Pengaruh Variasi Perbandingan Eceng Gondok dan Tempurung Kelapa serta Variasi Kadar Perekat Tapioka Terhadap Karakteristik Briket
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Pertumbuhan jumlah penduduk yang terus meningkat menyebabkan
permintaan energi semakin meningkat pula.Salah satu sumber energi utama yang
banyak dikonsumsi oleh manusia adalah sumber daya alam yang berasal dari fosil.
Sumber energi ini terbentuk berjuta-juta tahun yang lalu, sehingga lambat laun
akan habis. Masalah pengurangan sumber energi ini mendorong manusia untuk
melakukan penghematan dan mencari sumber energi pengganti. Oleh karena itu,
perlu diupayakan sumber bahan baku alternatif yang dapat diperbarui serta bahan
bakunya yang mudah untuk diperoleh. Salah satu contoh sumber energi tersebut
seperti energi yang berasal dari biomassa yaitu briket.
Salah satu biomassa yang dapat dijadikan briket adalah eceng gondok dan
tempurung kelapa.Eceng gondok (Eichornia Crassipes) merupakan tumbuhan air
yang tumbuh di rawa-rawa, danau, waduk dan sungai yang alirannya tenang.
Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat menimbulkan berbagai masalah,
antara lain mempercepat pendangkalan sungai atau danau, menurunkan produksi
ikan, mempersulit saluran irigasi, dan menyebabkan penguapan air 3 sampai 7 kali
lebih besar daripada penguapan air di perairan terbuka. Pertumbuhan eceng
gondok yang cukup pesat ini dapat dimanfaatkan sebagai briket dengan nilai kalor
eceng gondok 3.207 kal/gr [1].
Tempurung kelapa merupakan lapisan keras yang terletak di bagian
dalam kelapa setelah sabut.Tempurung merupakan lapisan yang keras dengan
ketebalan antara 3 mm sampai dengan 5 mm. Sifat kerasnya disebabkan oleh
banyaknya kandungan silikat (SiO2) yang terdapat pada tempurung tersebut. Dari
berat total buah kelapa, 15 % sampai 19 % diantaranya merupakan berat
tempurung, selain itu tempurung kelapa juga banyak mengandung lignin. Pada
umumnya nilai kalor yang terkandung dalam tempurung kelapa berkisar antara
4.347,82 kal/gr hingga 4.619,69 kal/gr [2]. Oleh karena itu briket dari eceng
gondok dan tempurung kelapa ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku energi
alternatif yang terbarukan.
1
Universitas Sumatera Utara
Penelitian yang berkaitan dengan pembuatan briket telah banyak
dilakukan, diantaranya Penelitian tentang analisa uji proximate terhadap briket
dengan memvariasikan perbandingan eceng gondok dengan daun dan ranting
berbagai jenis tanaman yang merupakan sampah organik. Pada penelitian tersebut,
nilai kalor tertinggi dihasilkan dari campuran eceng gondok dan daun ranting pada
perbandingan 1:4 dengan nilai kalor 4.348 kal/gr. Sedangkan berdasarkan uji
eksperimental, briket terbaik diperoleh pada briket dengan perbandingan 3:2
dengan waktu nyala terlama yaitu 53 menit dengan laju pembakaran rata-rata yang
lebih minimum daripada briket jenis lainnya yakni sebesar 0,04 gram/menit [1].
Pembuatan dan analisis mutu briket dari tempurung kelapa dengan
melakukan eksperimen yang bertujuan untuk mengetahui mutu briket ditinjau dari
kadar kanji. Dari hasil penelitian diperoleh hasil yang optimum pada briket yang
mengandung kadar kanji 1% dari berat serbuk arang, dengan kadar air yang
diperoleh 3,46%, kadar abu 7,49%, sedangkan kadar zat yang hilang pada suhu
950ºC 2,86%. Nilai karakteristik dari tiap-tiap perlakuan komposisi briket
menunjukkan bahwa dengan meningkatnya persentase perekat kanji maka kadar
air, kadar abu dan kadar zat mudah menguap semakin meningkat [3].
Penelitian mengenai pembuatan briket arang dari campuran buah bintaro
dan tempurung kelapa menggunakan perekat amilum yang bertujuan untuk
mendapatkan briket dengan kualitas terbaik dengan memvariasikan suhu
karbonisasi. Hasil briket arang yang optimum diperoleh dari campuran buah
bintaro dan tempurung kelapa dengan perbandingan 40% : 60% dengan suhu
karbonisasi 400 oC, kadar air 7,03%, kadar abu 2,36%, kadar zat mudah menguap
77,12% dan nilai kalor 6.970 kal/gr [4].
