## Pengaruh waktu pencetakan dan jumlah lubang terhadap karakteristik pembakaran briket arang tempurung kelapa
Zahra Fona 1,2 , Muhammad Hidayat 1 , Adriana 1 , Ummi Habibah 1 , Muhammad Razi 3
1 Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Lhokseumawe, Lhokseumawe, 24301, Indonesia
2 Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara, Medan, 20155, Indonesia
3 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Lhokseumawe
* Email: zahrafona@gmail.com

## Abstrak
Briket telah lama dikenal sebagai bahan bakar solid yang memiliki spesifikasi dan kegunaan khusus. Penggunaan briket masih sangat terbatas di kalangan masyarakat terutama disebabkan berbagai kendala. Salah satunya adalah terkait  pembakaran  briket.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menentukan  pengaruh  lama  pemberian  tekanan  pada saat  pencetakan  terhadap  karakteristik  fisika,  karakteristik  pembakaran,  dan  briket.  Jumlah  lubang  briket  juga diuji  pengaruhnya  terhadap  kedua  karakteristik  tersebut.  Bahan  baku  limbah  biomassa  tempurung  kelapa  yang telah dikeringkan, dikarbonisasi dalam tungku bertutup yang minim oksigen, pada temperatur 450-500 o C. Arang tempurung  kelapa  selanjutnya  di crusher dan  diayak  dengan  ukuran  60  mesh.  Serbuk  arang  tempurung  kelapa dicampurkan  dengan  perekat  yang  dibuat  dari  tepung  kanji  dan  diaduk  rata  membentuk  pasta.  Briket  dicetak menggunakan cetakan metal dengan diameter 33 mm, dan ditekan menggunakan hydraulic press pada  tekanan 160 bar, dengan waktu penahanan tekanan selama 30, 45, 60, dan 75 detik. Briket dikeringkan di bawah sinar matahari sampai benar-benar kering. Briket yang telah kering dilubangi dengan diameter lubang 3 mm sebanyak 1,  2,  dan  3  lubang  untuk  setiap  briket  secara  vertikal.  Briket  selanjutnya  diuji  densitas,  ketahanan,  relaksasi, waktu  penyalaan  awal,  durasi  pembakaran,  laju  pembakaran,  dan  dekomposisi  termal.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  densitas  dan  ketahanan  briket  dipengaruhi  oleh  jumlah  lubang  briket,  semakin  banyak jumlah  lubang  maka  densitas  dan  ketahanan  semakin  kecil.  Densitas  briket  berkisar  0,834-1,057  g.cm -3 , ketahanan  47,7-50  kg.cm -2 ,  dan  relaksasi  berada  pada  rentang  0,51-10,98%.  Waktu  penyalaan  awal  dan  durasi pembakaran  semakin  cepat  dengan  bertambahnya  jumlah  lubang  briket  yaitu  masing-masing  5,33-7,47  menit, dan  160-185  menit.  Laju  pembakaran  beriket  dengan  tiga  lubang  adalah  0,116  g.menit -1 ,  sementara  laju pembakaran briket tanpa lubang 0,120 g.menit -1 . Analisa dekomposisi termal menunjukkan bahwa briket mulai terdekomposisi pada temperatur 337 o C dengan kehilangan berat 0,635 mg atau 12,70%. Kata kunci : Tempurung kelapa, briket arang, jumlah lubang, waktu pencetakan, karakteristik pembakaran.

## Effect of Pressuring Time and Number of Holes on the Combustion Characteristics of Coconut Shell Char Briquettes

## Abstrack
Briquettes  have  long  been  known  as  solid  fuels  that  have  particular  specifications  and  uses.  The  briquettes utilization is very limited, mainly due to various obstacles, one of which is related to briquettes combustion. This study aims to determine the physical and combustion characteristics of briquette by comparing the effect of the pressuring time and the hole numbers of the briquette made of coconut shell biomass waste. Pre-dried coconut shell's raw material was carbonized in a closed vessel in less oxygen condition at a temperature of 450-500 o C. Coconut  shells  char  was  then  crushed  and  sieved  to 60  mesh.  The  char  powder  was  mixed  with  an amount  of binder made of starch and stirred well to form a paste. Furthermore, the paste was put into a metal mold of 33 mm diameter,  pressurized using a 160  kg.cm -2 hydraulic press  for 30, 45, 60, and 75 seconds of holding time. The briquette products were then sun-dried and holed to 3 mm for 1, 2, and 3 holes for each briquette vertically. The product then analyzed for the density, compressive strength, ignition time, combustion duration, combustion rate,  and  thermal  decomposition.  The  results  showed  that  the  density  and  compressive  strength  of  briquettes were significantly influent by the hole numbers, which ranged from 0.834 -1.057 g.cm -3 of the density, and 47,7 - 50 kg.cm -2 of the compressive strength.   The relaxations of the briquettes were in the range of 0,51  – 10,98%. The  ignition  time  of  the  three  holes  briquette  was  5.33  minutes,  while  the  no-hole briquette  was  7.47  minutes. The combustion duration of three holes briquette was 160 minutes, while 185 minutes for no hole briquette with the  combustion  rate  of  0.116  g.min -1 and  0.120  g.min -1 respectively.  Thermal  decomposition  analysis  showed that  the  decomposition  of  biomass  started  at  a  temperature  of  337 o C  and  the  weight  lost  up  to  0.635  mg  or 12.70%.
