Karakteristik Termal Briket Kayu Sengon Dengan Variasi Suhu Tekan
Nasrul Ilminnafik 1 , M. Agung Fauzi 2
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember, Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
Email:nasrul.teknik@unej.ac.id

## ABSTRACT
Briquette is a solid fuel that made from organic waste and mixed with other materials by pressure. In this research, the raw material used is waste of sengon sawdust and used  tapioca flour as binder. This study focused  on  the  effect  of  temperature  pressure  variations  on  ignition  time,  burning  time  and  the  rate  of combustions  of  briquette  charcoal  sengon.  Pyrolisis  temperature  400  ºC  and  variation  of  temperature pressure were 150ºC, 175ºC, and 200ºC. The results of research onsuppression temperature of 200 ºC, the ignition time is getting longer, because the more water out of charcoal and tapioca, it makes active adhesive particles to bind the charcoal leading to higher density briquettes. On suppression temperature of  200 ºC ,  the  burning  time  is  getting  longer,  because  more  and  more  moisture  out  of  charcoal  and tapioca, so that more particles tapioca that binds the active charcoal. On pressure of 200 ºC , the slower the rate of combustion because the evaporation of the water content of charcoal and tapioca so that the higher  the  water  content  out  of  the  adhesive  will  more  actively  bind  charcoal  and  increase  density  of briquettes.
Keywords: briquettes sengon, thermal characteristics, ignition time, burning time, rate of combustion.

## PENDAHULUAN
Bahan  bakar  fosil  merupakan  salah  satu  energi  yang banyak  dikonsumsi.  Selain  persediaannya  semakin menipis,  bahan  bakar  ini  juga  menghasilkan  gas  yang membahayakan  lingkungan  sehingga  penggunaannya harus  segera  dibatasi  dan  dicarikan  energi  alternative [1].
Biomassa  yang  dikenal  sebagai  bahan  kering organic atau bahan yang tersisa setelah suatu tanaman atau  material  organik  yang  dihilangkan  kadar  airnya [2].  Kelebihan  biomassa  adalah  harganya  yang  lebih ekonomis dibandingkan dengan  sumber energi lainnya karena  jumlahnya  yang  sangat  melimpah  dan umumnya  merupakan  limbah  dari  suatu  aktivitas masyarakat.  Dengan  nilai  kalor  sekitar  3.000–4.500 kal/gram,menjadikan  biomassa  sebagai  energi  yang masih  sangat  potensial  untuk  dimanfaatkan  terutama dalam  rangka  membangkitkan  energi  panas  [3]. Biomassa  sangat  mudah  ditemukan  dari  aktivitas pertanian, peternakan, kehutanan, perkebunan, perikanan,  dan  limbah-limbah  lainnya  [4].  Briket menjadi  salah  satu  cara  efektif  untuk  mendapatkan energi  terbarukan.  Bahan  briket  ini  biasanya  dibuat dari  limbah  lingkungan,  contohnya  ampas  tebu, tongkol  jagung,  sekam  padi,  serabut  kelapa,  serbuk kayu dan lain-lain.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi  temperature  penekanan  briket  terhadap  sifat termal briket arang kayu sengon.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian tentang pengaruh variasi suhu tekan pada sifat termal briket dilakukan secara eksperimen pada bahan  gergajian kayu sengon  yang diarangkan pada temperature  400  ºC  dan  50 mesh. Cetakan  briket berbentuk  silinder  dengan  diameter  dalam  18  mm dan  tinggi  100  mm.  Tekanan  briket  234  kg/cm 2 dicetak  panas  pada  variasi  temperatur  100  ºC,  175 ºC, dan 200 ºC. Berat total komposisi briket adalah 5 gram, dengan perekat tepung tapioka 20%.
Karakteristik  pembakaran  yang  dianalisa  adalah ignition  time , burning  time,  dan laju  pembakaran. Waktu penyalaan ( ignition time ) adalah waktu yang dibutuhkan  briket  hingga  muncul  titik  nyala  api. Waktu  pembakaran  ( burning  time )  adalah  waktu yang  dibutuhkan  untuk  membakar  briket  mulai nyala  api  pertama  sampai  terbakar  habis. Ignition time dan burning  time dari  briket  diuji  dengan meletakkan  briket  10  mm  di  atas  pemanas  pada temperatur  200  ºC  dan  dialiri  udara  dengan kecepatan  0,6  m/detik  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 1.
Gambar 1. Skema uji ignition time dan burning time

