Minggu, 04 Januari 2015
Sistem Management Lingkungan
Sistem Management
Lingkungan
Sistem manajemen lingkungan adalah suatu sistem yang digunakan
oleh perusahaan untuk mengelola lingkungan. Standar internasional ISO 14000
merupakan salah satu wahana untuk menjamin kinerja sistem manajemen lingkungan
tersebut.
Konsep konstruksi berkelanjutan yang memasukkan aspek
lingkungan dalam setiap tahap proses konstruksi perlu mendapat perhatian. Untuk
melaksanakan konsep konstruksi berkelanjutan diperlukan adanya suatu system manajemen
lingkungan yang baik dengan didukung oleh standar yang mengatur tentang sistem
tersebut. Dalam studi ini digunakan ISO 14000 sebagai wahana untuk menjamin
kinerja sistem manajemen lingkungan tersebut.
Elemen ISO 14000 yang terkait dengan proyekkonstruksi adalah
polusi udara, pembuangan ke sumber air, pasokan air dan pengolahanlimbah domestik,
limbah dan bahan-bahan berbahaya, gangguan, bunyi/kebisingan dan getaran,
radiasi, perencanaan fisik, pengembangan perkotaan, gangguan bahan/material, penggunaan
energi, keselamatan dan kesehatan kerja karyawan.
Sedangkan keuntungan ISO 14000 terdiri dari dua bagian,
yaitu keuntungan potensial langsung dan keuntungan potensial tidak langsung. Keuntungan
potensial langsung meliputi reduksi dalam penggunaan sumber daya material, reduksi
dalam penggunaan energi, reduksi dalam bahan sisa, reduksi dalam keluhan dan tindak
lanjut, menghindari denda dan penalti, dan menghindari pertanggungjawaban seseorang.
Menurut standar ISO 14000, SML mencakup lima unsur yang
saling berkaitan yaitu.
1.
Kebijakan
lingkungan
2.
Perencanaan
3.
Penerapan dan
operasi
4.
Pemeriksaan dan
tindakan koreksi dan
5.
Pengkajian
management
Kelima
unsur terkait tersebut merupakan urutan proses yang merupakan suatu seri
langkah penerapan yang saling berhubungan. Umpan balik dari kelima unsur SML tersebut
akan menjamin penyempurnaan kinerja lingkungan suatu perusahaan dan dapat
dilakukan secara berkelanjutan.
Sabtu, 03 Januari 2015
Review Jurnal
Review Jurnal
A. Judul
PEMBUATAN
BRIKET BIOARANG DARI LIMBAH ABU KETEL,
JARAK DAN GLISERIN
B. Penulis
Samsudi
Roharjo
C. Sumber
D. Abstrak
Kenaikan harga bahan bakar minyak membawa dampak
naiknya harga sembako dan berbagai kebutuhan hidup lainnya. Hal ini akan
berdampak pada beban hidup masyarakat yang semakin berat apabila tidak
diimbangi dengan peningkatan pendapatan. Sebagai konsekuensinya, suka tak suka,
subsidi BBM akan terus dikurangi dan secara langsung harga BBM makin mahal di
masa datang. Maka seiring dengan itu, kini persoalan yang amat mendesak adalah
pengadaan diversifikasi energi guna mengurangi
ketergantungan
pada BBM yang berbahan baku fosil ini. Maka penelitian ini
diharap sebagai
solusi sebagai pengganti BBM, Dapat mengetahui seberapa
besar nilai
kalor yang terkandung di dalam briket sisa pembakaran dari hasil
penelitian,
dengan metodologi eksperimen dapat menentukan klasifikasi
briket sisa
pembakaran
E.
Tujuan Penulisan
Pemerintah sejak sepuluh tahun lalu
menaikkan tarif listrik dan telepon, juga mengurangi subsidi bahan bakar minyak
(BBM). Kebijakan yang tak populer ini telah menuai beragam protes keras dari
masyarakat dan industri. Pasalnya, kenaikan harga BBM membawa dampak naiknya
harga sembako dan berbagai kebutuhan hidup lainnya. Implikasinya, masyarakat
kebanyakan akan makin miskin dan beban hidup yang dipikul akan makin berat jika
tak diikuti peningkatan pendapatan. Di sisi lain, jika subsidi BBM
tidak dikurangi
maka hal ini menjadi beban yang amat berat bagi negara, apalagi dengan perekonomian
yang belum pulih saat ini. Konsekuensinya, suka tak suka, subsidi BBM akan
terus dikurangi dan secara langsung harga BBM makin mahal di masa datang. Maka
seiring dengan itu, kini persoalan yang amat mendesak adalah pengadaan diversifikasi
energi guna mengurangi ketergantungan pada BBM yang berbahan baku Fosil ini.
F.
Metode
Penelitian ini bersifat
experimental-laboratris. Penelitian diujikan di
laboratorium dengan
membuat briket bioarang yang berasal dari campuran sisa pembakaran bahan bakar
pabrik gula dan perekat dalam berbagai variasi komposisi guna mendapatkan nilai
kalor yang maksimum.
G.
Hasil
Sisa pembakaran bahan bakar pada
pabrik gula berupa partikel-partikel debu yang sangat banyak sekali
dikhawatirkan akan berpengaruh membawa dampak negative bagi warga masyarakat
sekitar. Apabila nilai kalor briket bioarang ini memenuhi standar sebagai bahan
bakar alternatif, masyarakat dapat menggunakan briket bioarang ini untuk kebutuhan
sehari-hari. Sisa pembakaran bahan bakar pada saat proses pencampuran
dengan limbah
jarak dan gliserin, dapat membentuk tekstur yang padat, sehingga setelah dicetak
menjadi bongkahan briket tidak mudah rusak.
Materi Jurnal
PEMBUATAN BRIKET BIOARANG DARI LIMBAH ABU KETEL,
JARAK DAN GLISERIN
Samsudi Raharjo1
Abstrak
Kenaikan harga bahan bakar minyak membawa dampak naiknya harga
sembako dan berbagai kebutuhan hidup lainnya. Hal ini akan berdampak
pada beban hidup masyarakat yang semakin berat apabila tidak diimbangi
dengan peningkatan pendapatan. Sebagai konsekuensinya, suka tak suka,
subsidi BBM akan terus dikurangi dan secara langsung harga BBM makin
mahal di masa datang. Maka seiring dengan itu, kini persoalan yang amat
mendesak adalah pengadaan diversifikasi energi guna mengurangi
ketergantungan pada BBM yang berbahan baku fosil ini. Maka penelitian ini
diharap sebagai solusi sebagai pengganti BBM, Dapat mengetahui seberapa
besar nilai kalor yang terkandung di dalam briket sisa pembakaran dari hasil
penelitian, dengan metodologi eksperimen dapat menentukan klasifikasi
briket sisa pembakaran: nilai kalor rata-rata variasi 50% SBB - 50% LJ
dihasilkan 3383 kkal/kg. Pada variasi 60% SBB – 40% dihasilkan nilai kalor
rata-rata 2971 kkal/kg, variasi 70% SBB – 30% LJ dihasilkan nilai kalor
rata-rata 2858 kkal/kg, variasi 80 % SBB – 20% LJ dihasilkan 2728 kkal/kg
dan variasi 90% SBB – 10% LJ dihasilkan nilai kalor rata-rata 2651.
kkal/kg.
Kata Kunci: Briket Bioarang, Abu Ketel, Jarak, Gliserin
PENDAHULUAN
Pemerintah sejak sepuluh tahun lalu menaikkan tarif listrik dan telepon, juga
mengurangi subsidi bahan bakar minyak (BBM). Kebijakan yang tak populer ini telah
menuai beragam protes keras dari masyarakat dan industri. Pasalnya, kenaikan harga
BBM membawa dampak naiknya harga sembako dan berbagai kebutuhan hidup lainnya.
Implikasinya, masyarakat kebanyakan akan makin miskin dan beban hidup yang dipikul
akan makin berat jika tak diikuti peningkatan pendapatan. Di sisi lain, jika subsidi BBM
tidak dikurangi maka hal ini menjadi beban yang amat berat bagi negara, apalagi dengan
perekonomian yang belum pulih saat ini. Konsekuensinya, suka tak suka, subsidi BBM
akan terus dikurangi dan secara langsung harga BBM makin mahal di masa datang.
