## KAJIAN PENAMBAHAN OKSIDATOR TERHADAP SIFAT PENYALAAN BRIKET ARANG TEMPURUNG KELAPA
Nana Dyah Siswati, Hanif Kurniawan Guntoro, Naufaldy Wira Pratama *)
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Jalan Raya Rungkut Madya Gunung Anyar, Surabaya 60249 Telepon (031) 8782179, Faks (031) 8782257 Email : naufaldy.np25@gmail.com

## Abstrak
Tempurung kelapa merupakan limbah perkebunan yang banyak mengandung karbon, sehingga dapat dimanfaatkan untuk bahan briket yang mempunyai nilai kalor cukup tinggi, namun sulit untuk penyalaan awal. Penelitian   ini   bertujuan   untuk   mencari   jenis   dan   konsentrasi   oksidator   yang   ditaambahkan   pada   briket tempurung kelapa agar memiliki sifat penyalaan yang cepat. Briket dibuat dengan metode  pirolisis pada suhu 550 0 C.  Jenis   oksidator   yang   digunakan   adalah  KMnO 4, KNO 3, KClO 3, NaNO 2, dan K 2 Cr 2 O 7 .   Konsentrasi oksidator yang digunakan adalah 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20%., kemudian ditambahkan perekat sebesar 5% berat   dan   dicetak.   Selanjutnya   briket   dikeringkan   dan   dianalisa   nilai   kalor,  kadar   air,  kadar   abu,   waktu penyalaan,   lama   pembakaran,   dan   laju   pembakaran.   Hasil   penelitian   menunjukkan   bahwa   semakin   besar konsetrasi oksidator, sifat penyalaan briket arang tempurung kelapa semakin cepat, tetapi kualitasnya menurun. Penyalaan tercepat diperoleh pada penambahan oksidator KMnO 4 konsetrasi 20% dengan waktu penyalaan 10 detik, laju pembakaran 0,0016gr/det, nilai kalor 5603,26kal/g, kadar air 7,26%, dan kadar abu 5,24%.
Kata kunci : briket, oksidator, tempurung kelapa

## STUDY OF ADDING OXIDIZERS TO THE IGNITATION PROPERTIES OF COCONUT SHELL BRIQUETTES

## Abstract
Coconut shell is a plantation waste that contains a lot of carbon, so that it can be used for briquettes that have   a   high   calorific   value,   but   it   is   difficult   for   initial   ignition.  This   study   aims   to   find   the   type   and concentration of oxidizing agents added to coconut shell briquettes in order to have fast ignition properties. Briquette is made by pyrolysis method at a temperature of 550 0 C. The types of oxidizing agents used are KMnO4, KNO3, KClO3, NaNO2, and K2Cr2O7. The oxidizer concentrations used were 0%, 5%, 10%, 15%, and 20%. Then the adhesive was added by 5% by weight and printed. Then the briquettes are dried and analyzed the heating value, moisture content, ash content, ignition time, duration of combustion, and rate of combustion. The results showed that the greater the concentration of the oxidizer, the ignition properties of the coconut shell charcoal briquette was faster, but the quality decreased. The fastest ignition was obtained by adding KMnO4 oxidizer with 20% concentration with 10 seconds ignition time, burning rate of 0.0016gr / sec, calorific value of 5603.26cal / g, moisture content of 7.26%, and ash content of 5.24%.
Keywords: briquettes, coconut shell, oxidizer.

## PENDAHULUAN
Berbagai   solusi   telah   dilakukan   oleh   para ilmuan   untuk   mengatasi   ketergantungan   terhadap sumber   energi   tak   terbarukan.   Diantara   berbagai solusi tersebut adalah dengan memanfaatkan energi terbarukan   seperti   biomassa.   Energi   biomassa dengan   metode   pembriketan   adalah   mengkonversi bahan   baku   padat   menjadi   suatu   bentuk   hasil
kompaksi   yang   lebih   mudah   untuk   digunakan (Husada, 2008).
