BAHAN AJAR SISWA
BAHAN BAKU DAN PEMROSESAN BIOBRIKET DAN ASAP CAIR
Disusun oleh:
Deddy Misdarpon, S.Pd., MT Drs. Hadi Prasetyo, MT
Editor:
Dodi Nuryahya, S.Pd., M.Pd
Didukungi oleh:
TEACHING BIOMASS TECHNOLOGIES AT MEDIUM TECHNICAL SCHOOLS
Dikembangkan oleh:
ETC Foundation the Netherlands
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Mesin dan Teknik Industri/ TEDC Bandung
2014
Program Keahlian : TEKNIK ENERGI TERBARUKAN (1.18) Paket Keahlian : TEKNIK ENERGI BIOMASSA (062) Mata Pelajaran : BAHAN BAKAR NABATI
i
KATA PENGANTAR
Modul ini berjudul Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asap
Cair. Modul ini disusun untuk memenuhi kebutuhan pembelajaran mandiri atau
tatap muka sebagai pegangan siswa, sehingga siswa dapat mempelajari dan
memahami tentang biobriket dan asap cair
Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asap Cair, sangat penting
dalam dunia energi baru dan terbarukan/ renewable energy. khususnya yang terkait
dengan bio energi. Dalam modul ini akan dibahas mengenai pembuatan dan
pengujian biobriket dan asap cair, terutama dalam hal:
a. penyiapan bahan baku (tempurung kelapa, dan bahan penunjang lainnya)
b. pemrosesan pembuatan briket dan asap cair
c. pengujian hasil
Kompetensi yang diharapkan pada penyusunan modul ini adalah setelah modul
ini dipelajari, dikaji dan ditelaah, siswa/ peserta didik dapat mengaplikasikan proses
pembuatan dan pengujian biobriket dan asap cair dengan efisien, sehingga
terwujud hasil kerja yang baik berupa biobriket dan asap cair yang berpangsa pasar
besar dan bernilai jual tinggi.
Tim Penyusun:
Deddy Misdarpon, S.Pd., MT Drs. Hadi Prasetyo, MT
ii
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR .................................................................. ii
DAFTAR ISI ............................................................................... iii
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ................................................ iv
a. Petunjuk Umum
b. Petunjuk bagi peserta Diklat
c. Peran Instruktur/ Guru
d. Petunjuk Pembelajaran
BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................... 1
A. Latar Belakang .......................................................................... 1
B. Tujuan Pembelajaran ………………………………………………. 2
C. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar ………………….. 2
D. Indikator Keberhasilan ……………………………………………. 3
BAB II. KEGIATAN PEMBELAJARAN ....................................................... 4
A. KEGIATAN BELAJAR 1.
PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG ........................ 4
1. Uraian Materi ................................................................... 4
2. Tugas Latihan ................................................................... 18
3. Rangkuman ...................................................................... 21
4. Evaluasi Materi ............................................................... 23
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ......................................... 26
B. KEGIATAN BELAJAR 2. PEMBUATAN ASAP CAIR
1. Uraian Materi ................................................................... 27
2. Tugas Latihan .................................................................. 51
3. Rangkuman ...................................................................... 52
4. Evaluasi Materi ............................................................... 57
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ......................................... 58
iii
C. KEGIATAN BELAJAR 3. PENGUJIAN BIO BRIKET
1. Uraian Materi ..................................................................... 59
2. Tugas Latihan ..................................................................... 67
3. Rangkuman ........................................................................ 69
4. Evaluasi Materi ................................................................. 71
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ........................................... 72
D. KEGIATAN BELAJAR 4. PENGUJIAN ASAP CAIR
1. Uraian Materi ..................................................................... 73
2. Tugas Latihan ..................................................................... 111
3. Rangkuman ........................................................................ 112
4. Evaluasi Materi ................................................................. 113
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ........................................... 114
BAB III. PENUTUP ....................................................................................... 115
A. KUNCI JAWABAN ..................................................................... 115
B. INSTRUMEN PENILAIAN KELULUSAN ................................... 117
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 119
GLOSARIUM ................................................................................... 120
iv
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
A. Umum
1. Modul ini terdiri atas Kegiatan Belajar, Uraian Materi, dan Soal-soal Latihan.
2. Pelajari dahulu seluruh materi yang ada dari setiap Kegiatan Belajar,
kemudian pelajari juga dari refferensi yang lain, sesuai dengan yang
disarankan.
3. Anda diwajibkan untuk mengikuti seluruh Kegiatan Belajar yang ada pada
Modul ini sebagai Kompetensi minimal, dari program diklat yang
diselenggarakan.
4. Untuk mempertajam pemahaman, anda diwajibkan mengerjakan soal-soal
yang telah disediakan pada bagian akhir dari setiap kegiatan belajar setelah
anda selesai mempelajari bagian dimaksud.
5. Untuk dapat melanjutkan kegiatan, anda harus mampu menjawab dengan
benar minimal 80 persen dari soal-soal yang ada.
6. Penguasaan /kompetensi anda akan diukur lebih lanjut melalui Post-Test
secara terpisah oleh Instruktor/Pembimbing.
B. Petunjuk Bagi Siswa
a. Pelajari materi pada setiap kegiatan belajar dengan seksama.
b. Siapkan alat bantu sebelum memulai melaksanakan pekerjaan.
c. Siapkan peralatan alat keselamatan kerja dengan benar.
d. Kerjakan lembar latihan yang terdapat pada bagian akhir dari setiap
kegiatan belajar.
e. Koreksi hasil jawabanmu dengan mencocokkan kunci jawaban yang
terdapat pada bagian akhir modul ini.
f. Jika jawaban anda belum mencapai standar nilai minimal 80% maka anda
dinyatakan belum kompeten, selanjutnya pelajari ulang pada materi tersebut
dengan teliti hingá anda yakin telah memperoleh nilai minimal 80.
g. Setelah selesai melakukan semua kegiatan belajar pada modul ini dengan
memperoleh nilai rata-rata minimal 80, maka anda telah dinyatakan
kompeten dalam proses pembuatan dan pengujian biobriket dan asap cair.
v
C. Peran Instruktur/ Guru
a. Membantu peserta diklat dalam menyusun rencana belajar.
b. Menjelaskan para peserta diklat tentang hal-hal yang harus dilakukan
diantaranya : pelaksanaan latihan dan tugas-tugas, test/ujian dan tata
cara penilaian secara mandiri.
c. Merencanakan proses penilaian dan menyiapkan perangkat yang
diperlukan, serta melakukan penilaian hasil kerja peserta diklat
d. Merencanakan asistensi/pendampingan instruktur untuk membantu
sewaktu diperlukan.
e. Mengatur kegiatan belajar kelompok jika diperlukan sewaktu-waktu.
f. Mencatat hasil kemajuan belajar peserta diklat.
D. Petunjuk Pembelajaran
a. Bahan ajar ini terdiri atas Kegiatan Belajar, Uraian Materi, dan Soal-soal
Latihan, diakhiri oleh Post Test
b. Pelajari dahulu seluruh materi yang ada dari setiap Kegiatan Belajar,
kemudian pelajari juga dari refferensi yang lain, sesuai dengan yang
disarankan.
c. Anda diwajibkan untuk mengikuti seluruh Kegiatan Belajar yang ada pada
Bahan ajar ini sebagai Kompetensi minimal, dari program diklat yang
diselenggarakan.
d. Untuk mempertajam pemahaman, anda diwajibkan mengerjakan soal-soal
yang telah disediakan pada bagian akhir dari setiap kegiatan belajar setiap
anda selesai mempelajari bagian dimaksud.
e. Untuk dapat melanjutkan kegiatan anda harus mampu menjawab dengan
benar minimal 80 persen dari soal-soal yang ada.
f. Penguasaan /kompetensi anda akan diukur lebih lanjut melalui Tugas dan
Post-Test yang akan disiapkan oleh instruktu
1
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Data Asia Pasific Coconut Community (APCC) menunjukkan bahwa konsumsi
kelapa segar penduduk Indonesia sekitar 36 butir/kapita/tahun atau 7,92 miliar butir
(51,1%). Bila produksi buah kelapa nasional sebanyak 15,5 miliar butir/tahun, maka
buah kelapa yang dapat diolah di sektor industri adalah 7,57 miliar butir (48,9%).
Jumlah ini dapat memenuhi kebutuhan 29 unit industri dengan kapasitas 1 juta
butir/hari.
Dari buah kelapa dapat dikembangkan berbagai industri yang menghasilkan
produk pangan dan non-pangan mulai dari produk primer yang masih menampakkan
ciri-ciri kelapa hingga yang tidak lagi menampakkan ciri-ciri kelapa. Dengan
demikian, nilai ekonomi kelapa tidak lagi berbasis kopra.
Keadaan tersebut sudah berkembang di negara-negara lain, seperti di
Filipina. Dari total ekspor produk kelapa Filipina (US$ 920 juta), sekitar 49%
diantaranya adalah berupa produk bukan coconut crude oil (CCO). Terkait hal itu,
secara nasional promosi program diversifikasi di pedesaan untuk menghasilkan
produk kelapa setengah jadi yang terkait dengan industri berteknologi tinggi perlu
dikembangkan.
Produk kelapa yang sudah berkembang di dalam negeri adalah coconut
crude oil (CCO) dan turunannya, desiccated coconut (DC), virgin coconut oil (VCO),
coconut milk (CM), CF, Activated carbon (AC), dan CCL. Sekitar 90% dari bahan
baku daging kelapa digunakan untuk menghasilkan CCO dan sisanya terbagi untuk
produk lainnya, tetapi kecenderungan untuk menghasilkan CCO tersebut semakin
menurun, sedangkan produk lainnya semakin meningkat. Sesuai dinamika pasar
produk, kecenderungan untuk menghasilkan produk oleokimia (OC) turunan dari
CCO tampak semakin tinggi.
Produk-produk turunan daging buah selain (OC) yang sangat prospektif untuk
berkembang adalah VCO, DC, CM dan CC. Keempat produk ini memiliki konteks
2
pengembangan yang sangat baik. VCO memiliki konteks produk yang dapat
meningkatkan kesehatan (daya imunitas tubuh terhadap berbagai penyakit
degeneratif) dan bahan baku kosmetik alami yang bernilai tinggi. DC adalah produk
campuran makanan yang higienis dan praktis. CM adalah minuman kesehatan yang
dapat mensubstitusi susu dan CC adalah bahan yang praktis dan hiegenis untuk
keperluan memasak pengganti santan parut manual.
Produk-produk turunan sabut yang prospektif untuk bahan jok mobil mewah,
springbed, dan geotextile (GT). Produk-produk turunan tempurung yang prospektif
adalah AC, CCL, tepung tempurung (CP) dan kerajinan. Activated carbon antara lain
dapat digunakan untuk industri minyak dan gas, pemurnian air, pengolahan pulp,
pupuk dan tambang emas.
Ada empat komponen dasar dari buah kelapa, yaitu sabut, tempurung, daging buah
dan air yang dapat diolah menjadi berbagai macam produk.
Dalam modul ini yang akan dibahas hanya yang berhubungan dengan
tempurungnya saja.
B. Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari dan mengikuti semua petunjuk kegiatan pembelajaran dalam
modul ini, peserta diharapkan mampu memahami prinsip dan melaksanakan :
1) Pembuatan briket arang tempurung
2) Pembuatan asap cair
3) Pengujian biobriket arang tempurung
4) Pengujian asap cair
C. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar
Standar Kompetensi Kompetensi Dasar
1. Membuat bio briket arang tempurung
1.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 1.2. Menyiapkan bahan baku 1.3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket
2. Membuat asap cair dari proses pengarangan tempurung
2.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 2.2. Menyiapkan bahan baku 2.3. Melaksanakan proses pembuatan asap cair
3. Melakukan pengujian hasil bio briket arang tempurung
3.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 3.2. Menyiapkan bahan baku 3.3. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung
3
kelapa
4. Melakukan pengujian hasil asap cair/ pyrolisis
4.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu 4.2. Menyiapkan bahan baku 4.3. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses
pengarangan tempurung kelapa
D. Indikator Keberhasilan
Terlaksananya pembelajaran siswa/peserta didik meliputi pemahaman prinsip
dan melaksanakan :
1. Membuat Bio Briket Arang Tempurung
1.1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu
1.2. Menyiapkan bahan baku
1.3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket
2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengarangan Tempurung
2.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
2.2. Menyiapkan Bahan Baku
2.3. Melaksanakan proses pembuatan asap cair
3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang Tempurung
3.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
3.2. Menyiapkan bio briket sebagai specimen benda uji
3.3. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa
4. Melakukan Pengujian Hasil Asap Cair/ Pyrolisis
4.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
4.2. Menyiapkan asap cair grade 1,2, dan 3 debagai specimen benda uji
4.3. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan
tempurung kelapa
(Tingkat keberhasilan pembelajaran siswa/peserta didik akan dievaluasi
berdasarkan kegiatan pembelajaran yang dikerjakannya)
4
BAB II. KEGIATAN PEMBELAJARAN
A. KEGIATAN BELAJAR 1. PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG
1. Uraian Materi
Tempurung
Tempurung kelapa yang dulu hanya digunakan sebagai bahan bakar,
sekarang sudah merupakan bahan baku industri cukup penting. Produk yang
dihasilkan dari pengolahan tempurung adalah arang, arang aktif, tepung
tempurung, dan barang kerajinan. Arang aktif dari tempurung kelapa memiliki
daya saing yang kuat karena mutunya tinggi dan tergolong sumber daya yang
terbarukan. Selain digunakan dalam industri farmasi, pertambangan, dan
penjernihan, arang aktif sekarang sudah dibuat untuk penyaring atau
penjernih ruangan untuk menyerap polusi dan bau tidak sedap dalam
ruangan. Berdasarkan data ekspor tahun 2003, Indonesia ternyata lebih
banyak mengekspor dalam bentuk arang tempurung (56%), sedangkan
negara lain dalam bentuk arang aktif.
Pertumbuhan penduduk yang terus meningkat serta laju
perkembangan industri menyebabkan meningkatnya penggunaan energi.
Selama ini pemenuhan energi berasal dari minyak dan gas bumi yang
merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui dan
keberadaannya semakin menipis. Untuk mengantisipasi semakin
berkurangnya minyak dan gas bumi, mendorong diusahakannya pemanfaatan
sumber energi alternatif.
Salah satu sumber energi alternatif yaitu penggunaan briket arang.
Tahukah anda tentang arang tempurung kelapa? Mungkin bagi anda yang
belum tahu mulai sekarang harus mencari tahu karena briket arang
tempurung kelapa ini bisa diolah menjadi sebuah minyak tanah yang mana
dijadikan salah satu kebutuhan pokok yang sukar sekali untuk didapatkan
5
sekarang ini mengingat harga jual nya yang cukup tinggi sehingga banyak
orang yang beralih untuk lebih memilih gas elpiji.
Gambar 1.1. GPotensi Pengembangan Produk Kelapa
Hal ini bisa dijadikan sebagai peluang bisnis briket arang yang mana
memberikan keuntungan yang cukup menjanjikan nantinya jika diolah dengan
tangan yang benar. Kenaikan harga bbm yang berlangsung belakangan ini
nyatanya dapat memberikan efek yang cukup penting untuk penduduk
kelompok kalangan bawah.
Gambar 1.2. Briket Arang Tempurung Sarat Peluang Bisnis
6
Peluang bisnis ini menyasar karena Kenaikan harga minyak tanah
yang melambung tinggi sampai meraih empat kali lipat, ditambah lagi tingkat
kecenderungan pemakaian bbm yang makin hari semakin merangkak naik,
mendorong beberapa besar penduduk untuk mulai berpaling dari bahan bakar
minyak ke pemakaian bahan bakar alternatif.
Perumpamaannya saja potensi pemanfaatan briket arang tempurung
kelapa yang sangat memungkinkan apabila dikembangkan sebagai bahan
bakar pengganti minyak tanah serta gas elpiji. Melimpahnya sampah
tempurung kelapa yang telah tidak terpakai, serta besarnya kandungan daya
yang dihasilkan limbah tersebut, membuat banyak sekali warga yang mulai
tertarik untuk mengembangkan bahan bakar alternatif berbentuk biobriket dari
limbah tempurung kelapa menjadi daya energi alternatif terbarukan.
Pemakaian briket arang tempurung kelapa merupakan langkah pas
bagi penduduk untuk kurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar fosil
layaknya minyak tanah serta gas elpiji, ataupun pemakaian bahan bakar kayu
yang tingkat konsumsinya makin hari makin meningkat tajam hingga
membahayakan ekologi rimba. Tujuan pasar yang dapat anda bidik saat
menjalankan usaha briket arang tempurung yang berdomisili di daerah-
daerah terpencil.
Di samping itu, anda juga dapat membidik beberapa pebisnis kuliner
yang belakangan ini mulai memakai bahan bakar alternatif berbentuk briket
arang untuk kurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar minyak tanah
serta gas elpiji yang harganya makin hari semakin melambung tinggi.
7
Gambar 1.3. Arang Tempurung dan Briket
Proses Pembuatan Briket Arang Tempurung Kelapa
Sesungguhnya untuk pembuatan biobriket ini kita dapat
menggunakan berbagai macam bahan baku arang yang berupa limbah dan
non limbah. Bahan baku briket arang dapat berupa sekam padi, kayu, limbah
dari industri penggergajian, dan tempurung kelapa. Saat ini sedang
dikembangkan briket arang yang dihasilkan dari tempurung kelapa yang
biasanya hanya merupakan limbah pada industri pembuatan minyak kelapa.
Perkembangan perkebunan kelapa di Indonesia terus meningkat, pada tahun
1968 luas areal kelapa mencapai 1,595 juta ha menjadi 3,712 ha tahun 1999
dengan volume ekspor minyak kelapa mencapai 735 ribu ton pada tahun
2000 (Anonim, 2003) yang berakibat semakin banyaknya tempurung kelapa
yang tidak dimanfaatkan secara optimal dan menjadi limbah industri.
Dengan adanya ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin
berkembang, limbah tempurung kelapa ini dapat diproses menjadi produk
olahan yang lebih bermanfaat. Pembuatan briket arang dari tempurung
kelapa merupakan salah satu cara untuk menanggulangi limbah tempurung
kelapa yang dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif.
8
TEKNOLOGI PENGOLAHAN TEMPURUNG
TEMPURUNG
Arang Tempurung Liquid Smoke
Briket Karbonaktif
KarbonBlack
Pengawet
BahanBakar
Filter &Absorber
FillerKaret
Penggumpalan
lateks Ikan
Bakso
Tahu
CitaRasaAsap
Daging
Ikan
Gambar 1.4. Skema Teknologi Pengolahan Tempurung Kelapa
Untuk menghasilkan briket arang, hal utama yang harus dilakukan
yaitu pembuatan arang sebagai bahan dasar briket arang. Berbagai macam
metoda digunakan untuk menghasilkan arang, baik metode sederhana
maupun dengan menggunakan peralatan yang lebih modern.