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan data rata-rata hasil penelitian karakteristik termal briket  serbuk  kayu  sengon dengan variasi suhu pencetakan  150°C,  175°C,  200°C  diperoleh  data seperti ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil pengujian karakteristik termal briket.
Dari Tabel 1diketahuibahwa ignition time briket untuk setiap variasi suhu pencetakan menunjukkan perbedaan,  dimana ignition  time briket  dengan  variasi suhu  pencetakan  150°C  pada  percobaan  ke-1  adalah 300,47 detik, percobaan ke-2 adalah 305,07 detik, dan percobaan  ke-3  adalah  298,31  detik,  dengan  rata-rata ignition  time adalah  sebesar  301,28  detik.  Sedangkan ignition  time briket  dengan  variasi  suhu  pencetakan 175°C  pada  percobaan  ke-1  adalah  337,08  detik, percobaan ke-2 adalah 325,13 detik, dan percobaan ke- 3  adalah  344,24  detik,  dengan  rata-rata ignition  time adalah  sebesar  335,48  detik.  Dan  untuk ignition  time briket  dengan  variasi  suhu  pencetakan  200°C  pada percobaan  ke-1  adalah  377,81  detik,  percobaan  ke-2 adalah 358,65 detik, dan percobaan ke-3 adalah 340,21 detik,  dengan  rata-rata ignition  time adalah  sebesar 358,89 detik.
Berdasarkan  hasil  pengujian ignition  time ,  diambil rata-rata  waktu  untuk  mencapai  api  menyala  stabil. Gambar  2  menunjukkan ignition  time untuk  briket serbuk  kayu  sengon  yang  telah  dibuat  dengan  suhu cetak  panas  yang  berbeda.  Hasil  pada  Gambar  2 menunjukkan  bahwa  waktu  penyalaan  meningkat  dari suhu  yang  paling  rendah  hingga  suhu  yang  paling tinggi. Pada suhu pencetakan 150°C, waktu penyalaan rata-rata  didapatkan  301,28  detik,  pada  suhu pencetakan 175°C didapatkan 335,48 detik dan  waktu
penyalaan  terlama  diperoleh  pada  suhu  pencetakan 200°C  dengan  waktu  penyalaan  rata-rata  358,89 detik.
Gambar 2. Pengaruh Variasi suhu pencetakan terhadap ignition time .
Terdapatperbedaan  pada  pengujian ignition  time disebabkan  karena  dengan  variasi  suhu  yang semakin tinggi, maka kerapatan akan semakin tinggi pula dikarenakan semakin tingginya suhu pemanasan  maka  semakin  banyak  air  yang  keluar dari  arang  dan  perekat  tapioka.  Pada  saat  yang bersamaan  semakin  banyak  pula  partikel  perekat yang  aktif  mengikat  partikel  briket.  Lamanya ignition  time pada  briket  kemungkinan  disebabkan oleh  bentuknya  yang  paling  rapat,  keras,  berat jenisnya  paling  besar  dan  kandungan  airnya  yang masih cukup besar [6].
Pada pengujian waktu pembakaran diketahui bahwa burning  time briket  untuk  setiap  variasi  suhu pencetakan menunjukkan perbedaan, dimana burning time briket dengan variasi suhu pencetakan 150°C  pada  percobaan  ke-1  adalah  3910,17  detik, percobaan ke-2 adalah 3650,63 detik, dan percobaan ke-3 adalah 3985,85 detik, dengan rata-rata burning timenya  adalah  sebesar  8889,42  detik.  Sedangkan burning time briket dengan variasi suhu pencetakan 175°C  pada  percobaan  ke-1  adalah  6054,53  detik, percobaan ke-2 adalah 6337,13 detik, dan percobaan ke-3 adalah 6541,67 detik, dengan rata-rata burning timenya  adalah  sebesar  6311,11  detik.  Dan  untuk burning time briket dengan variasi suhu pencetakan 200°C  pada  percobaan  ke-1  adalah  7823,11  detik, percobaan ke-2 adalah 7574,02 detik, dan percobaan ke-3 adalah 7920,31 detik, dengan rata-rata burning time adalah sebesar 7772,48 detik .
Gambar 3Pengaruh variasi suhu pencetakan terhadap burning time briket.
Berdasarkan  Gambar  3  diperoleh  data  rata-rata burning  time briket  dengan  variasi  suhu  pencetakan 150°C  sebesar  3848,88  detik,  briket  dengan  variasi suhu  pencetakan  175°C  sebesar  6311,11  detik,  dan burning  time  briket  dengan  variasi  suhu  pencetakan 200°Csebesar  7772,48  detik.  Dari  Gambar  3  dapat diketahui bahwa semakin tinggi suhu pencetakan maka semakin  tinggi  pula  burning  time  briket.  Hal  ini disebabkan  semakin  tinggi  suhu  pencetakan  maka semakin  banyak  uap  air  yang  keluar  dari  arang  dan perekat,  sehingga  semakin  banyak  partikel  perekat yang aktif mengikat partikel briket. Pengurangan celah udara antar partikel yang berdekatan bisa menghambat perambatan  api  karena  konduktivitas  thermal  yang rendah.  Jadi  semakin  tinggi  suhu  pencetakan  maka waktu  pembakaran  akan  semakin  lama  karena tingginya kerapatan yang terjadi pada briket.
Gambar 4Pengaruh variasi suhu pencetakan terhadap laju pembakaran briket
PadaGambar 5ditunjukkandata rata-rata laju pembakaran  briket  dengan  variasi  suhu  pencetakan 150°C  sebesar  0,0010575  gram/detik,  briket  dengan variasi  suhu  pencetakan  175°C  sebesar  0,0006386 gram/detik, dan laju pembakaran briket dengan variasi suhu  pencetakan  200°Csebesar  0,0005082  gram/detik. Dari  Gambar  5  dapat  diketahui  bahwa  semakin  tinggi suhu  pencetakan  maka  semakin  lama  pula  laju pembakaran briket. Hal ini disebabkan semakin tinggi suhu pencetakan maka nilai kalor akan semakin tinggi, serta  kerapatan  briket  juga  akan  semakin  tinggi dikarenakan  menguapnya  kadar  air  dari  arang  dan
perekat.  Sehingga  semakin  tinggi  kadar  air  yang keluar  maka  perekat  akan  aktif  mengikat  pula  dan mengurangi  porositas  antar  partikel.  Briket  dengan nilai  kalor  yang  tinggi  dapat  mencapai  suhu pembakaran  yang  tinggi  dan  pencapaian  suhu optimumnya  cukup  lama.  Semakin  besar  kerapatan briket  maka  semakin  lambat  laju  pembakaran  yang terjadi.  Namun,  semakin  besar  kerapatan  briket menyebabkan semakin tinggi pula nilai kalornya.

