## KARAKTERISTIK CAMPURAN CANGKANG DAN SERABUT BUAH KELAPA SAWIT TERHADAP NILAI KALOR DI PROPINSI BANGKA BELITUNG
Yudi Setiawan Jurusan Teknik Mesin, Universitas Bangka Belitung Jl.Merdeka no. 04 Pangkalpinang E-mail : yudiubb@yahoo.co.id

## Abstrak
Pada umumnya uap yang diperlukan untuk memutar turbin dan untuk keperluan perebusan pada suatu  pabrik  kelapa  sawit  adalah boiler dengan  memanfaatkan  kembali  limbah  hasil pengolahannya berupa campuran cangkang dan serabut buah kelapa sawit sebagai bahan bakar. Kualitas  suatu  bahan  bakar  tergantung  pada  nilai  kalor,  nilai  kalor  tergantung  pada  kadar  air, kadar  abu,  kadar volatilematter dan  kadar  karbon  tetap  yang  terkandung  pada  bahan  bakar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh campuran bahan bakar terhadap nilai kalor. Komposisi  pengujian  dalam  penelitian  ini  adalah  campuran  cangkang  dan  serabut  buah  kelapa sawit dengan komposisi 80% serabut 20% cangkang, 75% serabut 25% cangkang, 50% serabut 50%  cangkang,  25%  serabut  75%  cangkang,  20%  serabut  80%  cangkang.  Dari  hasil  penelitian dapat  disimpulkan  bahwa  komposisi  campuran  yang  memiliki  nilai  kalor  tertinggi  adalah campuran 80% serabut 20% cangkang dengan nilai kalor 16.584,233Kj/Kg, kadar air 14,099%, kadar abu 7,776%, kadar volatillematter 69,872%, karbon tetap 7,478%. dari penelitian ini juga disimpulkan  bahwa  semakin  tinggi  kadar volatilematter dan  kadar  karbon  tetap  semakin  tinggi nilai  kalor  yang  dihasilkan  dan  sebaliknya  semakin  tinggi  kadar  air  dan  kadar  abu  maka  nilai kalor yang dihasilkan semakin rendah pada bahan bakar cangkang, serabut buah kelapa sawit.
Kata kunci : cangkang, serabut, nilai kalor.

