...

PENGARUH KOMBINASI LIMBAH KOTORAN TERNAK AYAM

by user

on
Category: Documents
6

views

Report

Comments

Transcript

PENGARUH KOMBINASI LIMBAH KOTORAN TERNAK AYAM
Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 2 Juli 2015
ISSN: 2088-088X
Syahrul, Yesung, Nisfu : Pengaruh kombinasi limbah
kotoran ternak ayam dengan limbah sekam padi
PENGARUH KOMBINASI LIMBAH KOTORAN TERNAK AYAM DENGAN
LIMBAH SEKAM PADI TERHADAP KUALITAS BIOARANG
1
1,2,3
2
3
Syahrul , Yesung Allo Padang , Nisfu Sakban
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mataram
Jalan Majapahit No.62 Mataram – NTB
ABSTRACT
Price of fuel oil and natural gas for household needs increasingly disturbing people,
particularly people who are left behind in rural areas, due to the supply of fuel for rural areas is
very difficult and rare. To overcome such things need to look for an alternative. Renewable
energy is an energy source that has high potential as a substitute for petroleum energy, the use
of waste or agricultural waste and livestock. Indonesia has a very fertile area for cultivation and
livestock farming which can be used as raw material for making biocharcoal
The method used is the experimental method, namely by direct testing of the specimen
which is the object of research. Making gluten dough using flour and enough water that has
been heated by the variation of the ratio of adhesive 7.7% chicken manure and rice husk. Then
mix the rice husk and chicken manure that has been sifted with a weight ratio of 1: 1, 1: 2, 1: 3,
2: 1 and 3: 1 for rice husk with chicken manure. And mixed with 7.7% gluten dough. Once the
briquettes are formed in the mold removed and dried. Drying of briquettes biocharcoal done
o
using the oven and the temperature is determined 70 C for 3 hours as well as in testing the
calorific value, moisture content and the rate of fuel combustion.
From the test results showed that the calorific value of rice husk charcoal briquette
mixture with chicken manure which has the highest calorific value contained in the ratio of 3: 1
was 2.8779 kcal /gr. And reduction of water content in the briquettes are higher at a ratio of 2: 1
is equal to 40.21%. While the long combustion rate is the ratio of 1: 3 in the amount of 38.97
minutes is compared with other comparisons.
Keywords: calorific value, moisture content, rate of burning, briquettes.
LATAR BELAKANG
Akhir-akhir ini harga bahan bakar
minyak dan gas alam untuk kebutuhan rumah
tangga makin meresahkan masyarakat,
terutama sekali masyarakat yang ditinggal
dipedesaan, dikarenakan pasokan bahan
bakar minyak untuk daerah pedesaan sangat
susah dan jarang. Untuk mengatasi hal yang
demikian perlu dicari suatu alternatif agar
produksi peternakan dan pertanian tetap
dapat dipertahankan dan kebutuhan bahan
bakar dapat dipenuhi tanpa merusak
lingkungan.
Energi terbarukan merupakan sumber
energi yang berpotensi tinggi sebagai
pengganti energi minyak bumi, yaitu dengan
memanfaatkan limbah atau sampah pertanian
maupun peternakan. Indonesia merupakan
negara agraris yaitu sebagian besar
penduduknya berprofesi sebagai petani dan
dengan kekayaan yang melimpah, Indonesia
berpotensi sebagai lumbung bioenergi dunia
karena indonesia mempunyai daerah yang
sangat subur untuk membudidayakan hewan
ternak
dan
pertanian
yang
dapat
dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan
bioarang.
Pemanfaatan limbah peternakan dan
pertanian merupakan salah satu alternatif
yang sangat tepat untuk mengatasi naiknya
harga dan kelangkaan bahan bakar minyak.
Namun sampai saat ini pemanfaatan kotoran
ternak dan limbah pertaniaan sebagai bahan
