## KARAKTERISASI SIFAT BAHAN BAKAR CHAR HASIL PIROLISIS DAUN CENGKEH SEBELUM DAN SESUDAH STEAM DESTILASI

## Mutmainnah, Ummu Fadillah, Nurjannah, Muhammad Balfas, Mursalim Umar Gani,
Syamsuddin Yani
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Muslim Indonesia, Jl. Urip Sumoharjo Km.05 Kota Makassar Email : Syamsuddin.yani@umi.ac.id

## INTISARI
Cadangan bahan bakar padat semakin menipis karena pemakaian bahan bakar batubara semakin meningkat. Diperlukan bahan bakar alternatif yang murah dan ramah lingkungan. Hasil penyulingan dari daun cengkeh akan diperoleh sisa daun cengkeh yang berpotensi digunakan sebagai bahan baku untuk menghasilkan bahan bakar  yang  terbarukan.  Bahan  bakar  yang  dimaksud  berupa  bahan  bahan  bakar  padat  (char).  Metode  yang digunakan  untuk  menghasilkan  bahan  bakar  dari  biomassa  yaitu  dengan  metode  pirolisis  terhadap  analisis proximate. Hasil uji laboratorium menunjukkan bahwa char yang diperoleh sesuai dengan standar yaitu  nilai kadar  air  (MAS)  :  3,91%;  abu  (ASH)  :  3,86%;  volatile  matter  (VM)  :  36,48%;  dan  fixed  carbon  (FC)  :  49,1 dimana char yang dihasilkan memiliki kadar air, abu, dan zat terbang (VM) yang rendah, serta  nilai karbon yang tinggi sehingga sangat baik digunakan sebagai bahan bakar alternatif.
Kata kunci : Bahan Bakar Alternatif, Sisa Daun Cengkeh, Pirolisis, Analisis Proximate

## ABSTRACT
Fuel reserves are dwindling due to the increasing use of coal fuel. Cheap and environmentally friendly alternative fuels are needed. The distillation from clove leaves will be obtained from the remaining clove leaves that have the potential to be used as raw materials to produce renewable fuels. The intended fuel is in the form of solid fuel (char). The method used to produce fuel from biomass is the pyrolysis method for proximate analysis. Laboratory test results show that the char obtained in accordance  with the standard is the value of  water content (MAS):  3.91%; ash  (ASH):  3.86%; volatile matter (VM): 36.48%; and fixed carbon (FC): 49.1 where the char produced has a low moisture, ash, and fly substances (VM), and high carbon values so that it is very good to be used as an alternative fuel.
Keywords : Alternative Fuels, Clove Leaf Remnants, Pirolisis, Proximate Analysis