Indonesia   sebagai   negara   agraris   banyak menghasilkan limbah pertanian maupun perkebunan yang   kurang   termanfaatkan.  Salah   satu   limbah tersebut   adalah   tempurung   kelapa.  Tempurung kelapa termasuk jenis biomassa yang memiliki nilai kalor yang cukup tinggi bila di bandingkan dengan biomassa   yang   lain   dan   dapat   digunakan   sebagai pengganti batubara sebagai bahan pembuatan briket
3
Nana dyah siswati, Hanif kurniawan guntoro, Naufaldy wira pratama: Kajian penambahan oksidator terhadap sifat penyalaan briket arang tempurung kelapa
dikarenakan   juga   tempurung   kelapa   memiliki struktur yang padat. Tempurung kelapa mengandung karbon   sebesar  +70%   sehingga   apabila   terbakar mampu   bertahan   lama,   namun   sulit   untuk melakakukan pembakaran awal (Puspa, 2014).
Menurut penelitian yang telah dilakukan oleh Siti   Jamilatun   (2008),   Briket   tempurung   kelapa memiliki nilai kalor yang cukup tinggi yaitu sebesar 5780kal/g   dengan   nyala   api   yang   besar.   Briket tempurung   kelapa   memiliki   lama   pembakaran sebesar   116menit   dengan   menggunakan   briket seberat 244,51gram dan kecepatan pembakaran yang dimiliki   sebesar   126,6gram/detik.   Lama   penyalaan awal briket tempurung kelapa 53,57detik. Dari data tersebut,   terlihat   bahwa   briket   tempurung   kelapa memiliki   kualitas   yang   sangat   baik,   tetapi   untuk penyalaan awal yang paling sulit jika di bandingkan dengan briket dari limbah biomassa lainnya. Hal ini disebabkan   oleh   tempurung   kelapa   yang   memiliki kandungan   karbon   yang   tinggi   dan   strutur   yang padat (kompak).
Menurut   penelitian   yang   telah   di   lakukan oleh Siti Miskah (2015), Briket dari campuran arang kulit kacang tanah dan arang ampas tebu memiliki memiliki lama penyalaan awal sebesar   6,21menit, lama nyala menjadi abu 13,21menit, dan kecepatan pembakaran   4,71gr/detik   tanpa   penambahan oksidator kalium permanganat. Setelah penambahan oksidator kalium permanganat didapatkan hasil lama penyalaan awal  sebesar  8,31detik, lama nyala  jadi abu   19,09menit,   dan   kecepatan   pembakaran 3,15gr/detik. Dari data di atas terlihat bahwa dengan penambahan   oksidator   dapat   mempercepat penyalaan awal.
Berdasarkan   uraian   di   atas,   penelitian   ini dilakukan dengan mencampurkan briket tempurung kelapa dengan berbagai variasi oksidator agar dapat mengetahui   kualitas   dan   sifat-sifat   penyalaan   atau pembakaran briket arang tempurung kelapa. Dengan penambahan   oksidator   ini   dapat   berfungsi   sebagai penyuplai oksigen internal dalam briket.
Tujuan   dari   penelitian   ini   adalah  untuk mencari   jenis   dan   konsentrasi   oksidator   yang ditambahkan   pada   briket  arang   tempurung   kelapa agar memiliki sifat penyalaan yang baik dan kualitas yang memenuhi standart briket.

## METODE PENELITIAN Bahan
Bahan–bahan   yang   di   gunakan   pada penelitian ini antara lain : arang tempurung kelapa yang   di   dapatkan     di   daerah   kutisari,   Kalium Permanganat   (KMnO 4 ),   Kalium   Nitrat   (KNO 3 ), Kalium   Klorat   (KClO 3 ),   Natrium   Nitrit   (NaNO 2 ), dan Kalium Dikromat (K 2 Cr 2 O 7 ).
Alat   yang   digunakan   dalam   penelitian   ini antara   lain:   ayakan   50mesh,   alat   tumbuk,   wadah plastik, cetakan  briket,  neraca   analitis,  gelas   ukur, alat   press   briket,   loyang,   oven,   cawan   porselen, furnace, stopwatch, pembakar spirtus, desikator, dan kompor listrik.

