## Analisis karakteristik briket arang serbuk gergaji dan tempurung kelapa
Rany Puspita Dewi 1 , Trisma Jaya Saputra 1 , Sigit Joko Purnomo 1
1 Program Diploma III Teknik Mesin, Universitas Tidar Jl. Kapten Suparman 39, Magelang, Jawa Tengah 56116 Email korespondensi: ranypuspita@untidar.ac.id

## Abstrak
Pemanfaatan biomassa untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dapat dilakukan melalui teknologi pembriketan. Kualitas briket dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya adalah ukuran partikel serbuk  arang.  Serbuk  gergaji  dan  limbah  tempurung  kelapa  merupakan  sumber  biomassa  yang  menjanjikan. Kajian  yang  dilakukan  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  variasi  ukuran  partikel  serbuk  arang  terhadap karakteristik briket yang meliputi kadar air dan kadar abu. Kajian menggunakan ukuran partikel serbuk arang 10 mesh, 20 mesh, dan 40 mesh. Hasil pengujian menunjukkan bahwa briket arang yang dihasilkan memiliki rata- rata kadar air 5,571% dan rata-rata kadar abu 1,994% pada ukuran partikel 10 mesh. Pada ukuran partikel 20 mesh menghasilkan briket dengan rata-rata kadar air 5,598% dan rata-rata kadar abu 2,573%. Sedangkan pada ukuran partikel 40 mesh menghasilkan briket dengan rata-rata kadar air 5,461% dan rata-rata kadar abu 4,762%. Ukuran partikel serbuk arang tidak berpengaruh terlalu signifikan terhadap kadar air, tetapi memiliki pengaruh signifikan terhadap kadar abu. Hal ini dapat  dilihat dari kenaikan kadar abu hingga mencapai 0,5-2% untuk masing-masing variasi ukuran partikel serbuk arang.
Kata kunci : briket, ukuran partikel, kadar air, kadar abu.

## Abstract
The use of biomass to minimize dependence on fossil fuel can be done through briquette technology. The quality of briquettes is influenced by several factors, one of which is the particle size of the charcoal powder. Sawdust and coconut shell waste are promising sources of biomass. The study aims to determine the effect of charcoal powder particle size variety on the characteristics of briquettes include calorific value, ash content and moisture content. Besides to determine the economic  analysis of briquette as alternative energy compares  with another energy sources. The  study uses particle size of charcoal powder 10 mesh, 20 mesh, and  40 mesh. The results showed that the resulting charcoal briquettes has  an average moisture content of  5.571%, and ash content  of 1.994% at a particle size of 10 mesh. At a particle size of 20 mesh, it produces briquettes with an average moisture content of 5.598% and ash content of 2.573%. Meanwhile, at a particle size of 40 mesh, it produces briquettes with an average moisture content of 5.461% and ash content of 4.762%. The particle size of charcoal powder is not significantly affecting the moisture content, but had a significant effect on the ash content. This can be seen from the increase in ash content up to 0.5-2% for each variation of particle size of charcoal powder.
Keywords: briquettes, particle size, moisture content, ash content.

## 1. Pendahuluan
Biomassa  merupakan  material  organik  yang  tersisa dari  tanaman  yang  telah  dihilangkan  kadar  airnya. Biomassa sering dinilai sebagai material yang kurang atau  bahkan  tidak  ekonomis.  Oleh  karena  itu, pemanfaatan  biomassa  melalui  teknologi  yang  tepat tentunya akan memberikan dampak positif baik bagi masyarakat  maupun  bagi  lingkungan.  Penggunaan biomassa  sebagai  bahan  utama  briket  lebih  ramah lingkungan, dikarenakan biomassa tidak mengandung unsur-unsur  yang  berbahaya  bagi  kesehatan  dan lingkungan [1].
