PEMBUATAN BRIKET DARI KOMPOSIT SAMPAH BUAH,, SAMPAH PLASTIK HIGH DENSITY POLYETHYLENE ((HDPE)) DAN SERBUK GERGAJI SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF.
PEMBUATAN BRIKET DARI KOMPOSIT SAMPAH BUAH,
SAMPAH PLASTIK HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE)
DAN SERBUK GERGAJI
SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF
TUGAS AKHIR
Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
Program Strata-1 pada
Jurusan Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Universitas Andalas
Oleh:
FEBRIANTA LENGGOGENI
0920942023
Pembimbing:
Ir. YENNI RUSLINDA, MT
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK - UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Briket pada penelitian ini dibuat dari bahan baku berupa sampah buah, plastik HDPE dan
serbuk gergaji dengan berbagai variasi komposisi. Uji mutu briket dilakukan terhadap
karakteristik fisik berupa kerapatan dan kuat tekan, karakteristik kimia berupa kadar air,
kadar volatil, fixed carbon, kadar abu dan nilai kalor serta analisis biaya briket. Hasil
analisis terhadap variasi briket didapatkan kerapatan 0,60-0,79 g/cm3; kuat tekan 0,88-2,47
kg/cm2; sifat kimia yaitu kadar air 5,42-9,06%; kadar volatil 70,02-75,71%; fixed carbon
12,94-20,02%; kadar abu 1,83-4,86; nilai kalor 6.051,13 kal/g dan biaya pembuatan briket
0,66-0,87 Rp/kkal. Dibandingkan dengan standar bio-briket menurut Permen ESDM No. 047
Tahun 2006 briket hasil penelitian ini telah memenuhi kecuali parameter kuat tekan.
Berdasarkan perbandingan analisis karakteristik dan biaya, briket dengan variasi 20%
sampah buah, 20% plastik HDPE, 60% serbuk gergaji merupakan briket optimum. Variasi
briket ini memiliki nilai kerapatan, kuat tekan, nilai kalor dan fixed carbon yang tinggi, nilai
kadar air, kadar abu dan kadar volatil yang rendah serta biaya per kal yang lebih rendah
dibandingkan minyak tanah, sehingga mampu menggantikan minyak tanah sebagai bahan
bakar alternatif.
Kata kunci: Briket, sampah buah, plastik HDPE, serbuk gergaji
BAB
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Saat ini sebagian besar energi yang digunakan rakyat Indonesia berasal dari
bahan bakar fosil, yaitu bahan bakar minyak, batubara, dan gas. Kerugian
penggunaan bahan bakar fosil ini selain merusak lingkungan, juga tidak
terbarukan (nonrenewable) dan tidak berkelanjutan (unsustainable) (Erwandi,
2005). Peningkatan kebutuhan energi setiap tahunnya menyebabkan negara kita
dituntut untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi. Hal ini erat kaitannya
dengan analisis bahwa Indonesia dalam waktu 10-20 tahun ke depan akan menjadi
negara pengimpor minyak bersih jika kondisi kelangkaan sumber energi dibiarkan
tanpa upaya-upaya yang signifikan (Sudrajat dkk., 2006). Efisiensi energi dapat
dilakukan dengan mencari dan mengembangkan sumber-sumber energi terbarukan
baik yang berbentuk energi konvensional maupun energi baru yang dapat
diperbaharui (Yuniarti, 2011).
Beberapa jenis energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan dan dikembangkan
antara lain energi matahari, energi panas bumi, energi air dan energi biomassa.
Dari berbagai jenis energi terbarukan tersebut energi biomassa merupakan energi
yang banyak dimanfaatkan karena bahan bakunya banyak tersedia, mudah
dimanfaatkan dan tidak membutuhkan biaya besar (Nurmaningtyas, 2013).
