakan instrumen kromatografi gas ini bertujuan untuk

mengetahui apakah fraksi satu dan fraksi lainnya mengandung komponen-

komponen yang sama atau berbeda, bila fraksi-fraksi tersebut mengandung

komponen yang sama, maka pemisahan dengan destilasi belum sempurna. Selain

itu kromatogram juga dapat digunakan untuk menentukan jumlah komponen

penyusun asap cair.

Penentuan jumlah komponen penyusun asap cair dilakukan dengan

menghitung jumlah puncak yang muncul pada kromatogram setelah waktu retensi

3,44 menit yang dianggap sebagai air.

107

o Asap cair pada temperatur 250 oC

Berdasarkan pada gambar di atas dapat dilihat bahwa pada kromatogram


dengan temperatur 101-125 oC memberikan 9 puncak sedangkan fraksi 3 dengan

temperatur 126-150 oC memberikan 10 puncak dan fraksi 4 dengan titik didih 151-

200 oC memberikan 5 puncak.

Pada fraksi satu terlihat puncak yang rapat pada waktu retensi 3 menit yang

diperkirakan adalah puncak dari air dan diperkirakan pada asap cair fraksi 1

terdapat senyawa yang memiliki sifat yang hampir sama dengan air yaitu memiliki

Gambar Kromatogram asap cair temperatur 250 °C hasil destilasi

108

titik didih dibawah 100 oC. Konsentrasi yang besar dapat dilihat pada waktu retensi

di bawah 4 menit. Sedangkan untuk waktu retensi di atas 4 menit diperoleh

kelimpahan yang kecil. Pada fraksi 2, terdapat puncak pada waktu retensi 4,15 menit

yang sama dengan fraksi 1 tetapi konsentrasinya berbeda. Terjadi kenaikan

konsentrasi yaitu pada fraksi 1 sebesar 1,54 % sedangkan pada fraksi 2 sebesar

14,50 %. Begitu juga pada waktu retensi 4,50 menit, pada fraksi 1 konsentrasinya

sebesar 1,63 %, sedangkan pada fraksi 2 terjadi kenaikan yaitu menjadi 52,25 %.

Pada fraksi 2 juga terdapat senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit

seperti pada waktu retensi 10,20 menit dengan konsentrasi 7,71 %.

Pada fraksi 3, terdapat senyawa dengan waktu retensi 4,54 menit dengan

konsentrasi yang terbesar yaitu 82,91 %. Pada waktu retensi 10,63 menit diperoleh

senyawa dengan konsentrasi 5,96 %.

Pada fraksi 4 terjadi pemisahan yang signifikan dengan konsentrasi terbesar

yaitu pada waktu retensi 4,28 menit dengan konsentrasi 95,58 %.

Fraksi 2 dan 4 memperlihatkan pemisahan yang signifikan, yang jika

dilakukan pemisahan lebih lanjut akan dapat diperoleh senyawa-senyawa yang lebih

murni. Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil pemisahan

destilasi dijumlahkan, maka terdapat 18 puncak, satu puncak bukan berarti hanya

terdapat satu jenis senyawa, bisa saja terdapat banyak senyawa yang memiliki sifat

yang hampir sama, sehingga disimpulkan asap cair tempurung kelapa dengan

temperatur pirolisis 250 oC mengandung sedikitnya 18 senyawa.

109

o Asap cair temperatur 300 oC

Gambar Kromatogram asap cair temperatur 300 oC hasil didestilasi

110

Berdasarkan pada gambar di atas dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan

tempratur kurang dari 100 oC memberikan 13 puncak, fraksi 2 dengan temperatur

101-125 oC memberikan 18 puncak, fraksi 3 memberikan 4 puncak dan fraksi 4


Pada fraksi 1 terlihat banyaknya peak pada waktu retensi sekitar 3 menit

dengan kelimpahan yang besar yaitu antara 7-25 %. Pada fraksi ini senyawa dengan

waktu retensi di atas 4 menit diperoeh dengan kelimpahan yang sedikit.

Sedangkan pada fraksi 2 diperoleh senyawa dengan waktu retensi yang

berdekatan. Diperoleh juga senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit. Pada

fraksi 2 ini tidak terlihat adanya pemisahan yang signifikan.

Pada fraksi 3 terlihat tidak ada senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit.

