## PENGARUH BENTUK BRIKET TERHADAP EFEKTIVITAS LAJU PEMBAKARAN
Sarwi Asri 1) , Ragil T.  Indrawati 2)
1,2) Program Studi Teknik Mesin Universitas Sains Al-Quran Wonosobo
1) E-mail : sarwiasri091289@gmail.com

## INFO ARTIKEL

## ABSTRAK
Riwayat Artikel :
Diterima : 16 Agustus 2018 Disetujui : 25 Agustus 2018 Tujuan  penelitian  ialah  untuk  mengetahui  bentuk  briket  dari  kulit  kopi yang  memiliki  laju  pembakaran  paling  efisien.  Penelitian  dilakukan menggunakan  metode  eksperimen  di  laboratorium.  Tahapan  penelitian dimulai  dari  pembuatan  arang  kulit  kopi,  pencetakan  kemudian  uji laboratorium.  Pembuatan  briket  dilakukan  dengan  ukuran  arang  120 mesh,  perbandingan  antara  arang  kulit  kopi  dan  perekat  ialah  2  :  1  dan berat  spesimen  briket  25  gram.  Bentuk  briket  yang  digunakan  ialah silinder  pejal,  silinder  berongga,  segiempat  dan  hexagonal.  Uji laboratorium dilakukan untuk menentukan laju pembakaran pada masing –  masing  variasi  bentuk  briket.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa briket dengan bentuk silinder berongga memiliki laju pembakaran paling efisien  dengan  nilai  laju  pembakaran  sebesar  1,94x10 -2 gram/detik. Sedangkan  briket  dengan  bentuk  hexagonal  mempunyai  nilai  laju pembakaran yang paling rendah yaitu sebesar 0,94 x 10 -2 gram/detik.
Kata Kunci :
laju  pembakaran,  dimensi,  bentuk, energy alternative, briket kulit kopi

## ARTICLE INFO

## ABSTRACT
Article History : Received : August 16, 2018 Accepted : August 25, 2018 The purpose of the study is to know the form of briquette from the coffee  skin  that  has  the  most  efficient  combustion  rate.  The experiment  was  conducted  using  experimental  methods  in  the laboratory.  The  research  stage  was  start  from  manufacture  of coffee-based  coke,  molding  and  laboratory  testing.  Briquette production  is  done  with  120  mesh.  The  comparison  between  the coffee  skin  ad the  adhesive  is  2:1  and  the  weight  is  25  grams  of every single briquette specimen. Briquette forms that used of this research  are  solid  cylinder,  hollow  cylinder,  rectangles  and hexagonal. Laboratory tests were conducted to determine the rate of combustion on each variation of the briquette shape. The result shows  that  hollow  cylinder  shape  has  the  most  efficient combustion  rate  that  shown  from  the  value  1.94x10 -2 gram/sec. While the hexagonal briquette has the lowest value of combustion rate that shown from the value 0,94x10 -2 gram/sec.
Key words : combustion rate, dimensions, shape,  alternative  energy,  coffe leather briquettes