## Rangkaian Alat
Gambar 1. Rangkaian alat press pencetak briket

## Prosedur
Bahan baku berupa arang tempurung kelapa di   hancurkan   dengan   alat   penumbuk   hingga didapatkan   serbuk   briket.   Serbuk   briket   kemudian diayak dengan ukuran 50mesh. Serbuk arang yang telah  diayak  dicampurkan  dengan  oksidator sesuai konsentrasi   variabel   yang   ditentukan   hingga homogen.   Campuran   briket   dengan   oksidator   di campurkan lagi dengan perekat kanji sesuai dengan variabel yang di tentukan hingga campuran menjadi homogen.   Campuran   tersebut   di   masukkan   dalam cetakan briket dan kemudian di lakukan pencetakan dengan cara di tekan menggunakan alat press briket.
Briket   yang   telah   dicetak   dikeringkan   di bawah   sinar   matahari   selama   3hari.   Briket   yang telah kering kemudian dilakukan analisa nilai kalor, kadar   air,   kadar   abu,   waktu   penyalaan,   lama pembakaran, dan laju pembakaran.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Bahan berupa arang tempurung kelapa yang di   dapatkan   dari   daerah   kutisari   Surabaya   di analisakan di Sucofindo Surabaya. Analisa yang di lakukan   berupa   analisa   nilai   kalor,   kadar   air,   dan kadar abu.
Tabel 1. Hasil Analisa Bahan Awal No Parameter Satuan Nilai 1 Nilai Kalor Kal/gr 7336 2 Kadar Air % 3,8 3 Kadar Abu % 3,1
Keterangan Gambar :
1. Hydraulic jack
2. Penekan 3. Cetakan briket 1 2
Tabel  2. Hasil Analisa Uji Nyala dan Pembakaran
Bahan Awal No Parameter Satuan Nilai 1 Berat awal Gram 25,2 2 Berat sisa pembakaran Gram 0,8 3 Waktu penyalaan awal Detik 53 4 Lama pembakaran Detik 12600 5 Kecepatan pembakaran Gr/detik 0,0019
Pada   briket   yang   telah   di   tambahakan berbagai   variabel   oksidator   yang   di   jalankan, didapatkan data hasil analisa sebagai berikut :
Gambar 2. Hubungan Antara Konsentrasi Oksidator dengan Waktu Penyalaan.
Gambar  2  menununjukkan   kecenderungan waktu   penyalaan   yang   menurun   seiring   dengan bertambahnya   konsentrasi   oksidator   pada   briket. Dari hasil uji yang telah dilakukan, Waktu penyalaan tercepat   pada   penambahan   oksidator   KMnO 4 konsentrasi 20% yaitu sebesar 10detik. Sedangkan, waktu   penyalaan   terlama   pada   tanpa   penambahan oksidator yaitu sebesar 53detik. Menurunnya waktu penyalaan   ini   dipengaruhi   oleh   adanya   oksidator yang menyediakan oksigen internal briket pada saat proses devolatilisasi berlangsung. Oksigen internal yang   berada   dalam   briket   akan   bereaksi   dengan karbon   dalam   briket,   sehingga   terjadi   reaksi oksidasi   antara   briket   dengan   oksidator.  Hal   ini menyebabkan   naiknya   temperatur   briket   dan turunnya   energi   aktivasi   briket . Semakin   rendah energi aktivasi suatu briket, maka briket tersebut mudah untuk menyala (Tanto, 2011).
Oksidator   memiliki   kemampuan   untuk mengoksidasi briket yang berbeda-beda. Semakin kuat   oksidator   maka   semakin   mudah   untuk mengoksidasi   briket.   Semakin   mudah   briket teroksidasi   maka   penyalaannya   akan   semakin cepat.   Waktu   penyalaan   tercepat   dimiliki   oleh briket dengan penambahan oksidator KMnO 4 20% yaitu sebesar 10 detik, sedangkan waktu penyalaan yang dimiliki oksidator lain dengan konsentrasi yang
sama   lebih   lama.   Hal   ini   dikarenakan   KMnO 4 merupakan oksidator terkuat diantara oksidator lain yang   digunakan.  Semakin   cepat   penyalaan   awal briket menunjukkan semakin baik briket tersebut.