Senyawa dengan waktu reetensi 4,25 menit memiliki konsentrasi yang paling besar

yaitu 81,83 %. Pada frakis 3 ini terlihat pemisahan yang signifikan.

Sedangkan pada fraksi 4, hanya terdapat satu puncak dengan kelimpahan

yang besar yaitu pada waktu retensi 4,20 menit yaitu sebesar 93,79 %.

Apabila puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil pemisahan

destilasi dijumlahkan maka terdapat 23 puncak, sehingga disimpulkan asap cair

tempurung kelapa pada temperatur 300 oC mengandung sedikitnya 23 senyawa.

111


Berdasarkan gambar di bawah ini dapat dilihat bahwa pada kromatogram


dengan temperatur 101-125 oC memberikan 16 puncak, fraksi 3dengan temperatur

126-150 oC memberikan 9 puncak dan fraksi 4 dengan temperatur 151-200 oC

memberikan 8 puncak

Gambar Kromatogram asap cair temperatur 350 oC setelah didestilasi

112

Pada fraksi 1 terlihat puncak yang muncul hanya pada waktu retensi disekitar

3 menit, tidak diperoleh puncak pada waktu retensi di atas 4 menit.

Pada fraksi 2 diperoleh puncak dengan waktu retensi di atas 4 menit hingga

waktu retensi 12,36 menit. Pada waktu retensi 4,54 menit diperoleh senyawa

dengan konsentrasi sebesar 28,10 %. Pada waktu retensi 10,32 menit diperoleh

puncak dengan konsentrasi 7,72 %.

Pada fraksi 2 ini tidak terlihat adanya pemisahan yang signifikan. Ini mungkin

disebabkan banyaknya senyawa yang terdapat pada asap cair yang memiliki titik

didih yang hampir sama.

Pada fraksi 3 terlihat pemisahan yang signifikan, terdapat kenaikan

konsentrasi pada senyawa dengan waktu retensi 4,04 menit yang mana pada fraksi

1 dan 2 konsentrasinya sebesar 4,50 % sedangkan pada fraksi 3 konsentrasinya

menjadi 22,04 %. Pada waktu retensi 10,45 menit terjadi penurunan konsentrasi dari

fraksi 2 yang hanya sebesar 7,72 % menjadi 3,95 % pada fraksi 3.

Pada fraksi 4 diperoleh senyawa dengan konsentrasi terbesar 74,47 % pada

waktu retensi 4,68 menit. Sedangkan senyawa dengan waktu retensi di atas 5 menit

tidak diperoleh lagi. Pada fraksi 3 diperoleh pemisahan yang signifikan.

Jika puncak-puncak yang berbeada dalam semua fraksi hasil pemisahan

destilasi dijumlahkan, maka terdapat 20 puncak, yang mana satu puncak bukan

berarti hanya terdapat satu jenis senyawa,sehingga disimpulkan asap cair

tempurung kelapa dengan temperatur 350 oC mengandung sedikitnya 20 senyawa.

113

Kromatogram Asap cair temperatur 400 oC

Gambar Kromatogram asap cair temperatur 400 oC setelah didestilasi

114

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan temperatur di bawah

100 oC memberikan 5 puncak yang terpisah secara signifikan. Pada fraksi 2 dengan

temperatur 101-125 oC diperoleh 24 puncak. Pada waktu retensi 4,53 menit memiliki

konsentrasi 21,20 % sedangkan pada waktu retensi di atas 9 menit diperoleh

senyawa dengan kelimpahan yang kecil. Pada fraksi 3 dengan temperatur 126-150

oC terdapat 19 puncak.

Pada fraksi 4 dengan temperatur 151-200 oC terdapat 10 puncak.

Pemisahan yang signifikan diperoleh pada fraksi 3 dan 4. Pada fraksi 4

diperoleh senyawa dengan waktu retensi 3,60 menit dengan konsentrasi sebesar

79,93 %. Sedangkan pada waktu retensi di atas 9 menit, hanya diperoleh satu

puncak yaitu dengan waktur retensi 12,30 menit dengan konsentrasi sebesar 1,29

%. Senyawa dengan waktu retensi di atas 9 menit pada fraksi 3 sudah tidak terdapat

pada fraksi 4.

Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil destilasi

dijumlahkan, maka terdapat 34 puncak, sehingga disimpulkan asap cair tempurung

kelapa pada temperatur 400 oC mengandung sedikitnya 34 senyawa.