Keywords: coconut shells, char briquettes, hole numbers, pressuring time, combustion characteristics.

## 1. Pendahuluan
Krisis  energi  menjadi  sebuah  isu  yang  sedang hangat  diperbincangkan  akhir-akhir  ini. World Energy  Outlook (WEO)  memprediksi  bahwa  laju pertumbuhan  kebutuhan  energi  primer dunia pada tahun 2000-2030 adalah sebesar 1,8% per tahun [1]. Kebutuhan energi Indonesia mengalami peningkatan sekitar  4,4%  setiap  tahunnya  sebagai  dampak  dari peningkatan  jumlah  penduduk,  kegiatan  ekonomi, dan  industri.  Kebutuhan  energi  tersebut  masih didominasi bahan bakar fosil yang merupakan bahan bakar  tidak  terbarukan (nonrenewable) sebesar 35,9% dari batubara, 33,7% dari minyak, 17,8% dari gas,  dan  hanya  12,6%  dari  energi  baru  terbarukan ( renewable ) [2].
Produk  turunan  bahan  bakar  fosil  seperti  LPG, bensin,  kerosin,  dan  lain-lain  masih  menjadi  energi utama  yang  dikonsumsi  oleh  masyarakat,  maka diperlukan  perhatian  yang  cukup  serius  dalam rangka  mensubstitusi  pemakaian  energi  fosil.  Selain itu,  masalah  kelangkaan  bahan  bakar  menyebabkan harga  yang  lebih  tinggi  sehingga  sulit  terjangkau masyarakat  di  daerah  pedesaan.  Sebagai  alternatif dengan  memanfaatkan  cabang  dan  kayu  gelondong yang  ada  di  sekitarnya  sebagai  bahan  bakar,  tetapi penggunaan  kayu  bakar  berkelanjutan  juga  harus diminimalisir  mengingat  kemungkinan  terjadinya penggundulan  hutan  yang  dapat  mengganggu keseimbangan ekosistem hutan.
Banyak  penelitian  telah  menemukan  manfaat dan  efektivitas  penggunaan  bahan  bakar  biomassa terutama setelah pembriketan. Pembriketan mengubah  karakteristik  biomassa  menjadi  lebih kompatibel  dan  sangat  efisien  digunakan.  Upaya meningkatkan  karakteristik  briket  supaya  lebih  baik masih  memerlukan  penelitian  berkesinambungan, terutama  terkait  karakteristik  penyalaan  briket.  Hal ini  penting  karena  menyangkut  keefektifan  briket untuk  menyala  ketika  diberi  inisiasi,  serta  lama waktu  yang  diperlukan  supaya  nyala  briket  tetap memberikan panas sampai selesai.
