PENGARUH VARIASI JUMLAH PEREKAT TEPUNG

TAPIOKA TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET

ARANG TEMPURUNG KELAPA

Skripsi

diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

Oleh Ahmad Zaenul Amin

NIM.5201413051

PENDIDIKAN TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2017

ii

iii

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

“Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada kemudahan. Karena itu bila kau telah

selesai (mengerjakan yang lain) dan kepada Tuhan, berharaplah”

(Q.S Al Insyirah : 6-8)

“Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnya yang boleh direbut

oleh manusia ialah menundukan diri sendiri”

(Ibu Kartini)

Sesali masa lalu karena ada kekecewaan dan kesalahan-kesalahan, tetapi jadikan

penyesalan itu sebagai senjata untuk masa depan agar tidak terjadi kesalahan lagi

(Penulis)

Persembahan Untuk

� Kedua orang tuaku Bapak Saebani dan Ibu Sutini tercinta

� Keluarga terkasih

� Dosen Jurusan Teknik Mesin

� Teman-Teman Seperjuangan

� Almamaterku

v

ABSTRAK

Zaenul A, Ahmad. 2017. Pengaruh Variasi Jumlah Perekat Tepung Tapioka

terhadap Karakteristik Briket Arang Tempurung Kelapa. Skripsi. Jurusan Teknik

Mesin. Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh variasi jumlah perekat

tepung tapioka terhadap karakteristik briket yang dihasilkan dan nilai perekat

yang terbaik.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Variabel bebas dalam

penelitian ini adalah jumlah perekat sebesar 5%, 7%, dan 9%. Variabel terikatnya

adalah nilai kalor, kadar air, dan shatter index. Variabel terkendalinya adalah

tekanan pengepresan, perbandingan volume air dengan perekat, ukuran serbuk

arang, dan suhu pengeringan. Analisis data menggunakan analisis deskriptif. Data

yang diperoleh dari hasil pengujian berupa angka, kemudian disajikan dalam

bentuk tabel dan grafik.

Hasil penelitian menunjukan bahwa jumlah perekat berpengaruh terhadap

nilai kalor, kadar air, dan shatter index. Karakteristik briket yang meliputi nilai

kalor dan shatter index terbaik dihasilkan oleh pencampuran perekat sebesar 7%,

yaitu nilai kalor sebesar 7652,64 kal/g, shatter index sebesar 0,18 % , sedangkan

untuk kadar air terbaik dihasilkan oleh pencampuran perekat 5% yaitu sebesar

3,10333 %. Kesimpulan dari penelitian ini adalah jumlah perekat berpengaruh

terhadap nilai nilai kalor, kadar air, dan shatter index, untuk nilai pencampuran

perekat yang terbaik yaitu pada campuran sebanyak 7%.

Saran dalam penelitian ini sebaiknya pembuatan briket dengan komposisi

bahan baku yang sama sebaiknya menggunakan campuran perekat sebesar 7%

karena menghasilkan nilai kalor, kadar air, dan shatter index yang baik.

Kata Kunci: Briket, Tapioka, Karakteristik

vi

PRAKATA

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT berkat rahmat dan

hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul

“Pengaruh Variasi Jumlah Perekat Tepung Tapioka terhadap Karakteristik Briket

Arang Tempurung Kelapa” dalam rangka menyelesaikan studi Strata Satu untuk

mencapai gelar Sarjana Pendidikan di Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang.

Penyelesaian skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh

karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih serta

penghargaan kepada:

1. Dr. Nur Qudus M.T, dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

2. Rusiyanto, S.Pd., M.T., ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri

Semarang

3. Drs. Pramono, M.Pd., selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan, arahan, motivasi, dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

4. Drs. Sunyoto, M. Si., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan, arahan, motivasi, dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

5. Drs. Agus Suharmanto M.Pd., selaku dosen penguji yang telah memberikan

bimbingan dan arahan dalam penyempurnaan skripsi ini.

6. Ayah dan Ibu tercinta yang selalu memberikan motivasi dan doa.

7. Semua pihak yang telah memberikan motivasi dan saran kepada penulis

dalam penyelesaian skripsi ini yang tidak dapat penulis sebut satu persatu.

Penulis menyadari dalam skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh

vii

karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dalam

perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada

umumnya dan dunia pendidikan pada khususnya.

Semarang, Oktober 2017

Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... ii

HALAM PERNYATAAN KEASLIAN ..................................................... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN .............................................................. iv

ABSTRAK .................................................................................................. v

PRAKATA .................................................................................................. vi

DAFTAR ISI ............................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ....................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xii

