Briket Ampas Tebu Sebagai Bahan Bakar Alternatif - Universitas Negeri Padang Repository

LAPORAN PENELITIAN

BRIKET AMPAS TEBU SEBAGAI BAHAN BAKAR
ALTERNATIF
,. .

F-

t

Oleh:

1I.

..-f

,

.-

.(.

.

..-...

.
.
..- - -. *.-

,

.

'

Drs. Hasanuddin, MS. 1 =.,.

Penelitian ini dibiayai oleh:
Dana DlPA Universitas Negeri Padang
Surat Pejanjian Kontrak Nomor: 190/H351KP12010
Tanggal 1 Maret 2010

JURUSAN TEKNIK MESlN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
201 0

-.

.

1 '

.

... . ...

- rnl

\\ -j

.MP-.
\=I

.- --'

-..

.

r...;;
I

i
---4

!

HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN HASlL
PENELlTlAN DOSEN - DANA DlPA UNP
1

a. Judul Penelitian

: Briket Ampas Tebu Sebagai
Bahan Bakar Alternatif

2.

b.
c.
a.

Bidang llmu
Kategori Penelitian
Ketua Peneliti
Nama Lengkap dan Gelar
Jenis Kelamin
Go11 Pangkat dan NIP

Jabatan Fungsional

Jabatan Struktural
Jurusan / Fakultas
= Pusat Penelitian
b. Alamat Ketua Peneliti
Kantor ITelp. / Fax
Rumah ITelp
3. Jumlah Anggota Peneliti
Nama
4. Lokasi Penelitian
5. Kerjasama dengan institusi lain
6. Lama Penelitian
7. Biaya yang diperlukan

'

Deka

: Teknik (Teknologi & Rekayasa)
: Pengembangan llmu Teknik
: Drs. Hasanuddin, MS.

: Laki-laki
: Pembina I1V.a 1
195505201980031005
: Lektor Kepala
: Dosen
: Teknik Mesin ITeknik
: Lembaga Penelitian UNP

: JTM FT-UNP Telp.0751-7053508
: JI. Belibis Blok E No.7 Air TawarPadang. Telp. 0751-7058977
: 1 orang
: Hendri Nurdin, MT
: Labor Konversi Energi
Teknik Mesin FT-UNP

-

: 3 (Tiga) Bulan
: Rp 7.500.000,(Tujuh Juta Lima Ratus Ribu
Rupiah)

20 Desember 2010
etua Feneliti

akultas Teknik

~rs!~. Ganefri, M.Pd.)
NIP. 19631217 198903 1 003

NIP. 19550520 1$3003 1 005

Menyetujui:
Ketua Lembaga Penelitian
w e r s i t a s Negeri Padang

LEMBARAN IDENTITAS DAN PENGESAHAN PENELlTlAN
1

.

2

a

Judul Penelitian

: Briket Ampas Tebu Sebagai Bahan
Bakar Alternatif

b

Bidang llmu

: Teknik (Teknologi & Rekayasa)

.

Personalia
a Ketua Peneliti
Nama Lengkap dan Gelar : Drs. Hasanuddin, MS.
Pangkat /Gol./NIP

: Pembina I1V.a I
195505201980031 005
Fakultas IJurusan
: Teknik ITeknik Mesin
b Anggota Peneliti
Nama Lengkap dan Gelar : Hendri Nurdin, MT.
Pangkat /Gol./NIP
: Penata Muda Tk. I I1ll.b I
19730228200801 1007
Fakultas IJurusan
: Teknik / Teknik Mesin

: Telah direvisi sesuai saran

3 Usul Penelitian

/

Padang, 20 Desember 2010
Pereviu II

(Dr. Waskito, MT.)
NIP. 19610808 198602 1 001

Ketua.Lembaga Penelitian

.
'NIP. 1'9610722'198602 1 002

..

LI

----

-

;

I

.

.

,

, < . \ L l h ,

u T(,Y. 1

.

.

.

,

i

'I'1'

.

-

.
,.,...

p;, "...

...

3
--

PENGANTAR
Kegiatan penelitian mendukung pengembangan ilmu serta terapannya.
Dalam ha1 ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang berusaha
mendorong dosen untuk melakukan penelitian sebagai bagian integral dari
kegiatan mengajarnya, baik yang secara langsung dibiayai oleh dana
Universitas Negeri Padang maupun dana dari sumber lain yang relevan atau
bekerja sama dengan instansi terkait.
Sehubungan dengan itu, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang
bekerjasama dengan Pimpinan Universitas, telah memfasilitasi peneliti untuk
melaksanakan penelitian tentang Briket Ampas Tebu Sebagai Bahan Bakar
Altematif, berdasarkan Surat Keputusan Rektor Universitas Negeri Padang
Nomor: 190/H35/KP/2010 Tanggal 1 Maret 2010.
Kami menyambut gembira usaha yang dilakukan peneliti untuk
menjawab berbagai permasalahan pembangunan, khususnya yang berkaitan
dengan permasalahan penelitian tersebut di atas. Dengan selesainya penelitian
ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang akan dapat memberikan
informasi yang dapat dipakai sebagai bagian upaya penting dalam peningkatan
mutu pendidikan pada umumnya. Di samping itu, hasil penelitian ini juga
diharapkan memberikan masukan bagi instansi terkait dalam rangka
penyusunan kebijakan pembangunan.
Hasil penelitian ini telah ditelaah oleh tim pembahas usul dan laporan
penelitian, kemudian untuk tujuan diseminasi, hasil penelitian ini telah
diseminarkan ditingkat Universitas. Mudah-mudahan penelitian ini bermanfaat
bagi pengembangan ilmu pada umumnya dan khususnya peningkatan mutu staf
akademik Universitas Negeri Padang.
Pada kesempatan ini, kami mengucapkan terima kasih kepada berbagai
pihak yang membantu terlaksananya penelitian ini, terutama kepada pimpinan
lembaga terkait yang menjadi objek penelitian, responden yang menjadi sample
penelitian, dan tim pereviu Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang.
Secara khusus, kami menyampaikan terima kasih kepada Rektor Universitas
Negeri Padang yang telah berkenan memberi bantuan pendanaan bagi
penelitian ini. Kami yakin tanpa dedikasi dan kerjasama yang terjalin selama ini,
penelitian ini tidak akan dapat diselesaikan sebagaimana yang diharapkan dan
semoga kerjasama yang baik akan menjadi lebih baik lagi di masa yang akan
dating.
Terima kasih.

