HASIL DAN PEMBAHASAN
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Dari hasil penelitian terhadap analisa rendemen arang, sifat fisis dan kimia proses pembuatan briket arang akan diuraikan dalam bab ini.
1. Analisis Rendemen Arang. Proses pengarangan serbuk gergajian kayu menggunakan kiln semi kontinyu
dan proses pengarangan limbah potongan kayu menggunakan kiln drum. Data rendemen arang disajikan pada Tabel 9, dan hasil perhitungan persentase serbuk arang yang dihasilkan terhadap proses penumbukan dan penyaringan ditunjukkan pada Tabel 10.
Tabel. 9 Data Rendemen Arang proses karbonisasi No.
Bahan Baku
Rendemen (%)
1. Limbah potongan kayu 34,37 - 39,20
2. Serbuk gergajian kayu 24,75 - 30,16
Tabel. 10 Persentase Rendemen bersih serbuk arang proses penumbukan dan penyaringan
No.
Bahan Baku
Rendemen (%)
1 Limbah potongan kayu 50,7
2 Serbuk gergajian kayu 44,5
2. Analisis Sifat Fisis dan Kimia
Hasil pengujian terhadap sifat kimia dari arang limbah potongan kayu dan arang serbuk gergajian kayu disajikan pada Tabel. 11 sementara pada Tabel. 12 menunjukkan hasil pengujian dari sifat fisis dan kimia briket arang dari campuran serbuk arang limbah potongan kayu berat jenis tinggi dengan serbuk arang gergajian kayu dengan 3 (tiga) kali perulangan.
Tabel. 11 Sifat kimia arang serbuk gergajian kayu dan arang limbah
potongan kayu BJ tinggi
No. Sifat Kimia Arang
1. Kadar Air (%)
2. Kadar Zat Mudah Menguap (%)
3. Kadar Abu (%)
4. Kadar Karbon Terikat (%)
Keterangan : 1. Arang limbah potongan kayu
2. Arang serbuk gergajian kayu
Tabel. 12 Sifat Fisis dan Kimia briket arang dari campuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk potongan kayu BJ tinggi
Sifat Fisis dan
Perlakuan
Kimia
0,70 bB 0,84 aA Keteguhan Tekan (kg/cm²)
Kerapatan (gr/cm³)
27,87 ab 32,01 aA Nilai Kalor Bakar (Kal/gr)
6980,93 bB 7349,85 aA Kadar Air (%)
3,11 bB 2,01 cC Kadar Zat Menguap(%)
19,03 bc 13,21 cC Kadar Abu (%)
3,03 cC 2,54 cC Kadar Karbon Terikat (%)
79,13 cC 84,13 cC
Sumber : Huruf yang sama dalam satu baris menunjukkan tidak berbeda
nyata dalam taraf 5 %.
Keterangan :
T 0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T 1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi
T 4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi
B. Pembahasan
1. Proses Pengarangan
Pembuatan arang limbah potongan kayu BJ tinggi dengan menggunakan kiln drum yang dimodifikasi menghasilkan arang dengan kualitas baik dengan rendemen berkisar antara 34,3 – 39,20% (Tabel 9).Proses karbonisasi ini berlangsung selama 3 jam untuk 70 kg bahan baku. Hasil analisis sifat kimia rendemen arang kayu dan serbuk gergajian diketahui bahwa : Pembuatan arang limbah potongan kayu BJ tinggi dengan menggunakan kiln drum yang dimodifikasi menghasilkan arang dengan kualitas baik dengan rendemen berkisar antara 34,3 – 39,20% (Tabel 9).Proses karbonisasi ini berlangsung selama 3 jam untuk 70 kg bahan baku. Hasil analisis sifat kimia rendemen arang kayu dan serbuk gergajian diketahui bahwa :
b. Kadar zat mudah menguap 15,96 – 17,24 %
c. Kadar abu 3,69 – 4,05 %
d. Kadar karbon terikat 84,79 – 85,86 %
Pembuatan arang limbah serbuk gergajian kayu dengan menggunakan kiln semi kontinyu yang dirancang secara khusus menghasilkan arang serbuk dengan rendemen 24,75 – 30,16 %. (Tabel. 9)
Hasil analisis sifat kimia rendemen arang serbuk gergajian kayu diketahui bahwa :
a. Kadar air 26,64 – 29,21 %
b. Kadar zat mudah menguap 32,67 – 34,16 %
c. Kadar abu 6,18 – 7,30 %
d. Kadar karbon terikat 56,97 – 58,04 % Variasi nilai rendemen arang dan serbuk arang pada penelitian ini umumnya
karena dipengaruhi oleh berat jenis bahan kayu, dimana jenis kayu yang menunjukkan berat jenis tinggi akan cenderung untuk menghasilkan arang dan serbuk arang yang mempunyai berat jenis tinggi pula. Namun hal itu tidak terlepas dari pengaruh jumlah udara pada saat karbonisasi sedang berlangsung. Disamping itu pengaruh kekeringan (kadar air bahan) dan suhu akhir pengarangan juga dapat menentukan hasil dan kualitas arang yang diperoleh.
Untuk dapat menghasilkan arang yang bermutu baik, bahan baku yang akan dikarbonisasi harus bersih kotoran yaitu berupa tanah, pasir dan benda-benda asing lainnya. Sebelum dilakukan proses pengarangan bahan baku terlebih dahulu dikeringkan dalam oven atau dijemur pada udara terbuka hingga mencapai kering udara optimum selama 3 hari agar proses pengarangan berjalan dengan cepat dan tidak banyak mengeluarkan asap.
Besarnya kadar air bahan kayu untuk pengarangan dipakai kayu kering udara yang mempunyai kadar air berkisar 20 – 30 %. Sementara itu suhu akhir pengarangan juga ikut menentukan hasil yang diperoleh, apabila pada saat akhir pengarangan kondisi suhu dalam drum/tong pembakaran masih tinggi ini berarti proses karbonisasi tidak berjalan sebagaimana mestinya. Hal ini bisa jadi dikarenakan udara masih bisa masuk ke dalam tong pembakaran mungkin disebabkan penutup tidak rapat.