## PENDAHULUAN
Tanaman  cengkeh  adalah  tanaman  rempah, dimana  bagian  utama  tanaman  cengkeh  yang paling  komersial  adalah  bunga  cengkeh  yang sebagian  besar  digunakan  dalam  industri  rokok yaitu  berkisar  80-90%  .  Sementara  untuk  daun cengkeh  belum  termanfaatkan  secara  maksimal dan masih dianggap limbah yang kurang berguna.
Padahal  daun  cengkeh  memiliki  kandungan minyak  atsiri  1-  4%.  Dengan  kandungan  tersebut memungkinkan  untuk  dilakukan  penyulingan minyak  yang  terkandung  didalamnya,  sehingga limbah  tersebut  memiliki  nilai  ekonomis  yang tinggi (Nuryoto, Jayanudin, & Hartono, 2011).
Selama ini, tanaman cengkeh di Indonesia hanya  digunakan  untuk  bahan  baku  rokok,  yaitu pada  bagian  bunganya.  Padahal  pada  batang  dan
daunnya  terdapat  minyak  atsiri  yang  dapat dimanfaatkan  sehingga  menambah  nilai  guna tanaman  cengkeh.  Menurut  Nurdjannah  (2004) pohon  cengkeh  memiliki  bau  yang  khas  yang berasal  dari  minyak  atsiri  yang  terdapat  bunga (10-20%),  gagang  (5-  10%)  dan  daun  (1-4%). Komponen  terbesar  yang  terdapat  dalam  minyak atsiri  cengkeh  adalah  eugenol  sebesar  70-80% (Santoso, Hutama, Lystyoarti, & Nilatari, 2004). Beberapa  metode  yang  telah  dilakukan untuk  mendapatkan  minyak  cengkeh  antara  lain ekstraksi,  penyulingan  (distilasi)  dan  lain-  lain. Berdasarkan  segi  ekonomi  dan  rendemen  yang dihasilkan,  cara  yang  paling  banyak  digunakan saat  ini  adalah  distilasi.  Teknik  distilasi  ini  terdiri dari  3  macam,  yaitu  steam  distillation,  hydro distillation  dan  steam-  hydro  distillation.  Steam distillation  dapat  menghasilkan  rendemen  lebih banyak dibandingkan dengan menggunakan hydro distillation. Namun
steam
distillation membutuhkan  waktu  yang  lebih  lama  (Santoso, Hutama, Lystyoarti, & Nilatari, 2004).
Produk  samping  dari  tanaman  cengkeh adalah  minyak  cengkeh.  Tergantung  dari  bahan bakunya  ada  tiga  macam  minyak  cengkeh,  yaitu minyak  bunga  cengkeh,  minyak  tangkai  cengkeh, dan  minyak  daun  cengkeh.  Penyulingan  minyak atsiri dapat dilakukan dengan 3 cara, namun yang digunakan  pada  penelitian  ini  yaitu  penyulingan dengan  air  dan  uap  ( water  and  steam  distillation ). Destilasi  ini  cocok  digunakan  untuk  bahan  kering maupun  segar  yang  dapat  rusak  apabila dididihkan.  Pada  destilasi  dengan  cara  ini  bahan tidak  kontak  langsung  dengan  air  sehingga  yang kontak dengan bahan bukan air melainkan uap air .Bahan  diletakkan  di  atas  piring  yang  berupa ayakan  (angsang),  yang  diletakkan  beberapa sentimeter  di  atas  permukaan  air  dalam  ketel penyuling (Nurjannah, 2016).
Namun dari hasil penyulingan akan diperoleh sisa  daun  cengkeh  yang  berpotensi  digunakan sebagai  bahan  baku  untuk  menghasilkan  bahan bakar  yang  terbarukan.  Bahan  bakar  yang dimaksud  berupa  bahan  bakar  cair,bahan  bakar gas dan bahan bakar padat  (  char ). Metode yang biasa digunakan untuk menghasilkan bahan bakar dari  biomassa  yaitu  dengan  metode  pirolisis. Pirolisis  merupakan  proses  dekomposisi  termal
dimana  oksidatornya  adalah  berupa  gas  inert. Dalam  prosesnya,  bahan  baku  yang  akan dikonversi  menjadi  bahan  bakar  alternatif  nanti berasal  dari  sumber  daya  yang  terbarukan  seperti biomass.  Dari  penelitian  yang  sudah  dilakukan, biomass  dapat  dikonversi  dalam  bentuk  bahan bakar  padat  (arang/char),  bahan  bakar  cair  (tar), dan  bahan  bakar  gas.  Disamping  itu  dengan pemanfaatan sisa daun tersebut juga menjadi solusi untuk penanggulangan limbah (Wijayanti, 2013).
Penelitian  ini  dilakukan  penelitian  tentang perbandingan  hasil  pirolisis  sisa  daun  cengkeh menggunakan  steam  destilasi  dan  tanpa  steam destilasi terhadap analisis proximate dan ultimate. Namun  dalam  paper  ini  dibatasi  pada  analisis proximate, dan variable lainnya akan dibahas pada paper lainnya.
.

## METODE PENELITIAN

## Rangkaian Alat
Alat  utama    rangkaian  alat  pirolisis dilengkapi  dengan  beberapa  alat–alat  pendukung, seperti  tabung  gas, temperature  control, kondensor dan  pompa  dari  Laboratorium  Kimia  Dasar Fakultas  Teknologi  Industri  Universitas  Muslim Indonesia.
Gambar 1. Rangkaian Alat Pirolisis

## Bahan Penelitian
Bahan  baku  utama  dalam  penelitian  ini yaitu  daun  cengkeh  kering  yang  berasal  dari  hasil steam destilasi

