Makalah Briket Arang
Postingan ini diperbarui 23 September 2021
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan terhadap energi saat ini menjadi masalah yang dihadapi oleh semua negara baik negara-negara maju maupun negara berkembang termasuk Indonesia. Kebutuhan terhadap energi terus meningkat sejalan dengan pertumbuhan jumlah penduduk yang juga semakin meningkat. Nilai konsumsi energi di Indonesia melebihi konsumsi energi dunia yaitu 2,6% per tahun penggunaan energi yang paling dominan di Indonesia adalah pada sektor rumah tangga.
Hampir 95% konsumsi energi Indonesia dicukupi dari bahan bakar fosil, dan, hampir 50%-nya merupakan Bahan Bakar Minyak (BBM) yang keberadaannya sangat terbatas dan akan terus mengalami kelangkaan.
Tingginya harga bahan bakar saat ini baik cair maupun gas, maka perlunya dilakukan inovasi sebagai sumber energi yang secara ekonomis dapat menjadi sumber energi pengganti bahan bakar dari fosil. Alternatif yang dapat dijadikan sebagai bahan bakar adalah pemanfaatan kayu, selain lebih ekonomis bahan baku nya juga mudah untuk diperbaharui.
Kayu akan memberikan energi dua kali lipat lebih tinggi apabila dalam bentuk arang karena arang mempunyai nilai kalor lebih tinggi dari bentuk aslinya. Briket arang merupakan salah satu energi biomassa alternatif yang dapat dikembangkan untuk mengatasi masalah kritis energi.
Briket arang merupakan arang yang diperoleh dengan proses lebih lanjut menjadi bentuk briket (oval, kotak, dan penampilan lain yang menarik) yang dapat digunakan untuk keperluan energi sehari-hari dengan ukuran dan kerapatannya menjadi produk yang lebih praktis dalam penggunaannya sebagai bahan bakar.
Briket arang memiliki kelebihan dibandingkan arang, bentuknya lebih seragam dan padat, kualitas pembakaran lebih baik jika menggunakan bahan yang sesuai, dan bahan baku dari kayu yang digunakan tidak terbatas hanya pada satu jenis kayu, tetapi hampir semua jenis kayu bisa digunakan sebagai bahan baku pembuatan briket arang (Martawijaya, et.al., 1989).
Bahan baku pembuatan briket arang yang banyak digunakan saat ini selain kayu juga banyak digunakan tempurung kelapa. Salah satu peluang pengembangan potensi dengan pemanfaatan limbah. Perkebunan kelapa menghasilkan sisa atau limbah yang belum dimanfaatkan secara optimal. Limbah yang dihasilkan oleh perkebunan kelapa ada tiga macam yaitu limbah padat, limbah cair dan gas. Briket arang yang diproduksi dari bahan baku arang tempurung kelapa memiliki nilai kalor yang cukup tinggi dengan nilai kalor sekitar 6500-7600 Kkal/kg, dan menghasilkan sedikit asap dibandingkan bahan lain.
Menurut Ardiawan (2011) tempurung kelapa memiliki komposisi kimia mirip dengan kayu, seperti mengandung pentosa, lignin, dan selulosa. Tempurung kelapa biasanya banyak digunakan sebagai bahan pokok pembuatan arang dan arang aktif.
Pembuatan briket arang tempurung kelapa mempunyai berbagai masalah dikarenakan banyaknya permintaan pasar untuk produksi briket arang ini dan semakin banyak juga pabrik-pabrik yang mengolah briket arang dari kelapa, sehingga untuk mendapatkan tempurung kelapa dalam jumlah banyak susah didapat, oleh karena itu perlu adanya campuran bahan lain sebagai bahan tambahan. Untuk itu bahan tambahan yang akan digunakan adalah dari jenis kayu Ulin.
Kayu ulin merupakan salah satu jenis kayu sangat awet dan kuat, dengan kelas kuat I, kelas awet I, dan memiliki berat jenis 1,04. Kayu ulin juga merupakan jenis kayu yang tahan (resistant) akan serangan rayap dan serangga penggerek batang, memiliki ketahanan akan suhu dan perubahan kelembaban serta tahan pula terhadap air laut. Memiliki kelas kuat I menjadikan kayu ulin sangat sukar dipaku dan digergaji tetapi mudah untuk dibelah. Akan tetapi kayu ulin banyak digunakan sebagai bahan konstruksi berat.