Griffioen, (1950) mengatakan bahwa dalam menentukan hasil dan kualitas arang tidak hanya ditentukan suhu akhir pengarangan, tetapi juga kecepatan proses karbonisasi. Apabila arang diinginkan kadar arang (carbon) yang tinggi, maka perlu suhu akhir dan kecepatan yang tinggi.
Berat jenis kayu mempunyai hubungan dengan kualitas arang yang dihasilkan. Kayu dengan kerapatan yang besar dan mempunyai berat jenis tinggi adalah paling baik untuk memperoleh arang pada tingkat tinggi, sedangkan kayu dengan berat jenis dan kerapatan rendah akan menghasilkan rendemen dan kualitas yang rendah pula.
Hal ini sesuai dengan Sudrajat (1983), yang menyatakan kayu dengan kerapatan tinggi cenderung menghasilkan arang dan briket dengan kerapatan yang tinggi pula, ini dikarenakan bahan baku kayu kerapatan tinggi mempunyai serat kayu yang lebih rapat dan komponen selulosa pada dinding sel yang lebih banyak. Hasil penelitian ini menunjukkan hampir sama dengan yang telah diteliti oleh Masturin (2002) baik itu rendemen maupun sifat fisis dan kimia arang dan serbuk arang dengan bahan baku sebetan kayu dan serbuk gergajian kayu.
2. Briket Arang
Data hasil pengujian sifat fisis dan kimia briket arang campuran serbuk arang limbah kayu gergajian BJ tinggi dengan arang serbuk gergajian kayu disajikan pada Tabel. 12 .Data ini merupakan hasil rata-rata 3 (tiga) kali ulangan.
Data hasil penelitian ini selanjutnya dibandingkan dengan standar kualitas briket arang buatan Jepang, Inggris, Amerika dan Indonesia untuk masing-masing sifat fisis dan kimia yang diuji.
Selain itu juga dibandingkan dengan hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Masturin (2002) maupun perbandingan nilai kalor, kadar abu, dan kadar air pada briket batubara produksi NEDO-METI Jepang dengan Departemen ESDM (2001).
a. Sifat Fisis
1. Kerapatan
Kerapatan menunjukkan perbandingan antara berat dan volume briket arang. Kerapatan berpengaruh terhadap kualitas briket arang, karena dengan kerapatan yang tinggi dapat meningkatkan nilai kalor briket arang. Besar kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan arang penyusun briket arang tersebut. Menurut Nurhayati (1983), semakin tinggi keseragaman ukuran serbuk arang maka akan menghasilkan briket arang dengan kerapatan dan keteguhan yang semakin tinggi pula.
Kerapatan (gr / cm3) 0.1
Gambar 3 : Grafik Nilai Kerapatan pada Setiap Perlakuan
Keterangan :
T 0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T 1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi
Hasil penelitian ini diperoleh nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan bervariasi antara 0,51 – 0,90 gr/cm³. (Lampiran 1a). Pada Tabel 12 terlihat bahwa kerapatan rata-rata terendah sebesar 0,51 gr/cm³ diperoleh pada briket arang dengan komposisi 100% arang serbuk gergajian, sedangkan kerapatan rata-rata tertinggi sebesar 0,84 gr/cm³ diperoleh pada komposisi 10% arang serbuk gergajian + 90% serbuk arang limbah potongan kayu BJ tinggi.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap nilai kerapatan (Lampiran 1b), diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi berpengaruh sangat nyata (T < 0,01) terhadap nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan.
Hal ini dapat terjadi karena arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi akan memberikan nilai kerapatan yang tinggi pula, dibandingkan dengan arang serbuk gergajian kayu yang merupakan campuran bahan baku serbuk gergajian kayu BJ tinggi dan BJ rendah.
Disamping itu ukuran serbuk arang potongan kayu BJ tinggi hasil penyaringan lebih halus dan seragam bila dibandingkan dengan arang serbuk gergajian kayu, sehingga ikatan antar partikel arangnya lebih maksimal. Kecenderungan terdapatnya ruang-ruang kosong antar partikel sangat kecil. Tekanan pengempaan merapatkan dan memadatkan partikel-partikel arang, saling mengisi ruang-ruang kosong dan berikatan satu sama lainnya secara maksimal.
Nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan meningkat dengan adanya penambahan persentase arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, walaupun Nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan meningkat dengan adanya penambahan persentase arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, walaupun
Tabel 13. Analisis Uji Duncan terhadap Kerapatan
3 a Perlakuan b Rata-rata (gr/cm ) UJGD
Keterangan : a Rata-rata dari tiga ulangan
b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%
Berdasarkan hasil analisis uji lanjutan Duncan terhadap nilai kerapatan briket arang (Tabel 13) diketahui bahwa perlakuan 70% + 30%, 50% + 50% dan 100% arang serbuk gergajian kayu tidak berbeda nyata pengaruhnya pada taraf 5% terhadap nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan. Tetapi perlakuan ini berbeda nyata dengan perlakuan 30% + 70% dan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% serbuk arang limbah potongan kayu BJ tinggi.
Kerapatan akan berpengaruh terhadap pengemasan, penyimpanan dan pengangkutan briket, jika semakin besar kerapatan maka volume atau ruang yang diperlukan akan lebih kecil untuk berat briket yang sama (Hendra dan Darmawan, 2000).
Nilai kerapatan briket arang tidak hanya ditentukan oleh penggunaan bahan baku yang mempunyai berat jenis tinggi, tetapi juga ditentukan oleh konsentrasi perekat dan tekanan pengempaan. Apabila konsentrasi perekat yang diberikan makin tinggi maka akan menghasilkan kerapatan briket arang yang tinggi pula. Hal ini disebabkan semakin tinggi jumlah perekat maka akan semakin banyak perekat yang mengisi pori-pori briket arang sehingga mengakibatkan ikatan antara perekat dengan serbuk arang akan semakin baik karena partikel-partikel arang dapat menyatu, solid dan lebih rapat satu sama lain.