Tidak dapatnya senyawa asap cair dipisahkan secara tegas pada destilasi ini

diperkirakan karena penyusun asap cair memiliki titik didih yang hampir sama atau

berdekatan satu sama lain. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penyusun

asap cair mengandung senyawa yang hampir sama tiap fraksinya, yang berbeda

adalah konsentrasinya, dengan demikian asap cair ini dapat digunakan untuk

alternatif aplikasi pada bahan pangan yang menginginkan warna yang bervariasi

dengan tetap mempertahankan aroma asap.

115

1. Tugas Latihan

1) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses pirolisis?

2) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses destilasi?

3) Apa pengaruh temperatur pada proses pemanasan tungku/tabung

terhadap produk yang dihasilkan pada proses pirolisis dan destilasi

4) Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil

proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?

Tugas Latihan 2 :

(1) Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa

agar sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis

(2) Jelaskan cara melakukan proses menghasilkan asap cair grade C

(3) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade C ke

grade B

(4) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade B ke

grade A

(5) Jelaskan perbedaan asap cair grade B dan grade C

Tugas Praktek :

Kerjakanlah Tugas berikut ini dengan cara yang sistematis, aman dan efisien :

1. Pembuatan Asap Cair grade C

2. Penyulingan Asap Cair grade C menjadi grade B

3. Penyulingan Asap Cair grade B menjadi grade A

116

2. Rangkuman

Asap cair didestilasi berdasarkan variasi temperatur dengan

maksud memisahkan tar dan untuk mendapatkan asap cair dengan

sifat-sifat fungsional yang menonjol.

Hasil destilasi asap cair menghasilkan rendemen yang berbeda tiap

fraksinya, yaitu: asap cair temperatur 250 oC, asap cair temperatur

300 oC, asap cair temperatur 350 oC dan asap cair temperatur 400

oC.

Tidak dapatnya senyawa asap cair dipisahkan secara tegas pada

destilasi ini diperkirakan karena penyusun asap cair memiliki titik

didih yang hampir sama atau berdekatan satu sama lain. Dengan

demikian dapat disimpulkan bahwa penyusun asap cair

mengandung senyawa yang hampir sama tiap fraksinya, yang

berbeda adalah konsentrasinya, dengan demikian asap cair ini

dapat digunakan untuk alternatif aplikasi pada bahan pangan yang

menginginkan warna yang bervariasi dengan tetap

mempertahankan aroma asap.

Persentase perekat menunjukkan pengaruh yang berkebalikan dari

pengaruh suhu pirolisis, di mana semakin besar persentase

perekat maka nilai kalornya semakin kecil, sehingga nilai kalor yang

terbesar didapat pada persentase perekat 3%. Nilai kalor briket

arang tempurung kelapa yang terbesar didapat pada suhu pirolisis

400 oC dengan persentase perekat 3 %.

117

3. Evaluasi Materi

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan pirolisis ?

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan asap cair ?

3. Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil

proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?

4. Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa agar

sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis

5. Jelaskan bagaimana cara menghasilkan asap cair grade A, B dan C,

dengan bahan dasar tempurung kelapa ?

118



Standar Kompetensi


Skor yang

dicapai

Keterangan

(L/ TL)

1, Membuat Bio Briket Arang Tempurung




30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….





30

30

40

…………….

…………….

…………….

Jumlah Skor 100 ……………. ……………….

Cimahi, ……………………………………… 2013 Penilai

………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………

119

BAB III. PENUTUP

A. KUNCI JAWABAN

Kunci Jawaban (TL 1)

No Soal Kunci Jawaban scor

1 o Pemanfaatan briket arang tempurung kelapa

sangat memungkinkan apabila dikembangkan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah atau gas elpiji.

o Melimpahnya sampah tempurung kelapa yang sudah tidak terpakai, serta besarnya kandungan daya yang dihasilkan limbah tersebut, membuat banyak sekali warga yang mulai tertarik untuk mengembangkan bahan bakar alternatif berbentuk biobriket dari limbah tempurung kelapa menjadi daya energi alternatif terbarukan.

35

2 o Pemakaian briket arang tempurung kelapa

merupakan langkah pas bagi penduduk untuk kurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil seperti minyak tanah dan gas elpiji,

o Pemakaian bahan bakar kayu yang tingkat konsumsinya makin hari makin meningkat tajam hingga membahayakan ekologi rimba.

o Merupakan tujuan pasar yang dapat di bidik saat menjalankan usaha briket arang tempurung yang berdomisili di daerah-daerah terpencil.

o Kita dapat membidik beberapa pebisnis kuliner yang belakangan ini mulai memakai bahan bakar alternatif berbentuk briket arang untuk kurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar minyak tanah atau gas elpiji yang harganya makin hari semakin melambung tinggi.

