## UJI KUALITAS BIOBRIKET CAMPURAN TEMPURUNG KELAPA, TONGKOL JAGUNG, dan SEKAM PADI DENGAN TEPUNG SAGU SEBAGAI PERAKAT
Ahmad Marzuki Muhlis, Sahara, dan Nurul Fuadi 1
1 Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Alauddin Makassar Email: fisika013@gmail.com, rarafis_uin@yahoo.co.id, nurul.fuadi@uin-alauddin.ac.id
Abstract: Research  has  been  carried  out  with  the  title  of  the  bio- briquette quality mixture of coconut shell, corn cobs, and rice husk with sago flour as adhesive. The purpose of this study was to determine the quality of the bio-briquettes with a mixture of coconut shells, corn cobs and  rice  husks  with  sago  flour  as  an  adhesive.  In  this  study  the  raw material  used  was  coconut  shell  with  the  process  of  drying  at temperatures of 350 0 C, corn cobs with a temperature of 150 0 C and rice husks  with  a  temperature  of  120 0 C  with  the  composition  used  was 60%: 20%: 20%, 60%: 25%: 15%, 60%: 30%: 10% and 60%: 35%: 5% then  sieving  particle  size  for  all  40  mesh  samples,  mixing  using  3 grams  of  sago  flour  as  bio-briquette  adhesive,  then  bio-briquette printing  and  drying  is  done.  Furthermore  testing  of  compressive strength, moisture content, ash content, calorific value and combustion time  with  the  results  of  compressive  strength  testing  using  the  tool. TA.XTPlus  Texture  Analyzer the  best  characteristics  obtained  in  the composition 60%: 35%: 5% with a value of 9.82 kg /cm 2 , and the best characteristic  moisture  content  was  tested  in the  composition of 60%: 30%:  10%  with  a  value  of  4.59%.  The  quality  produced  from  the  bio- briquette mixture of coconut shell, corn cobs, and rice husk with sago flour  as  adhesive  can  be  categorized  as  good.  This  is  seen  from  the testing of water content, ash content and calorific value that meets the Indonesian national standard and the burning time of 152.18 minutes, except  for  compressive  strength  testing  that  does  not  equal  to  the quality standards of Indonesia.
Keywords :  bio-briquette,  coconut  shell,  corn  cobs,  rice  husk,  sago flour and composition variations.