## 1. PENDAHULUAN
Persediaan  minyak  bumi  dan  bahan  bakar fosil  sebagai  sumber  produksi  energi  terus berkurang. Menipisnya persediaan energi dari bahan bakar  fosil  mendorong  pengetahuan  masyarakat akan  pentingnya  mencari  sumber  energi  alternatif. Kesadaran  dan  pengetahuan  masyarakat  terhadap pelestarian  lingkungan  juga  menunjukkan  gejala yang  positif.  Masyarakat  semakin  peduli  dalam penanggulangan  bentuk  polusi.  Kesadaran  ini dimulai  dari  menjaga  kebersihan  lingkungan  hingga kesadaran  untuk  mengontrol  limbah  dan  residu sebuah produksi.
Suprihatin  (2007)  menyebutkan  limbah padat atau yang disebut dengan sampah adalah suatu bahan  yang  terbuang  atau  dibuang  dari  hasil aktivitas  manusia  maupun  proses  alam  yang  belum memiliki  nilai  ekonomis.  Pemanfaatan  limbah sebagai  sumber  energi  alternatif  merupakan  salah satu  upaya  yang  dilakukan  masyarakat  dalam menanggulangi  menipisnya  ketersediaan  sumber energi  fosil  dan  mengontrol  polusi.  Salah  satu bentuk sumber energi alternatif yang bisa didapatkan dari pemanfaatan limbah adalah briket.
Penentuan  bentuk  briket  tergantung  pada permintaan pasar. Sejalan dengan pernyataan Tatang Indriyatna  (2013)  yang  menyatakan  bahwa  briket dicetak  dengan  bentuk  tertentu  hanya  berdasarkan permintaan  pasar  serta  untuk  mempermudah  proses penyalaan.  Selebihnya  pemilihan  bentuk  briket mengikuti tren pasar dan penyedia mesin cetak yang tersedia di suatu negara agar lebih variatif.
Hasil penelitian oleh Blackham et al (1994) menunjukkan briket dengan bentuk silinder memiliki karakteristik  lebih  mudah  menyala  daripada  briket bentuk kotak karena jika ditata sejajar briket bentuk silinder memiliki ruang lebih banyak untuk oksigen. Selanjutnya penelitian Mardwianta
(2009)
menunjukkan  bahwa  laju  pembakaran  briket batubara  menjadi  lebih  tinggi  pada kecepatan  aliran udara yang lebih tinggi. Kecepatan udara yang lebih besar  memberikan supply oksigen  yang  lebih  besar juga.  Sejalan  dengan  pernyataan  di  atas,  Mallika Thabuot et  al (2015)  menyebutkan  bahwa  briket berongga memiliki ruang aliran oksigen, oleh karena itu pembakaran akan lebih mudah terjadi.
Berdasarkan uraian di atas diketahui bahwa pemilihan  bentuk  cetakan  briket  masih  sebatas  tren pasar sehingga bentuk briket yang dihasilkan selama ini  belum  diukur  efektivitas  laju  pembakarannya. Oleh  karen  itu  perlu  adanya  penelitian  lebih  lanjut mengenai bentuk briket.
Penelitian  ini  dalam  jangka  panjang  bertujuan untuk menciptakan sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil yang ramah lingkungan. Sedangkan  tujuan  khusus  dari  penelitian  ini  adalah untk  menentukan  dimensi  briket  kulit  kopi  yang memiliki laju pembakaran paling efisien.

