Pengaruh Temperatur terhadap Karakteristik Briket Bioarang dari Campuran Sampah Kebun dan Kulit Kacang Tanah dengan Tambahan Minyak Jelantah 

Ricky Pratama Djafaar 10513042 
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan,  
Universitas Islam Indonesia, Sleman, Indonesia 55584 
rickypdjafaar@gmail.com 
 
Abstrak 
Potensi biomassa di Indonesia yang bisa digunakan sebagai sumber energi jumlahnya sangat melimpah. Sumber energi jenis ini banyak diperoleh dari hasil maupun limbah hutan, perkebunan, peternakan dan pertanian, seperti kulit kacang tanah dan dedaunan kering yang jika dimanfaatkan dapat menjadi bahan baku sebagai bahan bakar alternatif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui variasi temperatur terhadap karakteristik briket bioarang dari campuran sampah kebun, kulit kacang tanah dan minyak jelantah, serta pengaruh komposisi minyak jelantah, sampah daun campuran, dan kulit kacang tanah yang meliputi: pengukuran parameter sifat fisika (kadar air, nilai kalor, lama nyala api) dan sifat kimia (kadar abu, kadar zat mudah menguap, dan kadar karbon terikat serta nilai kalori dan lama nyala api (waktu jelaga) dari briket bioarang. Limbah sampah kebun campuran dan kulit kacang tanah diarangkan dengan suhu 300°C dan 500°C selama ± 5 jam, menggunakan tekanan (250kg/cm2), dilanjutkan dengan pencelupan briket dan minyak jelantah dengan variasi waktu 10 menit, setelah pencelupan briket dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 102°C selama 3 jam. Hasil pengujian sifat fisika dan sifat kimia briket bioarang yang dilakukan pada kondisi temperatur yang berbeda didapatkan hasil yang optimal pada temperature 500oC adalah: kadar air (5,3353% - 5,0090%), kadar volatile (14,0101% - 25,0271%), kadar abu (13,0655 – 11,4304%), kadar karbon (67,5891% - 58,5335%), nilai kalor (6802,1355 kal/gr – 6970,2320 kal/gr). Lama nyala api self burning time 3.14”, dan burning time 147”. 
 
Kata kunci: briket bioarang, sampah kebun campuran, kulit kacang tanah, dan temperatur.  
 
Abstract 
Indonesia is plentiful for its biomass potential that might be used as energy resources. Wasted materials from the energy resources could transformed as biomass potential and obtained from agricultural, plantation, and livestock. Peanuts’ peel and dried leaves are wasted materials that utilised as biomass and formed as alternative fuels.  This paper aims to distinguish the various temperatures through bio-charcoal characteristics with the mixed peanuts’ peel, dried leaves and cooking oil. The research also concerned on influence the compositions of peanuts’ peel, dried leaves and cooking oil through physical parameter measurement (water level, calorific value, and self burning) and chemical parameter measurement (ash level, volatiles substance level, bound carbon level content caloric value and burning time from bio-charcoal).  Wasted peanuts’ peel and dried leaves was composed through temperature 300°C and 500°C for 5 hours with its pressure 250 kg/cm2 followed by dyeing the bio-charcoal and cooking oil with various time for every 10 mins. Dried bio-charcoal through oven for 102°C and 3 hours. The result of physical parameter measurement and chemical parameter measurement bio-charcoal was 500°C for its optimum temperature as followed for water level : 5,3353% - 5,0090%, volatiles substance level : 14,0101% - 25,0271%, ash level : 13,0655 – 11,4304%, carbon level : 67,5891% - 58,5335%, calorific value : 6802,1355 kal/gr – 6970,2320 kal/gr. Self burning time 3.14”, and burning time 147. 
 