## Prosedur Penelitian
Daun  cengkeh  hasil  steam  destilation dikeringkan  dibawah  panas  matahari  sampai kering. Daun yang telah kering dimasukkan dalam
reaktor,  kemudian  di  pirolisis  selama  ±  2,5  jam sampai  mencapai  suhu  300 o C.  Setelah  mencapai suhu yang  diinginkan sampel  dalam bentuk arang didinginkan untuk selanjutnya dianalisa proximatenya.
Daun  cengkeh  tanpa  steam  destilation dikeringkan  dibawah  panas  matahari  sampai kering. Daun yang telah kering dimasukkan dalam reaktor,  kemudian  di  pirolisis  selama  ±  2,5  jam sampai  mencapai  suhu  300 o C.  Setelah  mencapai suhu yang  diinginkan sampel  dalam bentuk arang didinginkan untuk selanjutnya dianalisa proximatenya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN :
Hasil Analisa Kadar Air (MAS)
Gambar 2. Hasil Analisa Kadar Air (MAS) Pada  gambar  2  menunjukkan  bahwa  hasil analisa  kadar  air  (MAS)  diperoleh  nilai  kadar  air untuk Daun Cengkeh : 9.51%; Char Daun Cengkeh: 3,91%;  Spent  Biomassa  :  8,14%  dan  Char  Spent Biomassa:  3,66%.  Pada  Daun  Cengkeh  dan  Spent Biomassa memiliki %kadar air yang tinggi, hal ini dapat  menyebabkan  proses  pembakaran  yang tidak  sempura  akibat  dari  banyaknya  air  yang terkandung  didalam  arang  apabila  digunakan sebagai bahan bakar arang (char). Sedangkan Char Daun Cengkeh dan Char Spent Biomassa memiliki %kadar  air  yang  rendah.  Sehingga  terjadi  proses pembakaran  yang  sempurna  apabila  digunakan sebagai bahan bakar arang (char).
Oleh  karena  itu,  dapat  diketahui  bahwa Char  Spent  Biomassa  memiliki  %kadar  air  yang sangat  rendah  (3,66%)  sehingga  baik  digunakan sebagai bahan bakar char.