## 2. LANDASAN TEORI
Laju pembakaran merupakan kemampuan suatu benda pada reaksi pembakaran sampai menjadi abu. Menurut  Borman  (1998)  laju  pembakaran  arang tergantung  pada  konsentrasi  oksigen, temperature , bilanga  Reynolds,  ukuran  dan  porositas  arang. Menurut  Krizan et  al (2016)  perbedaan  dan perubahan  kecil  material  dapat  mempengaruhi kualitas  hasil  akhir  briket.  Reaksi  global  dari F  mol bahan bakar bereaksi dengan oksidizer Ox sehingga menghasilkan  produk  (Pr)  yang  dapat  dilihat  pada persamaan:
Laju reaksi global dinyatakan sebagai berikut:
Tanda negative menunjukkan pengurangan konsentrasi bahan bakar. Koefisien laju pembakaran (kc)  yang  dinyatakan  dalam  bentuk  Arrhenius menjadi  kc  =  A  exp  (-Ea/Ru.Ts).  Konstants  A diperoleh melalui percobaan dari nilai (XF) n .(Xox) m . Rumus  laju  pembakaran  berdasarkan  kinetika permukaan dapat dinyatakan sebagai berikut:
Rumus laju pembakaran karena kontrol difusi adalah sebagai berikut:
Nilai  laju  pembakaran  (dmc/detik)  dapat  dicari menggunakan rumus:
Semakin  besar  luas  permukaan  (Ap),  maka reaksi  pembakaran  dan  pembentukan  abu  akan semakin  cepat  terjadi.    Sejalan  dengan  hasl penelitian  oleh  Mallika  Thabuot et  al (2015)  pada percobaan  briket  berongga  yang  menyebutkan bahwa  briket  berongga  memiliki  ruang  aliran oksigen yang lebih luas, oleh karena itu pembakaran lebih  mudah  terjadi.  Torrero  et  al.  dan  Leach  et  al. menyatakan  bahwa  laju  perambatan  pembakaran sebanding  dengan  peningkatan  kecepatan  aliran suplai  oksigen.  Semakin  luas  area  yang  dilalui  oleh oksigen  maka  kecepatan  pembakaran  akan  semakin meningkat.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  menggunakan  metode  eksperimen untuk  menentukan  efektivitas  laju  pembakaran briket  dengan  variasi  bentuk  briket.  Tahapan penelitian  dimulai  dari  pembuatan  arang  kulit  kopi,
pencetakan  briket,  kemudian  uji  laboratorium. Penelitian  dilakukan  melibatkan  Kelompok  Tani Ngudi  Makmur  Desa  Gesing  Kab.  Temanggung sebagai  tempat  pembuatan  spesimen  uji  briket  kulit kopi  sekaligus  sebagai  mitra  dalam  melakuka penelitian ini. Spesimen diuji secara laboratorium di Lab  Energi  Kayu  dan  Lab  Struktur  &  Sifat  KAyu Fakultas  Kehutanan  Universitas  Gadjah  Mada (UGM) Yogyakarta.
Bahan utama yang dibutuhkan dalam pembuatan briket  ialah  limbah  kulit  kopi  dan  perekat.  Variabel yang  dipilih:  variabel  tetap  ialah  ukuran  arang  (120 mesh), komposisi arang kulit kopi dan perekat (2:1), berat  spesimen  saat  pencetakan  (25  gram),  tekanan briket,  temperatur  pengeringan  dan  pembakaran. Variabel bebas ialah bentuk briket.
Gambar  (1)  merupakan  mesin  pencetak  briket yang digunakan, (2) spesimen briket  dengan bentuk silinder  pejal,  silinder  berongga,  segiempat  dan hexagonal, dan (3) skema alat uji pada laboratorium.
Gambar 1. Mesin Pencetak Briket
Gambar 2. Spesimen Briket

## 4. HASIL DAN DISKUSI
Gambar 3. Hubungan antara bentuk briket dengan lama penyalaan hingga menjadi abu
Gambar 4. Hubungan antara bentuk briket dengan kecepatan pembakaran
Tabel 2. Rata – Rata Nilai Lama Penyalaan dan Kecepatan Pembakaran berbagai Jenis Bentuk Briket
Jenis Bentuk dan Dimensi Briket Lama Penyalaan hingga menjadi Abu (menit) Kecepata Pembakaran (g/detik) Silinder Pejal 63,75 0,0122 Silinder Berongga 40,94 0,0194 Segiempat 65,50 0,0140 Segienam / hexagonal 82,58 0,0094
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 S il in d er p ejal S il in d er b ero n g g a S eg iem p at He x ag o n al Hubungan Bentuk Briket dengan Lama Penyalaan hingga menjadi Abu (menit) Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 0,0000 0,0050 0,0100 0,0150 0,0200 S il in d er p ejal S il in d er b ero n g g a S eg iem p at He x ag o n al
Hubungan antara Bentuk Briket dengan Kecepatan Pembakaran (g/detik) Spesimen 1 Spesimen 2
Spesimen 3
Pengujian  briket  dilakukan  terhadap  3  spesimen uji dari masing-masing bentuk briket.
Hasil  penelitian  ditunjukkan  pada  Gambar  3  dan  4. Gambar  3  menunjukkan  hubungan  antara  bentuk briket  dengan  lama  penyalaan  hingga  menjadi  abu. Hasil  tersebut  terlihat  bahwa  briket  dengan  bentuk hexagonal  memiliki  waktu  penyalaan  paling  lama yaitu  rata  –  rata  82,58  menit.  Sedangkan  waktu penyalaan paling pendek ialah bentuk briket silinder berongga dengan  rata  –  rata waktu  penyalaan 40,94 menit.  Gambar  4  menunjukkan  hubungan  antara bentuk briket dengan kecepatan pembakaran. Dalam hal  kecepatan  pembakaran,  bentuk  briket  silinder berongga  memiliki  laju  pembakaran  paling  besar yaitu  0,0194  g/detik  dan  briket  dengan  bentuk hexagonal  memiliki  laju  /kecepatan  pembakaran paling kecil yaitu sebesar 0,0094 g/detik.
Sejalan  dengan  hasil  penelitia  yang  dilakukan oleh  Blackham et  al (1994)  menunjukkan  bahwa briket dengan bentuk silinder memiliki karakteristik lebih  mudah  menyala  daripada  briket  bentuk  kotak karena  jika  ditata  sejajar  briket  bentuk  silinder memiliki  ruang  lebih  banyak  untuk  oksigen.  Selain itu,  berdasarkan  penelitian  Mallika  Thabuot et  al (2015)  pada  percobaan  briket  berongga  yang menyebutkan bahwa briket berongga memiliki ruang aliran  oksigen  yang  lebih  luas,  oleh  karena  itu pembakaran lebih mudah terjadi.
Hal  ini  dipengaruhi  oleh  besarnya  luas permukaan  briket  yang  dilalui  oleh  oksigen.  Aliran oksigen  pada  briket  berongga  terjadi  pada  sisi  luar dan  dalam  briket  sehingga  briket  lebih  cepat  habis terbakar.  Sedangkan  laju  kecepatan  pembakaran pada  briket  bentuk  segienam  memiliki  nilai  yang paling  rendah  meskipun  briket  segienam  memiliki luar  permukaan  yang  besar.  Hal  ini  terjadi  karena aliran oksigen pada briket segienam hanya terjadi di sisi  luar  briket.  Merujuk  hasil  penelitian  oleh Torrero et  al dan  Leach et  al (2013)  menyatakan bahwa  laju  perambatan  pembakaran  sebanding dengan peningkatan kecepatan aliran suplai oksigen. Semakin  luas  area  yang  dilalui  oleh  oksigen  maka kecepatan pembakaran akan semakin meningkat.