## 1. PENDAHULUAN
Energi  merupakan  permasalahan  utama  dimana  kebutuhan  akan  energi semakin  meningkat  seiring  dengan  semakin  meningkatnya  aktivitas  manusia  yang menggunakan  bahan  bakar,  khususnya  bahan  bakar  minyak  yang  dihasilkan  dari fosil  tumbuhan  maupun  hewan.  Menurut  Ika  Yudita  Permatasari  dan  Budi  Utami (2015)  dikutip  dari  Hambali dkk  (2007)  Indonesia  yang semula adalah net-exporter
BBM telah menjadi net-importer BBM sejak tahun 2000. Padahal cadangan minyak bumi  Indonesia  hanya  sekitar  9  miliar  barel  dan  produksi  Indonesia  hanya  sekitar 500  juta  barel  per  tahun.  Ini  artinya  jika  terus  dikonsumsi  dan  tidak  ditemukan cadangan  untuk  meningkatkan recovery minyak  bumi,  diperkirakan  cadangan minyak  bumi  Indonesia  akan  habis  dalam  waktu  dua  puluh  tiga  tahun  mendatang. Menurut  kutipan  Kristanto  (2013)  dalam  Ika  Yudita  Permatasri  dan  Budi  Utami (2015),  menyatakan  bahwa  biomassa  merupakan  salah  satu  sumber  energi  yang paling  umum  dan  mudah  diakses  yang  dapat  diolah  menjadi  bioenergi.  Biomassa memiliki  jumlah  yang  melimpah  karena  dihasilkan  dari  aktivitas  manusia  ataupun proses  alam  dan  juga  memiliki  potensi  sumber  daya  energi  yang  besar.  Potensi energi  biomassa  50.000  MW  akan  tetapi  hanya  320  MW  atau  0.64%  yang  sudah dimanfaatkan.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  energi  biomassa  belum  dimanfaatkan secara  optimal,  biasanya  hanya  dibuang  begitu  saja  dan  dibiarkan  menumpuk sebagai limbah. Landasan penelitian ini didasar oleh dua hal yakni persediaan dan produksi bahan bakar dunia yang semakin berkurang, yang dapat berdampak pada penggunaan  energi  beberapa  tahun  kedepan  menjadi  krisis,  oleh  sebab  itu diperlukannya  bahan  bakar  altrnatif  yaitu  briket  yang  memanfaatkan  limbah pertanian sebagaimana yang telah dilakukan oleh Nurdin, 2018 dan hal yang kedua adalah ingin dihasilkan kualitas briket yang lebih baik dari pada sebelumnya. Briket tempurung  kelapa  yang  memiliki  nilai kalor  yang memenuhi standar, namun  terjadi reduksi  kualitas  jika  ditinjau  dari  kadar  airnya.  Begitupun  dengan  briket  tongkol jagung  dan  sekam  padi,  di  beberapa  tinjuan  belum  memenuhi  standar  yang diinginkan.
Berdasarkan latar belakang diatas, penelitian ini mencoba untuk melakukan kombinasi  arang  tempurung  kelapa,  tongkol  jagung,  dan  sekam  padi  dengan harapan  kualitas  yang  dihasilkan  memenuhi  standarisasi  kualitas  briket  dengan waktu  pembekaran  lebih  lama.  Campuran  material  tersebut  direkatkan  dengan menggunakan  tepung  sagu.  Tempurung  kelapa  adalah  salah  satu  bahan  karbon aktif yang kualitas cukup baik dijadikan arang aktif. Struktur keras pada tempurung kelapa  disebabkan  oleh  adanya  kakndungan  silikat  (SiO 2 )  yang  cukup  tinggi kadarnya.
Tongkol  jagung  merupakan  salah  satu  material  yang  digunakan  untuk menghasilkan  sampel  biobriket.  Unsur  dalam  tongkol  jagung  terdiri  dari  beberapa unsur  seperti  unsur  karbon  43,42%,  dan  hydrogen  6.32%.  Nilai  kalor  dari  tongkol jagung  berkisar  14.7-18.9  MJ/kg.  Untuk  meningkatkan  lama  pembakaran,  sekam padi  juga  digunakan  pada  material  biobriket.  Sekam  padi  memiliki  kerapatan  jenis bulk  density 125  kg/m 3 ,  nilai  kalori  1  kg  sekam  padi  sebesar  3300  kilokalori. Komposisi  kimia  yang  terdapat  pada  sekam  padi  yakni  karbon  1.33%,  hidrogen 1,54%,  oksigen  33,365,  dan  silica  16,98%.  Bahan  yang  digunakan  untuk menggabungkan  material  penyusun  pada  pembuatan  biobriket  yakni  berbahan dasar tepung. Unsur-unsur yang terkadang dari tepung diperlihatkan oleh tabel 1.
Tabel 1. Kandung komposisi dari berbagai jenis tepung (Mubarok, 2015)
Menurut Adan (1998) jumlah perekat yang digunakan pada pembuatan briket yakni sebanyak 10% dari berat arang yang akan digunakan pada pembuatan briket. Perakat  organik  menghasilkan  abu  yang  relatif  sedikit  setelah  pembakaran  briket, dan  umumnya  merupakan  bahan  perekat  yang  efektif.  Salah  satu  perekat  yang efektif  yakni  sagu  karena  sagu  dapat  menghasilkan  kekuatan  rekat  kering  yang tinggi. Secara kimia, komposisi sagu terdiri dari 28% amilosa , dan 27% amilopektin sehingga  dapat  digunakan  sebagai  perekat  (Brades  dan  Tobing,  2008).  Perekat tersebut  digunakan  untuk  menggabungkan  material  dasar  penyusun  briket  dimana material penysusun tersebut dapat mempengaruhi kualitas briket.
Kualitas  briket  yang  baik  memiliki  kandungan  karbon  yang  besar  dengan sedikit  abu,  mudah  terbakar,  menghasilkan  energy  panas  yang  tinggi,  dan  tahan lama  sebagaimana  dinyatakan  oleh  Yusuf,  S.,  2013.  Model  briket  yang  dirancang pada  penelitian  ini  yakni  biobriket  seperti  pada  Gambar  1.  Hal  ini  dikarenakan material  penyusun  briket  ini  yakni  dari  material-material  alam,  seperti  tempurung kepala, dan sekam padi.
Gambar 1. Briket kubus
Biobriket  adalah  bahan  bakar  yang  potensial  dan  dapat  diandalkan  sebagai bahan  bakar  rumah  tangga  maupun  industri.  Kualitas  biobriket  yang  dihasilkan menurut standar mutu Indonesia sebagaimana diperlihatkan pada tabel 2.
Tabel 2. Kualitas mutu biobriket arang.
Nilai kalor dari  biobriket lebih rendah daripada  batu bara karena  mempunyai kadar sulfur yang rendah yakni kuran dari 1%

## 2. METODE PENELITIAN

## Preparasi Sampel
Sampel yang digunakan pada penelitian ini yakni, tempurung kelapa, tongkol jagung,  dan  sekam  padi.  Sampel-sampel  tersebut  dikeringkan  selama  12  jam dengan menggunakan cahaya matahari.