Adapun jenis perekat pati tapioka mengandung amilopektin yang dapat mempengaruhi kekuatan ikatan perekat dengan serbuk arang, dimana semakin tinggi kandungan amilopektin maka pati akan bersifat lekat dan lengket. Menurut Knight (1969) dalam Haryanto dan Pangloli (1992), menyatakan perekat tapioka mempunyai amilopektin yang cukup tinggi yaitu sekitar 83% sehingga semakin tinggi jumlah perekat maka semakin tinggi pula kandungan amilopektin yang akan mengikat serbuk arang sehingga daya rekatnya relatif tinggi dibandingkan dengan jumlah perekat yang lebih rendah.
Hasil penelitian yang dilakukan dengan memakai konsentrasi perekat 5,0% bisa memberikan nilai kerapatan rata-rata yang lebih baik (0,51 - 0,84 gr/cm³) dibandingkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Rustini (2004) berkisar antara (0,5417 - 0,5996 gr/cm³) dengan konsentrasi perekat 2,5%.
Tekanan pengempaan yang diberikan juga ikut mempengaruhi kerapatan briket arang, semakin besar tekanan pengempaan yang diberikan maka semakin besar pula kerapatan yang dihasilkan dan sebaliknya.
Nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan berkisar 0,51 – 0,84% gr/cm³ (Lampiran 1a). Nilai ini masih rendah dari nilai kerapatan briket arang buatan Jepang (1 – 1,2 gr/cm³) dan briket buatan Amerika (1 gr/cm³), tetapi nilai ini cukup memenuhi syarat untuk briket arang buatan Inggris dan Indonesia. (Lihat Tabel.7).
2. Keteguhan Tekan
Briket arang harus memiliki keteguhan tekan terhadap beban yang diberikan. Keteguhan tekan menunjukkan daya tahan atau kekompakan briket terhadap tekanan luar sehingga mengakibatkan briket itu pecah atau hancur. Jika semakin besar nilai kekuatan tekan briket arang, berarti daya tahan atau kekompakan partikel briket semakin baik. Kondisi tersebut akan sangat menguntungkan didalam pengemasan maupun distribusi/pengangkutan briket arang tersebut karena tidak mudah pecah (Hendra dan Darmawan, 2000).
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap keteguhan tekan (Lampiran 2b), diketahui bahwa semua perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi berpengaruh sangat nyata (T < 0,01) terhadap nilai keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan. Nilai keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan bervariasi antara 12,95 – 33,32 kg/cm² (Lampiran 2a). Keteguhan tekan tertinggi diperoleh pada briket arang dengan Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap keteguhan tekan (Lampiran 2b), diketahui bahwa semua perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi berpengaruh sangat nyata (T < 0,01) terhadap nilai keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan. Nilai keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan bervariasi antara 12,95 – 33,32 kg/cm² (Lampiran 2a). Keteguhan tekan tertinggi diperoleh pada briket arang dengan
Pada Tabel. 12 terlihat bahwa nilai keteguhan tekan rata-rata tertinggi sebesar 32,01 kg/cm², diperoleh pada briket arang dengan komposisi 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk potongan kayu BJ tinggi sedangkan keteguhan tekan rata-rata terendah sebesar 13,33 kg/cm². Nilainya berfluktuatif tidak membentuk suatu persamaan linier (Gambar 4).
Keteguhan Tekan
Gambar 4 : Grafik Nilai Keteguhan Tekan pada Setiap Perlakuan
Keterangan :
T 0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T 1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi
Menurut Nurhayati (1983), ukuran serbuk arang yang semakin (seragam) akan mempengaruhi keteguhan tekan, dan kerapatan briket arang semakin tinggi. Tingginya nilai keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan disebabkan ukuran serbuk arang yang cenderung lebih seragam. Permukaan yang seragam akan memudahkan arang untuk menempel dan berikatan satu sama lainnya. Ditambah dengan tekanan tertentu membantu proses pengikatan dan pengisian ruang-ruang yang kosong. Ukuran partikel yang tidak seragam mengakibatkan penempelan dan pengikatan partikel serbuk arang kurang sempurna.
Keteguhan tekan dipengaruhi juga oleh kadar abu, semakin tinggi kadar abu maka akan menghasilkan keteguhan tekan yang semakin rendah. Penyerapan perekat oleh abu tidak terlalu baik, sehingga perekatan atau ikatan antar partikel arang akan menurun dengan kandungan abu yang semakin tinggi.
Tabel 14. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Keteguhan Tekan
2 a Perlakuan b Rata-rata (kg/cm ) UJGD T 0 13,33 c
T 1 16,94 c T 2 22,63 b
Keterangan : a Rata-rata dari tiga ulangan
b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%
Berdasarkan hasil uji lanjutan Duncan terhadap nilai keteguhan tekan (Tabel
14) diketahui bahwa pengaruh briket arang dengan perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk potongan kayu BJ tinggi (T 4 ) berbeda nyata pada 14) diketahui bahwa pengaruh briket arang dengan perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk potongan kayu BJ tinggi (T 4 ) berbeda nyata pada
Hasil penelitian ini terlihat nilai keteguhan tekan sangat bervariatif, hal ini disebabkan karena ukuran dan jumlah serbuk arang yang cenderung tidak seragam terutama pada perlakuan 70% + 30%, 50%+50% dan 30%+70%. Sementara pada komposisi briket arang 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk potongan kayu BJ tinggi memberikan nilai keteguhan tekan yang paling baik. Pada
perlakuan (T 0 ) 100% arang serbuk gergajian kayu memberikan nilai keteguhan tekan yang terendah dari 5 perlakuan lainnya. Rendahnya nilai keteguhan tekan briket arang perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu karena komponen penyusunnya yang beragam terdiri dari serbuk gergajian kayu BJ tinggi dan BJ rendah serta serbuk pengamplasan pada industri penggergajian.
Menurut Sudrajat (1984) briket arang dengan bahan baku kayu yang berkerapatan rendah memberikan nilai yang rendah pula dalam keteguhan tekannya, sedangkan briket arang dengan bahan baku kayu berkerapatan tinggi memberikan nilai yang tinggi pula dalam keteguhan tekan.