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

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

1.2 Identifikasi Masalah ................................................................. 4

1.3 Pembatasan Masalah ................................................................ 4

1.4 Rumusan Masalah .................................................................... 5

1.5 Tujuan Penelitian ..................................................................... 5

1.6 Manfaat Penelitian ................................................................... 6

BAB II. KAJIAN PUSTAKA ..................................................................... 7

2.1 Kajian Teori.............................................................................. 7

2.1.1 Biomassa sebagai Sumber Energi .................................. 7

2.1.2 Briket .............................................................................. 8

2.1.3 Tempurung Kelapa ......................................................... 9

2.1.4 Perekat Tepung Tapioka ................................................. 10

2.1.5 Karakteristik Briket ........................................................ 11

1. Nilai Kalor.................................................................. 11

2. Kadar Air.................................................................... 12

3. Shatter Index .............................................................. 13

2.2 Kajian Penelitian yang Relevan ............................................... 14

2.3 Kerangka Pikir Penelitian......................................................... 16

BAB III. METODE PENELITIAN............................................................. 18

ix

3.1 Desain Penelitian ...................................................................... 18

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................. 19

3.2.1 Waktu Penelitian .......................................................... 19

3.2.2 Tempat Penelitian ......................................................... 19

3.3 Alat dan Bahan Penelitian ........................................................ 19

3.3.1 Alat Penelitian .............................................................. 19

3.3.2 Bahan Penelitian ........................................................... 20

3.4 Variabel Penelitian ................................................................... 21

3.4.1 Variabel Bebas ........................................................... 21

3.4.2 Variabel Terikat ......................................................... 21

3.4.3 Variabel Terkendali .................................................... 21

3.5 Teknik Pengumpulan Data ....................................................... 22

3.5.1 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian ........................ 22

3.5.2 Proses Penelitian ........................................................ 22

3.5.3 Data Penelitian ........................................................... 29

3.6 Teknik Analisis Data ................................................................ 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 32

4.1 Deskripsi Data .......................................................................... 32

4.1.1 Pengujian Nilai Kalor................................................. 33

4.1.2 Pengujian Kadar Air................................................... 33

4.1.3 Pengujian Shatter Index ............................................. 33

4.2 Analisis Data ............................................................................ 34

4.2.1 Nilai Kalor.................................................................. 34

4.2.2 Kadar Air.................................................................... 35

4.2.3 Shatter Index .............................................................. 37

4.3 Pembahasan .............................................................................. 39

BAB V PENUTUP ...................................................................................... 41

5.1 Simpulan................................................................................... 41

5.2 Saran ......................................................................................... 41

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 43

LAMPIRAN ................................................................................................ 46

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Potensi energi biomassa di Indonesia ......................................... 7

Tabel 2.2 Sifat briket arang buatan Jepang,Inggris, USA, dan indonesia .. 9

Tabel 2.3 Komposisi kimia tempurung kelapa ........................................... 10

Tabel 3.1 Jumlah Sampel Uji ...................................................................... 18

Tabel 3.2 Data Instrumen Penelitian Nilai Kalor ........................................ 29

Tabel 3.3 Data Instrumen Penelitian Kadar Air .......................................... 30

Tabel 3.4 Data Instrumen Penelitian Shatter Index .................................... 30

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Nilai Kalor ........................................................ 32

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kadar Air .......................................................... 33

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Shatter Index ..................................................... 34

Tabel 4.4 Rangkuman Hasil Penelitian ....................................................... 38

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Uji Drop Test (ASTM D 440-86) ............................................ 13

Gambar 3.1 Ukuran Spesimen .................................................................... 18

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian .......................................................... 22

Gambar 3.3 Ukuran Spesimen .................................................................... 23

Gambar 3.4 Proses pengovenan .................................................................. 24

Gambar 3.5 Kawat niklin ............................................................................ 24

Gambar 3.6 Pemasangan kawat niklin ........................................................ 24

Gambar 3.7 Penambahan aquades............................................................... 25

Gambar 3.8 Reaktor .................................................................................... 25

Gambar 3.9 Bejana pemanas ....................................................................... 25

Gambar 3.10 Metil red ................................................................................ 26

Gambar 3.11 Larutan Na2CO3 ................................................................... 26

Gambar 3.12 Oven ...................................................................................... 27

Gambar 3.13 Proses pengujian .................................................................... 28

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Nilai Kalor ............................................ 34

Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Kadar Air .............................................. 36

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Shatter Index ......................................... 37

Gambar 4.4 Grafik Gabungan karakteristik briket ...................................... 38

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan ............................................................................. 47

Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian .......................................................... 50

Lampiran 3. Surat-Surat .............................................................................. 53

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi merupakan permasalahan utama dunia saat ini. Tiap tahunnya

kebutuhan akan energi semakin meningkat seiring dengan semakin

meningkatnya aktivitas manusia yang menggunakan bahan bakar terutama

bahan bakar minyak yang diperoleh dari fosil tumbuhan maupun hewan.

Ketersediaan bahan bakar fosil yang semakin langka berakibat pada kenaikan

harga BBM, oleh karena itu diperlukan suatu alternatif untuk mengurangi

penggunaan bahan bakar minyak.

Salah satu alternatif tersebut yaitu dengan penggunaan energi

biomassa. Energi biomassa dapat menjadi solusi untuk mengatasi

ketersediaan minyak bumi yang semakin menipis. Energi biomassa

merupakan sumber energi alternatif terbarukan yang berasal dari limbah

tumbuh-tumbuhan atau bahan organik yang mudah ditemukan dan

ketersediaannya yang melimpah, seperti limbah kayu, sekam padi, ampas

tebu, dan tempurung kelapa. Melimpahnya limbah tumbuh-tumbuhan tersebut

tentunya membuat energi alternatif ini mudah diciptakan dan sebagai bentuk

pemanfaatan limbah yang bernilai ekonomis.