Sebagian besar masyarakat masih menggunakan metode
sederhana untuk menghasilkan arang. Metode ini menggunakan ruang
pembakaran berupa lubang di dalam tanah, dapur pengarangan, maupun
drum pengarangan. Pembakaran dengan metode ini memakan waktu cukup
lama, untuk pembakaran dengan lubang di dalam tanah memerlukan waktu 6
– 7 hari (Palungkun, 2001).
9
Gambar 1.5. Tungku Pengarangan Sederhana
Peralatan yang lebih modern untuk pembuatan arang dilengkapi
dengan alat pengatur suhu pemanasan, sehingga suhu pengarangan dapat
diketahui. Selain itu asap yang dihasilkan tidak langsung dibuang ke
lingkungan tetapi dikondensasi menjadi asap cair.
Gambar 1.6. Tungku Pengarangan Modern
10
Beberapa keuntungan pembuatan arang dengan metode modern
dibandingkan metode sederhana yaitu jumlah arang yang dihasilkan lebih
banyak, proses karbonisasi lebih cepat, asap yang dihasilkan selama proses
karbonisasi dapat dijadikan asap cair sehingga mengurangi pencemaran
lingkungan.
Arang yang dihasilkan dari proses pengarangan dikatakan baik
jika arang berwarna hitam merata dan tidak mengandung kotoran. Pada
bagian ujung pecahan arangnya bercahaya dan bila dijatuhkan di atas lantai
yang keras, pecahan kepingannya menampakkan lingkaran yang terang
(Palungkun, 2001).
Jadi ciri arang yang baik untuk biobriket adalah:
o arang berwarna hitam merata
o tidak mengandung kotoran
o ujung pecahan arangnya bercahaya
o bila dijatuhkan pada lantai keras, pecahan kepingannya seperti
lingkaran terang
Gambar 1.7. Arang Tempurung yang berkualitas
11
Pada pembuatan briket arang, arang terlebih dahulu dijadikan serbuk,
kemudian serbuk arang dicampur perekat dan dicetak. Bentuk dan ukuran
briket arang dapat dimodifikasi sehingga lebih praktis dalam penggunaannya
sebagai bahan bakar rumah tangga ( Hartoyo dkk, 1978).
Dilihat dari manfaat briket arang tempurung kelapa yang dapat
digunakan sebagai sumber energi alternatif, maka dalam proses
pembuatannya juga akan dilakukan pengujian untuk mengetahui kualitas
briket arang yang dihasilkan.
PROSES PELAKSANAAN PEMBUATAN BRIKET ARANG TEMPURUNG
Penyiapan Bahan Baku
Tempurung kelapa merupakan bagian yang paling keras dari buah
kelapa. Tempurung kelapa termasuk golongan kayu keras dengan kadar air
sekitar enam sampai sembilan persen (dihitung berdasar berat kering) dan
terutama tersusun dari lignin, selulosa dan hemiselulosa (Woodroof, 1970).
Adapun komposisi penyusun tempurung kelapa adalah sebagai berikut:
Tabel 1.1. Komposisi penyusun tempurung kelapa
Penyusun Tempurung
Jumlah ( % )
Lignin 36,51
Selulosa 33,61
Hemiselulosa 19,27
(Woodroof, 1970)
Briket arang tempurung kelapa dibuat dari bahan baku berupa
tempurung kelapa. Pemilihan bahan baku tempurung kelapa yang akan
dijadikan arang haruslah tempurung yang bersih dan berasal dari kelapa
yang tua. Selain itu bahan harus kering, agar proses pembakarannya
berlangsung lebih cepat dan tidak menghasilkan banyak asap (Palungkun,
2001).
12
Gambar 1.8. Menyiapkan Tempurung Sesuai Kriteria
PEMROSESAN
PENGARANGAN CARA SEDERHANA
Pengarangan cara sederhana banyak dilakukan oleh masyarakat,
karena dengan cirri has kesederhanaannya. Pengarangan sederhana dalam
prosesnya hanya akan menghasilkan arang saja, tidak akan menghasilkan
asap cair, karena tidak ada proses penampungan asap. Alat yang
dipakai untuk pengarangan adalah sebuah drum yang difungsikan sebagai
tungku, untuk pengarangan dalam jumlah banyak, dapat menggunakan
beberapa tungku pembakaran.
Proses Pengarangan :
1. Siapkan tungku pembakaran dan tempurung yang akan dipakai
2. Bersihkan tempurung dari kotoran dan sabut
3. Keringkan tempurung dengan cara dijemur, hingga kadar airnya kira-
kira 15%
MENYIAPKAN TEMPURUNG KELAPA SEBANYAK +/- 250kg, DENGAN
KRITERIA : BERSIH, BERASAL DARI KELAPA YANG TUA, DAN KERING
13
4. Pengarangan dapat dilakukan dengan cara pengarangan langsung
pada tungku tertutup, dengan bahan bakar dibawah tungku tersebut
5. atau pembakaran tempurung yang akan dijadikan arang pada tungku,
kemudian pada saat semua tempurung sudah terbakar, lalu ditutup
dengan debu sisa pembakaran atau pasir, sihingga terjadi proses
pengarangan. Cara ini tidak memakai bahan bakar tersendiri.
6. Selanjutnya arang tempurung disortir dari bagian pengarangan yang
tidak sempurna/ masih mentah.
7. Untuk menghasilkan kualitas arang yang baik, diperlukan pengalaman
dan cara-cara yang sesuai dengan cara pengarangan modern.
Gambar 1.9. Sampel arang tempurung yang belum matang
PENGARANGAN TEMPURUNG KELAPA CARA MODERN
Bahan baku tempurung yang sudah dipilih kemudian diproses lebih
lanjut menggunakan proses pyrolisis. Apabila tempurung kelapa dipirolisis,
maka akan terjadi rangkaian proses peruraian penyusun tempurung kelapa
tersebut, dan akan menghasilkan arang, tar dan gas (Hartoyo dkk,1978).
a. Pengarangan tempurung Tahap suhu rendah (0o C – 200o C)
Reaksi yang terjadi pada bagian ini adalah reaksi endotermis, yaitu
reaksi yang menyerap panas, artinya panas yang dihasilkan dari reaksi
tersebut lebih rendah dari panas yang diterima. Reaksi ini pada intinya
adalah proses menguapkan air, walaupun titik didih air adalah 100o C
14
tetapi untuk menguapkan air yang berada di dinding sel diperlukan suhu
sampai 200oC.
Pada tahap ini, meskipun lambat terjadi pula proses dekomposisi
kayu. Walaupun kekuatan kayu naik seiring dengan menurunnya kadar
air kayu, namun perlahan-lahan akan menurun jika sudah di atas 100o C.
Proses prengarangan berjalan pelan namun kayu tempurung tidak
sampai terbakar. Kelembaban tinggi akibat proses penguapan air sesuai
dengan kapasitas tungkunya
Gambar 1.10. Proses memasukkan tempurung pada tungku pengarangan
b. Pengarangan Tahap Suhu Tinggi (di atas 200o C)
Tahap ini merupakan reaksi eksotermis , yaitu reaksi yang menghasilkan
panas artinya panas yang dihasilkan dari reaksi ini lebih besar dari yang
diterima. Pada tahap ini proses dekomposisi meningkat pesat, dimulai
dari terjadinya proses dekomposisi komponen kayu misalkan
hemiselulosa, selulosa dan lignin.
15
Hemiselulosa terdekomposisi pada suhu 200o C - 250o C, selulosa mulai
280oC dan berakhir pada 300o C–350o C, sementara lignin mulai
terdekomposisi pada suhu 300o C-350o C dan berakhir pada suhu 400o C
– 450o C.
Pada permulaan pirolisis dihasilkan gas-gas yang mudah terbakar seperti
CO, metana, metanol, formaldehid dan asam asetat. Proses pirolisis
selanjutnya menghasilkan tar, termasuk di dalamnya adalah furfural dan
derivatif furan sebagai hasil dekomposisi dari pentosan, kemudian glukosa
sebagai hasil dekomposisi selulosa dan berbagai macam senyawa
aromatik (fenol, xilenol) sebagai hasil dekomposisi lignin. Semua hasil
dekomposisi menguap bersamaan dengan meningkatnya suhu pirolisis
dan residu yang tertinggal adalah arang.
Setelah proses pirolisis selesai kemudian bahan arang tempurung yang
didapat digunakan sebagai bahan pembuatan briket arang tempurung.
Proses pembuatan briket arang tempurung dapat menggunakan cara
berikut.
c. Pembuatan Serbuk/Tepung Arang
Tempurung kelapa yang telah menjadi arang, kemudian dibuat serbuk
yaitu digiling dengan mesin penggiling dan ditumbuk. Serbuk yang telah
diperoleh disaring dengan saringan 20 mesh dan tertahan 42 mesh.
Serbuk arang siap digunakan untuk pembuatan briket.
Gambar 1.11. Mesin Penepung Arang Tempurung
16
Gambar 1.12. Proses Penepungan Arang Tempurung
d. Pembuatan Pasta Briket
Pasta briket dibuat dengan mencampur bahan perekat pati dengan serbuk
arang tempurung menggunakan perbandingan 1 : 25. Perekat pati dibuat
dengan campuran pati dan air dengan perbandingan 1 : 8. Campuran
dipanaskan sampai campuran matang. Setelah perekat pati matang
kemudian dicampurkan secara merata dengan serbuk arang tempurung
secara manual ataupun menggunakan mesin pengaduk.
Komposisi antar bahan pencampur dapat diamati dari skema dibawah ini:
17
Gambar 1.13. Diagram Komposisi Pasta Biobriket Arang Tempurung
Gambar 1.14. Mesin Pengaduk/ Mixer Adonan Briket dan Tepung Arang
e. Pencetakan Briket
Setelah adonan briket jadi, kemudian adonan dimasukkan ke dalam alat
cetak briket,
o Masukkan adonan briket pada moulding cetakan, sehingga
memenuhi seluruh rongga silinder cetakan, volume adonan briket,
seperti halnya volume silinder cetakan
PASTA BIOBRIKET
TEPUNG ARANG (25 kg)
TEPUNG KANJI/TAPIOKA
(1kg)
Air (8 liter)
18
o Kemudian dipadatkan dengan tangan, sehingga permukaan atas
adonan briket, sama tinggi dengan permukaan bagian atas cetakan
o Mengatur meja cetakan briket, sehingga bagian pin pengepres tepat
berada dibagian tengah (senter) silinder rongga cetakan briket,
kuncikan kedudukan meja cetakan pada posisi yang seharusnya
o Memutar roda torak cetakan, sehingga pin pencetak menekan
seluruh permukaan adonan briket, sehingga terjadi kepadatan
tertentu
o Mengeluarkan briket yang telah selesai dicetak, simpan pada loyang
dan siap untuk dikeringkan
Gambar 1.15. Mesin Pengaduk/ Mixer Adonan Briket dan Tepung Arang
f. Pengeringan Briket
Setelah dicetak, selanjutnya biobriket dikeringkan. Pengeringan dapat
dilakukan secara alamiah/manual dijemur dibawah terik matahari, atau
dimasukkan pada alat pengering khusus (oven). Proses pengeringan
secara manual di bawah terik matahari dilakukan selama 3-4 hari, atau
kalau dengan menggunakan oven, dikeringkan pada suhu oven 60oC
selama 24 jam. sebelum dimasukkan oven, briket diangin-anginkan
terlebih dahulu minimal 12 jam, agar tidak terjadi pengeringan yang
mendadak, yang dapat menyebabkan pecah-pecah.
19
Gambar 1.16. Pengeringan Bio Briket Pada Oven Khusus Pada Temp. 60O C
Gambar 1.17. Pengeringan Bio Briket Pada Oven Khusus Pada Temp. 60O C
20
Gambar 1.18. Bio Briket yang sudah jadi selanjutnya di packing
21
2. Tugas Latihan
Tugas Latihan ke 1:
(Setelah anda menyimak uraian materi di atas dan mungkin anda
mendapat informasi serupa yang lebih luas dari media lain, selanjutnya
jawab pertanyaan dibawah ini dengan vukup rinci)
1.1. Jelaskan bagaimana potensi kelapa saat ini (contohkan potensi
kelapa didaerah anda) kaitannya dengan rencana
pengembangan energi baru terbarukan ?
1.2. Jelaskan bagaimana aspek peluang bisnisnya, apabila
pengembangan energi baru terbarukan yang bersumber dari
tempurung kelapa, berhasil dilaksanakan ?
1.3. Apabila anda berhasil memproduksi bio briket dari tempurung
kelapa, kemana akan anda pasarkan ?
Tugas Latihan ke 2:
(Setelah anda menyimak uraian materi PROSES PEMBUATAN BRIKET ARANG
TEMPURUNG KELAPA di atas dan mungkin anda mendapat informasi serupa yang
lebih luas dari media lain, selanjutnya jawab pertanyaan dibawah ini).
2.1. Identifikasikan bahan baku yang dapat dipakai untuk bio briket:
a) ………………………………………………………………………
b) …………………………………………………………….……….
c) ………………………………………………………………………
d) ………………………………………………………………………
e) ………………………………………………………………………
2.2. Jelaskan apa kelebihan tempurung kelapa sebagai bahan baku bio briket !
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
22
2.3. Jelaskan fungsi potensi arang tempurung, terkait dengan energy !
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
2.4. Identifikasikan fungsi karbon aktif hasil dari arang tempurung !
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
2.5. Identifikasikan fungsi briket arang tempurung (bio briket) !
………………………………………………………………….
………………………………………………………………….
2.6. Jelaskan pembuatan arang dengan cara metode sederhana !
………………………………………………………………….
………………………………………………………………….
2.7. Identifikasikan keuntungan pembuatan arang dengan metode modern !
………………………………………………………………….
………………………………………………………………….
Tugas Latihan ke 3:
(Setelah anda menyimak uraian materi PENYIAPAN BAHAN BAKU di atas dan
mungkin anda mendapat informasi serupa yang lebih luas dari media lain,
selanjutnya jawab pertanyaan dibawah ini):
3.1. Apa yang menjadi patokan untuk menentukan jumlah bahan baku yang akan
disiapkan ?
3.2. Apakah tempurung yang akan dipilih termasuk sabut yang menempel pada
tempurung tersebut? * Ya Tidak, alasannya adalah ……………………
3.3. Berapa persen kadar air tempurung maksimum yang akan dipakai langsung
dalam pengarangan ?
3.4. Apabila pengarangan memakai tempurung yang kotor dan mengandung
banyak sabut menempel pada tempurung tersebut, bagaimana kualitas hasil
arangnya?
3.5. Tuliskan beberapa persyaratan tempurung yang baik untuk dijadikan biobriket!
23
3. Rangkuman Kegiatan Belajar 1.
Kegiatan Belajar 1 ini membahas tentang:
Membuat Bio Briket Arang Tempurung, dengan sub pokok bahasan sebagai
berikut :
1. Menyiapkan peralatan utama dan alat batu
2. Menyiapkan bahan baku
3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket
Sebagian besar masyarakat masih menggunakan metode sederhana untuk
menghasilkan arang. Metode ini menggunakan ruang pembakaran berupa
lubang di dalam tanah, dapur pengarangan, maupun drum pengarangan.
Pembakaran dengan metode ini memakan waktu cukup lama, untuk pembakaran
dengan lubang di dalam tanah memerlukan waktu 6 – 7 hari (Palungkun, 2001).
Peralatan yang lebih modern untuk pembuatan arang dilengkapi dengan alat
pengatur suhu pemanasan, sehingga suhu pengarangan dapat diketahui. Selain
itu asap yang dihasilkan tidak langsung dibuang ke lingkungan tetapi
dikondensasi menjadi asap cair
o Proses Pengarangan :
1. Siapkan tungku pembakaran dan tempurung yang akan dipakai
2. Bersihkan tempurung dari kotoran dan sabut
3. Keringkan tempurung dengan cara dijemur, hingga kadar airnya kira-kira
15%
4. Pengarangan dapat dilakukan dengan cara pengarangan langsung pada
tungku tertutup, dengan bahan bakar dibawah tungku tersebut
5. atau pembakaran tempurung yang akan dijadikan arang pada tungku,
kemudian pada saat semua tempurung sudah terbakar, lalu ditutup
dengan debu sisa pembakaran atau pasir, sihingga terjadi proses
pengarangan. Cara ini tidak memakai bahan bakar tersendiri.
6. Selanjutnya arang tempurung disortir dari bagian pengarangan yang tidak
sempurna/ masih mentah.
7. Untuk menghasilkan kualitas arang yang baik, diperlukan pengalaman dan
cara-cara yang sesuai dengan cara pengarangan modern
24
o Pembuatan Pasta Briket
Pasta briket dibuat dengan mencampur bahan perekat pati dengan serbuk
arang tempurung menggunakan perbandingan 1 : 25. Perekat pati dibuat
dengan campuran pati dan air dengan perbandingan 1 : 8. Campuran
dipanaskan sampai matang. Setelah perekat pati matang kemudian
dicampurkan dan diaduk secara merata dengan serbuk arang tempurung
secara manual ataupun menggunakan mesin pengaduk
Pencetakan Briket
Setelah adonan briket jadi, kemudian adonan dimasukkan ke dalam alat cetak
briket,
o Masukkan adonan briket pada moulding cetakan, sehingga memenuhi
seluruh rongga silinder cetakan, volume adonan briket, seperti halnya
volume silinder cetakan
o Kemudian dipadatkan dengan tangan, sehingga permukaan atas adonan
briket, sama tinggi dengan permukaan bagian atas cetakan
o Mengatur meja cetakan briket, sehingga bagian pin pengepres tepat berada
dibagian tengah (senter) silinder rongga cetakan briket, kuncikan kedudukan
meja cetakan pada posisi yang seharusnya
o Memutar roda torak cetakan, sehingga pin pencetak menekan seluruh
permukaan adonan briket, sehingga terjadi kepadatan tertentu
o Mengeluarkan briket yang telah selesai dicetak, simpan pada loyang dan
siap untuk dikeringkan
Pengeringan Briket
Setelah dicetak, selanjutnya biobriket dikeringkan. Pengeringan dapat dilakukan
secara alamiah/manual dijemur dibawah terik matahari, atau dimasukkan pada
alat pengering khusus (oven). Proses pengeringan secara manual di bawah
terik matahari dilakukan selama 3-4 hari, atau kalau dengan menggunakan
oven, dikeringkan pada suhu oven 60oC selama 24 jam.
25
4. Evaluasi Materi
o Post Test
Kerjakan soal dibawah ini pada lembar jawaban yang telah disediakan.