Setiowati  dan  Tirono  menggunakan  campuran tempurung  kelapa  dan  serbuk  gergaji  untuk pembuatan  briket,  diperoleh  bahwa  penggunaan 100%  arang  tempurung  kelapa  menghasilkan  briket dengan  densitas  0,634  g.cm -3 ,  kekuatan  mekanik 43,167  N.cm -2 dan  lama  pembakaran  64,39  menit [3]. Qistina et al. membuat briket tempurung kelapa dengan  ukuran  partikel  30  mesh  dengan  perlakuan karbonisasi  pada  suhu  50-125 o C  selama  waktu  50- 120 menit, penambahan perekat kanji 12% tanah liat 3%  dan  dicetak  dengan  tekanan  50  kg.cm -2 , diperoleh  nilai  kalor  briket  4.925,96  kal.g -1 . Nicomrat  et  al.  telah  mempelajari  nilai  kalor  briket arang tempurung kelapa dibandingkan dengan briket dari batu bara, diperoleh bahwa nilai kalor keduanya tidak jauh berbeda, yaitu masing-masing 6.050 kal.g - 1 dan  6.210  kal.g -1 [4].  Hal  tersebut  menunjukkan bahwa,  ditinjau  dari  nilai  kalor,  tempurung  kelapa
dapat  digunakan  sebagai  bahan  baku  briket  yang sangat  berkualitas,  hampir  setara  dengan  briket  dari batubara. Di sisi lain, penelitian tentang karakteristik pembakaran  briket  belum  banyak  diperoleh  dari literature  sehingga  memerlukan  pembahasan  lebih lanjut. Selain harus memberikan panas yang optimal dalam  proses  pembakaran,  briket  juga  harus memenuhi  kriteria  yang  terkait  sifat-sifatnya  pada saat  dibakar.  Panas  yang  terlalu  kecil  tidak  efektif dalam  penggunaan,  tetapi  panas  yang  terlalu  besar juga  tidak  diinginkan  karena  kerugian  energi  [5,6], dan  merusak  tempat  pembakaran.  Kualitas  lainnya dari  briket  adalah  harus  mudah  dinyalakan  serta memberikan  panas  yang  stabil  dalam  jangka  waktu yang lebih lama.
Penelitian  tentang  pengaruh  lama  penekanan saat  pencetakan  dan  jumlah  lubang  briket  terhadap karakteristik  pembakaran  briket  belum  banyak ditemukan  dalam  literatur.  Oleh  karena  itu, penelitian ini bertujuan untuk menentukan pengaruh lama  pemberian  tekanan  pada  saat  pencetakan,  dan jumlah  lubang  briket  terhadap  karakteristik  fisika serta  karakteristik  pembakaran  briket.  Karakteristik fisika  meliputi  densitas,  relaksasi,  dan  ketahanan. Karakteristik  pembakaran  briket  yang diuji  meliputi waktu  penyalaan  awal,  temperatur  pembakaran, durasi  pembakaran  dan  laju  pembakaran,  serta dekomposisi termal.

## 2. Metode Penelitian
Tempurung  kelapa  diperoleh  dari  limbah pengukuran  kelapa  di  pasar  tradisional  kota Lhokseumawe.  Perekat  kanji  dibuat  dari  tepung kanji  komersial  dari  pasar  lokal.  Tempurung  kelapa yang  telah  kering  dikarbonisasi  di  dalam vessel tertutup  pada  temperatur  450-500 o C  selama  300 menit. Arang yang terbentuk dihaluskan menggunakan crusher sampai lolos ayakan 60 mesh.
Gambar 1. Alat hydraulic press
Serbuk arang selanjutnya dicampur dengan 8% perekat  kanji  yang  masih  panas  dan  diaduk  sampai benar-benar tercampur rata. Pasta arang dimasukkan ke  dalam  cetakan  metal  berdiameter  33  mm  lalu diberi tekanan 160 kg.cm -2 dan ditahan selama 0, 30, 45,  60,  dan  75  detik.  Alat  cetak  yang  digunakan adalah jenis hydraulic press (Gambar 1).
Produk  briket  dikeringkan  dan  dilubangi dengan ukuran diameter 3 mm, sejumlah 1, 2 dan 3 lubang  secara  vertikal seperti  diperlihatkan  oleh Gambar 2 (a) dan (b).
Gambar 2. (a) Briket sedang dijemur, (b) contoh briket dengan 3 lubang, (c) briket sedang dibakar untuk menguji waktu penyalaan awal dan  durasi pembakaran serta temperatur  pembakaran
Pengujian densitas briket, menggunakan standar  ASAE  S269.4DEC1991(R2007).  Briket ditimbang beratnya menggunakan timbangan analitik,  lalu  diukur  diameter  dan  tingginya menggunakan calliper .  Densitas  dihitung  dengan membagi berat terhadap volume briket.
Pengujian ketahanan briket dilakukan menggunakan tensile  test .  Spesimen  uji  diletakkan pada  alat,  dan  diberikan  tekanan  secara  perlahan sampai spesimen pecah.
Relaksasi  briket  diuji  dengan  standar  ASAE S269.4 DEC96 menggunakan calliper  untuk mengukur  diamer  dan  tinggi  briket  setiap  hari sampai  17  hari,  yang  dapat  dinyatakan  sebagai perubahan volume briket setiap waktu sesuai dengan Persamaan (1).