Ketergantungan yang tinggi terhadap bahan bakar minyak (BBM)
membuat harga energi yang tidak bisa diperbarui ini terus meningkat.
Meningkatnya jumlah penduduk dan taraf hidup masyarakat mengakibatkan
bertambahnya jumlah energi yang dibutuhkan. Salah satu energi terbarukan
yang mempunyai potensi besar di Indonesia adalah biomassa.
Rendahnya penggunaan biomassa dalam ha1 ini limbah pertanian dan
limbah peternakan, sebagai bahan bakar adalah karena rendahnya informasi
yang berkaitan dengan nilai kalor dan karakteristik pembakaran.
Pemanfaatan limbah ampas tebu dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar
yang dapat dijadikan briket.
Menjawab perrnasalahan tersebut di atas, diperlukan suatu penelitian
mengenai kualitas briket ampas tebu sebagai bahan bakar alternatif terutama
dilihat dari lama nyala api dan nilai kalor. Hal ini merupakan salah satu solusi
yang tepat dalam menjawab permasalahan ini melakukan pemanfaatan
limbah pertanian menjadi briket sebagai bahan bakar pengganti BBM.
Pembuatan briket menggunakan bahan utama berupa ampas tebu
terlebih dahulu dicacah sampai halus dan ditimbang sesuai kebutuhan
pemakaian 70%. Selanjutnya getah damar yang sudah kering dan
dihaluskan dipersiapkan sebanyak 10%. Bahan pengikat briket digunakan
tepung tapioka sebanyak 20%. Proses pembuatan briket dilakukan secara
manual tanpa tekanan kompaksi. Briket ampas tebu ini dibuat berbentuk
selinder dengan ukuran diamater k 50 mm dan tinggi k 45 mm. Briket ampas
tebu yang telah kering kemudian dilakukan pengujian terhadap kualitasnya.
Beberapa ha1 yang diuji menyangkut kualitas briket yaitu penetapan bahan
kering dan nilai kalor briket. Pada pengujian ini digunakan alat bomb
kalorimeter menurut standard ASTM D2015. Pengujian lama nyala api briket
ampas tebu dilakukan pada tungku masak untuk mengetahui performanya.
Dari hasil penelitian ini diperoleh informasi mengenai karakteristik
briket ampas tebu. Nilai kalor atas (HHV) briket ampas tebu rata-rata
18382,4 kJ/kg dan nilai kalor bawah (LHV) 15142,4 kJ/kg. Lama nyala api
briket ampas tebu dapat berlangsung selama 87,93 menit dengan banyaknya
briket 1000 gram. Pembakaran sempurna (complete combustion) dapat
dicapai dengan pencampuran antara bahan bakar dan oksidator tepat atau
baik, dengan rasio udara dan bahan bakar yang tepat. Dengan demikian
pemakaian briket ampas tebu sebagai bahan bakar sangat dimungkinkan
dan briket sangat berpotensi dijadikan sebagai bahan bakar padat pengganti
bahan bakar cair (minyak tanah)
Kata-kata kunci: Briket ampas tebu, Biomassa, Nilai Kalor, Bomb kalorimeter

DAFTAR IS1
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN
HALAMAN IDENTITAS
A. LAPORAN HASlL PENELlTlAN
PENGANTAR
RINGKASAN
DAFTAR IS1
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
BAB I

PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
B. ldentifikasi Masalah
C. Batasan Masalah
D. Perumusan Masalah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanaman Tebu
B. Biomassa
C. Biobriket
D. Proses Pembakaran Briket
E. Nilai Kalor
F. Limbah Lingkungan
G. Pertanyaan Penelitian
BAB Ill TUJUAN DAN MANFAAT PENELlTlAN
A. Tujuan Penelitian
B. Manfaat Penelitian
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
B. Waktu dan Tempat
C. Bahan dan Alat
D. Metode Pelaksanaan
E. Pengamatan
F. Diagram Alir Penelitian
BAB V HASlL DAN PEMBAHASAN
A. Lama Nyala Api
B. Pengujian Nilai Kalor
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
B. Saran
DAFTAR KEPUSTAKAAN

iii
iv
v
vi
vii

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 1

Hasil Pengujian dan Kalkulasi Nilai Kalor

24

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar

Pembakaran yang sempurna, yang baik dan tidak
sempurna
Bahan Pembuatan Briket
Pencetak Briket
Tungku (Anglo)
Alat Uji Bomb Kalorimeter
Geometri dan Dimensi Briket
Briket Ampas Tebu yang di produksi
Diagram Alir Penelitian
Spesimen Uji Tank Bahan Komposit Polimer

vii

Laporan Hasii Penelitian DIPA-UNP 2010

BAB l
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Ketergantungan yang tinggi terhadap bahan bakar minyak (BBM)
membuat harga energi yang tidak bisa diperbarui ini terus meningkat.
Meningkatnya

jurnlah

penduduk

dan

taraf

hidup

masyarakat

mengakibatkan bertambahnya jumlah energi yang dibutuhkan. Krisis
energi dunia berakibat melonjaknya harga BBM lebih dari 200% sejak
pertengahan 2005 sampai sekarang ini, dengan harga sudah di atas
US$SOIbarrel. Harga minyak bumi yang sulit diprediksi dalam satu dekade
terakhir telah mendorong pengembangan bioenergi sebagai sumber
energi alternatif, di luar sumber energi fosil yang kian langka ('ri.?:ij;a
- - L L , V Y ! Lonjakan harga BBM membuat banyak negara
L.W: 17. 3 < 1 i i i j : ~ 0 :
: 1

r . - . - L -

--.-fin\

kelimpungan. Berbagai bentuk sumber energi telah digunakan rnanusia,
antara lain minyak bumi, batubara, gas alam, panas bumi dan sebagainya.
Meski telah lama dilakukan studi untuk mencari sumber energi terbarukan,
belum ada solusi nyata yang benar-benar bisa menyamai BBM. Yang
terbaru dan sudah mulai dikomersialkan adalah pemanfaatan minyak
sawit dan buah jarak untuk menghasilkan biofuel. Penggunaan bahan
bakar yang berasal dari hasil tambang saat ini masih lebih besar daripada
bahan bakar lainnya seperti biomassa. Salah satu energi terbarukan yang
mempunyai potensi besar di lndonesia adalah biomassa. Kini, para
ilmuwan tengah berupaya memanfaatkan limbah industri pangan untuk
menghasilkan energi yang dikenal dengan biomassa. Dalarn Kebijakan
Pengembangan Energi Terbarukan dan Koservasi Energi (Energi Hijau)
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral yang dimaksud energi
biomasa meliputi kayu, limbah pertanianlperkebunanlhutan, komponen
organik dari industri dan rumah tangga. Sebagai negara agraris, lndonesia
mempunyai potensi energi biomassa yang besar (DESDM, 2004).

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

lndonesia memiliki bahan bakar biomassa yang melimpah seperti
limbah pertanian, limbah peternakan dan sebagainya, walaupun banyak
digunakan oleh masyarakat pedesaan sebagai bahan bakar, namun
pemanfaatannya belum optimal. Bahan bakar limbah pertanian masih
berkisar pada kayu dan sekam padi, sedangkan jerami, daun kering dan
limbah peternakan belum banyak digunakan.
Biomassa merupakan energi yang dihasilkan dari limbah industri
pangan, seperti limbah minyak kelapa sawit (CPO), limbah padi dan
limbah pabrik gula yaitu ampas tebu. Selain itu biomassa juga dapat
dikembangkan dengan memanfaatkan limbah pengembangan bioetanol
(tebu dan singkong), limbah biodiesel dan biooil (sawit dan jati).
Pengembangan
kehutanan

biomassa

maupun

yang

industri

memanfaatkan limbah

perkebunan,

bukan

bahan

pertanian,
pangan,

merupakan alternatif dalam pengembangan energi dari sumber terbarukan
yang akan menjadi pengganti BBM. Pemerintah telah mengeluarkan
ketentuan tentang empat tumbuhan untuk energi, yaitu tumbuhan sawit,
jarak, singkong dan tebu. Pasalnya, di abad 21 ini salah satu masalah
global yang sedang dihadapi banyak negara adalah kompetisi antara
kecukupan pangan, jaminan ketersediaan energi dan perlindungan
lingkungan.