1. Jelaskan persyaratan tempurung kelapa yang baik untuk
dijadikan bio briket
2. Buatlah gambaran proses pengarangan tempurung kelapa cara
sederhana
3. Jelaskan manfaat pengarangan tempurung dilakukan secara
modern
4. Jelaskan prosedur dan cara membuat adonan briket
5. Jelaskan cara melakukan pencetakan adonan briket menjadi
briket yang bentuknya stándar dan padat
6. Jelaskan kriteria oven pengering yang memenuhi persyaratan
untuk mengeringkan bio briket
7. Jelaskan cara mengeringkan bio briket pada oven, agar
hasilnya memenuhi standard kekeringan dan kualitasnya baik
8. Jelaskan mengapa kadar air bio briket tidak boleh lebih dari
10% ?
o Tugas Praktek
Kerjakanlah Tugas Praktek Pembuatan Briket Arang Tempurung
berikut ini menurut tatacara standard (SOP) yang tepat:
1. Pembuatan Arang Tempurung, cara tradisional atau cara
modern.
2. Pembuatan Tepung Arang Tempurung.
3. Pembuatan Pasta briket.
4. Pencetakan biobriket.
5. Pengeringan /oven biobriket
26
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
o Progres Pembelajaran :
Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asap cair
Nama Peserta : …………………………………………
Sekolah Asal : …………………………………………
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar Skor Standar
Skor yang dicapai
Keterangan (L/ TL)
1. Membuat Bio Briket Arang Tempurung
1.4. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
1.5. Menyiapkan Bahan Baku
1.6. Melaksanakan proses pembuatan bio briket
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengarangan Tempurung
2.4. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
2.5. Menyiapkan Bahan Baku
2.6. Melaksanakan proses pembuatan asap cair
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang tempurung
3.4. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
3.5. Menyiapkan Bahan Baku
3.6. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
4. Melakukan Pengujian hasil asap cair/ pyrolisis
4.4. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
4.5. Menyiapkan Bahan Baku
4.6. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
………………………, …………………………… 2014 Penilai
………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………
27
B. KEGIATAN BELAJAR 2. PEMBUATAN ASAP CAIR
1. Uraian Materi
a. Pendahuluan
Pengasapan telah lama dikenal sebagai salah satu tahapan
dalam pengolahan produk pangan. Tujuan semula dari pengasapan
adalah menghambat laju kerusakan produk. Namun dalam
perkembangannya tujuan pengasapan tidak hanya itu, tetapi lebih
ditujukan untuk memperoleh kenampakan tertentu pada produk
asapan dan citarasa asap pada bahan makanan. Astuti (2000)
mengemukakan bahwa penggunaan asap cair lebih menguntungkan
daripada menggunakan metode pengasapan lainnya karena warna
dan citarasa produk dapat dikendalikan, kemungkinan menghasilkan
produk karsinogen lebih kecil, proses pengasapan dapat dilakukan
dengan cepat dan bisa langsung ditambahkan pada bahan selama
proses. Pengasapan diperkirakan akan tetap bertahan pada masa
yang akan datang karena efek yang unik dari citarasa dan warna yang
dihasilkan pada bahan pangan.
Asap cair dapat diperoleh dengan cara pirolisis tempurung
kelapa kemudian dilakukan kondensasi. Untuk aplikasi asap cair,
perlu dilakukan pemisahan komponen tar, karena terikutnya
komponen ini dapat memberikan kenampakan yang jelek. Salah satu
cara untuk memisahkan tar adalah dengan perlakuan destilasi untuk
memperoleh sifat organoleptik yang diinginkan. Menurut Yuwanti dkk
(1999) proses destilasi terhadap asap cair juga dapat menghilangkan
senyawa yang tidak diinginkan dalam asap cair seperti hidrokarbon
karsinogen dan residu tar.
Asap cair mengandung berbagai senyawa yang terbentuk
karena terjadinya pirolisis tiga komponen kayu yaitu selulosa,
hemiselulosa dan lignin.
28
Lebih dari 400 senyawa kimia dalam asap telah berhasil
diidentifikasi. Komponen-komponen tersebut ditemukan dalam jumlah
yang bervariasi tergantung jenis kayu, umur tanaman sumber kayu,
dan kondisi pertumbuhan kayu seperti iklim dan tanah. Komponen-
komponen tersebut meliputi asam yang dapat mempengaruhi
citarasa, pH dan umur simpan produk asapan; karbonil yang bereaksi
dengan protein dan membentuk pewarnaan coklat dan fenol yang
merupakan pembentuk utama aroma dan menunjukkan aktivitas
antioksidan (Astuti, 2000).
Selain itu Fatimah (1998) menyatakan golongan-golongan
senyawa penyusun asap cair adalah air (11-92 %), fenol (0,2-2,9 %),
asam (2,8-9,5 %), karbonil (2,6-4,0 %) dan tar (1-7 %).
Kandungan senyawa-senyawa penyusun asap cair sangat
menentukan sifat organoleptik asap cair serta menentukan kualitas
produk pengasapan. Komposisi dan sifat organoleptik asap cair sangat
tergantung pada sifat kayu, temperatur pirolisis, jumlah oksigen,
kelembaban kayu, ukuran partikel kayu serta alat pembuatan asap
cair (Girard, 1992).
Diketahui pula bahwa temperatur pembuatan asap merupakan
faktor yang paling menentukan kualitas asap yang dihasilkan. Darmadji
dkk (1999) menyatakan bahwa kandungan maksimum senyawa-
senyawa fenol, karbonil, dan asam dicapai pada temperatur pirolisis
600 oC. Tetapi produk yang diberikan asap cair yang dihasilkan pada
temperatur 400 oC dinilai mempunyai kualitas organoleptik yang terbaik
dibandingkan dengan asap cair yang dihasilkan pada temperatur
pirolisis yang lebih tinggi.
Adapun komponen-komponen penyusun asap cair meliputi:
o Senyawa fenol
Senyawa fenol diduga berperan sebagai antioksidan sehingga
dapat memperpanjang masa simpan produk asapan.
29
Kandungan senyawa fenol dalam asap sangat tergantung pada
temperatur pirolisis kayu. Menurut Girard (1992), kuantitas fenol pada
kayu sangat bervariasi yaitu antara 10-200 mg/kg Beberapa jenis fenol
yang biasanya terdapat dalam produk asapan adalah guaiakol, dan
siringol.
Senyawa-senyawa fenol yang terdapat dalam asap kayu
umumnya hidrokarbon aromatik yang tersusun dari cincin benzena
dengan sejumlah gugus hidroksil yang terikat. Senyawa-senyawa fenol ini
juga dapat mengikat gugus-gugus lain seperti aldehid, keton, asam dan
ester (Maga, 1987).
HO
H3CO
Guaiakol
OCH3
HO
H3CO
Siringol
o Senyawa karbonil
Senyawa-senyawa karbonil dalam asap memiliki peranan pada
pewarnaan dan citarasa produk asapan. Golongan senyawa ini mepunyai
aroma seperti aroma karamel yang unik. Jenis senyawa karbonil yang
terdapat dalam asap cair antara lain adalah vanilin dan siringaldehida.
HO
H3CO
Vanilin
C
O
H
HO
H3COC
O
H
OCH3
Siringaldehida
30
o Senyawa asam
Senyawa-senyawa asam mempunyai peranan sebagai anti bakteri
dan membentuk citarasa produk asapan. Senyawa asam ini antara lain
adalah asam asetat, propionat, butirat dan valerat.
o Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis
Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis (HPA) dapat terbentuk
pada proses pirolisis kayu. Senyawa hidrokarbon aromatik seperti
benzo(a)pirena merupakan senyawa yang memiliki pengaruh buruk
karena bersifat karsinogen (Girard, 1992).
Girard (1992) menyatakan bahwa pembentukan berbagai senyawa
HPA selama pembuatan asap tergantung dari beberapa hal, seperti
temperatur pirolisis, waktu dan kelembaban udara pada proses
pembuatan asap serta kandungan udara dalam kayu.
Dikatakan juga bahwa semua proses yang menyebabkan
terpisahnya partikel-partikel besar dari asap akan menurunkan kadar
benzo(a)pirena. Proses tersebut antara lain adalah pengendapan dan
penyaringan.
o senyawa benzo(a)pirena
Benzo(a)pirena mempunyai titik didih 310 oC dan dapat
menyebabkan kanker kulit jika dioleskan langsung pada permukaan kulit.
Akan tetapi proses yang terjadi memerlukan waktu yang lama
(Winaprilani, 2003).
Untuk mendapatkan biobriket dan asap cair yang berkualitas maka
harus kita persiapkan beberapa sarana pendukung yang berkualitas dan
memadai pula. Banyak peralatan pencetak biobriket dan asap cair
dengan spesifikasi dan kapasitas bervariasi yang beredar di pasaran
dengan berbagai merk produk yang bermacam-macam pula.
31
Mesin produksi biobriket dan asap cair ini merupakan satu unit
mesin pengolah limbah tempurung kelapa secara terpadu sehingga
diharapkan dalam sekali proses kita mendapatkan hasil secara terpadu
pula. Dengan demikian kita peralatan ini dapat berfungsi secara optimal
dengan memberikan keuntungan ganda disamping tentu saja
pertimbangan komponen bahan yang ekonomis.
Peralatan produksi yang digunakan untuk memproses bahan
baku tempurung kelapa menjadi briket dan asap cair terdiri dari beberapa
unit mesin, yaitu:
Mesin Pengeringan Tempurung
Mesin Pembakaran
Mesin Penepungan
Mesin Pencetakan
Mesin Destilasi dan Penyaringan
Mesin Pengemasan
Gambar 2.1. Alat Destilasi Lab Pemroses Asap Cair
32
Secara umum proses pembuatan biobriket dan asap cair seperti alur pada bagan
berikut:
DIAGRAM PROSES PEMBUATAN BIOBRIKET DAN ASAP CAIR
Gambar 2.2. Diagram Proses Pembuatan Biobriket dan Asap Cair
33
Proses Pirolisis
Pirolisis adalah degradasi limbah organik secara thermal dalam kondisi tanpa
oksigen untuk menghasilkan arang karbon, minyak dan gas yang dapat dibakar.
Besarnya produk yang akan dihasilkan dipengaruhi kondisi proses, terutama
temperatur dan laju pemanasan. Perbedaan utama pirolisis, gasifikasi dan
insinerasi: jumlah oksigen yang disuplai ke rekator thermal.
Temparatur relatif rendah, yaitu dalam rentang 400-800C. Kondisi proses yang
bervariasi mengakibatkan perbedaan produk arang, gas atau minyak yang
dihasilkan.
Panas disuplai melalui pemanasan tidak langsung, seperti pembakaran dari gas
atau minyak, atau pemanasan langsung menggunakan transfer gas panas.
Pirolisis memiliki kelebihkan dalam menghasilkan gas atau produk minyak dari
limbah yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk proses pirolisis itu
sendiri.
a. Pyrolisis dari limbah domestik (sampah kota) menghasilkan:
35% produk arang
kadar abu hingga 37%
34
b. Pyrolisis dengan laju pemanasan yang lambat terhadap limbah ban akan
menghasilkan:
Arang hingga 50%
kadar abu sekitar 10%
Pemanfaatan arang:
Digunakan langsung sebagai bahan bakar
Dipadatkan menjadi briket bahan bakar
Digunakan sebagai bahan adsorpsi seperti karbon aktif .
Proses Pirolisis
Proses pembakaran bahan baku tempurung kelapa menjadi arang tempurung
dan asap cair dengan menggunakan tungku pirolisis, adapun langkah-langkah
adalah sebagai berikut:
Pada waktu pengisian bahan baku diusahakan tempurung kelapa terisi penuh
di dalam reaktor dengan menggunakan balok kayu untuk memadatkan
tempurung di dalam reaktor pirolisis.
Reaktor ditutup rapat setelah terisi penuh dengan tempurung kelapa. Untuk
mencegah asap keluar dari reaktor pirolisis.
Untuk proses pembakaran disediakan bahan bakar sekitar 40 – 50 kg
tempurung untuk membakar 120 kg tempurung yang akan dijadikan briket.
Pada saat proses pembakaran suhu pirolisis dikontrol melalui alat kontrol
temperatur yang terpasang diatas reaktor pirolisis. Selama proses
pembakaran suhu dijaga sekitar 300-400 o C.
Kran pada separator / penampung tar harus dibuka 5-10 menit per jam
karena untuk mencegah cairan tar mengeras didalam pipa. Disamping itu
untuk mencegah terjadinya tekanan tinggi pada reaktor pirolisis.
Setelah 5 – 6 jam dimana asap cair tidak keluar dari kondensor maka proses
pirolisis dianggap sudah selesai.
Setelah proses pirolisis selesai tempurung (sisa pembakaran) yang
digunakan sebagai bahan bakar kemudian dapat dikeluarkan dan dimatikan
dengan menggunakan air.
Arang hasil pirolisis yang ada didalam reaktor didiamkan terlebih dahulu
selama 2 jam kemudian dikeluarkan dan digiling.
35
Proses Pembuatan Asap Cair
Penangkapan Asap Cair
Pada saat proses pirolisis berlangsung sekitar 4-6 jam, asap cair akan keluar
dan masih mengandung gas metan dan tar, disalurkan melalui pipa diameter
3 cm ke tangki penampung asap. Asap akan mulai mengembun menjadi
cairan pada drum kondensor. Jadilah asap cair sebanyak 55 liter. Asap cair
yang dihasilkan masih berupa asap cair grade C (masih mengandung tar
sehingga warna coklat pekat) dengan kadar pH 4-5.
Pemisahan Tar
Pada saluran pipa asap cair ini tar berupa larutan hitam pekat yang mirip
dengan oli di tangkap melalui separator kemudian ditampung pada bak
penampungan tar. Yang dibuka 5 - 10 menit setiap satu jam proses.
Proses Recycle Gas Metan
Dari tangki penampung asap cair terdapat asap yang mengembun menjadi
cairan dan gas yang masih belum terkondensasi berupa gas metan yang
selanjutnya masih dapat dimanfaatkan dengan cara dibakar dan disalurkan
kembali ke bawah reaktor untuk membantu bahan bakar pirolisis.
Pemisahan Asap Cair Grade C dengan tar
Asap cair ditampung pada tabung pemurnian untuk diproses menjadi asap
cair murni grade A dan B (tidak mengandung gas metan dan tar). Hal ini
dapat dilakukan melalui proses pengendapan asap cair grade C selama
minimal satu minggu, untuk mengendapkan tar. Asap cair yang telah
terpisah oleh tar disaring dengan Zeolit aktif, proses selanjutnya asap cair
grade C dilakukan dilakukan destilasi untuk pemurnian.
Pemurnian Asap Cair Grade C menjadi Grade A dan B (proses destilasi)
Pada proses detilasi diusahakan suhu awal mencapai 250 C selama 3 jam
(grade B) dengan warna agak kecoklatan dan kadar PHA yg masih cukup
tinggi. Kemudian perlahan lahan diturunkan sampai dengan 120 C. Selama
suhu 120 C proses destilasi sebaiknya dipertahankan selama 5 jam (grade
A) dengan warna coklat muda agak bening dengan kadar PHA yang sangat
sedikit. Kedua proses diatas dilakukan untuk volume asap cair sebanyak 55
liter, pada penurunan temperatur hasil asap cair akan semakin baik dimana
36
larutan asap cair akan semakin bening dan kadar tar sudah habis begitu juga
dengan kadar benzoapyrene/Polycyclic Hidrocarbon Aromatic (PHA).
Pengemasan dan Pemanfaatan Asap Cair
Asap Cair kemudian disimpan dalam penampungan untuk siap dikemas
sesuai dengan gradenya masing-masing.
Tungku Pirolisis
Alat yang digunakan untuk pembakaran tempurung (pengarangan)
menggunakan tungku pirolisis, agar hasil arang karbon bisa sempurna dan
juga bisa didapatkan hasil lain berupa asap cair, dan gas methan. Untuk
lebih jelasnya , Anda perhatikan pembahasan berikut ini.
Bagan Dapur Pirolisis Arang Tempurung dan Kondensasi Asap Cair
Gambar 2.3. Bagan Dapur Pirolisis Arang Tempurung dan Kondensasi Asap Cair
garis sambung
garis asli
tutup outlet
fire exhaust s/s
dia. 4"
flange 2"-304-JIS
plate s/s JIS-304 3mm
Detail sambungan
knee dia. 2"
pipa s/s dia.2"flange 2"-304-JIS
reducer 2-1/2"
Detail sambungan
knee dia. 2"
flange 1/2"-304-JIS
s/s 1/2"
s/s dia. 4"
stop kran s/s dia. 1/2"
besi siku 5/5
s/s dia. 1/2"
drum dia.60
besi dia 12
drain out
drain in
besi siku 5/5
double plat s/s#3mm
37
Gambar 2.4. Metode Recycling Gas Metan untuk Pembakaran
Keterangan Gambar:
(1) Tabung pirolisis
Tempat menampung semua bahan tempurung/kayu/serbuk gerjen yang akan
dijadikan arang melalui proses pirolisis.
(2) Tungku pembakaran
Tungku pembakaran berfungsi untuk membakar semua bahan yang akan
dibakar dalam tabung pirolisis.
(3) Lubang udara
Lubang udara berfungsi untuk sirkulasi udara selama proses pembakaran
agar panas yang dihasilkan bisa merata
(4) Lubang bahan bakar
Lubang bahan bakar berfungsi untuk keluar masuknya semua bahan bakar
yang digunakan selama proses pembakaran.
(5) Pengukur suhu
Pengukur suhu adalah alat yang berfungsi untuk mengatur suhu selama
proses pembakaran dalam tungku agar lebih stabil sehingga proses
pengarangan menjadi lebih sempurna.
(6) Tabung kondensasi
Tabung kondensasi berfungsi untuk mendinginkan asap/gas agar menjadi zat
38
cair sehingga mempermudah dalam penyimpanan.
(7) Blower
Blower berfungsi untuk mendorong agar asap dapat mengalir secara cepat
dan lancar dalam tempat penampungan.
(8) Penampung tar
Penampung tar adalah alat yang digunakan untuk menampung tar yang
keluar selama proses pengarangan mengggunakan pirolisis.
(9) penampung bio-oil
Penampung bio-oil adalah tempat untuk menampung asap cair yang
dihasilkan dalam proses pengarangan dengan pirolisis.
(10) Pengukur tekanan
Pengukur tekanan merupakan peralatan yang mendukung dalam
pengarangan menggunakan tabung pirolisis, berfungsi untuk mengukur
tekanan agar tetap stabil.
(11) pipa gas recycle
Pipa gas recycle merupakan alat pendukung tabung pirolisis, berfungsi untuk
merecycle semua bahan gas yang dihasilkan selama proses pengarangan
dan digunakan sebagai tambahan bahan bakar.