Keywords: charcoal briquettes, mixture garden waste, peanuts peel, and temperature. 
1. PENDAHULUAN 


Latar Belakang 
Potensi biomassa di Indonesia yang bisa digunakan sebagai sumber energi jumlahnya sangat melimpah. Limbah yang berasal dari hewan maupun tumbuhan semuanya potensial untuk dikembangkan tanaman pangan dan perkebunan menghasilkan limbah yang cukup besar, yang dapat dipergunakan untuk keperluan lain seperti bahan bakar nabati. (Sarah, 2009).  
Berbagai solusi telah ditawarkan oleh para ilmuwan di dunia untuk mengatasi ketergantungan terhadap sumber energi tak terbarukan. Di antara berbagai solusi itu adalah dengan memanfaatkan energi terbarukan seperti biomassa. Sumber energi jenis ini banyak diperoleh dari hasil maupun limbah hutan, perkebunan, peternakan dan pertanian, contohnya saja kulit kacang tanah dan dedaunan kering yang hanya merupakan limbah pencemar organik apabila tidak dimanfaatkan untuk hal yang lebih baik. (Yokoyama, 2008). 
Sampah kebun campuran memiliki nilai kalor 4,033 kal/gr. (Rafsanjani dkk, 2012). Oleh karena itu, perlu dilakukan upaya untuk meningkatkan nilai kalor yang dihasilkan dengan cara menambah bahan lain yang memiliki nilai kalor tinggi, yaitu kulit kacang tanah yang memiliki nilai kalor sebesar 6536,98 kkal/kg (Wahyusi dkk, 2012). Sehingga jika kedua bahan baku ini dikombinasikan akan terjadi peningkatan nilai kalor yang tinggi untuk dijadikan bahan bakar alternatif. 
Minyak jelantah (waste cooking oil) merupakan limbah dan bila ditinjau dari komposisi kimianya, minytak jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik, yang terjadi dalam proses penggoregan. Pemakaian minyak jelantah yang berkelanjutan dapat merusak kesehatan manusia, menimbulkan penyakit kanker, dan akibat selanjutnya dapat mengurangi kecerdasan generasi berikutnya (Siswani dkk, 2012). 
Penggunaan bahan bakar alternatif dapat dioptimalkan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah maka perlu adanya optimalisasi dalam meningkatkan nilai kalor dengan menambahkan minyak jelantah. Sebelum menambahkan minyak jelantah, Sampah kebun campuran memiliki nilai kalor 4,033 kal/gr. (Rafsanjani dkk, 2012). Sedangkan yang sudah menambahkan minyak jelantah sampah kebun campuran meningkat nilai kalor yaitu 5764,48 kcal/kg (Nufus dkk, 2011). Untuk kulit kacang memiliki nilai kalor sebesar 6536,98 kcal/kg. (Wahyusi dkk, 2012). Sehingga jika ketiga bahan baku ini dikombinasikan dapat meningkatkan efektifitas dan efisiensi dari bahan bakar aternatif tersebut. Maka dari itu dilakukan penelitian, bagaimana kemudian agar sampah kebun campuran dan kulit kacang tanah dikombinasikan dengan minyak jelantah bisa memiliki nilai kalor yang tinggi dan mmepercepat waktu penyalaan awal briket bioarang. 
Briket yang baik harus memenuhi standar yang telah ditentukan. Standar kualitas briket biorang dengan bahan baku limbah bambu pada saat ini masih belum ada ketetapannya, melainkan standar yang mengatur kualitas briket saat ini adalah briket arang dengan bahan baku utama kayu, yaitu SNI 01-6235-2000.  Setiap briket yang dihasilkan harus dibanding dengan standar yang ditetapkan SNI 01-6235-2000, dimana syarat kualitas briket yang baik harus memenuhi kriteria sebagai berikut ini : Kadar air maksimal 8 % ; Kadar Zat Mudah Menguap maksimal 15 % ; Kadar abu maksimal 8 %  ; Kalori (atas dasar berat kering) minimal 5000 kal/gr.  
Standar lain yang dapat dijadikan sebagai pedoman dalam menentukan kualitas briket adalah standar yang ditetapkan di Jepang, Inggris, USA, dan Eropa pada tabel 1.  
 
Tabel 1. Standar Kualitas Briket Arang 
No 
 Sifat-Sifat Briket arang 
 Jepang* 
 Inggris* 
  
USA* 
 
 Eropa** 
 
1 
 Kadar air (%) 
 6-8 
 3-6 
 6 
 = 15 
 
2 
 Zat mudah menguap (%) 
 15-30  
 16,4 
 19-28 
 - 
 
3 
 Kadar abu (%) 
 3-6 
 5,9 
 8,3 
 = 3 
 
4 
 Kadar karbon terikat (%) 
 60-80 
 75,3 
 60 
 - 
 
5 
 Nilai kalori (kal/gram) 
 6000-7000 
 7289 
 6240 
 = 3576 
 
6 
 Kerapatan (g/cm3) 
 1,0-1,2 
 0,46 
 1 
 - 
 
7 
 Keteguhan tekan (kg/cm2) 
 60-65 
 12,7 
 62 
 - 
 

 
(Sumber : *Hendra, 1999 dalam Suryanta dan Wulur P, dan  **COFORD Europe, 2010) 
 
