I. TUJUAN

Untuk menentukan nilai kalor dari batubara.

II. TINJAUAN TEORI

Batubara adalah suatu batuan sedimen tersusun atas unsur karbon,

hidrogen, oksigen, nitrogen, dan sulfur. Dalam proses pembentukannya, batubara

diselipi batuan yang mengandung mineral. Bersama dengan moisture, mineral ini

merupakan pengotor batubara sehingga dalam pemanfaatannya, kandungan kedua

materi ini sangat berpengaruh. Dari ketiga jenis pemanfaatan batubara, yaitu

sebagai pembuat kokas, bahan bakar, dan batubara konversi, pengotor ini harus

diperhitungkan karena semakin tinggi kandungan pengotor, maka semakin rendah

kandungan karbon, sehingga semakin rendah pula nilai panas batubara tersebut.

Kemajuan pesat teknologi industri khususnya sejak akhir tahun 1950-an

membuat konsumsi energi meningkat sangat pesat. Hal ini membuat pemakaian

bahan bakar fosil (minyak bumi, gas alam dan batubara) secara besar-besaran

tidak terhindarkan. Bahan bakar fosil yang mudah di eksplorasi dan dapat

diperoleh dalam jumlah besar adalah batubara dengan biaya yang tidak terlalu

tinggi menjadi sumber energi utama dunia selama berpuluh-pulu tahun.Tetapi

pemakain bahan bakar batubara secara besar-besaran juga membawa dampak

yang sangat serius terhadap lingkungan terutama isu global warming dan hujan

asam.

Batubara memiliki keunggulan dibandingkan bahan bakar fosil lainnya,

yaitu:

1. Jumlah batubara yang economically exploitable lebih banyak.

2. Distribusi batubara di seluruh dunia lebih merata.

Batubara jug memiliki kelemahan, antara lain:

1. Karena komposisi coal adalah CHONS + Ash, coal identik dengan bahan

bakar yang kotor dan tidak ramah lingkungan.

2. Dibanding bahan bakar fosil lainnya, jumlah kandugan C per mol dari

batubara jauh lebih besar.

Jenis-jenis Batubara

Batubara dengan mutu yang rendah, seperti batu bara muda dan sub-bitumen

biasanya lebih lembut dengan materi yang rapuh dan berwarna suram seperti

tanah.

Baru bara muda memilih tingkat kelembaban yang tinggi dan kandungan karbon

yang rendah, dan dengan demikian kandungan energinya rendah.

Batu bara dengan mutu yang lebih tinggi umumnya lebih keras dan kuat dan

seringkali berwarna hitam cemerlang seperti kaca.

Batu bara dengan mutu yang lebih tinggi memiliki kandungan karbon yang lebih

banyak, tingkat kelembaban yang lebih rendah dan menghasilkan energi yang

lebih banyak.

Antrasit adalah batu bara dengan mutu yang paling baik dan dengan demikian

memiliki kandungan karbon dan energi yang lebih tinggi serta tingkat kelembaban

yang lebih rendah.

Pengolahan batu bara

Batu bara yang langsung diambil dari bawah tanah, disebut batu bara

tertambang run-of-mine (ROM), seringkali memiliki kandungan campuran yang

tidak diinginkan seperti batu dan lumpur dan berbentuk pecahan dengan berbagai

ukuran. Namun demikian pengguna batu bara membutuhkan batu bara dengan

mutu yang konsisten. Pengolahan batu bara – juga disebut pencucian batu bara

(“coal benification” atau “coal washing”) mengarah pada penanganan batu bara

tertambang (ROM Coal) untuk menjamin mutu yang konsisten dan kesesuaian

dengan kebutuhan pengguna akhir tertentu.

Pengolahan tersebut tergantung pada kandungan batu bara dan tujuan

penggunaannya. Batu bara tersebut mungkin hanya memerlukan pemecahan

sederhana atau mungkin memerlukan proses pengolahan yang kompleks untuk

mengurangi kandungan campuran.

Untuk menghilangkan kandungan campuran, batu bara terambang mentah

dipecahkan dan kemudian dipisahkan ke dalam pecahan dalam berbagai

ukuran.Pecahan-pecahan yang lebih besar biasanya diolah dengan menggunakan

metode ‘pemisahan media padatan’. Dalam proses demikian, batu bara dipisahkan

dari kandungan campuran lainnya dengan diapungkan dalam suatu tangki berisi

cairan dengan gravitasi tertentu, biasanya suatu bahan berbentuk mangnetit tanah

halus. Setelah batu bara menjadi ringan, batu bara tersebut akan mengapung dan

dapat dipisahkan, sementara batuan dan kandungan campuran lainnya yang lebih

berat akan tenggelam dan dibuang sebagai limbah.

Pecahan yang lebih kecil diolah dengan melakukan sejumlah cara,

biasanya berdasarkan perbedaan kepadatannya seperti dalam mesin sentrifugal.