(12) pipa bio-oil
Pipa bio-oil merupakan alat pendukung tabung pirolisis, berfungsi untuk
mengalirkan bio-oil yang diperoleh selama proses pengarangan dalam
pirolisis.
Karakteristik Umum Alat
Mesin pembuatan biobriket mengolah 120 kg tempurung kelapa dengan
kadar air 15-20% hingga menghasilkan kira-kira 40 kg biobriket berukuran
silinder dengan diameter 3.5 cm tinggi 6 cm dan diameter lubang 0.5 cm
setiap potongnya, asap cair grade C sebanyak 50 liter dan tar 3 lt serta gas
methan yang digunakan sebagai bahan bakar tambahan. Mesin ini terdiri
dari beberapa bagian yang dapat diintegrasikan atau terpisah sesuai
dengan tahapan pekerjaan, yaitu:
a. Proses Pirolisis untuk pembuatan arang tempurung kelapa dengan
menggunakan tabung pirolisis dengan blower gas methan sebagai bahan
bakar tambahan. Proses pirolisis berlangsung selama 4-6 jam pada suhu
300-400o C.
39
b. Proses kondensasi untuk menghasilkan tar, gas methan dan asap cair
grade C yang dilakukan dengan menggunakan tabung kondensator
dengan air bersuhu 23-250 C yang disirkulasi menggunakan pompa air.
c. Proses destilasi untuk merubah asap cair grade C menjadi grade lebih
tinggi dilakukan proses dehidrasi menggunakan zeolit aktif untuk
menyerap air. Setelah itu asap cair tersebut dimurnikan menjadi grade B
atau grade B menjadi grade A dengan menggunakan tabung destilator
yang suhunya dapat diatur antara 120-250oC.
Karakteristik Khusus Alat
Instalasi Pirolisator dan Kondensator Tempurung Kelapa
Gambar 2.5 . Reaktor pirolisis sebelum dipakai
Reaktor pirolisis berdiameter 750 mm, tinggi 1040 cm dan kerucut dengan
ketinggian 323 mm serta ketebalan plat 3 mm stainless steel. Konstruksi pirolisis
ini dilengkapi dengan exhaust valve untuk menjaga tekanan dalam reaktor dan
40
fire exhaust dengan diameter 4 inchi dan tempat termometer untuk mengukur
suhu dalam reaktor. Dibawah reaktor ditempatkan ruang untuk pembakaran
dengan ukuran kaki reaktor yang terbuat dari siku 5/5 dan tinggi 440 mm, lebar
750mm.
Proses pirolisis berlangsung selama 4-6 jam pada suhu 300-400o C yang
diukur dengan termometer payung. Pengaturan suhu dilakukan dengan
mengontrol cara pembakaran dengan bahan tempurung kelapa. Hasil yang
diperoleh dari proses pirolisis ini adalah arang tempurung kelapa, asap cair dan
gas methan.
Untuk mengalirkan gas asap cair ke drum kondensor menggunakan pipa
diameter 2 Inchi dengan kemiringan 300 pada lekukan separator. Pipa ini
menggunakan flange 2” unruk menghubungkan antara reaktor dengan drum
kondensor dan juga flange 0.5” untuk menghubungkan dengan pipa separator.
Separator dibuat dari bahan stainless diameter 4” denan ketinggian 200 mm
yang dilengkapi dengan stop kran diameter 0.5” untuk mengeluarkan tar.
Pengolahan asap cair grade C dilakukan dengan menggunakan drum
kondensator dengan air yang bersirkulasi. Untuk memisahkan tar dilakukan
menggunakan sparator yang dipasang pada saluran sebelum masuk tabung
kondensator.
Kondensator terbuat dari bahan stainless dengan ukuran diameter 600
mm dan tinggi drum 880 mm. Dengan pipa kondensor diameter 0.5” tempat
mengalirnya asap cair dan drum kondensor ini dilengkapi dengan pipa sirkulasi
keluar masuknya air. Drum ini didukung dengan kaki yang terbuat dari besi siku
5/5 lebar kaki 667 mm dan tinggi 420 mm.
Untuk memisahkan dan memanfaatkan gas methan dilakukan dengan
menyambung saluran keluar tabung kondensator dengan pipa yang mengarah
ke atas dan kemudian menghubungkannya dengan tabung pirolisis melalui
blower. Asap cair grade C diperoleh dengan memasang penampung asap cair
pada saluran keluar tabung kondensator yang mengarah ke bawah.
Penampungan asap cair terbuat dari bahan stainless dengan kapasitas 60 liter.
41
Proses Destilasi
Distilasi adalah suatu proses yang di dalamnya suatu cairan atau uap
campuran dari dua atau lebih substansi dipisahkan ke dalam fraksi-fraksi
komponennya dengan kemurnian yang diinginkan melalu pemakaian atau
pelepasan kalor.
Pemisahan komponen dari campuran cairan melalui distilasi tegantung atas
perbedaan titik didih masing-masing komponen. Juga, tergantung atas
konsentrasi komponen yang ada, campuran cairan akan memiliki
karakteristik titik didih yang berbeda. Karenanya, proses distilasi tergantung
atas karakteristik tekanan uap campuran cairan.
Tekanan uap suatu cairan pada suhu tertentu merupakan tekanan
kesetimbangan yang dilakukan oleh molekul-molekul yang keluar dan masuk
permukaan cairan. Berikut beberapa butir penting melihat tekanan uap:
o masukan energi menaikkan tekanan uap
o tekanan uap terkait dengan pendidihan.
o Suatu cairan dikatakan “ mendidih” bilamana tekanan uapnya sama
dengan tekanan sekitarnya
o Kemudahan suatu cairan mendidih tergantung atas volatilitasnya
o Cairan dengan tekanan uap tinggi ( cairan volatil) akan mendidih pada
suhu lebih rendah
o Tekanan uap dan titik didih campuran cairan tergantung atas jumlah
relatip komponen di dalam campuran tersebut.
o Distilasi terjadi dikarenakan beda volatilitas komponen di dalam cairan
campuran.
Destilasi Asap Cair
Asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis dengan bahan baku tempurung
kelapa masih mengandung tar dengan warna kecoklatan dan pekat,
selanjutnya asap cair ini dinamakan asap cair dengan grade C yang masih
perlu dimurnikan lagi untuk mendapatkan grade B dan A. Adapun langkah-
langkahnya adalah sebagai berikut:
42
a. Penangkapan Asap Cair
Pada saat proses pembakaran tempurung kelapa dengan menggunakan
tungku pirolisis berlangsung sekitar 4-6 jam, asap cair akan keluar dan
masih mengandung gas metan dan tar, disalurkan melalui pipa diameter
3 cm ke tangki penampung asap. Asap akan mulai mengembun menjadi
cairan pada drum kondensor. Jadilah asap cair sebanyak 50% berat
tempurung terbakar atau sebanyak 55 - 60 liter. Asap cair yang dihasilkan
masih berupa asap cair grade C (masih mengandung tar dengan warna
coklat pekat) dengan kadar pH 4-5.
b. Pemisahan Tar
Pada saluran pipa asap cair ini tar berupa larutan hitam pekat yang mirip
dengan oli di tangkap melalui separator kemudian ditampung pada bak
penampungan tar. Yang dibuka 5 - 10 menit setiap satu jam proses.
c. Proses Recycle Gas Metan
Dari tangki penampung asap cair terdapat asap yang mengembun
menjadi cairan dan gas yang masih belum terkondensasi berupa gas
metan yang selanjutnya masih dapat dimanfaatkan dengan cara dibakar
dan disalurkan kembali ke bawah reaktor untuk menambah bahan bakar
pirolisis.
d. Pemisahan Asap Cair Grade C dengan tar
Asap cair ditampung pada tabung pemurnian untuk diproses menjadi
asap cair murni grade A dan B (tidak mengandung gas metan dan tar).
Hal ini dapat dilakukan melalui proses pengendapan asap cair grade C
selama minimal satu minggu, untuk mengendapkan tar. Asap cair yang
telah terpisah dengan tar disaring menggunakan Zeolit aktif, proses
selanjutnya asap cair grade C dilakukan proses destilasi untuk
pemurnian.
43
Pemurnian Asap Cair Grade C menjadi Grade A dan B (proses destilasi).
Pada proses detilasi diusahakan suhu awal mencapai 250 C selama 3 jam
(grade B) dengan warna agak kecoklatan dan kadar PHA yg masih cukup
tinggi. Kemudian perlahan lahan diturunkan sampai dengan 120 C. Selama
suhu 120 C proses destilasi sebaiknya dipertahankan selama 5 jam (grade A)
dengan warna coklat muda agak bening dengan kadar PHA yang sangat
sedikit. Kedua proses diatas dilakukan untuk volume asap cair sebanyak 55
liter, pada penurunan temperatur hasil asap cair akan semakin baik dimana
larutan asap cair akan semakin bening dan kadar tar sudah habis begitu juga
dengan kadar benzoapyrene/Polycyclic Hidrocarbon Aromatic (PHA).
Instalasi Pemurnian Asap Cair (Destilasi)
Gambar 2.6. Alat Destilasi di Lapangan/ Produksi
Untuk menghasilkan asap cair grade B dilakukan melalui proses dehidrasi
dan destilasi. Proses dehidrasi dilakukan dengan menggunakan zeolit yang
diaduk dengan alat pengaduk manual kemudian didiamkan selama seminggu
untuk memisahkan dari tar.
Proses destilasi dilakukan menggunakan alat destilasi yang terdiri dari tabung
destilasi berukuran diameter 50 cm dan tinggi 60 cm dengan bahan stainless
steel dan kolom destilasi setinggi kira-kira 200 cm dengan pendinginan udara.
44
Temperatur pemanasan pada tabung destilasi antara 120 – 250o C. Kolom
destilasi dengan pipa diameter 3" dan 4“, kapasitas 20-25 liter asap cair,
sistem destilasi batch, model kolom bertingkat dengan refluks, bahan besi
galvalis, dilengkapi dengan timer
ALAT DAN BAHAN BAKU ASAP CAIR TEMPURUNG KELAPA
Untuk pembuatan asap cair tempurung kelapa diperlukan Alat dan bahan
sebagai berikut:
Alat:
o Reaktor untuk proses pirolisis
o Satu set alat distilasi
Bahan:
o Tempurung kelapa .
o Berbagai jenis kayu, sekam padi, ampas tebu, dan lain-lain.
Sejumlah tempurung kelapa dibersihkan dari sabutnya, kemudian diambil
secukupnya digunakan untuk pirolisis. Penggunaan berbagai jenis kayu
sebagai bahan bakar pengasapan telah banyak dilaporkan. Pembuatan
bandeng asap di daerah Sidoarjo, menggunakan berbagai jenis kayu sebagai
bahan bakar seperti kayu bakau, serbuk gergaji kayu jati, ampas tebu dan
kayu bekas kotak kemasan (Tranggono dkk, 1997).
Namun untuk menghasilkan asap yang baik pada waktu pembakaran
sebaiknya menggunakan jenis kayu keras seperti kayu bakau, rasa mala,
serbuk dan serutan kayu jati serta tempurung kelapa, sehingga diperoleh
hasil pengasapan yang baik (Tranggono dkk, 1997). Asap yang dihasilkan
dari pembakaran kayu keras akan berbeda komposisinya dengan asap yang
dihasilkan dari pembakaran kayu lunak. Pada umumnya kayu keras akan
menghasilkan aroma yang lebih unggul, lebih kaya kandungan aromatik dan
lebih banyak mengandung senyawa asam dibandingkan kayu lunak (Girard,
1992).
45
PEMROSESAN ASAP CAIR
Pemrosesan asap cair bersamaan dengan proses pembakaran tempurung
kelapa pada pembuatan arang tempurung. Proses utama pada pembuatan
asap cair adalah menggunakan proses pirolisis dan destilasi.
o Pyrolisis
Pirolisis adalah proses pemanasan suatu zat tanpa adanya oksigen
sehingga terjadi penguraian komponen-komponen penyusun tempurung
kelapa
Istilah lain dari pirolisis adalah penguraian yang tidak teratur dari bahan-
bahan organik yang disebabkan oleh adanya pemanasan tanpa
berhubungan dengan udara luar. Hal tersebut mengandung pengertian
bahwa apabila tempurung kelapa dipanaskan tanpa berhubungan dengan
udara dan diberi suhu yang cukup tinggi, maka akan terjadi reaksi
penguraian dari senyawa-senyawa kompleks yang menyusun tempurung
dan menghasilkan zat dalam tiga bentuk yaitu padatan, cairan dan gas
(Widjaya, 1982).
Tempurung kelapa dan kayu mempunyai komponen-komponen yang
hampir sama. Kandungan selulosa, hemiselulosa dan lignin dalam kayu
berbeda-beda tergantung dari jenis kayu. Pada umumnya kayu
mengandung dua bagian selulosa dan satu bagian hemiselulosa, serta
satu bagian lignin. Pada proses pirolisis terjadi dekomposisi senyawa-
senyawa penyusunnya, sebagai berikut:
o Pirolisis selulosa
Selulosa adalah makromolekul yang dihasilkan dari kondensasi linear
struktur heterosiklis molekul glukosa. Selulosa terdiri dari 100-1000 unit
glukosa (Fengel dan Wegener, 1995). Selulosa terdekomposisi pada
temperatur 280 oC dan berakhir pada 300-350 oC
Girard (1992), menyatakan bahwa pirolisis selulosa berlangsung dalam dua
tahap, yaitu :
i. Tahap pertama adalah reaksi hidrolisis menghasilkan glukosa.
ii. Tahap kedua merupakan reaksi yang menghasilkan asam asetat dan
homolognya, bersama- sama air dan sejumlah kecil furan dan fenol.
46
o Pyrolisis hemiselulosa
Hemiselulosa merupakan polimer dari beberapa monosakarida seperti
pentosan (C5H8O4) dan heksosan (C6H10O5). Pirolisis pentosan
menghasilkan furfural, furan dan derivatnya beserta satu seri panjang
asam-asam karboksilat. Pirolisis heksosan terutama menghasilkan asam
asetat dan homolognya. Hemiselulosa akan terdekomposisi pada
temperatur 200-250 oC.
o Pyrolisis lignin
Lignin merupakan sebuah polimer kompleks yang mempunyai berat molekul
tinggi dan tersusun atas unit-unit fenil propana. Senyawa-senyawa yang
diperoleh dari pirolisis struktur dasar lignin berperanan penting dalam
memberikan aroma asap produk asapan. Senyawa ini adalah fenol, eter fenol
seperti guaiakol, siringol dan homolog serta derivatnya (Girard,1992). Lignin
mulai mengalami dekomposisi pada temperatur 300-350 oC dan berakhir
pada 400-450 oC.
o Proses Destilasi
Destilasi merupakan proses pemisahan komponen dalam campuran
berdasarkan perbedaan titik didihnya, atau pemisahan campuran berbentuk
cairan atas komponennya dengan proses penguapan dan pengembunan
sehingga diperoleh destilat dengan komponen-komponen yang hampir murni.
Destilasi adalah suatu proses pemisahan suatu komponen dari suatu
campuran dengan menggunakan dasar bahwa beberapa komponen dapat
menguap lebih cepat daripada komponen yang lainnya. Ketika uap diproduksi
dari campuran, uap tersebut lebih banyak berisi komponen-komponen yang
bersifat lebih volatil, sehingga proses pemisahan komponen-komponen dari
campuran dapat terjadi (Earle dalam Astuti, 2000).
Destilasi sederhana dilakukan secara bertahap, sejumlah campuran
dimasukkan ke dalam sebuah bejana, dipanaskan bertahap dan
dipertahankan selalu berada dalam tahap pendidihan kemudian uap yang
terbentuk dikondensasikan dan ditampung. Produk destilat yang pertama kali
47
tertampung mempunyai kadar komponen yang lebih ringan dibandingkan
destilat yang lain.
Komponen-komponen dominan yang mendukung sifat-sifat fungsional dari
asap cair adalah senyawa fenolat, karbonil dan asam. Titik didih dari
komponen-komponen pendukung sifat fungsional asap cair dapat dilihat pada
tabel berikut.
Tabel 2.1. Titik didih senyawa pendukung sifat fungsional asap cair
Sumber : Buckingham dalam Astuti (2000) Keterangan : *adalah titik leleh
Berdasarkan perbedaan titik didih dari senyawa-senyawa penyusun asap cair
tersebut akan dilakukan destilasi untuk memisahkan komponen tar dan untuk
mendapatkan fraksi asap cair dengan sifat-sifat fungsional yang menonjol.
Senyawa Titik didih (0C, 760 mmHg)
Fenol Guaikol 4- metilguaikol Eugenol Siringol Furfural Pirokatekol Hidrokuinon Isoeugenol
205 211 244 267 162 240 285 266
Karbonil - Glioksal
- Metilglioksal
- Glikoaldehid
- Diasetil
- Formaldehid
51 72 97* 88 -21
Asam - Asam asetat
- Asam butirat
- Asam propionat
- Asam Isovalerat
118 162 141 176
48
Pada proses pirolisis ini berlaku hukum kekekalan massa dimana massa
sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap. Gas yang tidak dapat
terkondensasi ini terhitung sebagai massa yang hilang yaitu data yang
diperoleh dari perhitungan berat awal tempurung kelapa dikurangi dengan
berat arang dan cairan. Hasil pirolisis ditampilkan pada tabel berikut.
Tabel 2.2. Nilai rata-rata hasil pirolisis tempurung kelapa
Suhu Hasil pirolisis
pirolisis Arang Cairan Gas
(0 C) (%) (%) (%)
250 42,17 41,43 16,40
300 35,28 46,42 18,29
350 32,93 48,57 18,50
400 31,80 51,43 16,77
Berdasarkan tabel di atas dapat dilihat bahwa pirolisis dengan empat tingkat
temperatur pirolisis yang berbeda menghasilkan arang, cairan dan gas dalam
jumlah yang berbeda pula.
Arang
Proses pembuatan asap cair ini menghasilkan arang sebagai bahan sisa
pirolisis. Grafik yang memperlihatkan hubungan temperatur pirolisis dengan
rendemen arang dapat dilihat pada gambar berikut.
49
Gambar 2.7. Grafik Rendemen Arang Hasil Pirolisis
Pada gambar di atas terlihat penurunan rendemen arang dari temperatur
250-400 oC. Arang yang dihasilkan beratnya semakin berkurang dengan
naiknya temperatur pirolisis, ini disebabkan semakin berkurangnya
komponen-komponen organik yang terdapat dalam tempurung tersebut.
Arang yang dihasilkan pada temperatur 400 oC adalah sebesar 31,80 % dan
pada temperatur 250 oC diperoleh arang dengan rendemen yang cukup tinggi
yaitu sebesar 42,17 %.
Cairan
Cairan yang dihasilkan pada pirolisis ini terdiri dari dua lapisan yaitu lapisan
atas adalah asap cair sedangkan lapisan bawah adalah tar. Hasilnya
ditampilkan dalam grafik pada gambar berikut.
