Taufik Iskandar, Fenni Suryanti: Efektivitas bentuk geometri dan berat briket bioarang dari bambu terhadap kualitas penyalaan dan laju pembakaran.
EFEKTIVITAS BENTUK GEOMETRI DAN BERAT BRIKET BIOARANG DARI BAMBU TERHADAP KUALITAS PENYALAAN DAN LAJU PEMBAKARAN.
Taufik Iskandar, 1) Fenni Suryanti. 2)
1). 2) Program Studi Teknik Kimia, Fakultas.Teknik, Universitas Tribhuwana Tunggadewi Jl. Telaga Warna Blok C, Tlogomas, Malang, Telpon: 0341566500, Fax: 0341565522 e-mail. taufikisr9@gmail.com 1 ) ; fenni_suryanti75@yahoo.co.id 2 )

## Abstrak
Bambu  adalah  tanaman  yang  mengandung  bahan  organik  tinggi  dan  dapat  dimanfaatkan  sebagai energy  alternatif  dengan  cara  pembriketan  bioarang  bambu  hasil  proses  pyrolisis.  Pada  penelitian sebelumnya  telah  dilakukan  kajian  terhadap  penentuan  ukuran  partikel  dan  kuat  tekan  pada  proses pembuatan  briket  bioarang  dari  bambu  untuk  mendapatkan  nilai  kalor  dan  waktu  nyala  yang  optimal . Sehubungan  dengan  itu,  maka  tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  mengkaji  lebih  jauh  tentang  efektivitas bentuk  geometri  dan  berat,  pengaruhnya  terhadap  kualitas  penyalaan  dan  laju  pembakaran  dari  suatu bricket bioarang bambu. Variable yang dipilih adalah bentuk geometri Segi Tiga, Segi Empat, Silinder, dan berat bricket; 100gr, 200gr, 300gr, 400gr dan 500gr. Hasil dari perlakuan penelitian ini adalah  Kualitas Penyalaan  dipengaruhi  oleh  proses  karbonisasi  dan  kandungan  lignin  pada  bambu  dan  Laju  Pembakaran dipengaruhi  oleh  teknologi  pembriketannya.  Simpulan  dari  penelitian  ini  adalah  Biomassa  Bambu  dapat direkomendasi  sebagai  bahan  bakar  alternatif  menjadi  briket  melalui  proses  Pyrolisis.  Efektivitas  bentuk Geometri yang berpengaruh terhadap Kualitas Penyalaan dan Laju Pembakaran adalah bentuk Segi Empat sedang berat Briket berbanding lurus dengan waktu
Kata kunci : Bambu, Briket bioarang, Kualitas Nyala dan Laju Pembakaran, Pirolisis

## Abstract
Bamboo is a plant that contains high organic matter and can be used as an alternative energy by means of  briquetting  bioarang  bamboo  pyrolisis  process  results.  In  the  previous  research  has  been  carried  out  a review  of  the  determination  of  particle  size  and  compressive  strength  in  the  production  of  briquettes bioarang of bamboo to get the calorific value and flame optimal time. Accordingly, the purpose of this study is to examine further the effectiveness of geometric shapes and weight, its effect on the quality of ignition and rate of combustion of a bricket bioarang bamboo. Variable geometry selected was Triangle, Triangle Four, Cylinders, and heavy bricket; 100gr, 200gr, 300gr, 400gr and 500gr. The results from this study treatment is influenced  by  the  ignition  quality  of  the  carbonization  process  and  the  content  of  lignin  in  bamboo  and burning rate is influenced by briquetting technologies. The conclusions of this study is the Bamboo Biomass can  be  recommended  as  an  alternative  fuel  into  briquettes  through  a  process  Pyrolisis.  Geometric  shapes effectiveness that affect the quality of  ignition and rate of  combustion is a form of Triangle Four moderate amount of weight is directly proportional to the time briquets
Keywords : Bamboo, Bio-charcoal briquets, Quality Ignition and Burning rate, Pyrolisis

