Pengembangan Teknologi Produksi Briket Kokas Lokal Murah Berbasis Pada Bahan Baku Lokal Guna Mencukupi Kebutuhan dan Peluang Pasar Bahan Bakar Padat
LAPORAN AKHIR TAHUN III
PENELITIAN UNGGULAN PERGURUAN TINGGI
TEMA:
Pengembangan teknologi energi berbasis sumber daya energi lokal
PENGEMBANGAN TEKNOLOGI PRODUKSI BRIKET KOKAS LOKAL MURAH
BERBASIS PADA BAHAN BAKU LOKAL
GUNA MENCUKUPI KEBUTUHAN DAN PELUANG PASAR BAHAN BAKAR PADAT
Oleh :
Ir. Subroto, MT.
Ir. Sarjito, MT., Ph.D.
Wijianto, ST., M.Eng.Sc.
“ Dibiayai oleh Koordinasi Perguruan Tinggi Wilayah VI, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan RI,
Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian
Nomor: 007/K6/KL/SP/PENELITIAN/2014.tanggal 8 Mei 2014 “
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
November 2014
I. Identitas Penelitian
1. Judul Usulan
: Pengembangan Teknologi Produksi Briket Kokas Lokal Murah
Berbasis Pada Bahan Baku Lokal Guna Mencukupi Kebutuhan
dan Peluang Pasar Bahan Bakar Padat
2. Ketua Peneliti
(a) Nama lengkap
: Ir. Subroto, MT.
(b) Bidang keahlian
: Konversi Energi
3. Anggota peneliti
No.
1.
2.
Nama dan Gelar
Keahlian
Ir. Sarjito., MT.,PhD
Wijianto, ST. M.Eng.
4. Isu Strategis
5. Tema Penelitian
Konversi Energi
Mekanika Bahan
Institusi
FT UMS
FT UMS
Curahan Waktu
(jam/minggu)
15 jam/minggu
15 jam/minggu
: Masalah keterbatasan teknologi dan material
: Pengembangan teknologi energi berbasis sumber daya energi lokal
6. Objek penelitian (jenis material yang akan diteliti dan segi penelitian)
obyek penelitian ini adalah pengembangan teknologi proses dengan bahan baku lokal
sehingga dapat dihasilkan briket kokas lokal yang murah baik untuk bahan bakar industri
pengecoran logam maupun untuk bahan bakar kebutuhan lainnya
7. Lokasi penelitian
: Laboratorium
8. Hasil yang ditargetkan : Munculnya teknologi pembuatan briket kokas yang tepat sehingga
dapat dihasilkan produk berupa briket kokas lokal yang murah dan
varian produknya. Hasil penelitian ditargetkan dipublikasikan
dalam jurnal internasional, jurnal nasional terakreditasi, dipaparkan
dalam seminar nasional dan internasional serta diupayakan
mendapatkan HKI berupa paten sederhana
9. Institusi lain yang terlibat : Universitas Sebelas Maret dan CV. Multi Guna
11. Sumber biaya selain Dikti : -.
12. Keterangan lain yang dianggap perlu : kegiatan penelitian yang diajukan ini merupakan
kelanjutan dari serangkaian kegiatan penelitian yang
telah dilakukan sebelumnya baik melalui skema
Hibah Bersaing, Riset Unggulan Daerah, Insetif
Peningkatan Kapasitas Produksi maupun Hi Link
II. RINGKASAN
Kegiatan yang diusulkan ini berawal dari permasalahan riil yang dialami oleh IKM mitra pada
khususnya dan IKM pengecoran logam pada umumnya, yaitu kesulitan produksi akibat mahal
dan langkanya bahan bakar berupa kokas impor dari Cina. Kejadian mahal dan langkanya kokas
impor dari Cina terjadi secara berulang sehinga memaksa para pengusaha mencari alternatif
bahan untuk proses produksi mereka. Dan untuk menjawab permasalahan tersebut, maka selama
5 tahun (2005 – 2010) telah dilakukan serangkaian penelitian kerjasama antara tim pengusul dan
IKM mitra untuk mencari briket kokas lokal berbahan dasar petroleum cokes yang tepat
digunakan di inudtri pengecoran logam. Dan berdasarkan hasil serangkaian penelitian tersebut,
didapatkan briket kokas lokal yang dipandang mampu secara laboratoris digunakan di industri
pengecoran logam, namun masih mempunyai kendala berupa mahalnya biaya produksi karena
harga bahan baku binder berupa aspal yang mahal (mencapai 20 % biaya produksi kokas) dan
masih tingginya ongkos energi untuk proses karbonasi dalam skala riil (proses karbonasi berkisar
sekisar 5 jam). Penelitian ini bertujuan untuk mencari bahan baku binder yang murah dan proses
karbonasi yang paling murah untuk menekan biaya produksi briket kokas lokal.
