## Karakteristik Pembakaran Biobriket Batubara Campuran Batubara dan Ampas Tebu
(Characteristic of Coal Mix Briquette Combustion and Bagasse)
Rr. Harminuke Eko Handayani 1 , RR. Yunita Bayu Ningsih 1 , Canda Muammal 1
1 Jurusan Teknik Pertambangan, Universitas Sriwijaya

## Abstract
Coal is a kind of energy that really close to thermal properties. Low rank coal in Indonesia is hardly to be used as a raw coal. The making of biobatubara briquette is one of a thing people managed to use low rank coal. In this research talk about the influence of  the pressure in making biobatubara briquette to  know  the  burning  characteristic.  The  analysis  is  done  by  using  Thermogravimetric  Analyzer.  The pressure  that  used  is  75,  100,  125  and150,  in  kg/cm 2 units.  The  result  of this  research  showed  that temperature of ITVM between 263-269 ºC , ITFC  between 271-274 ºC, PT between 397- 404 ºC , BT between 288-290 ºC.
Keywords: Coal, Biomass, TGA, Pressure, Burning

## 1. Pendahuluan
Indonesia  memiliki  cadangan  batubara  yang cukup  besar,  khususnya  di  sumatera  selatan. Akan tetapi, cadangan batubara tersebut sebagian  besar  mempunyai  nilai  kalori  yang masih  rendah.  Data  dari  Pusat  Sumber  Daya Geologi dalam Warta
Minerba (2011)
menunjukkan bahwa Indonesia memiliki cadangan  batubara  sebesar  20,99  miliar  ton dengan  jumlah  cadangan  yang  merupakan batubara  peringkat  rendah  atau  lignit  sebesar 58,7% dari total cadangan yang ada.
Seiring dengan berjalannya waktu, kebutuhan batubara sebagai sumber energi akan meningkat,  sedangkan  ketersediaan  cadangan batubara tersebut akan semakin berkurang. Oleh karena itu dibutuhkan alternatif untuk memanfaatkan  batubara  yang  mempunyai  kalori rendah agar menjadi optimum. Salah satu upaya pemanfaatan  batubara  kualitas  rendah  adalah dengan  pembuatan  briket  biobatubara,  yaitu dengan mencampurkan batubara kualitas rendah dengan biomassa.

## Tinjauan Pustaka
Menurut
Subroto (2006) biomassa merupakan  bahan  alami  yang  biasa  dianggap sampah  dan  sering  dimusnahkan  dengan  cara dibakar.  Biomassa  memiliki  emisi  yang  rendah sehingga  jika  ditambahkan  pada  batubara  maka akan  mengurangi  emisi  yang  dihasilkan  dalam pembakaran batubara.
*  Korespodensi  Penulis:  ( (Rr.  Harminuke  Eko Handayani) Jurusan Teknik Pertambangan Universitas Sriwijaya E-mail: harminuke@ft.unsri.ac.id HP.
pembakaran  batubara.  Pencampuran  batubara dan  biomassa  memberikan  dampak  baik  untuk briket  seperti  sifat  bahan  bakar  yang  lebih  baik dan  menghasilkan  emisi  yang  lebih  sedikit. Biomasa  yang  dapat  digunakan  sebagai  bahan baku  briket  salah  satunya  adalah  ampas  tebu. Kandungan  gula  dan  selulosa  didalam  ampas tebu  menunjukan  bahwa  ampas  tebu  memiliki nilai  bakar  dan  dapat  mempercepat  proses pembakaran (Handayani, 2016).
Seperti  hal  nya  batubara,  ampas  tebu  di Indonesia  mempunyai jumlah  yang  cukup  besar. Menurut  data Indonesia  yang  tercatat  di  Statistik Perkebunan Indonesia tahun 2015-2017, tanaman  tebu  di  Indonesia  memiliki  luas  lebih dari 454 ribu ha, yang tersebar di beberapa pulau seperti Sumatera, Jawa, Kalimantan dan Sulawesi.  Jika  100  ton  ampas    tebu  dapat dihasilkan dengan 1 ha perkebunan, maka dalam skala  nasional  dapat  menghasilkan  ampas  tebu hamper  40  juta  ton  per  tahun  nya.  Dengan jumlah  yang  besar  itu  membuat    pengelolaan ampas  tebu  oleh  pihak  indutri  menjadi  tidak terkendali  dan  menjadikan  ampas  tebu  rendah dari segi ekonomi.
Briket  biobatubara  mempunyai  keunggulan- keunggulan seperti harganya tidak semahal bbm, panas  yang  dihasilkan  tinggi,  mengurangi  resiko ledakan, dan juga sumberdaya batubara kualitas rendah  yang  sangat  melimpah  di  Indonesia. Keunggulan  tersebut  tidak  luput  dari  sifat-sifat briket  biobatubara  yang  baik  seperti  ketika pembakaran  tidak  menghasilkan  bau  dan  asap, tingkat  kekerasan  yang  beragam  sehingga  tidak mudah rusak ketika transportasi, suhu pembakaran  yang  stabil,  dan  gas  emisi  rendah monoksida (Fauzi, 2015).
Batubara  itu  sendiri  sangat  erat  kaitannya dengan  thermal.  Salah  satu  analisis  batubara (briket)  yang  melibatkan  thermal  adalah  analisis TGA dan DTA. Analisis TGA merupakan analisis yang  dilakukan  dengan  mengukur  perubahan berat  atau  massa  yang  terjadi  terhadap  sampel dalam  satuan  waktu  tertentu.  Hasil  dari  TGA akan  berupa  grafik  penurunan  massa  sampel terhadap waktu.