Saat  ini,  biomassa  yang  tersedia  melimpah  di Indonesia  adalah  limbah  serbuk  gergaji  dan tempurung kelapa. Limbah serbuk gergaji jumlahnya cukup  besar  yaitu  sekitar  50,8%  dari  bahan  baku. Sedangkan  limbah  tempurung  kelapa  sebesar  yaitu
sekitar 12% dari total produksi kelapa atau sekitar 360 ribu  ton  per  tahun.  Selain  memiliki  jumlah ketersediaan  yang  melimpah,  kedua  limbah  tersebut memiliki nilai kalor yang cukup tinggi. Pemanfaatan limbah serbuk gergaji dan limbah tempurung kelapa belum  banyak  dilakukan.  Sebagian  besar  limbah  ini dimanfaatkan  dengan  cara  dibakar  secara  langsung yang dapat menimbulkan pencemaran lingkungan.
Jumlah  limbah  ini  akan  terus  bertambah  dengan melihat semakin banyaknya industri pengolahan kayu dan produksi kelapa. Pembuatan briket arang melalui konversi termokimia diharapkan dapat menjadi salah satu  solusi  alternatif  mengurangi  ketergantungan terhadap  energi  fosil  dan  sebagai  penyedia  energi pengganti  bahan  bakar  yang  ramah  lingkungan  dan dapat  diperbaharui  serta  dapat  mengurangi  jumlah limbah yang dihasilkan.
Terdapat  beberapa  faktor  yang  mempengaruhi kualitas  biobriket  diantaranya  ukuran  partikel, konsentrasi  perekat,  tekanan  kempa,  dan  berat  jenis bahan baku [2]. Ukuran  partikel serbuk arang dapat mempengaruhi karakteristik briket yang meliputi nilai kalor,  kadar  abu,  kadar  zat  terbang,  kerapatan,  dan laju pembakaran. Melalui kajian ini diharapkan dapat diperoleh briket arang dengan ukuran partikel serbuk arang yang paling optimal dan dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar skala rumah tangga maupun skala industri.

## 2. Metode
Bahan  utama  permbuatan  briket  yang  digunakan dalam kajian ini adalah serbuk gergaji dan tempurung kelapa  dengan  perbandingan  komposisi  75%:25%. Perekat yang digunakan adalah tepung kanji dengan konsentrasi  6%.  Proses  pembuatan  briket  arang dilakukan melalui beberapa tahap, proses karbonisasi serbuk  gergaji  dan  tempurung  kelapa  dilakukan dengan menggunakan sebuah retort pada suhu 450 ⁰ C selama  2  jam.  Proses  penggerusan  bertujuan  untuk mengurangi ukuran partikel arang serbuk gergaji dan tempurung  kelapa.  Proses  pengayakan  dilakukan untuk mendapatkan ukuran partikel 10 mesh, 20 mesh , dan  40 mesh .  Sebelum  proses  pencampuran  bahan briket,  diperlukan  untuk  mempersiapkan  bahan perekat.  Bahan  perekat  diperoleh  dengan  cara mencampurkan  tepung  tapioka  dengan  0,16  liter  air mendidih  hingga  mendapatkan  larutan  yang homogen. Semua bahan baku briket dicampur dengan perbandingan komposisi arang serbuk gergaji kayu : arang  tempurung  kelapa  yaitu  75%:25%  dengan konsentrasi perekat 6%. Perlakuan ini dilakukan pada setiap variasi ukuran partikel 10 mesh, 20 mesh , dan 40 mesh . Proses pencetakan dilakukan dengan mesin press dengan tekanan kempa 2500 psi. Briket  arang yang dihasilkan memiliki ukuran diameter sebesar 5 cm dan tebal 2 cm.
Prosedur  pengujian  nilai  kadar  air  mengacu  pada standar  ASTM  D-3173.  Mengeringkan  cawan  yang telah  dibersihkan  dengan  menggunakan  oven. Mendinginkan  cawan  dalam  desikator.  Menimbang berat  masing-masing  cawan  yang  telah  didinginkan dan sampel sebanyak 2 gram. Mengeringkan sampel dengan menggunakan oven pada suhu 105 ⁰ C selama ± 3  jam.  Mendinginkan  sampel  selama  1  jam  dan menimbang  berat  sampel  yang  telah  didinginkan. Proses  ini  dilakukan  secara  berulang-ulang  hingga berat konstan.