Limbah atau sampah organik dapat dimanfaatkan menjadi bahan bakar alternatif,
karena pada limbah organik tersebut terdapat biomassa yang mempunyai
kandungan karbon. Kandungan karbon inilah yang dapat membantu dalam proses
pembakaran. Salah satu pemanfaatan limbah atau sampah organik adalah sebagai
bahan baku briket arang. Briket arang dapat dibuat dari bahan-bahan yang
mengandung lignin dan selulosa seperti limbah atau sampah organik yang terdapat
dalam kehidupan manusia (Sani, 2009).
Beberapa jenis limbah organik seperti limbah gergaji dan sampah buah-buahan
dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif. Limbah gergaji selama ini
belum dimanfaatkan secara optimal dan hanya dibakar oleh masyarakat. Hal yang
sama juga terjadi dengan sampah buah-buahan. Tumpukan sampah yang tidak
laku terjual biasanya terjadi pada saat panen puncak buah-buahan. Sampah buahbuahan juga banyak ditemukan di tempat penjualan buah dan jus buah yaitu
berupa sisa pengupasan dan pemotongan buah-buahan. Sampah tersebut
berpotensi mencemari lingkungan sekitarnya dan sarang lalat akan turut berperan
menebarkan berbagai penyakit di sekitarnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan
usaha untuk meningkatkan nilai ekonomisnya sebagai salah satu sumber energi
alternatif yaitu dengan mengolahnya menjadi briket.
Briket dengan bahan baku biomassa memiliki nilai kalor yang lebih rendah dari
batubara. Untuk itu, diperlukan upaya menaikkan nilai kalor dengan
menggunakan bahan yang memiliki nilai kalor tinggi. Sampah plastik memiliki
nilai kalor yang tinggi sehingga dipertimbangkan dapat memenuhi kebutuhan
tersebut, misalnya plastik jenis Polyethylene (PE) yaitu High Density Polyethylene
(HDPE). Nilai kalor jenis plastik PE 46.500 kj/kg, nilai ini berada di bawah nilai
kalor Bahan Bakar Minyak (BBM), namun dapat melebihi nilai kalori batubara
yang memiliki nilai kalori 27.000 kj/kg. Sedangkan titik leleh plastik HDPE 1201300C (Prasetyo, 2008). Hal ini telah dibuktikan oleh penelitian yang dilakukan
oleh Prasetyo (2008) menggunakan bahan baku HDPE dan sampah lignoselulosa
sebagai campuran eko-briket, sehingga nilai kalor briket yang dihasilkan sebesar
8.427,27 kal/g dan telah memenuhi standar nilai kalor briket bio-batubara minimal
yaitu 4.400 kal/g.
Berdasarkan uraian di atas maka penelitian ini mencoba untuk mengkombinasikan
sampah buah, plastik HDPE dan serbuk gergaji dengan
komposisi
berbagai variasi
sebagai bahan baku pembuatan briket. Briket hasil komposit ini
nantinya diharapkan dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif.
1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian
1.2.1 Maksud Penelitian
Maksud dari penelitian ini adalah menguji karakteristik briket yang terbuat dari
komposit sampah buah, plastik HDPE, dan serbuk gergaji sehingga dapat
digunakan sebagai bahan bakar alternatif.
I-2
1.2.2 Tujuan penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Membuat briket dari komposit sampah buah, plastik HDPE dan serbuk gergaji
dengan berbagai variasi komposisi dan melakukan pengujian terhadap briket;
2. Membandingkan hasil pengujian variasi briket dengan standar/baku mutu yang
relefan;
3. Menghitung aspek biaya briket dari masing-masing variasi briket sebagai
sumber energi;
4. Membandingkan hasil analisis dan biaya masing-masing variasi briket dan
menentukan briket optimum.