Penggunaan perekat pati pada penelitian ini bisa juga menyebabkan rendahnya nilai keteguhan tekan briket arang. Hal ini dikarenakan perekat pati memiliki sifat tidak tahan lembab dan dapat menyerap air udara sekitarnya. Penggunaan konsentrasi perekat 5,0% berat bahan baku pada penelitian ini memberikan nilai kekuatan tekan yang tidak jauh berbeda hasil penelitian Masturin (2002) berkisar (16,43 – 38,13 kg/cm²) dengan konsentrasi perekat yang sama, tapi beda tekanan kempa yaitu 30 ton.
Menurut Pari. (1996). penambahan kadar perekat akan menambah kuat ikatan antara perekat dengan serbuk arang pada briket, semakin tinggi konsentrasi perekat ada kecenderungan semakin tinggi kekuatan tekan pecahnya. Hal ini disebabkan dengan bertambahnya kadar perekat maka ikatan antara partikel arang akan semakin kuat.
Disamping jenis bahan baku dan konsentrasi perekat, nilai keteguhan tekan juga dipengaruhi oleh ukuran partikel serbuk arang dan tekanan pengempaan. Hartoyo (1983) menjelaskan pengaruh ukuran partikel serbuk arang yang terlalu halus (lolos 80 mesh) menghasilkan briket arang yang keteguhan tekannya lebih rendah dibandingkan dengan briket arang yang terbuat dari serbuk arang yang lebih besar (lolos 25 mesh, tidak lolos 35 mesh). Selanjutnya pemberian tekanan pengempaan juga ikut mempengaruhi keteguhan briket arang, semakin besar tekanan pengempaan yang diberikan, maka semakin kuat briket arang dalam menahan beban tekan. Namun apabila tekanan pengempaan diberikan jauh melebihi diatas 7,0 ton, maka akan berdampak negatif yaitu lamanya pada saat proses pembakaran.
Nilai keteguhan tekan yang dihasilkan rata-rata berkisar antara (13,33-32,01 kg/cm²). Nilai ini lebih rendah dibandingkan dengan keteguhan tekan briket arang buatan Jepang (60-65 kg/cm²) dan Amerika (62 kg/cm²). Tetapi nilai ini cukup memenuhi syarat untuk briket arang buatan Inggris (12,7 kg/cm²).
3. Nilai Kalor
Penetapan nilai kalor bertujuan untuk mengetahui sejauh mana nilai panas pembakaran yang dapat dihasilkan briket arang. Nilai kalor menjadi parameter mutu paling penting bagi briket arang sebagai bahan bakar, sehingga nilai kalor sangat menentukan kualitas briket arang. Apabila nilai kalor bakar briket arang semakin tinggi, maka akan semakin baik pula kualitas briket arang yang dihasilkan. Pemakaian bahan baku yang digunakan mempengaruhi nilai kalor briket arang. Bahan baku kayu yang mempunyai berat jenis tinggi akan memberikan nilai kalor bakar lebih baik dibandingkan bahan baku yang mempunyai berat jenis rendah.
Hal ini menunjukkan bahwa kayu dengan berat jenis tinggi akan menghasilkan arang briket dengan kadar karbon terikat dan nilai kalor yang tinggi pula. Perbedaan nilai kalor yang dihasilkan disebabkan banyak faktor antara lain jenis kayu yang digunakan, seperti pernyataan Jatmika (1980), yang menyatakan perbedaan ini disebabkan adanya kandungan senyawa kimia yang berbeda antara jenis kayu terutama kandungan lignin dan zat ekstraktif akan memberikan nilai panas/kalor yang berbeda pula.
Hasil penelitian ini sesuai dengan pernyataan Jatmika (1980), bahwa nilai kalor briket arang dipengaruhi oleh berat jenis bahan baku dan didukung pula dengan pendapat Holil (1980), dimana dalam penelitiannya mengemukakan penggunaan bahan baku kayu dengan berat jenis tinggi akan mendapatkan nilai kalor briket arang yang tinggi pula.
Nilai kalor juga dipengaruhi oleh kadar air dan kadar abu yang ada dalam briket arang, semakin rendah kadar air dan kadar abu dalam briket arang maka akan meningkatkan nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan. Nilai Kadar air briket arang penelitian ini berkisar antara 2,01 – 4,37% dan kadar abu briket arang berkisar 2,54 – 4,23%. Hasil penelitian ini lebih baik dibandingkan dengan standar kualitas kadar air briket arang buatan Jepang (6-8%), Amerika (6,2%), Indonesia (7,57%) dan
hanya pada perlakuan T 0 ,T 1 dan T 2 yang tidak memenuhi standar briket arang buatan Inggris (3,6%), sementara kualitas kadar abu briket arang penelitian ini sudah memenuhi standar dan lebih baik dari kualitas kadar abu briket arang buatan Jepang (3-4%), Indonesia (5,51%), Inggris (5,9%) dan Amerika (8,3%). (Lihat Tabel. 7).
Pendapat ini sesuai dengan pernyataan Nurhayati (1974), bahwa nilai kalor dipengaruhi oleh kadar air dan kadar abu yang ada pada briket arang. Apabila semakin tinggi kadar air dan kadar abu maka akan menurunkan nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan.
Selain itu nilai kalor erat hubungannya dengan kadar karbon terikat yang terkandung didalam briket, semakin tinggi kadar karbon terikat dalam briket arang maka semakin tinggi pula nilai kalor briket arang. Hal ini disebabkan didalam proses Selain itu nilai kalor erat hubungannya dengan kadar karbon terikat yang terkandung didalam briket, semakin tinggi kadar karbon terikat dalam briket arang maka semakin tinggi pula nilai kalor briket arang. Hal ini disebabkan didalam proses
Nilai kadar karbon terikat penelitian ini tertinggi dihasilkan pada perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi dengan rata-rata sebesar 84,13% dan perlakuan ini juga menghasilkan nilai kalor rata- rata tertinggi pula sebesar 7349,85 kal/gr. Penelitian ini menunjukkan semakin tinggi kadar karbon terikat dalam briket arang maka semakin tinggi pula nilai kalor briket arang
Kerapatan briket arang juga berpengaruh terhadap nilai kalor. Jika semakin tinggi kerapatan maka cenderung akan meningkatkan nilai kalor karena ikatan antar partikel arang yang lebih kuat sehingga akan menghasilkan panas yang lebih baik, namun apabila terlalu tinggi kerapatannya akan menyulitkan pada proses pembakaran (Sudrajat, 1984).