35

3 o Pasar dalam negeri, local dan regional, misalnya

komunitas jasa kuliner, Rumah makan, rumah sakit,

sektor home industry, pengrajin nata de coco, pengrajin

tahu tempe, dll

o Peluang eksport juga cukup menjadi tantangan yang

sangat besar

30

JUMLAH TOTAL 100

120

A. KUNCI JAWABAN



1 o Tempurung kelaoa o sekam padi, o kayu, limbah dari industri penggergajian, o pelepah bambu o dedaunan yang sudah kering o Limbah kelapa sawit, dll

20

2 o Tempurung kelapa cukup keras dan padat, akan

dapat menghasilkan kalor panas yang optimal o Kadar airnya relatip kecil (antara 7 s.d. 9 %) o Kadar karbon aktipnya besar

20

3 o Tempurung kelapa sangat potensial sebagai bahan

bakar alternatip, karena nilai karbonnya sangat

besar

o Berat jenisnya relatip kecil, sehingga apabila

dipasarkan secara volumetrik, akan cukup

menguntungkan produser

o Kalori panasnya relatip lebih besar dibandingkan

dengan arang dari kayu

o Selain dapat dijadikan briket arang tempurung,

dapat juga diproses menjadi pirolisis/ asap cair

15

4 o Sebagai bahan penjernih air yang aman bagi

kesehatan

o Sebagai bahan kosmetik pembersih kulit/ rambut

15

5 o Sebagai bahan bakar dengan kalori tinggi dan

bebas asap

o Bahan bakar dengan api biru dan tahan lama

o Bisa untuk bakar sate (aman bagi kesehatan)

o Bio briket dapat dipakai untuk media tanaman

10

6 o Siapkan drum yang sudah dibuang salahsatu

tutupnya dan difungsikan sebagai tungku

o Masukkan tempurung kelapa pada drum tungku,

sampai kurang lebih setengah drum, kemudian

dibakar

o Setelah sebagian besar tempurung terbakar,

masukkan lagi tempurung yang lainnya sampai

tungku hampir penuh

o Selanjutnya tempurung yang sedang terbakar,

diurug dengan debu sisa pembakaran atau pasir

10

121

7 o Proses pengarangan tidak berceceran dan tidak

mengotori lingkungan kerja

o Pengarangan tempurung tidak menghasilkan debu

o Asap dari proses pengarangan tempurung dapat

ditampung dan dijadikan asap cair (liquid smoke)

o Dapat menghasilkan gas methan

10

JUMLAH TOTAL 100

B. KUNCI JAWABAN



1 o Kapasitas mesin o Kuantitas bio briket yang akan dibuat

20

2 o Tidak termasuk sabut, agar kualitas arang

tempurung memenuhi standar yang ideal/ internasional

o Agar pembakaran arang tempurung benar-benar tidak berasap

20

3 o Tidak melebihi 16% 20

4 o Kualitasnya kurang baik, pembakarannya akan

mengeluarkan asap, kalori panasnya berkurang

20

5 o Kering

o Bersih

o Tidak mengandung sabut

o Dari kelapa yang tua, yaitu berwarna tua merata

20

JUMLAH TOTAL 100

122

Kunci Jawaban

Latihan Test :

1. Persyaratan tempurung kelapa yang baik untuk dijadikan bio briket,

diantaranya adalah, tempurung kelapa itu harus :

o Kering

o Bersih

o Tidak mengandung sabut

o Dari kelapa yang tua, yaitu berwarna tua merata

2. Gambaran proses pengarangan tempurung kelapa cara

sederhana :

o Siapkan drum yang sudah dibuang salahsatu tutupnya dan difungsikan

sebagai tungku

o Masukkan tempurung kelapa pada drum tungku, sampai kurang lebih

setengah drum, kemudian dibakar

o Setelah sebagian besar tempurung terbakar, masukkan lagi tempurung

yang lainnya sampai tungku hampir penuh

o Selanjutnya tempurung yang sedang terbakar, diurug dengan

debu sisa pembakaran atau pasir

3. Manfaat pengarangan tempurung dilakukan secara modern :

o Proses pengarangan tidak berceceran dan tidak mengotori lingkungan

kerja

o Pengarangan tempurung tidak menghasilkan debu

o Asap dari proses pengarangan tempurung dapat ditampung dan

dijadikan asap cair (liquid smoke)