## Pendahuluan
Biomassa meliputi limbah kayu, limbah pertanian, perkebunan, hutan, komponen  organik  dari  industri  dan  rumah tangga.  Kelapa  sawit  merupakan  sumber energi  biomassa  yang  memiliki  beberapa kelebihan  dibanding  dengan  energi  fosil. Selain  sifatnya  dapat  diperbaharui  secara terus  menerus,  juga  lebih  ramah  terhadap lingkungan.  Emisi  yang  dikeluarkan  lebih rendah, terutama gas karbondioksida sehingga  mampu  mengurangi  efek  rumah kaca  yang  menyebabkan  pemanasan  global. Keunggulan  lain  membudidayakan  dan memanfaatkan  biomassa  menjadi  sumber energi atau biasa disebut dengan energi hijau ini  ialah  proses  pembuatannya  yang  lebih sederhana  dengan  nilai  investasi  yang  lebih
murah. Penelitian- penelitian terkait penggunaan biomassa sebagai sumber energi telah  lama  digalakkan  dan  terus  menerus dilaksanakan  terutama  pada  minyak  jarak, minyak  kelapa  sawit,  dan  minyak  goreng bekas  pakai.  Peneletian  ini  bertujuan  untuk mengatahui karakteristik nilai kalor terhadap variasi  campuran  serabut  dan  cangkang kelapa sawit.
D.  Muhammad  dkk  (2008)  meneliti kelapa sawit sebagai sumber energi biomassa yang memiliki beberapa kelebihan dibanding  dengan  energi  fosil.  Selain sifatnya  dapat  diperbaharui  secara  terus menerus, juga lebih ramah terhadap lingkungan.  Emisi  yang  dikeluarkan  lebih rendah, terutama gas karbondioksida sehingga  mampu  mengurangi  efek  rumah
kaca  yang  menyebabkan  pemanasan  global. Keunggulan  lain  membudidayakan  dan memanfaatkan  biomassa  menjadi  sumber energi atau biasa disebut dengan energi hijau ini  ialah  proses  pembuatannya  yang  lebih sederhana  dengan  nilai  investasi  yang  lebih murah. Penelitian- penelitian terkait penggunaan biomassa sebagai sumber energi telah  lama  digalakkan  dan  terus  menerus dilaksanakan  terutama  pada  minyak  jarak, minyak  kelapa  sawit,  dan  minyak  goreng bekas pakai.
Farel  H.  Napitupulu  (2006)    meneliti kelapa  sawit  diolah  dalam  suatu  pabrik kelapa sawit dengan memanfaatkan kembali limbah hasil pengolahan berupa  serabut dan cangkang  buah  kelapa  sawit  sebagai  bahan bakar.
Wahyu  Purwo  Raharjo    (2007) meneliti    pelumas  bekas  yang  digunakan kembali  dicampur  dengan  minyak  tanah selanjutnya  dipakai  sebagai  bahan  bakar. Dalam penelitiannya nilai kalor bahan bakar semakin meningkat seiring dengan peningkatan kadar campuran.
Darmanto  dkk  (2006)  menganalisa minyak kelapa sebagai bahan bakar alternatif  minyak  diesel  dengan  cara mencampurkannya  dengan  solar  dalam komposisi  tertentu.  Campuran  bahan  bakar B15  (85  %  solar  dan  15  % coconut  oil ) memiliki  keunggulan  yakni  titik  nyalanya yang lebih rendah dan nilai kalor yang lebih besar  dibanding  campuran  bahan  bakar lainnya,  lebih  lanjut  disimpulkan  bahwa bahan  bakar  biodiesel  minyak  kelapa mempunyai potensi besar untuk diaplikasikan sebagai bahan bakar pengganti minyak diesel/solar. Titik nyala dari biodisel kelapa lebih rendah daripada solar sedangkan nilai kalornya setara dengan solar 50%.
Komposisi bahan bakar yang dilakukan  pengujian  yaitu  komposisi  1 adalah  bahan  bakar  campuran  80%  serabut 20%  cangkang,  komposisi  2  adalah  bahan
bakar  campuran  75%  serabut  25%  bahan bakar  cangkang  ,  komposisi  3  adalah  bahan bakar campuran 50% serabut 50% cangkang,  komposisi  4  adalah  bahan  bakar campuran  25%  serabut  75%  cangkang, komposisi  5  adalah  bahan  bakar  campuran 20%  serabut  80%  cangkang  buah  kelapa sawit dengan massa pengujian 1 gram dalam setiap pengujian per komposisi.
Pengambilan  komposisi  di  pabrik kelapa sawit PT. Sinar Mas di Profinsi Kep. Bangka Belitumh dimana komposisi merupakan  limbah  pengolahan  buah  kelapa sawit menjadi c oconut palm oil. Serabut dan cangkang buah kelapa sawit  yang akan diuji dilakukan penumbukan  kemudian dilakukan pengayakan  sehingga  menjadi  partikel- partikel  kecil  dalam  bentuk  serbuk  (70-80 mesh)  untuk  mendapatkan  nilai  maksimal campuran serabut dan cangkang buah kelapa sawit.  Lalu  dilakukan  nilai  kalor  dan pengujian  proksimat  untuk  menghasilkan fraksi  massa  dari  kadar  air  ( moisture content ),  kadar  abu  ( ash ),  zat  yang  mudah menguap ( volatille matter ) dan kadar karbon tetap ( fixed carbon ).