Menurut Sudrajat (1984), bahwa kemampuan memberikan panas kayu kering udara setiap satuan volume sebanding kerapatannya, semakin tinggi kerapatan maka mampu meningkatkan nilai kalor yang dihasilkan. Nilai kerapatan pada penelitian ini rata-rata terendah dihasilkan pada perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu sebesar 0,51 gr/cm³ dan perlakuan ini menghasilkan nilai kalor terendah sebesar 4259,78 kal/gr.
Sementara pada perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi kerapatan yang dihasilkan paling tinggi dengan rata- rata sebesar 0,84 gr/cm³ dan perlakuan ini juga menghasilkan nilai kalor yang tinggi pula dengan rata-rata sebesar 7349,85 kal/gr.
Disamping itu pemakaian perekat kanji (tapioka) juga ikut menentukan nilai kalor briket arang, dimana perekat kanji memberikan nilai kalor bakar yang agak tinggi karena mengandung kadar abu yang rendah dan mempunyai karbon yang lebih tinggi karena mengandung karbohidrat 88,2 gr / 100 gr.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap nilai kalor (Lampiran 3b) dapat diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh sangat nyata (T<0,01) terhadap nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan.
Apabila komposisi arang limbah potongan kayu BJ tinggi semakin besar didalam briket arang dan arang serbuk gergajian kayu semakin berkurang, maka akan meningkatkan nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan, demikian sebaliknya. Nilai kalor briket arang yang dihasilkan bervariasi antara 4228,64 – 7389.11 kal/gr. (Lampiran 3a).
Pada Tabel. 12 terlihat bahwa nilai kalor rata-rata terendah diperoleh pada briket arang dengan komposisi perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu sebesar 4259,78 kal/gr, sedangkan nilai kalor rata-rata tertinggi diperoleh briket arang dengan komposisi 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi sebesar 7349,85 kal/gr.
Rendahnya nilai kalor pada perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu karena tingginya kadar abu pada arang serbuk gergajian kayu tersebut. Kadar abu yang tinggi berarti kandungan silika pada arang tersebut tinggi. Silika dapat menurunkan atau mengurangi nilai kalor bakar briket arang.
Nilai kalor bakar briket arang dapat ditingkatkan dengan cara menurunkan kadar abu didalam arang penyusun briket, yaitu dengan cara menambahkan komposisi arang limbah potongan kayu BJ tinggi yang memiliki kadar abu rendah. Penambahan komposisi limbah potongan kayu BJ tinggi yang semakin meningkat dengan kandungan abunya yang rendah mampu meningkatkan kembali nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan (Gambar 5).
a lor 4000
(Kal/gr) 3000
ilai K 2000 N
Gambar 5 : Grafik Nilai Kalor pada Setiap Perlakuan
Keterangan :
T 0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T 1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi
Tabel 15. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kalor
a Perlakuan b Rata-rata (kal/gr) UJGD
b T 4 7349,85 a
Keterangan : a Rata-rata dari tiga ulangan
b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%
Berdasarkan hasil uji lanjut Duncan terhadap nilai kalor (Tabel 15) diketahui bahwa perlakuan T 4 memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5%, sementara perlakuan T 0 ,T 1 ,T 2 danT 3 mempunyai huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% terhadap nilai kalor briket arang yang dihasilkan. Hal ini menunjukkan bahwa setiap komposisi perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap perubahan nilai kalor briket arang yang dihasilkan.
Penambahan komposisi arang limbah potongan kayu BJ tinggi dapat meningkatkan nilai kalor briket arang yang dihasilkan, hal ini sesuai dengan hasil penelitian Masturin (2002) yang menyatakan bahwa penambahan arang limbah sebetan kayu yang semakin meningkat dengan kerapatan tinggi mampu meningkatkan nilai kalor briket arang yang dihasilkan.
Nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan 5 perlakuan rata-rata berkisar 4259,78 – 7349,85 kal/gr. Nilai ini masih rendah dibanding buatan Jepang (6000 –
7000 kal/gr) dan Inggris (7289 kal/gr) khususnya pada perlakuan (T 0 ,T 1 ,T 2 dan T 3 ), sementara untuk perlakuan T 4 nilai kalornya (7349,85 kal/gr) melewati nilai kalor buatan Jepang dan Inggris. Akan tetapi nilai ini secara keseluruhan cukup memenuhi syarat untuk briket arang buatan Amerika dan Indonesia (Lihat Tabel 7) serta lebih baik dari hasil penelitian Masturin (2002) sebesar (4515–5834kal/gr) dan briket batubara buatan DESDM (2001) 5500kal/gr.
b. Sifat Kimia
1. Kadar Air
Kadar air berpengaruh terhadap kualitas briket arang, semakin rendah kadar air semakin tinggi nilai kalor dan daya pembakarannya. Arang sangat mudah menyerap air udara sekelilingnya atau bersifat higroskopis. Kemampuan menyerap air selain dipengaruhi oleh luas permukaan dan pori-pori arang, juga dapat dipengaruhi oleh kadar karbon terikat yang terdapat pada briket arang itu sendiri. Dengan demikian semakin besar kadar karbon terikat pada briket arang, kemampuan briket arang menyerap air udara sekelilingnya akan semakin besar pula (Earl, 1974 dalam Suryani, 1986). Oleh karena itu penetapan kadar air pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat higroskopis briket arang campuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap kadar air (Lampiran 4b) memperlihatkan bahwa perlakuan komposisi arang serbuk gergajian kayu dengan penambahan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi dapat menurunkan nilai Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap kadar air (Lampiran 4b) memperlihatkan bahwa perlakuan komposisi arang serbuk gergajian kayu dengan penambahan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi dapat menurunkan nilai
Pada Tabel. 12 terlihat bahwa kadar air rata-rata terendah diperoleh pada briket arang dengan komposisi 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi sebesar 2,01%, sedangkan kadar air tertinggi diperoleh pada briket arang dengan komposisi 100% arang serbuk gergajian kayu berkisar 4,37%.