Salah satu pemanfaatan dari limbah tumbuh-tumbuhan adalah sebagai

bahan baku dalam pembuatan briket arang. Bahan baku tersebut salah satunya

yaitu tempurung kelapa. Tempurung kelapa yang tidak digunakan

dimanfaatkan sebagai bahan bakar pembuatan briket, dimana tempurung

2

kelapa diolah menjadi arang melalui proses karbonisasi. Tempurung kelapa

yang diolah menjadi briket mempunyai keuntungan tersendiri karena dapat

diproduksi secara sederhana dan jumlahnya yang berlimpah. Sehingga dengan

adanya briket dari tempurung kelapa dapat menjadi solusi sebagai sumber

energi alternatif yang sesuai dengan keadaan di Indonesia.

Di Indonesia ada salah satu industri briket yang berlokasi di desa

Jagong, kecamatan Kunduran, kabupaten Blora, Jawa Tengah yaitu

CV.Kharisma Mandiri CO. Perusahaan briket ini telah berdiri sejak tahun

2010 dan telah mengekspor produknya ke beberapa negara. Seperti beberapa

industri briket lain CV. Kharisma Mandiri CO ini juga memiliki beberapa

kendala - kendala dalam proses produksinya. Beberapa kendala dalam proses

produksinya yaitu dalam proses pengeringan, takaran campuran dari perekat

briket, kepadatan dari briket yang dihasilkan, dll.

Takaran campuran dari perekat briket salah satunya ditentukan oleh

jumlah dan jenis perekat saat pencampuran bahan briket. Perekat yang sering

digunakan pada pembuatan briket antara lain kanji, sagu, tanah liat, semen,

natrium silikat, dan tetes tebu. Beberapa penelitian sebelumnya yang

dilakukan oleh Sutiyono (2002) membandingkan antara perekat kanji dengan

perekat tetes tebu dan dihasilkan briket yang optimum yaitu briket yang

menggunakan bahan perekat kanji karena memiliki kuat tekan dan nilai kalor

yang lebih tinggi. Penelitian lain dilakukan oleh Lestari et all. (2010) yang

membandingkan antara perekat sagu dan perekat kanji. Dari hasil penelitian

tersebut juga dihasilkan perekat yang lebih baik yaitu perekat kanji karena

3

memiliki kandungan air, abu yang rendah, dan karbon yang lebih tinggi

dibandingkan dengan perekat sagu.

Salah satu keluhan konsumen di CV. Kharisma Mandiri CO adalah

ketahanan briket. Konsumen menginginkan suatu briket yang kuat atau jika

diuji shatter index maka briket tidak mudah hancur. Dalam pembuatan briket

tempurung kelapa melalui beberapa tahap, salah satunya tahap pencampuran

bahan perekat. Tahap ini merupakan yang penting, karena berpengaruh

terhadap kualitas briket. Dengan melakukan pencampuran bahan perekat yang

sesuai, maka akan dihasilkan briket yang kuat dan berkualitas.

Pembuatan briket dimulai dari pengarangan bahan baku selanjutnya

dicampurkan dengan perekat tepung tapioka dan dicetak menggunakan mesin

pencetak dan yang terakhir yaitu pengeringan briket. Menurut penelitian

Patabang (2012: 292) “kandungan bahan perekat yang terbaik yaitu pada

kondisi campuran 7%”. Hal ini yang mendasari peneliti menggunakan variasi

perekat sebesar 5%, 7%, dan 9%. Sedangkan untuk besar nilai tekanan

pengepresan, menurut penelitian Reni Setiowati dan M. Triono (2014: 30)

menyatakan bahwa “tekanan yang efisien adalah 100-150 N/cm2. Nilai

densitas paling optimum adalah 0,634 gr/cm3. Nilai kekuatan mekanik paling

optimum adalah 34.167 N/cm2”. Subroto (2007: 79) menyatakan bahwa

“penambahan tekanan pembriketan akan menaikan nilai kekuatan mekanik

dan memperlambat waktu pembakaran, namun kenaikan ini akan mencapai

titik maksimal pada tekanan 150 kg/cm2 yaitu kekuatan mekanik sebesar

18,939 kg/cm2 dan waktu pembakaran selama 53 menit”. Sedangkan untuk

4

suhu pengeringan menurut Mangin (2015: 35) “ pemanasan pada suhu 100oC

lebih optimum di banding dengan yang lebih tinggi”, hal ini karena

menggunakan perekat tepung kanji “Materi ini jika mendapat panas lebih

maka komposisi kimianya akan berantakan”.

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan pengamatan lapangan terindikasi masalah sebagai

berikut,

1. Kualitas dari briket dipengaruhi oleh kualitas bahan baku, jumlah

campuran perekat briket,nilai pengepresan dan lama pengovenan.

2. Briket mudah hancur dapat disebabkan oleh jumlah campuran perekat

yang tidak sesuai atau nilai pengepresannya kecil.

3. Jumlah perekat yang terlalu banyak dapat membuat briket tidak mudah

hancur namun dapat menyebabkan briket berbau kecut.