1.3 Manfaat Penelitian
Diharapkan data dan hasil penelitian dapat memberikan manfaat antara lain:
1. Membantu penanganan permasalahan sampah organik, sampah plastik terutama
jenis HDPE, dan limbah serbuk gergaji dengan memaksimalkannya sebagai
bahan bakar;
2. Mendapatkan sumber energi alternatif yang murah;
3. Menciptakan peluang bisnis pembriketan sampah organik terutama sampah
buah-buahan dan sampah serbuk gergaji.
1.4 Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian Tugas Akhir ini meliputi:
1. Bahan baku yang digunakan adalah sampah buah, sampah plastik HDPE dan
serbuk gergaji;
2. Variasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampah buah (SB), serbuk
gergaji (SG) dan sampah plastik HDPE (SP) dengan komposisi sebagai berikut:
a. 100% SG;
b. 100% SB;
c. 50% SB:50% SG;
d. 60% SB:20% SP:20% SG;
e. 40% SB:20% SP:40% SG;
f. 20% SB:20% SP:60% SG.
I-3
3. Bahan perekat yang digunakan pada pembuatan briket adalah tapioka dengan
perbandingan arang dengan perekat yaitu 1:2;
4. Pengujian mutu briket dilakukan terhadap kadar air, kadar volatil, kadar abu,
fixed carbon, nilai kalor, kerapatan dan kuat tekan;
5. Hasil uji kualitas briket dibandingkan dengan Peraturan Menteri Energi dan
Sumber Daya Mineral (Permen ESDM) No. 047 Tahun 2006 tentang Pedoman
Pembuatan dan Pemanfaatan Briket Batubara dan Bahan Bakar Padat Berbasis
Batubara.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah :
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, maksud dan tujuan penelitian,
ruang lingkup penelitian, manfaat penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisikan literatur yang berkaitan dengan penulisan sebagai
landasan teori yang mendukung penelitian dan penyusunan laporan
tugas akhir.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini menjelaskan tahapan penelitian yang dilakukan, dan
metode analisis di laboratorium, serta lokasi dan waktu penelitian.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang hasil penelitian yang telah dilakukan
disertai dengan pembahasannya.
BAB V
PENUTUP
Bab ini berisikan simpulan yang diperoleh selama penelitian dan
saran untuk pengembangan penelitian ini selanjutnya.
I-4
SAMPAH PLASTIK HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE)
DAN SERBUK GERGAJI
SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF
TUGAS AKHIR
Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
Program Strata-1 pada
Jurusan Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Universitas Andalas
Oleh:
FEBRIANTA LENGGOGENI
0920942023
Pembimbing:
Ir. YENNI RUSLINDA, MT
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK - UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Briket pada penelitian ini dibuat dari bahan baku berupa sampah buah, plastik HDPE dan
serbuk gergaji dengan berbagai variasi komposisi. Uji mutu briket dilakukan terhadap
karakteristik fisik berupa kerapatan dan kuat tekan, karakteristik kimia berupa kadar air,
kadar volatil, fixed carbon, kadar abu dan nilai kalor serta analisis biaya briket. Hasil
analisis terhadap variasi briket didapatkan kerapatan 0,60-0,79 g/cm3; kuat tekan 0,88-2,47
kg/cm2; sifat kimia yaitu kadar air 5,42-9,06%; kadar volatil 70,02-75,71%; fixed carbon
12,94-20,02%; kadar abu 1,83-4,86; nilai kalor 6.051,13 kal/g dan biaya pembuatan briket
0,66-0,87 Rp/kkal. Dibandingkan dengan standar bio-briket menurut Permen ESDM No. 047
Tahun 2006 briket hasil penelitian ini telah memenuhi kecuali parameter kuat tekan.
Berdasarkan perbandingan analisis karakteristik dan biaya, briket dengan variasi 20%
sampah buah, 20% plastik HDPE, 60% serbuk gergaji merupakan briket optimum. Variasi
briket ini memiliki nilai kerapatan, kuat tekan, nilai kalor dan fixed carbon yang tinggi, nilai
kadar air, kadar abu dan kadar volatil yang rendah serta biaya per kal yang lebih rendah
dibandingkan minyak tanah, sehingga mampu menggantikan minyak tanah sebagai bahan
bakar alternatif.