## (1)
Relaksasi  dinyatakan  sebagai  pertambahan  volume briket (% V), Vt  adalah  volume  briket  setelah keluar  cetakan  pada  t  hari  (mm 3 ),  dan  Vo  adalah volume briket mula-mula (mm 3 ).
Karakteristik pembakaran yang diuji terdiri dari waktu  penyalaan,  laju  pembakaran,  dan  temperatur pembakaran.  Waktu  penyalaan  diukur  mulai  saat inisiasi diberikan pada briket dan menghitung waktu sampai  briket  menyala.  Laju  pembakaran  diuji dengan  membandingkan  berat  briket  yang  hilang selama pembakaran terhadap waktu yang diperlukan sampai briket habis terbakar (Pers.2)
(2)
Dengan  W 0 adalah   berat  sampel  awal  (g),  W 1 berat  sampel  akhir  (g),  dan  t    adalah  waktu pembakaran sampai briket habis terbakar (det).
Temperatur  pembakaran  diuji  menggunakan termometer infrared ,  dengan  cara  menembakkan sinar  ke  briket  yang  sedang  menyala  (Gambar  2c) selama  proses  pembakaran  setiap  lima  menit  sekali sampai briket habis terbakar.
Pengukuran  dekomposisi  termal  dilakukan dengan  alat Thermal  Gravimetry  Analysis  ( TGA) Shimadzu  DTG-60,  dengan  laju  nitrogen  sebagai carrier  gas 20  ml.menit -1 dan  laju  temperatur  atau heating  rate 10 o C.min -1 . Proses  berakhir  sampai temperatur mencapai 600 o C .

## 3.   Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Densitas
Gambar  3  mempelihatkan  grafik  pengaruh waktu  penekanan  dan  jumlah  lubang  terhadap densitas  briket.  Terlihat  bahwa  briket  tanpa  lubang menghasilkan  densitas  lebih  tinggi  daripada  briket yang  dilubangi.  Rata-rata  densitas  briket  tanpa lubang yaitu sebesar 1,034 g.cm -3 dan paling rendah adalah yang memiliki 3 lubang, yaitu sebesar 0,8335 g.cm -3 .
Lama  waktu  penekanan  saat  pencetakan  briket secara  umum  tidak  memiliki  pengaruh  signifikan terhadap densitas. Gambar 3 memperlihatkan bahwa penekanan  selama  30  detik  sampai  75  detik memberikan densitas briket yang tidak jauh berbeda. Hal  ini  sesuai  dengan  hasil  penelitian  Nino  et  al., perbedaan  waktu  saat  pemberian  tekanan  saat pencetakan  briket  tidak  mempengaruhi  densitas, meskipun ada kemungkinan dengan waktu penekanan  lebih  lama  akan  dapat  menaikkan densitas  briket  [7].  Oleh  sebab  itu,  untuk  analisa karakteristik  selanjutnya  dalam  penelitian  ini, digunakan sampel briket hasil penekanan yang lebih singkat  karena  lebih  mudah  diaplikasikan,  yaitu selama 30 detik pemberian tekanan.
Gambar 3. Grafik pengaruh waktu penekanan dan jumlah lubang terhadap densitas briket.

## 3.2 Ketahanan
Ketahanan  briket  adalah  seberapa  berat  beban yang  dapat  ditahan  oleh  briket  sebelum  rusak  atau hancur.  Gambar  4  memperlihatkan  briket  yang dihasilkan dari penekanan saat pencetakan selama 30 detik  dan  perlakuan  tanpa  lubang,  memiliki ketahanan  beban  sampai  50  kg.cm -2 ,  sedangkan ketahanan  beban  terendah  dimiliki  oleh  briket  3 lubang  dari  hasil  penekanan  75  detik,  yaitu  sebesar 47,5  kg.cm -2 .  Berdasarkan  waktu  penekanan  saat pencetakan,  briket  dari  hasil  pencetakan  dengan penekanan  selama  30  detik  memberikan  ketahanan yang  lebih  besar  daripada  yang  lain.  Semakin banyak lubang briket, ketahanannya menurun secara signifikan.  Hal  ini  disebabkan  rongga  di  dalam briket  dapat  membuat  kompaksi  briket  berkurang. Borowski  et  al.  meneliti  tentang  briket  dari  abu batubara,  dan  mendapatkan  ketahanan  briket  abu batubara  yang  sampai  10  kg.cm -2 [8].  Briket  dari batang millet dengan  perekat arabic  gum memiliki ketahanan sampai 10,2 kg.cm -2 [9]. Ketahanan briket dipengaruhi oleh jenis bahan baku, jenis dan jumlah perekat,  jenis  perlakuan  bahan  baku,  dan  tekanan pencetakan [8,9], serta jumlah lubang briket.