Mesin sentrifugal adalah mesin yang memutar suatu wadah dengan sangat cepat,

sehingga memisahkan benda padat dan benda cair yang berada di dalam wadah

tersebut.

Metode alternatif menggunakan kandungan permukaan yang berbeda dari

batu bara dan limbah. Dalam ‘pengapungan berbuih’, partikel-partikel batu bara

dipisahkan dalam buih yang dihasilkan oleh udara yang ditiupkan ke dalam

rendaman air yang mengandung reagen kimia. Buih-buih tersebut akan menarik

batu bara tapi tidak menarik limbah dan kemudian buih-buih tersebut dibuang

untuk mendapatkan batu bara halus. Perkembangan teknolologi belakangan ini

telah membantu meningkatkan perolehan materi batu bara yang sangat baik.

Peringkat batu bara

Semakin tinggi peringkat suatu batubara semakin kecil porositas batubara

tersebut atau semakin padat batubara tersebut.Dengan demikian akan semakin

kecil juga moisture yang dapat diserap atau ditampung dalam pori batubara

tersebut. Hal ini menyebabkan semakin kecil kandungan moisturenya khususnya

inherent moisturenya.

Size distribusi

Semakin kecil ukuran partikel batubara, maka semakin besar luas

permukaanya.Hal ini menyebabkan akan semakin tinggi surface moisturenya.

Pada nilai inherent moisture tetap, maka TM-nya akan naik yang dikarenakan

naiknya surface moisture.

Kondisi pada saat sampling

Total Moisture dapat dipengaruhi oleh kondisi pada saat batubara tersebut

di Sampling.Yang termasuk dalam kondisi sampling adalah :

Kondisi batubara pada saat disampling

Size distribusi sample batubara yang diambil terlalu besar atau terlalu kecil.

Cuaca pada saat pengambilan sample.

Calorivic value adalah nilai kalori yang dihasilkan dalam pembakaran

batubara. Dan ini adalah hal yang paling penting dalam suatu bahan bakar

termasuk batubara. Satuannya biasa di tulis dalam Kkal/Kg, Cal/gram, MJ/kg,

Btu/lb.

Sifat kalori tergantung pada peringkat batubara, semakin tingi peringkat

batubara semakin tinggi nilai kalorinya. Nilai kalori sangat dipengaruhi oleh kadar

abu dan kadar air suatu batubara, dalam batubara yang sama semakin besar kadar

air dan atau abu maka nilai kalori akan semakin kecil.

III. PROSEDUR KERJA

3.1 Alat Dan Bahan

3.1.1 Alat

Calorimeter Bomb dilengkapi dengan water handling system,

water cooler, printer, dsb.

Kawat nichrome.

Tabung gas oksigen berisi gas oksigen.

3.1.2 Bahan

Batu bara

3.2 Skema Kerja

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Hal yang dicari Nilai

Cawan nikel kosong 8,8862 gram

Nilai panas 22.890 mj/ks atau 5474,1 cal/g

Sampel sisa + cawan setelah

dipanaskan

9,131 gram

1 gram batu bara

Dimasukkan pada cawan nikel yang sudah ditimbang

Di ikatkan kawat nikrom pada electroda bomb ( harus bersentuhan dengan permukaan sampel)

Dimasukkan kedalam kalorimeter bom dan ditutup

Isi dengan oksigen dengan cara parr bomb disambungkan dengan oksigen

Tekan tombol start pada kalorimeter bomb

Dianalisis data di software

Nilai panas

4.2 Pembahasan

Cara kerja kalorimeter bom ( 5E-C5500 )

Sejumlah tertentu zat yang akan diuji ditempatkan dalam cawan platina dan

sebuah "kumparan besi” yang diketahui beratnya (yang juga akan dibakar)

ditempatkan pula pada cawan platinasedemikian sehingga menempel pada zat

yang akan diuji.

Kalorimeter bom kemudian ditutup dan tutupnya lalu dikencangkan.

Setelah itu "bom" diisi dengan O2 hingga tekanannya mencapai 25 atm.

Kemudian "bom" dimasukkan ke dalam kalorimeter yang diisi air.

Setelah semuanya tersusun, sejumlah tertentu aliran listrik dialirkan ke kawat

besi dan setelahterjadi pambakaran, kenaikan suhu diukur.

Kapasitas panas (atau harga air) “bom”, kalorimeter, pengaduk,dan

termometer ditentukan.

dengan percobaan terpisah dengan menggunakan zat yang diketahui panas

pembakarannya dengan tepat (Biasanya asam benzoate).