Kata kunci: Briket, sampah buah, plastik HDPE, serbuk gergaji
BAB
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Saat ini sebagian besar energi yang digunakan rakyat Indonesia berasal dari
bahan bakar fosil, yaitu bahan bakar minyak, batubara, dan gas. Kerugian
penggunaan bahan bakar fosil ini selain merusak lingkungan, juga tidak
terbarukan (nonrenewable) dan tidak berkelanjutan (unsustainable) (Erwandi,
2005). Peningkatan kebutuhan energi setiap tahunnya menyebabkan negara kita
dituntut untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi. Hal ini erat kaitannya
dengan analisis bahwa Indonesia dalam waktu 10-20 tahun ke depan akan menjadi
negara pengimpor minyak bersih jika kondisi kelangkaan sumber energi dibiarkan
tanpa upaya-upaya yang signifikan (Sudrajat dkk., 2006). Efisiensi energi dapat
dilakukan dengan mencari dan mengembangkan sumber-sumber energi terbarukan
baik yang berbentuk energi konvensional maupun energi baru yang dapat
diperbaharui (Yuniarti, 2011).
Beberapa jenis energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan dan dikembangkan
antara lain energi matahari, energi panas bumi, energi air dan energi biomassa.
Dari berbagai jenis energi terbarukan tersebut energi biomassa merupakan energi
yang banyak dimanfaatkan karena bahan bakunya banyak tersedia, mudah
dimanfaatkan dan tidak membutuhkan biaya besar (Nurmaningtyas, 2013).
Limbah atau sampah organik dapat dimanfaatkan menjadi bahan bakar alternatif,
karena pada limbah organik tersebut terdapat biomassa yang mempunyai
kandungan karbon. Kandungan karbon inilah yang dapat membantu dalam proses
pembakaran. Salah satu pemanfaatan limbah atau sampah organik adalah sebagai
bahan baku briket arang. Briket arang dapat dibuat dari bahan-bahan yang
mengandung lignin dan selulosa seperti limbah atau sampah organik yang terdapat
dalam kehidupan manusia (Sani, 2009).
Beberapa jenis limbah organik seperti limbah gergaji dan sampah buah-buahan
dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif. Limbah gergaji selama ini
belum dimanfaatkan secara optimal dan hanya dibakar oleh masyarakat. Hal yang
sama juga terjadi dengan sampah buah-buahan. Tumpukan sampah yang tidak
laku terjual biasanya terjadi pada saat panen puncak buah-buahan. Sampah buahbuahan juga banyak ditemukan di tempat penjualan buah dan jus buah yaitu
berupa sisa pengupasan dan pemotongan buah-buahan. Sampah tersebut
berpotensi mencemari lingkungan sekitarnya dan sarang lalat akan turut berperan
menebarkan berbagai penyakit di sekitarnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan
usaha untuk meningkatkan nilai ekonomisnya sebagai salah satu sumber energi
alternatif yaitu dengan mengolahnya menjadi briket.
Briket dengan bahan baku biomassa memiliki nilai kalor yang lebih rendah dari
batubara. Untuk itu, diperlukan upaya menaikkan nilai kalor dengan
menggunakan bahan yang memiliki nilai kalor tinggi. Sampah plastik memiliki
nilai kalor yang tinggi sehingga dipertimbangkan dapat memenuhi kebutuhan
tersebut, misalnya plastik jenis Polyethylene (PE) yaitu High Density Polyethylene
(HDPE). Nilai kalor jenis plastik PE 46.500 kj/kg, nilai ini berada di bawah nilai
kalor Bahan Bakar Minyak (BBM), namun dapat melebihi nilai kalori batubara
yang memiliki nilai kalori 27.000 kj/kg. Sedangkan titik leleh plastik HDPE 1201300C (Prasetyo, 2008). Hal ini telah dibuktikan oleh penelitian yang dilakukan
oleh Prasetyo (2008) menggunakan bahan baku HDPE dan sampah lignoselulosa
sebagai campuran eko-briket, sehingga nilai kalor briket yang dihasilkan sebesar
8.427,27 kal/g dan telah memenuhi standar nilai kalor briket bio-batubara minimal
yaitu 4.400 kal/g.
