p-ISSN: 1411-4348, e-ISSN: 2541-4577

## ANALISIS PENGARUH PEMBAKARAN BRIKET CAMPURAN AMPAS TEBU DAN SEKAM PADI DENGAN MEMBANDINGKAN PEMBAKARAN BRIKET MASING-MASING BIOMASS

## Tri Tjahjono, Abidin Rachman,  Subroto
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A.Yani Tromol PosI Pabelan Surakarta
email: tri_tjahjono@ums.ac.id

## ABSTRAK
Dewasa ini, harga bahan bakar semakin mahal dan tingkat pemakaian bahan bakar minyak bumi semakin meningkat, hal ini sudah terlihat pada fenomena yang terjadi dimana pengambilan minyak bumi yang dilakukan terus menerus yang mengakibatkan tipisnya cadangan minyak bumi yang ada. Oleh kerena itu timbul pemikiran untuk membuat bahan bakar alternatif yang berasal dari campuran batubara dan sampah pertanian ( ampas tebu dan sekam padi).
Penelitian ini meneliti laju pembakaran pada bahan bakar padat, yaitu : pembakaran briket campuran batubara, ampas tebu dan sekam padi  dengan membandingkan pembakaran briket masing- masing biomass dengan perbandingan campuran 50% batubara : 50 % Biomass, dengan kecepatan  udara 0,3 m/s.
Dari penelitian didapatkan bahwa laju pembakaran briket tertinggi adalah pada pembakaran ampas tebu. Sedang penambahan ampas tebu kedalam sekam padi akan memperbaiki peforma pembakaran dari sekam, dimana sekam padi mempunyai pembakaran yang rendah, juga pencampuran kedua biomass tersebut akan memperbaiki polusi yang ditimbulkan.
Kata kunci : Batubara, Ampas tebu, Sekam padi, laju pembakaran

## ABSTRACT
Nowadays, the price of fuel is more expensive and the level of use of petroleum fuels increases, it is already seen in the phenomenon that occurs where petroleum extraction is done continuously resulting in the thinness of existing petroleum reserves, therefore thought arises to make alternative fuels derived from a mixture of coal and agricultural waste (bagasse and rice husks).
This study examined the combustion rate of solid fuels, namely: combustion of coal mixture briquettes, bagasse and rice husk by comparing the combustion of each briquettes biomass with 50% mixture ratio of coal: 50% Biomass, with air velocity 0.3 m / s.
It was found that the highest briquette combustion rate was at burning bagasse. Adding bagasse to rice husk will improve the burning performance of the husk, where the rice husk has low combustion, also mixing the two biomass will decrease the pollution..
Keywords: Coal, bagasse, rice husk, burning rate.

## PENDAHULUAN
Berbagai penelitian telah dilakukan untuk menganalisa karakteristik pembakaran pada biobriket, yang mana dilakukan sebagai tolak ukur untuk pembuatan bahan bakar dari bahan yang  mudah  didapat  dan  efisien  dalam  penggunaanya.  Dalam  penelitian  ini  digunakan sampel  sekam padi dan ampas tebu dikarenakan murahnya dana untuk menyiapkan bahan mentahnya serta dapat memanfaatkan batu bara yang berkualitas rendah menjadi bahan bakar yang berkualitas tinggi. Dalam penelitian ini akan dibuat briket dengan tiga jenis yang berbeda yaitu briket campuran 50% batubara dengan 50% sekam padi, 50% batubara dengan 50% ampas tebu dan 50% batubara dengan  25% sekam padi dan 25% ampas tebu, yang digunakan untuk meneliti karakteristik pembakaran Biobriket tersebut dan mengetahui seberapa besar kandungan  polutannya.

## BATASAN MASALAH
Untuk  menghindari  melebarnya  masalah,  maka  perlu  adanya  pembatasan  masalah sebagai berikut:
Dalam penelitian ini masalah yang diteliti adalah Laju pengurangan massa, laju pembakaran dan temperatur Biobriket dalam proses pembakaran serta kandungan polutan yang ditimbulkannya.

## TUJUAN PENELITIAN
1.  Mengolah  sampah  pertanian,  yang  selama  ini  kurang  termanfaatkan  menjadi  bahan bakar alternatif.
2.  Memanfaatkan batubara yang banyak terdapat di Indonesia sebagai bahan bakar yang lebih baik.
3.  Menentukan karakter pembakaran biobriket, termasuk dalam hal polusi yang mungkin ditimbulkan.