Mengingat

pentingnya

pengembangan

biomassa

itu,

diharapkan beberapa negara, termasuk lndonesia untuk bersama-sama
meneliti dan mengembangkan energi tersebut.
Tumbuhan yang paling cocok bagi lndonesia menurut konsep
adalah tanaman tebu genjah. Tanaman tebu merupakan alternatif sumber
energi yang potensial karena tebu menghasilkan biomassa berupa ampas
tebu

(bagasse) dan daun tebu kering (daduk). Tebu juga tergolong

sebagai tanaman yang paling efektif dalam mengubah energi matahari
menjadi energi kimia dalam bentuk biomassa. Tanaman tebu mampu
memproduksi biomassa tidak kurang dari 100 tonlha dalam waktu kurang
dari 1 tahun. Dengan demikian, biomassa tebu merupakan sumber energi

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

3

terbarukan yang potensial sebagai sumber energi ('ia:-~.ya K t i i i ; . l ~ ~ .cj.+:-!
~a~-~
n..

t

8

~

c

li[.;sa,
t ~ 20C.3).
Negara Indonesia yang terletak di kawasan tropis dengan sebagian

penduduknya masih bercocok tanam (agraris), merupakan salah satu
Negara penghasil tebu terbesar. Dengan luas lahan mencapai 373.816
tonlha

dapat

menghasilkan

tebu

sebanyak

84,91

tonlha

(www.deptan.go.id) dimana dari proses pengolahan keseluruhan tebu
tersebut menjadi gula dihasilkan 90

Oh

ampas tebu. Ampas tebu

merupakan limbah padat yang berasal dari perasan batang tebu untuk
diambil niranya. Limbah ini banyak mengandung serat dan gabus. Selama
ini pemanfaatan ampas tebu yang dihasilkan masih terbatas sebagai
pakan ternak, bahan baku pembuatan pupuk, pulp, particle board, bahan
bakar boiler di pabrik gula. Disamping terbatas, nilai ekonomi yang
diperoleh juga belum begitu tinggi, oleh karena itu diperlukan adanya
proses teknologi sehingga terjadi diversifikasi pemanfaatan lahan
pertanian yang ada, salah satunya dengan pembuatan briket ampas tebu
sebagai bahan bakar alternatif.
Sumber energi alternatif adalah salah satu solusi untuk mengatasi
masalah kebutuhan bahan bakar. Sumber energi alternatif tersebut adalah
energi biomassa dengan memanfaatkan berbagai limbah pertanian.

2is1-7asss dai-i ampas tebu dimanfaatkan menjadi briket sebagai bahan
bakar alternatif bagi masyarakat. Selain itu, energi biomassa juga
merupakan energi yang ramah lingkungan karena tidak menimbulkan
emisi gas buang. Karena banyaknya jenis biomassa yang belum
dimanfaatkan secara optimal, khususnya di Indonesia, maka penelitianpenelitian yang ditujukan untuk pemanfaatan biomassa sebagai bahan
bakar, sangat diperlukan.
Berdasarkan wacana tersebut, diperlukan suatu kajian mengenai
evaluasi briket ampas tebu sebagai bahan bakar dalam rangka
pengembangan sumber energi alternatif pengganti BBM. Hal ini didukung

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

4

dengan pertimbangan bahwa ampas tebu mempunyai nilai kalor tinggi
untuk pembakaran.
B. ldentifikasi Masalah

Rendahnya penggunaan biomassa dalam ha1 ini limbah pertanian
dan limbah petemakan, sebagai bahan bakar adalah karena rendahnya
informasi yang berkaitan dengan nilai kalor dan karakteristik pembakaran.
Pada penelitian ini kajian yang dilakukan pada briket ampas tebu dari
limbah sisa penggilingan tebu. Pemanfaatan limbah ampas tebu dapat
dimanfaatkan sebagai bahan bakar yang dapat dijadikan briket. Briket
bahan bakar dibuat dari limbah ampas tebu dengan menggunakan
perekat tepung tapioka. Dengan melakukan perbandingan persentase
yang sesuai antara ampas tebu dan perekatnya. Sehingga didapatkan
briket sebagai bahan bakar alternatif yang memiliki nilai kalor pembakaran
sekaligus pengganti minyak tanah (kerosin). Pengujian lama nyala api dan
nilai kalor briket dilakukan untuk mengetahui kualitas briket yang
diproduksi.
C. Batasan Masalah

Penelitian ini dilakukan kajian karakteristik briket ampas tebu
sebagai bahan bakar yang merupakan perpaduan limbah ampas tebu dan
perekat (tepung tapioka). Metode yang dilakukan dalam pembuatan briket
dengan cara manual. Perbandingan ampas tebu dan perekat berdasarkan
ukuran briket yang berdiameter 50 mm. Pengujian karakteristik briket
berupa lama nyala api yang dibakar langsung dan nilai kalor briket ampas
tebu.
D. Perurnusan Masalah

Kebutuhan bahan bakar minyak (BBM) yang cukup besar di
masyarakat, baik industri kecil maupun industri menengah mengakibatkan
kekurangan sumber energi. Energi terbarukan sangat dibutuhkan dalam

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

5

mengatasi kondisi ini. Untuk itu diperlukan pengembangan sebagai
sumber

energi

alternatif.

Solusi

yang

tepat

dalam

menjawab

permasalahan ini melakukan pemanfaatan limbah pertanian menjadi briket
sebagai bahan bakar pengganti BBM. Berdasarkan uraian latar belakang
di atas, maka permasalahan yang diteliti dalam penelitian ini adalah
bagaimana kualitas briket ampas tebu sebagai bahan bakar alternatif
terutama dilihat dari lama nyala api dan nilai kalor. Dengan demikian
ruang lingkup penelitian ini mendalami besarnya nilai kalor yang
terkandung pada briket dengan menggunakan alat bomb kalorimeter.

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanaman Tebu

Tebu (Saccharum officinarum) adalah tanaman yang ditanam untuk
bahan baku gula. Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim
tropis. Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak
ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Tebu
digiling kemudian diekstrak niranya, hasil samping dari proses giling ini
adalah ampas tebu. Tiap berproduksi, pabrik gula selalu menghasilkan
dua macam limbah padat, yaitu: ampas tebu (bagasse) dan blotong (filter
cake). Rata-rata ampas yang diperoleh dari proses giling 32 % tebu.
Dengan produksi tebu di Indonesia pada tahun 2007 sebesar 21 juta ton
potensi ampas yang dihasilkan sekitar 6 juta ton ampas per tahun.
Ampas tebu merupakan limbah padat yang berasal dari perasan
batang tebu untuk diambil niranya. Limbah ini banyak mengandung serat
dan gabus. Selama ini ampas tebu hanya digunakan sebagai bahan bakar
boiler. Ampas tebu selain dimanfaatkan sendiri oleh pabrik sebagai bahan
bakar pemasakan nira, juga dimanfaatkan oleh pabrik kertas sebagai pulp
campuran pembuat kertas. Apabila Pabrik gula dapat efisien dalam
penggunaan bahan bakar maka ada potensi ampas lebih. Potensi ampas
yang berlebih dapat dimanfaatkan untuk diproses sebagai produk turunan.
Ampas dapat diproses menjadi produk antara lain partikel board, plastik,
pith, xylitol, furfural. Kadangkala masyarakat sekitar pabrik memanfaatkan
ampas tebu sebagai bahan bakar. Ampas tebu ini memiliki aroma yang
segar dan mudah dikeringkan sehingga tidak menimbulkan bau busuk.
Ampas tebu mengandung abu 3,82%, lignin 22,09%, selulosa 37,65%,
sari 1,81%, pentosan 27,97%, Si02 3,01%. Komposisi kimia ampas tebu
meliputi; zat arang atau karbon (C) 23,7 %, zat cair atau hidrogen (H) 2 %,
zat asam Oksigen (0) 20 %, air atau W (H20) 50 % dan gula atau pol 3 %.
Berdasarkan bahan kering, ampas tebu adalah terdiri dari unsur C