## Hasil Analisa Abu (ASH)
Gambar 3. Hasil Analisa Abu (ASH)
Pada  gambar  3  menunjukkan  bahwa  hasil analisa  abu  (ASH)  diperoleh  kadar  abu  untuk Daun  Cengkeh  :  10,51%  ;  Char  Daun  Cengkeh  : 3,96%  ;  Spent  Biomassa  :  9,9%  dan  Char  Spent Biomassa  :  3,86%.  Pada  Daun  Cengkeh  dan  Char Spent  Biomassa  memiliki  kadar  abu  yang  tinggi, hal  ini  dapat  menyebabkan  proses  pembakaran yang  tidak  sempura  karena  semua  bahan  bakar akan  menjadi  abu  apabila  digunakan  sebagai bahan  bakar  arang  (char).  Sedangkan  Char  Daun Cengkeh dan Char Spent Biomassa memiliki kadar abu  yang  rendah.  Sehingga  terjadi  proses pembakaran  yang  sempurna  apabila  digunakan sebagai bahan bakar arang (char).
Oleh  karena  itu,  dapat  diketahui  bahwa Char  Spent  Biomassa  memiliki  kadar  abu  yang sangat  rendah  yaitu  3,96%  sehingga  baik digunakan sebagai bahan bakar char.
Hasil Analisa Volatile Matter (VM)
Gambar 4. Hasil Analisa Volatile Matter (VM) Pada  gambar    4  menunjukkan  bahwa  hasil analisa  volatile  matter  (VM/zat  yang  mudah menguap)  diperoleh  nilai  volatile  matter  untuk Daun  Cengkeh  :  80,43%  ;  Char  Daun  Cengkeh  : 36,48% ;Spent Biomassa : 79,66% dan Char Spent Biomassa : 38,35%. Pada Daun Cengkeh dan Spent
0 2 4 6 8 10 % A D B
Jenis Sampel Daun Cengkeh Char Daun Cengkeh Spent Biomassa
Char Spent Biomassa
0 2 4 6 8 10 12 % A D B Jenis Sampel Daun Cengkeh Char Daun Cengkeh Spent Biomassa Char Spent Biomassa
0 20 40 60 80 100 % A D B Jenis Sampel Daun Cengkeh Char Daun Cengkeh Spent Biomassa
Char Spent Biomassa
Biomassa  memiliki  nilai  volatile  matter  yang tinggi,  hal  ini  dapat  menyebabkan  pembakaran dengan  nyala  yang  lama  dan  akan  memberikan asap  yang  banyak  apabila  digunakan  sebagai bahan  bakar  arang  (char).  Sedangkan  Char  Daun Cengkeh  dan  Char  Spent  Biomassa  memiliki  nilai volatile  matter  yang  rendah.  Sehingga  terjadi proses pembakaran yang sempurna dan menghasilkan asap yang sedikit  apabila digunakan sebagai bahan bakar arang (char).
Oleh  karena  itu,  dapat  diketahui  bahwa Char  Spent  Biomassa  dengan  nilai  volatile  matter yang    rendah  (38,53%)  sehingga  baik  digunakan sebagai bahan bakar char.
Hasil Analisa Fixed Carbon (FC)
Gambar 5. Hasil Analisa Fixxed Carbon (FC) Pada  gambar    5  menunjukkan  bahwa  hasil analisa  fixed  carbon  (FC  /  total  karbo)  diperoleh nilai  fixed  carbon  untuk  Daun  Cengkeh  :  6,2%  ; Char  Daun  Cengkeh  :  49,1%  ;  Spent  Biomassa  : 8,24%  dan  Char  Spent  Biomassa  :  48,09%.  Pada Daun  Cengkeh  dan  Spent  Biomassa  memiliki  nilai fixed  carbon  yang  rendah,  sehingga  pada  proses pembakarannya  akan  menghasilkan  banyak    gas carbon  apabila  digunakan  sebagai  bahan  bakar arang  (char).  Sedangkan  Char  Daun  Cengkeh  dan Char  Spent  Biomassa  nilai  fixed  carbon  yang tinggi.  Sehingga  terjadi  proses  pembakaran  yang sempurna  dan  menghasilkan  sedikit  gas  apabila digunakan sebagai bahan bakar arang (char).
Oleh  karena  itu,  dapat  diketahui  bahwa Char  Spent  Biomassa  dengan  nilai  fixed  carbon yang  tinggi  (48,09%)  sehingga  baik  digunakan sebagai bahan bakar char.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  pembuatan  bahan bakar char dengan pirolisis sisa daun cengkeh hasil steam destilasi dapat disimpulkan bahwa diperoleh kualitas  char  yang  baik  diperoleh  pada  sampel menggunakan  steam  destilation  yang  memiliki kadar air, abu dan  zat terbang yang rendah, serta nilai  karbon  yang  tinggi  sehingga  sangat  baik digunakan sebagai bahan bakar alternatif.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini merupakan bagian dari proyek penelitian  terapan  unggulan  perguruan  tinggi (PT.UPT)  yang  dilaksanakan  oleh  bapak  Ir.  H. Syamsuddin Yani, ST., MT., Ph.D., IPM., ASEAN Eng.  dan  timnya  yang  didanai  oleh  DRPM Kemenristek  Dikti  (2016-2018).  Untuk  itu  penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada bapak Direktur DRPM Dikti yang secara  tidak langsung telah membantu biaya penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Arief  Tajali.  (2015).Panduan  penilaian  potensi biomassa sebagai sumber energi alternatif di indonesia.Penabulu Alliance Ardiansyah,  Y.  A.  (2011) Pemanfaatan  Bonggol Jagung Menjadi asap Cair Menggunakan Proses  Pirolisis  Guna  Untuk  Pengawetan Ikan  Layang  (  Decapterus  Spp). Diponegoro.
Darmadji, P. (2002). optimasi pemurnian asap cair dengan  metoda  redistilas1  [  Optimation of  Liquid  Smoke  Purification  by Redistilation Method )
Farah  megawati,  R.  (2010).  (  Syzygium aromaticum ( L .) Meer . &  Perry ) dari maluku  ,  metabolomic  berbasis  gc-ms, 22.
Hidayat,    taufiq.  qomaruddi.  (2015).  analisa pengaruh temperatur pirolisis dan bahan biomassa  terhadap  kapasitas  hasil  pada alat pembuat asap cair, 6 , 25–43.
Li, C., &  Suzuki, K. (2016). Resources , properties and  utilization  of  tar. “Resources, Conservation  &  Recycling,”54 (11),  905–
915. 0 10 20 30 40 50 60 % A D B
Jenis Sampel
Daun Cengkeh
Char Daun cengkeh Spent Biomassa Char Spent Biomassa
https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2010.0 1.009 Lukum,  H.,  Isa,  I.  and  Sihaloho,  M.  (2012) ‘Pemanfaatan  Arang  Briket  Limbah
Tongkol  Jagung  Sebagai  Bahan  Bakar Alternatif’. Gorontalo: Universitas Negeri Gorontalo, pp. 1–7.
Nurdjannah,  n.  (2016).  Diversifikasi  Penggunaan Cengkeh. Perspektif , 3 (2), 61–70. https://doi.org/10.21082/p.v3n2.2004.61- 70 Prasetyowati, Novianty, A. P. and Haryuni, M. R. (2014)  ‘Pembuatan  Asap  Cair  dari Limbah  Kulit  Singkong  (  Manihot Esculenta  L.  Skin)  Bahan  Pengawet Kayu’, Jurnal  Teknik  Kimia ,  20(1),  pp.
64–75.
Purwaningtyas,  A.  (2010).  kajian  optimasi  proses pirolisis tongkol jagung fakultas teknologi pertanian.
Sutoyo.(2014).Optimasi kualitas pembakaran briket  char  produk  pyrolysis  limbah plastik  melalui  pengkajian  ultimate  dan efek  porositas.Jawa  Tengah.Fakultas Teknik,  Universitas  Muhammadiyah Magelang Wijayanti,  W.  (2013).  pengidentifikasian  entalpi bahan bakar padat ( char ) dan cair (tar) hasil proses pirolisis biomasa, 6.