50
Gambar 2.8. Grafik Rendemen Cairan Hasil Pirolisis
Selama proses pirolisis berlangsung, terjadi beberapa tahap pirolisis yaitu
tahap awal adalah proses pelepasan air yang disertai pelepasan gas-gas
ringan seperti CO dan CO2. Tahap awal ini terjadi pada temperatur 100
sampai 200oC. Pada kisaran temperatur ini dalam wadah pendingin hanya
berisi air saja.
Tahap kedua adalah proses dekomposisi unsur-unsur tempurung kelapa
seperti hemiselulosa, selulosa dan lignin. Hemiselulosa terdekomposisi pada
suhu 200oC sampai 250oC, selulosa mulai terdekomposisi pada temperatur
280oC dan berakhir pada temperatur 300oC sampai 350oC, sedangkan lignin
mulai terdekomposisi pada suhu 300oC sampai 350oC dan berakhir pada
suhu 400oC. Pada tahap ini mulai dihasilkan tar dan semua hasil dekomposisi
tempurung kelapa yang menguap bersamaan dengan meningkatnya
temperatur pirolisis, residu yang tertinggal adalah arang.
Pembakaran tempurung pada temperatur pirolisis 400oC dihasilkan cairan
yang paling banyak yaitu sebesar 51,43%. Menurut Girard (1992) pirolisis
pada temperatur 400oC ini menghasilkan senyawa yang mempunyai kualitas
organoleptik yang tinggi dan pada temperatur lebih tinggi lagi akan terjadi
reaksi kondensasi pembentukan senyawa baru dan oksidasi produk
kondensasi diikuti kenaikan linear senyawa tar dan hidrokarbon polisiklis
aromatis
51
Cairan yang merupakan campuran asap cair dan tar ini memiliki perbedaan
berat jenis yaitu asap cair sebesar 1,0357 g/mL dan tar sebesar 1,0465 g/mL.
Sebelum dilakukan destilasi, cairan ini didekantasi untuk memisahkan tar.
Proses dekantasi dilakukan selama seminggu dan diharapkan dapat
mengurangi kandungan tar pada asap cair.
Alat Pengemas Asap Cair
Asap cair yang sudah diproduksi kemudian dikemas dengan menggunakan
botol plastik atau jerigen sesuai ukuran kemasan
Gambar.2.9. Kemasan asap cair dalam botol
Gambar.2.10. Kemasan Asap Cair Dalam Jerigen
52
2. Tugas Latihan:
Tugas Latihan 1:
1) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses pirolisis?
2) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses destilasi?
3) Apa pengaruh temperatur pada proses pemanasan tungku/tabung terhadap
produk yang dihasilkan pada proses pirolisis dan destilasi?
4) Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil proses
pyrolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?
Tugas Latihan 2:
(1) Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa
agar sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis
(2) Jelaskan cara melakukan proses menghasilkan asap cair grade C
(3) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade C ke
grade B
(4) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade B ke
grade A
(5) Jelaskan perbedaan asap cair grade B dan grade C
Tugas Praktek 1:
Kerjakanlah Tugas berikut ini dengan cara yang sistematis, aman dan efisien :
1. Pembuatan Asap Cair grade C
2. Penyulingan Asap Cair grade C menjadi grade B
3. Penyulingan Asap Cair grade B menjadi grade A
53
3. Rangkuman
Kegiatan Belajar 2 ini membahas tentang:
Membuat asap cair melalui proses pirolisis, dengan sub pokok bahasan
sebagai berikut :
Mendeskripsikan proses pembuatan asap cair.
Memahami proses pembuatan pirolisis.
Mengidentifikasi peralatan pirolisi yang digunakan untuk pembuatan asap
cair dan bahan baku briket tempurung.
Melakukan proses pembuatan pirolisis dari bahan baku tempurung kelapa
untuk diambil asap cairnya.
Mengidentifikasi peralatan distilasi yang digunakan untuk proses
permunian asap cair.
Mendestilasi asap cair untuk mendapatkan kualitas grade A, B, dan C.
Penggunaan asap cair terutama dikaitkan dengan sifat-sifat fungsional asap
cair, diantaranya adalah sebagai antioksidan, antibakteri, antijamur, dan
potensinya dalam pembentukan warna coklat pada produk. Asap cair dapat
diaplikasikan pada bahan pangan karena dapat berperan dalam pengawetan
bahan pangan. Cara pengawetan tradisional biasanya dilakukan dengan
pengasapan. Beberapa teknik pengasapan dapat dilakukan pada temperatur
di atas 70 oC kemudian bahan diasap langsung di atas sumber asap. Saat ini
sedang dikembangkan metode pengawetan yang lain yaitu menggunakan
metode pengasapan asap cair dengan mencelupkan bahan pada larutan
asap atau menyemprotkan larutan asap pada bahan kemudian produk
dikeringkan
Proses destilasi terhadap asap cair juga dapat menghilangkan senyawa yang
tidak diinginkan dalam asap cair seperti hidrokarbon karsinogen dan residu
tar.
54
Asap cair mengandung berbagai senyawa yang terbentuk karena terjadinya
pirolisis tiga komponen material kayu yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin.
Lebih dari 400 senyawa kimia dalam asap telah berhasil diidentifikasi.
Komponen-komponen tersebut ditemukan dalam jumlah yang bervariasi
tergantung jenis kayu, umur tanaman sumber kayu, dan kondisi pertumbuhan
kayu seperti iklim dan tanah. Komponen-komponen tersebut meliputi asam
yang dapat mempengaruhi citarasa, pH dan umur simpan produk asapan;
karbonil yang bereaksi dengan protein dan membentuk pewarnaan coklat dan
fenol yang merupakan pembentuk utama aroma dan menunjukkan aktivitas
antioksidan.
Golongan-golongan senyawa penyusun asap cair adalah air (11-92 %), fenol
(0,2-2,9 %), asam (2,8-9,5 %), karbonil (2,6-4,0 %) dan tar (1-7 %).
Kandungan senyawa-senyawa penyusun asap cair sangat menentukan sifat
organoleptik asap cair serta menentukan kualitas produk pengasapan.
Komposisi dan sifat organoleptik asap cair sangat tergantung pada sifat kayu,
temperatur pirolisis, jumlah oksigen, kelembaban kayu, ukuran partikel kayu
serta alat pembuatan asap cair
Diketahui pula bahwa temperatur pembuatan asap merupakan faktor yang
paling menentukan kualitas asap yang dihasilkan. Kandungan maksimum
senyawa-senyawa fenol, karbonil, dan asam dicapai pada temperatur pirolisis
600 oC. Tetapi produk yang diberikan asap cair yang dihasilkan pada
temperatur 400 oC dinilai mempunyai kualitas organoleptik yang terbaik
dibandingkan dengan asap cair yang dihasilkan pada temperatur pirolisis
yang lebih tinggi.
Pirolisis dengan empat tingkat temperatur yang berbeda menghasilkan arang,
cairan dan gas dalam jumlah yang berbeda pula.
Penurunan rendemen arang dari temperatur 250-400 oC. Arang yang
dihasilkan beratnya semakin berkurang dengan naiknya temperatur pirolisis,
ini disebabkan semakin berkurangnya komponen-komponen organik yang
55
terdapat dalam tempurung tersebut. Arang yang dihasilkan pada temperatur
400 oC adalah sebesar 31,80 % dan pada temperatur 250 oC diperoleh
arang dengan rendemen yang cukup tinggi yaitu sebesar 42,17 %.
o Cairan pirolisis
Cairan yang dihasilkan pada pirolisis ini terdiri dari dua lapisan yaitu
lapisan atas adalah asap cair sedangkan lapisan bawah adalah tar. Hasil
ditampilkan dalam grafik pada gambar berikut.
Pembakaran tempurung pada temperatur pirolisis 400 oC dihasilkan
cairan yang paling banyak yaitu sebesar 51,43 %. Menurut Girard (1992)
pirolisis pada temperatur 400 oC ini menghasilkan senyawa yang
mempunyai kualitas organoleptik yang tinggi dan pada temperatur lebih
tinggi lagi akan terjadi reaksi kondensasi pembentukan senyawa baru dan
oksidasi produk kondensasi diikuti kenaikan linear senyawa tar dan
hidrokarbon polisiklis aromatis.
Cairan yang merupakan campuran asap cair dan tar ini memiliki
perbedaan berat jenis yaitu asap cair sebesar 1,0357 g/mL dan tar
sebesar 1,0465 g/mL. Sebelum dilakukan destilasi, cairan ini didekantasi
untuk memisahkan tar. Proses dekantasi dilakukan selama seminggu dan
diharapkan dapat mengurangi kandungan tar pada asap cair.
Pemisahan asap cair secara destilasi adalah berdasarkan volatilitas
komponen-komponennya. Asap cair didestilasi berdasarkan variasi
temperatur dengan maksud untuk memisahkan tar dan untuk
mendapatkan asap cair dengan sifat-sifat fungsional yang menonjol.
Dengan proses destilasi ini diharapkan asap cair yang dihasilkan memiliki
warna yang lebih jenih daripada asap cair tanpa destilasi dan tetap
memiliki aroma asap.
56
Proses Destilasi
Distilasi adalah suatu proses yang di dalamnya suatu cairan atau uap
campuran dari dua atau lebih substansi dipisahkan ke dalam fraksi-fraksi
komponennya dengan kemurnian yang diinginkan melalu pemakaian atau
pelepasan kalor.
Pemisahan komponen dari campuran cairan melalui distilasi tegantung
atas perbedaan titik didih masing-masing komponen. Juga, tergantung
atas konsentrasi komponen yang ada, campuran cairan akan memiliki
karakteristik titik didih yang berbeda. Karenanya, proses distilasi
tergantung atas karakteristik tekanan uap campuran cairan.
Tekanan uap suatu cairan pada suhu tertentu merupakan tekanan
kesetimbangan yang dilakukan oleh molekul-molekul yang keluar dan
masuk permukaan cairan. Berikut beberapa butir penting melihat tekanan
uap:
o masukan energi menaikkan tekanan uap
o tekanan uap terkait dengan pendidihan.
o Suatu cairan dikatakan “ mendidih” bilamana tekanan uapnya
sama dengan tekanan sekitarnya
o Kemudahan suatu cairan mendidih tergantung atas volatilitasnya
o Cairan dengan tekanan uap tinggi ( cairan volatil) akan mendidih
pada suhu lebih rendah
o Tekanan uap dan titik didih campuran cairan tergantung atas
jumlah relatip komponen di dalam campuran tersebut.
o Distilasi terjadi dikarenakan beda volatilitas komponen di dalam
cairan campuran.
Destilasi Asap Cair
Asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis dengan bahan baku tempurung
kelapa masih mengandung tar dengan warna kecoklatan dan pekat,
selanjutnya asap cair ini dinamakan asap cair dengan grade C yang masih
57
perlu dimurnikan lagi untuk mendapatkan grade B dan A. Adapun langkah-
langkahnya adalah sebagai berikut:
a. Penangkapan Asap Cair
Pada saat proses pembakaran tempurung kelapa dengan menggunakan
tungku pirolisis berlangsung sekitar 4-6 jam, asap cair akan keluar dan
masih mengandung gas metan dan tar, disalurkan melalui pipa diameter 3
cm ke tangki penampung asap. Asap akan mulai mengembun menjadi
cairan pada drum kondensor. Jadilah asap cair sebanyak 50% berat
tempurung terbakar atau sebanyak 55 - 60 liter. Asap cair yang dihasilkan
masih berupa asap cair grade C (masih mengandung tar dengan warna
coklat pekat) dengan kadar pH 4-5.
b. Pemisahan Tar
Pada saluran pipa asap cair ini tar berupa larutan hitam pekat yang mirip
dengan oli di tangkap melalui separator kemudian ditampung pada bak
penampungan tar. Yang dibuka 5 - 10 menit setiap satu jam proses.
c. Proses Recycle Gas Metan
Dari tangki penampung asap cair terdapat asap yang mengembun
menjadi cairan dan gas yang masih belum terkondensasi berupa gas
metan yang selanjutnya masih dapat dimanfaatkan dengan cara dibakar
dan disalurkan kembali ke bawah reaktor untuk menambah bahan bakar
pirolisis.
d. Pemisahan Asap Cair Grade C dengan tar
Asap cair ditampung pada tabung pemurnian untuk diproses menjadi asap
cair murni grade A dan B (tidak mengandung gas metan dan tar). Hal ini
dapat dilakukan melalui proses pengendapan asap cair grade C selama
minimal satu minggu, untuk mengendapkan tar. Asap cair yang telah
terpisah dengan tar disaring menggunakan Zeolit aktif, proses selanjutnya
asap cair grade C dilakukan proses destilasi untuk pemurnian.
58
Pemurnian Asap Cair Grade C menjadi Grade A dan B (proses destilasi).
Pada proses detilasi diusahakan suhu awal mencapai 250 C selama 3 jam
(grade B) dengan warna agak kecoklatan dan kadar PHA yg masih cukup
tinggi. Kemudian perlahan lahan diturunkan sampai dengan 120 C. Selama
suhu 120 C proses destilasi sebaiknya dipertahankan selama 5 jam (grade A)
dengan warna coklat muda agak bening dengan kadar PHA yang sangat
sedikit. Kedua proses diatas dilakukan untuk volume asap cair sebanyak 55
liter, pada penurunan temperatur hasil asap cair akan semakin baik dimana
larutan asap cair akan semakin bening dan kadar tar sudah habis begitu juga
dengan kadar benzoapyrene/Polycyclic Hidrocarbon Aromatic (PHA).
Gambar Asap Cair: Bening grade A, keruh grade B, pekat grade C
59
4. Evaluasi Materi 2
1) Jelaskan apa yang dimaksud dengan pirolisis ?
2) Jelaskan apa yang dimaksud dengan asap cair ?
3) Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil
proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?
4) Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa agar
sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis
5) Jelaskan bagaimana cara menghasilkan asap cair grade A, B dan C,
dengan bahan dasar tempurung kelapa ?
60
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Progres Pembelajaran : Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asap
cair
Nama Peserta : …………………………………………
Sekolah Asal : …………………………………………
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar Skor Standar
Skor yang dicapai
Keterangan (L/ TL)
1. Membuat Bio Briket Arang Tempurung
1.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
1.2. Menyiapkan Bahan Baku
1.3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengarangan Tempurung
2.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
2.2. Menyiapkan Bahan Baku
2.3. Melaksanakan proses pembuatan asap cair
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang tempurung
3.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
3.2. Menyiapkan Bahan Baku
3.3. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
4. Melakukan Pengujian hasil asap cair/ pyrolisis
4.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
4.2. Menyiapkan Bahan Baku
4.3. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
………..……………, ………………………… 2014 Penilai
………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………
61
25
30
35
40
45
250 300 350 400
Suhu pirolisis ( oC)
Re
nd
em
en
(%
)
Series1
C. KEGIATAN BELAJAR 3. PENGUJIAN HASIL BIO BRIKET
1. Uraian Materi
Pengujian Bio Briket
Rendemen
Rendemen briket arang merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi
berat bahan baku yang dihitung dalam persen. Hasil pengukuran dan
data rendemen dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel Rata – rata rendemen arang tempurung kelapa
Suhu pirolisis ( oC) Rendemen (%)
250 42.81
300 34.30
350 32.94
400 31.77
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa rendemen arang pada suhu 250
oC yaitu 42,81% masih cukup besar dan arang yang dihasilkan belum
sempurna. Rendemen yang cukup tinggi menunjukkan adanya
proses yang tidak sempurna sehingga sebagian fraksi bahan masih
dalam wujud semula.
Data rendemen arang (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik
berikut:
Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%)
62
Dari Grafik hubungan suhu (oC) dengan rendemen arang (%) dapat dilihat
penurunan rendemen arang dengan semakin naiknya suhu pirolisis. Arang
yang dihasilkan pada suhu pirolisis 350 oC dan arang yang dihasilkan pada
suhu pirolisis 400 oC menunjukkan sifat arang yang baik yaitu arang yang
dihasilkan berwarna hitam merata dan pada bagian ujung pecahan
arangnya bercahaya. Arang yang dihasilkan dari suhu pirolisis 250 oC dan
300 oC belum baik karena arang yang dihasilkan masih ada bagian yang
berwarna coklat dan arang yang dihasilkan belum sempurna. Rendemen
arang yang terkecil sebesar 31,77 % dihasilkan pada suhu pirolisis 400 oC
merupakan arang yang paling baik.
Kadar air
Suhu untuk analisis kandungan air adalah 130 oC 2 oC sehingga air
yang lepas merupakan air terikat yang berada di dinding sel. Data kadar
air briket arang tempurung kelapa dapat dilihat pada Tabel berikut:
Tabel Rata-rata hasil pengujian kadar air (%) briket arang tempurung kelapa
Suhu pirolisis
Persentase perekat
3% 5% 7% 9%
250 oC 3,56 3,90 4,03 4,11
300 oC 2,98 2,89 3,90 4,03
350 oC 2,73 2,96 3,80 3,85
400 oC 2,65 2,83 2,94 3,23
Data pada tabel di atas menunjukkan kenaikan atau penurunan nilai yang
tidak terlalu besar baik karena pengaruh suhu pirolisis maupun persentase
perekat. Kadar air briket arang hasil penelitian sudah memenuhi standar
Jepang (6%), di mana kadar air terendah yaitu 2,65 % dan kadar air
tertinggi yaitu 4,11%. Kadar air briket arang tempurung kelapa yang
paling baik didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat
3 % yaitu sebesar 2,65%.
63
2
2.5
3
3.5
4
4.5
250 300 350 400
Suhu pirolisis ( oC)
Ka
da
r a
ir (
%)
3%
5%
7%
9%
Data kadar air (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:
Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan berbagai persentase perekat
Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan
berbagai persentaseperekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis
terhadap kadar air menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka
kadar air briket arang semakin kecil, sedangkan pengaruh persentase
perekat menunjukkan semakin besar persentase perekat kadar air briket
arang semakin besar. Kadar air briket arang yang terkecil didapat pada
suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 % dan merupakan
briket arang dengan kadar air yang paling baik.