Kadar air (%) dihitung dengan Persamaan 1 berikut.
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑖𝑟 (%) =
× 100%
(1)
Keterangan:
W o : berat sampel dan cawan sebelum dikeringkan
(gram)
W : berat sampel dan cawan sesudah dikeringkan (gram)
W s : berat sampel awal (gram)
Pengujian  nilai  kadar  abu  mengacu  pada  standar ASTM  D-3174.  Menimbang  berat  cawan  porselin yang  telah  dibersihkan  dalam  posisi  kering. Menimbang 1 gram sampel ke dalam cawan porselin. Memasukkan  sampel  ke  dalam furnace pada  suhu 600-800 ⁰ C  selama  4  jam  sehingga  semua  karbon hilang. Mendinginkan cawan beserta isinya ke dalam desikator. Menimbang berat cawan untuk mendapatkan berat abu.
Kadar abu (%) dihitung dengan Persamaan 2 berikut.
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑏𝑢 (%) = × 100% (2) W o : berat sampel setelah pengabuan (gram)
W ds : berat sampel sebelum pengabuan (gram)

## Analisis Data
Data yang diperoleh melalui perhitungan Persamaan 1 dan Persamaan 2 ditampilkan dalam bentuk grafik yang menggambarkan variasi ukuran partikel serbuk arang  terhadap  karakteristik  briket  dengan  ukuran partikel sebagai sumbu x dan kadar air serta kadar abu sebagai sumbu y atau variabel terikat. Hal ini untuk mengetahui  hubungan  variasi  ukuran  partikel terhadap  karakteristik  briket  arang  berupa  kadar  air dan kadar abu. Hasil pemaparan dalam bentuk grafik digunakan untuk menentukan nilai terendah dan nilai tertinggi kadar air dan kadar abu briket. Selanjutnya, analisis data dilakukan dengan menggunakan metode analisis deksriptif. Kesimpulan diperoleh berdasarkan hasil  pengolahan  data  dan  analisis  hasil  pengolahan data karakteristik briket yang meliputi kadar air dan kadar abu yang telah dilakukan.
Diagram alir pengujian yang menunjukkan tahapan- tahapan yang dilakukan ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram alir pengujian.
Variasi  konsentrasi  perekat  yang  digunakan  dalam kajian ini ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Variasi ukuran partikel. Variasi Ukuran M1 10 mesh M2 20 mesh M3 40 mesh
Masing-masing  variasi  ukuran  partikel  dilakukan sebanyak  tiga  kali  perulangan  dengan  perbandingan komposisi  limbah  serbuk  gergaji  dan  limbah tempurung kelapa 75% : 25% dan konsentrasi perekat 6%.
3. Hasil dan Pembahasan
Pengujian  nilai  kadar  air  briket  arang  dilakukan sebanyak  tiga kali  perulangan  untuk  masing-masing variasi  ukuran  partikel.  Pada  ukuran  partikel M1 diperoleh  nilai  rata-rata  kadar  air  5,571%,  pada ukuran partikel M2 diperoleh nilai rata-rata kadar air 5,598% dan pada ukuran partikel M3 diperoleh nilai rata-rata kadar air 5,461%. Hasil pengujian nilai kadar air briket arang ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Nilai kadar air briket arang.
Ukuran partikel serbuk arang Ulangan  Kadar air (%) Rata-rata kadar air (%) M1 (10 mesh ) 1 5,592 5,571 2 5,538 3 5,582 M2 (20 mesh ) 1 5,576 5,598 2 5,716 3 5,503 M3 (40 mesh ) 1 5,465 5,461 2 5,452 3 5,465
Pengaruh variasi ukuran partikel terhadap nilai kadar air  ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Kadar  air  terendah diperoleh  pada  ukuran  partikel  40 mesh .  Kadar  air pada ukuran partikel 10 mesh dan 20 mesh memiliki nilai  yang  tidak  jauh  bebeda  yaitu  5,571%  pada ukuran 10 mesh dan 5,598% pada ukuran 20 mesh .