## Proses Karbonisasi
Proses karbonisasi dilakukan dengan dua kali proses pengarangan, yaitu:
1.  Menggunakan  drum  pengarangan,  pembakaran  dilakukan  selama  5  jam  untuk tempurung  kelapa,  3  jam  untuk  tongkol  jagung,  dan  1  jam  untuk  sekam  padi. Proses  ini  dilakukan  bertujuan  membuat  sampel  menjadi  arang,  dimana  suhu yang digunakan sebesar 300 o C-500 o C.
2.  Menggunakan furnace , proses  pada  tahap  ini bertujuan untuk  mengontrol  suhu pada  proses  menghasilkan  arang.  Selain  itu,  proses  ini  bertujuan  untuk mendapatkan model sampel arang yang optimum.

## Menghaluskan dan mengayak sampel
Alat yang digunakan pada tahapan ini yakni mortal, dimana fungsi dari mortal ini  digunakan  untuk  menghaluskan  sampel.  Selain  itu  disaring,  Sieve  Shaker digunakan untuk menhasilkan sampel dengan ukuran 40 mesh.

## Menghasilkan Sampel
Massa  bahan  baku  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  sebesar  30  gram dengan perekat sebanyak 10% dari massa bahan baku atau sebesar 3 gram, dan 20 mL  air.  Setelah  itu,  bahan  baku  tersebut  dicampur  dan  diaduk  hingga  sampai menjadi homogen. Bahan baku yang sudah homogeny tersebut dimasukan kedalam cetakan berbentuk persegi panjang dengan ukuran 6 cm x 5 cm, dan 2 cm. Setelah itu, proses pemadatan sampel tersebut dilakukan dengan dengan alat press manual. Sampel  yang  dihasilkan  atau  briket  dikeringkan  dengan  menggunakan oven  sharp pada suhu 110 o C selama 24 jam.

## Uji Kualitas Sampel
Kualitas  sampel  briket  yang  dihasilkan  diuji  dengan  beberapa  uji  kualitas, seperti uji kuat tekan, kadar air, kadar abu, nilai kalor, dan lama pembakaran.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil yang diperoleh pada dari penelitian ini dapat dilihat pada tabel 3.