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

7

(carbon) 47 %, H (Hydrogen) 6,s %, 0 (Oxygen) 44 % dan abu (Ash) 2,5
%. Tiap kilogram ampas dengan kandungan gula sekitar 3 % akan

memiliki kalor sebesar 1825 kkal. Nilai bakar tersebut akan meningkat
dengan menurunnya kadar air dan gula dalam ampas.
B. Biomassa

Biomassa

adalah

suatu

limbah

benda

padat

yang

bisa

dimanfaatkan lagi sebagai sumber bahan bakar selain batu bara (Syafi'i,
2003). Menurut Borrnan, 1998 bahwa biomassa merupakan bahan-bahan
organik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan yang meliputi, dedaunan,
rerumputan, ranting, gulma, limbah pertanian, limbah peternakan, limbah
kehutanan dan gambut. Biomassa diklasifikasikan menjadi dua golongan
yaitu biomassa kayu dan bukan kayu (Borman, 1998). Biomassa
merupakan bahan organik yang dihasilkan dari tumbuh-tumbuhan dan
turunannya, baik tumbuh-tumbuhan di daratan maupun yang tumbuh di
dalam air. Dalam ha1 ini termasuk juga hasil hutan dan limbahnya,
tumbuhan yang khusus ditanam untuk diambil energinya di ladang-ladang
energi serta kotoran-kotoran hewan sebagai sumber energi. Biomassa
juga

merupakan salah satu sumber energi penting yang dapat

diperbaharui. Disamping itu juga termasuk energi terbarukan yang sedang
diteliti dan dikembangkan untuk dipersiapkan menjadi energi alternative
pengganti bahan bakar fosil.
Tanaman panen darat yang terrnasuk penghasil energi biomassa
adalah:
1.Tumbuhan gula seperti tebu dan sorgum manis.
2.Tumbuhan daun, yaitu tumbuhan bukan kayu yang mudah dikonversi
menjadi bahan bakar dan gas.
3.Tumbuhan silvikultur (hutan) seperti poplar hibrida, sycamore, petai
cina, getah manis, alder, ekaliptus, dan kayu-kayu keras lainnya.

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

8

Kotoran hewan dan manusia juga merupakan sumber energi dalam
pembuatan gas metana untuk bahan bakar dan etilena digunakan dalam
industri plastik. Hasil panen air diperoleh dari air tawar, air laut, dan air
payau. Dalam ha1 ini harus diperhitungkan tumbuhan di atas air maupun di
bawah air, termasuk rumput laut, ganggang dan yang sangat menarik kelp

califomia.
Berbagai cara pengkonversian biomassa menjadi energi, yaitu:

1. Pembakaran langsung, seperti limbah kayu, sekam padi dan
tongkol jagung.
2. Konversi termodinamika dengan melakukan pemanasan, pencairan
atau mereaksikannya dengan senyawa lain.
3. Konversi biokimia baik menggunakan mikroba atau senyawa

organik lainnya.
C. Biobriket
Biomassa dapat dibakar dalam bentuk serbuk, briket, ataupun
batangan. Briqueting (briket) merupakan metode yang efektif untuk
mengkonversi bahan baku padat menjadi suatu bentuk hasil kompaksi
yang lebih mudah untuk digunakan

(i~:I:j-~i~.iii,.~-:~;:.~i-.:~~

11, 2004). Briket

merupakan bahan bakar padat yang terbuat dari limbah organik, limbah
pabrik maupun dari limbah perkotaan. Bahan bakar padat ini murupakan
bahan bakar alternatif atau merupakan pengganti bahan bakar minyak
yang paling murah dan dimungkinkan untuk dikembangkan secara masal
dalam waktu yang relatif singkat mengingat teknologi dan peralatan yang
digunakan relatif sederhana ('ivi*-*j

i.istek.l:c,id, 2004).

Biobriket adalah bahan bakar padat yang berasal dari biomassa
seperti kayu, ranting, daun-daunan, rumput, jerami, limbah pertanian yang
diolah lebih lanjut menjadi bentuk briket (penampilan dan kemasan yang
lebih menarik) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar padat untuk
keperluan energi sehari-hari. Penggunaan biobriket untuk kebutuhan

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

9

sehari-hari sebaiknya digunakan biobriket dengan tingkat polusinya paling
rendah dan pencapaian suhu maksimal paling cepat.
Penelitian

telah

banyak

untuk

mempelajari

karakteristik

pembakaran biobriket. Sulistyanto A. (2006), meneliti biobriket yang
menggunakan bahan baku dari sabut kelapa yang dicampur dengan
batubara, dari hasil penelitiannya didapatkan bahwa faktor-faktor yang
mempengaruhi karakteristik pembakaran biobriket antara lain laju
pembakaran, kandungan nilai kalor, berat jenis (bulk density) bahan
bakar. Hasil penelitian Hartoyo, Ando dan Roliadi (2006) menyimpulkan
bahwa kualitas briket arang yang dihasilkan setaraf dengan briket arang
buatan lnggris dan memenuhi persyaratan yang berlaku di Jepang karena
menghasilkan kadar abu dan zat mudah menguap yang rendah serta
tingginya kadar karbon terikat dan nilai kalor. Selain itu hasil penelitian
Hambali

(2006) yang

membuat briket dari

bungkil jarak

80%,

sekamlserbuk gergaji (20%) dengan perekat pati 1% menyimpulkan
bahwa briket tersebut mempunyai nilai kalor sebesar 5500 kkalkg.
Sudrajat (2003) yang membuat briket arang dari delapan jenis kayu
dengan perekat campuran pati dan molase menyimpulkan bahwa makin
tinggi berat jenis kayu, kerapatan briket arangnya makin tinggi pula.
Kerapatan yang dihasilkan antara 0,45 - 1,03 gr/cm3 dan nilai kalor antara
7290 - 7456 kal/g. M. Syamsiro dan H. Saptoadi (2007), melakukan kajian
tentang pembakaran briket biomassa cangkang kakao yang menghasilkan
penurunan emisi CO seiring dengan kenaikan temperatur udara preheat
dan kenaikan emisi CO secara cepat terjadi ketika pengurangan massa
yang cepat. Proses pembuatan briket arang dengan cara berbeda yaitu
tanpa perekat juga pernah dilakukan oleh Sri W (2002). Bahan baku
serbuk gergajian kayu dikeringkan selanjutnya dibuat briket kayu dengan
sistem ulir berputar dan berjalan sambil dipanaskan kemudian diarangkan
dalam kiln bata. Kualitas briket arang yang dihasilkan mempunyai nilai
kalor sebesar 6341 kallg dan kadar karbon terikatnya sebesar 74,35 %.
Sudrajat (1983) yang membuat briket arang dari 8 jenis kayu dengan

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

10

perekat campuran pati dan molase menyimpulkan bahwa makin tinggi
berat jenis kayu, karepatan briket arangnya makin tinggi pula. Kerapatan
yang dihasilkan antara 0,45- 1,03 g/cm3dan nilai kalor antara 7290 - 7456
kallg.
Beberapa faktor persyaratan briket yang baik adalah briket yang
permukaannya halus dan tidak meninggalkan bekas hitam di tangan.
Selain itu, sebagai bahan bakar, briket juga harus memenuhi kriteria
adalah:
a. Mudah dinyalakan dan tidak mengeluarkan asap banyak
b. Emisi gas hasil pembakaran tidak mengandung racun
c. Kedap air dan hasil pembakaran tidak berjamur bila disimpan pada
waktu lama
d. Menunjukkan upaya laju pembakaran (waktu, laju pembakaran, dan
suhu pembakaran) yang baik.
Beberapa kelebihan briket dibandingkan dengan bahan bakar jenis
lainnya, dimana briket memiliki beberapa keunggulan seperti lebih
ekonomis, api berwarna biru, bara api lebih tahan lama, panasnya sangat
stabil, bila sirkulasi udara baik asap yang dihasilkan sedikit dan abu dari
sisa pembakarannya pun sedikit. Begitu juga dengan pemanfaatan briket
sebagai bahan bakar tentu memiliki kelemahan diantaranya cei-:se;-ii;gz:-.
;lIi

b: -i

.