bakar alternatif belum dilakukan secara
optimal. Dalam konteks ini pemanfaatan
kotoran ternak dan limbah pertanian sebagai
sumber energi alternatif merupakan langkah
yang sangat penting untuk menanggulangi
ketergantungan terhadap bahan bakar minyak
bumi (fosil).
Menurut data Badan Pusat Statistik
(2010) populasi ayam broiler pada tahun 2010
mencapai 1.249.952 ekor, sapi potong 13.633
ekor, domba 10.932 ekor, dan kambing
16.821
ekor.
Ternak
tersebut
akan
menghasilkan
kotoran
yang
belum
dimanfaatkan secara maksimal.
Peraturan Pemerintah No. 3 Tahun
2005 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan
Tenaga Listrik dan Instruksi Presiden No. 1
Tahun 2006 tentang Penyediaan dan
Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel)
sebagai bahan bakar alternatif merupakan
landasan dilakukannya penelitian ini. Namun
hingga
saat
ini,
kedua peraturan
122
Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 2 Juli 2015
ISSN: 2088-088X
Syahrul, Yesung, Nisfu : Pengaruh kombinasi limbah
kotoran ternak ayam dengan limbah sekam padi
perundangan
tersebut
belum dapat
diterapkan sepenuhnya dalam masyarakat.
Dalam upaya mengatasi berbagai masalah
tersebut, program
pengembangan dari
bioarang perlu diaktifkan kembali, dengan
multi effect sebagai berikut : Dapat membantu
masyarakat akibat keterbatasan minyak bumi
dan gas alam, Memanfaatkan limbah sebagai
sumber energi, dan Ramah lingkungan.
Apabila
limbah
pertanian
dan
peternakan tersebut dapat dimanfaatkan
sebagai penghasil kalor maka masyarakat
dapat mengembangkan sebuah penelitian
untuk menghemat penggunaan bahan bakar
minyak bumi karena semakin menipisnya
ketersediaan minyak bumi.
LANDASAN TEORI
Tinjauan Pustaka
Sumber pencemaran usaha ternak
ayam berasal dari kotoran ayam yang
berkaitan dengan unsur nitrogen sulfida yang
terkandung dalam kotoran ayam, yang pada
saat penumpukan kotoran atau penyimpanan
terjadi dekomposisi oleh mikroorganisme
membentuk gas ammonia, nitrat, dan sulfida.
Upaya pengelolaan kotoran ayam perlu
dilakukan karna memiliki kandungan gas
amonia dan hidrogen sulfide (H2S), yang
mudah
terbakar
(Rachmawati,
2000).
Komposisi serta jumlah kotoran ayam yang
dihasilkan bervariasi dan dipengaruhi oleh
umur, jenis pakan dan ras. Seekor ayam
broiler diperkirakan menghasilkan kotoran
sebanyak 0,15 kg dan mengandung nitrogen
17%, forforus 16% dan kalsium 0,58%
(Charles dan Hariono, 1991).
(Swara dkk, 2010) Melakukan penelitian
tentang bagaimana mengetahui variasi
komposisi bahan penyusun briket kotoran sapi
dan limbah pertanian supaya menghasilkan
nilai kalor yang baik dan dapat digunakan oleh
masyarakat. Pembuatan briket perbandingan
antara kotoran sapi dengan lmbah pertanian
(sekam, jerami, dan tempurung kelapa).
Perlakuan menggunakan perbandingan 1:1,
1:2, dan 1:3 dengan pengulangan sebanyak 3
kali dari tiap perlakuan. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa briket terbaik terdapat
pada komposisi kotoran sapi : limbah
pertanian adalah 1:3 dengan nilai kalor
4527,22 kal/gr. Nilai karakteristik dari tiap-tiap
perlakuan komposisi briket menunjukkan
bahwa
dengan
meningkatnya
proporsi
penggunaan limbah pertanian sebagai bahan
baku briket mampu meningkatkan kadar
karbon, nilai kalor, kerapatan dan kuat tekan,
serta mampu menurunkan kadar air dan kadar
abu. Nilai kalor berpengaruh terhadap laju
pembakaran. Semakin tinggi nilai kalor briket
maka laju pembakaran briket semakin baik.
Sekam padi merupakan salah satu
produk sampingan dari proses penggilingan
padi, selama ini menjadi limbah dan belum
dimanfaatkan secara optimal. Sekam padi