## 5. KESIMPULAN
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  briket dengan  bentuk  silinder  berongga  memiliki  laju pembakaran  paling  efisien  dengan  nilai  laju pembakaran  sebesar  1,94  x  10 -2 gram/detik. Sedangkan briket dengan bentuk hexagonal memiliki nilai yang paling rendah yaitu sebesar 0,94 x 10 -2 gram/detik.

## 6. UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih  kepada  Direktorat  Riset  dan
Pengabdian Masyarakat, Direktorat Jenderal
Penguatan  Riset  dan  Pengembangan  Kementrian Riset,  Teknologi  dan  Pendidikan  Tinggi  Republik Indonesia  (DRPM  RISTEKDIKTI  –  PDP  No  : 015/LP3M-UNSIQ/PDP/2018 TA 2018) atas dukungan financial sehingga terselesaikannya penelitian ini.

## 7. DAFTAR PUSTAKA
Borman, G.L., and Ragland, K.W. 1998. Combustion Engineering .  Mc.  Graw  Hill  Publishing  Co.
New York 14.1-14.20
Krizan,  Peter.,  Miloš  Matúš  &  Juraj  Beniak.  2015.
Relationship between Pressure and Conditions  in  Pressing  Chamber  during Biomass  Pressing. Faculty  of  Mechanical
Engineering  STU  in  Bratisvla,  Slovakia. doi:10.14311/APP.2016.56.0033. Acta
Polytechnica 56(1):33–40, 2016.
Mallika  Thabout,.  2015. Effect  of  Applied  Pressure and Binder Proportion the Fuel Properties of Hiley  Bio-Briquettes. Energy  Procedia  79
(2015) 890-805.
Mardwianta,  Benedictus.  2009. Laju  Pembakaran Briket  Batubara  Berbentuk  Silinder  dengan Variasi Kecepatan Aliran Udara Pembakaran. Jurnal  Angkasa  Vol.  3  Mei 2011. Yogyakarta.
Suprihatin.  2007. Sampah  dan  Pengelolaannya. Buku  Panduan  Pendidikan  dan  Latihan. Malang: PPPGT/VEDC.
Torero,  J.L., A.C.  Fernandez-Pello,  and  M.  Kitano.
2013. Opposed  forced  flow  smoldering  of polyurethane  foam:  Combust .  Sci.  Tech.  91- 117.