Kegiatan akan difokuskan pada penemuan bahan baku binder berupa tar yang didapatkan dari
asap cair proses karbonasi batubara dan limbah pertanian yang banyak terdapat di sekitar daerah
Ceper (sekam padi, limbah grajen kayu mahoni dan grajen kayu kelapa), dimana arang yang
dihasilkan dari proses karbonasi tersebut akan digunakan sebagai bahan bakar proses karbonasi
briket kokas yang dibuat dengan cara gasifikasi. Kegiatan diusulkan dalam jangka waktu 3
tahun, dimana tahun 1 difokuskan pada upaya menemukan kondisi karbonasi yang optimal
secara laboratoris dari batubara dan limbah pertanian potensial terpilih sehingga didapatkan tar
yang baik untuk binder dan arang yang memiliki nilai kalor tinggi untuk proses karbonasi briket
kokas lokal. Hasil yang didapatkan dari kegiatan tahun 1 akan dilanjutkan pada tahun ke 2 dalam
bentuk scale up proses pembuatan tar terpilih, pada tahun ke 2 dilakukan uji secara laboratoris
proses gasifikasi arang yang dihasilkan untuk sumber energi proses karbonasi briket kokas. Pada
tahun ketiga akan dilakukan penelitian mengenai karakteristik briket kokas lokal yang dihasilkan
dan juga penelitian mengenai diversifikasi produk.
Hasil kegiatan penelitian akan dipublikasikan dalam jurnal internasional, jurnal nasional
terakreditasi, dipaparkan dalam seminar nasional, seminar internasional, serta akan didaftarkan
HKI. Output kegiatan diharapkan berupa prototype TTG pembuatan briket kokas murah dan
produk briket kokas untuk berbagai aplikasi penggunaan.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb
Syukur Alhamdulillah kami panjatkan ke hadirat Allah SWT atas berkah dan rahmatNYA sehingga penyusunan laporan penelitian Riset Unngulan Strategis UMS dengan judul “
Pengembangan Teknologi Produksi Briket Kokas Lokal Murah Berbasis Pada Bahan Baku Lokal
Guna Mencukupi Kebutuhan Dan Peluang Pasar Bahan Bakar Padat” dapat terselesaikan sesui
dengan alokasi waktu yg telah ditentukan.
Atas dukungan dari beberapa pihak dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati
menyampaikan rasa terima kasih kepada:
1. DIKTI melalui KOPERTIS VI atas dibiayainya penelitian ini.
2. LEMLIT Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta UMS.
4. Ketua Laboratorium Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret
5. Ketua Laboratorium Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta UMS.
6. Tim peneliti mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Tim peneliti menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan
saran yang bersifat membangun dari berbagai pihak kami terima dengan senang hati dan
berharap penelitian ini dapat bermanfaat bagi perkembangan teknologi bidang konversi energi.
Wassalamualaikum. Wr. Wb
Surakarta , 20 Oktober 2014
Tim Peneliti
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...............................................................................................i
Halaman Pengesahan .....................................................................................ii
Ringkasan ........................................................................................................iv
Kata Pengantar ................................................................................................v
Daftar Isi ..........................................................................................................vi
BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................4
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT..........................................................23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................26
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................35
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB 1. PENDAHULUAN
Menurut mantan Sekjen OPEC, Subroto, seperti dikutip majalah Energi edisi Agustus 2000,
dalam 18 tahun ke depan Indonesia tidak dapat dikatakan lagi sebagai negara produsen minyak
bila tidak ditemukan cadangan baru. Sebab dengan cadangan terbukti saat ini sebesar 9,85 milyar
barrel dan produksi 1,5 juta barrel per hari (bph), hanya mampu bertahan untuk 18 tahun ke
depan.
Batubara adalah jawaban untuk alternatif energi masa depan Indonesia. Menurut Theo Matasak,
dosen Teknik Geologi Institut Teknologi Bandung, sumber daya alam terbesar yang terkandung
di seantero bumi Nusantara adalah batu bara. Diperkirakan terdapat sumber daya batu bara
sebanyak 36 milyar ton lebih. Penyebaran bahan baku dari fosil tumbuhan yang membatu sejak
30 juta tahun lalu ini hampir merata di Tanah Air. Diantaranya yang menjadi pulau utama adalah
Sumatera dan Kalimantan, sedangkan di Sulawesi, Jawa, dan Irian Jaya juga ada, walau tidak
banyak.
Penggunaan batubara sebagai bahan bakar sebenarnya sudah cukup banyak dijumpai di bidang
industri. Contoh penggunaan batubara dalam bentuk briket kokas batubara yang dekat dengan
kita adalah di industri pengecoran logam di kecamatan Ceper, Klaten yaitu sebagai bahan bakar
utama dalam tungku peleburan logam.