Pada ukuran 20 mesh , kadar air briket masih fluktuatif harl  ini  dikarenakan  masih  kurang  optimalnya  pada saat proses karbonisasi untuk sampel ukuran 20 mesh . Kondisi ini menyebabkan pada pengujian ulangan ke- 2,  kadar  air  memiliki  nilai  0,15%  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  sampel  briket  dengan  ukuran partikel  10 mesh .  Hal  ini  sebagaimana  kajian  yang dilakukan bahwa selain ukuran partikel arang, kadar air briket juga dipengaruhi oleh kandungan air bahan baku,  suhu  karbonisasi,  proses  pengeringan,  dan kandungan  air  pada  bahan  perekat  [1].  Melalui  tiga variasi  ukuran  partikel  serbuk  arang  yang  telah dilakukan,  nilai  kadar  air  dari  briket  arang  yang dihasilkan  berada  pada  rentang  kadar  air  menurut standar mutu SNI 01-6235-2000 yaitu ≤ 8%.
Gambar 2 . Grafik variasi ukuran partikel terhadap nilai kadar air.
Kadar  air  merupakan  salah  satu  faktor  yang mempengaruhi  kualitas  briket,  semakin  besar  kadar air  di  dalam  briket,  maka  kualitasnya  semakin menurun  [2].  Hal  ini  disebabkan  energi  yang dihasilkan akan banyak digunakan untuk menguapkan
air [3]. Tinggi rendahnya kadar air dari briket sangat dipengaruhi oleh ukuran partikel yang digunakan [4]. Dari  hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  semakin kecil ukuran partikel serbuk arang dalam hal in makin besar  ukuran mesh ,  maka  semakin  rendah  kadar  air briket  arang.  Hal  ini  disebabkan  semakin  rapat partikel  pada  briket  maka  sifat  higroskopis  briket semakin berkurang, sehingga penyerapan air menjadi semakin kecil.
Pengujian  nilai  kadar  abu  briket  arang  dilakukan sebanyak  tiga kali  perulangan  untuk  masing-masing variasi  ukuran  partikel.  Pada  ukuran  partikel M1 diperoleh  nilai  rata-rata  kadar  abu  1,994%,  pada ukuran partikel M2 diperoleh nilai rata-rata kadar abu 2,573% dan pada ukuran partikel M3 diperoleh nilai rata-rata  kadar  abu  4,762%.  Hasil  pengujian  nilai kadar abu briket arang ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Nilai kadar abu arang.
Ukuran partikel serbuk arang Ulangan Kadar abu (%) Rata- rata kadar abu (%) M1 (10 mesh ) 1 1,782 1,994 2 2,259 3 1,940 M2 (20 mesh ) 1 2,551 2,573 2 2,595 3 2,573 M3 (40 mesh ) 1 5,550 4,762 2 4,069 3 4,667
Pengaruh variasi ukuran partikel terhadap nilai kadar abu  ditunjukkan  pada  Gambar  3.  Kadar  abu  briket arang  berada  pada  rentang  1,782%-5,550%.  Kadar abu tertinggi diperoleh pada ukuran partikel 40 mesh yaitu  sekitar  4,762%,  nilai  ini  jauh  berbeda  dengan nilai kadar abu yang diperoleh  pada ukuran partikel 10 mesh dan  20 mesh .  Melalui  tiga  variasi  ukuran partikel serbuk arang yang telah dilakukan, nilai kadar abu  dari  briket  arang  yang  dihasilkan  berada  pada rentang kadar air menurut standar mutu SNI 01-6235- 2000 yaitu ≤ 8%.