Maka seiring dengan itu, kini persoalan yang amat mendesak adalah pengadaan
1 Dosen S1 Teknik Mesin UNIMUS http://jurnal.unimus.ac.id
20
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
diversifikasi energi guna mengurangi ketergantungan pada BBM yang berbahan baku
fosil ini.
Cadangan minyak di perut bumi makin terbatas dan menyusut karena
penggunaannya yang terus meningkat dan bahan bakar fosil ini tergolong bahan bakar
yang tidak terbarukan (unrenewable). Keterbatasan ini seharusnya mendorong
pemerintah untuk mencari energi alternatif dan terbarukan (renewable) yang berasal dari
tanaman dan biasa disebut biomassa. Pengalaman menunjukkan dengan hanya
mengandalkan pada satu jenis sumber energi kerap menimbulkan banyak persoalan yang
saling berkaitan.
Pabrik gula menggunakan bahan bakar solar dan ampas tebu untuk
menjalankan proses produksinya. Kalau terjadi kenaikan harga BBM tentu saja kinerja
pabrik gula akan terganggu, oleh karena itu pabrik gula memerlukan suatu energi
alternatif untuk menganti bahan bakar solar. Disamping hal tersebut tingkat pencemaran
yang disebabkan oleh sisa pembakaran sudah sangat mengkawatirkan karena debu yang
berupa partikel sisa pembakaran berterbangan kemana-mana terutama pada saat musim
kemarau sangat menggangu pernafasan dan aktifitas warga. Pada musim penghujan
tingkat pencemaran debu agak berkurang tetapi bau yang ditimbulkan dari sisa
pembakaran pabrik gula terasa menyengat. Kondisi sekarang untuk mengatasi hal
tersebut pihak pabrik gula berusaha membuang limbahnya sejauh mungkin dari
pemukiman penduduk. Dengan demikian diperlukan suatu inovasi yang lebih bermanfaat
untuk mengatasi krisis energi dan juga masalah limbah pabrik gula kususnya yang
berupa partikel debu ini. Salah satu cara untuk mendapatkan energi alternatif dan
sekaligus memanfaatkan limbah pabrik gula yang berupa partikel debu adalah dengan
membuat partikel debu menjadi briket. Pada penelitian briket bioarang yang berasal dari
sampah biomassa menyebutkan bahwa nilai kalor tertinggi bahan bakar biomassa yang
berasal dari campuran sampah organik dan serbuk gergaji adalah 4508,21 kal/gr,
sedangkan nilai kalor tertinggi untuk campuran sampah organik dan sekam padi adalah
4009,67 kal/gr (Mei, 2006). Sampah biomassa adalah bahan-bahan hayati seperti
dedaunan, rerantingan, gulma, limbah pertanian dan kehutanan serta kotoran ternak. Sisa
pembakaran pabrik gula merupakan limbah yang berasal dari ampas tebu yang dijadikan
bahan bakar, oleh karena itu sisa pembakaran pabrik gula termasuk limbah biomassa.
21
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Dalam seminar sehari Hadi S (2005) seorang ahli enzym pertanian
mengatakan bahwa sisa pembakaran pabrik gula masih mengandung karbon aktif yang
dapat dimanfaatkan untuk membuat pupuk pertanian. Berdasarkan hal tersebut peneliti
mempunyai hipotesis yaitu kalau sisa pembakaran masih mengandung karbon aktif,
maka masih dapat dibakar dan menghasilkan panas, hanya saja perlu pembuktian untuk
mengetahui seberapa besar nilai kalor yang terkandung di dalam sisa pembakaran
tersebut.
Dengan demikian perlu adanya penelitian untuk dapat mengetahui seberapa besar
nilai kalor yang terkandung di dalam briket sisa pembakaran, sehingga pada akhirnya
nanti dapat menentukan klasifikasi briket sisa pembakaran, apakah layak menjadi energi
alternatif untuk mengantikan bahan bakar minyak.
1) Energi
Menurut Pudjanarsa dan Nursuhud, energi adalah sesuatu yang bersifat abstrak
yang sukar dibuktikan tetapi dapat dirasakan adanya. Energi adalah kemampuan untuk
melakukan kerja (energy is the capacity for doing work). Menurut Hukum
Thermodinamika Pertama, energi bersifat kekal. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat dimusnahkan, tetapi dapat dikonversikan dari bentuk energi yang satu ke bentuk
energi yang lain.
2) Pemakaian Sumber Energi
Sampai dengan tahun 1980an, konsumsi energi di dunia meningkat tajam dari
tahun ke tahun, apalagi di negara maju seperti amaerika serikat. Sekitar akhir tahun
1940an sampai 1950an konsumsi energi meningkat 2,9 persen sebelumnya. Pada tahun
1960 an dan awal tahun 1970 an, rata-rata pertumbuhan masih sangat tinggi yaitu 4,5
persen per tahun. Sedangkan pada tahun 1990 an dan awal tahun 2000 an, konsumsi
energi terus meningkat lebih tinggi dari tahun1980 an, sehingga menurut Hinrchs, 2006,
tercata antara tahun1983 dan 2012 konsumsi energi telah meningkat 37 persen. Dewasa
ini penggunakan batubara 26 persen, minyak bumi 39 persen, natural gas 24 persen dan
nuklir 7 persen sedangkan untuk pemakaian renewable energy hanya 3 persen.
22
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
3) Energi Biomassa
Biomassa merupakan produk fotosintesis dari butir-butir hijau yang bereaksi
dengan sinar matahari. Butir-butir hijau menyerap energi matahari dan mengkonsumsi
karbondioksida dengan air menjadi senyawa karbon, hidrogen dan oksigen (Abdul
Kadir:1995). Senyawa ini dapat dipandang sebagai suatu penyerapan energi yang dapat
dikonversi menjadi suatu produk lain. Hasil konversi dari senyawa itu dapat berbentuk
arang atau karbon, alkohol kayu, ter dan lain sebagainya. Sebagaimana diketahui
biomassa, terutama dalam bentuk kayu bakar dan limbah pertanian, merupakan sumber
daya energi dunia yang tertua. Di negara-negara yang telah maju dengan berkembangnya
industri, peranan biomassa sebagai sumber energi makin berkurang diganti dengan
energi komersial, mula-mula batubara, kemudian minyak bumi. Lain halnya dengan
negara-negara berkembang. Sekalipun banyak negara berkembang yang bergerak menuju
ke arah industrialisasi, secara umum dapat dikatakan bahwa di negara-negara tersebut
biomassa masih merupakan komponen yang besar dalam pola pemakaian energi. Tabel 1
memberikan beberapa angka perkiraan mengenai pemakaian energi di beberapa negara.
Bioarang adalah arang yang diperoleh dengan membakar tanpa udara (pirolisa),
biomassa kering dalam suatu bejana bermulut sempit. Bahan baku bioarang terdiri atas :
Dedaunan (aneka jenis daun, tumbuhan apa saja), Rerantingan (ranting dari tumbuhan
apa saja dapat digunakan sebagai bahan pembuat arang), Gulma (semua jenis gulma
dapat dipergunakan sebagai bahan baku bioarang), Abu ketel sisa pembakaran bahan
bakar boiler di pabrik gula juga termasuk salah satu bioarang. Karena abu ketel tersebut
dihasilkan dari hasil pertanian yaitu ampas tebu yang dibakar dalam ruang pembakaran
boiler. Selain itu, ada juga beberapa jenis bioarang halus baik dari sumber bahan baku
seperti disebutkan diatas maupun dari kotoran ternak, misalnya : sekam padi, serbuk
gergaji kayu, kotoran sapi, kotoran kerbau dan lain-lain.
4) Bahan Bakar
Bahan bakar adalah bahan-bahan yang berdasarkan pertimbangan teknis
ekonomis dapat segera dibakar untuk menghasilkan panas dalam mesin-mesin kalor,
industri-industri panas. Bahan bakar sangatlah penting untuk melakukan mobilitas dan
juga untuk menjalankan proses produksi pada industri. Bahan bakar dapat dibedakan
menjadi 3 golongan menurut wujudnya, yaitu : bahan bakar padat, cair, dan gas.