## Metodologi
Komposisi  campuran  yang  dilakukan pengujian  yaitu  komposisi  1  adalah  bahan bakar campuran 80% serabut 20% cangkang,  komposisi  2  adalah  bahan  bakar campuran  75%  serabut  25%  bahan  bakar cangkang  ,  komposisi  3  adalah  bahan  bakar campuran  50%  serabut  50%  cangkang, komposisi  4  adalah  bahan  bakar  campuran 25%  serabut  75%  cangkang,  komposisi  5 adalah  bahan  bakar  campuran  20%  serabut 80%  cangkang,  100%  cangkang  dan  100% serabut  buah  kelapa  sawit  dengan  massa pengujian 1 gram dalam setiap pengujian per komposisi dengan ukuran 325 mesh. Setelah itu  dilakukan  pengujian  nilai  kalor  dan proksimat  yang  menghasilkan  fraksi  massa dari  kadar  air  ( moisture  content ),  kadar  abu ( ash ),  zat  yang  mudah  menguap  ( volatille
matter )  dan  kadar  karbon  tetap  ( fixed carbon ).

## Hasil Dan Pembahasan

## Kadar Abu
Abu  merupakan  kotoran  yang  tidak akan  terbakar.  abu  menyebabkan  dalam pembakaran  akan  mengurangi  kapasitas pembakaran,  menyebabkan  penggumpalan dan penyumbatan didalam ruang bakar.
.
Gambar  1.  Kadar abu dalam bahan bakar
Dari  gambar  1.  nilai  kadar  abu terendah  adalah  komposisi  1  dengan  nilai 7,776  %,  komposisi  2  dengan  nilai  8,329%, komposisi 3 dengan nilai 9,876%, komposisi 4  dengan  nilai  11,282%  dan  komposisi  5 dengan  nilai  11,566%.  Campuran  yang memiliki kadar abu tertinggi adalah komposisi  5  dengan  nilai  11,566%  .  Efrata Pratenta  Meliala  dan  Iwan  Setyadi  (2010). Kadar  abu  berpengaruh  negatif  terhadap nilai  kalor,  semakin  tinggi  kadar  abu semakin  rendah  nilai  kalornya.  Hal  ini kemungkinan  disebabkan oleh sifat fisis dan kotoran  yang  melekat  pada  saat  proses penimbunan  bahan  bakar  dan  tempat penimbunannya  ditempat  terbuka,  sesuai dengan penelitian bahwa abu yang terkandung  didalam  bahan  bakar  padat merupakan  mineral  yang  tidak  dapat terbakar  yang  tertinggal  selama  proses pembakaran  oleh  karena  itu  abu  dapat
menurunkan  mutu  bahan  bakar  karena menurunkan nilai kalor.

## Kadar Air
Daniel  Romatua  (2007)  menyatakan air  yang  terkandung  dalam  bahan  bakar menyebabkan  penurunan  mutu  bahan  bakar karena  dapat  menurunkan  nilai  kalor  dan memerlukan sejumlah kalor untuk penguapan menurunkan titik nyala, memperlambat  proses  pembakaran  dan menambah volume gas buang.
Gambar 2.  Kadar air dalam bahan bakar
Gambar  2    dapat  dilihat  nilai  kadar air  terendah  komposisi  1  dengan  nilai 14,875  %,  komposisi  2  dengan  nilai 15,037%, komposisi 3 dengan nilai 16,427%, komposisi 4 dengan nilai 17,579%,  komposisi  5  cangkang  dengan nilai  18,247%.  Kadar  air  berpengaruh negatif  terhadap  nilai  kalor  dengan  semakin tinggi  kadar  air  dalam  bahan  bakar cangkang,  serabut  dan  campurannya  maka semakin rendah nilai kalornya.
Dalam  penelitian  ini  nilai  kadar  air tertinggi  adalah  nilai  kadar  air  tertinggi campuran bahan bakar serabut dan cangkang adalah  komposisi  5  dengan  nilai  18,247%  , nilai  kadar  air  terendah  pada  komposisi  1 dengan  nilai  kadar  air  14,875%.  Banyaknya nilai kadar air yang terkandung dalam bahan bakar  serabut,  cangkang  dan  campuran serabut  dan  cangkang  kemungkinannya disebabkan  oleh  kelembaban  suhu  suatu
0,000 5,000 10,000 15,000 Per sen tase ab u (% ) Komposisi bahan bakar komposisi 1 komposisi 2 komposisi 3 komposisi 4 komposisi 5 0,000 5,000 10,000 15,000 20,000 P er sen tase ai r (% ) Komposisi bahan bakar komposisi 1
komposisi
2 komposisi 3 komposisi
4
64,000 66,000 68,000 70,000 72,000 Komposisi bahan bakar komposisi 1 komposisi 2 komposisi 3 komposisi 4 komposisi 5
daerah yang berbeda dan tempat penimbunannya  sehingga  setelah  proses penimbunan bahan bakar terjadi penambahan  kadar  air  baik  oleh  alam maupun  dari  pengembunan  bahan  bakar  itu sendiri  sebelum  limbah  serabut,  cangkang dan campurannya digunakan kembali sebagai bahan bakar.