## PENDAHULUAN
Bambu  adalah  tanaman  yang  mengandung bahan  organik  tinggi  dan  dapat  dimanfaatkan sebagai  energy  alternative. Ditinjau  dari  data komposisi  kimianya,  bambu  mengandung  beberapa unsur  penting  antara  lain  Selulosa  42,4–53,6%, Lignin  19,8–26,6%,  Pentosan  1,24–3,77%,  Zat ekstraktif  4,5–9,9%,  Air  15–20%,  Abu  1,24–3,77% dan  SiO 2 0,1–1,78%  (Widya,  2006).  Untuk  dapat memanfaatkan  Bambu  sebagai  energy  alternatif maka  diperlukan  perlakuan  pengubahan  bentuk bambu menjadi arang karbon atau bio-arang dengan cara pengarangan atau karbonisasi dan dimampatkan sehingga  menjadi  briket  bioarang.  Pada  proses karbonisasi atau pengarangan,  menurut M.Tirono & Ali  Sabit,  2011;  Selulosa  dengan  rumus  kimia (C 6 H 10 O 5 )n  akan  terdeformasi  atau  akan  terurai unsur–unsurnya  pada  suhu  325 0 C–375 0 C, sedangkan  hemiselulosa  dengan  rumus  kimia (C 5 H 8 O 4 )n akan terdeformasi atau akan terurai unsur –unsurnya  pada  suhu  225 0 C–325 0 C  dan  lignin dengan  rumus  kimia  [(C 9 H 10 O 3 )  (CH 3 O)]n  akan terdeformasi  atau  akan  terurai  unsur–unsurnya  pada suhu 300 0 C–500 0 C.  Lignin  yang mempunyai atom karbon  paling  banyak  dalam  senyawa  yang  dikan- dung  Bambu  berpengaruh  terhadap  pembentukan arang.  Sedang  temperatur  yang  tinggi  pada  proses karbonisasi  atau  pengarangan  tersebut  mengakibat- kan  kualitas  Nilai  Kalor  yang  semakin  tinggi  dan sedikit asap.
Karbonisasi  atau  pengarangan  pada  penelitian ini  menggunakan  teknologi Pyrolisis yaitu  proses dekomposisi  thermal  bahan  organik  tanpa  atau sedikit  oksigen,  di  mana  bahan  baku  organik tersebut  akan  mengalami  pemecahan  struktur  kimia menjadi  fase  gas  dan  meninggalkan  karbon  sebagai residu  (Anonim,  2010).  Karbon  atau  bioarang  yang dihasilkan  kemudian  ditumbuk,  diayak  lalu  ditam- bahkan bahan perekat berupa gel amilum, kemudian dipadatkan  dan  dicetak  dengan  sistem  hydrolik selanjutnya  dikeringkan  sehingga  hasilnya  menjadi briket  bioarang.  Pada  penelitian  sebelumnya  telah dilakukan kajian terhadap penentuan ukuran partikel dan  kuat  tekan  pada  proses  pembuatan  briket bioarang dari  bambu untuk  mendapatkan  nilai kalor dan  waktu  nyala  yang  optimal.  Hasil  analisa. statistiknya  dinyatakan  pada  ukuran  partikel  34,93 mesh  dan  kuat  tekanan  4,57  kg,  diperoleh  Nilai Kalor  sebesar  7.098  kal/gr  dan  Lama  Waktu  Nyala 63,27  menit.  Dari  hasil  analisa  statistik  tersebut dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  Ukuran  Partikel dan  Kuat  tekan  tidak  berpengaruh  terhadap  Nilai Kalor  tetapi  berpengaruh  terhadap  Lama  Waktu Nyala.  (Taufik  Iskandar,  2015).  Sejalan  dengan  itu maka Peneliti  merasa perlu untuk melakukan kajian lebih  jauh  tentang  efektivitas  bentuk  geometri  dan berat  pengaruhnya  terhadap  kualitas  penyalaan  dan laju  pembakaran  dari  suatu  bricket  bioarang  bambu
dengan  menggunakan  variable  tetap  hasil  penelitian terdahulu  yaitu  ukuran  partikel  35  mesh  dan  kuat tekanan  5  kg.  Hasil  penelitian  ini  diharapkan menjadi  salah  satu  pilihan  yang  bisa  memberikan kontribusi  yang  substansial  sebagai  sumber  energi terbarukan  dan  berdaya  saing  tinggi,  baik  dari  sisi teknologi  proses  ataupun  performance  produknya. Sehingga  menjadi  bahan  bakar  yang  ekonomis, praktis dan dapat menekan biaya pengeluaran bahan bakar  minyak  dan  gas  bagi  masyarakat  setiap harinya.