23
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Berdasarkan terjadinya bahan bakar dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu bahan
bakar alami dan bahan bakar buatan.
Gambar 1. Limbah Sisa Pembakaran Bahan Bakar Pabrik Gula
5) Bahan Bakar Boiler Pada Pabrik Gula
Pabrik gula membutuhkan bahan bakar untuk menjalankan proses produksinya.
Pada pabrik gula (khususnya PG. Trangkil), menggunakan dua macam bahan bakar,
yaitu bahan bakar cair dan bahan bakar padat. Bahan bakar cair yang digunakan adalah
residu. Minyak residu adalah hasil pengolahan minyak bumi dengan kualitas di bawah
solar dan di atas aspal.
Gambar 2. Delay Tank Tempat Supply Residu
24
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Sedangkan bahan bakar padat yang digunakan adalah ampas tebu sisa
penggilingan. Residu digunakan pada saat proses pembakaran awal dan sebagai bahan
bakar tambahan jika kalor yang dihasilkan dari pembakaran ampas kurang mencukupi
untuk proses pembakaran. Pembakaran selanjutnya menggunakan ampas tebu yang
sudah kering. Sebelum dimasukkan ke dalam ruang pembakaran, ampas tebu yang
dibawa oleh baggase feeder dikeringkan dengan menggunakan uap panas hasil dari
pemanasan air pada Boiler. Ampas tebu digunakan sebagai bahan bakar Boiler adalah
untuk menghemat penggunaan bahan bakar cair yang digunakan sekaligus
memanfaatkan kembali sisa proses produksi dari pabrik gula.
Setiap proses pembakaran, pasti ada sisa hasil pembakaran. Begitu juga pada
proses pembakaran bahan bakar pada pabrik gula. Sisa pembakaran tersebut berupa
panas yang terbuang akibat rugi-rugi, karena tidak seluruhnya energi kalor yang
digunakan dapat dimanfaatkan semua untuk proses pembakaran. Sisa pembakaran yang
lain adalah fly ash dan bottom ash. Untuk menangani bottom ash, digunakan conveyor
dengan sistem terendam air agar abu yang dihasilkan tidak berterbangan. Untuk
menangani fly ash digunakan sistem cyclone agar partikel-partikel yang berat jatuh ke
bawah untuk mengurangi polusi lingkungan.
Gambar 3. Ampas Hasil Penggilingan Tebu
Gambar 4 menunjukkan penampungan abu ketel dengan menggunakan troli
setelah diberi air agar partikel debunya tidak berterbangan kemana-mana. Kemu dian abu
25
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
ketel tersebut dibawa ke tempat pembuangan yang lokasinya jauh dari pemukiman
penduduk.
Gambar 4. Abu Ketel Ditampung Menggunakan Troli
6) Pembakaran Unsur-Unsur Bahan Bakar
Pembakaran adalah reaksi kimia (persenyawaan) antara unsur-unsur bahan bakar
dengan oksigen disertai dengan pelepasan panas dengan temperatur tinggi. Sumber
utama energi bahan bakar produksi energi thermal dari energi kimia. Reaksi kimia
eksotermis yang paling penting dalam produksi energi ini adalah reaksi pembakaran.
Reaksi ini adalah sebuah reaksi oksidasi tiga macam unsur dapat terbakar yang dapat
dijumpai dalam beberapa bahan bakar fosil, yaitu karbon, hidrogen dan sulfur berturutturut
diubah menjadi karbon dioksida (CO2), uap air (H2O), dan sulfur dioksida (SO2).
Berdasarkan proses pembakarannya, pembakaran dapat dibedakan menjadi :
1. Pembakaran Sempurna
Pembakaran sempurna merupakan pembakaran yang terjadi apabila karbon terbakar
dengan oksigen yang cukup.
2. Pembakaran tak sempurna
Pembakaran yang terjadi apabila karbon terbakar dengan oksigen yang tidak cukup
3. Pembakaran dengan udara berlebih
Pembakaran dengan udara berlebih merupakan pembakaran yang terjadi apabila
karbon terbakar dengan oksigen yang berlebih, sehingga dalam pembakaran
menghasilkan unsur oksigen
26
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Dalam pembakaran, untuk mencapai kondisi pembakaran sempurna sangatlah
sulit, oleh karena itu dalam setiap pembakaran selalu ditambahkan O2 supaya
pembakaran yang terjadi bukanlah pembakaran tak sempurna. Kelebihan udara
pembakaran dapat diketahui besarnya dengan menggunakan persamaan :
Udara excess = 100%
stioc
stioc
x
x x
………………………………………..……(1)
Dimana , x = ratio udara bahan bakar pembakaran dengan udara berlebih.
xstioc = ratio udara bahan bakar pembakaran sempurna.
7) Nilai Kalor
Nilai kalor suatu bahan bakar adalah energi yang dibebaskan tiap jumlah satuan
bahan bakar ketika bahan yang mudah terbakat tersebut terbakar dan produk pembakaran
didinginkan kembali ke temperatur awal bahan yang terbakar tersebut. Setiap jenis bahan
bakar harus diketahui apakah bahan bakar tersebut mempunyai nilai kalor yang tinggi.
Semakin tinggi nilai kalor yang dikandung suatu bahan bakar semakin baik bahan bakar
tersebut digunakan untuk proses pembakaran. Nilai kalor ditentukakan dalam uji standar
dalam Bomb Kalorimeter.
Nilai kalor biasanya dikatakan sebagai kalor yang dilepas dalam pembakaran
sempurna yang bermula pada suatu suhu standar dan produknya didinginkan ke dalam
suhu yang sama dalam sistem aliran untuk adiabatik tanpa kerja.
Tabel 1. Nilai Kalor Beberapa Bahan Bakar
No Bahan bakar Nilai kalor (kal/gr)
1
2
3
4
5
6
7
Kayu kering mutlak
Batu bara muda
Batu bara
Arang kayu
Minyak bumi mentah
Bahan bakar minyak
Gas alam
4490,303
1886,883
6998,185
7045,954
10079,297
10222,605
9721,028
Sumber : Wegner, 1998
27
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Bomb kalorimeter ini dapat langsung mengukur nilai kalor tertinggi karena
mencakup panas laten uap yang terbentuk oleh pembakaran hidrogen yang ada. Air yang
terbentuk dari air bawaan bahan bakar masih berwujud air pada temperatur dalam
kalorimeter. Nilai kalor rendah (LHV) dapat dihitung dengan mengurangi nilai bakar
atas dengan panas penguapan laten yang ada dalam pembakaran.
8) Analisis Ultimasi
Analisis ultimasi adalah suatu analisis laboratorium yang memuat fraksi massa
karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O2), sulfur (S), dan nitrogen (N2). Nilai pembakaran
kalor tinggi (HHV) dapat ditaksir dengan menggunakan rumus Dulong sebagai berikut :
HHV= 33.950 C + 144.200 (H2-
8
2 O
) + 9.400 S (kj/kg BB)........................................ (2)
Dimana : HHV = Nilai Kalor Tinggi (kj/kg BB )
C = Fraksi massa karbon
O2 = Fraksi massa oksigen
H2 = Fraksi massa hidrogen
S = Fraksi massa belerang
Dalam mendapatkan nilai kalor yang terdapat pada briket bioarang ini, penulis
menggunakan metode pengujian dengan Bomb Kalorimeter yang terdapat pada
Laboratorium Peternakan, UNDIP Semarang.
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini bersifat experimental-laboratris. Penelitian diujikan di
laboratorium dengan membuat briket bioarang yang berasal dari campuran sisa
pembakaran bahan bakar pabrik gula dan perekat dalam berbagai variasi komposisi guna
mendapatkan nilai kalor yang maksimum. Adapun prosedur penelitian dapat ditunjukan
pada Diagram Alir Penelitian seperti pada Gambar 5.