Pemanfaatan eceng gondok untuk bahan baku briket sebagai bahan bakar
alternatif bertujuan untuk mencari kadar perekat yang optimum dari briket yang
dihasilkan dengan menggunakan perekat tapioka. Hasil penelitian menunjukkan
karakterisik briket terbaik dihasilkan dari briket arang eceng gondok dengan
perekat sebesar 5%, untuk campuran arang dan biobriket dari eceng gondok
dengan perekat 12,5% dan pada biobriket eceng gondok dengan kadar perekat
15% [5].
2
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan keempat penelitian tersebut, maka peneliti tertarik untuk
melakukan penelitian tentang pembuatan briket dari bahan baku eceng gondok
dan tempurung kelapa untuk menghasilkan briket dengan nilai kalor tertinggi serta
memiliki sifat fisik dan kimia yang baik.
Tingkat konsumsi terhadap minyak rata-rata naik 6% pertahun. Hal ini
diperkirakan akan terus meningkat pada tahun berikutnya. Dari penelitian ini
diharapkan dapat dikembangkan lebih lanjut
tentang pemanfaatan limbah
biomassa seperti eceng gondok dan tempurung kelapa sehingga menjadi
kontribusi bagi upaya pengadaan bahan bakar alternatif yang terbarukan [6].
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Agar diperoleh briket arang dengan sifat fisik dan kimia yang baik maka
perlu dikaji upaya-upaya untuk meningkatkan kualitas dari briket. Upaya-upaya
yang dapat dilakukan antara lain menentukan perbandingan eceng gondok dan
tempurung kelapa serta variasi kadar perekat tapioka pada pembuatan briket. Oleh
karena itu perlu diteliti: Bagaimana pengaruh variasi perbandingan komposisi
bahan baku dari eceng gondok dan tempurung kelapa serta variasi kadar bahan
perekat tapioka pada pembuatan briket untuk menghasilkan briket yang
berkualitas.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian adalah :
1. Mengetahui variasi yang sesuai dalam penambahan kadar perekat (tepung
tapioka) pada variasi perbandingan bahan baku eceng gondok dan tempurung
kelapa.
2. Menghasilkan karakteristik briket yang terbaik.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi tentang pemanfaatan potensi biomassa sebagai salah
satu sumber energi alternatif.
3
Universitas Sumatera Utara
2. Memberikan informasi tentang variasi perbandingan komposisi eceng gondok
dan tempurung kelapa serta perekat tapioka terhadap karakteristik briket yang
dihasilkan.
3. Meningkatkan nilai ekonomi dari eceng gondok dan tempurung kelapa.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Instrument, Laboratorium
Bahan Konstruksi dan Korosi serta Laboratorium Operasi Teknik Kimia,
Politeknik Teknologi Kimia Industri. Ruang lingkup penelitian ini adalah sebagai
berikut :
1. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi bahan utama dan bahan
pendukung, yaitu :
a.
Bahan utama
1) Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah eceng
gondok dan tempurung kelapa.
2) Tepung tapioka yang berfungsi sebagai bahan perekat dalam
pembuatan briket.
b.
Bahan pendukung
Bahan pendukung yang digunakan adalah air yang berfungsi sebagai
campuran bahan perekat.
2. Variabel penelitian
Variabel yang digunakan dalam penelitian ini meliputi variabel tetap dan
variabel berubah sebagai berikut :
a. Variabel tetap, yaitu :
1) Ukuran partikel arang dengan menggunakan 60 mesh.
2) Berat eceng gondok 20 gram.
3) Suhu karbonisasi eceng gondok dan tempurung kelapa yaitu 400 oC.
4) Perekat tapioka dengan rasio perbandingan tapioka dan air yaitu 1:4.
4
Universitas Sumatera Utara
b. Variabel berubah, yaitu :
Perbandingan antara eceng gondok dan tempurung kelapa serta persentase
perekat tapioka dari berat total bahan baku ditunjukkan seperti pada Tabel
1.1:
Tabel 1.1 Variasi Kadar Perekat Tapioka dengan Perbanding Bahan
Baku Eceng Gondok dan Tempurung Kelapa
Kadar Perekat Tapioka
Perbandingan
(%)
Eceng Gondok : Tempurung
Kelapa
1:1
1:2
5
1:3
1:4
1:1
1:2
10
1:3
1:4
1:1
1:2
15
1:3
1:4
3. Analisa yang dilakukan adalah
a. Analisa proximate, yang meliputi :
1. Kadar abu
2. Kadar air
3. Kadar zat volatil
4. Nilai kalor
b. Uji kerapatan
c. Uji eksperimental untuk laju pembakaran
d. Uji tekan
5
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Pertumbuhan jumlah penduduk yang terus meningkat menyebabkan
permintaan energi semakin meningkat pula.Salah satu sumber energi utama yang
banyak dikonsumsi oleh manusia adalah sumber daya alam yang berasal dari fosil.