Gambar 3. Hubungan antara Konsetrasi Oksidator dengan Lama Pembakaran briket
Gambar  3  menununjukkan   kecenderungan lama   pembakaran   briket   yang   menurun   seiring dengan   bertambahnya   konsentrasi   oksidator   pada briket.   Dari   hasil   uji   yang   telah   dilakukan,   lama pembakaran   awal   briket   tanpa   menggunakan oksidator   sebesar   12600   detik.   Lama   pembakaran briket  mengalami  kenaikan  pada  saat  penambahan oksidator   sebesar   5%,   kemudian   mengalami penurunan ketika konsentrasi oksidator ditambahkan hingga 20%. Lama pembakaran terlama terjadi pada penambahan oksidator NaNO 2 konsentrasi 5% yaitu sebesar   18300   detik.   Kenaikan   lama   pembakaran briket   ini   disebabkan   oleh   adanya   oksidator   yang mengandung senyawa  impurities yang  mengurangi jumlah pori pada briket sehingga senyawa  volatile yang   dilepaskan   dari   briket   semakin   sedikit. Penurunan   lama   pembakaran   briket   ketika konsentrasi   oksidator   yang   ditambahkan   naik disebabkan   oleh   adanya  kenaikan   jumlah   oksigen internal  seiring   dengan   tingginya   konsentrasi oksidator  yang  dapat  menaikkan   laju   reaksi pembakaran  dan   menyebabkan  lama  pembakaran menjadi lebih cepat (Tanto, 2011).
Gambar 4. Hubungan antara Konsentrasi Oksidator dengan Laju Pembakaran Briket Gambar 4 menunjukkan kecenderungan yang naik   seiring   dengan   bertambahnya   konsentrasi
Nana dyah siswati, Hanif kurniawan guntoro, Naufaldy wira pratama: Kajian penambahan oksidator terhadap sifat penyalaan briket arang tempurung kelapa
oksidator   pada   briket.   Dari   hasil   uji   yang   telah dilakukan,   laju   pembakaran   awal   briket   tanpa menggunakan   oksidator   sebesar   0,0019gram/detik. Laju pembakaran briket mengalami penurunan pada saat   penambahan   oksidator   sebesar   5%,   kemudian mengalami   kenaikan   ketika   konsentrasi   oksidator ditambahkan hingga 20%. Laju pembakaran terkecil terjadi pada penambahan oksidator NaNO 2 5% yaitu sebesar   0,0011gram/detik.   Penurunan   laju pembakaran   ketika   ada   penambahan   oksidator   ini disebabkan adanya kenaikan pada lama pembakaran. Terjadinya   kenaikan   laju   pembakaran   ketika konsentrasi   oksidator   yang   di   tambahkan   naik disebabkan   adanya   penurunan   pada   lama pembakaran  briket. Hal  ini sesuai  dengan  literatur persamaan   laju   pembakaran   dimana   lama pembakaran   berbanding   terbalik   dengan   laju pembakaran (Levenspiel, 1972).