4. Nilai pengepresan yang lebih besar dapat membuat briket tidak mudah

hancur.

1.3 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah dilakukan agar penelitian lebih terarah dan tidak

menyimpang dari inti penelitian.

1. Bahan briket yang digunakan dalam penelitian adalah tempurung kelapa,

tepung tapioka, dan air.

2. Variasi jumlah perekat tepung tapioka yaitu 5%, 7%, dan 9%.

5

3. Tekanan yang akan digunakan yaitu 150 Kg/cm2 .

4. Pengeringan menggunakan suhu 100oC selama 2 jam.

5. Karakteristik briket yang akan diteliti adala nilai kalor, kadar air, dan

shatter index.

1.4 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat

dirumuskan permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh variasi jumlah perekat tepung tapioka terhadap

karakteristik briket yang dihasilkan?

2. Berapakah jumlah perekat yang terbaik untuk mendapatkan briket yang

berkualitas?

1.5 Tujuan Penelitian

Adapun dalam penelitian ini, penulis mempunyai tujuan sebagai

berikut:

1. Untuk mengetahui pengaruh variasi jumlah perekat tepung tapioka

terhadap karakteristik briket yang dihasilkan.

2. Untuk mengetahui jumlah perekat yang terbaik untuk mendapatkan briket

yang berkualitas.

6

1.6 Manfaat penelitian

1. Manfaat Teoritis

a. Menambah pengetahuan bagi peneliti dan pembaca tentang pengaruh

variasi jumlah perekat tepung tapioaka terhadap karakteristik briket

arang tempurung kelapa.

b. Sebagai bahan perbandingan karakteristik briket dengan jumlah perekat

untuk penelitian sejenis dimasa yang akan datang.

2. Manfaat Praktis

a. Hasil penelitian ini dapat memberikan informasi kepada indrustri

terutama industri yang bergerak dalam pembuatan briket.

b. Memberikan informasi mengenai pengaruh variasi jumlah perekat

tepung tapioaka terhadap karakteristik briket arang tempurung kelapa.

7

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Kajian Teori

2.1.1 Biomassa sebagai Sumber Energi

Biomassa adalah suatu limbah benda padat yang bisa

dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar. Biomassa meliputi limbah

kayu, limbah pertanian, limbah perkebunan, limbah hutan, dan

komponen organik dari industri dan rumah tangga. Energi biomassa

dapat menjadi sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil

(minyak bumi) karena sifatnya yang dapat diperbaharui dan relatif tidak

mengandung unsur sulfur sehingga tidak menyebabkan polusi udara.

(Sinurat, 2011).

Tabel 2.1 Potensi energi biomassa di Indonesia

Sumber Energi Produksi

(106 ton/th)

Energi (109

ton/th)

Pangsa

(%)

Kayu 25,00 100 72,0

Sekam Padi 7,55 27,0 19,4

Jenggal Jagung 1,52 6,8 4,9

Tempurung

Kelapa

1,25 5,1 3,4

Potensial Total 35,32 138,9 100

(Sumber : Abdul Kadir, 1995)

Poetensi biomassa di Indonesia adalah cukup tinggi. Dengan

hutan tropis Indonesia yang sangat luas, setiap tahun diperkirakan

terdapat limbah kayu sebanyak 25 juta ton yang terbuang dan belum

8

dimanfaatkan. Jumlah energi yang terkandung dalam kayu itu besar,

yaitu 100 milyar kkal setahun. Demikian juga sekam padi, tongkol

jagung, dan tempurung kelapa yang merupakan limbah pertanian dan

perkebunan, memiliki potensi yang besar sekali. Tabel 2.1 memberikan

suatu ikhtisar dari potensi energi biomassa yang terdapat di Indonesia.

2.1.2 Briket

Briket adalah perubahan bentuk material yang pada awalnya

berupa serbuk atau bubuk seukuran pasir menjadi material yang lebih

besar dan mudah dalam penanganan atau penggunaannya. Perubahan

ukuran material tersebut dilakukan melalui proses pengumpulan dengan

penekanan dan penambahan atau tanpa penambahan bahan pengikat

(Suganal, 2008:18)

Lubis (2011) menyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi

sifat briket bioarang adalah berat jenis bahan baku atau berat jenis

serbuk arang, kehalusan serbuk, suhu karbonisasi, tekanan pengempaan,

dan pencampuran formula bahan baku briket. Briket yang terbaik

adalah briket yang memiliki permukaan yang halus dan tidak

meninggalkan bekas hitam pada tangan. Selain itu, briket bioarang juga

mudah dinyalakan, emisi gas dari hasil pembakaran tidak mengandung

racun, kedap air, bila disimpan dalam waktu yang lama briket tidak

akan berjamur, menunjukkan upaya laju pembakaran yang baik. Briket

yang baik juga harus memenuhi standard yang telah ditentukan, untuk

briket arang Indonesia mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI)

9

dan juga mengacu pada sifat briket arang buatan Jepang, Inggris, dan

USA seperti pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Sifat briket arang buatan Jepang, Inggris, USA, dan Indonesia