o Dapat menghasilkan gas methan

4. Prosedur dan cara membuat adonan briket


arang tempurung menggunakan perbandingan 1 : 25. Perekat pati dibuat

dari campuran pati dan air dengan perbandingan 1 : 8. Campuran

dipanaskan sampai matang. Setelah perekat pati matang kemudian

dicampurkan dan diaduk secara merata dengan serbuk arang tempurung

secara manual ataupun menggunakan mesin pengaduk

123

5. Cara melakukan pencetakan adonan briket menjadi briket yang bentuknya

stándar dan padat. Setelah adonan briket jadi, kemudian adonan

dimasukkan ke dalam alat cetak briket,

o Masukkan adonan briket pada moulding cetakan, sehingga memenuhi seluruh rongga silinder cetakan, volume adonan briket, seperti halnya volume silinder cetakan

o Kemudian dipadatkan dengan tangan, sehingga permukaan atas adonan briket, sama tinggi dengan permukaan bagian atas cetakan

o Mengatur meja cetakan briket, sehingga bagian pin pengepres tepat berada dibagian tengah (senter) silinder rongga cetakan briket, kuncikan kedudukan meja cetakan pada posisi yang seharusnya

o Memutar roda torak cetakan, sehingga pin pencetak menekan seluruh permukaan adonan briket, sehingga terjadi kepadatan tertentu

o Mengeluarkan briket yang telah selesai dicetak, simpan pada loyang dan siap untuk dikeringkan

6. Kriteria oven pengering yang memenuhi persyaratan untuk mengeringkan

bio briket :

o Oven yang dipakai harus sesuai dengan kapasitas yang kita inginkan o Cara kerja pengeringannya sesuai standard, yaitu dapat diatur

sehingga pemanasannya berangsur dari rendah ke temperatur tinggi o Penggunaan daya tenaga listriknya tidak terlalu tinggi, o Penggunaan oven dengan bahan bakar kayu, minyak atau gas,

diusahakan memiliki standard keselamatan kerja dan kesehatan lingkungan

7. Cara mengeringkan bio briket pada oven, agar hasilnya memenuhi standard kekeringan dan kualitasnya baik, pengeringan dilakukan secara alamiah/manual dijemur dibawah terik matahari, atau dimasukkan pada alat pengering khusus (oven). Proses pengeringan secara manual di bawah terik matahari dilakukan selama 3-4 hari, atau kalau dengan menggunakan oven, dikeringkan pada suhu oven 60oC selama 24 jam

8. Kadar air bio briket tidak boleh lebih dari 10%, agar pasta bio briket tidak

menjadi bubur briket atau terlalu encer. Apabila pasta terlalu encer akan

kesulitan pada saat pencetakan, dan hasil pencetakan briketnya akan

retak-retak bahkan memudar, tergantung dari tingkat keencerannya

124

B. INSTRUMEN PENILAIAN KELULUSAN

Progres Pembelajaran : PEMBUATAN DAN PENGUJIAN BIOBRIKET DAN PIROLISIS Nama Peserta : ………………………………………… Sekolah Asal : …………………………………………

Standar Kompetensi


Skor yang dicapai

Keterangan

(L/ BL)

1. Pembuatan Bio Briket




20

20

20

20

20

…………….

…………….

…………….

…………….

…………….

……….

……….

……….

……….

……….

Jumlah Skor (∑SK 1) 100 ……………. ……….

2. Pembuatan Asap Cair Pirolisis




25

25

25

25

…………….

…………….

…………….

……………..

……….

……….

……….

……….

Jumlah Skor (∑SK 2) 100 ……………. ………

3. Pengujian Bio Briket




35

35

30

…………….

…………….

…………….

……….

……….

……….

Jumlah Skor (∑SK 3) 100 ……………. ………

4. Pengujian Pirolisis


4.2. Menyiapkan Bahan

20

20

…………….

…………….

……….

……….

125

Baku


20

20

20

…………….

…………….

…………….

……….

……….

……….