Gambar 5. Hubungan antara Konsetrasi Oksidator dengan Kadar Abu
Gambar  5  menununjukkan   kecenderungan kadar   abu   yang   meningkat   seiring   dengan bertambahnya   konsentrasi   oksidator   pada   briket. Dari hasil uji yang telah dilakukan, didapatkan kadar abu terendah pada tanpa penambahan oksidator yaitu sebesar 3,1%. Sedangkan, kadar abu terbesar pada penambahan oksidator NaNO 2 konsentrasi 20% yaitu sebesar 9,23%. Naiknya kadar abu dipengaruhi oleh adanya   pengotor   (impurities)   yang   terkandung dalam   briket.   Pengotor   ini   dapat   berasal   dari oksidator   yang   mengandung  unsur  oksidasi  logam yang   dapat   menyebabkan   terbentuknya   abu   pada saat proses pembakaran briket (Nadir, 2011). Unsur anorganik dan logam pada oksidator pada penelitian ini yang dapat menyebabkan terbentuknya abu yaitu KO 2 , MnO 2, KCl, Cr 2 O 3 , KNO 2 , dan Na 2 O Dari   keseluruhan   hasil   yang   di   peroleh, briket   dengan   penambahan   oksidator   Kalium Permanganat, Kalium Dikromat, Kalium Klorat, dan tanpa   penambahan   oksidator   sudah   sesuai   dengan standart   kualitas   briket   berdasarkan   SNI   No. 1/6235/2000 yaitu  ≤ 8%. Sedangkan briket dengan penambahan   oksidator   Natrium   Nitrit   dan  Kalium Nitrat  sudah sesuai dengan standart kualitas briket
berdasarkan Peraturan Menteri ESDM No. 47/2006 yaitu ≤ 10%.
Gambar 6. Hubungan antara Konsentrasi Oksidator dengan Kadar Air
Gambar  6  menununjukkan   kecenderungan kadar   air   yang   meningkat   seiring   dengan bertambahnya   konsentrasi   oksidator   pada   briket. Dari hasil uji yang telah dilakukan, didapatkan kadar air terendah pada tanpa penambahan oksidator yaitu sebesar   3,8%.   Sedangkan,   kadar   air   terbesar   pada penambahan oksidator NaNO 2 konsentrasi 20% yaitu sebesar 9,74%. Naiknya kadar air di pengaruhi oleh adanya   penambahan   konsentrasi   oksidator   dimana oksidator memiliki kandungan internal oksigen yang besar (Tanto, 2011). Sebagian dari oksigen tersebut akan berikatan dengan atom H membentuk senyawa H 2 O.
Oksidator   memiliki   kemampuan   untuk mengikat   molekul   air   yang   berbeda-beda. Kemampuan   ini   disebut   dengan   sifat   higroskopis. Semakin besar sifat higroskopis maka kadar air juga akan   semakin   tinggi.  Kadar   air   terbesar   dimiliki oksidator NaNO 2 sebesar 9,74% sedangkan kadar air terkecil dimiliki oleh oksidator KMnO 4 5% sebesar 4,35%.   Besarnya   kadar   air   dalam   natrium   nitrit dipengaruhi   oleh   sifat   higroskopis   NaNO 2 yang besar. Sedangkan KMnO 4 memiliki sifat higroskopis yang kecil.  Dari keseluruhan hasil yang di peroleh, briket   dengan   penambahan   oksidator   Kalium Permanganat, Kalium Dikromat, Kalium Klorat, dan tanpa   penambahan   oksidator   sudah   sesuai   dengan standart   kualitas   briket   berdasarkan   SNI   No. 1/6235/2000 yaitu  ≤ 8%. Sedangkan briket dengan penambahan   oksidator   Natrium   Nitrit   dan  Kalium Nitrat  sudah sesuai dengan standart kualitas briket berdasarkan Peraturan Menteri ESDM No. 47/2006 yaitu ≤ 15%.
Gambar  7.  menununjukkan   kecenderungan gnilai   kalor   yang   menurun   seiring   dengan bertambahnya   konsentrasi   oksidator   pada   briket. Dari   hasil   uji   yang   telah   dilakukan,   nilai   kalor tertinggi   pada   tanpa   penambahan   oksidator   yaitu sebesar  7336kal/gr. Sedangkan,  nilai kalor terkecil pada penambahan oksidator NaNO 2 konsentrasi 20% yaitu sebesar 5285kal/gr. Menurunnya nilai kalor ini
dipengaruhi   oleh   adanya   kenaikan   pada   kadar   air dan kadar abu. Semakin besar kadar air dan kabar abu maka nilai kalor yang di dapatkan akan semakin kecil. Dari keseluruhan hasil yang di peroleh, briket dengan   tanpa   penambahan   oksidator   dan   dengan penambahan oksidator sudah sesuai dengan standart kualitas   briket   berdasarkan   SNI   No.   1/6235/2000 yaitu  >  5000kal/gram.   Briket yang dihasilkan juga sudah   sesuai   dengan   standart   kualitas   briket berdasarkan Peraturan Menteri ESDM No. 47/2006 yaitu > 4400kal/gr.