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah Experimental  Laboratories. Lokasi  pelaksanaan penelitian  dikerjakan  di  Laboratorium  Bioenergy Univ.  Tribhuwana  Tunggadewi,  Malang  untuk Proses pembuatan Bio-briket, Uji Kualitas Penyalaan  dan  Laju  Pembakaran  sedang  Uji  Nilai Kalor dilakukan di  Laboratorium  MIPA Universitas Negeri  Malang.  Variable  yang  ditetapkan  :  Bentuk Geometri ; Segi Tiga, Segi Empat dan Silinder. dan Berat  Bricket  ;  100  gr,  200  gr,  300  gr,  400  gr  dan 500  gr.  Analisa  Statistik  yang  digunakan  adalah SPSS for Windows software.

## Bahan dan Alat
Bahan  yang  digunakan  adalah  Bambu  dengan kadar  air  10-15%,  Amylum  dan  Air.  Perbandingan amylum dan air; 1:10 sedang komposisi penggunaan 5% dari berat. Alat yang digunakan : Unit Pyrolisis; Disc Mill , screener dan Cetakkan Briket.

## Prosedur Penelitian
Bambu dijemur sampai didapat kadar air 10-15 %  kemudian  dipotong-potong  dengan  ukuran  5-10 cm.  Bambu  yang  sudah  dipotong  kemudian dimasukkan  kedalam  reactor  Pyrolisis  temperature 300 o C – 500 o C selama 4-6 jam dengan berat 25 kg. Hasil Bioarang kemudian ditumbuk sampai menjadi serbuk  dengan  ukuran  35  mesh.  Siapkan  larutan amilum  dan  air  dengan  perbandingan  1  :  10. Timbang  serbuk  bioarang  bambu  100  gram,  200 gram, 300 gram, 400 gram dan 500 gram  kemudian dicampur dengan  larutan amilum 5% dari  berat dan diaduk  sampai  homogen.  Campuran  dimasukkan kedalam  alat  pencetak  briket  yang  berbentuk  Segi Tiga,  Segi  Empat  dan  Silinder  kemudian  ditekan dengan  alat  hydrolik  sebesar  5  kg.  Bio-briket dikeluarkan  dari  cetakan  dan  diangin-anginkan diudara  terbuka  selama  ±  24  jam  kemudian dikeringkan  didalam  oven  dengan  suhu  105 0 C selama  1  jam.  Briket  arang  yang  dihasilkan  akan dianalisa  Nilai  Kalor,  Kualitas  Penyalaan  dan  Laju Pembakaran.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Uji Kualitas Penyalaan . Untuk  mengetahui  Kualitas  Penyalaan  dalam penelitian  ini  dilakukan  Uji  Nilai  Kalor  yang dilakukan di Laboratorium FMIPA Kimia
Universitas  Negeri  Malang,  sedang  untuk  Uji  % Kadar Air, % Kadar Abu, Warna Nyala dan Kondisi Asap.  dilakukan  di  Laboratorium  Bioenergy Universitas Tribhuwana Tunggadewi, Malang. Hasil Pengujian  dapat  disajikan  sebagaimana  Tabel.  1
Tabel 1. Uji Kualitas Penyalaan No. Bentuk Geometri Sample Berat Sample (gram) Kualitas Penyalaan Nilai Kalor (kal/gr) % Kadar Air % Kadar Abu Warna Nyala Kondisi Asap 1  Segi Tiga 100 7,129 5.21 8.12 3* 3** 2  Segi Tiga 200 6,695 6.37 8.09 3* 3** 3  Segi Tiga 300 7,040 6.39 8.13 3* 3** 4  Segi Tiga 400 7,088 6.67 8.33 3* 3** 5  Segi Tiga 500 6,875 6.99 8.76 3* 3** 6  Segi Empat 100 6,993 4.83 7.87 3* 3** 7  Segi Empat 200 7,149 5.96 7.99 3* 3** 8  Segi Empat 300 6,996 6.38 8.00 3* 3** 9  Segi Empat 400 7,094 6.56 7.96 3* 3** 10  Segi Empat 500 6,912 6.61 8.26 3* 3** 11  Silinder 100 7,069 5.10 7.96 3* 3** 12  Silinder 200 7,071 6.22 8.06 3* 3** 13  Silinder 300 6,898 6.58 8.21 3* 3** 14  Silinder 400 7,012 6.80 8.21 3* 3** 15  Silinder 500 6,939 7.01 8.56 3* 3** Catatan : * Warna nyala     : 1 = Merah ;   2 = Merah-Biru ;       3 = Biru ** Kondisi Asap : 1 = Berasap ; 2 = Sedikit Berasap ; 3 = Tidak Berasap
Berdasarkan Tabel 1. dapat dijelaskan bahwa :