Kadar abu
Abu yang terkandung dalam bahan bakar padat adalah mineral yang
tidak dapat terbakar yang tertinggal setelah proses pembakaran Data
kadar abu (%) dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel Hasil pengujian kadar abu (%) briket arang tempurung kelapa
Suhu pirolisis
Persentase perekat
3% 5% 7% 9%
250 oC 1,26 1,16 1,08 1,37
300 oC 1,37 1,46 1,58 1,55
350 oC 1,38 1,32 1,39 1,66
400 oC 1,41 1,60 1,71 1,89
64
0.5
1
1.5
2
2.5
250 300 350 400
Suhu pirolisis ( oC)
Ka
da
r a
bu
(%
)
3%
5%
7%
9%
Data pengujian kadar abu menunjukkan kenaikan atau penurunan nilai
yang tidak terlalu besar baik karena pengaruh suhu pirolisis maupun
persentase perekat. Kecenderungan naiknya kadar abu disebabkan
faktor persentase perekat menunjukkan semakin banyaknya perekat
yang digunakan untuk membuat briket arang akan menaikkan kadar
abunya. Kadar abu yang terbesar dimiliki oleh briket arang dengan
persentase perekat 9 % pada suhu pirolisis 400 oC.
Data kadar abu (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:
Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%) dengan berbagai persentase perekat.
Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar abu (%)
dengan berbagai persentase perekat dapat dilihat bahwa suhu
pirolisis memberikan nilai kadar abu yang bervariasi, sedangkan
dengan semakin besarnya persentase perekat kadar abu briket arang
cenderung untuk mengalami kenaikan, sehingga pada persentase
perekat 9 % nilai kadar abu briket arang menunjukkan nilai yang
paling besar.
Kadar abu yang terkecil dihasilkan pada suhu pirolisis 250 oC dengan
persentase perekat 7% yaitu sebesar 1,08 % dan kadar abu terbesar
pada suhu 400 oC dengan persentase perekat 9% yaitu sebesar
1,98%. Secara keseluruhan nilai kadar abu briket arang masuk dalam
standar Jepang, sehingga briket arang yang dihasilkan sudah baik.
65
Kadar zat mudah menguap
Kadar zat mudah menguap berkaitan dengan proses pirolisis yang
berlangsung. Besarnya kadar zat mudah menguap dipengaruhi oleh
suhu maksimum pembuatan arang. Data hasil pengujian kadar zat
mudah menguap (%) diberikan pada tabel 5.4 berikut ini.
Tabel. Hasil pengujian kadar zat mudah menguap (%) briket arang tempurung kelapa.
Suhu pirolisis
Persentase perekat
3% 5% 7% 9%
250 oC 48,60 48,83 48,17 47,44
300 oC 37,95 38,80 36,77 35,67
350 oC 33,99 33,67 34,27 32,66
400 oC 30,09 29,08 29,88 27,68
Data di atas menunjukkan bahwa suhu pirolisis menyebabkan nilai
kadar zat mudah menguap mengalami penurunan. Suhu pirolisis
memberikan pengaruh yang besar, hal ini dapat dilihat dari nilai kadar
zat mudah menguap briket arang dengan persentase perekat 3% yang
mana pada suhu 250 oC nilainya 48,60% mengalami penurunan
dengan nilai yang besar sehingga pada suhu 400 oC kadar zat mudah
menguapnya sebesar 30,09%.
Kadar zat mudah menguap dengan adanya pengaruh persentase
perekat tidak menunjukkan penurunan kadar yang besar. Pada suhu
250 oC, dengan persentase perekat 3% kadarnya 48,60% dan pada
9% kadarnya 47,44%, sehingga penurunannya hanya 1,16%.
Data kadar zat mudah menguap (%) secara lebih jelas dapat dilihat
pada Grafik berikut :
66
Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap (%) dengan
berbagai persentase perekat.
Kadar zat mudah menguap akan menunjukkan kualitas dari briket
arang yang dihasilkan, semakin kecil kadar zat mudah menguap maka
briket arang yang dihasilkan akan semakin baik. Dari Grafik hubungan
suhu pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap(%) dengan
berbagai persentase perekat dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu
pirolisis maka kadar zat mudah menguapnya akan semakin kecil.
Briket arang yang dihasilkan pada suhu 400 oC menunjukkan nilai
yang lebih kecil dibandingkan pada suhu yang lain. Naiknya
persentase perekat akan menurunkan kadar zat mudah menguap
tetapi penurunannya tidak besar. Dari grafik dapat dilihat kadar zat
mudah menguap yang terkecil yaitu pada suhu pirolisis 400 oC dengan
persentase perekat 9%, sehingga briket arang yang dihasilkan
merupakan briket arang yang paling baik.
Berat jenis
Berat jenis merupakan salah satu sifat senyawa yang penting. Briket
arang dengan berat jenis yang tinggi akan memberikan nilai kalor yang
lebih tinggi dibandingkan dengan briket arang dengan nilai berat jenis
27
32
37
42
47
250 300 350 400
Suhu pirolisis ( oC)
Ka
da
r za
t m
ud
ah
me
ng
ua
p (
%)
3%
5%
7%
95%
67
0.9
0.95
1
1.05
1.1
1.15
1.2
250 300 350 400
Suhu pirolisis ( oC)
Be
rat
jen
is 3%
5%
7%
9%
yang lebih rendah. Data hasil pengujian berat jenis dapat dilihat pada
tabel berikut ini.
Tabel . Hasil pengujian berat jenis briket arang tempurung kelapa
Suhu pirolisis
Persentase perekat
3% 5% 7% 9%
250 oC 1,06 1,08 1,03 0,98
300 oC 1,07 1,07 1,06 1,09
350 oC 1,11 1,08 1,09 1,10
400 oC 1,12 1,16 1,13 1,12
Dilihat dari data pada tabel Hasil pengujian berat jenis briket arang
tempurung kelapa yang didapat maka nilai berat jenis briket arang
sudah baik dan hampir semuanya memenuhi standar buatan Jepang.
Data hasil pengujian berat jenis menunjukkan kenaikan atau
penurunan yang tidak terlalu besar karena pengaruh suhu pirolisis
maupun persentase perekat. Akan tetapi kisaran angka untuk standar
berat jenis yaitu 1 – 1,2, menyebabkan kenaikan atau penurunan yang
kecil dari nilai berat jenis akan sangat berpengaruh terhadap mutu dari
briket arang yang dihasilkan. Nilai berat jenis yang tertinggi didapat
pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 5 %, sedangkan
nilai berat jenis yang terkecil didapat pada suhu pirolisis 250 oC
dengan persentase perekat 9%.
Data berat jenis secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik
berikut :
Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis
dengan berbagai persentase perekat
68
Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan
berbagai persentase perekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis
terhadap berat jenis menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis
maka berat jenis semakin besar, sedangkan semakin besar persentase
perekat maka berat jenis cenderung semakin turun. Turunnya berat
jenis disebabkan faktor persentase perekat menunjukkan semakin
banyaknya perekat yang digunakan untuk membuat briket akan
menurunkan nilai berat jenisnya. Nilai berat jenis terbesar didapat pada
suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 5 %.
Nilai kalor
Nilai kalor menggambarkan nilai energi bahan yang merupakan jumlah
satuan panas yang dihasilkan persatuan bobot dari proses
pembakaran dengan oksigen dari suatu bahan yang mudah terbakar.
Data pengujian nilai kalor (kal/g) dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel . Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung kelapa
Suhu pirolisis
Persentase perekat
3% 5% 7% 9%
250 oC 6564,27 6485,81 6506,91 6407,75
300 oC 6740,98 6960,44 6920,78 6542,70
350 oC 7057,14 7030,38 6968,92 6764,18
400 oC 7150,14 7025,46 6935,30 6928,89
Dari data tabel Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung
kelapa nilai kalor yang didapat menunjukkan kenaikan nilai kalor
dengan semakin tinggi suhu pirolisis, sedangkan nilai kalor semakin
kecil dengan semakin besarnya persentase perekat. Nilai kalor yang
didapat sudah memenuhi standar buatan Jepang (6000 – 7000 kal/g)
dimana nilai kalor yang terkecil sebesar 6407,75 kal/g dan nilai kalor
terbesar 7150,14 kal/g.
Data nilai kalor (kal/g) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik
berikut:
69
Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai persentase perekat
Dari grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan
berbagai persentase perekat secara umum dapat dilihat bahwa nilai
kalor semakin besar dengan semakin tingginya suhu pirolisis,
sehingga nilai kalor yang terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC.
Persentase perekat menunjukkan pengaruh yang berkebalikan dari
pengaruh suhu pirolisis, di mana semakin besar persentase perekat
maka nilai kalornya semakin kecil, sehingga nilai kalor yang terbesar
didapat pada persentase perekat 3%. Nilai kalor briket arang
tempurung kelapa yang terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC
dengan persentase perekat 3 %.
6400
6600
6800
7000
7200
250 300 350 400
Suhu pirolisis ( oC)
Nil
ai
ka
lor
(ka
l/g
)
3%
5%
7%
9%
70
2. Tugas Latihan 3
1) Sebutkan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas bio briket
tempurung kelapa?
2) Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor,
Sebutkan!
3) Jelaskan langkah dalam melakukan pengujian rendemen bio briket
tempurung kelapa!
4) Berdasarkan hasil penelitian berapa kadar air yang terdapat pada bio
briket tempurung kelapa?
5) Jelaskan pengaruh besarnya temperature pirolisi s terhadap rendemen
briket!
3. Rangkuman
o Rendemen
Rendemen merupakan berat arang yang dihasilkan dibagi berat bahan
baku yang dihitung dalam persen. Besarnya rendemen arang dari jenis-
jenis kayu di Indonesia bervariasi cukup besar yaitu antara 21,1% - 40,8%
(Hartoyo dan Nurhayati, 1976). Rendemen arang yang dihasilkan
dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut:
a. Pemananasan dan tekanan dalam tanur.
b. Umur bahan baku briket.
c. Berat jenis bahan baku briket.
d. Komposisi kimia bahan briket.
o Nilai kalor
Nilai kalor merupakan jumlah satuan panas yang dihasilkan persatuan
bobot dari proses pembakaran dengan oksigen dari suatu bahan yang
mudah terbakar. Nilai kalor dinyatakan dalam satuan kal/g. Penelitian
Hartoyo dan Nurhayati (1976) besarnya nilai kalor untuk jenis-jenis kayu di
Indonesia berkisar antara 5059 – 7752 kal/g. Sedangkan dalam penelitian
71
Nurhayati dkk (1999) diperoleh nilai kalor arang tempurung kelapa
berkisar antara 4267,87 – 7512,62 kal/g.
o Berat jenis
Berat jenis adalah salah satu sifat fisika suatu senyawa yang paling
penting. Berat jenis berhubungan dengan kerapatan. Kerapatan akan
memberikan pengaruh terhadap nilai kalor suatu bahan, kerapatan yang
tinggi cenderung memberi nilai kalor yang tinggi dibandingkan yang
berkerapatan rendah.
o Kadar air
Keberadaan air dalam kayu dan produk olahannya berkaitan erat dengan
sifat higroskopis kayu, di mana kayu mempunyai sifat afinitas yang besar
terhadap air sehingga kayu tidak pernah kering sama sekali (Brown dkk,
1952). Kadar air didefinisikan sebagai berat air yang dinyatakan dalam
persen berat kering tanur. Semakin tinggi kadar air maka semakin besar
energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air. Dalam proses ini terjadi
proses karbonisasi tidak sempurna sehingga kualitas air yang dihasilkan
jelek (Haygreen dan Bowyer, 1989).
o Kadar Abu
Salah satu bagian arang yang ada dalam sisa pembakaran adalah abu
yang merupakan mineral. Abu terdiri dari bahan mineral seperti lempung,
silika, kalsium serta magnesium oksida. Semakin besar kadar abu
berarti kualitasnya semakin jelek. Biasanya kadar abu briket arang antara
0,5 – 5% (Anonim, 1985).
o Kadar zat mudah menguap
Zat mudah menguap dalam briket arang bukan merupakan komponen
penyusun arang, tetapi merupakan hasil dekomposisi zat-zat penyusun
arang akibat proses pemanasan. Kadar zat mudah menguap dalam arang
selain air dapat dihitung dengan menguapkan semua zat-zat menguap
dalam arang selain air.
72
Hartoyo dkk (1978) mengemukakan bahwa suhu yang digunakan
dalam proses pembuatan arang akan mempengaruhi besarnya kadar zat
mudah menguap. Pendapat ini juga didukung oleh Nurhayati dkk (1999)
yang menyatakan bahwa kadar zat mudah menguap dapat diperkecil bila
suhu pengarangan dinaikkan. Dalam penelitian Nurhayati dkk (1999)
dihasilkan kadar zat mudah menguap untuk briket arang tempurung
kelapa sebesar 6,54 – 72,33%.
4. Evaluasi Materi 3
1. Sebutkan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas bio briket
tempurung kelapa?
2. Rendemen arang yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor,
Sebutkan!
3. Jelaskan langkah dalam melakukan pengujian rendemen bio briket
tempurung kelapa!
4. Berdasarkan hasil penelitian berapa kadar air yang terdapat pada bio briket
tempurung kelapa?
5. Jelaskan pengaruh besarnya temperature pirolisi s terhadap rendemen
briket!
Tugas Praktek 3:
1. Ukurlah rendemen bio briket tempurung kelapa!
2. Lakukan pengujian kadar air pada bio briket tempurung kelapa dari hasil
pirolisis!
3. Lakukan pengujian berat jenis pada bio briket tempurung kelapa dari hasil
pirolisis!
73
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Progres Pembelajaran : Proses Pengujian Hasil Biobriket Arang Tempurung
Nama Peserta : …………………………………………
Sekolah Asal : …………………………………………
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar Skor Standar
Skor yang dicapai
Keterangan (L/ TL)
1. Membuat Bio Briket Arang Tempurung
1.4. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
1.5. Menyiapkan Bahan Baku
1.6. Melaksanakan proses pembuatan bio briket
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengarangan Tempurung
2.4. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
2.5. Menyiapkan Bahan Baku
2.6. Melaksanakan proses pembuatan asap cair
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang tempurung
3.4. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
3.5. Menyiapkan Bahan Baku
3.6. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
4. Melakukan Pengujian hasil asap cair/ pyrolisis
4.4. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
4.5. Menyiapkan Bahan Baku
4.6. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
…………………….…, ..……………………… 2013 Penilai
………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………
74
D. KEGIATAN BELAJAR 4. PENGUJIAN HASIL PIROLISIS
1. Uraian Materi
Pengujian Hasil
Pemisahan asap cair secara destilasi adalah berdasarkan volatilitas
komponen-komponennya. Asap cair didestilasi berdasarkan variasi
temperatur dengan maksud untuk memisahkan tar dan untuk
mendapatkan asap cair dengan sifat-sifat fungsional yang menonjol.
Dengan proses destilasi ini diharapkan asap cair yang dihasilkan memiliki
warna yang lebih jenih dari pada asap cair tanpa destilasi dan tetap
memiliki aroma asap.
Rendemen
Hasil destilasi asap cair menghasilkan rendemen yang berbeda tiap
fraksinya.
Asap cair temperatur 250 oC
Tabel 4.1. Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 250 oC
Fraksi Volume (ml) Rendemen (%)
1 2,5 1,25
2 123 61,5
3 43 21,5
4 7,5 3,75
Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah pada fraksi
2 yaitu sebesar 61,5 %. Rendemen yang terkecil adalah pada fraksi 1
yaitu sebesar 1,25 .
75
Asap cair temperatur 300 oC
Hasil destilasi asap cair temperatur 300 oC disajikan pada tabel berikut
ini :
Tabel 4.2. Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 300 oC
Fraksi Volume (mL) Rendemen (%)
1 8,5 4,25
2 144 72
3 19,5 9,75
4 3 1,5
Dari tabel di atas diperoleh rendemen yang terbesar adalah fraksi 2
yaitu sebesar 72 % sedangkan rendemen terkecil adalah fraksi 4 yaitu
sebesar 1,5 %.
Asap cair temperatur 350 oC
Hasil destilasi asap cair temperatur 350 oC disajikan pada tabel berikut
ini:
Tabel 4.3. Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 350 oC
Fraksi Volume (mL) Rendemen
(%)
1 5 2,5
2 158 79
3 15 7,5
4 3 1,5
Dari tabel di atas, dapat dilihat bahwa hasilnya tidak terlalu jauh
berbeda dengan hasil destilasi asap cair temperatur 300 oC. Ini
diperkirakan pada temperatur pirolisis 300 dan 350 oC, diperoleh
komponen asap cair yang tidak terlalu jauh berbeda.
76
Asap cair temperatur 400 oC
Hasil destilasi asap cair temperatur 400 oC disajikan pada tabel berikut
ini:
Tabel 4.4. Hasil destilasi 200 mL asap cair temperatur 400 oC
Fraksi Volume
(mL)
Rendemen
(%)
1 8 4
2 88,5 44,25
3 64 32
4 19,5 9,75
Dari tabel di atas terlihat bahwa fraksi 1 rendemennya paling kecil
(4%). Ini disebabkan bahwa pada asap cair ini kandungan airnya
lebih sedikit. Fraksi 2 adalah yang tertinggi sebesar 44,25%.
Adapun hasil destilasi asap cair secara keseluruhan ditampilkan dalam
bentuk grafik pada gambar berikut.
Gambar 4.1. Grafik Hasil Destilasi Asap Cair
77
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa asap cair hasil destilasi pada
fraksi 2 memperlihatkan hasil yang paling banyak. Ini diperkirakan
bahwa pada fraksi 2 mengandung banyak senyawa yang memiliki titik
didih antara 100-125 oC. Jika dijumlahkan seluruh asap cair fraksi 1
hingga fraksi 4 diperoleh hasil bahwa asap cair yang dapat terdestilasi
adalah sebesar 89 % , dengan demikian asap cair yang tidak
terdestilasi adalah sebanyak 11 % , yaitu berupa tar dan senyawa-
senyawa dengan titik didih tinggi.
Warna
Asap cair sebelum didestilasi memiliki warna coklat kemerahan, ini
disebabkan karena masih mengandung tar yang pada dasarnya berwarna
hitam dan mengandung komponen dengan berat molekul tinggi. Asap cair
tanpa destilasi ini jika diaplikasikan pada bahan pangan akan
menghasilkan bahan pangan dengan warna yang gelap. Sedangkan
konsumen biasanya lebih menyukai bahan pangan dengan warna yang
tidak gelap, oleh sebab itu pada penelititan ini dilakukan destilasi terhadap
asap cair agar menghasilkan warna asap cair yang lebih jernih, sehingga
jika diaplikasikan pada bahan pangan akan menghasilkan warna produk
asapan yang lebih menarik.
Asap cair yang telah mengalami destilasi cenderung memiliki warna yang
berbeda tiap fraksinya. Perbedaan warna pada tiap fraksi dipengaruhi
adanya tar. Warna pada fraksi 1 adalah kuning kehijauan jernih, fraksi 2
berwarna kuning muda jernih sedangkan fraksi 3 berwarna kuning
keputihan jernih dan fraksi 4 berwarna coklat karena pada temperatur
destilasi yang tinggi kemungkinan tar akan ikut terdestilasi semakin besar.
Aroma
Aroma pada asap cair yang dihasilkan setelah proses destilasi ini berbeda
tiap fraksinya. Aroma asap cair pada berbagai temperatur pirolisis hasil
destilasi dapat dilihat pada tabel berikut.