Jumlah Skor (∑SK 4) 100 ……………. ………

Keterangan : Cimahi,………………………… 2013

Nilai Akhir = Penilai,

(∑SK 1)+ (∑SK 2)+ (∑SK 3)+ (∑SK 4)

4 ……………………………………………………………

NIP. ……………………………….

126

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2003. Arang Tempurung Kelapa, http://www.kompas.com/limb.htm, diakses

tgl 28-8-2003

Astuti, I., 2000. Potensi Pencoklatan Asap Cair Kayu Karet. UGM, Yogyakarta.

Danamik, S. (2007). Strategi Pengembangan Agribisnis Kelapa (Cocos nucifera) untuk Meningkatkan Pendapatan Petani di Kabupaten Indragiri Hilir, Riau. J. Perspektif 6 : 94-104.

Darmadji, P., 1999. Produksi Asap Cair Dari Limbah Kayu dan Inovasi

Pemanfaatannya, Prosiding Seminar Nasional II Masyarakat Peneliti Kayu

Indonesia, Kejasama Antara Fakultas Kehutanan UGM dan Masyarakat

Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI), Yogyakarta

Draudt, H.N., 1963. The Meat Smoking Process : A Review, Food Technology, 17

(12) : 85-126.

Fatimah, F., 1998. Analisis Komponen-komponen Penyusun Asap Cair Tempurung Kelapa. UGM, Yogyakarta.

Girard, J. P., 1992. Smoking dalam Technology of Meat and Meat Products,

Clermont Ferrand Ellis Horwood, New York.P : 165-205

Idrous A. dan Arancon R., 2010. Perkembangan Industri Kelapa Asia dan Pasifik,

Makalah Disampaikan Pada Workshop Sains Dasar, Dewan Riset Nasional,

21-22 April 2010.

Joseph, G. H. dan Kindangen, J. G., 1993. Potensi dan Peluang Pengembangan

Tempurung, Sabut, dan Batang Kelapa. Proceeding Konferensi Nasional

Kelapa III , Yogyakarta, 20-23 Juli 1993.

Maga, J. A., 1987. Smoke in Food Processing, CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida,

p : 1-3; 113-138

Mahmud, Z. dan Ferry Y., 2005. Prospek Pengolahan Hasil Samping Buah Kelapa. J. Perspektif, 4, 2, 55-63.

Palungkun, R., 2001. Aneka Produk Olahan Kelapa (Cetakan kedelapan), Penebar

Swadaya, Jakarta .

Ruiter, 1979. Color of Smoked Foods, Food Technology (33) 5 : 54-63

Sink, J. D. dan Hsu, L. A., 1977. Chemical Effects of Smoke Processing on

Frankfurter Manufacture and Storage Characteristic, J. of Food Science 42 :

1489.

127

Tahir, I., 1992. Pengambilan Asap Cair Secara Destilasi Kering Pada Proses

Pembuatan Karbon Aktif Dari Tempurung Kelapa. UGM, Yogyakarta.

Tranggono, Suhardi, Setiaji, B., 1997. Produksi Asap Cair dan Penggunaannya pada

Pengolahan Beberapa Bahan Makanan Khas Indonesia. Laporan RUT III.

Wulandari, K. R., Darmadji, P. dan Santoso, U., 1999. Sifat Antioksidatif Asap Cair

Hasil Redestilasi Selama Penyimpanan, Prosiding Seminar Nasional Pangan

PAU-Pangan dan Gizi, UGM. Yogyakarta.

Winaprilani, A., 2003. Pemanfaatan asap cair Hasil Pirolisis Kayu Randu Alas

(Gossamphus hepta phyla) untuk Pengawetan Ikan Kembung (Scomber

negletus). UGM,Yogyakarta.

Widjaya, A.P., 1980. Prototype Alat Pembuatan Karbon Aktif, Departemen

Perindustrian, Jakarta.

Woodroof, J.P., 1970. Coconuts : Production Processing Products, Second Edition,

Avi Publishing Company Inc, Westport-Connecticut.

Yuwanti, S., 1999. Potensi Pencoklatan Fraksi-fraksi Asap Cair Tempurung kelapa.

UGM, Yogyakarta.

128

GLOSARIUM

End, 7 Juni 2013

Documents

PROSES PEMBUATAN BIOBRIKET DAN ASAP CAIR materials X110/Teachers/5... · B. INSTRUMEN PENILAIAN KELULUSAN ... Penguasaan /kompetensi anda akan diukur lebih lanjut melalui Post-Test