.

.,dsktu ",~ i 7 gpa;?,ai-:s (lai-,;a). bi-i;iet y ~ i 7 gbi4;iaj? jaci
'-.-I, - .4 =---.I
ne;ia air, ~ Y : ~ ~ ; I G S G ~ \Lbr
igdi i *u,,q.&=I
: Id;~5
LC;~C:

; n c L i;:ci, _ . _;el
- _ _ I. I.. - L

-:,

-.r;.!

- 3

-

c-

civic!,

.

r;en6d!a;
:I :

I

:

.

- - - - A

. - _ _..~ i a:dl .2s
3 ~ k a l i;?atis.
I - _ _

Pembuatan briket dengan pemanfaatan limbah mempunyai teknik
tersendiri untuk memperoleh hasil yang baik. Secara umum teknologi
pembriketan dapat dibagi menjadi tiga (Grover dan Mishra, 1996) yaitu:

-

Pembriketan tekanan tinggi.
Pembriketan tekanan medium dengan pemanas.
Pembriketan tekanan rendah dengan bahan pengikat (binder).

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

11

Perekatan partikel-partikel zat dalam bahan baku pada proses
pembuatan briket diperlukan zat pengikat sehingga dihasilkan brikei yang
kompak. Berdasarkan fungsi dari pengikat dan kualitasnya, pemilihan
bahan pengikat dapat berdasarkan sifat dan jenis bahan baku perekatan
briket. Beberapa jenis

bahan dapat digunakan sebagai pengikat

diantaranya lempung (clay), tepung kanji (tapioka), tetes, dan aspal (ter).
Pembuatan briket dari limbah pertanian dan industri dilakukan
dengan cara penambahan perekat tapioka, di mana bahan baku dicacah
terlebih dahulu kemudian ditumbuk, di campur perekat, di cetak (kempa
dingin) dengan sistem hidroulik manual selanjutnya dikeringkan. Estela
(2002) menggunakan dua cara dalam pembuatan briket yaitu kompaksi
rendah dengan menggunakan bahan pengikat clay, bentonit, serta yucca
starch dan kompaksi tinggi tanpa bahan pengikat. Penelitian menunjukkan
nilai kalor briket tanpa pengikat dan kompaksi tinggi memiliki nilai kalor
(13800 MJIKg) lebih tinggi dibandingkan dengan briket yang memakai
bahan pengikat. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan perekat
menurunkan nilai kalor briket. Karakteristik pembriketan dievaluasi
diantaranya dengan melihat durabilitas, kekuatan mekanis, dan perilaku
relaksasi. Relaksasi sangat dipengaruhi oleh tekanan pembriketan.
Semakin tinggi tekanan maka relaksasi akan semakin bertambah.
D. Proses Pembakaran Briket

United Nations Environment Programme (2006), pembakaran
merupakan oksidasi cepat bahan bakar disertai dengan produksi panas,
atau panas dan cahaya. Emisi yang dihasilkan dari pembakaran biomassa
adalah C02, CO, NO,, SO,, dan partikulat. Pembakaran sempurna bahan
bakar terjadi hanya jika ada pasokan oksigen yang cukup. Oksigen (02)
merupakan salah satu elemen bumi paling umum yang jumlahnya
mencapai 20,g0h dari udara. Bahan bakar padat atau cair harus diubah ke
bentuk gas sebelum dibakar. Biasanya diperlukan panas untuk mengubah

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

12

cairan atau padatan menjadi gas. Bahan bakar gas akan terbakar pada
keadaan normal jika terdapat udara yang cukup.
Hampir 79% udara (tanpa adanya oksigen) merupakan nitrogen,
dan sisanya merupakan elemen lainnya. Nitrogen dianggap sebagai
pengencer yang menurunkan suhu yang harus ada untuk mencapai
oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran.
Nitrogen ini juga dapat bergabung dengan oksigen (terutama pada
suhu nyala yang tinggi) untuk menghasilkan oksida nitrogen (NO,), yang
merupakan pencemar beracun. Karbon, hidrogen dan sulfur dalam bahan
bakar bercampur dengan oksigen di udara membentuk karbon dioksida,
uap air dan sulfur dioksida, melepaskan panas masing-masing 8.084 kkal,
28.922 kkal dan 2.224 kkal (www.energyeficiencyasia.org).Pada kondisi
tertentu, karbon juga dapat bergabung dengan oksigen membentuk
karbon monoksida, dengan melepaskan sejumlah kecil panas (2.430
kkallkg

karbon).

Karbon

terbakar

yang

membentuk

C02 akan

menghasilkan lebih banyak panas per satuan bahan bakar daripada bila
menghasilkan CO atau asap.
Tujuan dari pembakaran yang baik adalah melepaskan seluruh
panas yang terdapat dalam bahan bakar. Hal ini dilakukan dengan
pengontrolan "tiga T" pembakaran yaitu (1) Temperature1 suhu yang
cukup tinggi untuk menyalakan dan menjaga penyalaan bahan bakar, (2)
Turbulence1Turbulensi atau pencampuran oksigen dan bahan bakar yang
baik, dan (3) Time1 Waktu yang cukup untuk pembakaran yang sempurna.
Pembakaran sempurna (complete combustion) dapat dicapai
dengan pencampuran antara bahan bakar dan oksidator tepat atau baik,
dengan rasio udara dan bahan bakar yang tepat. Pembakaran sempurna
terjadi jika semua komponen bahan bakar (seperti C, H dan N) terbakar
semuanya dan membentuk ikatan dengan komponen-komponen udara
membentuk suatu senyawa baru (C02, H20, N2). Pencampuran yang baik
terjadi

kalau

berlangsung secara

turbulen.

Enthalpi pembakaran

merupakan selisih antara enthalpi dari produk dengan enthalpi dari

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

13

reaktan ketika pembakaran sempurna berlangsung pada temperatur, dan
tekanan tertentu (TP).Pada Gambar 1 diperlihatkan berbagai kondisi
pembakaran secara ilustrasi.
HEAT
.-.

- -6.;

-

&?-.

- N ; H 2 3- ._
-._ -..---GOOD

.-.--.

:... ,.- . .cohleusrroy
:, .
...
-....
..
. "'.....
--.
:

,1

..-;..-.. .

..-

' . . I

1

Gambar 1. Pembakaran yang sempurna, yang baik dan tidak sempurna
(United Nations Environment Programme, 2006)
Kalor yang dihasilkan' dari pembakaran sempurna (complete
combustion) 1 satuan berat bahan bakar padat atau bahan bakar cair atau

1 satuan volume bahan bakar gas pada kondisi baku (tekanan 1 atm,
suhu 25

OC

atau 60 OF).

Dengan melakukan suatu pengujian dengan

menggunakan bomb kalorimeter akan dapat diperoleh nilai kalor dari hasil
pembakaran. Nilai kalor merupakan ukuran panas atau energi yang
dihasilkan, dan diukur sebagai nilai kalor kotor (gross calorific value) atau
nilai kalor netto (nee calorific value). Perbedaannya ditentukan oleh panas
laten kondensasi dari uap air yang dihasilkan selama proses pembakaran.

