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
                                            
                