## a. Nilai Kalor
Terlihat  bahwa  rata-rata  Nilai  Kalor  Briket Bioarang  Bambu  sebesar  6.997  kal/gram.  Jika diperhatikan dari bentuk geometri dan berat sample, maka  rata-rata  Nilai  Kalor  tidak  banyak  berbeda, bentuk  segi  tiga  rata-rata  Nilai  Kalornya  adalah sebesar  6.965  kal/gram,  segi  empat  7.029  kal/gram dan  silinder  6.998  kal/gram.  Nilai  Kalor  tertinggi adalah  sebesar  7.149  kal/gram  yaitu  pada  sample dengan bentuk geometri Segi Empat berat 200 gram sedang  Nilai  Kalor  terendah  pada  bentuk  geometri segi  tiga  dengan  berat  sample  200  gram  yaitu sebesar  6.695  kal/gram.  Dengan  perbedaan  hasil yang  tidak  jauh  berbeda  maka  Nilai  Kalor  tidak dipengaruhi oleh bentuk geometri dan berat sample.

## b. Kadar Air.
Rata-rata  Kadar  Air  Briket  Bioarang  Bambu adalah  sebesar  6.24%,  sedang  nilai  rata-rata  Kadar Air  berdasarkan  bentuk  geometri  dan  berat  sample mempunyai  sedikit  berbeda  dimana  nilai  rata-rata Kadar  Air  bentuk  segi  tiga  adalah  sebesar  6.32%, segi  empat  6.07%  dan  silinder  6.34%.  Nilai  Kadar Air  terendah  ada  pada  sample  dengan  bentuk geometri  segi-empat  dengan  berat  100  gram  yaitu sebesar 4.83% dan tertinggi pada Silinder berat 500 gram yaitu sebesar 7.01%. Dari data hasil uji Kadar Air,  terlihat  bahwa  bentuk  geometri  dengan  berat semakin  besar  nilai  Kadar  Air  cenderung  naik berbanding  lurus  atau  linier  terhadap  bertambahnya berat sample. Hal ini bisa disebabkan karena bentuk geometri  mempengaruhi  susunan  rongga  antar partikel sedang berat briket mempengaruhi banyaknya  rongga  antar  partikel  kondisi  demikian akan mempermudah uap air tersimpan didalamnya.
c. Kadar Abu, Warna Nyala dan Kondisi Asap . Dari  Tabel  1  diketahui  rata-rata  Kadar  Abu Briket Bioarang  Bambu  adalah  sebesar  8.16%,  nilai ini tidak banyak berbeda pada setiap perlakuan yang dilakukan  atau  mempunyai  standard  deviasi  yang sangat kecil = 0,002. Begitu juga untuk Warna Nyala dan  Kondisi  Asap,  semua  perlakukan  sudah  pada standard  yang  baik.  Hal  ini  karena  Kadar  Abu, Warna  Nyala  dan  Kondisi  Asap  dipengaruhi  oleh tingginya temperatur proses pyrolisis. Suhu karbonisasi  yang  tinggi  menghasilkan  karbon  yang banyak  dan  kadar  abu  menjadi  sedikit.  Jumlah karbon yang banyak akan menghasilkan Nilai Kalor yang  tinggi  dan  asap  yang  sedikit  sehingga  dapat menghasilkan Warna Nyala kebiruan.