Peralatan Penelitian
Peralatan pengujian yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut
:Wadah sisa pembakaran, Wadah tanah lempung, Wadah untuk mencampur bahan
pembuatan briket, Sebuah mal cetakan dari besi yang berbentuk silinder, Hydraulik
28
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Press, Ember untuk wadah air, Timbangan digital, Oven, Vessel bomb calorimeter,
Reaktor bomb calorimeter, Thermometer dan Power supply.
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian.
Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : Abu ketel sisa
pembakaran, Air, Limbah jarak pagar, Giserin, Gas oksigen.
Tahapan Penelitian
Melakukan pemilihan terhadap sisa pembakaran bahan bakar pada boiler
pabrik gula. Sisa pembakaran bahan bakar ini dibersihkan dari campuran-campuran
material lainnya misalnya ampas tebu yang tercampur dengan abu sisa pembakaran
boiler.
1) Pembuatan Briket Bioarang dengan Perekat Lempung
1. Bahan yang pertama berupa sisa pembakaran dicampurkan limbah jarak dengan
komposisi 90 % abu sisa pembakaran pada boiler + 10 % tanah lempung,
PERMASALAHAN
PENCEMARAN LINGKUNGAN
STUDI PUSTAKA
PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN
PENELITIAN
PENGUJIAN
NILAI KALOR
KESIMPULAN DAN
SARAN
ANALISIS DATA DAN
PEMBAHASAN
STUDI LAPANGAN
PEMBUATAN BRIKET
BRIKET
RUSAK
ALAT DAN
BAHAN
BERMASALAH
29
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
ditambahkan air secukupnya agar memudahkan dalam pencampuran. Berat 900
gram dan komposisi limbah jarak 100 gram.
2. Mencetak bahan yang telah tercampur menjadi briket dengan menggunakan cetak
hydraulic press dengan bertekanan 5 KN.
3. Briket sisa pembakaran dikeringkan dalam oven pada suhu 100oC selama 3 jam.
4. Mengulangi langkah pertama sampai langkah ke-tiga dengan menggunakan
variabel komposisi 80% abu sisa pembakaran pada boiler + 20 % limbah jarak,
70 % abu sisa pembakaran pada boiler + 30 % limbah jarak, 60 % abu sisa
pembakaran pada boiler + 40 % limbah jarak dan 50 % abu sisa pembakaran pada
boiler + 50 % limbah jarak.
2) Pembuatan Briket Bioarang dengan Gliserin
1. Bahan yang pertama berupa sisa pembakaran dicampurkan gliserin dengan
komposisi 90 % abu sisa pembakaran pada boiler + 10 % gliserin, Berat total abu
ketel + gliserin adalah1 kg. Sehingga komposisi abu adalah 900 gram dan
komposisi gliserin 100 gram.
2. Mencetak bahan yang telah tercampur menjadi briket dengan menggunakan cetak
hydraulic press dengan bertekanan 5 KN.
3. Briket sisa pembakaran dikeringkan dalam oven pada suhu 100oC selama 3 jam.
4. Mengulangi langkah pertama sampai langkah ke-tiga dengan menggunakan
variabel komposisi 80% abu sisa pembakaran pada boiler + 20 % gliserin, 70 %
abu sisa pembakaran pada boiler + 30 % gliserin, 60 % abu sisa pembakaran pada
boiler + 40 % gliserin dan 50 % abu sisa pembakaran pada boiler + 50 % gliserin.
5. Pengepressan menggunakan alat press hidrolik dari Laboratorium Fisika FT
UNIMUS. Tiap sampel yang sudah jadi nantinya akan diuji nilai kalornya, Dan
dari hasil pengujian tersebut, didapatkan komposisi percampuran mana yang
memiliki nilai kalor yang paling tinggi.
3) Tahap Pengujian
Pengujian nilai kalor briket bioarang dari sisa pembakaran bahan bakar pada
pabrik gula yang berupa partikel-partikel debu ini dilakukan dengan menggunakan Bomb
Kalorimeter, dihitung berdasarkan jumlah kalor yang dilepas sama dengan jumlah kalor
yang diserap. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Peternakan, UNDIP Semarang.
30
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Gambar 6. Briket Bioarang
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian menunjukan berbagai macam variasi dari komposisi bahan agar
didapatkan nilai kalor yang paling tinggi dari berbagai macam variasi komposisi susunan
bahan tersebut. Variasi berat masing-masing sampel adalah seperti pada Tabel 2 dan 3.
Sisa pembakaran bahan bakar pada pabrik gula berupa partikel-partikel debu
yang sangat banyak sekali dikhawatirkan akan berpengaruh membawa dampak negatif
bagi warga masyarakat sekitar. Apabila nilai kalor briket bioarang ini memenuhi standar
sebagai bahan bakar alternatif, masyarakat dapat menggunakan briket bioarang ini untuk
kebutuhan sehari-hari. Sisa pembakaran bahan bakar pada saat proses pencampuran
dengan limbah jarak dan gliserin, dapat membentuk tekstur yang padat, sehingga setelah
dicetak menjadi bongkahan briket tidak mudah rusak.
Berdasarkan hasil pengujian laboratorium di Undip Semarang, nilai kalor ratarata
variasi 50% SBB - 50% LJ dihasilkan 3383 kkal/kg. Pada variasi 60% SBB – 40%
dihasilkan nilai kalor rata-rata 2971 kkal/kg, variasi 70% SBB – 30% LJ dihasilkan nilai
kalor rata-rata 2858 kkal/kg, variasi 80 % SBB – 20% LJ dihasilkan 22728 kkal/kg dan
variasi 90% SBB – 10% LJ dihasilkan nilai kalor rata-rata 2641 kkal/kg.
31
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Tabel 2. Persentase Berat Sisa Pembakaran Bahan Bakar
Pabrik Gula Dengan Limbah Jarak
No
Persentase (%) Berat (gram)
Berat
total
(gram)
Sisa
pembakaran
bahan bakar
Tanah
lempung
Sisa
pembakaran
bahan bakar
Limbah
jarak
1 50 50 500 500 1000
2 60 40 600 400 1000
3 70 30 700 300 1000
4 80 20 800 200 1000
5 90 10 900 100 1000
Tabel 3. Persentase Berat Sisa Pembakaran Bahan Bakar
Pabrik Gula Dengan Gliserin
No
Persentase (%) Berat (gram)
Berat
total
(gram)
Sisa pembakaran
bahan bakar
Pati
Kanji
Sisa
pembakaran
bahan bakar
Gliserin
1 50 50 500 500 1000
2 60 40 600 400 1000
3 70 30 700 300 1000
4 80 20 800 200 1000
5 90 10 900 100 1000
REFERENSI
George. T, Austin, 1996, Industri Proses Kimia. Jakarta, Percetakan Erlangga.
Hinrichs, Roger, 2006, Energy : Its Use and the Environment, Amerika, Thomson.
Indriastuti. D.S, Mei, 2006. Analisa Nilai Kalor Briket Bioarang dari Campuran Sampah
Organik, Serbuk Gergaji dan Campuran Sampah Organik, Sekam Padi dalam
32
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
upaya Mendapatkan Bahan Bakar Alternatif. Semarang, Politeknik Negeri
Semarang.
Kadir dan Abdul, 1995, Energi : Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensi
Ekonomi, Jakarta, Penerbit Universitas Indonesia.
Pudjanarsa dan Nurshuhud, 2006, Mesin Konversi Energi, Penerbit ANDI, Yogyakarta.
Rahman Hakim dan Arief, 2007, Pengembangan Energi Alternatif: Pelajaran Dari Kuba.
Sastrawijaya, A.T, 2000, Pencemaran Lingkungan. Jakarta, Rineka Cipta.
Seran, Bioarang Untuk Memasak, Penerbit Liberty, Yogyakarta.
Widayati dan Woro, 2001, Analisis Nilai Kalor Briket Arang Tempurung Kelapa sebagai
Sumber Bahan Bakar Alternatif Semarang, Politeknik Negeri Semarang.