Sifat Arang Briket Jepang Inggris Amerika SNI

Kadar Air % 6-8 3,6 6,2 8

Kadar Zat Menguap % 15-30 16,4 19-28 15

Kadar Abu % 3-6 5,9 8,3 8

Kadar Karbon Terikat % 60-80 75,3 60 77

Kerapatan g/cm3 1,0-1,2 0,46 1 -

Keteguhan Tekan g/cm2 60-65 12,7 62 -

Nilai Kalor cal/g 6000-7000 7289 6230 5000

Sumber: Triono, 2006

2.1.3 Tempurung Kelapa

Tempurung kelapa memiliki sifat termal yang baik, ini bisa

ditinjau dari kalor pembakaran, suhu glass (Tg) serta suhu lelehnya

(Tm) sehingga berpeluang besar sebagai bahan bakar pengganti

(Tamado et al, 2013:75).

Tempurung kelapa adalah salah satu bagian buah kelapa yang

terletak disebelah dalam dari sabut kelapa dengan ketebalan kira-kira 3-

6 mm. Tempurung kelapa adalah golongan kayu keras yang memiliki

kadar selulosa yang lebih rendah dan lignin yang lebih tinggi dan

dengan sekitar 6-9% kadar air (dalam berat kering tempurung kelapa).

Tempurung kelapa tersusun dari lignin, hemiselulosan dan selulosa.

Berikut ini adalah data komposisi kimia dari tempurung kelapa dapat

dilihat pada tabel 2.3.

10

Tabel 2.3 Komposisi kimia tempurung kelapa

Komponen Jumlah (%)

Lgnin 29,4

Abu 0,6

Nitrogen 0,1

Air 8,0

(Sumber; Suhardiyono, 2007 dalam Suryani dkk, 2012

2.1.4 Perekat Tepung Tapioka

Penambahan perekat dalam pembuatan briket arang

dimaksudkan agar partikel arang saling berikatan dan tidak mudah

hancur. Ditinjau dari jenis perekat yang digunakan, briket dapat dibagi

menjadi:

1. Briket yang sedikit atau tidak mengeluarkan asap pada saat

pembakaran. Jenis perekat ini tergolong kedalam perekat

mengandung zat pati.

2. Briket yang banyak mengeluarkan asap pada saat pembakaran. Jenis

perekat ini tahan terhadap kelembaban tetapi selama pembakaran

menghasilkan asap.

Perekat dari zat pati, dekstrin, dan tepung jagung cenderung

sedikit atau tidak berasap. Sedangkan perekat dari bahan ter, pith, dan

molase cenderung lebih banyak menghasilkan asap (Hartoyo & Roliadi,

1978).

Pati tapioka mempunyai sifat yang menguntungkan dalam

pengolahan pangan, kemurnian larutannya tinggi, kekuatan gel yang

11

baik dan daya rekat yang tinggi sehingga banyak digunakan sebagai

bahan perekat. Komposisi kimia pati tapioka per 100 gram meliputi

kadar air 9.105, karbohidrat 88.2%, protein 1.1%, lemak 0.5%, fosfor

125mg, kalsium 84 mg, besi 1 mg (Bakhtiar, 2010).

2.1.5 Karakteristik Briket

1. Nilai Kalor

Nilai kalor menjadi parameter mutu paling penting bagi

briket sebagai bahan bakar karena menentukan kualitas briket.

Semakin tinggi nilai kalor bahan bakar briket, semakin baik pula

kualitasnya. (Sumangat dan Broto, 2009:24).

Pengujian terhadap nilai kalor bertujuan untuk mengetahui

sejauh mana nilai panas pembakaran yang dihasilkan oleh briket,

karena nilai kalor sangat menentukan kualitas briket. Semakin tinggi

nilai kalor suatu briket, maka semakin baik pula kualitas dari briket

tersebut.

Kalori meter adalah suatu alat yang digunakan untuk

menentukan panas yang dibebaskan oleh suatu bahan bakar dan

oksigen pada volume tetap. Alat tersebut ditemukan oleh Prof. S. W.

Parr pada tahun 1912, oleh sebab itu alat tersebut sering disebut

“Parr Oxygen Bomb Calorimeter”.

Besarnya nilai kalor dapat dirumuskan sebagai berikut

....................................(Patabang,

2012)

12

Keterangan:

HHV = Highest heating value (kal/gram)

ΔT = Kenaikan suhu pembakaran di dalam bom kalorimeter

(oC)

EEV = Ketetapan standar benzoate 2465,57 (kal/ oC)

e1 = Panjang (cm) kawat yang terbakar x 2,3 kal

e2 = titrasi sodium karbonatkal x 1 kal

m = Berat sampel (g)

2. Kadar Air

Kadar air briket diharapkan serendah mungkin agar nilai

kalornya tinggi dan mudah dinyalakan. Kadar air mempengaruhi

kualitas briket yang dihasilkan. Semakin rendah kadar air semakin

tinggi nilai kalor dan daya pembakarannya. Sebaliknya, kadar air

yang tinggi menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan akan menurun,

karena energi yang dihasilkan banyak terserap untuk menguapkan air

(Sumangat, 2009: 21).