Berdasarkan uraian di atas maka penelitian ini mencoba untuk mengkombinasikan
sampah buah, plastik HDPE dan serbuk gergaji dengan
komposisi
berbagai variasi
sebagai bahan baku pembuatan briket. Briket hasil komposit ini
nantinya diharapkan dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif.
1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian
1.2.1 Maksud Penelitian
Maksud dari penelitian ini adalah menguji karakteristik briket yang terbuat dari
komposit sampah buah, plastik HDPE, dan serbuk gergaji sehingga dapat
digunakan sebagai bahan bakar alternatif.
I-2
1.2.2 Tujuan penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Membuat briket dari komposit sampah buah, plastik HDPE dan serbuk gergaji
dengan berbagai variasi komposisi dan melakukan pengujian terhadap briket;
2. Membandingkan hasil pengujian variasi briket dengan standar/baku mutu yang
relefan;
3. Menghitung aspek biaya briket dari masing-masing variasi briket sebagai
sumber energi;
4. Membandingkan hasil analisis dan biaya masing-masing variasi briket dan
menentukan briket optimum.
1.3 Manfaat Penelitian
Diharapkan data dan hasil penelitian dapat memberikan manfaat antara lain:
1. Membantu penanganan permasalahan sampah organik, sampah plastik terutama
jenis HDPE, dan limbah serbuk gergaji dengan memaksimalkannya sebagai
bahan bakar;
2. Mendapatkan sumber energi alternatif yang murah;
3. Menciptakan peluang bisnis pembriketan sampah organik terutama sampah
buah-buahan dan sampah serbuk gergaji.
1.4 Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian Tugas Akhir ini meliputi:
1. Bahan baku yang digunakan adalah sampah buah, sampah plastik HDPE dan
serbuk gergaji;
2. Variasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampah buah (SB), serbuk
gergaji (SG) dan sampah plastik HDPE (SP) dengan komposisi sebagai berikut:
a. 100% SG;
b. 100% SB;
c. 50% SB:50% SG;
d. 60% SB:20% SP:20% SG;
e. 40% SB:20% SP:40% SG;
f. 20% SB:20% SP:60% SG.
I-3
3. Bahan perekat yang digunakan pada pembuatan briket adalah tapioka dengan
perbandingan arang dengan perekat yaitu 1:2;
4. Pengujian mutu briket dilakukan terhadap kadar air, kadar volatil, kadar abu,
fixed carbon, nilai kalor, kerapatan dan kuat tekan;
5. Hasil uji kualitas briket dibandingkan dengan Peraturan Menteri Energi dan
Sumber Daya Mineral (Permen ESDM) No. 047 Tahun 2006 tentang Pedoman
Pembuatan dan Pemanfaatan Briket Batubara dan Bahan Bakar Padat Berbasis
Batubara.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah :
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, maksud dan tujuan penelitian,
ruang lingkup penelitian, manfaat penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisikan literatur yang berkaitan dengan penulisan sebagai
landasan teori yang mendukung penelitian dan penyusunan laporan
tugas akhir.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini menjelaskan tahapan penelitian yang dilakukan, dan
metode analisis di laboratorium, serta lokasi dan waktu penelitian.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang hasil penelitian yang telah dilakukan
disertai dengan pembahasannya.
BAB V
PENUTUP
Bab ini berisikan simpulan yang diperoleh selama penelitian dan
saran untuk pengembangan penelitian ini selanjutnya.
I-4