## DASAR TEORI
Pembakaran Bahan Bakar Padat.
Pembakaran bahan bakar padat melalui tahapan-tahapan tertentu, tahapan-tahapan tersebut adalah sebagai berikut : 1.  Pengeringan
Tahap awal yang terjadi dari proses pembakaran bahan bakar padat adalah pengeringan, yaitu suatu proses dimana ketika suatu partikel dipanaskan dengan dikenai temperatur tinggi atau radiasi api, air dalam bentuk moisture di permukaan bahan bakar tersebut akan menguap, sedangkan yang berada didalam bahan bakar akan mengalir keluar melalui pori-pori partikel dan menguap.
2.  Devolatilisasi Yaitu proses bahan bakar mulai mengalami dekomposisi setelah terjadi pengeringan. Proses dekomposisi merupakan peristiwa pecahnya ikatan kimia secara termal dan volatile matter (yang merupakan hasil proses devolatilisasi) keluar dari partikel
Faktor-faktor yang mempengaruhi pembakaran bahan bakar padat:
1.  Ukuran partikel
Waktu reaksi partikel tergantung pada diameter awalnya. Partikel yang lebih kecil ukurannya akan lebih cepat terbakar. Regland dan Yang, 1985( Dwi Aries. 2003 )
2.  Kecepatan aliran udara Penelitian dari Tri Istanto (2003) menunjukkan bahwa laju pembakaran batubra dan sampah akan naik dengan adanya kenaikan kecepatan aliran udara dan kenaikan
p-ISSN: 1411-4348, e-ISSN: 2541-4577
temperatur, hasil yang sama juga didapatkan dalam peneliatian oleh  Bateman et al (1995 ),Ragland dan Yang (1985).( Dwi Aries, 2003 )
3.  Temperatur udara pembakaran
Pengaruh temperatur terhadap waktu pembakaran partikel berukuran mm telah diteliti oleh Bateman et al (1995), ( Dwi Aries, 2003 ), dimana waktu pembakaran akan berkurang dengan adanya kenaikan temperatur udara pembakaran. Hasil yang serupa didapat juga  oleh  Ragland    dan Yang (1985), ( Dwi Aries, 2003 )    serta Tri Istanto, ( 2003 )
METODE PENELITIAN Untuk memudahkan jalannya penelitian, maka dibuat suatu alur  penelitian yang dapat dilihat pada gambar berikut:
Proximate dan ultimate Analysis dari bahan baku
Pencacahan batubara, sekam padi dan ampas tebu
Pembuatan briket Uji laju pembakaran Pembuatan Laporan Uji polusi pembakaran
Pengumpulan bahan baku berupa batubara, sekam padi dan ampas tebu serta bahan perekat dan bahan pengikat polutan
Gambar 1. Flowchart penelitian
Pengumpulan Bahan Baku Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a.  Batubara yang ada di sekitar Surakarta.
b.  Ampas tebu yang di dapat dari PG Gondang Klaten.
c.  Sekam padi yang yang banyak terdapat di sekitar kita yang kurang termanfaatkan.
d.  Tepung kanji dan air sebagai bahan pengikat bahan biobriket, serta gamping untuk pengikat polutannya.
e.  Gas LPG, sebagai pemanas tungku.
Peralatan Yang Digunakan Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian adalah alat pengepres briket. Alat ini  dibuat  dengan  cara  memodifikasi  dongkrak  hidrolik  yang  dipasang  manometer  yang berfungsi untuk mengetahui besarnya tekanan yang terjadi dalam dongkrak tersebut. Disamping itu juga peneliti menggunakan alat pembakaran yang terdapat di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Gajah Mada..
Adapun Komposisi dan Variasi jenisnya sebagai berikut : a.  50% Batubara dan 50% Sekam padi b.  50% Batubara dan 50% Ampas tebu. c.  50% Batubara, 25% Sekam padi dan 25% Ampas tebu.

## HASIL PENELITIAN DAN KESIMPULAN
Sifat-sifat Bahan Dasar
Tabel 1. Sifat-sifat bahan dasar Sifat Batu Bara Sekam padi Ampas tebu Kadar air (%) 14,31 21.18 9.01 Kadar Abu (%) 2,02 2,67 20,71 Kadar Karbon (%) 69,53 3,5 3,64 Volatile Matter (%) 14,14 72,65 66,64 Nilai Kalor (Kal/Kg) 5289,395 3596,983 3283,797
Hasil diatas mengungkap bahwa nilai kalor biomass ampas tebu dan sekam padi yang diteliti relatif masih cukup besar sehingga masih dapat dilakukan proses pembakaran. Nilai kadar karbon tertinggi dimiliki oleh batubara dan terlihat untuk biomass ampas tebu dan sekam padi memiliki kadar karbon yang lebih rendah, nilai kadar karbon ini akan memegang peranan penting dalam hal polusi udara yang ditimbulkan selama proses pembakaran.
Pengaruh Variasi Jenis Pembriketan Terhadap Laju Pengurangan Massa, Laju Pembakaran dan Temperatur Biobriket . Efek variasi jenis pembriketan dalam  pembakaran biobriket mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap perubahan laju pembakaran dan temperatur Biobriket itu sendiri. Dalam gambar 5, 6 dan 7 berikut dibawah, akan disajikan pengaruh variasi jenis pembriketan  terhadap Laju pengurangan massa, laju pembakaran dan temperature Biobriket dalam pembakaran.
Pengaruh Jenis Biomass dalam Briket 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440 1560 Waktu ( s ) L aj u p em b akar an ( g r/ s) 50% Sekam padi 25% Ampas tebu + 25% sekam padi 50% Ampas tebu