Sudrajat (1984), menyatakan bahwa briket arang yang berasal bahan baku yang berkerapatan rendah (BJ rendah) memiliki kadar air yang lebih tinggi pada briket arang dengan bahan baku berkerapatan tinggi. Penambahan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi 0% menjadi 30%, 50%, 70% dan 90% ternyata berhasil menurunkan kadar air rata-rata 4,37 % menjadi 3,95%, 3,75% dan 3,11% atau sebesar 21,17%. Perbedaan kadar air ditunjukkan pada Gambar 6 berikut ini:
Kadar Air ( % ) 1
Gambar 6 : Grafik Nilai Kadar Air pada Setiap Perlakuan
Keterangan :
T 0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T 1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi
Tabel 16. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kadar Air
a Perlakuan b Rata-rata (%) UJGD
T 0 4,37
T 1 3,95 b T 2 3,75 b T 3 3,11 b
c Keterangan : a Rata-rata dari tiga ulangan
T 4 2,01
b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%
Berdasarkan hasil uji lanjutan Duncan kadar air (Tabel 16) diketahui bahwa perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan
kayu BJ tinggi (T 4 ) dan perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu (T 0 )
memberikan pengaruh berbeda nyata dengan perlakuan-perlakuan yang lainnya terhadap nilai kadar air briket arang. Sementara pada perlakuan yang lainnya (70%+30%, 50%+50% dan 30% + 70%) tidak memperlihatkan perbedaan yang nyata satu sama lainnya, besarnya perubahan kadar air dianggap sama.
Tingginya kadar air pada briket arang yang sebahagian atau seluruh bahan bakunya berupa arang serbuk gergajian kayu diduga karena mempunyai ruang-ruang kosong yang lebih banyak dan pori-pori yang halus, hal ini yang menyebabkan air Tingginya kadar air pada briket arang yang sebahagian atau seluruh bahan bakunya berupa arang serbuk gergajian kayu diduga karena mempunyai ruang-ruang kosong yang lebih banyak dan pori-pori yang halus, hal ini yang menyebabkan air
Kadar air briket arang juga dapat dipengaruhi oleh kadar amilopektin pati tapioka dimana amilopektin bersifat menolak air. Knight (1969) dalam Haryanto dan Pangloli (1992) menyatakan pati tapioka mengandung 83% amilopektin. Didasarkan pada persentase ini maka semakin tinggi jumlah perekat semakin tinggi pula kandungan amilopektinnya sehingga kadar air briket arang akan semakin menurun. Pernyataan ini juga didukung oleh Waharyadi (1996) yang menyatakan amilopektin bersifat tidak menyerap air.
Kadar air sangat erat kaitannya juga dengan kerapatan briket arang, dimana semakin tinggi kerapatan maka sifat higroskopis briket arang semakin berkurang sehingga daya serap terhadap air akan semakin kecil, demikian pula sebaliknya. Hal ini disebabkan semakin tinggi kerapatan maka rongga-rongga antar partikel arang akan semakin rapat karena padunya partikel-partikel tersebut sehingga tidak terdapat celah atau ruang kosong.
Kadar air briket arang yang dihasilkan rata-rata berkisar (2,01% - 4,37%). Nilai ini lebih baik dan dapat memenuhi syarat briket arang buatan Jepang (6-8%),
Amerika (6,2%) dan Indonesia (7,57%). Sementara untuk standar briket arang Inggris (3,6%) hanya perlakuan briket arang T 3 dan T 4 yang memenuhi kriteria. Penetapan kadar air pada penelitian ini hampir sama dengan hasil penelitian Masturin(2002) berkisar (2,50 – 4,12%)dan lebih baik dari briket produksi DESDM (2001) berkisar 9-10%. Kadar air diharapkan serendah mungkin agar tidak menurunkan nilai kalor, tidak sulit dalam penyalaan dan tidak banyak mengeluarkan asap pada proses pembakaran.
2. Kadar Zat Menguap. Zat menguap adalah zat (volatile matter) yang dapat menguap sebagai hasil dekomposisi senyawa-senyawa didalam arang selain air. Kandungan kadar zat menguap yang tinggi didalam briket arang akan menimbulkan asap yang lebih banyak pada saat briket dinyalakan. Hal ini disebabkan oleh adanya reaksi antara karbon monoksida (CO) dengan turunan alkohol (Hendra dan Pari,2000).
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam pada kadar zat mudah menguap (Lampiran 5b) diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh sangat nyata (T<0,01) terhadap nilai kadar zat menguap briket arang yang dihasilkan. Nilai zat menguap bervariasi antara 13,16 – 33,93% (Lampiran 5a).
Kadar zat menguap terendah diperoleh pada briket arang dengan perlakuan T 4 (10 + 90%),sedangkan kadar zat menguap tertinggi diperoleh pada perlakuan T 0
(100% arang serbuk gergajian kayu).
Pada Tabel 12 terlihat bahwa kadar zat menguap rata-rata terendah sebesar 13,21% diperoleh pada briket arang perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, sedangkan kadar zat menguap rata-rata tertinggi sebesar 32,48% diperoleh briket arang dengan perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu.
Nilai kadar zat menguap briket arang menurun seiring dengan penambahan komposisi arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi (Gambar 7). Di dalam arang serbuk gergajian kayu kandungan zat menguap cenderung lebih tinggi, karena zat ini secara mudah dilepaskan oleh arang yang luas pori-porinya lebih dangkal.
Kadar Zat Mudah 5
Gambar 7 : Grafik Nilai Kadar Zat Menguap pada Setiap Perlakuan
Keterangan :
T 0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T 1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi
Kadar zat menguap ditentukan oleh kesempurnaan proses karbonisasi. Kadar zat menguap yang tinggi bisa disebabkan karena tidak sempurnanya proses karbonisasi. Disamping itu kadar zat menguap juga dipengaruhi oleh suhu dan waktu pengarangan, semakin besar suhu pada waktu pengarangan maka semakin banyak zat menguap yang terbuang selama proses pengarangan sehingga kandungan zat menguap akan semakin kecil. Pada briket arang diharapkan memiliki kadar zat menguap yang serendah mungkin. (Gafar et al, 1999 dalam Tampubolon 2001).