Sektor industri logam merupakan salah satu sektor yang cukup besar menyumbangkan
pendapatan asli daerah propinsi Jawa Tengah, kurang lebih sekitar 7 % dari total PDRB sektor
industri manufaktur di Jawa Tengah, serta membawa keterkaitan yang cukup tinggi dengan
sektor yang lain, sehingga kondisi sektor ini akan mempengaruhi kondisi sektor yang lain.
Produk dari sentra industri logam ini beragam, mulai dari alat pertanian sampai dengan
komponen otomotif dan industri berat. Dan sentra industri logam ini selain berada di Kabupaten
Tegal juga berada di Kabupaten Klaten tepatnya di Kecamatan Ceper.
Namun sayangnya dalam beberapa tahun terakhir ini kondisi sentra ini terpukul oleh beberapa
permasalahan yang bertubi-tubi, mulai dari mahalnya dan langkanya bahan baku berupa besi
bekas kemudian disusul oleh kian mahalnya bahan bakar utama berupa briket kokas dan
munculnya pesaing berat dari Republik Rakyat Cina, dan hal ini sempat diangkat secara nasional
oleh harian Kompas edisi tanggal 26 dan 27 April 2004.
Khusus untuk masalah bahan bakar industri pengecoran, sebenarnya para pengusaha di Ceper
telah cocok menggunakan briket kokas impor yang didatangkan dari negeri Cina, namun
sayangnya karena kebijakan Pemerintah Cina untuk membatasi ekspor briket kokasnya, maka
harga briket kokas impor kian mahal dan menyebabkan biaya produksi menjadi mahal. Untuk
menyiasati hal tersebut, maka beberapa pengusaha pengecoran di Ceper telah berusaha membuat
briket kokas lokal.
Namun dalam pemakaiannya tersebut, ada beberapa permasalahan yang timbul berkaitan
dengan kualitas briket kokas batubara yang dibuat, sehingga mempengaruhi pada proses
hasil pembakaran. Menurut Bapak Gunawan (Pemilik CV. Multi Guna, Ceper, Klaten) briket
yang digunakan sebagai bahan bakar tungku peleburan logam mempunyai kelemahan di
antaranya mudah pecah pada saat proses karbonasi dan pembakaran, suhu bakar yang
rendah dan tidak bisa terbakar habis. Sedangkan dalam proses pengangkutan dan
penyimpanan, briket kokas yang sudah jadi mudah terkikis dan pecah.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas dari bahan bakar padat seperti briket kokas
batubara. Faktor-faktor tersebut diantaranya kadar air (moisture), komposisi, bentuk, ukuran,
jenis pengikat dan cara pembuatan. Khusus dalam kaitannya dengan proses pembuatan briket
kokas batubara, hal-hal yang sangat mempengaruhi kualitas briket adalah ukuran partikel kokas,
dan temperatur karbonasi dan lama waktu karbonasi.
Berangkat dari pemikiran tersebut diatas dan didasarkan atas kerjasama dengan pengusaha
pengecoran di Ceper (CV Multi Guna Ceper) selama kurun waktu 5 tahun (2005-2010) telah
dilaksanakan serangkaian penelitian mengenai teknologi pembuatan briket kokas lokal yang
tepat dan dari serangkaian penelitian tersebut mampu menghasilkan briket kokas lokal yang
cukup handal untuk mensubstitusi kokas impor, sehingga mampu menumbuhkan usaha baru
berupa pembuatan briket kokas lokal yang dilakukan oleh CV. Multi Guna Ceper, dimana briket
kokas lokal yang dihasilkan oleh CV. Multi Guna tersebut mulai diterima oleh pengusaha cor
logam di Ceper, hal tersebut dibuktikan dengan kapasitas pembuatan briket yang berkisar 1
ton/hari..
Namun berdasarkan hasil penelitioan. briket kokas lokal yang dihasilkan masih memiliki harga
jual yang terlalu mahal bila dibandingkan dengan kokas impor dan bila dibandingkan dengan
proses pengecoran dengan menggunakan induction furnace, hal ini disebabkan karena ongkos
produksi untuk pembuatan briket kokas masih mahal. Mahalnya biaoaya produksi briket kokas
disebabkan kerena binder/perekat yang digunakan adalah aspal , dimana biaya aspat debagai
binder menyumbang sekitar 20 % biaya produksi briket kokas. Disamping itu, mahalnya biaya
produksi disebabkan karena lamanya proses karbonasi, lamanya proses karbonasi menyebabkan
ongkos energi untuk karbonasi menjadi mahal. Oleh karena itu, untuk memecahkan masalah
tersebut diatas, tim peneliti akan melakukan penelitian mengenai kemungkinan mengganti binder
aspal dengan bahan lain yaitu tar yang diperoleh dari asap cair karbonasi batubara, sekam padi
dan grajen kayu mahoni dan kayu kelapa, dimana arang sisa karbonasi bahan-bahan tersebut
masih dapat digunakan sebagai bahan bakar proses karbonasi briket kokas sehingga biaya
sumber energi dapat ditekan. Dengan demikian diharapkan briket kokas lokal yang dihasilkan
dapat ditekan biaya produksinya.
BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari penelitian yang dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut,
1. Ketahanan impak briket kokas lokal dengan perekat tar sengon cukup bagus, hanya
berkurang sekitar 24 % berat hingga 6 kali jatuhan.
2. Sengon adalah penghasil tar terbanyak, dimana tar adalah sumber perekat alternatif
3. Briket kokas lokal berperekat tar sengon tersebut mulai terbakar pada suhu 296,2°C dan
berakhir pada 802,5 °C dan mampu memberikan panas selama 52 menit karena waktu
reaksi selama 83 menit dengan pengeringan dan devolatilisasi selama 31 menit. Briket
kokasl lokal yang dihasilkan memiliki kekuatan tekan 33400 kgf dengan panjang
deformasi maksimum sepanjang 9,73 mm.
Beberapa hal yang masih harus ditindaklanjuti dari hasil penelitian tahun 3 adalah,
1. Perlunya penelitian mengenai uji coba riil pembuatan briket kokas lokal berperekat tar
sengon.
2. Perlunya menindaklanjuti hasil penelitian ini dengan trial riil pengecoran logam dengan
menggunakan briket kokas lokal berperekat tar sengon.
DAFTAR PUSTAKA
Borman, G.L and Ragland, K.W., 1998. Combustion Engineering, Mv Graw Hill Publishing Co,
New York.
Campbell, P.E., at al, 2005. Advanced Combustion and Gasification of Fuel Blends, Notern
Ireland Centre for Energy Researc and Technology.
Deiana, A.C., at al, 2004. Use of Grape Must as aq Binder to Obtain Activated carbon
Briquettes, Brazillian Journal of Chemical Engineering, Brazil.
Fletcher,Thomas H., 1993,Swelling Properties of Coal Chars During Rapid Pyrolisis and
Combustion, Fuel, Vol. 72 Number 11, pp. 1485-1495
Gale, Thomas K., Bartholomew, Calvin H., Fletcher,Thomas H., 1995, Decreases in The
Swellings and Porosity of Bituminus Coals during Devolatilization at high Heating
Rate, Combustion and Flame 100 : 94-100
Gentry, F. M., 2000.The Technology of Low Temperature Carbonization.Journal Rexresearch
Departement.
Herbawamurti, T. E., 2005. Pemanfaatan Energi Batubara, B2TE Badan Pengkajian dan
Penerapan Teknologi, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.
Ndaji, Francis E., Butterfield, Ian M., Thomas K Mark., 1997, Changes in The Macromolecular
Structure of Coals With Pyrolisis Temperature, Fuel 1987, vol . 76 number 2, pp. 169177
Ode, W. H., 1985.Fuel, Mechanical Engineering Handbook, Mc Graw Hill.
Qiu,Jianrong., Li, Fan., Zeng,Hancai., Yao, Bin., Ma, Yuyi., 2000, Determination of Optimum
Blending Ratio During Coal Blends Combustion, Combust. Scie. And Tech., vol 157,
pp. 167-184
Rahardjo, B. S., 1999. Kajian Pembuatan Kokas Briket Batubara Ombilin dengan Proses
Karbonasi Tak Langsung pada Suhu Rendah untuk Peleburan Besi Skala Industri Kecil,
Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia. Deputi Bidang Teknologi Pengembangan Sumber
Daya Alam, BPPT, Jakarta.
Supriyanto, H., 1994. Pemanfaatan Briket batubara untuk Rumah Tangga dan Industri Kecil
bersih lingkungan, Loka Karya Energi 25 -27 Oktober 2005, Pertamina-Komite Nasional
Indonesia-World Energy Council, Jakarta.
Supriyanto, H., 2005. Pemanfaatn Kokas Briket sebagai Bahan Bakar industri Pengecoran
Logam, Direktorat Teknologi Pengembangan Sumber Daya Energi – BPPT, Jakarta.
Zapusek, A., at al, 2003. Characterisation of carbonizate Produced from Velenje Lignite in LabScale Reactor, ERICo Velenje, Institute for Ecological Research, Koroska 58, 3320
Velenje, Slovenia.
Vayisoglu, E.S. dan Erbatur, N.G., 1995. Heat Tretament of Maceral graoups Obtained from
Turkish Bituminous Coals, Cukurova University, Chemistry Department, 01330 Adana,
Turkey.