Results twisting
JARAK DAN GLISERIN
Samsudi Raharjo1
Abstrak
Kenaikan harga bahan bakar minyak membawa dampak naiknya harga
sembako dan berbagai kebutuhan hidup lainnya. Hal ini akan berdampak
pada beban hidup masyarakat yang semakin berat apabila tidak diimbangi
dengan peningkatan pendapatan. Sebagai konsekuensinya, suka tak suka,
subsidi BBM akan terus dikurangi dan secara langsung harga BBM makin
mahal di masa datang. Maka seiring dengan itu, kini persoalan yang amat
mendesak adalah pengadaan diversifikasi energi guna mengurangi
ketergantungan pada BBM yang berbahan baku fosil ini. Maka penelitian ini
diharap sebagai solusi sebagai pengganti BBM, Dapat mengetahui seberapa
besar nilai kalor yang terkandung di dalam briket sisa pembakaran dari hasil
penelitian, dengan metodologi eksperimen dapat menentukan klasifikasi
briket sisa pembakaran: nilai kalor rata-rata variasi 50% SBB - 50% LJ
dihasilkan 3383 kkal/kg. Pada variasi 60% SBB – 40% dihasilkan nilai kalor
rata-rata 2971 kkal/kg, variasi 70% SBB – 30% LJ dihasilkan nilai kalor
rata-rata 2858 kkal/kg, variasi 80 % SBB – 20% LJ dihasilkan 2728 kkal/kg
dan variasi 90% SBB – 10% LJ dihasilkan nilai kalor rata-rata 2651.
kkal/kg.
Kata Kunci: Briket Bioarang, Abu Ketel, Jarak, Gliserin
PENDAHULUAN
Pemerintah sejak sepuluh tahun lalu menaikkan tarif listrik dan telepon, juga
mengurangi subsidi bahan bakar minyak (BBM). Kebijakan yang tak populer ini telah
menuai beragam protes keras dari masyarakat dan industri. Pasalnya, kenaikan harga
BBM membawa dampak naiknya harga sembako dan berbagai kebutuhan hidup lainnya.
Implikasinya, masyarakat kebanyakan akan makin miskin dan beban hidup yang dipikul
akan makin berat jika tak diikuti peningkatan pendapatan. Di sisi lain, jika subsidi BBM
tidak dikurangi maka hal ini menjadi beban yang amat berat bagi negara, apalagi dengan
perekonomian yang belum pulih saat ini. Konsekuensinya, suka tak suka, subsidi BBM
akan terus dikurangi dan secara langsung harga BBM makin mahal di masa datang.
Maka seiring dengan itu, kini persoalan yang amat mendesak adalah pengadaan
1 Dosen S1 Teknik Mesin UNIMUS http://jurnal.unimus.ac.id
20
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
diversifikasi energi guna mengurangi ketergantungan pada BBM yang berbahan baku
fosil ini.
Cadangan minyak di perut bumi makin terbatas dan menyusut karena
penggunaannya yang terus meningkat dan bahan bakar fosil ini tergolong bahan bakar
yang tidak terbarukan (unrenewable). Keterbatasan ini seharusnya mendorong
pemerintah untuk mencari energi alternatif dan terbarukan (renewable) yang berasal dari
tanaman dan biasa disebut biomassa. Pengalaman menunjukkan dengan hanya
mengandalkan pada satu jenis sumber energi kerap menimbulkan banyak persoalan yang
saling berkaitan.
Pabrik gula menggunakan bahan bakar solar dan ampas tebu untuk
menjalankan proses produksinya. Kalau terjadi kenaikan harga BBM tentu saja kinerja
pabrik gula akan terganggu, oleh karena itu pabrik gula memerlukan suatu energi
alternatif untuk menganti bahan bakar solar. Disamping hal tersebut tingkat pencemaran
yang disebabkan oleh sisa pembakaran sudah sangat mengkawatirkan karena debu yang
berupa partikel sisa pembakaran berterbangan kemana-mana terutama pada saat musim
kemarau sangat menggangu pernafasan dan aktifitas warga. Pada musim penghujan
tingkat pencemaran debu agak berkurang tetapi bau yang ditimbulkan dari sisa
pembakaran pabrik gula terasa menyengat. Kondisi sekarang untuk mengatasi hal
tersebut pihak pabrik gula berusaha membuang limbahnya sejauh mungkin dari
pemukiman penduduk. Dengan demikian diperlukan suatu inovasi yang lebih bermanfaat
untuk mengatasi krisis energi dan juga masalah limbah pabrik gula kususnya yang
berupa partikel debu ini. Salah satu cara untuk mendapatkan energi alternatif dan
sekaligus memanfaatkan limbah pabrik gula yang berupa partikel debu adalah dengan
membuat partikel debu menjadi briket. Pada penelitian briket bioarang yang berasal dari
sampah biomassa menyebutkan bahwa nilai kalor tertinggi bahan bakar biomassa yang
berasal dari campuran sampah organik dan serbuk gergaji adalah 4508,21 kal/gr,
sedangkan nilai kalor tertinggi untuk campuran sampah organik dan sekam padi adalah
4009,67 kal/gr (Mei, 2006). Sampah biomassa adalah bahan-bahan hayati seperti
dedaunan, rerantingan, gulma, limbah pertanian dan kehutanan serta kotoran ternak. Sisa
pembakaran pabrik gula merupakan limbah yang berasal dari ampas tebu yang dijadikan
bahan bakar, oleh karena itu sisa pembakaran pabrik gula termasuk limbah biomassa.
21
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Dalam seminar sehari Hadi S (2005) seorang ahli enzym pertanian
mengatakan bahwa sisa pembakaran pabrik gula masih mengandung karbon aktif yang
dapat dimanfaatkan untuk membuat pupuk pertanian. Berdasarkan hal tersebut peneliti
mempunyai hipotesis yaitu kalau sisa pembakaran masih mengandung karbon aktif,
maka masih dapat dibakar dan menghasilkan panas, hanya saja perlu pembuktian untuk
mengetahui seberapa besar nilai kalor yang terkandung di dalam sisa pembakaran
tersebut.
Dengan demikian perlu adanya penelitian untuk dapat mengetahui seberapa besar
nilai kalor yang terkandung di dalam briket sisa pembakaran, sehingga pada akhirnya
nanti dapat menentukan klasifikasi briket sisa pembakaran, apakah layak menjadi energi
alternatif untuk mengantikan bahan bakar minyak.
1) Energi
Menurut Pudjanarsa dan Nursuhud, energi adalah sesuatu yang bersifat abstrak
yang sukar dibuktikan tetapi dapat dirasakan adanya. Energi adalah kemampuan untuk
melakukan kerja (energy is the capacity for doing work). Menurut Hukum
Thermodinamika Pertama, energi bersifat kekal. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat dimusnahkan, tetapi dapat dikonversikan dari bentuk energi yang satu ke bentuk
energi yang lain.
2) Pemakaian Sumber Energi
Sampai dengan tahun 1980an, konsumsi energi di dunia meningkat tajam dari
tahun ke tahun, apalagi di negara maju seperti amaerika serikat. Sekitar akhir tahun
1940an sampai 1950an konsumsi energi meningkat 2,9 persen sebelumnya. Pada tahun
1960 an dan awal tahun 1970 an, rata-rata pertumbuhan masih sangat tinggi yaitu 4,5
persen per tahun. Sedangkan pada tahun 1990 an dan awal tahun 2000 an, konsumsi
energi terus meningkat lebih tinggi dari tahun1980 an, sehingga menurut Hinrchs, 2006,
tercata antara tahun1983 dan 2012 konsumsi energi telah meningkat 37 persen. Dewasa
ini penggunakan batubara 26 persen, minyak bumi 39 persen, natural gas 24 persen dan
nuklir 7 persen sedangkan untuk pemakaian renewable energy hanya 3 persen.