## 2. Metode Penelitian

## Objek Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk melihat karakteristik  pembakaran  briiket  biobatubara campuran batubara dengan biomasa ampas tebu dengan beberapa variasi tekanan pencetakan.
Batubara  yang  digunakan  dalam  pembuatan briket biobatubara pada penelitian kali ini adalah batubara dengan kualitas rendah yang didapatkan dari PT Baturona Adimulya, Sumatera  Selatan.  Sedangkan  biomassa  ampas tebu  diperoleh  dari  sisa  atau  limbah  dari pedagang-pedagang minuman es tebu. Selain itu juga  ditambahkan  perekat  dengan  jenis  tepung tapioka tanpa pemanasan.

## Tahapan Penelitian
Penelitian  ini  dibagi  menjadi  3  tahap  utama, yaitu persiapan bahan, pembuatan briket biobatubara,  dan  analisis  briket  biobatubara. Persiapan utama yang dilakukan adalah mengumpulkan bahan baku utama yang diperlukan  yaitu  batubara  kualitas  rendah, biomassa  ampas  tebu,  dan  tapioka  sebagai bahan  perekat  tambahan.  Selanjutnya  adalah persiapan  peralatan  utama  dan  pendukung dalam  penelitian.  Peralatan  yang  digunakan antara  lain  furnace  yang  digunakan  untuk karbonisasi  batubara  dan  ampas  tebu,  alat pencetak  briket,  dan  oven  untuk  pengeringan briket, serta peralatan pendukung seperti timbangan  analitik,  spatula,  dan  wadah  tempat bahan.
Setelah  semua  bahan  dan  alat  yang dibutuhkan  tersedia,  dapat  dimulai  proses pembuatan  briket  biobatubara. Tahap  awal  yang dilakukan  adalah  karbonisasi  batubara  dan ampas  tebu  dengan  suhu  500ºC  selama  1  jam. Ampas tebu yang sudah di karbonisasi selanjutnya  di  ayak  dengan  ukuran  50  mesh. Selanjutnya adalah pencampuran bahan dengan komposisi  45%  batubara,  45%  ampas  tebu,  dan 10%  perekat  tapioka.  Jika  dilihat  bahwa perbandingan  antara  batubara  dan  ampas  tebu (tanpa  perekat)  adalah  1:1.  Hal  ini  dilakukan karena berdasarkan penelitian sebelumnya yang dilakukan  oleh  Handayani  dkk  (2016)  bahwa perbandingan  antara  batubara  dan  ampas  tebu
yang  menghasilkan  kualitas  paling  baik  adalah 1:1.
Setelah proses pencampuran maka selanjutnya  dilakukan  pencetakan  briket  dengan menggunakan  5  variasi  tekanan  yaitu  dengan tekanan  75  kg/cm,  100  kg/cm,  125  kg/cm  dan 150 kg/cm. Terakhir setelah semua briket dicetak, dilakukan pengeringan menggunakan oven pada suhu  80ºC  selama  1  jam  dan  briket  disimpan  di tempat tertutup tanpa adanya aliran udara.
Tahapan berikutnya adalah anilisis proximate dan karaakteristik
pembakaran briket biobatubara.  Analisis  karakteristik  pembakaran dilakukan dengan menggunakan alat Thermogravimetry  Analyzer  (TGA).  Pada  alat  ini juga  didukung  compressor  sebagai  pompa vakum dan tabung oksigen dan nitrogen sebagai penyeimbang  aliran  udara  ketika  pembakaran berlangsung.  Alat  TGA  di  set  otomatis  hingga mencapai  suhu  900ºC  selama  kurang  lebih  90 menit.  Setelah  analisis  selesai,  akan  didapatkan data  hasil  pembakaran  dalam  bentuk  data  table suhu,  waktu  dan  berat  sample  sehingga  dapat dilihat grafik yang dibuat dari ketiga data tersebut. Selanjutnya  adalah  pengolahan  data  hasil analisis yang telah dilakukan.
Langkah-langkah  penelitian  dapat  dilihat pada Gambar 1 sebagai berikut:
Gambar 1. Bagan alir langkah-langkah penelitian
Preparasi batubara (Crushing, grinding, sieving) Karbonisasi batubara dan ampas  tebu
Pencampuran bahan Preparasi ampas tebu (sieving) Pencetakan briket variasi tekanan Pengeringan briket Analisis hasil