78
Tabel 4.5. Aroma asap cair hasil destilasi
Temperatur Fraksi 1 Fraksi 2 Fraksi 3 Fraksi 4
Pirolisis Aroma Aroma Aroma Aroma (0C) asap asap asap Asap
250
Sangat
kuat
Agak tidak
kuat agak kuat Kuat
300
Sangat
kuat
Agak tidak
kuat agak kuat Kuat
350
Sangat
kuat
Agak tidak
kuat agak kuat Kuat
400
Sangat
kuat
Agak tidak
kuat agak kuat Kuat
Dari tabel di atas terlihat bahwa asap cair pada berbagai fraksi
menghasilkan aroma yang berbeda. Asap cair yang memiliki aroma paling
lemah adalah asap cair fraksi 2, disusul dengan asap cair fraksi 3 dan
fraksi 4. Asap cair fraksi 1 memiliki aroma yang sangat kuat (menyengat).
Dapat disimpulkan bahwa asap cair hasil destilasi dengan urutan aroma
asap dari yang kuat hingga yang lembut adalah sebagai berikut : Asap cair
fraksi 1 > fraksi 4 > Fraksi 3 > fraksi 2.
Analisis dengan kromatografi gas
Analisis dengan menggunakan instrumen kromatografi gas ini bertujuan
untuk mengetahui apakah fraksi satu dan fraksi lainnya mengandung
komponen-komponen yang sama atau berbeda, bila fraksi-fraksi tersebut
mengandung komponen yang sama, maka pemisahan dengan destilasi
belum sempurna. Selain itu kromatogram juga dapat digunakan untuk
menentukan jumlah komponen penyusun asap cair.
Penentuan jumlah komponen penyusun asap cair dilakukan dengan
menghitung jumlah puncak yang muncul pada kromatogram setelah waktu
retensi 3,44 menit yang dianggap sebagai air.
79
Asap cair pada temperatur 250 oC
Gambar 4.2 Kromatogram asap cair temperatur 250 °C hasil destilasi
Berdasarkan pada gambar di atas dapat dilihat bahwa pada kromatogram
fraksi 1 dengan temperatur kurang dari 100 oC memberikan 9 puncak,
fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC memberikan 9 puncak sedangkan
fraksi 3 dengan temperatur 126-150 oC memberikan 10 puncak dan fraksi
4 dengan titik didih 151-200 oC memberikan 5 puncak.
80
Pada fraksi satu terlihat puncak yang rapat pada waktu retensi 3 menit
yang diperkirakan adalah puncak dari air dan diperkirakan pada asap cair
fraksi 1 terdapat senyawa yang memiliki sifat yang hampir sama dengan
air yaitu memiliki titik didih dibawah 100 oC. Konsentrasi yang besar
dapat dilihat pada waktu retensi di bawah 4 menit. Sedangkan untuk
waktu retensi di atas 4 menit diperoleh kelimpahan yang kecil.
Pada fraksi 2, terdapat puncak pada waktu retensi 4,15 menit yang sama
dengan fraksi 1 tetapi konsentrasinya berbeda. Terjadi kenaikan
konsentrasi yaitu pada fraksi 1 sebesar 1,54 % sedangkan pada fraksi 2
sebesar 14,50 %. Begitu juga pada waktu retensi 4,50 menit, pada fraksi 1
konsentrasinya sebesar 1,63 %, sedangkan pada fraksi 2 terjadi kenaikan
yaitu menjadi 52,25 %. Pada fraksi 2 juga terdapat senyawa dengan waktu
retensi di atas 5 menit seperti pada waktu retensi 10,20 menit dengan
konsentrasi 7,71 %.
Pada fraksi 3, terdapat senyawa dengan waktu retensi 4,54 menit dengan
konsentrasi yang terbesar yaitu 82,91 %. Pada waktu retensi 10,63 menit
diperoleh senyawa dengan konsentrasi 5,96 %. Pada fraksi 4 terjadi
pemisahan yang signifikan dengan konsentrasi terbesar yaitu pada waktu
retensi 4,28 menit dengan konsentrasi 95,58 %.
Fraksi 2 dan 4 memperlihatkan pemisahan yang signifikan, yang jika
dilakukan pemisahan lebih lanjut akan dapat diperoleh senyawa-senyawa
yang lebih murni. Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi
hasil pemisahan destilasi dijumlahkan, maka terdapat 18 puncak, satu
puncak bukan berarti hanya terdapat satu jenis senyawa, bisa saja
terdapat banyak senyawa yang memiliki sifat yang hampir sama, sehingga
disimpulkan asap cair tempurung kelapa dengan temperatur pirolisis 250
oC mengandung sedikitnya 18 senyawa.
81
Asap cair temperatur 300 oC
Gambar 4.3. Kromatogram asap cair temperatur 300 oC hasil didestilasi
82
Berdasarkan pada gambar di atas dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan
tempratur kurang dari 100 oC memberikan 13 puncak, fraksi 2 dengan
temperatur 101-125 oC memberikan 18 puncak, fraksi 3 memberikan 4
puncak dan fraksi 4 memberikan 3 puncak.
Pada fraksi 1 terlihat banyaknya peak pada waktu retensi sekitar 3 menit
dengan kelimpahan yang besar yaitu antara 7-25 %. Pada fraksi ini
senyawa dengan waktu retensi di atas 4 menit diperoeh dengan
kelimpahan yang sedikit. Sedangkan pada fraksi 2 diperoleh senyawa
dengan waktu retensi yang berdekatan. Diperoleh juga senyawa dengan
waktu retensi di atas 5 menit. Pada fraksi 2 ini tidak terlihat adanya
pemisahan yang signifikan. Pada fraksi 3 terlihat tidak ada senyawa
dengan waktu retensi di atas 5 menit. Senyawa dengan waktu reetensi
4,25 menit memiliki konsentrasi yang paling besar yaitu 81,83 %. Pada
frakis 3 ini terlihat pemisahan yang signifikan. Sedangkan pada fraksi 4,
hanya terdapat satu puncak dengan kelimpahan yang besar yaitu pada
waktu retensi 4,20 menit yaitu sebesar 93,79 %.
Apabila puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil
pemisahan destilasi dijumlahkan maka terdapat 23 puncak, sehingga
disimpulkan asap cair tempurung kelapa pada temperatur 300 oC
mengandung sedikitnya 23 senyawa.
Asap cair pada temperatur 350 oC
Berdasarkan gambar di bawah ini dapat dilihat bahwa pada kromatogram
fraksi 1 dengan temperatur kurang dari 100 oC memberikan 5 puncak,
fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC memberikan 16 puncak, fraksi
3dengan temperatur 126-150 oC memberikan 9 puncak dan fraksi 4
dengan temperatur 151-200 oC memberikan 8 puncak.
83
Gambar 4.4. Kromatogram asap cair temperatur 350 oC setelah didestilasi
84
Pada fraksi 1 terlihat puncak yang muncul hanya pada waktu retensi
disekitar 3 menit, tidak diperoleh puncak pada waktu retensi di atas 4
menit. Pada fraksi 2 diperoleh puncak dengan waktu retensi di atas 4
menit hingga waktu retensi 12,36 menit. Pada waktu retensi 4,54 menit
diperoleh senyawa dengan konsentrasi sebesar 28,10 %. Pada waktu
retensi 10,32 menit diperoleh puncak dengan konsentrasi 7,72 %. Pada
fraksi 2 ini tidak terlihat adanya pemisahan yang signifikan.
Ini mungkin disebabkan banyaknya senyawa yang terdapat pada asap cair
yang memiliki titik didih yang hampir sama. Pada fraksi 3 terlihat
pemisahan yang signifikan, terdapat kenaikan konsentrasi pada senyawa
dengan waktu retensi 4,04 menit yang mana pada fraksi 1 dan 2
konsentrasinya sebesar 4,50 % sedangkan pada fraksi 3 konsentrasinya
menjadi 22,04 %.
Pada waktu retensi 10,45 menit terjadi penurunan konsentrasi dari fraksi 2
yang hanya sebesar 7,72 % menjadi 3,95 % pada fraksi 3. Pada fraksi 4
diperoleh senyawa dengan konsentrasi terbesar 74,47 % pada waktu
retensi 4,68 menit. Sedangkan senyawa dengan waktu retensi di atas 5
menit tidak diperoleh lagi. Pada fraksi 3 diperoleh pemisahan yang
signifikan.
Jika puncak-puncak yang berbeada dalam semua fraksi hasil pemisahan
destilasi dijumlahkan, maka terdapat 20 puncak, yang mana satu puncak
bukan berarti hanya terdapat satu jenis senyawa,sehingga disimpulkan
asap cair tempurung kelapa dengan temperatur 350 oC mengandung
sedikitnya 20 senyawa.
85
Kromatogram Asap cair temperatur 400 oC
Gambar. 4.5. Kromatogram Asap cair temperatur 400 oC
86
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa fraksi 1 dengan temperatur di
bawah 100 oC memberikan 5 puncak yang terpisah secara signifikan.
Pada fraksi 2 dengan temperatur 101-125 oC diperoleh 24 puncak. Pada
waktu retensi 4,53 menit memiliki konsentrasi 21,20 % sedangkan pada
waktu retensi di atas 9 menit diperoleh senyawa dengan kelimpahan yang
kecil. Pada fraksi 3 dengan temperatur 126-150 oC terdapat 19 puncak.
Pada fraksi 4 dengan temperatur 151-200 oC terdapat 10 puncak.
Pemisahan yang signifikan diperoleh pada fraksi 3 dan 4. Pada fraksi 4
diperoleh senyawa dengan waktu retensi 3,60 menit dengan konsentrasi
sebesar 79,93 %. Sedangkan pada waktu retensi di atas 9 menit, hanya
diperoleh satu puncak yaitu dengan waktur retensi 12,30 menit dengan
konsentrasi sebesar 1,29 %. Senyawa dengan waktu retensi di atas 9
menit pada fraksi 3 sudah tidak terdapat pada fraksi 4.
Jika puncak-puncak yang berbeda dalam semua fraksi hasil destilasi
dijumlahkan, maka terdapat 34 puncak, sehingga disimpulkan asap cair
tempurung kelapa pada temperatur 400 oC mengandung sedikitnya 34
senyawa.
Tidak dapatnya senyawa asap cair dipisahkan secara tegas pada destilasi
ini diperkirakan karena penyusun asap cair memiliki titik didih yang hampir
sama atau berdekatan satu sama lain. Dengan demikian dapat
disimpulkan bahwa penyusun asap cair mengandung senyawa yang
hampir sama tiap fraksinya, yang berbeda adalah konsentrasinya, dengan
demikian asap cair ini dapat digunakan untuk alternatif aplikasi pada
bahan pangan yang menginginkan warna yang bervariasi dengan tetap
mempertahankan aroma asap.
87
Sebagai pembanding dalam pengujian kualitas arang dan briket arang
sangat berpengaruh pada produk pyrolisis, maka biasanya menggunakan
standar kualitas Jepang.
Tabel 4.6. Sifat fisika – kimia briket arang Standar Jepang.
Sifat Arang Standar Jepang
Kadar air <6 %
Kadar abu 3 – 6 %
Zat mudah menguap 25 – 30 %
Nilai kalor 6000 – 7000 kal/g
Berat jenis 1 – 1,2
(Hartoyo dkk, 1978)
Kualitas pyrolisis ini ditentukan berdasarkan tujuan penggunaannya atau
disesuaikan dengan permintaan konsumen terutama untuk industri dan
ekspor, tetapi sebagai grade yang umum, maka standar yang dipakai
adalah grade A, grade B, atau grade C (Lihat Proses Pembuatan Pyrolisis)
Ada beberapa faktor yang berpengaruh terhadap kualitas pyrolisis arang
sebagai berikut:
Nilai kalor
Nilai kalor merupakan jumlah satuan panas yang dihasilkan persatuan
bobot dari proses pembakaran dengan oksigen dari suatu bahan yang
mudah terbakar. Nilai kalor dinyatakan dalam satuan kal/g (Syachry,
1983). Penelitian Hartoyo dan Nurhayati (1976) besarnya nilai kalor untuk
jenis-jenis kayu di Indonesia berkisar antara 5059 – 7752 kal/g.
Sedangkan dalam penelitian Nurhayati dkk (1999) diperoleh nilai kalor
arang tempurung kelapa berkisar antara 4267,87 – 7512,62 kal/g.
88
Kadar air
Keberadaan air dalam kayu dan produk olahannya berkaitan erat dengan
sifat higroskopis kayu, di mana kayu mempunyai sifat afinitas yang besar
terhadap air sehingga kayu tidak pernah kering sama sekali (Brown dkk,
1952).
Kadar air didefinisikan sebagai berat air yang dinyatakan dalam persen
berat kering tanur. Semakin tinggi kadar air maka semakin besar energi
yang dibutuhkan untuk menguapkan air. Dalam proses ini terjadi proses
karbonisasi tidak sempurna sehingga kualitas air yang dihasilkan jelek
(Haygreen dan Bowyer, 1989).
Haygreen dan Bowyer (1989) berpendapat bahwa kadar air akan
berpengaruh pada nilai kalor yang dihasilkan di mana semakin tinggi
kadar air maka nilai kalor yang dihasilkan semakin rendah. Semakin tinggi
kadar air dalam arang maka dalam proses pembakarannya akan
dibutuhkan kalor yang besar untuk mengeluarkan air menjadi uap
sehingga energi yang tersisa dalam arang tersebut menjadi lebih kecil.
Nurhayati dkk (1999) dalam penelitiannya menghasilkan kadar air briket
arang dari tempurung kelapa berkisar antara 1,12 -7,40 %. Sedangkan
penelitian Soeparno dkk(1999) menghasilkan kadar air briket arang rata-
rata 1,751%.
Kadar zat mudah menguap
Zat mudah menguap dalam briket arang bukan merupakan komponen
penyusun arang, tetapi merupakan hasil dekomposisi zat-zat penyusun
arang akibat proses pemanasan. Kadar zat mudah menguap dalam arang
selain air dapat dihitung dengan menguapkan semua zat-zat menguap
dalam arang selain air.
Hartoyo dkk (1978) mengemukakan bahwa suhu yang digunakan dalam
proses pembuatan arang akan mempengaruhi besarnya kadar zat mudah
menguap. Pendapat ini juga didukung oleh Nurhayati dkk (1999) yang
89
menyatakan bahwa kadar zat mudah menguap dapat diperkecil bila suhu
pengarangan dinaikkan. Dalam penelitian Nurhayati dkk (1999) dihasilkan
kadar zat mudah menguap untuk briket arang tempurung kelapa sebesar
6,54 – 72,33%.
Mengingat faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas briket arang
adalah keenam faktor tersebut, maka pengujian kualitas briket arang
tempurung kelapa juga meliputi rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat
mudah menguap, berat jenis dan nilai kalor.
Kualitas briket arang yang diuji dengan menggunakan cara perhitungan
sebagai berikut:
Rendemen
Arang yang dihasilkan ditimbang kemudian disebut sebagai berat
arang (output) dan bahan awal ditimbang sebagai bahan baku (input).
Perhitungannya sebagai berikut:
% 100 x (input)mentah baku bahan Berat
(output) arangBerat (%)Rendemen
Kadar Air
Pengujian kadar air dilakukan dengan mengambil contoh uji briket
arang dengan berat 1 gram sebagai berat mula-mula (a). Contoh uji
tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu 130 2 oC selama kurang
lebih 2 jam. Sebelum ditimbang contoh uji dimasukkan ke dalam
desikator baru kemudian ditimbang. Penimbangan dilakukan sampai
beratnya konstan (b).
x100%a
ba (%)air Kadar
90
Kadar zat mudah menguap
Prosedur penentuan kadar zat mudah menguap adalah dengan mengambil
contoh uji seberat 1 gram (a) kemudian dilakukan pemanasan di tanur listrik
pada suhu 900 oC. Setelah suhu mencapai 900 oC dibiarkan dingin terlebih
dahulu dalam tanur, baru dimasukkan dalam desikator dan ditimbang (d).
Apabila masih ada bagian yang berwarna putih pengujian harus diulangi.
100% x a
da (%) menguapmudah zat Kadar
Nilai Kalor
Alat yang digunakan untuk menguji nilai kalor adalah kalorimeter bom
oksigen. Pengujiannya adalah sebagai berikut:
a) Tahap persiapan alat
1) Mengambil contoh uji briket arang dengan berat 1 gram kemudian
dimasukkan dalam mangkok pembakaran dan ditimbang sebagai
berat m1.
2) Memasang kawat nikel sepanjang 10 cm pada elektroda. Kawat
menyentuh contoh uji tetapi tanpa menyinggung mangkok
pembakaran.
b) Mengisi silinder bom dengan akuades setinggi 1 mm dan memasang
kepala bom pada silinder bom dan mengisi oksigen murni 99,5 % hingga
tekanannya mencapai 30 atm.
c) Panci silinder diisi dengan air sebanyak 2 liter dan dimasukkan dalam
mantel silinder.
d) Memasukkan bom silinder ke dalam panci silinder dan memasang 2 chop
beserta kabelnya untuk aliran listrik AC 23 volt yang terangkai pada tutup
mantel silinder.
e) Menutup mantel silinder dengan penutupnya sehingga pengaduk dapat
berputar secara bebas (ketelitian 0,01 oC) menghadap ke depan
pengukur. Untuk mengukur waktunya digunakan stopwatch.
f) Mempersiapkan tabel pengukuran.
91
Tahap pengukuran
o Menjalankan pengaduk sampai suhu konstan, dan setiap 30 detik dicatat
perubahan suhunya, untuk pengukuran nilai a, R1, Ta.
o Pada waktu a tercapai, saklar (23 volt) dihidupkan sesaat (3 detik),
kemudian nilai dicatat setiap 30 detik. Pengukuran suhu selang waktu
tersebut bertujuan untuk menentukan nilai 60% dari total pembakaran (b).
o Jika titik suhu tidak terjadi perubahan lagi maka setelah 5 menit dari titik
tersebut proses pengukuran dihentikan dengan cara menghentikan
putaran pengaduk. Titik suhu Tc dan titik waktunya adalah nilai c.