## Kadar Volatile matter
Daniel  Romatua  (2007)  Tingginya kadar volatile matter pada suatu bahan bakar akan    berbanding  lurus  dengan  peningkatan nyala api, panjangnya nyala api dalam bahan bakar  akan  mempengaruhi  kestabilan  panas yang  dipancarkan  bahan  bakar  pada  proses pembakaran. Semakin banyak kadar volatile matter pada  bahan  bakar  maka  semakin mudah bahan bakar terbakar dan menyala.
Gambar 3 Kadar volatile matter dalam bahan bakar
Dari  gambar  3  nilai volatile  matter tertinggi  adalah  pada  komposisi  1  dengan nilai  69,872%,  komposisi  2  dengan  nilai 69,655%, komposisi 3 dengan nilai 68,157%, komposisi 4 dengan nilai 66,400% dan  komposisi  5  dengan  nilai  66,385%. Kadar volatile  matter berpengaruh  positif terhadap  nilai  kalor  dimana  semakin  tinggi nilai volatile  matter semakin  cepat  proses pembakaran  awal  bahan  bakar  sehingga panas  yang  dikeluarkan  semakin  tinggi  dan pembakaran  karbon  tetap  semakin  cepat terbakar
Dalam  penelitian  ini  kadar volatile matter tertinggi adalah spesifikasi campurannya  komposisi  1  dengan  nilai 69,872%  dan  terendah  pada  spesifikasi komposisi 5 dengan nilai 66,385%. Kemungkinan  tingginya  nilai  kadar volatile matter dikarenakan  rendahnya  densitas serabut  dibandingkan  cangkang  sedangkan rendahnya  nilai  kadar volatile  matter disebabkan oleh tingginya densitas cangkang  buah  kelapa  sawit.  Dari  analisa diatas  semakin  banyaknya  kadar volatile matter pada  pencampuran  bahan  bakar cangkang  dan  serabut  maka  kadar  karbon akan semakin rendah hal ini kemungkinannya  disebabkan  pada  kadar volatile  matter masih  terdapat  kadar  karbon yang  menguap  pada  saat  pembakaran berlangsung.