Gambar 7. Hubungan antara Konsentrasi Oksidator dengan Nilai Kalor

## SIMPULAN
Berdasarkan   hasil   penelitian   yang dilakukan, Penambahan   oksidator   dapat mempercepat  waktu penyalaan  awal, namun dapat menurunkan nilai kalor dari briket arang tempurung kelapa   karena   adanya   peningkatan   kadar   air   dan kadar   abu.  Waktu  penyalaan   tercepat   didapatkan pada   briket   dengan   penambahan   konsentrasi oksidator KMnO 4 20% yaitu selama 10detik. Kadar air  pada   briket   dengan   penambahan   oksidator KMnO 4 konsentrasi 20% sebesar 7,26%. Kadar abu pada briket dengan penambahan oksidator KMnO 4 konsentrasi 20% sebesar 5,24%. Kadar air dan abu ini   sesuai   dengan   SNI   No.   1/6235/2000   yaitu maximal   8%.  Nilai   kalor  pada   briket   dengan penambahan   oksidator   KMnO 4 konsentrasi   20% sebesar 5603,26kal/gr. Sedangkan, untuk nilai kalor pada   briket   tanpa   penambahan   oksidator   sebesar 7336kal/gr.  Nilai kalor ini sesuai dengan SNI No.
1/6235/2000 yaitu minimal 5000kal/gr.

## SARAN
Agar   mendapatkan   kualitas   briket   yang lebih   baik,   perlu   dilakukan   penelitian   lebih   lanjut tentang   penggunaan   oksidator   beserta   konsentrasi
yang   di   sesuaikan   dengan   kebutuhan   briket   agar hasil   yang   didapatkan   lebih   optimum.   Selain   itu, penelitian   tentang   penambahan   oksidator   sebelum dan   sesudah   proses   pirolisis   perlu   dilakukan. Sebaiknya faktor–faktor eksternal juga di perhatikan agar kualitas briket yang didapatkan lebih baik lagi.

## DAFTAR PUSTAKA
Badan Standarisasi Nasional. 2000. “Standar Mutu Briket   Arang   Kayu”. (SNI   1/6235/   2000) . Jakarta.
Husada, T I. 2008. “Arang Briket Tongkol Jagung Sebagai   Energi   Alternatif”.   Laporan   Hasil Penelitian   Program   Inovasi   Mahasiswa Provinsi Jawa Tengah. Semarang : UNS
Jamilatun,  Siti.   2008.   “Sifat-Sifat   Penyalaan   dan Pembakaran   Briket   Biomassa,   Briket Batubara dan Arang Kayu ” . Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 2, No. 2. Yogyakarta.
Levenspiel, O. 1972. “Chemical Reaction Engineer ing 2nd Edition”. Singapore : McGraw Hill Miskah,   Siti.   2014.   “Pembuatan   Biobriket   dari Campuran   Arang   Kulit   Kacang   Tanah   dan Arang Ampas Tebu dengan Aditif KMnO 4 ”. Jurnal Teknik Kimia No. 3, Vol 20, Agustus 2014. Palembang.
Puspa,  Dilia.   2014.   “Pemanfaatan   Limbah  Ampas Tebu   dan   Tempurung   Kelapa   Menjadi Biobriket   dengan   Variasi   Komposisi   Bahan Baku”. Jurnal Penelitian. Palembang.
Tanto,   Mohammad   H   Y.   2011.   “Pengaruh Penggunaan   Briket   BioBatubara,   Briket Biomassa,   dan   Pellet   Biomassa   Sebagai Promotor   Terhadap   Waktu   Nyala   Pada Kompor   Briket   Batubara”.   Laporan   Hasil Penelitian. Jakarta : UI.