Tahap Pembongkaran
o Melepas sabuk pemutar dan membuka mantel silinder serta
mengeluarkan silinder bom dari dalam panci silinder.
o Membebaskan tekanan gas yang ada dalam silinder bom dan membuka
silinder bom dengan memutar dan mengangkat kepala bom
o Mencuci dengan aquades semua permukaan baja yang ada dalam
silinder bom dan kepala bom bagian dalam, air cucian ditampung dalam
gelas piala ( 50 mL). Air tampungan ini kemudian ditetesi dengan
larutan indikator methyl orange 3 tetes (warna cairan akan berubah
menjadi merah muda) dan dititrasi dengan larutan Na2CO3 (0,03625 M)
yang terdapat dalam buret (50 mL) sampai warna merah muda menjadi
merah pucat/bening. Pada saat itu dilihat skala buretnya menunjukkan
berapa mL. Jumlah mL yang tercapai setara dengan jumlah kalor (1 mL =
1 kalori) sebagai koreksi asam (e1)
o Mengambil kawat pembakar yang tidak ikut terbakar dan meletakkan
pada skala pengukuran kalor yang telah dikonversi dari panjang kawat
(1cm = 2,3 kal) sebagai koreksi dari panjang sisa kawat yang tidak
terbakar (e2)
o Dengan langkah yang sama dilakukan pembakaran asam benzoat untuk
peneraan kondisi alat bom kalorimeter.
92
Perhitungan:
Rumus 1:
)b(cRa)(bRTT 21a ct
Rumus 2:
m
eeCtQ
)( t ).C(m ).( 21aap
Rumus 3:
Δt
t) ..C(m - e e ).Q(mC aa21bb
p
Keterangan:
Rumus 1: waktu pembakaran
Rumus 2: waktu yang diperlukan untuk mencapai 60% pembakaran total
diperoleh melalui interpolasi (menit)
Rumus 3: waktu yang ditunjuk saat tidak ada perubahan suhu setelah proses
pembakaran (menit)
Ta : suhu pada saat pembakaran (oC)
Tc : suhu pada saat mencapai waktu c (oC)
R1 : suhu rata-rata setiap menit sebelum terjadi
pembakaran (oC/menit)
R2 : suhu rata-rata setiap menit setelah terjadi
pembakaran (oC/menit)
e1 : koreksi terhadap asam
e2 : koreksi terhadap kawat
Q : nilai kalor pembakaran (kal/g)
Cp : kapasitas panas
mb : berat asam benzoat
Qb : nilai kalor pembakaran asam benzoat
93
2
2.5
3
3.5
4
4.5
250 300 350 400
Suhu pirolisis ( oC)
Ka
da
r a
ir (
%)
3%
5%
7%
9%
Kadar air
Suhu untuk analisis kandungan air adalah 130 oC 2 oC sehingga air yang
lepas merupakan air terikat yang berada di dinding sel. Data kadar air
briket arang tempurung kelapa dapat dilihat pada Tabel berikut:
Data kadar air (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:
Gambar 4.6. Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan berbagai persentase perekat
Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar air (%) dengan
berbagai persentase perekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis
terhadap kadar air menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pyrolisis
maka kadar air pyrolisispun besar, sedangkan pengaruh persentase
perekat menunjukkan semakin besar persentase perekat kadar air briket
arang semakin besar. Kadar air briket arang yang terkecil didapat pada
suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 % dan merupakan
fase pyrolisis yang optimal.
94
Kadar zat mudah menguap
Kadar zat mudah menguap berkaitan dengan proses pirolisis yang
berlangsung. Besarnya kadar zat mudah menguap dipengaruhi oleh suhu
maksimum pembuatan arang. Data hasil pengujian kadar zat mudah
menguap (%) diberikan pada tabel 5.4 berikut ini.
Tabel 4.7. Hasil pengujian kadar zat mudah menguap (%) briket arang tempurung kelapa.
Suhu
pirolisis
Persentase perekat
3% 5% 7% 9%
250 oC 48,60 48,83 48,17 47,44
300 oC 37,95 38,80 36,77 35,67
350 oC 33,99 33,67 34,27 32,66
400 oC 30,09 29,08 29,88 27,68
Data di atas menunjukkan bahwa suhu pirolisis menyebabkan nilai kadar
zat mudah menguap mengalami penurunan. Suhu pirolisis memberikan
pengaruh yang besar, hal ini dapat dilihat dari nilai kadar zat mudah
menguap briket arang dengan persentase perekat 3% yang mana pada
suhu 250 oC nilainya 48,60% mengalami penurunan dengan nilai yang
besar sehingga pada suhu 400 oC kadar zat mudah menguapnya sebesar
30,09%.
Kadar zat mudah menguap dengan adanya pengaruh persentase perekat
tidak menunjukkan penurunan kadar yang besar. Pada suhu 250 oC,
dengan persentase perekat 3% kadarnya 48,60% dan pada 9% kadarnya
47,44%, sehingga penurunannya hanya 1,16%.
95
27
32
37
42
47
250 300 350 400
Suhu pirolisis ( oC)
Ka
da
r za
t m
ud
ah
me
ng
ua
p (
%)
3%
5%
7%
95%
Data kadar zat mudah menguap (%) secara lebih jelas dapat dilihat pada
Grafik berikut :
Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap (%) dengan berbagai persentase perekat.
Kadar zat mudah menguap akan menunjukkan kualitas dari briket arang
yang dihasilkan, semakin kecil kadar zat mudah menguap maka briket
arang yang dihasilkan akan semakin baik. Dari Grafik hubungan suhu
pirolisis (oC) terhadap kadar zat mudah menguap(%) dengan berbagai
persentase perekat dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu pirolisis maka
kadar zat mudah menguapnya akan semakin kecil. Briket arang yang
dihasilkan pada suhu 400 oC menunjukkan nilai yang lebih kecil
dibandingkan pada suhu yang lain. Naiknya persentase perekat akan
menurunkan kadar zat mudah menguap tetapi penurunannya tidak besar.
Dari grafik dapat dilihat kadar zat mudah menguap yang terkecil yaitu
pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 9%, sehingga
briket arang yang dihasilkan merupakan briket arang yang paling baik.
96
Dari Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap berat jenis dengan
berbagai persentase perekat terlihat bahwa pengaruh suhu pirolisis
terhadap berat jenis menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu pirolisis
maka berat jenis semakin besar, sedangkan semakin besar persentase
perekat maka berat jenis cenderung semakin turun. Turunnya berat jenis
disebabkan faktor persentase perekat menunjukkan semakin banyaknya
perekat yang digunakan untuk membuat briket akan menurunkan nilai
berat jenisnya. Nilai berat jenis terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC
dengan persentase perekat 5 %.
Nilai kalor
Nilai kalor menggambarkan nilai energi bahan yang merupakan jumlah
satuan panas yang dihasilkan persatuan bobot dari proses pembakaran
dengan oksigen dari suatu bahan yang mudah terbakar. Data pengujian
nilai kalor (kal/g) dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.9. Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung kelapa
Suhu
pirolisis
Persentase perekat
3% 5% 7% 9%
250 oC 6564,27 6485,81 6506,91 6407,75
300 oC 6740,98 6960,44 6920,78 6542,70
350 oC 7057,14 7030,38 6968,92 6764,18
400 oC 7150,14 7025,46 6935,30 6928,89
Dari data tabel Hasil pengujian nilai kalor kal/g briket arang tempurung
kelapa nilai kalor yang didapat menunjukkan kenaikan nilai kalor dengan
semakin tinggi suhu pirolisis, sedangkan nilai kalor semakin kecil dengan
semakin besarnya persentase perekat. Nilai kalor yang didapat sudah
memenuhi standar buatan Jepang (6000 – 7000 kal/g) dimana nilai kalor
yang terkecil sebesar 6407,75 kal/g dan nilai kalor terbesar 7150,14 kal/g.
97
6400
6600
6800
7000
7200
250 300 350 400
Suhu pirolisis ( oC)
Nil
ai
ka
lor
(ka
l/g
)
3%
5%
7%
9%
Data nilai kalor (kal/g) secara lebih jelas dapat dilihat pada Grafik berikut:
Grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan berbagai persentase perekat
Dari grafik hubungan suhu pirolisis (oC) terhadap nilai kalor dengan
berbagai persentase perekat secara umum dapat dilihat bahwa nilai kalor
semakin besar dengan semakin tingginya suhu pirolisis, sehingga nilai
kalor yang terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC.
Persentase perekat menunjukkan pengaruh yang berkebalikan dari
pengaruh suhu pirolisis, di mana semakin besar persentase perekat maka
nilai kalornya semakin kecil, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat
pada persentase perekat 3%. Nilai kalor briket arang tempurung kelapa
yang terbesar didapat pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase
perekat 3 %.
98
2. Tugas Latihan 4.a
1) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses pirolisis?
2) Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan proses destilasi?
3) Apa pengaruh temperatur pada proses pemanasan tungku/tabung
terhadap produk yang dihasilkan pada proses pirolisis dan destilasi
4) Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil
proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?
Tugas Latihan 4.b:
(1) Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa
agar sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis
(2) Jelaskan cara melakukan proses menghasilkan asap cair grade C
(3) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade C ke
grade B
(4) Jelaskan bagaimana cara mendestilasi asap cair dari grade B ke
grade A
(5) Jelaskan perbedaan asap cair grade B dan grade C
Tugas Praktek 4:
Kerjakanlah Tugas berikut ini dengan cara yang sistematis, aman dan efisien :
4. Pembuatan Asap Cair grade C
5. Penyulingan Asap Cair grade C menjadi grade B
6. Penyulingan Asap Cair grade B menjadi grade A
99
3. Rangkuman
Asap cair didestilasi berdasarkan variasi temperatur dengan maksud
memisahkan tar dan untuk mendapatkan asap cair dengan sifat-sifat
fungsional yang menonjol.
Hasil destilasi asap cair menghasilkan rendemen yang berbeda tiap fraksinya,
yaitu: asap cair temperatur 250 oC, asap cair temperatur 300 oC, asap cair
temperatur 350 oC dan asap cair temperatur 400 oC.
Tidak dapatnya senyawa asap cair dipisahkan secara tegas pada destilasi ini
diperkirakan karena penyusun asap cair memiliki titik didih yang hampir sama
atau berdekatan satu sama lain. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa
penyusun asap cair mengandung senyawa yang hampir sama tiap fraksinya,
yang berbeda adalah konsentrasinya, dengan demikian asap cair ini dapat
digunakan untuk alternatif aplikasi pada bahan pangan yang menginginkan
warna yang bervariasi dengan tetap mempertahankan aroma asap.
Persentase perekat menunjukkan pengaruh yang berkebalikan dari pengaruh
suhu pirolisis, di mana semakin besar persentase perekat maka nilai kalornya
semakin kecil, sehingga nilai kalor yang terbesar didapat pada persentase
perekat 3%. Nilai kalor briket arang tempurung kelapa yang terbesar didapat
pada suhu pirolisis 400 oC dengan persentase perekat 3 %.
100
4. Evaluasi Materi 4
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan pirolisis ?
2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan asap cair ?
3. Sebutkan produk bahan-bahan apa saja yang dihasilkan dari hasil
proses pirolisis dengan bahan baku tempurung kelapa?
4. Jelaskan persyaratan peralatan pengarangan tempurung kelapa agar
sekaligus dapat menghasilkan asap cair/ pirolisis
5. Jelaskan bagaimana cara menghasilkan asap cair grade A, B dan C,
dengan bahan dasar tempurung kelapa ?
101
5. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Progres Pembelajaran:
Proses Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Asapcair
Nama Siswa : …………………………………………
Nama Sekolah : …………………………………………
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar Skor Standar
Skor yang dicapai
Keterangan (L/ TL)
1, Membuat Bio Briket Arang Tempurung
1.7. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
1.8. Menyiapkan Bahan Baku
1.9. Melaksanakan proses pembuatan bio briket
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
2. Membuat Asap Cair dari Proses Pengarangan Tempurung
2.7. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
2.8. Menyiapkan Bahan Baku
2.9. Melaksanakan proses pembuatan asap cair
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
3. Melakukan Pengujian hasil Bio Briket Arang tempurung
3.7. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
3.8. Menyiapkan Bahan Baku
3.9. Melakukan pengujian hasil bio briket tempurung kelapa
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
4. Melakukan Pengujian hasil asap cair/ pyrolisis
4.7. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
4.8. Menyiapkan Bahan Baku
4.9. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa
30
30
40
…………….
…………….
…………….
Jumlah Skor 100 ……………. ……………….
……………………, ……..…………………… 2014 Penilai
………………………………………………………….. NIP. ……………………………………………………
102
BAB III. PENUTUP
A. INSTRUMEN PENILAIAN KELULUSAN
Progres Pembelajaran : Pembuatan dan Pengujian Biobriket dan Pirolisis
Nama Peserta : …………………………………………
Sekolah Asal : …………………………………………
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar Skor Standar
Skor yang dicapai
Keterangan (L/ BL)
1. Pembuatan Bio Briket
1.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
1.2. Menyiapkan Bahan Baku
1.3. Melaksanakan proses pembuatan bio briket
20
20
20
……………. ……………. …………….
………. ………. ……….
Jumlah Skor (∑SK 1) 100 ……………. ……….
2. Pembuatan Asap Cair Pirolisis
2.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
2.2. Menyiapkan Bahan Baku 2.3. Melaksanakan proses
pembuatan asap cair
25
25 25
……………. ……………. ……………
………. ………. ……….
Jumlah Skor (∑SK 2) 100 ……………. ………
3. Pengujian Bio Briket
3.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
3.2. Menyiapkan Bahan Baku 3.3. Melakukan pengujian
hasil bio briket tempurung kelapa
35
35 30
……………. ……………. …………….
………. ………. ……….
Jumlah Skor (∑SK 3) 100 ……………. ………
4. Pengujian Pirolisis
4.1. Menyiapkan Peralatan utama dan alat batu
4.2. Menyiapkan Bahan Baku
4.3. Melakukan pengujian hasil asap cair dari proses pengarangan tempurung kelapa
30
30
40
……………. ……………. …………….
………. ………. ……….
Jumlah Skor (∑SK 4) 100 ……………. ………
Keterangan : ………..………, .…………… 2014
Nilai Akhir = Penilai,
(∑SK 1)+ (∑SK 2)+ (∑SK 3)+ (∑SK 4)
4
……………………………………… NIP. ……………………………….
103
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2003. Arang Tempurung Kelapa, http://www.kompas.com/limb.htm, diakses
tgl 28-8-2003
Astuti, I., 2000. Potensi Pencoklatan Asap Cair Kayu Karet. UGM, Yogyakarta.
Danamik, S. (2007). Strategi Pengembangan Agribisnis Kelapa (Cocos nucifera) untuk Meningkatkan Pendapatan Petani di Kabupaten Indragiri Hilir, Riau. J. Perspektif 6 : 94-104.
Darmadji, P., 1999. Produksi Asap Cair Dari Limbah Kayu dan Inovasi
Pemanfaatannya, Prosiding Seminar Nasional II Masyarakat Peneliti Kayu
Indonesia, Kejasama Antara Fakultas Kehutanan UGM dan Masyarakat
Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI), Yogyakarta
Draudt, H.N., 1963. The Meat Smoking Process : A Review, Food Technology, 17
(12) : 85-126.
Fatimah, F., 1998. Analisis Komponen-komponen Penyusun Asap Cair Tempurung Kelapa. UGM, Yogyakarta.
Girard, J. P., 1992. Smoking dalam Technology of Meat and Meat Products,
Clermont Ferrand Ellis Horwood, New York.P : 165-205
Idrous A. dan Arancon R., 2010. Perkembangan Industri Kelapa Asia dan Pasifik,
Makalah Disampaikan Pada Workshop Sains Dasar, Dewan Riset Nasional,
21-22 April 2010.
Joseph, G. H. dan Kindangen, J. G., 1993. Potensi dan Peluang Pengembangan
Tempurung, Sabut, dan Batang Kelapa. Proceeding Konferensi Nasional
Kelapa III , Yogyakarta, 20-23 Juli 1993.
Maga, J. A., 1987. Smoke in Food Processing, CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida,
p : 1-3; 113-138
Mahmud, Z. dan Ferry Y., 2005. Prospek Pengolahan Hasil Samping Buah Kelapa. J. Perspektif, 4, 2, 55-63.
Palungkun, R., 2001. Aneka Produk Olahan Kelapa (Cetakan kedelapan), Penebar
Swadaya, Jakarta .
Ruiter, 1979. Color of Smoked Foods, Food Technology (33) 5 : 54-63
Sink, J. D. dan Hsu, L. A., 1977. Chemical Effects of Smoke Processing on
Frankfurter Manufacture and Storage Characteristic, J. of Food Science 42 :
1489.
104
Tahir, I., 1992. Pengambilan Asap Cair Secara Destilasi Kering Pada Proses
Pembuatan Karbon Aktif Dari Tempurung Kelapa. UGM, Yogyakarta.
Tranggono, Suhardi, Setiaji, B., 1997. Produksi Asap Cair dan Penggunaannya pada
Pengolahan Beberapa Bahan Makanan Khas Indonesia. Laporan RUT III.
Wulandari, K. R., Darmadji, P. dan Santoso, U., 1999. Sifat Antioksidatif Asap Cair
Hasil Redestilasi Selama Penyimpanan, Prosiding Seminar Nasional Pangan
PAU-Pangan dan Gizi, UGM. Yogyakarta.
Winaprilani, A., 2003. Pemanfaatan asap cair Hasil Pirolisis Kayu Randu Alas
(Gossamphus hepta phyla) untuk Pengawetan Ikan Kembung (Scomber
negletus). UGM,Yogyakarta.
Widjaya, A.P., 1980. Prototype Alat Pembuatan Karbon Aktif, Departemen
Perindustrian, Jakarta.
Woodroof, J.P., 1970. Coconuts : Production Processing Products, Second Edition,
Avi Publishing Company Inc, Westport-Connecticut.
Yuwanti, S., 1999. Potensi Pencoklatan Fraksi-fraksi Asap Cair Tempurung kelapa.
UGM, Yogyakarta.
105
GLOSARIUM
AC Activated carbon
APCC Asia Pasific Coconut Community
aldehid
antioksidan
Arang aktif Arang sebagai bahan bakar yang dihasilkan dari tempurung kelapa yang diarangkan
asam
Asap cair
benzo(a)pirena
Bio Briket Briket bahan bakar yang dibuat dari arang tempurung
briket arang
CCO coconut crude oil
cincin benzena
CM coconut milk
DC desiccated coconut
destilasi
eksotermis
yaitu reaksi yang menghasilkan panas artinya panas yang dihasilkan dari reaksi ini lebih besar dari yang diterima
Endotermis, yaitu reaksi yang menyerap panas, artinya panas yang dihasilkan dari reaksi tersebut lebih rendah dari panas yang diterima
ester
fenol
GT geotextile
hemiselulosa
hidrokarbon
karbonil
karsinogen
keton
kondensasi
lignin.
OC oleokimia
oksigen
organoleptik
Pengarangan tempurung kelapa
Pembuatan arang mengikuti proses pembakaran tertutup
polisiklis aromatis
protein
Pyrolisis Asap Cair
residu tar
selulosa
Tempurung Kelapa Kulit luar yang keras yang berada diantara daging dan
106
sabut kelapa
VCO virgin coconut oil
Top Related