Winter, F., dkk, 1997. Temperatur in aFuel Particle Burning in a Fluidized Bed, the Effect of
Drying, Devolatilization and Char Combustion, Combustion and Flame, 108, 302-314.
PENELITIAN UNGGULAN PERGURUAN TINGGI
TEMA:
Pengembangan teknologi energi berbasis sumber daya energi lokal
PENGEMBANGAN TEKNOLOGI PRODUKSI BRIKET KOKAS LOKAL MURAH
BERBASIS PADA BAHAN BAKU LOKAL
GUNA MENCUKUPI KEBUTUHAN DAN PELUANG PASAR BAHAN BAKAR PADAT
Oleh :
Ir. Subroto, MT.
Ir. Sarjito, MT., Ph.D.
Wijianto, ST., M.Eng.Sc.
“ Dibiayai oleh Koordinasi Perguruan Tinggi Wilayah VI, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan RI,
Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian
Nomor: 007/K6/KL/SP/PENELITIAN/2014.tanggal 8 Mei 2014 “
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
November 2014
I. Identitas Penelitian
1. Judul Usulan
: Pengembangan Teknologi Produksi Briket Kokas Lokal Murah
Berbasis Pada Bahan Baku Lokal Guna Mencukupi Kebutuhan
dan Peluang Pasar Bahan Bakar Padat
2. Ketua Peneliti
(a) Nama lengkap
: Ir. Subroto, MT.
(b) Bidang keahlian
: Konversi Energi
3. Anggota peneliti
No.
1.
2.
Nama dan Gelar
Keahlian
Ir. Sarjito., MT.,PhD
Wijianto, ST. M.Eng.
4. Isu Strategis
5. Tema Penelitian
Konversi Energi
Mekanika Bahan
Institusi
FT UMS
FT UMS
Curahan Waktu
(jam/minggu)
15 jam/minggu
15 jam/minggu
: Masalah keterbatasan teknologi dan material
: Pengembangan teknologi energi berbasis sumber daya energi lokal
6. Objek penelitian (jenis material yang akan diteliti dan segi penelitian)
obyek penelitian ini adalah pengembangan teknologi proses dengan bahan baku lokal
sehingga dapat dihasilkan briket kokas lokal yang murah baik untuk bahan bakar industri
pengecoran logam maupun untuk bahan bakar kebutuhan lainnya
7. Lokasi penelitian
: Laboratorium
8. Hasil yang ditargetkan : Munculnya teknologi pembuatan briket kokas yang tepat sehingga
dapat dihasilkan produk berupa briket kokas lokal yang murah dan
varian produknya. Hasil penelitian ditargetkan dipublikasikan
dalam jurnal internasional, jurnal nasional terakreditasi, dipaparkan
dalam seminar nasional dan internasional serta diupayakan
mendapatkan HKI berupa paten sederhana
9. Institusi lain yang terlibat : Universitas Sebelas Maret dan CV. Multi Guna
11. Sumber biaya selain Dikti : -.
12. Keterangan lain yang dianggap perlu : kegiatan penelitian yang diajukan ini merupakan
kelanjutan dari serangkaian kegiatan penelitian yang
telah dilakukan sebelumnya baik melalui skema
Hibah Bersaing, Riset Unggulan Daerah, Insetif
Peningkatan Kapasitas Produksi maupun Hi Link
II. RINGKASAN
Kegiatan yang diusulkan ini berawal dari permasalahan riil yang dialami oleh IKM mitra pada
khususnya dan IKM pengecoran logam pada umumnya, yaitu kesulitan produksi akibat mahal
dan langkanya bahan bakar berupa kokas impor dari Cina. Kejadian mahal dan langkanya kokas
impor dari Cina terjadi secara berulang sehinga memaksa para pengusaha mencari alternatif
bahan untuk proses produksi mereka. Dan untuk menjawab permasalahan tersebut, maka selama
5 tahun (2005 – 2010) telah dilakukan serangkaian penelitian kerjasama antara tim pengusul dan
IKM mitra untuk mencari briket kokas lokal berbahan dasar petroleum cokes yang tepat
digunakan di inudtri pengecoran logam. Dan berdasarkan hasil serangkaian penelitian tersebut,
didapatkan briket kokas lokal yang dipandang mampu secara laboratoris digunakan di industri
pengecoran logam, namun masih mempunyai kendala berupa mahalnya biaya produksi karena
harga bahan baku binder berupa aspal yang mahal (mencapai 20 % biaya produksi kokas) dan
masih tingginya ongkos energi untuk proses karbonasi dalam skala riil (proses karbonasi berkisar
sekisar 5 jam). Penelitian ini bertujuan untuk mencari bahan baku binder yang murah dan proses
karbonasi yang paling murah untuk menekan biaya produksi briket kokas lokal.