Gambar 4. Grafik pengaruh waktu penekanan dan jumlah lubang terhadap ketahanan briket
3.3 Relaksasi
Rasio Relaksasi ( relaxation ratio ) menunjukkan  besarnya  pertambahan  densitas  briket dibandingkan  dengan  densitas  mula-mula.  Briket dapat  mengembang  (terjadi  penambahan  volume) ketika  disimpan  pada  temperatur  ruang  akibat penyerapan  kelembaban  dari  udara.  Briket  yang berkualitas  baik,  akan  stabil  pada  temperatur penyimpanan.
Relaksasi  yang  besar  dapat  menyebabkan briket  pecah  karena  ruang  antar  partikel  semakin besar, dan mempengaruhi area penyimpanan. Davies dan  Muhammed  menyebutkan  bahwa  briket  dengan rasio  relaksasi  rendah  menunjukkan  sifat  elastisitas rendah dan  lebih  stabil,  sementara  briket  yang  rasio relaksasinya  tinggi  memiliki  kecenderungan  lebih elastis  dan  kurang  stabil  [10].  Ratio  relaksasi dipengaruhi  oleh  komposisi  bahan  baku,  tekanan pencetakan [11], jenis bahan baku, dan kadar perekat yang digunakan [10,11].
Gambar 5 menunjukkan bahwa briket mengalami penambahan volume saat disimpan. Dari hari  pertama  hingga  hari  ke-4  tidak  mengalami perubahan volume. Relaksasi mulai terjadi pada hari ke-5  dan  seterusnya  sampai  hari  ke-14,  dengan relaksasi  berada  pada  rentang  0,51  -  10,98%  atau rasio  relaksasi  0,0051-0,1098,  sedangkan  dari  hari ke-14 sampai hari ke-17 tidak lagi terjadi perubahan volume  briket.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  briket dari  arang  tempurung  kelapa  dengan  penambahan 8% perekat kanji dan tekanan pencetakan 160 kg.cm - 2 sangat  stabil  pada  temperatur  ruang  penyimpanan. Lama  penekanan  (W)  saat  pencetakan  dan  jumlah lubang  (L)  tidak  memiliki  pengaruh  signifikan terhadap relaksasi briket.
Gambar  5. Grafik  relaksasi  briket  sampai  hari  ke- 17.

## 3.4 Waktu Penyalaan Awal
Waktu  penyalaan  awal  ( initial  ignition  time ) adalah  waktu  tercepat  briket  untuk  menyala  ketika diberi inisiasi, dan api ataupun baranya tidak padam ketika pemantik dimatikan.
Menurut  Kabok  et  al.  waktu  penyalaan  awal briket  dipengaruhi  oleh  bentuk  dan  densitas  briket. Briket  dengan  bentuk  bulat  memiliki  waktu penyalaan  awal  lebih  cepat  dibandingkan  dengan yang berbentuk silinder maupun segitiga [12]. Briket yang berasal dari kayu lunak seperti batang sagu dan tongkol jagung memiliki waktu penyalaan awal yang sangat  cepat  yaitu  1,58  menit  [13].  Briket  yang dicetak  berbentuk  silinder  dan  berbahan  baku  kayu keras seperti dalam penelitian ini, pelubangan briket menjadi salah satu solusi untuk mempercepat waktu penyalaan awal briket.
Gambar 6. Grafik pengaruh jumlah lubang terhadap waktu penyalaan briket
Pengujian  waktu  penyalaan  awal  dilakukan pada briket dari hasil pencetakan dengan penekanan selama  30  detik.  Gambar  6  memaparkan  data  rata- rata  waktu  penyalaan  tiap-tiap  briket.  Hasilnya adalah  briket  dengan  tiga  lubang  menghasilkan waktu  penyalaan  awal  paling  cepat  5,33  menit. Waktu  penyalaan  awal  yang  paling  lama  dimiliki oleh  briket  tanpa  lubang  dengan  waktu  penyalaan awal  mencapai  7,47  menit.  Waktu  penyalaan  ini dipengaruhi  oleh  ketersediaan  dan  sirkulasi  oksigen di  dalam  briket,  pelubangan  briket  memudahkan aliran  udara  ke  dalam  briket.  Briket  tanpa  lubang hanya berkontak dengan udara di bagian permukaan luarnya  saja  sehingga  penyalaan  awal  memerlukan waktu lebih lama.

