Pemanfaatan Limbah Tebu sebagai Bahan Briket Arang

PEMANFAATAN LIMBAH TEBU SEBAGAI BAHAN
BRIKET ARANG

RIYANA HERMADIANA

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul pemanfaatan limbah
ampas tebu untuk bahan bakar rumah tangga adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, 24 Juni 2014
Riyana Hermadiana
NIM G74100064

ABSTRAK
RIYANA HERMADIANA. Pemanfaatan Limbah Tebu sebagai Bahan
Briket Arang. Dibimbing oleh MUHAMMAD NUR INDRO.
Potensi biomass limbah tebu sebagai energi alternatif sedemikan
melimpah, namun belum terolah sepenuhnya. Berawal dari hal tersebut
maka peneliti mengajukan penelitian mengenai pengolahan limbah tebu
sebagai energi alternatif berupa briket arang. Proses pengarangan dilakukan
dengan menggunakan tungku drum hasil modifikasi. Arang kemudian
digiling sampai berbentuk serbuk kemudian disaring menggunakan saringan
80 mesh. Arang yang lolos saringan selanjutnya dicampur dengan perekat
tapioka kadar 2.5% dan 5%. Bahan baku dikempa menggunakan sistem
hidrolik manual pada tekanan 20 ton, selanjutnya dikeringkan di dalam oven
pada suhu 70 C selama 48jam. Briket arang yang dihasilkan pada umumnya
dapat menghasilkan sifat fisik yang baik jika dibandingkan dengan bahan
bakunya. Kadar air 0.475%, kadar abu 9.164%, kadar zat menguap
15.440%, kadar karbon terikat 75.395%, kerapatan, keteguhan tekan 82.04

kg/

PEMANFAATAN LIMBAH TEBU SEBAGAI BAHAN
BRIKET ARANG

RIYANA HERMADIANA

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Fisika

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Pemanfaatan Limbah Tebu sebagai Bahan Briket Arang

Nama
: Riyana Hermadiana
NIM
: G74100064

Disetujui oleh

Drs M Nur Indro M.Sc
Pembimbing

Diketahui oleh

Dr Akhirudin Maddu
Ketua Departemen Fisika

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan terhadap Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga begitu banyak nikmat yang

tak terhingga jumlahnya. Hanya dengan izin dan kemudahan yang
diberikan-Nya, penulis dapat menyelesaikan proposal penelitian yang
berjudul “Pemanfaatan Limbah Tebu sebagai Bahan Briket Arang“.
Pemanfaatan limbah ampas tebu ini dijadikan sebuah briket yang
dikarakteristik secara uji fisik ,uji kimia dan efisiensi kelajuan
pembakarannya.
Dalam penulisan laporan penelitian ini tidak terlepas dari bantuan
berbagai pihak, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih
kepada :
1.
Bapak Drs. M. Nur Indro M.Sc selaku pembimbing skripsi yang telah
memberikan bimbingan, arahan, masukan, motivasi dan diskusidiskusi yang sangat membantu,
2.
Bapak Faozan M.Si selaku dosen pembimbing akademik serta semua
dosen dan staff Departemen Fisika IPB, yang telah banyak membantu
selama masa perkuliahan,
3.
Kedua orang tua, Yayad Haryadi dan Suhaebah yang selalu menjadi
motivasi dan inspirasi , semua keluarga besar yang selalu memberikan
doa, nasehat, semangat dan motivasi kepada penulis,

4.
Teman-teman fisika 47, terima kasih atas kebersamaan, kepedulian,
canda tawa selama 3 tahun perjuangan kita di Departemen Fisika,
5.
Kakak-kakak Fisika 45 dan 46 terimakasih atas motivasi, nasihat dan
dukungan serta doanya,
6.
Adik-adik Fisika 48 dan 49 terima kasih atas kebersamaan dan doanya,
7.
Sahabat-sahabatku,Dini, Ratih, Sinta, mba Aisyah yang senantiasa
menghibur dan memberikan motivasi kepada penulis,
8.
Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu
per satu disini.
Penulis menyadari bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari
kesempurnaan, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran untuk
memperbaiki laporan penelitian ini. Penulis berharap semoga penelitian ini
dapat memberikan manfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi
semua pembaca.
Bogor, 24 Juni 2014