22
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
3) Energi Biomassa
Biomassa merupakan produk fotosintesis dari butir-butir hijau yang bereaksi
dengan sinar matahari. Butir-butir hijau menyerap energi matahari dan mengkonsumsi
karbondioksida dengan air menjadi senyawa karbon, hidrogen dan oksigen (Abdul
Kadir:1995). Senyawa ini dapat dipandang sebagai suatu penyerapan energi yang dapat
dikonversi menjadi suatu produk lain. Hasil konversi dari senyawa itu dapat berbentuk
arang atau karbon, alkohol kayu, ter dan lain sebagainya. Sebagaimana diketahui
biomassa, terutama dalam bentuk kayu bakar dan limbah pertanian, merupakan sumber
daya energi dunia yang tertua. Di negara-negara yang telah maju dengan berkembangnya
industri, peranan biomassa sebagai sumber energi makin berkurang diganti dengan
energi komersial, mula-mula batubara, kemudian minyak bumi. Lain halnya dengan
negara-negara berkembang. Sekalipun banyak negara berkembang yang bergerak menuju
ke arah industrialisasi, secara umum dapat dikatakan bahwa di negara-negara tersebut
biomassa masih merupakan komponen yang besar dalam pola pemakaian energi. Tabel 1
memberikan beberapa angka perkiraan mengenai pemakaian energi di beberapa negara.
Bioarang adalah arang yang diperoleh dengan membakar tanpa udara (pirolisa),
biomassa kering dalam suatu bejana bermulut sempit. Bahan baku bioarang terdiri atas :
Dedaunan (aneka jenis daun, tumbuhan apa saja), Rerantingan (ranting dari tumbuhan
apa saja dapat digunakan sebagai bahan pembuat arang), Gulma (semua jenis gulma
dapat dipergunakan sebagai bahan baku bioarang), Abu ketel sisa pembakaran bahan
bakar boiler di pabrik gula juga termasuk salah satu bioarang. Karena abu ketel tersebut
dihasilkan dari hasil pertanian yaitu ampas tebu yang dibakar dalam ruang pembakaran
boiler. Selain itu, ada juga beberapa jenis bioarang halus baik dari sumber bahan baku
seperti disebutkan diatas maupun dari kotoran ternak, misalnya : sekam padi, serbuk
gergaji kayu, kotoran sapi, kotoran kerbau dan lain-lain.
4) Bahan Bakar
Bahan bakar adalah bahan-bahan yang berdasarkan pertimbangan teknis
ekonomis dapat segera dibakar untuk menghasilkan panas dalam mesin-mesin kalor,
industri-industri panas. Bahan bakar sangatlah penting untuk melakukan mobilitas dan
juga untuk menjalankan proses produksi pada industri. Bahan bakar dapat dibedakan
menjadi 3 golongan menurut wujudnya, yaitu : bahan bakar padat, cair, dan gas.
23
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Berdasarkan terjadinya bahan bakar dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu bahan
bakar alami dan bahan bakar buatan.
Gambar 1. Limbah Sisa Pembakaran Bahan Bakar Pabrik Gula
5) Bahan Bakar Boiler Pada Pabrik Gula
Pabrik gula membutuhkan bahan bakar untuk menjalankan proses produksinya.
Pada pabrik gula (khususnya PG. Trangkil), menggunakan dua macam bahan bakar,
yaitu bahan bakar cair dan bahan bakar padat. Bahan bakar cair yang digunakan adalah
residu. Minyak residu adalah hasil pengolahan minyak bumi dengan kualitas di bawah
solar dan di atas aspal.
Gambar 2. Delay Tank Tempat Supply Residu
24
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Sedangkan bahan bakar padat yang digunakan adalah ampas tebu sisa
penggilingan. Residu digunakan pada saat proses pembakaran awal dan sebagai bahan
bakar tambahan jika kalor yang dihasilkan dari pembakaran ampas kurang mencukupi
untuk proses pembakaran. Pembakaran selanjutnya menggunakan ampas tebu yang
sudah kering. Sebelum dimasukkan ke dalam ruang pembakaran, ampas tebu yang
dibawa oleh baggase feeder dikeringkan dengan menggunakan uap panas hasil dari
pemanasan air pada Boiler. Ampas tebu digunakan sebagai bahan bakar Boiler adalah
untuk menghemat penggunaan bahan bakar cair yang digunakan sekaligus
memanfaatkan kembali sisa proses produksi dari pabrik gula.
Setiap proses pembakaran, pasti ada sisa hasil pembakaran. Begitu juga pada
proses pembakaran bahan bakar pada pabrik gula. Sisa pembakaran tersebut berupa
panas yang terbuang akibat rugi-rugi, karena tidak seluruhnya energi kalor yang
digunakan dapat dimanfaatkan semua untuk proses pembakaran. Sisa pembakaran yang
lain adalah fly ash dan bottom ash. Untuk menangani bottom ash, digunakan conveyor
dengan sistem terendam air agar abu yang dihasilkan tidak berterbangan. Untuk
menangani fly ash digunakan sistem cyclone agar partikel-partikel yang berat jatuh ke
bawah untuk mengurangi polusi lingkungan.
Gambar 3. Ampas Hasil Penggilingan Tebu
Gambar 4 menunjukkan penampungan abu ketel dengan menggunakan troli
setelah diberi air agar partikel debunya tidak berterbangan kemana-mana. Kemu dian abu
25
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
ketel tersebut dibawa ke tempat pembuangan yang lokasinya jauh dari pemukiman
penduduk.
Gambar 4. Abu Ketel Ditampung Menggunakan Troli
6) Pembakaran Unsur-Unsur Bahan Bakar
Pembakaran adalah reaksi kimia (persenyawaan) antara unsur-unsur bahan bakar
dengan oksigen disertai dengan pelepasan panas dengan temperatur tinggi. Sumber
utama energi bahan bakar produksi energi thermal dari energi kimia. Reaksi kimia
eksotermis yang paling penting dalam produksi energi ini adalah reaksi pembakaran.
Reaksi ini adalah sebuah reaksi oksidasi tiga macam unsur dapat terbakar yang dapat
dijumpai dalam beberapa bahan bakar fosil, yaitu karbon, hidrogen dan sulfur berturutturut
diubah menjadi karbon dioksida (CO2), uap air (H2O), dan sulfur dioksida (SO2).
Berdasarkan proses pembakarannya, pembakaran dapat dibedakan menjadi :
1. Pembakaran Sempurna
Pembakaran sempurna merupakan pembakaran yang terjadi apabila karbon terbakar
dengan oksigen yang cukup.
2. Pembakaran tak sempurna
Pembakaran yang terjadi apabila karbon terbakar dengan oksigen yang tidak cukup
3. Pembakaran dengan udara berlebih
Pembakaran dengan udara berlebih merupakan pembakaran yang terjadi apabila
karbon terbakar dengan oksigen yang berlebih, sehingga dalam pembakaran
menghasilkan unsur oksigen
26
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Dalam pembakaran, untuk mencapai kondisi pembakaran sempurna sangatlah
sulit, oleh karena itu dalam setiap pembakaran selalu ditambahkan O2 supaya
pembakaran yang terjadi bukanlah pembakaran tak sempurna. Kelebihan udara
pembakaran dapat diketahui besarnya dengan menggunakan persamaan :
Udara excess = 100%
stioc
stioc
x
x x
………………………………………..……(1)
Dimana , x = ratio udara bahan bakar pembakaran dengan udara berlebih.
xstioc = ratio udara bahan bakar pembakaran sempurna.
7) Nilai Kalor
Nilai kalor suatu bahan bakar adalah energi yang dibebaskan tiap jumlah satuan
bahan bakar ketika bahan yang mudah terbakat tersebut terbakar dan produk pembakaran
didinginkan kembali ke temperatur awal bahan yang terbakar tersebut. Setiap jenis bahan
bakar harus diketahui apakah bahan bakar tersebut mempunyai nilai kalor yang tinggi.
Semakin tinggi nilai kalor yang dikandung suatu bahan bakar semakin baik bahan bakar
tersebut digunakan untuk proses pembakaran. Nilai kalor ditentukakan dalam uji standar
dalam Bomb Kalorimeter.
Nilai kalor biasanya dikatakan sebagai kalor yang dilepas dalam pembakaran
sempurna yang bermula pada suatu suhu standar dan produknya didinginkan ke dalam
suhu yang sama dalam sistem aliran untuk adiabatik tanpa kerja.