## Hasil Uji Laju Pembakaran.
Uji Laju pembakaran dilakukan dengan
membakar briket bioarang bambu yang dialiri udara yang  dihasilkan  dari  kipas  angin (fan) dengan kecepatan  minimum  dan  temperatur  ruang  30 0 C. Dengan  menggunakan  stop  watch  dicatat  lama waktu  yang  dibutuhkan  sampai  briket  bioarang menjadi  abu.  Hasil  Uji  Laju  pembakaran  untuk briket bioarang bambu dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Uji Laju Pembakaran (gr/menit)
No. Bentuk Geometri Sample Berat Sample (gram) Laju Pembakaran (gr/detik) 1  Segi Tiga 100 76.90 2  Segi Tiga 200 75.87 3  Segi Tiga 300 76.23 4  Segi Tiga 400 74.11 5  Segi Tiga 500 74.23 6  Segi Empat 100 91.85 7  Segi Empat 200 82.64 8  Segi Empat 300 77.11 9  Segi Empat 400 76.72 10  Segi Empat 500 75.89 11  Silinder 100 85.56 12  Silinder 200 81.55 13  Silinder 300 76.76 14  Silinder 400 75.88 15  Silinder 500 74.64
Dari  Tabel  2,  tampak  bahwa  rata-rata  Nilai  Laju Pembakaran    pada  masing-masing  bentuk  geometri berbeda yaitu bentuk segitiga mempunyai nilai rata- rata sebesar 75.47 gr/detik, segi empat 80.84 gr/detik dan  silinder  78.88  gr/detik.  Nilai  Laju  Pembakaran tertinggi  adalah  sebesar  91.85  gr/detik  yaitu  pada sample  dengan  bentuk  geometri  Segi  Empat  berat 100  gram  sedang  yang  terendah  adalah  bentuk geometri segi tiga  yaitu 74.11 gr/detik  dengan  berat sample  400  gram.  Jika  diperhatikan  nilai  hasil  uji Laju  pembakaran  pada  penelitian  ini,  bambu mempunyai  karakteristik  kadar  karbon  yang  baik dan abu yang sedikit, kondisi ini akan mengakibatkan kerapatan massa menjadi lebih besar sehingga  rata-rata  nilai  hasil  uji  masih  diatas standard  yang  ada.  Tetapi  dengan  bentuk  geometri yang  berbeda  ternyata  berpengaruh  terhadap  nilai laju  pembakaran.  Hal  ini  terjadi  karena  bentuk geometri  suatu  bahan  ditentukan  oleh  sudut  dan garis  pembentuknya.  Semakin  sedikit  sudut  dan garis  yang  dibentuk  maka  luas  permukaan  semakin besar sehingga laju pembakaran akan semakin cepat karena  perambatan  udara  yang  berfungsi  sebagai energy  dalam  proses  pembakaran  akan  lebih  cepat diterima, begitu pula sebaliknya.

## Hasil Analisa Statistik.
Dari  data  analisa  SPSS  for  Windows  10.1. software, didapatkan sebagaimana Tabel 3.
Taufik Iskandar, Fenni Suryanti: Efektivitas bentuk geometri dan berat briket bioarang dari bambu terhadap kualitas penyalaan dan laju pembakaran.