Kadar air setiap Negara memiliki standar yang berbeda,

diantaranya standar kadar air di Indonesia yaitu 8%, jepang 6-8%,

Inggris 3,6 %, dan Amerika 6,2%. Untuk mengetahui kadar air briket

maka dilakukan pengujian kadar air briket menggunakan metode

SNI 06-3730-1995 dengan persamaan sebagai berikut:

Kadar air (%) = x 100%................... (Maryono, 2013)

Keterangan:

13

M1 = bobot cawan kosong + bobot sampel sebelum pemanasan

(gram).

M2 = bobot cawan kosong + bobot sampel setelah pemanasan

(gram).

3. Shatter Index

Cara pengujian shatter index ditentukan dengan menjatuhkan

briket dari ketinggian 180 cm ke pelat baja dan mengukur persentase

sampel yang tertinggal pada ayakan dengan celah 20 mm. Ini

diulangi sampai semua bagian dari briket melewati saringan (Yaman,

dkk, 2000: 25).

Menurut standar ASTM D 440-86, prosedur pengujian

shatter index dilakukan dengan menimbang briket terlebih dahulu

sebelum dijatuhkan, kemudian briket dijatuhkan dari ketinggian 1,8

meter ke bidang halus dan rata. Setelah dijatuhkan, briket kembali di

timbang untuk mengetahui beratnya setelah dijatuhkan.

Gambar 2.1 Uji Drop Test (ASTM D 440-86)

Kemudian dilakukan perhitungan shatter index dengan rumus:

1,8

m

14

....... .(ASTM D 440-86)

Keterangan:

A = Berat briket sebelum dijatuhkan (gram)

B = Berat briket setelah dijatuhkan (gram)

2.2 Kajian Penelitian yang Relevan

Berbagai penelitian tentang potensi briket sebagai bahan bakar

alternatif dan pentingnya nilai pengepresan telah banyak dibuat dalam

penelitian terdahulu.

Adapun penelitian tersebut adalah:

Gandhi (2009: 75) dengan judul pengaruh variasi jumlah campuran

perekat terhadap karakteristik briket arang tongkol jagung menyatakan bahwa

“Campuran komposisi perekat berpengaruh terhadap daya ketahanan briket

terutama pada stability tinggi dan ketahanannya terhadap benturan

(durability) serta saat diuji shatter index”.

Maryono (2013: 82) dengan judul penelitian pembuatan dan analisis

mutu briket arang tempurung kelapa ditinjau dari kadar kanji menyatakan

bahwa “mutu briket arang tempurung kelapa ditinjau dari kadar kanji

diperoleh kadar air sebesar 3,46-5,57%, kadar abu berkisar antara 7,49-

9,94%, sedangkan kadar zat yang hilang pada suhu 950oC berkisar antara

2,86-4,77%”.

Delly (2014: 7) dengan judul penelitian proses pembuatan briket

berbasis kulit singkong dan kajian eksperimen parametris pengaruh bahan

perekatnya terhadap nilai kalor dan laju pembakaran menyatakan bahwa

“Dari hasil pengujian, briket dengan perekat tepung tapioka memiliki nilai

15

kalor yang terbesar (180.8749 J/gr), diikuti oleh briket dengan perekat tanah

liat (143.1996 J/gr) dan briket dengan perekat tepung sagu (128.6978 J/gr).

Dalam hal laju pembakaran, laju terbesar dimiliki oleh briket dengan perekat

tanah liat (0.56 gr/menit), diikuti oleh briket berperekat tepung sagu (0.43

gr/menit), dan briket dengan perekat tepumg tapioka (0.3613 gr/menit)”.

Ismayana (2014: 192) dengan judul penelitian pengaruh jenis kadar

bahan perekat pada pembuatan briket blotong sebagai bahan bakar alternatif

menyatakan bahwa “briket hasil penelitian dengan mutu terbaik adalah briket

campuran perekat molases dengan kadar perekat 15%”.

Lestari (2010: 96) dengan judul penelitian analisa kualitas briket

tongkol jagung yang menggunakan bahan perekat sagu dan kanji menyatakan

bahwa “briket arang tongkol jagung dengan perekat kanji 10% mempunyai

nilai kalor yang tertinggi, yaitu 5484,54 kkal/kg dan mengandung sulfur

1,14% sehingga tidak menimbulkan polusi”.

Patabang (2012: 292) dengan judul karakteristik termal briket arang

sekam padi dengan variasi bahan perekat menyatakan bahwa “dari hasil

pembakaran secara nyata pada tungku briket yang terbuat dari tanah liat

diperoleh efisiensi pembakaran yang terbaik pada campuran bahan perekat

7% yaitu 59,07%”.

Borowski (2013: 203) dengan judul Utilization of fine Coal Waste as

a Fuel Briquettes menyatakan bahwa “hasil percobaan menunjukkan bahwa

penggunaan pengikat pati dimodifikasi untuk produksi briket dari limbah batu

16

bara lebih cocok dibandingkan upaya untuk memanfaatkan molase sebagai

bahan pengikat gagal”.