Kegiatan akan difokuskan pada penemuan bahan baku binder berupa tar yang didapatkan dari
asap cair proses karbonasi batubara dan limbah pertanian yang banyak terdapat di sekitar daerah
Ceper (sekam padi, limbah grajen kayu mahoni dan grajen kayu kelapa), dimana arang yang
dihasilkan dari proses karbonasi tersebut akan digunakan sebagai bahan bakar proses karbonasi
briket kokas yang dibuat dengan cara gasifikasi. Kegiatan diusulkan dalam jangka waktu 3
tahun, dimana tahun 1 difokuskan pada upaya menemukan kondisi karbonasi yang optimal
secara laboratoris dari batubara dan limbah pertanian potensial terpilih sehingga didapatkan tar
yang baik untuk binder dan arang yang memiliki nilai kalor tinggi untuk proses karbonasi briket
kokas lokal. Hasil yang didapatkan dari kegiatan tahun 1 akan dilanjutkan pada tahun ke 2 dalam
bentuk scale up proses pembuatan tar terpilih, pada tahun ke 2 dilakukan uji secara laboratoris
proses gasifikasi arang yang dihasilkan untuk sumber energi proses karbonasi briket kokas. Pada
tahun ketiga akan dilakukan penelitian mengenai karakteristik briket kokas lokal yang dihasilkan
dan juga penelitian mengenai diversifikasi produk.
Hasil kegiatan penelitian akan dipublikasikan dalam jurnal internasional, jurnal nasional
terakreditasi, dipaparkan dalam seminar nasional, seminar internasional, serta akan didaftarkan
HKI. Output kegiatan diharapkan berupa prototype TTG pembuatan briket kokas murah dan
produk briket kokas untuk berbagai aplikasi penggunaan.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb
Syukur Alhamdulillah kami panjatkan ke hadirat Allah SWT atas berkah dan rahmatNYA sehingga penyusunan laporan penelitian Riset Unngulan Strategis UMS dengan judul “
Pengembangan Teknologi Produksi Briket Kokas Lokal Murah Berbasis Pada Bahan Baku Lokal
Guna Mencukupi Kebutuhan Dan Peluang Pasar Bahan Bakar Padat” dapat terselesaikan sesui
dengan alokasi waktu yg telah ditentukan.
Atas dukungan dari beberapa pihak dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati
menyampaikan rasa terima kasih kepada:
1. DIKTI melalui KOPERTIS VI atas dibiayainya penelitian ini.
2. LEMLIT Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta UMS.
4. Ketua Laboratorium Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret
5. Ketua Laboratorium Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta UMS.
6. Tim peneliti mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Tim peneliti menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan
saran yang bersifat membangun dari berbagai pihak kami terima dengan senang hati dan
berharap penelitian ini dapat bermanfaat bagi perkembangan teknologi bidang konversi energi.
Wassalamualaikum. Wr. Wb
Surakarta , 20 Oktober 2014
Tim Peneliti
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...............................................................................................i
Halaman Pengesahan .....................................................................................ii
Ringkasan ........................................................................................................iv
Kata Pengantar ................................................................................................v
Daftar Isi ..........................................................................................................vi
BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................4
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT..........................................................23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................26
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................35
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB 1. PENDAHULUAN
Menurut mantan Sekjen OPEC, Subroto, seperti dikutip majalah Energi edisi Agustus 2000,
dalam 18 tahun ke depan Indonesia tidak dapat dikatakan lagi sebagai negara produsen minyak
bila tidak ditemukan cadangan baru. Sebab dengan cadangan terbukti saat ini sebesar 9,85 milyar
barrel dan produksi 1,5 juta barrel per hari (bph), hanya mampu bertahan untuk 18 tahun ke
depan.
Batubara adalah jawaban untuk alternatif energi masa depan Indonesia. Menurut Theo Matasak,
dosen Teknik Geologi Institut Teknologi Bandung, sumber daya alam terbesar yang terkandung
di seantero bumi Nusantara adalah batu bara. Diperkirakan terdapat sumber daya batu bara
sebanyak 36 milyar ton lebih. Penyebaran bahan baku dari fosil tumbuhan yang membatu sejak
30 juta tahun lalu ini hampir merata di Tanah Air. Diantaranya yang menjadi pulau utama adalah
Sumatera dan Kalimantan, sedangkan di Sulawesi, Jawa, dan Irian Jaya juga ada, walau tidak
banyak.
Penggunaan batubara sebagai bahan bakar sebenarnya sudah cukup banyak dijumpai di bidang
industri. Contoh penggunaan batubara dalam bentuk briket kokas batubara yang dekat dengan
kita adalah di industri pengecoran logam di kecamatan Ceper, Klaten yaitu sebagai bahan bakar
utama dalam tungku peleburan logam.