## Tabel 3. Hasil pengujian sampel briket
Ukuran Partikel Kode Sampel Nilai Hasil Pengujian Kuat tekan (kg/ cm 2 ) Kadar (%) Nilai kalor (kal/gr) Lama pembakaran (menit) Air Abu 40 mesh A 7.65 5.19 5.91 5117.67 128.18 B 9.57 5.41 6.30 5594.36 115.34 C 8.81 4.59 4.69 5867.26 152.18 D 9.82 4.67 3.23 5888.55 145.17
Rasio  yang  digunakan  pada  sampel  A  adalah  18:6:6,  sampel  B  adalah  18:7.5:4.5, Sampel  C  adalah  18:9:3,  dan  sampel  D  adalah  18:10.5:1.5.  Kuat  Tekan  yang dihasilkan dari sampel pada Tabel 1 ditunjukan pada Gambar 1.
Gambar 2. Perbandingan biobriket SNI dengan hasil pengujian kuat tekan
Uji kuat tekan pada semua komposisi biobriket dengan campuran tempurung kelapa,  tongkol  jagung,  dan  sekam  padi  tidak  ada  yang  memenuhi  standar  mutu biobriket  sebesar  minimal  50  kg/cm 3 .  Hal  ini  disebabkan  pada  saat  proses pembuatan  sampel  menghasilkan  campuran  tidak  homogen.  Selain  itu,  tekanan yang  yang  dilakukan  tidak  tersandarisasi  sehingga  tekanan  yang  diberikan  tidak menghasilkan  gaya  yang  konstan.  Hal  ini  dapat  menghasil  sampel  biobriket  yang berongga  atau  tidak termampatkan.  Selain  pengujian kuat  tekan,  Uji  kadar air  juga dilakukan pada penelitian ini.
Kadar  air  biobriket  dapat  dipengaruhi  oleh  jenis  bahan  baku,  jenis  perekat, dan metode pembuatan yang digunakan. Pada umumnya kadar air yang tinggi akan menurunkan  nilai  kalor  dan  laju  pembakaran.  Hal  ini  dikarenakan  panas  yang diberikan  digunakan  terlebih  dahulu  untuk  menguapkan  air  yang  terdapat  di  dalam biobriket.  Biobriket  memiliki  tingkat  kadar  air  yang  tinggi,  sehingga  memiliki  daya tahan  yang  tidak  lama,  dan  mudah  hancur.  Penambahan  perekat  yang  semakin tinggi  menyebabkan  air  yang  terkandung  dalam  perekat  akan  masuk  dan  terikat dalam pori arang. Selain itu, penambahan tersebut dapat berpengaruh terhadap nilai kalor  yang  dihasilkan.  Oleh  Karena  itu,  kadar  air  merupakan  salah  satu  parameter dalam  menentukan  kualitas  biobriket  yang  dihasilkan  sebagaimana  terlihat  pada Gambar 3.
60 50 40 30 20 10 0 50 50 50 50 Keterangan: (TK
: TJ : SP) gr
9,8 22 SNI (Min 50) HASIL A = 18 : 6 : 6 B = 18 : 7.5 : 4.5 C = 18 : 9 : 3
D = 18 : 10.5 : 1.5 A B C
D
Kode Sampel 8,81 9,57 7,65 9 8 9 7
Gambar 3. Perbandingan biobriket SNI dengan hasil pengujian kadar air
Gambar  3  memperlihatkan  perbandingan  sampel  biobriket  yang  dirancang dengan  biobriket  yang  sesuai  denga  standar  SNI,  dimana  hasilnya  kadar  air terendah, sebesar 4,59%, berada pada sampel C dengan komposisi TK:TJ:SP yaitu 18:9:3,  dan  nilai  tertinggi,  sebesar  5,41%,  pada  sampel  B  dengan  komposisi TK:TJ:SP yaitu 18:7.5:4.5. Pengujian selanjutnya adalah pengujian kadar abu.
Nilai  kadar  abu  dari  biobriket  yang  dihasilkan  ini  telah  memenuhi  kualitas standar dari Jepang (3-6)%, Inggris (5.9%), Amerika (8.3%) dan SNI 8%. Nilai kadar abu terendah sebesar 3.23 % terdapat pada kode sampel D dengan komposisi 18gr tempurung  kelapa,  10.5gr  tongkol  jagung  dan  1.5gr  sekam  padi  sedangkan  niai tertinggi  yaitu  6.30%  terdapat  pada  kode  sampel  B  dengan  komposisi  18gr tempurung  kelapa,  7.5gr  tongkol  jagung  dan  4.5  sekam  padi.  Dari  data  yang didapatkan  menunjukkan  semakin  kecil  komposisi  sekam  padi  dalam  campuran maka semakin rendah nilai kadar abu. Hal ini menunjukkan bahwa faktor jenis bahan baku yang dicampurkan berpengaruh nyata terhadap kadar abu yang dihasilkan.
Keterangan: (TK : TJ : SP) gr A = 18 : 6 : 6 B = 18 : 7.5 : 4.5 C = 18 : 9 : 3 D = 18 : 10.5 : 1.5
Kode Sampel
C D A B 0% SNI (Maks 8) Hasil 4% 2% 5,19% 5,41% 4,59% 4,67% 6% 8% 8% 8% 8% 8% 10%
6000 5867,26       5888,55 5594,36 Keterangan: (TK : TJ : SP) gr 5500 A = 18 : 6 : 6 5117,67 5000       5000       5000      5000 5000 SNI (Min 5000) Hasil 4500 B = 18 : 7.5 : 4.5
C = 18 : 9 : 3 D = 18 : 10.5 : 1.5 A B C D Kode Sampel
Gambar 4. Perbandingan biobriket SNI dengan hasil pengujian kadar abu.
Pengujian  terakhir  yang  dilakukan  pada  penelitian  ini  yakni  pengujian  nilai kalor.  Nilai  kalor  sangat  menentukan  kualitas/mutu  biobriket.  semakin  tinggi  nilai kalor yang dihasilkan, semakin baik kualitas biobriket itu. Nilai kalor yang didapatkan dari biobriket campuran tempurung kelapa, tongkol jagung dan sekam padi dengan beberapa komposisi dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Perbandingan biobriket SNI dengan hasil pengujian
Berdasarkan  gambar  5  disimpulkan  nilai  kalor  yang  tertinggi  terdapat  pada sampel D yaitu 5888.55 kal/gr dimana penyusun dari biobriket tersebut adalah 18 gr TK: 10.5 gr TJ: 1.5 gr SP, dan terendah adalah pada sampel A yaitu 5117.67 kal/gr dengan komposisi 18 gr TK: 6 gr TJ: 6 gr SP. Oleh karena itu, komposisi tempurung kelapa  ditetapkan  konstan,  sehingga  variasi  komposisi  tongkol  jagung  dan  sekam padi mempunyai konstribusi yang lebih besar dalam menghasilkan kalor.  Gambar 5 juga  memperlihatkan  semakin  besar  komposisi  tongkol  jagung  dalam  campuran sampel  maka  akan  memberikan  nilai  kalor  yang  besar  pula,  dan  sebaliknya.  Hasil pengujian nilai kalor didapatkan semua nilai telah memenuhi standar mutu biobriket Indonesia sebasar 5000 kal/gram.Pengujian terakhir yang dilakukan pada penelitian ini yakni lama pembakaran dimana diperlihatkan pada gambar 6.
Gambar 6. Pengujian lama pembakaran.
Lama  pembakaran  adalah  kemampuan  biobriket  yang  dinyatakan  dalam selang  waktu  dinyalakan  pertama  kali  hingga  mengalami  proses  pembakaran sempurna  menjadi  abu.  Metode  pengujian  ini  dilakukan  dengan  menggunakan stopwatch  untuk  menghitung  waktu  yang  dibutuhkan  biobriket  dari  nyala  hingga menjadi  abu.  Gambar  6  menunjukan  waktu  yang  paling  lama  adalah  152.18  menit pada  sampel  C  dan  yang  cepat  berubah  menjadi  abu  memerlukan  waktu  sebesar 115.34  menit  dengan  kode  sampel  B  sedangkan  yang  lain  adalah  adalah  128.18 menit  untuk  kode  sampel  A  dan  145.17  menit  untuk  kode  sampel  D.  jika  dirata- ratakan  hanya  membutuhkan  12  buah  briket  untuk  dapat  menyala  atau  digunakan dalam waktu 24 jam