Ikelle (2014: 226) dengan judul The Study Of Briquettes Produced

With Bitumen, CaSo4 And Starch As Binders menyatakan bahwa “hasil

penelitian menunjukkan bahwa berbagai komposisi briket yang dihasilkan

dengan pati sebagai pengikat menunjukkan nilai yang luar biasa dari

kandungan abu yang rendah, nilai kalor yang lebih tinggi, lebih lama

membakar waktu dan rendah kandungan sulfur bila dibandingkan dengan

pengikat lain yang digunakan untuk produksi briket”.

Jahiding (2014: 45) dengan judul Technology of Brown Coal Briquette

for High Calorie Alternative Fuel menyatakan bahwa “presentase perekat

mempengaruhi nilai kalor briket batu bara coklat, tingkat dimana jumlah

perekat yang tinggi meningkatkan nilai kalor, yaitu pada komposisi 5%

sampai 15% nilai kalor adalah 4678,68 kal/gram”.

2.3 Kerangka Pikir Penelitian

Energi biomassa merupakan sumber energi terbarukan yang berasal

dari limbah tumbuh-tumbuhan atau bahan organik yang mudah ditemukan

dan ketersediaannya yang melimpah, seperti limbah kayu, sekam padi, ampas

tebu, dan tempurung kelapa. Berbagai bahan baku yang berasal dari limbah

organik ini memiliki karakteristik dan kelebihannya disetiap sifatnya.

Pemanfaatan limbah organik yang berupa tempurung kelapa ini hanya

dijadika arang.

17

Untuk mengoptimalkan pemanfaatan limbah tempurung kelapa

menjadi sumber bahan bakar alternatif maka perlu adanya optimalisai dalam

peningkatan efektifitas dan efisiensi dari sumber bahan bakar alternatif

tersebut. Untuk itu melalui penelitian ini akan dilakukan optimalisasi

pemanfaatan limbah tempurung kelapa menjadi bahan bakar alternatif yaitu

briket arang.

Arang tempurung kelapa dicampur dengan bahan perekat berupa

tepung tapioka. Kemudian dilakukan pencampuran bahan perekat dengan

variasi tertentu yang dapat meningkatkan kualitas dari briket. Pengujian yang

akan dilakukan yaitu untuk mencari nilai kalor, kadar air, dan shatter index

terbaik dari komposisi campuran arang tempurung kelapa dan bahan perekat

tepung tapioka.

Pencampuran bahan

baku dengan

perekat tepung

tapioka dan

pencetakan briket

Nilai Kalor

Kadar Air

Shatter Index

Arang

tempurung

41

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian tentang pengaruh variasi jumlah tepung

tapioka terhadap karakteristi briket arang tempurung kelapa maka dapat

diambil simpulan sebagai berikut:

1. Ada pengaruh variasi jumlah perekat terhadap karakteristik briket.

Karakteristik briket yang meliputi nilai kalor dan shatter index terbaik

dihasilkan oleh pencampuran perekat sebesar 7% yaitu nilai kalor sebesar

7652,64 kal/g, shatter index sebesar 0,18 % , sedangkan untuk kadar air

terbaik dihasilkan oleh pencampuran perekat 5% yaitu sebesar 3,10333 %.

2. Nilai pencampuran perekat yang terbaik untuk mendapatkan briket yang

berkualitas yaitu campuran perekat 7%. Karakteristik briket yang

dihasilkan dari campuran perekat 7% yaitu nilai kalor sebesar 7652,64

kal/g, kadar air sebesar 3,23 %, dan shatter index sebesar 0,18 %.

5.2 Saran

Adapun saran yang diberikan sehubungan dengan penelitian tentang

pengaruh variasi jumlah perekat tepung tapioka terhadap karakteristi briket

arang tempurung kelapa adalah sebagai berikut:

1. Untuk pembuatan briket dengan komposisi bahan baku yang sama

sebaiknya menggunakan campuran perekat sebesar 7% karena

menghasilkan nilai kalor, kadar air, dan shatter index yang baik.

42

2. Perlu adanya penambahan variasi perekat yang lebih banyak agar data

yang dihasilkan dapat lebih spesifik.

3. Perlu adanya pemilihan jenis perekat yang baru agar dapat diketahui

perbedaan karakteristik dengan perekat tepung tapioka.

43

DAFTAR PUSTAKA

ASTM D440-86, Standard Test Method of Drop Shatter Test for Coal, ASTM

Standards.

Bakhtiar, Y. 2010. Penerapan Biofertilizer Coated Seed Pada Benih Tumbuh Mandiri Untuk Mendukung Reboisasi dan Reklamasi Lahan. Balai

Pengkajian Bioteknologi Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi,

Tanggerang.

Borowski, Gabriel. 2013. Utilization of fine Coal Waste as a Fuel Briquetts. Internasional Journal of Coal Preparation and Utilization, 33:194-204.

Delly, Jenny and Saputra, Nersan. 2014. Proses Pembuatan Briket Berbahan Kulit Singkong dan Kajian Eksperimen Parametris Pengaruh Bahan Perekatnya terhadap Nilai Kalor dan Laju Pembakaran. Dinamika Jurnal Ilmiah

Teknik Mesin, Vol.6, No.1, 1-8.

