Pengaruh komposisi bahan baku dan kondisi bahan terhadap kualitas

14 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Ampas kopi dan cangkang biji kopi merupakan bahan baku pembuatan biopelet dan biobriket, dan tepung kanji digunakan bahan perekat, ketiga bahan tersebut terlebih dahulu dianalisa. Kedua bahan baku ini dapat dilihat pada Lampiran 1. Analisa bahan baku ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik ampas kopi dan cangkang biji kopi yang akan digunakan. Hasil karakterisasi ketiga bahan dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini. Tabel 1. Karakteristik bahan baku awal biopelet dan biobriket Karakteristik Ampas Kopi Cangkang biji kopi Perekat Tepung Tapioka Kadar Air 8 13,44 13,1 Kadar Zat Mudah Menguap 71 60,9 83,6 Kadar Abu 2,3 4,2 0,15 Kadar Karbon Terikat 18,7 21,4 3,16 Nilai Kalor Kalgr 4474 4019.33 250 Kedua bahan baku tersebut kemudian digiling dan disaring dengan menggunakan saringan 60 mesh, bahan yang digunakan merupakan bahan yang lolos ayakan 60 mesh. kondisi bahan baku yang lolos ayakan 60 mesh dapat dilihat pada lampiran 1. Proses pengkonversian biomassa dapat dilakukan dalam beberapa proses. Proses yang umum digunakan yaitu densifikasi, gasifikasi, anaerobic digestion dan pirolisis. Proses densifikasi menggunakan metode kompresi untuk memproduksi pelet atau briket sehingga bisa meningkatkan nilai kalor per volume dan untuk mendapatkan bentuk seragam sehingga memudahkan dalam proses akomodasi untuk penyimpanan dan distribusi. Gasifikasi adalah pengubahan bahan cair atau bahan padat menjadi bahan bakar cair dengan suhu tinggi dan menghasilkan hidrogen yang langsung dapat digunakan pada tungku. Anaerobic digestion adalah proses konversi biomassa menggunakan mikroorganisme dalam kondisi anaerob dan menghasilkan metana dan karbon dioksida. Proses pirolisis merupakan pengubahan biomassa ke arang pada suhu tinggi didalam suatu tungku, proses ini merupakan proses dekomposisi kimia tanpa membutuhkan oksigen. Kusumaningrum dan Munawar 2014. Pirolisis merupakan tahap awal dalam pembakaran, dapat difenisikan sebagai thermal degradation de-volatization dalam ruangan yang tidak mendapatkan aliran udara masuk. Pada suhu antara 200 o C- 600 o C merupakan suhu proses pirolisis berlangsung. Arang Char, tar dan sedikit gas CO dan CO 2 merupakan produk hasil proses pirolisis. Variabel-variabel yang mempengaruhi jumlah dan sifat dari produk yang terbentuk antara lain tipe bahan bakar, temperatur, tekanan, laju pemanasan dan waktu reaksi Saparuddin et al. 2015. Azhar dan Rustamadji 2009 menyatakan bahwa proses torefaksi merupakan pengolahan secara termal terhadap biomassa pada temperatur 230 o C-280 o C dalam keadaan vakum udara dan dalam waktu yang singkat, pada proses ini yang terdegradasi adalah hemiselulosa, sedangkan kandungan lignin dan selulosanya tetap. Biomassa yang telah 15 mengalami proses torefaksi memiliki beberapa kelebihan yaitu kadar airnya menjadi rendah, sedikit mengeluarkan asap dan nilai panasnya meningkat. Saparuddin et al. 2015 menjelaskan bahwa proses pirolisis dibagi menjadi 2, yaitu: fast pirolysis dan slow pirolysis. Fast pirolysis adalah proses yang mana biomassa dipanaskan dengan cepat ke temperatur 450°C-600°C dalam kondisi tanpa udara. Laju pemanasannya mencapai 100°Kdt. Pada kondisi ini akan menghasilkan uap organik, gas pirolisis dan bioarang. Pada proses ini 70 berat biomassa dirubah menjadi biooil, sedangkan slow pirolysis adalah suatu metode yang sesuai untuk meningkatkan kualitas biomassa sebagai bahan bakar. Slow pirolysis adalah proses yang mana biomassa dipanaskan dengan laju temperatur yang lambat dalam inert atmosphere ke temperatur maksimum 300°C. Proses ini juga disebut dengan mild pirolysis yaitu menghilangkan kandungan produksi asap dan pembentukan produk yang solid. Pada proses ini dapat dihasilkan solid uniform product dengan kandungan air yang rendah dan kandungan energi yang lebih tinggi dari biomassa awal. Metode ini akan mendapatkan produk dengan ± 70 dari berat awal dan 90 dari kandungan energi biomassa awal. Penelitian ini menggunakan kombinasi jenis bahan baku untuk pembuatan biopelet dan biobriket. Ampas kopi dan cangkang biji kopi dikondisikan sesuai dengan kombinasi yang terdapat pada Gambar 1. Kedua bahan baku ini dipirolisis pada suhu yang berbeda. Ampas kopi diarangkan pada suhu 400 o C untuk selanjutnya akan disingkat AAK, sedangkan cangkang biji kopi diarangkan pada dua kondisi temperatur yang berbeda yaitu 200 o C dan 400 o C. Cangkang biji kopi yang diarangkan pada suhu 200 o C selanjutnya disingkat dengan KK 200, sedangkan cangkang biji kopi yang diarangkan pada suhu 400 o C akan disingkat dengan KK 400. Hasil pengarangan kemudian dikarakteristik yang terdapat pada Tabel 2 sebagai berikut: Tabel 2. Karakteristik bahan baku arang ampas kopi dan arang cangkang biji kopi. Karakteristik AAK KK 200 KK 400 Kadar Air 4,78 3,97 2,62 Kadar Zat Mudah Menguap 24,60 76,50 24,82 Kadar Abu 15,56 2,99 7,76 Kadar Karbon Terikat 55,05 16,5 64,79 Nilai Kalor Kalgr 6.922,54 4.896,337 6.656,63 Dari hasil pengarangan cangkang biji kopi pada suhu 200 o C KK 200 terjadi perubahan warna menjadi kecoklatan tapi belum berupa arang, sedangkan cangkang biji kopi yang mengalami pengarangan pada suhu 400 o C KK 400 mengalami perubahan warna menjadi hitam berupa arang. Gambar 4 menunjukkan kondisi hasil pengarangan bahan baku. Thoha dan Fajrin 2010 menjelaskan bahwa proses pirolisis merupakan proses pembakaran biomasaa pada kondisi tanpa oksigen yang berfungsi untuk menaikkan nilai kalor dari biomassa. Proses ini bertujuan untuk melepaskan kadar zat mudah menguap volatile matter yang terkandung pada biomassa, sedangkan karbonnya tetap tinggal. Faktor suhu pada pirolisis akan sangat berpengaruh terhadap kualitas arang yang dihasilkan. Besarnya rendemen ampas kopi yang terkonversi menjadi arang pada suhu pirolisis