Riyana Hermadiana

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI

vii

DAFTAR GAMBAR

viii

DAFTAR LAMPIRAN

viii

DAFTAR TABEL

viii


PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

METODE

2


Waktu dan Tempat

2

Bahan dan Alat

2

Persiapan dan Pembuatan Briket

2

Pengujian

5

HASIL DAN PEMBAHASAN

7


Kadar Air

8

Kadar Abu

9

Kadar Zat Menguap

9

Kadar Karbon Terikat

10

Kerapatan

11


Keteguhan Tekan

11

Nilai Kalor Bakar

12

Lamanya Waktu Nyala Api

13

Laju pembakaran

13

Efesiensi

14


SIMPULAN DAN SARAN

14

Simpulan

14

Saran

15

DAFTAR PUSTAKA

16

LAMPIRAN

17

RIWAYAT HIDUP

20

DAFTAR TABEL
1. Perbandingan penambahan perekat tapioka dalam pembuatan
briket arang dari ampas tebu
2. Hasil rata-rata sifat fisis briket arang limbah tebu

4
8

DAFTAR GAMBAR
1. Diagram skema kiln drum
2. Kadar air briket arang
3. Kadar Abu briket arang
4. Kadar Zat Menguap Briket Arang
5. Kadar Karbon Terikat briket arang
6. Kerapatan briket arang
7. Ketguhan Tekan briket arang
8. Nilai kalor bakar briket arang
9. Lamanya waktu nyala api
10. Laju pembakaran briket arang
11. Efesiensi Energi briket arang

3
8
9
9
10
10
11
12
12
13
14

DAFTAR LAMPIRAN
1. Tabel Perbandingan Mutu Briket Berdasarkan SNI
2. Dokumentasi Penelitian

17
18

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kebutuhan akan energi di Indonesia semakin hari semakin
meningkat yang permintaanya begitu besar. Untuk menyeimbangkan
permintaan kebutuhan dan pengadaan gas alam serta minyak bumi yang
semakin berkurang maka dibutuhkan energi bahan bakar alternatif. Bahan
bakar alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak bumi dan gas LPG
bisa dibuat dari berbagai bahan-bahan yang berasal dari sampah organik
rumah tangga, kayu dan lainnya yang bersifat kontinyu dan dapat
diperbaharui. Indonesia merupakan negara yang kaya akan keanekaragaman
hayatinya. Salah satu keanekaragaman hayati yang dapat dimanfaatkan
dalam bidang perkebunan adalah tanaman tebu

2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Memanfaatkan limbah tebu untuk dibuat briket arang
2. Melakuakn karakterisasi sifat fisik briket arang limbah tebu
3. Mengujikan efektivitas (laju pembakaran serta efesinesi energi)
penggunaan briket arang sebagai bahan bakar
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan menghasilkan briket arang yang dapat
dijadikan sebagai solusi untuk mengatasi krisis energi, terutama sebagai
subtitusi bahan bakar yang berasal dari minyak bumi, gas bumi dan batu
bara. Penelitian ini juga dapat mendorong masyarakat agar memanfaatkan
sesuatu yang tidak bersifat ekonomis atau limbah menjadi sesuatu hal yang
bersifat ekonomis.

METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan di Laboraturium Departemen Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dan di
Laboraturium Terpadu Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan,
Bogor mulai bulan Maret 2014 sampai juni 2014.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini ampas tebu dan bahan
perekat tepung tapioka (tapioka). Alat-alat yang digunakan pada penelitian
ini anatra lain : timbangan, thermometer, stopwacth, mesin penggiling,
tungku pembakaran, korek api, oven, cetakan pembuatan briket, kempa
hidrolis manual, cawan porselin, alat ukur analisis nilai kalor.
Persiapan dan Pembuatan Briket
Pengeringan Bahan baku
Bahan baku ampas tebu terlebih dahulu dikeringkan secara alami
dibawah sinar matahari sampai kering udara. Dengan penyusutan massa
mencapai 40% dengan tujuan agar bahan baku yang digunakan mudah
terbakar.