## 4. KESIMPULAN
Untuk  mengetahui  karakteristik  material  biobriket,  penelitian  ini  dilakukan beberapa pengujian seperti uji kuat tekan, uji kadar air, uji kadar abu, uji nilai kalor, dan  uji  lama  pembakaran.  Berdasarkan  uji  tersebut  disimpulkan  bahwa  kualitas
biobriket  yang  dihasilkan  dari  campuran  tempurung  kelapa,  tongkol  jagung,  dan sekam  padi  dapat  dikategorikan  baik.  Hal  ini  dinyatakan  karena  sampel-sampel tersebut telah memenuhi standar SNI, kecuali pada pengujian kuat tekan yang tidak memenuhi standar SNI. Selain itu, pembakaran paling lama yakni 152 menit.

## DAFTAR PUSTAKA
Adan, 1998, Membuat Briket Bio Arang . Yogyakarta : Kanisius.
Brades, A.C dan Tobing, F.S., 2007, Pembuatan Briket Arang Dari Enceng Gondok (Eichornia Crasipess Solm) Dengan Sagu Sebagai Pengikat . Jurusan Teknik kimia UNSRI: Inderalaya.
Mubarok,  Rizal,  M.,  dan  Susila,  I.W.,.  2015 .  Pengaruh  Variasi  Perekat  Tetes  Tebu Terhadap  Karakteristik  Briket  Bioarang  dari  Limbah  gergaji  Kayu  Mahoni. JTM Vol. 4, No. 1 (1-7). Universitas Negeri Surabaya: Surabaya.
Mutmainnah. 2012. Pemanfaatan Tongkol Jagung Sebagai Adsorben . JKK, 3(3): 7- 13.
Permatasaari,  Yudita,  I.,  dan  Utami,  B.,  2015. Pembuatan  dan  Karakteristik  Briket Arang  dari  Limbah  Tempurung  Kemiri  (Aleurites  Moliccana)  dengan Menggunakan Variasi Jenis Bahan Perekat dan Jumlah Bahan Perekat . Hal. 59-69. Universitas Sebelas Maret Yogyakarta:Yogyakarta.
Nurdin,  Hendri.  dkk,  2018. Karakteristik  Nilai  Kalor  Briket  Tebu  Tibaran  Sebagai Bahan  Bakar  Alternatif .  Universitas  Negeri  Padang:  Padang.  INVOTEK (Jurnal Inovasi Vokasional dan Tekhnologi), Vol (18) No. 1: 18-24.