## Tabel 3. Hasil Uji Korelasi

## Model Summary
Model R R Square Adjusted R Square Std. Error of the Estimate 1 .835 a .698 .615 307.144
a. Predictors: (Constant), kadar_abu, nilai_kalor, Kadar_air
Nilai  R  sebesar  0.835  menunjukkan  korelasi antar seluruh independent variabel (Kadar air, kadar abu  dan  nilai  kalor)  terhadap  dependent  variabel. Sedangkan  nilai  R 2 sebesar  0.698  menunjukkan besarnya  kontribusi  independen  variabel  kepada variabel dependent dengan persentase 69,8%.
Tabel 4. Hasil Uji Anova
Tabel  ANOVA  menunjukkan  apakah  ada pengaruh  dari  independent  variabel  terhadap dependent  variabel,  dengan  melihat  sig.  0.003  < 0.005  dapat  diartikan  bahwa  independen  variabel mempengaruhi dependen variabel.
Sementara  itu,  berdasarkan  dari  data  hasil pengujian  pada  penelitian  ini,  maka  Kualitas Penyalaan  seperti  Nilai  Kalor,  Kadar  Air,  Kadar Abu,  Warna  Nyala  dan  Kondisi  Asap  sangat dipengaruhi  oleh  proses  karbonisasi  dan  kandungan lignin pada bambu dan tidak berkaitan dengan teknis pembriketan,  sebaliknya  Laju  Pembakaran  ternyata sangat  dipengaruhi  oleh  teknologi  pembriketannya yaitu  bentuk  geometri  dan  berat  briket  berbanding lurus dengan waktu. Dan jika mengacu pada SNI 01- 6235-2000 tentang briket arang,  maka baik Kualitas Penyalaan maupun Laju Pembakaran briket bioarang dari  bahan  baku  Bambu  dapat  memenuhi  standart mutu briket bioarang.

## SIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa Biomassa Bambu  dapat  direkomendasi  sebagai  bahan  bakar alternatif  menjadi  briket  melalui  proses  Pyrolisis. Efektivitas  bentuk  Geometri  yang  berpengaruh terhadap  Kualitas  Penyalaan  dan  Laju  Pembakaran adalah  bentuk  Segi  Empat  sedang  berat  Briket berbanding lurus dengan waktu.

## UCAPAN TERIMA KASIH.
Peneliti  mengucapkan  terima  kasih  kepada DITLITABMAS DIKTI, Kopertis 7, Dekan Fakultas Teknik,  KPS  Teknik  Kimia  dan  segenap  petugas Laboratorium  Bioenergy,  Universitas  Tribhuwana Tunggadewi,  Malang  yang  telah  memberi  bantuan dengan  sungguh-sungguh, sehingga penelitian dapat berjalan dengan lancar dan selesai tepat waktu.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2010. Pirolisis . (online) .
http://id.wikipedia.org/wiki/Pirolisis. Diakses 28/5/2014. Pukul 09:48.
M.  Tirono  &  Ali  Sabit,  2011.  “Efek  Suhu  Pada Proses  Pengarangan  Terhadap  Nilai  Kalor Arang”, Penelitihan, Jurnal Neutrion vol . 3 . No . 2, Jakarta
Pari, G. 2002. Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan  Kayu.  Makalah  Falsafah  Sains.
Program  Pascasarjana  Institut  Pertanian Bogor .
Taufik  Iskandar,  2015.  Identifikasi  Nilai  Kalor  dan Waktu Nyala hasil kombinasi Ukuran Partikel dan Kuat Tekan pada Bio-Briket dari Bambu. Jurnal  TEKNIK  KIMIA,  ISSN  1978-0419 Vol.9, No.2. Surabaya.
Widya, 2006. Bambu  merupakan  tanaman  yang  tidak asing lagi bagi masyarakat Indonesia. http://repository.usu.ac.id/bitstream/12345678
9/33209/4/Chapter%20II.pdf
ANOVA b
Model Sum of Squares df Mean Square F Sig. 1  Regressi on 2394136.3 59 3 798045.4 53 8.459 .00 3 a Residual  1037713.2 41 11 94337.56 7 Total 3431849.6 00 14 a. Predictors: (Constant), kadar_abu, nilai_kalor,
Kadar_air
b. Dependent Variable: Laju_pembakaran