3
Tungku Pembakaran
Tungku pembakaran (kilndrum) merupakan salah satu alat yang
digunakan pada proses pengarangan. Tungku pembakaran ini terbuat dari
drum yang terdiri dari 3 bagian, yaitu penutup,badan drum dan lubang udara
pada badan drum atau bagian bawah drum. Pada bagian badan drum dibuat
lubang udara sebanyak tiga baris yang dibuat melingkar pada bagian drum.
Penutup pada bagian atas kiln drum ini bisa dibuka untuk menambahkan
bahan baku pada proses pengarangan. Design klin drum diperlihatkan pada
Gambar 1.

h=85cm

d=50cm
Gambar 1. Diagram skema kiln drum.5
Pengarangan
Proses pengarangan dilakukan mengggunakan kiln drum.
Selanjutnya bahan baku diatur sehingga memenuhi drum. Sebelum
dilakukan pembakaran lubang drum pada bagian dua dan tiga ditutup
terlebih dahulu dengan asbes atau tanah liat, sehingga yang tetap terbuka
adalah empat lubang pada baris bagian bawah. Untuk memudahkan pada
proses pembakaran digunakan bahan-bahan yang mudah terbakar sebagai
umpan bakar seperti: kertas, daun kering, ranting kayu, atau percikan
minyak tanah. Pada saat api telah nyala dengan sempurna maka kiln drum
ditutup. Bahan baku terbakar mulai dari bawah dan menjalar kebagian atas.
Pada saat pembakaran melewati barisan lubang pertama yang ditandai
dengan bara merah yang nampak dari lubang, maka lubang pada baris
pertama ditutup sedangkan lubang pada bagian atasnya dibuka, demikian
selanjutnya sampai pada lubang yang terakhir. Proses pengarangan dianggap
telah selesai (sekitar 2 jam) apabila asap yang keluar dari celah lubang
sedikit. Pada saat itu semua lubang yang ada pada kiln drum ditutup, hal ini
untuk menghindari terjadinya pembakaran secara berlanjut sehingga arang
yang sudah terbentuk tidak terus terbakar menjadi abu.

4
Selanjutnya kilndrum dibiarkan menjadi dingin. Pendinginan
dilakukan selama kurang lebih 3 jam. Setelah kilndrum dingin maka tutup
bisa dibuka dan arang bisa dikeluarkan untuk dipisahkan dari abu. Arang
yang sudah dingin selanjutnya dikemas dalam plastik.
Penggilingan dan penyaringan
Arang ampas tebu yang sudah jadi kemudian digiling atau bisa
ditumbuk dan disaring pada ukuran lolos 80 mesh. Penggilingan dilakukan
memakai mesin giling. Penyaringan digunakan alat saring dengan ukuran
disesuaikan.
Persiapan dan Pencampuran perekat
Tepung tapioka ditimbang, lalu dicampur dengan air dengan
perbandingan konsentrasi perekat dan air adalah 1 : 10. Sambil dipanaskan
dan diaduk diatas kompor hingga perekatnya homogen. Arang yang telah
disaring dicampur dengan perekat tapioka dengan perbandingan sebanyak
2.5% dan 5% dari serbuk arang . Campuran arang dan perekat selanjutnya
dibuat briket. Proses pembuatan briket ampas tebu yang dilakukan dalam
penelitian ini terdiri dari 3 perlakuan. Perlakuan tersebut dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1 Perbandingan penambahan perekat tapioka dalam pembuatan briket
arang dari ampas tebu
Sampel Massa serbuk arang
A
250 gram
B
250 gram
C
200 gram

Perekat tapioka
2.5%
5%
5%

Ukuran serbuk
80 mesh
80 mesh