Sumber energi ini terbentuk berjuta-juta tahun yang lalu, sehingga lambat laun
akan habis. Masalah pengurangan sumber energi ini mendorong manusia untuk
melakukan penghematan dan mencari sumber energi pengganti. Oleh karena itu,
perlu diupayakan sumber bahan baku alternatif yang dapat diperbarui serta bahan
bakunya yang mudah untuk diperoleh. Salah satu contoh sumber energi tersebut
seperti energi yang berasal dari biomassa yaitu briket.
Salah satu biomassa yang dapat dijadikan briket adalah eceng gondok dan
tempurung kelapa.Eceng gondok (Eichornia Crassipes) merupakan tumbuhan air
yang tumbuh di rawa-rawa, danau, waduk dan sungai yang alirannya tenang.
Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat menimbulkan berbagai masalah,
antara lain mempercepat pendangkalan sungai atau danau, menurunkan produksi
ikan, mempersulit saluran irigasi, dan menyebabkan penguapan air 3 sampai 7 kali
lebih besar daripada penguapan air di perairan terbuka. Pertumbuhan eceng
gondok yang cukup pesat ini dapat dimanfaatkan sebagai briket dengan nilai kalor
eceng gondok 3.207 kal/gr [1].
Tempurung kelapa merupakan lapisan keras yang terletak di bagian
dalam kelapa setelah sabut.Tempurung merupakan lapisan yang keras dengan
ketebalan antara 3 mm sampai dengan 5 mm. Sifat kerasnya disebabkan oleh
banyaknya kandungan silikat (SiO2) yang terdapat pada tempurung tersebut. Dari
berat total buah kelapa, 15 % sampai 19 % diantaranya merupakan berat
tempurung, selain itu tempurung kelapa juga banyak mengandung lignin. Pada
umumnya nilai kalor yang terkandung dalam tempurung kelapa berkisar antara
4.347,82 kal/gr hingga 4.619,69 kal/gr [2]. Oleh karena itu briket dari eceng
gondok dan tempurung kelapa ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku energi
alternatif yang terbarukan.
1
Universitas Sumatera Utara
Penelitian yang berkaitan dengan pembuatan briket telah banyak
dilakukan, diantaranya Penelitian tentang analisa uji proximate terhadap briket
dengan memvariasikan perbandingan eceng gondok dengan daun dan ranting
berbagai jenis tanaman yang merupakan sampah organik. Pada penelitian tersebut,
nilai kalor tertinggi dihasilkan dari campuran eceng gondok dan daun ranting pada
perbandingan 1:4 dengan nilai kalor 4.348 kal/gr. Sedangkan berdasarkan uji
eksperimental, briket terbaik diperoleh pada briket dengan perbandingan 3:2
dengan waktu nyala terlama yaitu 53 menit dengan laju pembakaran rata-rata yang
lebih minimum daripada briket jenis lainnya yakni sebesar 0,04 gram/menit [1].
Pembuatan dan analisis mutu briket dari tempurung kelapa dengan
melakukan eksperimen yang bertujuan untuk mengetahui mutu briket ditinjau dari
kadar kanji. Dari hasil penelitian diperoleh hasil yang optimum pada briket yang
mengandung kadar kanji 1% dari berat serbuk arang, dengan kadar air yang
diperoleh 3,46%, kadar abu 7,49%, sedangkan kadar zat yang hilang pada suhu
950ºC 2,86%. Nilai karakteristik dari tiap-tiap perlakuan komposisi briket
menunjukkan bahwa dengan meningkatnya persentase perekat kanji maka kadar
air, kadar abu dan kadar zat mudah menguap semakin meningkat [3].
Penelitian mengenai pembuatan briket arang dari campuran buah bintaro
dan tempurung kelapa menggunakan perekat amilum yang bertujuan untuk
mendapatkan briket dengan kualitas terbaik dengan memvariasikan suhu
karbonisasi. Hasil briket arang yang optimum diperoleh dari campuran buah
bintaro dan tempurung kelapa dengan perbandingan 40% : 60% dengan suhu
karbonisasi 400 oC, kadar air 7,03%, kadar abu 2,36%, kadar zat mudah menguap
77,12% dan nilai kalor 6.970 kal/gr [4].