## Kadar Karbon Tetap
Kadar  karbon  tetap  seperti  gambar dibawah ini.
Gambar 4 Kadar karbon tetap dalam bahan bakar
Dari  gambar  4  nilai  karbon tetap tertinggi  adalah  pada  komposisi  1  dengan nilai  7,478%,  komposisi  2  dengan  nilai 6,980%,  komposisi  3  dengan  nilai  5,541%, komposisi 4 dengan nilai 4,379%, komposisi 5 dengan nilai 3,802%. Dalam penelitian ini kadar karbon tetap tertinggi adalah komposisi  1  dengan  nilai  7,478%  dan terendah  pada  komposisi  5  dengan  nilai
0,000 2,000 4,000 6,000 8,000 Per sen tase k ar b o n te tap (% ) komposisi bahan bakar komposisi 1 komposisi 2 komposisi 3 komposisi 4 komposisi 5 P er se n tas e volat il e m a tt er ( % )
3,802%,  hal  ini  disebabkan  pada  komposisi 1  tingginya  nilai volatile  matter sehingga karbon  lebih  cepat  terbakar  dan  kalor pembakaran terdistribusi dengan baik. Karbon  tetap  pada  bahan  bakar  sangat mempengaruhi  nilai  kalor  bahan  bakar dimana  semakin  tinggi  karbon  tetap  akan semakin  tinggi  nilai  kalor  bahan  bakar  hal ini sesuai dengan penelitian Daniel Romatua; 2007 bahwa karbon tetap menunjukkan  sebagai  pembangkit  utama panas  proses  pembakaran  dan  perkiraan kasar  terhadap  nilai  panas  bahan  bakar. Semakin besar nilai karbon dalam pembakaran  maka  akan  memperlambat kecepatan pembakaran.

## Analisa  Nilai Kalor
Nilai  kalor  menunjukkan  kalor  yang berpindah  bila  hasil  pembakaran  sempurna. Nilai kalor ditentukan dengan menggunakan standar  uji  bom  Kalorimeter  menurut srandar ASTM D- 2015.
Gambar 5 Diagram Nilai Kalor bahan bakar
Dari  gambar  5  diatas  menunjukkan perbandingan  nilai  kalor  dari  5  spesimen yang  dilakukan  pengujian  bahwa  hasil  nilai kalor  tertinggi  yaitu  komposisi  campuran 80%  serabut  20  %  cangkang  16.115,391 Kj/Kg, campuran 75% serabut 25% cangkang  16.011,981  Kj/Kg,  campuran, 50%  serabut  50%  cangkang  14.898,862 Kj/Kg, campuran 25% serabut 75%
cangkang  14.654,286  Kj/Kg  dan  terendah pada campuran 20% serabut 80 % cangkang dengan  nilai  14.490,825  Kj/Kg.  Dari  hasil pengujian  penelitian  ini  nilai  kalor  tertinggi adalah  komposisi  campuran  80%  serabut 20% cangkang sebesar 16.115,391 Kj/Kg.

## Tabel 1 Hasil pengujian
Samp el Kompos isi 1 Kal/g Kompos isi 2 (Kal/g) Kompos isi 3 (Kal/g) Kompos isi 4 (Kal/g) Kompos isi 5 (Kal/g) Nilai kalor 3.849,09 5 3.824,39 6 3.558,53 2 3.500,11 6 3.461,07 4
Analisa  kalor  suatu  bahan  bakar dimaksudkan untuk memperoleh data tentang  energi  kalor  yang  dapat  dibebaskan oleh  suatu  bahan  bakar  dengan  terjadinya reaksi/proses  pembakaran.  Eddy  dan  Budi (1990)  nilai  kalor  menunjukkan  kalor  yang berpindah  bila  hasil  pembakaran  sempurna. Nilai  kalor  yang  tinggi  dalam  bahan  bakar dipengaruhi  oleh  kandungan volatile  matter yang  tinggi  sehingga  mudah  terbakar  dan tingginya kadar karbon tetap akan menghasilkan  waktu  bahan  bakar  terbakar lebih lama.
Selain  kadar volatile  matter dan kadar  karbon  tetap  yang  tinggi  nilai  kalor akan  meningkat  dengan  semakin  rendahnya nilai  kadar  abu  dan  kadar  air  bahan  bakar cangkang  dan  serabut  buah  kelapa  sawit. Grafik  perbandingan  seperti  pada  gambar dibawah ini:
Gambar 6  Grafik perbandingan bahan bakar cangkang dan serabut buah kelapa
sawit 13000 13500 14000 14500 15000 15500 16000 16500 17000 Komposisi bahan bakar komposisi 1 komposisi 2 komposisi 3 komposisi 4 komposisi 5 K j/K g 0,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 1 2 3 4 5 abu air volatilem atter karbon tetap p e rs e n ta se ( %) komposisi bahan bakar
Grafik  diatas  diketahui  bahwa  nilai kalor bahan bakar tertinggi dipengaruhi oleh nilai  kadar  abu,  kadar  air,  kadar volatile matter dan  kadar  karbon  tetap  dimana dengan  semakin  nilai  kadar    karbon  dan kadar volatile  matter akan  meningkatkan nilai  kalor  pembakaran,  semakin  rendah nilai  kadar  abu  dan  kadar  air  dalam  sebuah bahan  bakar  akan  meningkatkan  nilai  kalor pembakaran.  Nilai  kalor  pembakaran  pada bahan bakar serabut, cangkang dan campuran  serabut,  cangkang  buah  kelapa sawit,  nilai  kalor  yang  paling  tinggi  pada komposisi  bahan  bakar  campuran  80% serabut  dan  20%  cangkang  kelapa  sawit dengan nilai kalor 16.584,233 Kj/Kg.