E. Nilai Kalor
Nilai kalor bahan bakar adalah suatu besaran yang menunjukkan
nilai energi kalor yang dihasilkan dari suatu proses pembakaran setiap
satuan massa bahan bakar. Bahan bakar yang banyak digunakan
umumnya berbentuk senyawa hidrokarbon. Nilai kalor bahan bakar
menurut Eddy dan Budi (1990) merupakan jumlah energi panas
maksimum yang dibebaskan oleh suatu bahan bakar melalui reaksi
pembakaran sempurna per satuan massa atau volume bahan bakar
~,
kkal/m3, Btullb, atau ~ t u l f t M.
~ . M. Eldengan satuan kJ/kg, k ~ / mkkallkg,

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

14

Wakil (1992) mendefinisikan nilai kalor adalah kalor yang berpindah bila
hasil pembakaran sempurna. Nilai kalor kotor atau gross calorific value
(GCV) mengasumsikan seluruh uap yang dihasilkan selama proses
pembakaran sepenuhnya terembunkan atau terkondensasikan. Nilai kalor
netto

(NCV)

mengasumsikan air

yang

keluar

dengan

produk

pengembunan tidak seluruhnya terembunkan. Bahan bakar harus
dibandingkan berdasarkan nilai kalor netto. Analisa kalor suatu bahan
bakar dimaksudkan untuk memperoleh data tentang energi kalor yang
dapat dibebaskan oleh suatu bahan bakar dengan terjadinya pembakaran
reaksi atau proses (Eddy dan Budi, 1990). Menurut standard ASTM D2015
nilai kalor ditentukan dalam uji standard bomb kalorimeter.
Nilai kalor berhubungan langsung dengan kadar C dan H yang
dikandung oleh bahan bakar padat. Semakin besar kadar keduanya akan
semakin besar nilai kalor yang dikandung. Menariknya dengan proses

charing (pembuatan arang), nilai kalor arang yang dihasilkan akan
meningkat cukup tajam. Nilai kalor rendah (LHV, lower heating value)
adalah jumlah energi yang dilepaskan dari proses pembakaran suatu
bahan bakar dimana kalor laten dari uap air tidak diperhitungkan, atau
setelah terbakar, temperatur gas pembakaran dibuat 1 5 0 ' ~ . Pada
temperatur ini, air berada dalam kondisi fasa uap. Jika jumlah kalor laten
uap air diperhitungkan atau setelah terbakar, temperatur gas pembakaran
dibuat 2 5 ' ~ , maka akan diperoleh nilai kalor atas (HHV, higher heating
value). Pada temperatur ini, air akan berada dalam kondisi fasa cair. Nilai
LHV selalu lebih rendah jika dibandingkan dengan nilai HHV. Hal ini
dikarenakan kalor yang dihasilkan pada proses pembakaran dengan LHV
sebagian digunakan untuk mengubah H20 dari fasa cair menjadi fasa gas
sehingga besar energi kalor yang dapat dimanfaatkan menjadi lebih kecil.
Ada dua macam penentuan yaitu nilai kalor atas higher heating

value (HHV) dan nilai kalor bawah lowerheating value (LHV). Nilai kalor
atas (HHV) merupakan nilai kalor yang diperoleh dari pembakaran I kg
bahan bakar dengan memperhitungkan panas kondensasi uap. Nilai kalor

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

15

bawah (LHV) merupakan nilai kalor yang diperoleh dari pembakaran 1 kg
bahan bakar tanpa memperhitungkan panas kondensasi uap.
Nilai kalor atas atau higher heating value (HHV) dapat dihitung
dengan persamaan:

HHV = (T, - T, - T,) c,,

(M1kg)

Sedangkan nilai kalor bawah atau lower heating value (LHV) dihitung
. .
persarnaan:
dengan

..

... .~

.

LHV = HHV - 3240

( H/kg)

Dimana:
TI = Suhu air pendingin sebelum dinyalakan (OC)
T P = Suhu air pendingin sesudah dinyalakan (OC)

Tkp= Kenaikan suhu kawat penyala (OC)
c, = Panas jenis alat (kjlkg OC)
Faktor-faktor yang mempengaruhi pembakaran bahan bakar padat
(Sulistyanto A, 2006), antara lain ukuran partikel, kecepatan aliran udara,
jenis bahan bakar, temperatur udara pembakaran, karakteristik bahan
bakar padat yang terdiri dari kadar karbon, kadar air (moisture), zat yang
mudah menguap (volatile matter), kadar abu (ash), nilai kalori. Semakin
besar nilai kalor maka kecepatan pembakaran semakin lambat. Makin
tinggi berat jenis bahan bakar semakin tinggi pula nilai kalor yang
diperolehnya. Dengan demikian, maka biomassa yang memiliki berat jenis
yang tinggi rnemiliki nilai kalor yang tinggi. Apabila biomassa tersebut
mengalami proses pembakaran, kecepatan pembakarannya lebih lambat
dibandingkan dengan biomassa yang memiliki berat jenis yang lebih
rendah.

F. Limbah Lingkungan
Limbah adalah sisa suatu usaha dan atau kegiatan. Lirnbah
merupakan

suatu

benda

yang

mengandung zat

yang

bersifat

membahayakan atau tidak membahayakan kehidupan manusia, hewan,

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

16

serta lingkungan dan umumnya muncul karena hasil perbuatan manusia,
termasuk industrialisasi. Secara Umum limbah dibagi dua yaitu:

1. Limbah ekonomis, yaitu limbah yang dapat dijadikaan produk
sekunder untuk produk yang lain dan atau dapat mengurangi
pembelian bahan baku.
2. Limbah non ekonomis, yaitu limbah yang dapat merugikan dan

membahayakan serta menimbulkan pencemaran lingkungan.
Proses pengolahan limbah padat industri di

kelompokkan

berdasarkan fungsinya yaitu pengkonsentrasian, pengurangan kadar air,
stabilisasi dan pembakaran dengan incinetor. Pengolahan tersebut pada
industri penghasil limbah dapat dilakukan sendiri-sendiri atau secara
berurutan tergantung dari jenis dan jumlah limbah padat yang dihasilkan.
Salah satu cara mengatasi limbah padat dengan cara pembakaran.
Pembakaran dilakukan sludge dengan suhu tinggi. Dalam proses
pembakaran limbah padat ini harus digunakan peralatan yang khusus
seperti insenerator karena dengan pembakaran dengan suhu tersebut
dapat sempurna dan tidak dihasilkan hasil sampingan yang akan
membahayakan lingkungan.

G. Pertanyaan Penelitian

Potensi energi dari limbah pertanian masih dimungkinkan untuk
dimanfaatkan lagi. Salah satunya pembuatan briket dengan proses yang
sederhana dapat dilakukan. Briket yang terdiri dari limbah ampas tebu dan
perekat dengan perbandingan fraksi massa yang optimal masih perlu
diteliti lebih lanjut. Bagaimanakah karakteristik briket ampas tebu sebagai
bahan bakar pengganti minyak tanah (kerosin). Sehingga briket ampas
tebu ini dapat direkomendasikan dan dijadikan sebagai bahan bakar
alternatif.