Tabel 17. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kadar Zat Menguap
a Perlakuan b Rata-rata (%) UJGD T 0 32,48 a
T 1 27,86 b T 2 23,85 b T 3 19,03 b
T 4 13,21 c Keterangan : a Rata-rata dari tiga ulangan
b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%
Berdasarkan hasil uji lanjutan Duncan terhadap nilai kadar zat menguap
(Tabel 17), diketahui bahwa perlakuan T 0 dan T 4 berbeda sangat nyata pada taraf 5%, sedangkan perlakuan T 1 ,T 2 dan T 3 tidak berbeda nyata pada taraf 5% terhadap nilai kadar zat menguap briket arang yang dihasilkan. Dimana setiap penambahan persentase arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi pada briket arang pengaruhnya akan berbeda sangat nyata satu sama lainnya pada taraf 1%.
Setiap penambahan persentase arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi terhadap briket arang, ternyata menaikkan nilai kadar zat menguap briket yang Setiap penambahan persentase arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi terhadap briket arang, ternyata menaikkan nilai kadar zat menguap briket yang
Kadar zat menguap rata-rata briket arang yang dihasilkan berkisar 13,21 – 32,48%, apabila dibandingkan dengan briket arang buatan Jepang (15-30%) sudah bisa memenuhi syarat, begitu juga dengan briket arang buatan Amerika (19-28%), Inggris (16,4%) dan Indonesia (16,14%). (Lihat Tabel.7).
3. Kadar Abu. Abu merupakan bagian yang tersisa proses pembakaran yang sudah tidak
memiliki unsur karbon lagi. Kadar abu briket arang dipengaruhi oleh kandungan abu, silika, bahan baku serbuk dan kadar perekat yang digunakan. Salah satu unsur utama penyusun abu adalah silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor briket arang yang dihasilkan. Apabila semakin tinggi kadar abu maka semakin rendah kualitas briket karena kandungan abu yang tinggi dapat menurunkan nilai kalor briket arang.
Berdasarkan hasil analisa sidik ragam terhadap kadar abu (Lampiran 6b) dapat diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi berpengaruh sangat nyata (T<0,01) terhadap
nilai kadar abu briket arang yang dihasilkan. Nilainya bervariasi antara 2,43 - 4,27% (Lampiran 6a). Kadar abu terendah diperoleh pada perlakuan T 4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, sedangkan kadar abu tertinggi diperoleh pada perlakuan T 0 = 100% arang serbuk gergajian kayu. Pada Tabel. 12 terlihat bahwa kadar abu rata-rata terendah 2,54% diperoleh pada briket arang dengan perlakuan (T 4 ) 10% + 90%, sedangkan kadar abu rata-rata tertinggi sebesar 4,23% diperoleh pada briket arang dengan perlakuan (T 0 ) 100% arang serbuk gergajian kayu. Nilai kadar abu menurun seiring dengan penambahan komposisi arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi (Gambar 8), hal ini terjadi karena kandungan silika potongan kayu BJ tinggi lebih rendah dan pengaruhnya sangat nyata.
Kadar Abu ( % )
Gambar 8 : Grafik Nilai Kadar Abu pada Setiap Perlakuan
Keterangan :
T 0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T 1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi
Menurunnya nilai kadar abu seiring dengan penambahan komposisi arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi. (Gambar 8). Masih tingginya kadar abu didalam briket arang T 0 ,T 1 dan T 2 disebabkan oleh kandungan abu yang tinggi pada saat proses pengarangan serbuk gergajian kayu, yaitu 6,95% (Tabel 11). Pernyataan ini sama hasil penelitian yang dilakukan oleh Hendra dan Pari (2000), bahwa komposisi arang serbuk gergajian kayu yang semakin tinggi menyebabkan nilai kadar abu briket arang meningkat.
Tabel 18. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kadar Abu
a Perlakuan b Rata-rata (%) UJGD T 0 4,23 a
T 1 4,07 ab
T 2 3,95
T 3 3,03
c T 4 2,54 c
Keterangan : a Rata-rata dari tiga ulangan
b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%
Berdasarkan hasil uji lanjut Duncan terhadap kadar abu (Tabel 18) diketahui
bahwa perlakuan (T 0 ,T 1 dan T 2 ) pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh berbeda nyata, sementara pada perlakuan T3 dan T4 memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata pada taraf 5% terhadap nilai kadar abu briket arang yang dihasilkan. Penambahan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi dapat menurunkan kadar abu pada briket arang karena kandungan abu didalam arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi kecil sekali sekitar 3,72% (Tabel. 11).
Kadar abu rata-rata briket arang berkisar 2,54 – 4,23%, nilai ini lebih baik jika dibandingkan dengan kadar abu briket arang buatan Jepang (3-6%), Inggris (5,9%), Amerika (8,3%) dan Indonesia (5,51%) (Lihat Tabel. 7). Kadar abu pada penelitian ini lebih baik bila dibandingkan dengan hasil penelitian Masturin (2002) sebesar 5,24 - 6,68% dan briket batubara produksi DESDM (2001) sebesar 10-11%.
4. Kadar Karbon Terikat.
Karbon terikat (fixed carbon) yaitu fraksi karbon (C) yang terikat didalam arang selain fraksi air, zat menguap dan abu. Keberadaan karbon terikat didalam briket arang dipengaruhi oleh nilai kadar abu dan kadar zat menguap. Kadar karbon terikat akan bernilai tinggi apabila nilai kadar abu dan kadar zat menguap briket arang tersebut rendah. Briket arang yang baik diharapkan memiliki kadar karbon terikat yang tinggi.
Kadar karbon terikat berpengaruh terhadap nilai kalor bakar briket arang. Nilai kalor briket akan tinggi apabila nilai karbon terikatnya tinggi pula. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian dimana rata-rata karbon terikat tertinggi 84,13% menghasilkan nilai kalor briket arang sebesar 7349,85 kal/gr, sedangkan nilai rata- rata kadar karbon terikat terendah 65,82% menghasilkan nilai kalor briket arang yang rendah pula sebesar 4253,78 kal/gr.