## Kesimpulan
Kadar  air  dan  abu  berpengaruh  negatif terhadap  nilai  kalor  dimana  semakin  rendah kadar  air  maka  penyalaan  awal  dari campuran bahan bakar cangkang dan serabut semakin  baik  dimana  semakin  tinggi  kadar air  maka  penyalaan  semakin  sulit  dan  kalor yang  dihasilkan  semakin  kecil  dan  semakin tinggi  kadar  abu  maka  semakin  kecil  nilai kalor  yang  dihasilkan,  sedangkan  kadar volatile matter dan karbon tetap berpengaruh positif  terhadap  nilai  kalor  dengan  semakin tinggi  nilai volatile  matter semakin  cepat proses  pembakaran  awal  bahan  bakar sehingga  panas  yang  dikeluarkan  semakin tinggi dan pembakaran karbon tetap semakin cepat terbakar, semakin  tinggi  kadar karbon tetap maka besar nilai kalor yang dihasilkan. Nilai  kalor  tertinggi  adalah  pada  campuran serabut  80%  cangkang  20%  serabut  buah kelapa sawit sebesar 16.115,391Kj/Kg.

## Daftar Pustaka
[I] Darmanto,  Seno.,  Ireng Sigit A. 2006. Analisa Biodisel Minyak  Kelapa Sebagai Bahan Bakar Alternatif Minyak  Diesel .  Semarang  :  Traksi. Vol. 4.  No. 2, Desember 2006.
[II]  Daniel Romatua., 2007. Kajian
Ekperimental  Pengaruh  Pengurangan Kadar  Air    Terhadap  Nilai  Kalor Terhadap  Bahan  Bakar  Padat .Teknik Mesin  Universitas Sumatera Utara. [III]  Djazuli  Muhammad.  dan  Bambang Prastowo.  2008. Bahan  Bakar  Nabati Alternatif  Pengganti  Minyak  Tanah . Warta  Penelitian  dan    Pengembangan Pertanian. Vol.30. No. 24. 2008.
[IV]  Eddy dan Budi., 1990, Teknik Pembakaran Dasar dan Bahan Bakar , Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri -ITS, Surabaya.
[V]  E.P.  Meliala,  dan  Iwan  S.  2010. Analsisis  Pemilihan  Bahan  Bakar untuk Pengoperasian Continous
Annealing  Furnace  (CAF) .  Jakarta:
BPPT.
[VI]  Farel  H.  Napitupulu.  2006. Analisis Nilai Kalor Bahan Bakar Serabut dan Cangkang Sebagai Bahan Bakar Ketel Uap  di  Pabrik  Kelapa  Sawit .  Medan:
Universitas Sumatera Utara. [VII] Wahyu Purwo Raharjo. 2007. Pemanfaatan Oli Bekas Dengan Pencampuran  Minyak  Tanah  Sebagai Bahan  Bakar  Pada  Atoming  Burner . Teknik  Mesin  Universitas  Sebelas Maret Surakarta