Pemanfaatan eceng gondok untuk bahan baku briket sebagai bahan bakar
alternatif bertujuan untuk mencari kadar perekat yang optimum dari briket yang
dihasilkan dengan menggunakan perekat tapioka. Hasil penelitian menunjukkan
karakterisik briket terbaik dihasilkan dari briket arang eceng gondok dengan
perekat sebesar 5%, untuk campuran arang dan biobriket dari eceng gondok
dengan perekat 12,5% dan pada biobriket eceng gondok dengan kadar perekat
15% [5].
2
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan keempat penelitian tersebut, maka peneliti tertarik untuk
melakukan penelitian tentang pembuatan briket dari bahan baku eceng gondok
dan tempurung kelapa untuk menghasilkan briket dengan nilai kalor tertinggi serta
memiliki sifat fisik dan kimia yang baik.
Tingkat konsumsi terhadap minyak rata-rata naik 6% pertahun. Hal ini
diperkirakan akan terus meningkat pada tahun berikutnya. Dari penelitian ini
diharapkan dapat dikembangkan lebih lanjut
tentang pemanfaatan limbah
biomassa seperti eceng gondok dan tempurung kelapa sehingga menjadi
kontribusi bagi upaya pengadaan bahan bakar alternatif yang terbarukan [6].
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Agar diperoleh briket arang dengan sifat fisik dan kimia yang baik maka
perlu dikaji upaya-upaya untuk meningkatkan kualitas dari briket. Upaya-upaya
yang dapat dilakukan antara lain menentukan perbandingan eceng gondok dan
tempurung kelapa serta variasi kadar perekat tapioka pada pembuatan briket. Oleh
karena itu perlu diteliti: Bagaimana pengaruh variasi perbandingan komposisi
bahan baku dari eceng gondok dan tempurung kelapa serta variasi kadar bahan
perekat tapioka pada pembuatan briket untuk menghasilkan briket yang
berkualitas.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian adalah :
1. Mengetahui variasi yang sesuai dalam penambahan kadar perekat (tepung
tapioka) pada variasi perbandingan bahan baku eceng gondok dan tempurung
kelapa.
2. Menghasilkan karakteristik briket yang terbaik.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi tentang pemanfaatan potensi biomassa sebagai salah
satu sumber energi alternatif.
3
Universitas Sumatera Utara
2. Memberikan informasi tentang variasi perbandingan komposisi eceng gondok
dan tempurung kelapa serta perekat tapioka terhadap karakteristik briket yang
dihasilkan.
3. Meningkatkan nilai ekonomi dari eceng gondok dan tempurung kelapa.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Instrument, Laboratorium
Bahan Konstruksi dan Korosi serta Laboratorium Operasi Teknik Kimia,
Politeknik Teknologi Kimia Industri. Ruang lingkup penelitian ini adalah sebagai
berikut :
1. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi bahan utama dan bahan
pendukung, yaitu :
a.
Bahan utama
1) Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah eceng
gondok dan tempurung kelapa.
2) Tepung tapioka yang berfungsi sebagai bahan perekat dalam
pembuatan briket.
b.
Bahan pendukung
Bahan pendukung yang digunakan adalah air yang berfungsi sebagai
campuran bahan perekat.
2. Variabel penelitian
Variabel yang digunakan dalam penelitian ini meliputi variabel tetap dan
variabel berubah sebagai berikut :
a. Variabel tetap, yaitu :
1) Ukuran partikel arang dengan menggunakan 60 mesh.
2) Berat eceng gondok 20 gram.
3) Suhu karbonisasi eceng gondok dan tempurung kelapa yaitu 400 oC.
4) Perekat tapioka dengan rasio perbandingan tapioka dan air yaitu 1:4.
4
Universitas Sumatera Utara
b. Variabel berubah, yaitu :
Perbandingan antara eceng gondok dan tempurung kelapa serta persentase
perekat tapioka dari berat total bahan baku ditunjukkan seperti pada Tabel
1.1:
Tabel 1.1 Variasi Kadar Perekat Tapioka dengan Perbanding Bahan
Baku Eceng Gondok dan Tempurung Kelapa
Kadar Perekat Tapioka
Perbandingan
(%)
Eceng Gondok : Tempurung
Kelapa
1:1
1:2
5
1:3
1:4
1:1
1:2
10
1:3
1:4
1:1
1:2
15
1:3
1:4
3. Analisa yang dilakukan adalah
a. Analisa proximate, yang meliputi :
1. Kadar abu
2. Kadar air
3. Kadar zat volatil
4. Nilai kalor
b. Uji kerapatan
c. Uji eksperimental untuk laju pembakaran
d. Uji tekan
5
Universitas Sumatera Utara