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

BAB Ill
TUJUAN DAN MANFAAT PENELlTlAN
A. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian yang dilakukan ini adalah:
1. Mendeskripsikan proses pembuatan biomassa dari limbah tanaman

dengan memanfaatkan ampas tebu menjadi briket bahan bakar

2. Menentukan nilai kalor y G g dikandung briket ampas tebu
3. Mendeskripsikan bahwa briket ampas tebu merupakan bahan bakar

alternatif yang dapat digunakan oleh masyarakat.
B. Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian ini nantinya diharapkan dapat digunakan
sebagai salah satu referensi dalam mengatasi limbah tanaman dan
lingkungan, menjadi rekomendasi bagi pemerintah serta pengembangan
penelitian dilingkungan akademik dan masyarakat.

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

BAB IV

METODE PENELlTlAN
A. Jenis Penelitian
Penelitian yang dilakukan adalah jenis penelitian eksperimen,
dimana hasil pengujian diperoleh melalui percobaan langsung terhadap
benda uji. Berdasarkan pokok masalah yang di bahas dalam bab
sebelumnya, maka data diperoleh melalui hasil pengujian lama nyala api
dan nilai kalor briket ampas tebu, dilanjutkan dengan pengamatan dan
analisa terhadap data yang diperoleh dari percobaan di laboratorium.
8. Waktu dan Tempat

Waktu pelaksanaan penelitian dilakukan dalam jangka waktu empat
bulan, mulai dari pengajuan proposal, proses pembuatan spesimen,
pengujian, analisa data sampai pembuatan laporan. Adapun tempat
pelaksanaan penelitian adalah di laboratorium konversi energi Teknik
Mesin FT-UNP Padang dan Labor PT. Sucofindo.
C. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ampas tebu dari
hasil penggilingan tebu. Ampas tebu diperoleh dari limbah lndustri
penghasil gula tebu (saka) dan pedagang penjual air tebu. Ampas tebu
kemudian dicacah dan dijadikan briket bahan bakar dengan menggunakan
pengikat tepung kanji (tapioka) yang dicampur getah damar. Bahan baku
untuk pembuatan briket diperlihatkan pada Gambar 1. Larutan kimia
Nafthalene, Alkali dan Reagensia (Na2C03) yang diperlukan dalam
pengujian nilai kalor.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat
pencacah (mixer) ampas tebu, unit pencetak briket (Gambar 2), unit bomb
kalorimeter beserta kelengkapannya, unit oven pemanas, neraca analitik,

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

BAB IV
METODE PENELlTlAN
A. Jenis Penelitian

Penelitian yang dilakukan adalah jenis penelitian eksperimen,
dimana hasil pengujian diperoleh melalui percobaan langsung terhadap
benda uji. Berdasarkan pokok masalah yang di bahas dalam bab
sebelurnnya, maka data diperoleh rnelalui hasil pengujian lama nyala api
dan nilai kalor briket ampas tebu, dilanjutkan dengan pengamatan dan
analisa terhadap data yang diperoleh dari percobaan di laboratorium.
6.Waktu dan Tempat

Waktu pelaksanaan penelitian dilakukan dalam jangka waktu empat
bulan, mulai dari pengajuan proposal, proses pembuatan spesimen,
pengujian, analisa data sampai pembuatan laporan. Adapun tempat
pelaksanaan penelitian adalah di laboratorium konversi energi Teknik
Mesin FT-UNP Padang dan Labor PT. Sucofindo.
C. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ampas tebu dari
hasil penggilingan tebu. Ampas tebu diperoleh dari limbah lndustri
penghasil gula tebu (saka) dan pedagang penjual air tebu. Ampas tebu
kemudian dicacah dan dijadikan briket bahan bakar dengan menggunakan
pengikat tepung kanji (tapioka) yang dicampur getah damar. Bahan baku
untuk pembuatan briket diperlihatkan pada Gambar 2. Larutan kimia
Nafthalene, Alkali dan Reagensia (Na2C03) yang diperlukan dalam
pengujian nilai kalor.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat
pencacah (mixer) ampas tebu, unit pencetak briket (Gambar 3), unit bomb
kalorimeter beserta kelengkapannya, unit oven pemanas, neraca analitik,

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

19

cawan, termometer, kawat pijar, tabung oksigen, lndikator methyl red,
stopwatch, buret, pinset dan tungku masak atau anglo (Gambar 4).
Alat bomb kalorimeter (Gambar 5) merupakan suatu alat yang
digunakan untuk menentukan panas yang dibebaskan oleh suatu bahan
bakar dan oksigen pada volume tetap.
..

---

--. .

Getah Damar

Tapioka
Gambar 2. Bahan Pembuatan Briket

Gambar 3. Pencetak Briket

Gambar 4. Tungku (Anglo)

-

Gambar 5 . Alat Uji Bomb Kalorimeter

---

/

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

D. Metode Pelaksanaan
Dalam penelitian ini dilakukan beberapa tahapan kegiatan. Diawali
dengan persiapan bahan dan alat beserta cetakan, pembuatan briket
ampas tebu dan pembuatan sampel uji nilai kalor.
Bahan utama berupa ampas tebu terlebih dahulu dicacah sampai
halus dan ditimbang sesuai kebutuhan pemakaian 70%. Selanjutnya
getah damar yang sudah kering dan dihaluskan dipersiapkan sebanyak
10%. Bahan pengikat briket digunakan tepung tapioka sebanyak 20%.
Setelah persiapan bahan selesai dilanjutkan dengan proses pembuatan
briket. Ampas tebu yang telah dicacah dengan mixer, serbuk getah damar
dan tepung tapioka dicampur dalam wadah dan diaduk beberapa menit
sampai benar-benar tercampur dengan merata. Kemudian air dimasukan
ke dalam wadah sambil di aduk lagi

sampai air tersebut tercampur

dengan merata juga pada bahan-bahan campuran tadi. Campuran ini
diaduk terus sampai campuran tersebut mengempal seperti tanah
lempung. Proses pencetakan dilakukan dengan memasukan campuran
yang sudah mengempal tadi ke dalam cetakan sedikit demi sedikit sesuai
dengan ukuran beriket yang akan dibuat. Briket ampas tebu ini dibuat
berbentuk selinder dengan ukuran diamater

+ 50 mm dan tinggi + 45 mm.

Cetak seluruh campuran tersebut sampai selesai seluruhnya. Proses
pengeringan briket ampas tebu yang sudah di cetak kemudian dilakukan
proses pengeringan. Untuk mengeringkan briket dapat dijemur dengan
cahaya matahari, tetapi untuk mempercepat proses ini dilakukan dengan
memanggang briket dengan menggunakan open pemanas di atas tungku
sederhana. Tungku dapat terbuat dari tumpukan batu bata, dimana
dibawah open pemanas tersebut dinyalakan api untuk memanaskan open
pemanas. Pada saat proses ini harus diperhatikan Briket ampas tebu
harus benar-benar kering. Tempat penyimpanan briket ampas tebu tidak
diperlukan tempat khusus tetapi harus menghindarkan briket tidak terkena
air. Geometri dan dimensi briket yang diproduksi ditunjukkan pada
Gambar 6 dan Gambar 7.

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

21

Gambar 6. Geometri dan Dimensi Briket
7

Gambar 7. Briket Ampas Tebu yang di produksi
Briket ampas tebu yang telah kering kemudian dilakukan pengujian
terhadap kualitasnya. Beberapa ha1 yang diuji menyangkut kualitas briket
yaitu penetapan bahan kering dan nilai kalor briket. Pada pengujian ini
digunakan alat bomb kalorimeter. Pengujian lama nyala api briket ampas
tebu dilakukan pada tungku masak untuk mengetahui performanya. Pada
pengujian nyala api ini dilakukan dengan mencoba memasak air pada
tungku masak dan akan dilihat banyaknya keterpakaian briket. Kemudian
dibandingkan dengan memasak air dengan kompor biasa yang berbahan
bakar minyak.
E. Pengamatan

Setelah beberapa sampel briket diuji pada bomb kalorimeter dan
mendapatkan beberapa data uji, selanjutnya dilakukan pengolahan data
uji dengan kalkulasi matematis dengan menggunakan persamaan yang
ada. Sehingga dari keseluruhan pengujian akan diketahui nilai kalor rata-

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

22

rata briket. Demikian juga dengan pengujian lama nyala api briket
dianalisa secara teoritis dengan membandingkan hasilnya apabila
menggunakan bahan bakar minyak.