## Kesimpulan
Dari  hasil  analisa  pengujian  briket  arang  serbuk kayu sengon dengan  variasi  suhu tekan pada proses pencetakan 150°C, 175°C, 200°C didapat kesimpulan yaitu:
1.  Semakin  tinggi  suhu  pencetakan  briket  maka akan  semakin  lama  waktu  yang  dibutuhkan dalam  proses  penyalaan  ( ignition  time ).  Hal  ini disebabkan  semakin  tingginya  suhu  pencetakan maka semakin banyak air yang keluar dari arang dan  perekat  tapioka,  hal  itu  membuat  partikel perekat  aktif  untuk  mengikat  arang  yang menyebabkan  semakin  tingginya  kerapatan briket.
2. Semakintinggi suhu pencetakanmaka akansemakin lama burning time . Hal ini disebabkan  semakin  tinggi  suhu  pencetakan maka  semakin  banyak  uap  air  yang  keluar  dari arang  dan  perekat,  sehingga  semakin  banyak partikel  perekat  yang  aktif  mengikat  arang. Pengurangan  celah  udara  antar  partikel  yang berdekatan  bisa  menghambat  perambatan  api karena konduktivitas thermal yang rendah.
3.  Semakin  tinggi  suhu  pencetakan  maka  laju pembakaran  akan  semakin  lambat.  Hal  ini disebabkan menguapnya kadar air dari arang dan perekat  sehingga  semakin  tinggi  kadar  air  yang keluar  maka  perekat  akan  semakin  aktif mengikat arang dan meningkatkan kerapatan/densitas briket.

## Saran
Saran  yang  dapat  diberikan  dari  hasil  penelitianya itu antara lain:
1.  Perekat yang digunakan sebaiknya perekat alami yang  berasal  dari  alam,  contohnya  lignin,  tanah liat  dan  lain  lain  agar  lebih  menurunkan  biaya produksi dan mudah cara pembuatannya.
2.  Diperlukan  pengujian  struktur  mikro  dan  sifat sifat  perekat  agar  dapat  mengetahui  reaksi  yang terjadi saat perekatan arang dan perekat.

## Daftar Pustaka
[1]  Yuniarti.  2011.  Briket  Arang  dari  Serbuk Gergajian  Kayu  Meranti  dan  Arang  Kayu
Galam. Jurnal Riset Industri dan Hutan .Vol 3, No
2, Hal: 37-42.
[2]  DwiSaputro,  D.  2009.  Karakteristik  Pembakaran Briket  Arang  Tongkol  Jagung. Jurnal  Kompetensi Teknik . Vol 1, No. 1. Semarang.
[3]  Supriyantodan  Merry.  2010.  Studi  Kasus  Energi Alternatif  Briket  Sampah  Lingkungan  Kampus Polban Bandung, Seminar Nasional Teknik Kimia, Yogyakarta .
[4]Justin,  2013. Karakteristik  Termal  Briket  Arang Ampas  Tebu  Dengan  Variasi  Bahan  Perekat Lumpur  Lapindo .Fakultas  Teknik:  Jurusan  Teknik
Mesin. Universitas Jember.
[5]  Capah,  A.  G.  2007. Pengaruh  Konsentrasi  Perekat dan  Ukuran  Serbuk  Terhadap  Kualitas  Briket Arang  Dari  Limbah  Pembalakan  Kayu  Mangium (Acacia mangium Wild. [Skripsi]. Medan. Departemen Kehutanan. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara
[6] DwiSaputro,  D.  2012.  Karakteristik  Briket  dari Limbah  Pengolahan  Kayu  Sengon  dengan  Metode Cetak Panas. Prosiding Seminar Nasional Aplikasi
Sains  dan  Teknologi  Periode  III.  November  2012. Yogyakarta.