Tabel 1. Nilai Kalor Beberapa Bahan Bakar
No Bahan bakar Nilai kalor (kal/gr)
1
2
3
4
5
6
7
Kayu kering mutlak
Batu bara muda
Batu bara
Arang kayu
Minyak bumi mentah
Bahan bakar minyak
Gas alam
4490,303
1886,883
6998,185
7045,954
10079,297
10222,605
9721,028
Sumber : Wegner, 1998
27
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Bomb kalorimeter ini dapat langsung mengukur nilai kalor tertinggi karena
mencakup panas laten uap yang terbentuk oleh pembakaran hidrogen yang ada. Air yang
terbentuk dari air bawaan bahan bakar masih berwujud air pada temperatur dalam
kalorimeter. Nilai kalor rendah (LHV) dapat dihitung dengan mengurangi nilai bakar
atas dengan panas penguapan laten yang ada dalam pembakaran.
8) Analisis Ultimasi
Analisis ultimasi adalah suatu analisis laboratorium yang memuat fraksi massa
karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O2), sulfur (S), dan nitrogen (N2). Nilai pembakaran
kalor tinggi (HHV) dapat ditaksir dengan menggunakan rumus Dulong sebagai berikut :
HHV= 33.950 C + 144.200 (H2-
8
2 O
) + 9.400 S (kj/kg BB)........................................ (2)
Dimana : HHV = Nilai Kalor Tinggi (kj/kg BB )
C = Fraksi massa karbon
O2 = Fraksi massa oksigen
H2 = Fraksi massa hidrogen
S = Fraksi massa belerang
Dalam mendapatkan nilai kalor yang terdapat pada briket bioarang ini, penulis
menggunakan metode pengujian dengan Bomb Kalorimeter yang terdapat pada
Laboratorium Peternakan, UNDIP Semarang.
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini bersifat experimental-laboratris. Penelitian diujikan di
laboratorium dengan membuat briket bioarang yang berasal dari campuran sisa
pembakaran bahan bakar pabrik gula dan perekat dalam berbagai variasi komposisi guna
mendapatkan nilai kalor yang maksimum. Adapun prosedur penelitian dapat ditunjukan
pada Diagram Alir Penelitian seperti pada Gambar 5.
Peralatan Penelitian
Peralatan pengujian yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut
:Wadah sisa pembakaran, Wadah tanah lempung, Wadah untuk mencampur bahan
pembuatan briket, Sebuah mal cetakan dari besi yang berbentuk silinder, Hydraulik
28
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Press, Ember untuk wadah air, Timbangan digital, Oven, Vessel bomb calorimeter,
Reaktor bomb calorimeter, Thermometer dan Power supply.
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian.
Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : Abu ketel sisa
pembakaran, Air, Limbah jarak pagar, Giserin, Gas oksigen.
Tahapan Penelitian
Melakukan pemilihan terhadap sisa pembakaran bahan bakar pada boiler
pabrik gula. Sisa pembakaran bahan bakar ini dibersihkan dari campuran-campuran
material lainnya misalnya ampas tebu yang tercampur dengan abu sisa pembakaran
boiler.
1) Pembuatan Briket Bioarang dengan Perekat Lempung
1. Bahan yang pertama berupa sisa pembakaran dicampurkan limbah jarak dengan
komposisi 90 % abu sisa pembakaran pada boiler + 10 % tanah lempung,
PERMASALAHAN
PENCEMARAN LINGKUNGAN
STUDI PUSTAKA
PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN
PENELITIAN
PENGUJIAN
NILAI KALOR
KESIMPULAN DAN
SARAN
ANALISIS DATA DAN
PEMBAHASAN
STUDI LAPANGAN
PEMBUATAN BRIKET
BRIKET
RUSAK
ALAT DAN
BAHAN
BERMASALAH
29
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
ditambahkan air secukupnya agar memudahkan dalam pencampuran. Berat 900
gram dan komposisi limbah jarak 100 gram.
2. Mencetak bahan yang telah tercampur menjadi briket dengan menggunakan cetak
hydraulic press dengan bertekanan 5 KN.
3. Briket sisa pembakaran dikeringkan dalam oven pada suhu 100oC selama 3 jam.
4. Mengulangi langkah pertama sampai langkah ke-tiga dengan menggunakan
variabel komposisi 80% abu sisa pembakaran pada boiler + 20 % limbah jarak,
70 % abu sisa pembakaran pada boiler + 30 % limbah jarak, 60 % abu sisa
pembakaran pada boiler + 40 % limbah jarak dan 50 % abu sisa pembakaran pada
boiler + 50 % limbah jarak.
2) Pembuatan Briket Bioarang dengan Gliserin
1. Bahan yang pertama berupa sisa pembakaran dicampurkan gliserin dengan
komposisi 90 % abu sisa pembakaran pada boiler + 10 % gliserin, Berat total abu
ketel + gliserin adalah1 kg. Sehingga komposisi abu adalah 900 gram dan
komposisi gliserin 100 gram.
2. Mencetak bahan yang telah tercampur menjadi briket dengan menggunakan cetak
hydraulic press dengan bertekanan 5 KN.
3. Briket sisa pembakaran dikeringkan dalam oven pada suhu 100oC selama 3 jam.
4. Mengulangi langkah pertama sampai langkah ke-tiga dengan menggunakan
variabel komposisi 80% abu sisa pembakaran pada boiler + 20 % gliserin, 70 %
abu sisa pembakaran pada boiler + 30 % gliserin, 60 % abu sisa pembakaran pada
boiler + 40 % gliserin dan 50 % abu sisa pembakaran pada boiler + 50 % gliserin.
5. Pengepressan menggunakan alat press hidrolik dari Laboratorium Fisika FT
UNIMUS. Tiap sampel yang sudah jadi nantinya akan diuji nilai kalornya, Dan
dari hasil pengujian tersebut, didapatkan komposisi percampuran mana yang
memiliki nilai kalor yang paling tinggi.
3) Tahap Pengujian
Pengujian nilai kalor briket bioarang dari sisa pembakaran bahan bakar pada
pabrik gula yang berupa partikel-partikel debu ini dilakukan dengan menggunakan Bomb
Kalorimeter, dihitung berdasarkan jumlah kalor yang dilepas sama dengan jumlah kalor
yang diserap. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Peternakan, UNDIP Semarang.
30
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Gambar 6. Briket Bioarang
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian menunjukan berbagai macam variasi dari komposisi bahan agar
didapatkan nilai kalor yang paling tinggi dari berbagai macam variasi komposisi susunan
bahan tersebut. Variasi berat masing-masing sampel adalah seperti pada Tabel 2 dan 3.
Sisa pembakaran bahan bakar pada pabrik gula berupa partikel-partikel debu
yang sangat banyak sekali dikhawatirkan akan berpengaruh membawa dampak negatif
bagi warga masyarakat sekitar. Apabila nilai kalor briket bioarang ini memenuhi standar
sebagai bahan bakar alternatif, masyarakat dapat menggunakan briket bioarang ini untuk
kebutuhan sehari-hari. Sisa pembakaran bahan bakar pada saat proses pencampuran
dengan limbah jarak dan gliserin, dapat membentuk tekstur yang padat, sehingga setelah
dicetak menjadi bongkahan briket tidak mudah rusak.
Berdasarkan hasil pengujian laboratorium di Undip Semarang, nilai kalor ratarata
variasi 50% SBB - 50% LJ dihasilkan 3383 kkal/kg. Pada variasi 60% SBB – 40%
dihasilkan nilai kalor rata-rata 2971 kkal/kg, variasi 70% SBB – 30% LJ dihasilkan nilai
kalor rata-rata 2858 kkal/kg, variasi 80 % SBB – 20% LJ dihasilkan 22728 kkal/kg dan
variasi 90% SBB – 10% LJ dihasilkan nilai kalor rata-rata 2641 kkal/kg.
31
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
Tabel 2. Persentase Berat Sisa Pembakaran Bahan Bakar
Pabrik Gula Dengan Limbah Jarak
No
Persentase (%) Berat (gram)
Berat
total
(gram)
Sisa
pembakaran
bahan bakar
Tanah
lempung
Sisa
pembakaran
bahan bakar
Limbah
jarak
1 50 50 500 500 1000
2 60 40 600 400 1000
3 70 30 700 300 1000
4 80 20 800 200 1000
5 90 10 900 100 1000
Tabel 3. Persentase Berat Sisa Pembakaran Bahan Bakar
Pabrik Gula Dengan Gliserin
No
Persentase (%) Berat (gram)
Berat
total
(gram)
Sisa pembakaran
bahan bakar
Pati
Kanji
Sisa
pembakaran
bahan bakar
Gliserin
1 50 50 500 500 1000
2 60 40 600 400 1000
3 70 30 700 300 1000
4 80 20 800 200 1000
5 90 10 900 100 1000
REFERENSI
George. T, Austin, 1996, Industri Proses Kimia. Jakarta, Percetakan Erlangga.