## 3. Hasil dan Pembahasan
Proses pembakaran terdiri dari pengeringan, devolatilisasi  dan  pembakaran  char.  Tahap pengeringan merupakan tahapan dimana pengurangan  kadar  air  yang  terdapat  dalam briket  biobatubara.  Kadar  air  tersebut  terbagi  2, yaitu  free  moisture  atau  air  permukaan  yang mengisi  pori  dari  bahan  dan  air  terikat  yang terserap (Borman dan Ragland, 1998). Pengeringan  dilakukan  hingga  air  mencapai  titik penguapannya. Selanjutnya pada proses devolatilisasi  atau  disebut  juga  fase  pirolisis, dimana  ketika  mencapai  suhu  tertentu  maka bahan akan melepas zat terbang yang dikandungnya  sehingga  terjadi  dekomposisi. Setelah itu, maka dilanjutkan dengan pembakaran char, dimana tahap ini menghabiskan  sebagian  besar  dari  waktu pembakaran  yang  ada.  Pembakaran  berakhir ketika  semua  bahan  sudah  terbakar  habis  dan hanya menyisakan abu.
Menurut (Sulistiyanto, 2006) terdapat beberapa  hal  yang  mempengaruhi  pembakaran, diantaranya:
1.  Ukuran  partikel,  dimana  suatu  materi akan  lebih  cepat  terbakar jika  ukurannya kecil.
2.  Laju  aliran  udara,  proses  pembakaran berbanding  lurus  dengan  laju  aliran udara.  Semakin  cepat  laju  udara,  maka pembakaran  yang  berlangsung  juga semakin singkat.
3.  Jenis  bahan,  pembakaran  dipengaruhi oleh  kandungan  air  dan  zat  terbang  dari bahan itu sendiri.
4.  Temperature  pembakaran,  pembakaran akan  berlangsung  lebih  cepat  jika temperaturenya dinaikkan
Analisis  TGA  menunjukkan  tanda-tanda pembakaran yang berlangsung. Menurut (Silaban et  al,  2016),  dan  (Jin  et  al,  2004)  pada  grafik TGA-DTG  dapat  ditentukan  bagaimana  awal penyalaan  serta  lama  penyalaan  yang  terjadi. Dari kurva  DTG  dapat  dilihat  beberapa  titik  yang menjadi  acuan  dalam  pembacaannya,  yaitu  titik ITVM (ignitious temperature volatile matter), ITFC (ignitious  temperature  fixed  carbon),  PT  (peak temperature), dan BT (burning temperature) yang menjadi akhir pembakaran. Gambar 2 menunjukan  grafik  hasil  uji  TGA  pada  briket dengan tekanan pencetakan 75 kg/cm 2
Gambar 2. Grafik TGA-DTA tekanan 75 kg/cm 2
Gambar  2.  merupakan  hasil  analisis  TGA- DTA  menggunakan  tekanan  75  kg/cm 2 .  Dapat dilihat  bahwa  nilai  dari  ITVM  atau  titik  awal inisiasi  zat  terbang  berada  pada  suhu  269ºC. pada  suhu  ini  terjadi  penguapan  zat  terbang. Pada  suhu  274  ºC  carbon  mulai  terbakar  yang ditunjukkan  pada  titik  ITFC  hingga  mencapai puncaknya  pada  suhu  404  ºC  yang  disebut
sebagai  Peak  Temperature.  Ketika  suhu  turun hingga  290  ºC  disebut  sebagai  titik  burning temperature dimana yang terjadi adalah pembakaran sisa-sisa dari karbon tertambat yang merupakan mineral matter hingga menjadi abu . Selanjutnya  pada  Gambar  3  merupakan tekanan  pencetakan  100  kg/cm 2 ,  ITVM  dimulai pada  suhu  yang  sedikit  lebih  rendah  daripada
tekanan 75 kg/cm 2 , yaitu pada suhu 266 ºC. lalu setelah beberapa saat zat terbang habis terbakar, pada  titik  ITFC  mulailah  terjadi  pembakaran karbon tertambat yaitu pada suhu 274  ºC. ketika suhu  puncak  pembakaran  mencapai  408  ºC
maka  suhu  kembali  turun  hingga  burning temperature yaitu pada 291. Selanjutnya mineral matter  terbakar  hingga  habis  menjadi  abu  dan suhu naik constant hingga 900 ºC.
Gambar 3. Grafik TGA-DTA tekanan 100 kg/cm 2
Gambar 4. menunjukkan grafik tekanan 125 kg/cm 2
Titik  yang  menjadi  ITVM  adalah  ketika  suhu 264  ºC,  lalu  setelah  zat  terbang  habis  terbakar dilanjutkan dengan pembakaran karbon tertambat  dengan  titik  inisiasi  pada  suhu  271  ºC dan  mencapai  puncak  suhu  pembakaran  pada
409  ºC.  setelahitu  suhu  turun  kembali  mencapai burning  temperature  pada  suhu  288  ºC  dan membakar  sisa  mineral  matter  hingga  menjadi abu.  Pada  gambar  5.  grafik  dengan  tekanan pencetakan  150  kg/cm 2 ,  suhu  263  ºC  menjadi
titik inisiasi pembakaran zat terbang hingga  pada suhu  271  ºC  dilanjutkan  dengan  pembakaran karbon  tertambat  yang  diinisiasi  pada  suhu tersebut. Pembakaran karbon berlangsung hingga mencapai suhu puncak yang lebih rendah
dibandingkan dengan tekan 125 yaitu sekitar 397 ºC. Selanjutnya suhu turun ke burning temperature pada  288  ºC  untuk  membakar mineral matter yang tersisa hingga menjadi abu.
Gambar 5. Grafik TGA_DTA tekanan 150 kg/cm 2
Secara keseluruhan, hasil analisa TGA pada berbagai  variasi  tekanan  pencetakan  briket biobatubara dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data uji TGA-DTA
Tekanan ITVM ITFC PT BT 75 269 274 404 290 100 266 274 408 291 125 264 271 409 288 150 263 271 397 288