Limbah gergaji kayu ulin yang dihasilkan hampir tidak dimanfaatkan dan hanya dibuang saja, oleh karena itu perlunya pemanfaatan untuk bahan briket arang sebagai energi alternatif mengingat kualitasyangsangat bagusdari kayu ulin. Selain itu juga, pemanfaatan limbah padat kelapa dan serbuk gergaji dengan memanfaatkannya sebagai sumber energi terbarukan atau sebagai bahan bakar alternatif. Salah satu bentuk pemanfaatan keduanya adalah sebagai briket arang.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam makalah ini adalah bagaimana karekteristik dari briket arang menggunakan bahan baku tempurung kelapa (Cocos nucifera) dan kayu ulin (Eusideroxylon zwageri) dengan penambahan kanji dan molasses terhadap sifat fisis dan mekanis briket arang.
1.3 Tujuan Makalah
Makalah bertujuan mengetahui karakteristik dari briket arang menggunakan bahan baku tempurung kelapa (Cocos nucifera) dan kayu ulin (Eusideroxylon zwageri) dengan penambahan kanji dan molasses terhadap sifat fisis dan mekanis briket arang.
Baca juga: Briket Arang dan Pelet Kayu
II. ISI
2.1 Metode Pembuatan Briket Arang
Bahan yang digunakan adalah arang tempurung kelapa (Cocus mucifera), arang kayu ulin (Eusideroxylon zwageri), tapioka, molasses dan air. Alat yang digunakan adalah kapiler, kuas, kertas label, oven, desokator, penjepit, tanur, Universal Machine (UTM), kamera, alat pencetak briket, Willey mill, Calorimeter Bomb, termometer, timbangan, stopwatch, dan kalorimeter.
Prosedur briket arang (Sidiq, 2017) terdiri dari :
1. Persiapan bahan baku
Kedua arang disediakan untuk dilakukan proses penumbukan dan dimasukkan kedalam mesin penggilingan.
2. Penumbukan dan penggilingan arang
Kedua arang dilakukan proses penggerusan dan dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 60 derajat C selama 48 jam. Setelah itu masing-masing arang digiling dengan mesin willey mill sehingga menghasilkan serbuk berukuran ±20 mesh, kemudian dilakukan penyaringan sehingga menghasilkan ukuran serbuk ±40 mesh.
3. Pembuatan perekat
Tepung tapioka dan molasses dengan air dicampur dengan perbandingan 1:10. Setiap briket arang yang dibuat, ditambahkan perekat 5% dari bobot briket arang. Campuran tapioka dan air dimasukkan pada wajan diatas kompor hingga campuran tersebut mengental, begitupun dengan perekat molasses sehingga siap dibuat briket arang.
4. Pencampuran perekat dan pencetakan briket
Arang yang berukuran 40 mesh dicampur menjadi 14 komposisi berbeda dengan penambahan perekat. Hasilnya disiapkan dalam cetakan dan dikempa menggunakan sistem hidrolik dengan besar tekanan 4 ton.
2.2 Sifat Briket Arang
Briket arang mempunyai beberapa sifat atau ciri khas yang dimiliki oleh briket arang berdasarkan faktor yang mempengaruhinya. Sifat briket arang mempunyai perbedaan di setiap wilayah, akibat adanya perbedaan iklim dan geografisnya.
Sifat Briket Arang adalah Badan Litbang Kehutanan (1994) dalam Sidiq (2017):
- Kadar Air. Jepang (6-8%), Inggris (3,6%), USA (6,2%), dan SNI 01-6235-2000 (<8%)
- Kadar zat terbang. Jepang (15-30%), Inggris (16,4%), USA (19-28%), dan SNI 01-6235-2000 (<15%).
- Kadar abu. Jepang (3-6%), Inggris (5,9%), USA (8,3%), dan SNI 01-6235-2000 (<8%).
- Kerapatan (g/cm3). Jepang (1,0-1,2), Inggris (0,46), USA (1), dan SNI 01-6235-2000 (0,44).
- Keteguhan tekan (g/cm3). Jepang (60-65), Inggris (12,7), USA (62), dan SNI 01-6235-2000 (-).