## 3.5 Durasi dan Laju Pembakaran
Durasi  pembakaran  menunjukkan  waktu  yang diperlukan  oleh  briket  setelah  awal  menyala  sampai habis  terbakar.  Laju  pembakaran  merujuk  pada kecepatan  briket  habis  terbakar.  Gambar  7 mengindikasikan  pengaruh  jumlah  lubang  briket terhadap  durasi  pembakaran  rata-rata  dari  tiga  kali pengulangan  pembakaran  briket.  Durasi  dan  laju pembakaran  paling  lama  terjadi  pada  briket  tanpa lubang  yaitu  mencapai  185  menit,  dengan  durasi pembakaran  yang  paling  cepat  yaitu  pada  briket dengan tiga lubang  yaitu selama 160 menit. Jumlah lubang  sangat  berpengaruh  pada  kemampuan  briket untuk  lebih  lama  memberikan  panas.  Semakin banyak  jumlah  lubang,  semakin  cepat  briket  habis terbakar.
Serupa  dengan  durasi  pembakaran,  laju pembakaran juga dipengaruhi secara signifikan oleh jumlah lubang briket. Briket tanpa lubang menghasilkan  laju  pembakaran  yang  lebih  lambat yaitu  0,116  g.menit -1 (Gambar  8)  sehingga  briket bisa  bertahan  lebih  lama  memberikan  panas (Gambar  7).  Semakin  banyak  jumlah  lubang,  maka briket  semakin  cepat  habis  terbakar,  dengan  laju sampai  0,12  g.menit -1 pada  briket  dengan  tiga lubang.  Keberadaan  lubang  memudahkan  sirkulasi udara  ke  dalam  briket  sehingga  pembakaran  lebih cepat terjadi.
Handayani et al. membuat briket dari campuran batubara  dengan  arang  ampas  tebu  menghasilkan briket  dengan  durasi  pembakaran  20,26  menit  [14]. Pitakpong  telah  meneliti  durasi  pembakaran  briket dari  ampas  biji  jagung  yang  ditambah  emulsifier tepung singkong, yaitu mencapai 111,67 menit [15]. Dari  uraian  tersebut  dapat  diketahui  bahwa  durasi pembakaran  terkait  erat  dengan  jenis  bahan  baku briket,  dan  perekat  yang  digunakan.  Dari  hasil analisis  penelitian  ini,  jumlah  lubang  pada  briket juga  signifikan  pengaruhnya  terhadap  durasi pembakaran briket.
Secara  komersial  diinginkan  briket  yang memiliki  durasi  pembakaran  lebih  lama  artinya memiliki  laju  pembakaran  lambat,  sehingga  briket dapat bertahan lebih lama dalam memberikan panas.
Gambar 7. Grafik pengaruh jumlah lubang terhadap durasi pembakaran briket
Gambar 8 . Grafik pengaruh jumlah lubang terhadap laju pembakaran

## 3.6 Temperatur Pembakaran
Temperatur  pembakaran  berkaitan  dengan panas yang dilepaskan pada saat pembakaran briket.
Gambar 9. Grafik pengaruh jumlah lubang terhadap temperatur pembakaran
Gambar  9  menunjukkan  rata-rata  temperatur pembakaran  briket  dengan  0,  1,  2,  dan  3  lubang. Kurva tersebut mengindikasikan kenaikan temperatur rata-rata pada awal penyalaan  dari menit ke-10  sampai  menit  ke-95,  kemudian  temperatur mulai  menurun  secara  perlahan  sampai  briket  habis terbakar  pada  menit  ke  185.  Secara  detil  dapat dilihat  bahwa  briket  tanpa  lubang  memiliki  waktu yang  lebih  lama  untuk  tetap  memberikan  panas sampai  habis  terbakar  (185  menit).  Briket  dengan tiga  lubang  lebih  cepat habis terbakar yang  ditandai dengan  lebih  cepat  menurunnya  temperatur  yaitu pada  menit  ke-160.  Hal  ini  sesuai  dengan  analisa durasi  pembakaran  dan  laju  pembakaran  pada subbab 3.5.
Temperatur pembakaran tertinggi briket mencapai  sekitar  580 o C  untuk  ketiga  jenis  briket. Jumlah  lubang  tidak  berpengaruh  pada  panas  yang diberikan oleh briket saat pembakaran. Lestari et al. menemukan  bahwa  pencampuran  batang  sagu dengan  tongkol  jagung  untuk  membuat  briket, memberikan  panas  pembakaran  sampai  499,2 o C [13]. Panas yang dihasilkan pada pembakaran briket pada  dasarnya  dipengaruhi  oleh  jenis  bahan  baku yang  digunakan  dan  terkait  dengan  nilai  kalor alamiah bahan baku itu sendiri.