Apabila semakin tinggi kadar karbon terikat pada arang kayu menandakan arang tersebut adalah arang yang baik. Hal ini disebabkan didalam proses pembakaran membutuhkan karbon yang bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan kalor. (Abidin, 1973 dalam Masturin, 2002).
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap nilai karbon terikat (Lampiran 7b) diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh sangat nyata (T<0,01) terhadap nilai kadar karbon terikat briket arang yang dihasilkan. Nilainya bervariasi antara 63,56 – 85,12% (Lampiran 7a ).
Nilai kadar karbon terikat tertinggi diperoleh pada briket arang dengan perlakuan (T 4 ) = 10% arang serbuk gergajian kayu +90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, sedangkan nilai kadar karbon terikat terendah diperoleh pada briket arang dengan perlakuan (T 0 ) = 100% arang serbuk gergajian kayu. Pada Tabel 12 terlihat bahwa kadar karbon terikat rata-rata tertinggi sebesar 84,13%, diperoleh briket arang dengan perlakuan (T 4 ) =10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, sementara nilai kadar karbon terikat terendah rata-rata sebesar 65,82% diperoleh briket arang perlakuan
(T 0 ) = 100% arang serbuk gergajian kayu. Kadar karbon terikat briket arang dipengaruhi oleh nilai kadar abu arang penyusunnya. Oleh karena itu semakin tinggi komposisi arang limbah potongan kayu BJ tinggi yang ditambahkan, maka semakin besar pula nilai kadar karbon terikat pada briket arang, demikian pula sebaliknya (Gambar 9).
Hal ini terjadi karena nilai kadar abu arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi lebih rendah dibandingkan dengan kadar abu arang serbuk gergajian kayu. Begitu juga halnya dengan nilai kadar zat menguap arang penyusun briket arang tersebut.
r Ka ikat (%) 40 da Ter 30 Ka
Perlakuan Gambar 9 : Grafik Nilai Kadar Karbon Terikat pada Setiap Perlakuan
Keterangan :
T 0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T 1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T 4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi
Tabel 19. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kadar Karbon Terikat
a Perlakuan b Rata-rata (%) UJGD T 0 65,82 c
T 1 69,42 c T 2 74,72 b T 3 79,13 ab T 4 84,13 a
Keterangan : a Rata-rata dari tiga ulangan
b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%
Berdasarkan hasil uji lanjutan Duncan (Tabel 19) diketahui bahwa perlakuan
T 4 memberikan pengaruh berbeda nyata dibandingkan dengan perlakuan T 0 ,T 1 ,T 2 , dan T 3 , sedangkan pada perlakuan T 0 dan T 1 mempunyai huruf yang sama dinyatakan T 4 memberikan pengaruh berbeda nyata dibandingkan dengan perlakuan T 0 ,T 1 ,T 2 , dan T 3 , sedangkan pada perlakuan T 0 dan T 1 mempunyai huruf yang sama dinyatakan
Nilai kadar karbon terikat rata-rata berkisar 65,82 – 84,13%, jika dibandingkan dengan nilai briket arang buatan Jepang (60-80%) dan Amerika (60%), maka keseluruhan perlakuan memenuhi syarat. Akan tetapi untuk briket arang buatan Inggris (75,3%) dan buatan Indonesia (78,35%) hanya briket arang dengan perlakuan
T 3 danT 4 yang dapat memenuhi persyaratan (Tabel.12), sementara untuk perlakuan 100% (T 0 ), 70+30% (T 1 ) dan 50+50% (T 2 ) masih dibawah persyaratan, namun sudah hampir mendekati nilai yang dipersyaratkan. Menurut Forest Product Research and Industries dalam Sugiri (1981), menyatakan bahwa briket arang yang baik paling sedikit mengandung 75,0% nilai kadar karbon terikat. Masih rendahnya kadar karbon terikat yang dihasilkan terutama pada perlakuan 100%, 70 + 30% dan 50 + 50% dikarenakan penggunaan bahan baku arang serbuk gergajian kayu yang memiliki kadar abu dan kadar zat menguap yang masih tinggi.
c. Aspek Analisis Ekonomi
Melihat potensi limbah industri penggergajian kayu khususnya di Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam yang cukup besar setiap tahunnya sementara pemanfaatannya belum optimal dan bahkan sudah mulai mencemari lingkungan, Melihat potensi limbah industri penggergajian kayu khususnya di Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam yang cukup besar setiap tahunnya sementara pemanfaatannya belum optimal dan bahkan sudah mulai mencemari lingkungan,
Industri arang briket skala kecil merupakan salah satu alternatif yang perlu dikembangkan mengingat selama ini kurang diminati masyarakat, akibatnya kesulitan mencari industri arang briket skala kecil yang ada sebagai tempat penelitian. Langkah yang perlu dilakukan adalah mencari teknologi tepat guna yang dapat diterapkan oleh masyarakat dengan biaya terjangkau.
Berdasarkan hasil penelitian antara Balai Riset dan Standardisasi Industri Banda Aceh dengan penulis dengan mengacu laporan hasil penelitian Badan Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor tahun 2004 dalam hal analisis ekonominya, maka dana yang harus dikeluarkan untuk pendirian pabrik briket arang berupa :
1. Penyediaan Lahan
2. Pondok kerja
3. Gudang penyimpanan bahan baku
4. Klin Drum tempat proses karbonisasi
5. Alat penghancur arang
6. Mesin pengayakan
7. Alat pengering (Oven)
8. Alat press briket
9. Alat pengemasan
Berikut ini hasil analisis biaya produksi briket arang untuk skala laboratorium. Biaya produksi setiap kg briket arang dengan beberapa parameter komponen biaya produksi sebagai pertimbangan :
1. Harga beli bahan baku : Rp. 500,00./kg (tidak termasuk biaya angkut)
2. Harga perekat tapioka : Rp. 5.500,00/kg (pemakaian perekat 5%)
Rendemen yang dihasilkan berkisar 41,176% - 51,294% dengan rata-rata 46,235%, sehingga dalam setiap 1 kg briket membutuhkan (100/46,235) x 1 kg = 2,16 kg serbuk arang dan tapioka sebanyak 5% x 2,16 kg = 0,108 kg.