- Nilai kalor (kal/g). Jepang (6000-7000), Inggris (7289), USA (6230), dan USA (>5000).
2.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Briket Arang
2.3.1 Kerapatan
Kerapatan mempengaruhi briket arang yaitu apabila semakin besar kerapatan maka volume atau ruang yang diperlukan lebih kecil untuk massa yang sama. Besar atau kecilnya nilai kerapatan dipengaruhi oleh kehomongenan bahan dan ukuran bahan pembuat briket arang. Sehingga kerapatan yang besar akan menyebabkan pembakaran lebih lama daripada briket kerapatan kecil.
Sidiq (2017) menyatakan bahwa komposisi sangat berpengaruh nyata terhadap kerapatan briket arang. Semakin banyak penambahan kayu ulin yang ditambahkan pada briket arang perekat tapioka atau molasses, maka nilai kerapatan berpengaruh nyata terhadap briket arang.
2.3.2 Keteguhan Tekan
Faktor ini merupakan kemampuan briket untuk memberikan daya tahan atau kekompakan briket terhadap pecah atau hancurnya briket jika diberikan beban pada benda tersebut (Wijayanti, 2009). Semakin besar nilai keteguhan tekan maka daya tahan briket terhadap pecah semakin baik, daya tahan keteguhan tekan berfungsi untuk mengetahui daya tahan briket saat pengangkutan dan pengemasan.
Sidiq (2017) menyatakan bahwa komposisi dan jenis perekat menunjukkan pengaruh yang sangat nyata terhadap briket arang yang dihasilkan. Bahan baku dengan kerapatan tinggi akan menghasilkan briket dengan nilai ketenguhan tekan yang tinggi. Setiap bahan baku memiliki nilai kerapatan yang berbeda-beda sehingga mengakibatkan nilai keteguhan tekan yang berbeda-beda untuk setiap jenis bahan baku briket arang (Hendra, 2007).
2.3.3 Kadar Air
Kadar air merupakan faktor yang mempengaruhi besar kecilnya nilai kalor yang dimiliki briket arang itu sendiri. Dimana tinggi kadar air akan menyebabkan penurunan nilai kalor pada briket arang. Hal ini dapat terjadi akibat adanya panas yang tersimpan dalam briket terlebih dahulu digunakan untuk mengeluarkan air yang ada sebelum kemudian menghasilkan panas yang dipergunakan sebagai panas pembakaran (Hendra, 2010).
Sidiq (2017) menyatakan bahwa komposisi dan jenis perekat sangat berpengaruh nyata terhadap nilai kadar air yang dihasilkan. Briket arang penambahan tapioka dengan bertambahnya ulin, nilai kadar air cenderung menurun. Sehingga nilai rata-rata kadar air briket dengan penambahan tapioka lebih tinggi dibandingkan dengan briket penambahan molasses.
2.3.4 Kadar Zat Terbang
Kadar zat terbang merupakan faktor yang hasil dikomposisi zat-zat penyusun arang akibat proses pemanasan selama pengarangan dan bukan komponen penyusun arang. Briket arang yang kadar zat menguap yang tinggi akan menghasilkan asap pembakaran yang tinggi pula (Fauziah 2009).
Sidiq (2017) menyatakan bahwa semakin bertambahnya ulin pada briket arang penambahan tapioka ataupun molasses trenya semakin meningkat. Perekat molasses menghasilkan nilai kadar zat terbang lebih rendah daripada briket arang perekat tapioka. Tinggi rendahnya kadar zat menguap briket arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh jenis bahan baku, sehingga perbedaan jenis bahan baku berpengaruh nyata terhadap kadar zat menguap briket arang (Pane et.al., 2015).
2.3.5 Kadar Abu
Kadar abu merupakan faktor yang berasal dari bagian sisa proses pembakaran yang memiliki penyusun unsur silika. Semakin tinggi kandungan silika maka semakin tinggi pula kadar abu yang dihasilkan. Nilai kadar abu yang tinggi menghasilkan emisi debu yang menyebabkan polusi udara dan mempengaruhi volume pembakarannya.