Kadar abu merupakan bahan sisa proses pembakaran yang tidak memiliki unsur karbon atau nilai kalor [5]. Kadar  abu  salah  satunya  dipengaruhi  oleh  kualitas bahan baku yang digunakan dalam pembuatan briket arang  [6].  Kandungan  abu  yang  tinggi  dapat menurunkan nilai kalor briket arang sehingga kualitas briket arang menurun [2]. Tinggi rendahnya kadar abu pada  briket  dipengaruhi  oleh  jenis  bahan  baku  dan kesempurnaan  pada  saat  proses  karbonisasi,  hal  in sesuai dengan kesimpulan dari kajian terdahulu [7].
Gambar 3. Grafik variasi ukuran partikel terhadap nilai kadar abu.
4. Kesimpulan
Berdasarkan  kajian  yang  telah  dilakukan,  dapat disimpulkan bahwa ukuran partikel serbuk arang yang optimal  dalam  pembuatan  briket  arang  adalah  10 mesh . Kadar air briket arang yang dihasilkan memiliki nilai rata-rata  sebesar 5,571%,  5,598%, dan 5,461% untuk  masing-masing variasi  ukuran  partikel  serbuk arang.  Kadar  abu  briket  arang  yang  dihasilkan memiliki nilai rata-rata sebesar 1,994%, 2,573%, dan 4,762% untuk masing-masing variasi ukuran partikel serbuk  arang.  Kadar  air  dan  kadar  abu  berpengaruh terhadap kualitas dari briket terutama pada nilai kalor dan  proses  pembakaran  briket.  Kadar  air  dan  kadar abu yang rendah akan menghasilkan nilai kalor yang tinggi dan mempermudah dalam proses pembakaran briket. Nilai kadar air dan kadar abu dari briket arang yang dihasilkan telah memenuhi standar mutu briket SNI  01-6235-2000  yaitu  ≤  8%.  Kajian  selanjutnya disarankan  untuk  lebih  fokus  kepada  menganalisis pengaruh  tekanan  kempa  pembriketan  terhadap karakteristik briket arang yang dihasilkan.

## Daftar Pustaka
[1]  A. Mu ’ minin, R. Indrawati, and U. I. F. Styana,
“ Pengaruh Variasi Ukuran Butir Bahan Terhadap Kualitas Biobriket Arang Kulit Kacang Tanah, ” Jurnal Rekayasa Lingkungan , vol. 21, no. 2, pp. 1 – 10.
[2]  Iriany, Firman Abednego Sarwedi Sibarani, and Meliza, “ Pengaruh Perbandingan Tempurung Kelapa Dan Eceng Gondok Serta Variasi Ukuran Partikel Terhadap Karakteristik Briket, ” J. Teknik Kimia , vol. 5, no. 3, pp. 56 – 61, 2016.
[3]  L. Lestari, E. S. Hasan, and Risna, “ Pengaruh Tekanan dan Ukuran Partikel Terhadap Kualitas Briket Arang Cangkang Coklat, ” Jurnal Aplikasi Fisika , vol. 13, no. 2, pp. 1 – 8, 2017.
[4]  A. Asep Priyanto, Hantarum, Sudarno,
“ Pengaruh Variasi Ukuran Partikel Briket Terhadap Kerapatan, Kadar Air, Dan Laju
Pembakaran Pada Briket Kayu Sengon, ” Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan VI 2018 , pp. 541 – 546, 2018.
[5]  Suryajaya Henry Wardhana, N. Hadi
Hardiyanti, and H. Wardhana, “ Pengaruh Tekanan Pada Briket Arang Alaban Ukuran Partikel Kecil, ” risal.fis. , vol. 4, no. 1, pp. 19 – 26, Jul. 2020. [6]  L. Lestari and E. S. Hasan, “ Pengaruh Tekanan Dan Ukuran Partikel Terhadap Kualitas Briket Arang Cangkang Coklat, ” Jurnal Aplikasi Fisika , vol. 13, no. 2, pp. 1 – 8, 2017. [7]  M. Setiawan and I. Rahmana, “ Pengaruh Rasio Perekat Damar Dan Ukuran Serbuk Arang Pada Biobriket Cangkang Biji Karet Dan LDPE, ” Prosiding Seminar Nasional Avoer 8 , vol. 8, pp. 635 – 644, 2016.