## Gambar 2. Grafik pengaruh jenis pembriketan terhadap laju pengurangan massa.
Dari grafik diatas terlihat bahwa sekam padi mempunyai laju pembakaran yang rendah, sedangkan laju pembakaran yang tinggi adalah pembakaran ampas tebu, hal ini menunjukkan bahwa kandungan volatile berpengaruh terhadap laju pembakaran, namun pada biobriket campuran (sekam padi dan ampas tebu)  menunjukkan laju pembakaran yang relatif  tinggi.
Pengaruh Jenis Biomass dalam Briket
28 38 48 58 68 78 88 98 108 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440 1560 Waktu ( s ) T em p er at u r p em b akar an ( o C) 50% Sekam 25% Ampas tebu + 25% Sekam Padi 50% Ampas tebu
Gambar 3. Pengaruh variasi tekanan pembriketan terhadap temperature Biobriket .
Dari  grafik  diatas  terlihat  bahwa  pembakaran  tertinggi  adalah  pembakaran  ampas tebu sedang sekam padi mempunyai pembakaran yang rendah, hal ini menunjukkan bahwa kandungan volatile juga sangat berpengaruh terhadap pembakaran, namun hal yang menarik terlihat pada biobriket campuran (sekam padi dan ampas tebu) yang menunjukkan pembakaran yang relatif  tinggi.
Pengaruh Jenis Biomass Dalam Briket
0 1 2 3 4 5 6 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440 1560 Waktu ( s ) T em p er at u r p em b akar an ( o C ) 50% Sekam Padi 25% Sekam padi + 25% Ampas tebu 50% Ampas Tebu
Gambar 4. Grafik pengaruh variasi jenis pembriketan terhadap laju pengurangan massa.
Dari grafik diatas terlihat bahwa penurunan massa pembakaran yang paling cepat adalah pada pembakaran ampas tebu dan yang paling lama pada sekam,  sedang pencampuran antara kedua biomass menunjukkan pengurangan massa yang relatif  lama.

## Polutan Pada Pembakaran Bahan Bakar

## Tabel 2 Polutan Pada Pembakaran Biobriket
Jenis Briket Jenis Polutan HC (ppm) CO (%) NO x (%)
50% sekam padi 30 0.004 0.0048 50% Ampas tebu 110 0.0034 0.0038 25% sekam + 25% ampas 90 0.0038 0.0042
Dari grafik didapat bahwa penambahan ampas tebu kedalam sekam padi akan mengurangi polusi yang dihasilkan.

## KESIMPULAN
1.  Nilai  kalor biomass ampas tebu dan sekam padi relatif tinggi sehingga masih dapat dilakukan pembakaran.
2.  Penambahan ampas tebu kedalam sekam padi akan mempengaruhi karakter penurunan massa.
3.  Penambahan ampas tebu kedalam sekam padi juga mempengaruhi karakter pembakaran biobriket.
4.  Temperatur pembakaran tertinggi terjadi pada pembakaran biobriket campuran ampas tebu dan batubara.
5.  Komposisi jenis dari biobriket sangat berpengaruh  pada  laju pembakaran.
6.   Semakin lama laju pembakaran, temperature  tertinggi yang dihasilkan semakin rendah.
7.  Volatile matter sangat berpengaruh pada pembakaran briket.
8.  Penambahan ampas tebu ke dalam sekam padi akan menurunkan kadar emisi NO x dan CO.
9.  Sebaliknya kadar HC yang tinggi dalam briket ampas tebu akan berkurang bila ditambah sekam padi.

## SARAN
1.  Sebelum melakukan suatu penelitian kita harus mengontrol terlebih dahulu alat-alat yang dibutuhkan maupun yang digunakan apakah dalam kondisi layak difungsikan atau tidak. Jika ada suatu alat yang tidak berfungsi, maka segeralah untuk mencari penggantinya.
2.  Pada saat melakukan suatu penelitian hendaklah kita harus hati-hati (sabar), teliti dan mempunyai etos kerja yang tinggi.
3.   Bila melakukan penelitian di lain universitas, harus dapat menjaga nama almamater.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Himawanto, D.A, 2003, “Pengolahan Limbah Pertanian menjadiBiobriket sebagai salah satu Bahan Bakar Alternatif “
[2]  Naruse,I.,Gani,A.,Morishita,K.,2001, ’Fundamental Characteristic on Co-Combustion of Low Rank Coal with Biomass’, Pittsburg coal Conf
[3]  Saptoadi,H 2004, ‘ Research Of Combustion Characteristics Of Fuel Briquettes Made From Wooden Saw And Lignite.’
[4]  Sudradjat,R, 2001, ’ The Potensial of Biomass Energy Resources in Indonesia for the Possible Development of Clean Technology Process (CPT), Jakarta
[5]  Sukandarumidi,1995, ‘ Batubara dan gambut’, UGM Pres
[6]  Istanto,T 2003, ‘ Penelitian Pengaruh Komposisi Bahan Bakar Terhadap Laju Pembakaran Campuran Briket Batubara Dengan Sampah Ban’.
[7]  Istanto,T 2003, ‘ Penelitian Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Dan Temperature Udara Preheat Terhadap Laju Pembakaran Campuran Briket Batubara Dengan Sampah Ban’.