Prinsip kerja kalorimeter bomb ( 5E-C5500 )

Calorimeter bomb merupakan suatu piranti lain yang banyak di

gunakan untuk penentuan nilai kalorbahan padat dan cair.Ppengukuran

calorimeter bomb dilakukan pada kondisi volume konstan tanpa aliran atau

dengan kata lain reaksi pembakaran di lakukan tanpa menggunakan nyala api

melainkan menggunakan gas oksigen sebagai pembakar dengan volume

konstan atu tegangan tinggi.Prinsip kerjanya ialah contoh bahan bakar yang

akan di ukur dimasukan kedalam benjana logam yang kemudian di isi oksigen

pada tekanan tinggi. Bom itudi tempatkan di dalam bejana berisi airbdan

bahan bakar itu di nyalakan dengan sambungan listrik dari luar.Suhu di ukur

sebagai fungsi waktu setelah penyalaan.Pada saat pembakaran suhu bom

tinggi oleh karena itu keseragaman suhu air di sekeliling bom harus di jga

dengan suatu pengaduk .Selain itu dalam beberapa hal tertentu  di berikan

pemanasan dari luar melalui selubung air untuk menjaga supaya suhu seragam

agar kondisi bejana air adiabatic.

Calorific Value atau disebut juga Specific Energy, higher heating

value merupakan parameter yang sangat penting, karena pada dasarnya yang

dibeli dari batubara adalah energy. Nilai CV yang dibutuhkan oleh pengguna

batubara bervariasi tergantung dari design peralatan yang dibuat. Ada yang

memerlukan Calorific value tinggi, ada yang menengah, bahkan ada pula yang

kalori rendah. Pada prinsipnya batubara yang dibakar pada suatu industri atau

boiler harus memiliki nilai kalori yang sesuai dengan capasitas energy yang

ditargetkan dapat tersupply yang telah disesuaikan dengan design boiler

tersebut. Untuk mencapai hal tersebut pengguna batubara biasanya membeli

batubara dari shipper tertentu yang memiliki nilai kalori sesuai dengan yang

dibutuhkan dan konsisten. Dalam hal ini pengguna batubara tersebut

menggunakan single type coal. Akan tetapi ada pula pengguna batubara yang

membeli batubara dengan nilai kalori yang bervariasi dari yang rendah, sedang

,sampai tinggi. Namun coal feed yang dimasukan kedalam boiler nilai

kalorinya harus tetap sesuai dengan design boiler tersebut. Dalam hal ini

batubara yang bervariasi tersebut diblending. Yang kedua ini biasanya

disebabkan oleh alasan ekonomi dan di mana dengan cara ini harga batubara

dapat diatur. Dan juga supaya terjamin bahwa supply batubara yang

diperlukan dapat terus secara konsisten sehingga tidak terjadi kekurangan

bahan bakar. Menggunakan single supplier biasanya riskan konsistensinya

karena apabila perusahaan tersebut mengalami masalah dan stop produksinya

maka akan berdampak sangat besar terhadap kelangsungan industri tersebut

terutama dalam supply energy.

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan panas pembakaran

dengan menggunakan bom kalorimeter, dimana prinsip daripada bom

kalorimeter adalah bekerja pada sistem terisolasi yang tidak ada perpindahan,

baik energi maupun massa. Hal yang pertama dilakukan pada percobaan ini

adalah mengisi tabung bom kalorimeter dengan sampel batu bara sebanyak 1

gram dan kawat spanjang 10 kal/cm. dimana kawat ini membentuk huruf V

dan hanya menyentuh sampel batu bara tanpa menyentuh wadah dari sampel

maupun dari dinding tabung bom kalorimeter.

Kemudian mengisi jaket bom kalorimeter dengan 2 liter aquadest,

tujuan penggunaan aquadest yang diletakkan di dalam jaket bom kalorimeter

adalah untuk menstabilkan suhu dalam sistem sehingga panas dalam sistem

tertutup ini merata pada semua sisi dari bom kalorimeter, disamping itu pula

aqudest merupakan cairan penghantar listrik yang baik. Setelah itu tabung

bom kalorimeter yang berisi sampel tersebut ditutup rapat lalu diberi gas

oksigen pada tekanan 26-30 atm. Setelah itu dimasukkan ke dalam jaket bom

kalorimeter dengan posisi yang sesuai lalu menyalakan bom kalorimeter

tersebut.

Dari analisa data maka didapatkan energi panas pembakaran dari

sampel batu bara sebesar 5474,1 kalori/gram. Hal ini berarti dalam ± 1 gram

sampel batu bara terdapat 5474,1 kalori setiap gramnya yang ada dalam

sampel tersebut sedangkan menurut teori batas antara batu bara muda dan batu

bara tua terletak pada nilai kalori sebesar 5700 Kcal/Kg, hal ini berarti nilai

kaori yang didapatkan pada percobaan sedikit berbeda berbeda dengan nilai

kalori secara teori. Hal ini dapat disebabkan batu bara yang digunakan pada

percobaan sudah tersimpan lama di laboratorium sehingga mengakibatkan

sedikit perbedaan nilai kalori.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini adalah panas pembakaran dari

sampel batu bara sebesar 5474,1 kalori/gram.

5.2 saran

Saran dari percobaan ini sebaiknya untuk percobaan selanjutnya

digunakan sampel sampel batu bara diganti dengan pakan ternak agar

dapat diketahui perbandingan kalori dari sampel tersebut dari sampel

tersebut.