Hinrichs, Roger, 2006, Energy : Its Use and the Environment, Amerika, Thomson.
Indriastuti. D.S, Mei, 2006. Analisa Nilai Kalor Briket Bioarang dari Campuran Sampah
Organik, Serbuk Gergaji dan Campuran Sampah Organik, Sekam Padi dalam
32
TRAKSI Vol. 13 No. 1 Juni 2013
upaya Mendapatkan Bahan Bakar Alternatif. Semarang, Politeknik Negeri
Semarang.
Kadir dan Abdul, 1995, Energi : Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensi
Ekonomi, Jakarta, Penerbit Universitas Indonesia.
Pudjanarsa dan Nurshuhud, 2006, Mesin Konversi Energi, Penerbit ANDI, Yogyakarta.
Rahman Hakim dan Arief, 2007, Pengembangan Energi Alternatif: Pelajaran Dari Kuba.
Sastrawijaya, A.T, 2000, Pencemaran Lingkungan. Jakarta, Rineka Cipta.
Seran, Bioarang Untuk Memasak, Penerbit Liberty, Yogyakarta.
Widayati dan Woro, 2001, Analisis Nilai Kalor Briket Arang Tempurung Kelapa sebagai
Sumber Bahan Bakar Alternatif Semarang, Politeknik Negeri Semarang.
Results twisting
Minggu, 23 November 2014
Senin, 17 November 2014
Industri ramah lingkungan di Aspek Pertanian
Industri Ramah Lingkungan di Aspek Pertanian
oleh:
Bhekti Dwiyanto
Pertanian
merupakan salah satu sector penting dalam kehidpuan masyarakat di Indonesia.
Sector ini sangat bergantung pada
kondisi alam dan factor teknis atau tindakan-tindakan yang dilakukan petani
selama proses budidaya. Hal ini menutnntut adanya inovasi-inovasi dari
pengusaha atau petani dalam bercocok tanam dengan tetap mempertahankan
kelestarian alam.
Penggunaan
bahan kimia dengan dosis yang tinggi dan jangka waktu yang lama akan
menyebabkan terjadinya akumulasi residu bahan kimia di dalam tanah dan akan berpotensi mencemari lingkungan. Dampak
lain yang timbul sebagi dampak langsung dari penggunaan bahan kimia ini adalah
menurunnya kualitas tanah yang berdampak pada berkurangnya keragaman hayati dan
musuh alami organisme pengganggu tanaman serta munculnya hama-hama resisten.
Karna hama-hama akan dapat beradaptasidengan bahan-bahan kimia terentu dan akan
membuat petani menambah zat kmia lebih banyak untuk membasmi hama tersebut.
Dampak
negative dari penggunaan bahan kimia ini pada lingkungan dapat dilihat dari
keadaan tanah pada lahan pertanian yang makin lama makin keras struktrur
tanahnya sehingga makin sulit untuk diolah. Akibatnya petanimembutuhkan input
pemupukan yang semakin banyak agar produksi tetap dapat dipertahankan. Keadaan
ini menyebakan petani juga harus meningkatkan biaya produksi. Selain itu dampak
lainnya yaitu menurunnya jumlah biota tanah karna penggunaan bahan kimia yang
juga mengakibatkan kesuburan tanah berkurang.
Penurunan
kualitas lingkungan dan pencemaran terhadap produk-produk yang dihasilkan karna
penggunaan bahan kimia yang berlebihan hal ini terjadi karna kurangnya
informasi yang didaptkan oleh petani tentang cara bercocok tanam yang baik..
Akibatnya banyak komponen yang sebenarnya bermanfaat terbuang tanpa disengaja
dan komponen yang berbahaya justru dipertahankan.
Perkembangan
dunia pengetahuan yang sangat pesat dan kesadaran masyarakat akan pentingnya
makanan sehat menghendaki produk-produk pertanian yang bebas dari residu dan
bahan kimia. Hal ini mendorong upaya-upaya untuk menghasilkan inovasi-inovasi
dalam mengembangkan teknik budidaya pertanian yang bertujuan untuk menghasilkan
produk-produk pertanian berkualitas yang sangat bagus tanpa mengesampingkan
keselarasan lingkungannya.
Pemanfaatan bahan-bahan alami lokal di sekitar lokasi pertanian seperti
limbah produk pertanian sebagai bahan baku pembuatan pupuk organik seperti
kompos sangat efektif mereduksi penggunaan pupuk kimia sintetis yang
jelas-jelas tidak ramah lingkungan. Demikian juga dengan pemanfaatan bahan
alami seperti tanaman obat yang ada untuk dibuat racun hama akan mengurangi
penggunaan bahan pencemar bahaya yang diakibatkan pestisida, fungisida, dan
insektisida kimia.
Penggunaan
mikroorganisme pada pembuatan pupuk organik, selain akan meningkatkan efisiensi
penggunaan pupuk, juga akan mengurangi dampak pencemaran air tanah dan
lingkungan yang timbul akibat pemakaian pupuk kimia yang berlebihan. Di samping
itu, banyak mikroorganisme di alam yang memiliki kemampuan mereduksi dan
mendegradasi bahan-bahan kimia berbahaya yang diakibatkan pencemaran dari bahan
racun yang digunakan dalam aktivitas pertanian konvensional seperti racun
serangga dan hama.
Dengan kemajuan
teknologi, pertanian organik adalah pertanian ramah lingkungan yang murah dan
berteknologi sederhana (tepat guna) dan dapat dijangkau semua petani di
Indonesia. Serangga hama dan musuh alami merupakan bagian keanekaragaman
hayati. Serangga hama memiliki kemampuan berbiak yang tinggi untuk mengimbangi
tingkat kematian yang tinggi di alam.
Keseimbangan alami antara serangga hama dan musuh alami
sering dikacaukan penggunaan insektisida kimia yang hanya satu macam. Pertanian
organik bukan hanya baik bagi kesehatan, tetapi juga bagi lingkungan bumi.
Pertanian organik adalah pertanian yang ramah lingkungan.
Artinya, pelaku sistem pertanian organik telah berusaha tidak merusak dan
menganggu keberlanjutan komponen-komponen lingkungan yang terdiri atas tanah,
air, udara, tanaman, binatang, mikroorganisme, dan tentunya manusia.
Beberapa hal positif dari usaha pertanian organic
ini adalah :
1. Berkurangnya
pencemaran lingkungan lingkungan akibat penggunaan dari bahan kimia yang
berlebihan
2. Organisme-organisme
pembasmi hama alami akan tetap ada
3. Terjaganya
keragaman hayati
4. Produk
yang dihasilkan jauh lebih aman untuk dikonsumsi
5. Harga
jual produk yang cukup menguntungkan untuk petani
6. Masyarakat
yang sadar akan pentingnya hidup sehat mulai berkembang sehingga pasar untuk
hasil pertanian untuk bahan-bahan pangan organic semakin luas.
Dari
contoh-contoh positif diatas sudah dapat kita lihat betapa menguntungkannya
pertanian organic ini. Menguntungkan bagi lingkungan karan dengan bertani
organic tidak ada limbah pertanian yang akan membayakan lingkungan. Menguntungkan
untuk petani karna harga jual untuk produk pertanian organic cukup mahal dan
modal yang dikeluarkan petani cukup murah karna untuk pupuk, pembasmi hama dan
lain-lain bias didapatkan langsung dari
alam. Dan menguntungkan bagi masyarakat atau konsumen karna dengan mengonsumsi
makanan organic akan menghindarkan kita dari bahaya-bahaya zat kimia yang
terdapat pada makanan anorganik.
Langganan:
Postingan (Atom)