## 3.8 Dekomposisi Termal
Komposisi  kimia  biomassa  berperan  penting dalam pirolisis [16]. Oleh karena itu, pengujian sifat pirolitik  dengan  memantau  dekomposisi  termal bahan  dapat  menentukan  karakteristik  briket sesungguhnya  dalam  lingkungan  bebas  oksigen, maupun  lingkungan  oksigen.  Pirolisis  biomassa merupakan proses kompleks yang merujuk pada tiga parameter  reaksi  independen, masing-masing  terkait dekomposisi komponen hemisellulosa, sellulosa, dan lignin [17]
Dari  Gambar  10 diperoleh  bahwa  dekomposisi termal  briket  arang  tempurung  kelapa  terjadi  dalam tiga  tahap.  Pada  temperatur  30  -  100 o C  terjadi penguapan kadar air permukaan bahan. Karakteristik termal ini berkaitan dengan penguapan air bebas dari sampel  briket  dan  juga  sebagai  pirolisis  awal
komponen di dalam briket. Penguapan air kristal dan komponen  volatil  lainnya  terjadi  pada  temperatur 100  -  150 o C.  Pada  pirolisis  cangkang  kopi,  tahap pertama  pirolisis  terjadi  sampai  180 o C  dengan kehilangan berat sampai 11 - 12% [18].
Gambar  10. Grafik  karakteristik  dekomposisi termal sampel briket dalam lingkungan nitrogen
Ba, et al. telah mempelajari bahwa dekomposisi  utama  lignoselulosa  (selulosa  dan hemiselulosa) secara pirolisis terjadi pada temperatur  200-400 o C  [17].  Kemudian  terjadi  lagi kehilangan  massa  pada  temperatur  sekitar  320 o C [19].  Himbane  et  al.  menyatakan  bahwa  tahap kehilangan  massa  terbesar  terjadi  pada  temperatur 200 - 410 o C [8]. Pada penelitian ini, degradasi mulai terjadi  pada  temperatur  337 o C  dengan  kehilangan berat sampai 12,7% (Gambar 10).
Pada  temperatur  di  atas  410 o C,  terjadi degradasi  lignin.  Umumnya  pada  pirolisis  lambat, proses  selesai  setelah  temperatur  mencapai  sekitar 600 o C,  karena  kandungan  lignin  yang  merupakan komponen  kompleks  dan  stabil,  terdekomposisi dengan  perlahan  dan  sebagian  besar  menjadi  arang [9].

## 4.   Kesimpulan
Briket  dari  arang  tempurung  kelapa  yang dicampur  8%  perekat  kanji,  dicetak  dengan  tekanan 160  kg.cm -2 dan  waktu  pencetakan  30,  45,  60,  dan 75 detik, memiliki karakteristik yang berbeda antara briket  yang  tanpa  dilubangi  dengan  yang  dilubangi sebanyak 1, 2, dan 3 lubang.
Densitas  briket  mencapai  1,035  g.cm -3 yang dihasilkan  oleh  briket  tanpa  lubang, dan  densitas paling rendah adalah briket yang memiliki 3 lubang, yaitu  sebesar  0,834  g.cm -3 .  Ketahanan  briket  tanpa lubang lebih besar daripada briket yang ada lubang. Lamanya penekanan saat pencetakan tidak mempengaruhi  densitas  dan  ketahanan  briket. Relaksasi  briket  tidak  dipengaruhi  baik  oleh  lama penekanan  maupun  oleh  jumlah  lubang.  Penyalaan
awal  dan  durasi  pembakaran  briket  lebih  cepat terjadi  pada  briket  dengan  3  lubang  yaitu  masing- masing  5,33  dan  160  menit.  Briket  tanpa  lubang memberikan  waktu  penyalaan  awal  7,47  menit  dan durasi  pembakaran  185  menit.  Temperatur  rata-rata pembakaran  briket  mencapai  580 o C  dihasilkan  dari keseluruhan  jenis  briket.  Hasil  uji  dekomposisi termal  menunjukkan  bahwa  dekomposisi  mulai terjadi  pada  temperatur  337 o C  dengan  kehilangan berat mencapai 12,7%.