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis yang telah didapat, maka  dapat  disimpulkan  bahwa  pencetakan tekanan  75-150  kg/cm 2 ,  memiliki  titik  ITVM antara  263-269  ºC  ,  ITFC  271-274  ºC,  PT  397- 404  ºC  ,  BT  288-290  ºC.  Hal  ini  menunjukan bahwa rentang tekanan 75-150 kg/cm 2 menunjukan karakteristik pembakaran yang tidak terlalu jauh berbeda.

## Daftar Pustaka
Anis,  M.,  “Perlunya  Kebijakan  Pengendalian Ekspor  Batubara  Indonesia”.  Warta  Minerba, XI  (Desember,  2011),  8  –  17.  Jakarta  : Direktorat Jenderal Mineral dan Batubara
Borman,G.  L.  dan  Ragland,  K.W.,  1998. Combustion  Engineering ,  McGraw-Hill  Book Co.,Singapura.
Fauzi,  A.,  2015.  “Pemanfaatan  Ampas  Tebu (Bagasse)  Untuk  Bahan  Baku  Pulp  kertas
Masih Hadapi Kendala”. http://www.menlh.go.id/pemanfaatan-ampas- tebu-bagasse-untuk-bahan-baku-pulp-dan kertas-masih-hadapi-kendala/,  diakses  pada 20 Agustus 2017 (Online).
Handayani,  EH.,  Ningsih  YB.,  and  Septyani,  A.
(2016). Analisis Pengaruh Komposisi terhadap  karakteristik  Briket  Biobatubara Campuran Ampas Tebu dan Oli Bekas . Jurnal Teknik Kimia 22 (3), 22 – 25.
Jin,  Y.,  Yan,  J.,  Cen,  K.,  2004,  Study  on  The Comprehensive Combustion Kinetics of MSW, Journal  of  Zhejiang  University  Science,  ISSN 1009-3095.
Sembiring, S. dan Karo Karo, P. 2007. Pengaruh Suhu  Sintering  terhadap  Karakteristik  Termal dan  Mikrostruktur  Silika  Sekam  Padi. Jurnal SainsMIPA, Edisi Khusus Tahun 2007. Vol 13, pp 233 – 239.
Subroto.  2006.  Uji  Karakteristik  Pembakaran Biobriket  Batubara  Campuran  Ampas  Tebu dan Jerami. Jurnal Teknik Mesin. 7 (02): 47 – 48
Sukandarrumidi.  2006.  Batubara  dan  Gambut. Yogyakarta : UGM Press
Sulistyanto,  A.,  2007. Pengaruh  Variasi  Bahan Perekat  terhadap  Laju  Pembakaran  Biobriket Campuran  Batu  Bara  dan  Sabuk  Kelapa , Media  Mesin . Universitas  Muhammadiyah
Surakarta.  Syafi’i,  W.,  2003. Hutan  Sumber Energi Masa Depan Silaban, Y.P., dkk. 2016. Analisa
Thermogravimetry pada Pembakaran Sampah Kota.  Jurnal  Penelitian  dan  Pengabdian
Masyarakat. 41-48