Sidiq (2017) menyatakan bahwa jenis perekat tidak berpengaruh terhadap nilai kalor abu, unntuk komposisi menunjukkan pengaruh yang sangat nyata. Adanya penambahan kayu ulin menghasilkan nilai kadar abu yang menurun khususnya pada briket arang penambahan molasses. Jenis bahan baku sangat berpengaruh tehadap tinggi rendahnya kadar abu briket arang yang dihasilkan. Hal ini terjadi akibat adanya komposisi kimia dan jumlah mineral yang berbeda-beda sehinngga mengakibatkan kadar abu briket arang yang dihasilkan berbeda pula.
2.3.6 Kadar Karbon Terikat
Kadar karbon terikat merupakan faktor yang terjadi akibat fraksi karbon yang terikat di dalam arang selain fraksi air, zat menguap dan abu (Wijayanti, 2009). Briket arang yang bermutu baik adalah memiliki nilai kalor dan kadar karbon terikat yang tinggi namun kadar abu rendah. Menurut Sidiq (2017) menyatakan bahwa jenis perekat dan komposisi berpengaruh sangat nyata terhadap nilai kadar karbon terikat. Penambahan kayu ulin baik perekat tapioka dan molasses memiliki nilai rata-rata karbon terikat cenderung menurun.
2.3.7 Nilai Kalor
Nilai kalor merupakan faktor yang sangat mempengaruhi kualitas briket arang. Semakin tinggi nilai kalor briket arang maka semakin baik pula kualitas briket aran yang dihasilkan. Nilai kalor diperoleh berasarkan pengukuran pada volume tetap, dimana arang yang dibakar akan menaikkan suhu air sehingga nilai kalor arang dapat diukur berdasarkan perbedaan suhu air (Triono, 2006).
Menurut Sidiq (2017) menyatakan bahwa jenis perekat dan komposisi mempunyai pengaruh yang sangat nyata terhadap nilai kalor yang dihasilkan. Penambahan kayu ulin baik perekat tapioka dan molasses memiliki nilai kalor cenderung menurun. Setiap bahan baku memiliki nilai karbon terikat yang berbeda-beda, sehingga mengakibatkan nilai kalor bakar yang berbeda-beda pula untuk setiap jenis bahan baku briket arang.
III. PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Kesimpulan makalah ini adalah bahwa karekteristik briket arang dari komposisi tempurung kelapa dan kayu ulin berpengaruh terhadap kerapatan, kadar air, kadar zat terbang, kadar abu, kadar karbon terikat dan nilai kalor, namun tidak berpengaruh terhadap keteguhan tekan.
3.2 Saran
Saran pada makalah ini adalah perlu dilakukan lanjutan tentang manfaat briket arang ini berdasarkan faktornya.
Baca juga: Faktor-faktor yang Mempengaruhi Briket Arang
DAFTAR PUSTAKA
Ardiawan. 2011. Prospek dan Manfaat Tanaman Kelapa di Indonesia. Artikel. Malang.
Fauziah, N. 2009. Pembuatan Arang Aktif secara Langsung dari Kulit Akasia (Acacia mangium) dengan Aktivitas Fisika dan Aplikasinya sebagai Adsorben. Skripsi. IPB. Bogor.
Hendra, D. 2007. Pembuatan Briket Arang dari Campuran Kayu, Bambu, Sabut Kelapa dan Tempurung Kelapa sebagai Sumber Energi Alternatif. Jurnal Hasil Penelitian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan. Bogor.
Hendra, D. 2010. Pemanfaatan Eceng Gondok (Eichornia crassipes) untuk Bahan Baku Briket sebagai Bahan Bakar Alternatif. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan. Bogor.
Martawijaya, et.al. 1989. Atlas Kayu Indonesia. Jilid II. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor.
Pane, et.al. 2015. Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan Penambahan Kapur dalam Pembuatan Briket Arang Berbahan Baku Pelepah Aren. USU. Medan.
Sidiq, M. H. 2017. Karekteristik Briket Arang dari Tempurung Kelapa (Cocos nucifera) dan Ulin (Eusideroxylon zwageri). Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Triono, A. 2006. Karakteristik Briket Arang dari Campuran Serbuk Gergajian Kayu Afrika (Maesopsis Eminii Engl) dan Sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen) dengan Penambahan Tempurung Kelapa (Cocos nucifera L.). Skripsi. IPB. Bogor.
Wijayanti, D. S. 2009. Karekteristik Briket Arang dari Serbuk Gergaji dengan Penambahan Arang Cangkang Kelapa Sawit. Skripsi. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Lamboris Pane