 METODE PENELITIAN 
Lokasi Penelitian 
Penelitian dan analisa sampel dilakukan di laboratorium Perpindahan Panas dan Massa PAU UGM. Pengambilan sampel sampah kebun campuran di area parkiran FTSP UII, sedangkan untuk sampel kulit kacang tanah di Kab.Bantul yogyakarta. Penilitain ini dimulai pada 19 februari – 27 april 2016. 
Persiapan Bahan Baku. Bahan baku ini diambil dari sekitar kawasan parkiran kampus terpadu Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Islam Indonesia dan di Kabupaten Bantul. Bahan baku yang dibutuhkan pada proses pengarangan adalah sampah kebun yang terdiri dari ranting kayu, daun, kulit kacang tanah dan minyak jelantah. Bahan baku dipilih kering oleh sinar matahari atau digunakan bahan baku yang sudah gugur/layu, hal tersebut dilakukan agar waktu proses karbonisasi cepat. 
 
Persiapan Alat. Agar menghasilkan briket yang baik dan proses cepat diperlukan peralatan yang mendukung, diantaranya : timbangan, tungku pirolisis, alu lumpang, ayakan (mesh 35), alat pencetak briket. 
 
Pembriketan Arang Sampah. Briket bioarang merupakan biomassa berupa sampah organik yang dikarbonisasi terlebih dahulu. Sampah dikarbonisasi dengan cara dipanaskan pada temperatur 300°C dan 500°C selama 5 jam, kemudian setelah selesai dipirolisis arang didinginkan yang nantinya akan dihancurkan hingga halus (. 2 mm). 
 
Pengayakan. Arang yang sudah jadi dihaluskan kemudian diayak. Proses pengayakan dilakukan untuk mendapatkan variasi partikel arang/screening, agar dapat diolah lebih lanjut. Ayakan yang digunakan pada percobaan ini adalah mesh berukuran 35. 
 
Pencampuran. Perbandingan proses pencampuran antara arang halus dengan bahan perekat tapioca yaitu 2 : 1. Pencampuran dilakukan dengan cara manual yang akan terus diaduk selama 5-10 menit, kemudian dilanjutkan dengan proses pencetakan briket. 
 
Pencetakan. Pencetakan briket ini menggunakan bantuan alat press hidrolik. Bentuk briket yang dihasilkan menggunakan cetakan briket adalah tabung dengan diameter 4 cm dan tinggi 7 cm. briket bioarang ini dicetak dengan menggunakan variasi tekanan kempa yaitu 250 kg/cm2.  
 
Pengeringan. Setelah briket di cetak dengan tekanan tersebut, briket bioarang dikeringkan menggunakan oven pada suhu 102oC selama 3 jam. Pengeringan ini dilakukan untuk mengurangi kadar air yang terkandung dalam briket bioarang agar mendapatkan kualitas briket yang terbaik. 
 
1. HASIL DAN PEMBAHASAN 


Hasil Uji Proksimat Bahan Baku Briket  
Bahan/material penyusun briket dilakukan uji proksimat terlebih dahulu. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui sifat dasar dari bahan baku yang akan digunakan untuk membuat briket. Sebagaimana dalam penelitian ini bahan baku limbah sampah kebun campuran dan kulit kacang tanah dengan penambahan minyak jelantah sebelum pirolisis dilakukan uji proksimat untuk mengetahui nilai kalor, kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap (Volatille Matter), dan kadar karbon terikat (Fixed Karbon) dari limbah kacang tanah dan campuran sampah kebun. Berikut ini hasil pengujian proksimat bahan baku terdapat pada tabel 2. 
Tabel 2  Hasil Uji Proksimat Bahan Baku 
 
Berdasarkan tabel 2 hasil uji proksimat dari campuran sampah kebun dan kulit kacang tanah, didapatkan hasil rata-rata kadar air 4,9253%, kadar abu 10,8866%, volatile matter 26,5803%, kadar karbon terikat (fixed carbon) 57,5363% dan nilai kalor 5970,9606 kal/gr. Peningkatan kadar karbon ini