R eferensi
[1]   US  Energy  Information  Administration  (EIA) 2017  International  Energy  Outlook  2017 Overview Int.  Energy  Outlook  2017 IEO2017 143
[2]   Nasional  D  E  2020  Neraca  Energi  Nasional 2019 Lap.  Kaji.  Penelahaan  Neraca  Energi Nas. 2020 14
[3]   Setiowati  R  and  Tirono  M  2014  Pengaruh Variasi  Tekanan  Pengepresan  Dan  Komposisi Bahan  Terhadap  Sifat  Fisis  Briket  Arang J. Neutrino 7 23
[4]   Nicomrat D, Somkid P and Chuaiwan K 2016 High  Quality  Characteristics  of  Briquette  Fuel Based  on  Physical  Appearances  and  Electrical Induction Appl. Mech. Mater. 848 56–9
[5]   Faisal  F,  Setiawan  A,  Wusnah  W,  Khairil  K, Luthfi  L  and  Fajriana  M  2018  Experimental Study  of  the  Chimney  Height  Variation Against Double Pots Biomass Stove
Performance Makara J. Technol. 21 109
[6]   Faisal,  Setiawan  A,  Wusnah,  Khairil  and Luthfi  2018  Effective  height  of  chimney  for biomass cook stove simulated by computational  fluid  dynamics IOP  Conf.  Ser. Mater. Sci. Eng. 308
[7]   Niño  A,  Arzola  N  and  Araque  O  2020 Experimental study on the mechanical properties of biomass briquettes from a mixture of rice husk and pine sawdust Energies 13 [8]   Borowski G and Hycnar J J 2013 Utilization of fine coal waste as a fuel briquettes Int. J. Coal Prep. Util. 33 194–204
[9]   Philippe B H, Lat G N, Alfredo N and Diouma K  2018  Physicochemical  and  mechanical properties  of  biomass  coal  briquettes  produced by  artisanal  method African  J.  Environ.  Sci. Technol. 12 480–6
[10]   Davies R M and Mohammed U S 2013 Effect of  Processing  Variables  on  Compaction  and Relaxation Ratio of Water Hyacinth Briquettes Int. J. Sci. Res. Knowl. 1 308–16
[11]   Ajimotokan  H  A,  Ibitoye  S  E,  Odusote  J  K, Adesoye O A and Omoniyi P O 2019 Physico- mechanical Properties of Composite Briquettes from  Corncob  and  Rice  Husk J.  Bioresour. Bioprod. 4 159–65
[12]   Aguko Kabok P, Nyaanga D M, Mbugua J M and Eppinga R 2018 Effect of Shapes, Binders and  Densities  of  Faecal  Matter  -  Sawdust Briquettes  on  Ignition  and  Burning  Times J.
Pet. Environ. Biotechnol. 09
[13]   Lestari L, Variani V I, Sudiana I N, Sari D P, Sitti  Ilmawati  W  O  and  Hasan  E  S  2017 Characterization of Briquette from the Corncob Charcoal and Sago Stem Alloys J. Phys. Conf.
Ser. 846
[14]   Handayani H E, Ningsih Y B and Meriansyah M S 2019 Effects of carbonization duration on the  characteristics  of  bio-coal  briquettes  (coal and  cane  waste) IOP  Conf.  Ser.  Mater.  Sci. Eng. 478
[15]   Education  M  and  Pitakpong  A  2021  The Chemical  Properties  and  the  Combustion Duration  of  Fuel  Briquettes  from  Corn  Kernel Residues , Thailand 12 2340–4
[16]   Schmitt  C  C,  Fonseca  F  G,  Fraga  M  M  C, Wisniewski  A,  Karp  S,  Henrique  Á,  Jos  M, Rodrigues R C L B, Moreira R, Hirayama D E, Raffelt K and Dahmen N 2021
Thermochemical  and  Catalytic  Conversion Technologies for the Development of Brazilian
Biomass Utilization
[17]   Ba  M  S,  Ndiaye  L  G  and  Youm  I  2019
Thermochemical Characterization of Casamance  Biomass  Residues  for  Production of  Combustibles  Briquettes Open  J.  Phys. Chem. 09 170–81
[18]   Setiawan A, Randa A G, Faisal, Nur T Bin and Rusdianasari  2020  Thermal  decomposition  of Gayo  Arabica  coffee-pulp  in  a  segmented chamber J. Phys. Conf. Ser. 1500
[19]   Saikia R, Chutia R S, Kataki R and Pant K K 2015  Perennial  grass  (arundo  donax  l.)  as  a feedstock  for  thermo-chemical  conversion  to energy  and  materials Bioresour.  Technol. 188 265–72