F. Diagram Alir Penelitian

Diagram alir penelitian seperti diperlihatkan pada Gambar 8.
/-

f Briket Ampas Tebu %bag.;'\\
,'

Bahan Bakar Alternative

I

I

,/ Ampas Tebu

Tapioka

1

Pembuatan Briket

,*
Pengujian

Briket

I

7

1

,

Getah

'---..' Damar

-

I

I

Uji Nilai Kalor a
(Bomb Kalorimeter)

Uji Lama nyala api
(Tunghu masak)

Kesimpulan dan
Penulisan Laporan

L
Selesai

Gambar 8. Diagram Alir Penelitian

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

BAB V
HASlL DAN PEMBAHASAN
A.

Lama Nyala Api
Dari penelitian yang dilakukan diperoleh karakteristik kualitas briket

ampas tebu sebagai bahan bakar. Pengujian pembakaran briket ampas
tebu dilakukan pada tungku (anglo) yang berisikan 15 buah briket (+ 500
gram). Sebelum dibakar terlebih dahulu satu briket di rendam dengan
minyak tanah (kerosin) dan diletakkan pada bagian atas. Pada awal
pembakaran briket menimbulkan asap. Beberapa saat kemudian briket
terbakar dan menimbulkan lidah api berwarna merah. Sekitar 10,27 menit
kemudian terlihat nyala api berwarna kebiruan yang menandakan
dimulainya menghitung lama nyala api. Proses pembakaran briket ampas
tebu dalam tungku (anglo) dapat dilihat pada Gambar 9. Waktu nyala api
dipengaruhi oleh perekat yang dicampurkan pada pembuatan briket,
dimana perekat hanya mengikat ampas tebu pada briket. Lama nyala api
juga dipengaruhi oleh banyaknya briket ampas tebu yang dibakar sebagai
bahan bakar. Kondisi nyala api ini dapat bertahan sekitar 43,96menit
tanpa penambahan. Dengan menggunakan bahan bakar minyak tanah

+

(kerosin) sebanyak 1 liter pembakaran dapat bertahan 60 menit.

Gambar 9. Proses Pembakaran Briket Ampas Tebu

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

B.

Pengujian Nilai Kalor
Dari hasil pengujian dengan menggunakan alat bomb kalorimeter

diperoleh nilai kalor atas (HHV) dan nilai kalor bawah (LHV). Dengan
menggunakan persamaan sebelumnya dapat dihitung Nilai kalor atas atau

higher heating value (HHV) dan nilai kalor bawah (LHV). Hasil pengujian
dan kalkulasi perhitungan nilai kalor seperti ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian dan Kalkulasi Nilai Kalor
Sampel uji

G

HHV

LHV

(Jlkg)

(kJ1kg)

(kJlkg)

0,05

73529,6

17647,l

14407,l

26,82

0,05

73529,6

18382,4

15142,4

26,76

0,05

73529,6

19117,7

15877,7

18382,4

15142,4

T1

T2

(Oc)

("c)

1

27,18

26,89

2

27,12

3

27,07

Rata-rata

Berdasarkan kondisi bahan kering, komposisi kimia ampas tebu
akan mengalami perubahan dari kondisi basah. Komposisi kimianya terdiri
dari unsur C (carbon) 47 %, H (Hydrogen) 6,s %, 0 (Oxygen) 44 % dan
abu (Ash) 2,s %. Dengan berpedoman pada kondisi ini maka nilai kalor
ampas tebu dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Dulong dan
Petit.
Nilai kalor atas (Higher Heating Value):

maka:

Nilai kalor bawah (Lower Heating Value):

LHV = H W - 2400 (H,O+ 9 H,)
maka:

LHV = 17398,5 - 2400 (0+ 9(0,065))
= 15994,5 W l kg

kJ/kg

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa:
1. Dapat dibuktikan dalam pembuatan biomassa dari limbah tanaman
dengan memanfaatkan ampas tebu menjadi briket bahan bakar
serta dapat diperoleh informasi mengenai karakteristiknya.
2. Nilai kalor atas (HHV) briket ampas tebu rata-rata 18382,4 kJ/kg
dan nilai kalor bawah (LHV) 15142,4 kJlkg. Nilai ini diperoleh
dengan pengujian menggunakan alat bomb kalorimeter. Jika
dibandingkan dengan minyak tanah yang memiliki nilai kalor
sebesar 11.100 kKal/kg (46465 kJkg) menunjukkan bahwa nilai
kalor briket ampas tebu hanya 40 % dari nilai kalor minyak tanah
3. Dapat dibuktikan bahwa briket ampas tebu merupakan bahan bakar
alternatif yang dapat digunakan oleh masyarakat. Lama nyala api
briket ampas tebu dapat berlangsung selama 43,96 menit dengan
banyaknya briket 500 gram. Untuk 1000 gram (1 kg) briket ampas
tebu lama penyalaan pembakaran mencapai waktu 87,93 menit
Jika dibandingkan dengan pembakaran dengan bahan bakar
minyak tanah (kerosin) lama pembakaran mencapai

&

60 menit.

Dengan demikian pemakaian briket ampas tebu sebagai bahan
bakar sangat dimungkinkan dan briket sangat berpotensi dijadikan
sebagai bahan bakar padat pengganti bahan bakar cair (minyak
ianah)
B. Saran

Kegiatan

penelitian

yang

telah

dilaksanakan masih dapat

dilanjutkan lagi untuk mendapaikan kajian yang lebih spesifik mengenai
karakteristik briket ampas tebu. iiasii penelitian ini dapat diaunakan
sebaqai referensi dalam menqatasi limbah tanaman dan linakunnan.

Laporan Hasil Penelitian DIPA-UNP 2010

26

menjadi rekomendasi bagi pemerintah serta pengembangan penelitian
dilingkungan akademik dan masyarakat.

Laporan Hasil Peneiitian DIPA-UNP 2010

DAFTAR PUSTAKA
Borrnan, G.L., dan Ragland, K.W. (1998). Combustion Engineering,
McGraw-Hill Book Co., Singapore.
Bureau of Energy Efficiency. (2004). Energy Efficiency in Thermal Utilities.
Chapter 1.
Departernen Energi dan Surnber Daya Mineral (DESDM). (2004). Statistik
Energi Indonesia.
Eddy dan Budi. (1990). Teknik Pembakaran Dasar dan Bahan Bakar,
JTM-FTI-ITS, Surabaya.
Estela, A., (2002). Rice husk-an Alternative Fuel in Peru, Boiling Point
No.48.
Grover, P.D. dan Mishra, S.K. (1996). Biomass Briquetting : Technology
and Practices, Field Document No. 46, FAO-Regional Wood Energy
Development Program (RWEDP) In Asia, Bangkok.
Harnbali, E., dkk. (2006). Jarak Pagar Tanaman Penghasil Biodiesel.
Penebar Swadaya, Jakarta

M. M. Wakil. (1992). lnstalasi Pembangkit Daya, Jilid-1, Erlangga, Ja