Gandhi, B.A. 2009. Pengaruh Variasi Jumlah Campuran Perekat Terhadap Karakteristik Briket Arang Tongkol Jagung. Profesional. 8/1: 1-12.

Hartoyo, J and Roliadi, H. 1978. Pembuatan Briket Arang dari Lima Jenis Kayu Indonesia. Report No 103. Bogor.

Ikelle, Ikelle Issie. 2014. The Study Of Briquettes Produced With Bitumen, CaSo4 And Starch As Binders. American Journal of Engineering Research. Vol. 03,

pp. 221-226

Ismayana, Andes. 2014. Pengaruh Jenis dan Kadar Bahan Perekat pada Pembuatan Briket Blotong Sebagai Bahan Bakar Alternatif. J. Tek. Ind.

Pert. Vol. 21. (3), 186-193

Jahiding, M. 2014. Technology of Brown Coal Briquette for High Calorie Alternatif Fuel, Internasional Journal of Science, Engineering, and

Suistainable Technology. Vol. 1 No. 2, pp. 036-045

Kadir, A. 1995. “Energi: Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik, Potensi Ekonomi”, Cet. 1. Edisi kedua/revisi. Jakarta: Universitas Indonesia.

Lestari, L., dkk. 2010. Analisis Kualitas Briket Arang Tongkol Jagung yang Menggunakan Bahan Perekat Sagu dan Kanji. Jurnal Aplikasi Fisika. Vol. 6

No. 2. Kendari: Jurusan Fisika FMIPA Universitas Haluoleo.

Lubis, H. Amri. 2011. Uji Variasi Komposisi Bahan Pembuat Briket Kotoran Sapi dan Limbah Pertanian. Fakultas Pertanian. Sumatera Utara: USU.

44

Mangin, Luksi., 2015. Pengaruh Suhu Pengeringan Briket Serbuk Gergaji Dan Kanji Terhadap Kekuatan Tekan. Jurnal Integrasi. Vol. 7. No. 1. Hal 31-35.

Maryono, dkk. 2013. Pembuatan dan Analisis Mutu Briket Arang Tempurung Kelapa Ditinjau dari Kadar Kanji. Jurnal Chemica Vol. 14 No. 1, 74-83.

Patabang, D. 2012. Karakteristik Termal Briket Arang Sekam Padi dengan Variasi Bahan Perekat. Jurnal Mekanikal, Vol.3 No. 2. Hal. 286-292

Setiowati, Reni dan Tirono, M., 2014. Pengaruh Variasi Tekanan Pengepresan dan Komposisi Bahan terhadap Sifat Fisis Briket Arang. Jurnal neutrino.

Vol. 7. Hal. 24-25.

Siahaan, S. Hutapea, M. dan Hasibuan, R. 2013. Penentuan Kondisi Optimum Suhu Dan Waktu Karbonisasi Pada Pembuatan Arang Dari Sekam Padi. Jurnal Teknik Kimia USU, Vol. 2, No. 1.

Sinurat, E. 2013. Studi Pemanfaatan Briket Kulit Jambu Mete dan Tongkol Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif . Fakultas Teknik. Universitas Hasanuddin.

Makassar.

Subroto, dkk, 2007. Pengaruh Variasi Tekanan Pengepresan terhadap Karakteristik Mekanik dan Karakteristik Pembakaran Briket Kokas Lokal. Jurnal Teknik Gelagar. Vol. 18. No. 01. Hal. 73 – 79.

Suganal, 2009. Rancangan Proses Pembuatan Briket Batubara Nonkarbonisasi Skala Kecil Dari Batu Bara Kadar Abu Tinggi. Jurnal Teknologi Mineral

dan Batu Bara. Volume 05 No. 13. Hal 17 –30 Bandung: Puslitbang

Teknologi Mineral dan Batu Bata (TEKMIRA).

Sugiyono. 2005. Statistika untuk Penelitian. CV. Alfa Beta. Bandung.

Sumangat, D. dan Broto, W. 2009. Kajian Teknis dan Ekonomis Pengolahan Briket Bungkil Biji Jarak Pagar Sebagai Bahan Bakar Tungku. Buletin

Teknologi Pascapanen Pertanian. 5: 18-26.

Suryani, I., dkk. 2012. Pembuatan Briket Arang dari Campuran Buah Bintaro dan Tempurung Kelapa Menggunakan Perekat Amilum. Jurnal Jurusan Teknik

Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Kampus Palembang 18 (1).

Sutiyono. 2002. Pembuatan Briket Arang dari Tempurung Kelapa dengan Bahan Pengikat Tetes Tebu dan Tapioka. Jurnal Kimia Fakultas Teknology

Industri-UPN “Veteran”.

Tamado, D. et al. 2013. Sifat Termal Karbon Aktif Berbahan Arang Tempurung Kelapa. Seminar Nasional Fisika Universitas Negeri Jakarta, 1 Juni 2013.

45

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). Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

Yaman S., Sahan M., Haykiri-acma H., Sesen K., Kucukbayrak S., 2000.

Production of fuel briquette from olive refuse and paper mill waste.

Istanbul: Istanbul Technical University. Fuel Processing Technology, Volume 68. Hal 23-31.