Sektor industri logam merupakan salah satu sektor yang cukup besar menyumbangkan
pendapatan asli daerah propinsi Jawa Tengah, kurang lebih sekitar 7 % dari total PDRB sektor
industri manufaktur di Jawa Tengah, serta membawa keterkaitan yang cukup tinggi dengan
sektor yang lain, sehingga kondisi sektor ini akan mempengaruhi kondisi sektor yang lain.
Produk dari sentra industri logam ini beragam, mulai dari alat pertanian sampai dengan
komponen otomotif dan industri berat. Dan sentra industri logam ini selain berada di Kabupaten
Tegal juga berada di Kabupaten Klaten tepatnya di Kecamatan Ceper.
Namun sayangnya dalam beberapa tahun terakhir ini kondisi sentra ini terpukul oleh beberapa
permasalahan yang bertubi-tubi, mulai dari mahalnya dan langkanya bahan baku berupa besi
bekas kemudian disusul oleh kian mahalnya bahan bakar utama berupa briket kokas dan
munculnya pesaing berat dari Republik Rakyat Cina, dan hal ini sempat diangkat secara nasional
oleh harian Kompas edisi tanggal 26 dan 27 April 2004.
Khusus untuk masalah bahan bakar industri pengecoran, sebenarnya para pengusaha di Ceper
telah cocok menggunakan briket kokas impor yang didatangkan dari negeri Cina, namun
sayangnya karena kebijakan Pemerintah Cina untuk membatasi ekspor briket kokasnya, maka
harga briket kokas impor kian mahal dan menyebabkan biaya produksi menjadi mahal. Untuk
menyiasati hal tersebut, maka beberapa pengusaha pengecoran di Ceper telah berusaha membuat
briket kokas lokal.
Namun dalam pemakaiannya tersebut, ada beberapa permasalahan yang timbul berkaitan
dengan kualitas briket kokas batubara yang dibuat, sehingga mempengaruhi pada proses
hasil pembakaran. Menurut Bapak Gunawan (Pemilik CV. Multi Guna, Ceper, Klaten) briket
yang digunakan sebagai bahan bakar tungku peleburan logam mempunyai kelemahan di
antaranya mudah pecah pada saat proses karbonasi dan pembakaran, suhu bakar yang
rendah dan tidak bisa terbakar habis. Sedangkan dalam proses pengangkutan dan
penyimpanan, briket kokas yang sudah jadi mudah terkikis dan pecah.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas dari bahan bakar padat seperti briket kokas
batubara. Faktor-faktor tersebut diantaranya kadar air (moisture), komposisi, bentuk, ukuran,
jenis pengikat dan cara pembuatan. Khusus dalam kaitannya dengan proses pembuatan briket
kokas batubara, hal-hal yang sangat mempengaruhi kualitas briket adalah ukuran partikel kokas,
dan temperatur karbonasi dan lama waktu karbonasi.
Berangkat dari pemikiran tersebut diatas dan didasarkan atas kerjasama dengan pengusaha
pengecoran di Ceper (CV Multi Guna Ceper) selama kurun waktu 5 tahun (2005-2010) telah
dilaksanakan serangkaian penelitian mengenai teknologi pembuatan briket kokas lokal yang
tepat dan dari serangkaian penelitian tersebut mampu menghasilkan briket kokas lokal yang
cukup handal untuk mensubstitusi kokas impor, sehingga mampu menumbuhkan usaha baru
berupa pembuatan briket kokas lokal yang dilakukan oleh CV. Multi Guna Ceper, dimana briket
kokas lokal yang dihasilkan oleh CV. Multi Guna tersebut mulai diterima oleh pengusaha cor
logam di Ceper, hal tersebut dibuktikan dengan kapasitas pembuatan briket yang berkisar 1
ton/hari..
Namun berdasarkan hasil penelitioan. briket kokas lokal yang dihasilkan masih memiliki harga
jual yang terlalu mahal bila dibandingkan dengan kokas impor dan bila dibandingkan dengan
proses pengecoran dengan menggunakan induction furnace, hal ini disebabkan karena ongkos
produksi untuk pembuatan briket kokas masih mahal. Mahalnya biaoaya produksi briket kokas
disebabkan kerena binder/perekat yang digunakan adalah aspal , dimana biaya aspat debagai
binder menyumbang sekitar 20 % biaya produksi briket kokas. Disamping itu, mahalnya biaya
produksi disebabkan karena lamanya proses karbonasi, lamanya proses karbonasi menyebabkan
ongkos energi untuk karbonasi menjadi mahal. Oleh karena itu, untuk memecahkan masalah
tersebut diatas, tim peneliti akan melakukan penelitian mengenai kemungkinan mengganti binder
aspal dengan bahan lain yaitu tar yang diperoleh dari asap cair karbonasi batubara, sekam padi
dan grajen kayu mahoni dan kayu kelapa, dimana arang sisa karbonasi bahan-bahan tersebut
masih dapat digunakan sebagai bahan bakar proses karbonasi briket kokas sehingga biaya
sumber energi dapat ditekan. Dengan demikian diharapkan briket kokas lokal yang dihasilkan
dapat ditekan biaya produksinya.
BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari penelitian yang dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut,
1. Ketahanan impak briket kokas lokal dengan perekat tar sengon cukup bagus, hanya
berkurang sekitar 24 % berat hingga 6 kali jatuhan.
2. Sengon adalah penghasil tar terbanyak, dimana tar adalah sumber perekat alternatif
3. Briket kokas lokal berperekat tar sengon tersebut mulai terbakar pada suhu 296,2°C dan
berakhir pada 802,5 °C dan mampu memberikan panas selama 52 menit karena waktu
reaksi selama 83 menit dengan pengeringan dan devolatilisasi selama 31 menit. Briket
kokasl lokal yang dihasilkan memiliki kekuatan tekan 33400 kgf dengan panjang
deformasi maksimum sepanjang 9,73 mm.
Beberapa hal yang masih harus ditindaklanjuti dari hasil penelitian tahun 3 adalah,
1. Perlunya penelitian mengenai uji coba riil pembuatan briket kokas lokal berperekat tar
sengon.
2. Perlunya menindaklanjuti hasil penelitian ini dengan trial riil pengecoran logam dengan
menggunakan briket kokas lokal berperekat tar sengon.
DAFTAR PUSTAKA
Borman, G.L and Ragland, K.W., 1998. Combustion Engineering, Mv Graw Hill Publishing Co,
New York.
Campbell, P.E., at al, 2005. Advanced Combustion and Gasification of Fuel Blends, Notern
Ireland Centre for Energy Researc and Technology.
Deiana, A.C., at al, 2004. Use of Grape Must as aq Binder to Obtain Activated carbon
Briquettes, Brazillian Journal of Chemical Engineering, Brazil.
Fletcher,Thomas H., 1993,Swelling Properties of Coal Chars During Rapid Pyrolisis and
Combustion, Fuel, Vol. 72 Number 11, pp. 1485-1495
Gale, Thomas K., Bartholomew, Calvin H., Fletcher,Thomas H., 1995, Decreases in The
Swellings and Porosity of Bituminus Coals during Devolatilization at high Heating
Rate, Combustion and Flame 100 : 94-100
Gentry, F. M., 2000.The Technology of Low Temperature Carbonization.Journal Rexresearch
Departement.
Herbawamurti, T. E., 2005. Pemanfaatan Energi Batubara, B2TE Badan Pengkajian dan
Penerapan Teknologi, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.
Ndaji, Francis E., Butterfield, Ian M., Thomas K Mark., 1997, Changes in The Macromolecular
Structure of Coals With Pyrolisis Temperature, Fuel 1987, vol . 76 number 2, pp. 169177
Ode, W. H., 1985.Fuel, Mechanical Engineering Handbook, Mc Graw Hill.
Qiu,Jianrong., Li, Fan., Zeng,Hancai., Yao, Bin., Ma, Yuyi., 2000, Determination of Optimum
Blending Ratio During Coal Blends Combustion, Combust. Scie. And Tech., vol 157,
pp. 167-184
Rahardjo, B. S., 1999. Kajian Pembuatan Kokas Briket Batubara Ombilin dengan Proses
Karbonasi Tak Langsung pada Suhu Rendah untuk Peleburan Besi Skala Industri Kecil,
Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia. Deputi Bidang Teknologi Pengembangan Sumber
Daya Alam, BPPT, Jakarta.
Supriyanto, H., 1994. Pemanfaatan Briket batubara untuk Rumah Tangga dan Industri Kecil
bersih lingkungan, Loka Karya Energi 25 -27 Oktober 2005, Pertamina-Komite Nasional
Indonesia-World Energy Council, Jakarta.
Supriyanto, H., 2005. Pemanfaatn Kokas Briket sebagai Bahan Bakar industri Pengecoran
Logam, Direktorat Teknologi Pengembangan Sumber Daya Energi – BPPT, Jakarta.
Zapusek, A., at al, 2003. Characterisation of carbonizate Produced from Velenje Lignite in LabScale Reactor, ERICo Velenje, Institute for Ecological Research, Koroska 58, 3320
Velenje, Slovenia.
Vayisoglu, E.S. dan Erbatur, N.G., 1995. Heat Tretament of Maceral graoups Obtained from
Turkish Bituminous Coals, Cukurova University, Chemistry Department, 01330 Adana,
Turkey.
Winter, F., dkk, 1997. Temperatur in aFuel Particle Burning in a Fluidized Bed, the Effect of
Drying, Devolatilization and Char Combustion, Combustion and Flame, 108, 302-314.