lebih sering digunakan sebagai bahan bakar
batu bata merah atau dibuang begitu saja
sehingga energinya tidak termanfaatkan
secara optimal, Sedangkan sekam padi
memiliki kandungan yang baik untuk bahan
bakar alternatif. Kandungan yang dimiliki oleh
sekam padi adalah kadar air 9,02%, protein
kasar 3,03%, lemak 1,18%, serat kasar
35,68%, abu 17,17% dan karbohidrat dasar
33,35%. (Suharno, 1979 dalam Puji dan
Fathul, 2011).
(Patabang, 2012) melakukan penelitian
tentang karakteristik termal arang sekam padi
dengan variasi bahan perekat 7%, 10%, dan
15%. Dalam penelitian ini didapatkan hasil
bahwa nilai kalor pada campuran perekat 7%
yaitu M = 2,67%, A = 39,06%, VM = 42,92%,
FC = 15,35%, HHV = 2789 cal/gr.
Dalam penelitiannya (Hartanto dan
Alim, 2011) dengan judul optimasi kondisi
operasi
pirolis
sekam
padi
untuk
menghasilkan bahan bakar briket sebagai
bahan bakar alternatif untuk mengolah sekam
padi yang merupakan limbah pertanian di
Indonesia menjadi briket bioarang. Penelitian
ini dilakukan dengan variabel tetap yaitu
sekam padi sebagai jenis bahan, ukuran
partikel bahan (22,22 mesh) berat jenis bahan
tiap pirolis (100 gr). Sedangkan varaibel yang
o
o
berubah adalah suhu : 210 C, 250 C, 300
o
o
o
C, 350 C, dan 390 C serta waktu operasi :
30, 60, dan 90 menit. Dari penelitain ini dapat
diketahui pengaruh suhu dan waktu pirolisis
terhadap nilai kalor briket. Briket sekam padi
telah memenuhi nilai kalor standar briket (min.
5000 kal/gr) yaitu 5609,453 kal/gr.
Bahan Bakar
Bahan bakar merupakan istilah yang
popular untuk menyalakan api dan bersifat
alami yang langsung dari alam dan dapat
bersifat buatan dengan teknologi. Bahan
bakar alami misalnya bahan bakar fosil seperti
minyak bumi, kayu bakar dan batu bara.
Bahan bakar buatan misalnya gas alam dan
bahan bakar alternatif. (Ismun, 1998).
Biomassa
Biomassa adalah bahan organik yang
berupa produk buangan maupun fotosintetik,
contoh biomassa adalah tanaman, rumput,
limbah peternakan, limbah pertanian dan
lainnya.
Selain
digunakan
pendukung
123
Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 2 Juli 2015
ISSN: 2088-088X
Syahrul, Yesung, Nisfu : Pengaruh kombinasi limbah
kotoran ternak ayam dengan limbah sekam padi
kebutuhan lain biomassa juga digunakan
sebagai bahan bakar (sumber energi).
Umumnya biomassa yang digunakan sebagai
bahan bakar yaitu biomassa yang nilai
ekonomisnya masih rendah atau merupakan
kotoran sampah yang tidak dimanfaatkan oleh
manusia tapi masih berguna. Komponen dari
biomassa antara lain cellusa, hemicellusa dan
lignin. (Siswahyono, 2008).
Briket Bioarang
Briket adalah gumpalan yang terbuat
dari bahan lunak yang dikeraskan seperti
sampah
organik.
Sedangkan
bioarang
merupakan arang yang dibuat dari aneka
macam bahan hayati atau biomassa seperti
tumbuhan,
ranting,
dedaunan,
limbah
pertanian. Bioarang dapat digunakan dengan
melalui pengolahan, salah satunya dengan
bentuk briket bioarang.
Faktor yang mempengaruhi sifat dari
briket bioarang adalah bentuk dari bahannya
seperti jenis serbuk arang, kehalusan serbuk
arang dan suhu pada saat pengeringan.
Syarat briket yang baik adalah permukaan
yang halus dan tidak meninggalkan noda
hitam yang banyak ketika dipegang. Sebagai
bahan
bakar
briket
bioarang
harus
mempunyai syarat seperti :
1. Mudah dinyalakan
2. Tidak mengeluarkan asap yang tebal
3. Gas hasil pembakaran tidak mengandung
racun
4. Tidak berjamur apabila disimpan dalam
waktu yang lama
5. Upaya pembakaran yang baik (waktu
pembakaran dan suhu pembakaran)
6. Briket dibuat dalam bentuk dan ukuran
yang seragam.
Bioarang limbah kotoran kuda dapat
menghasilkan energi yang cukup tinggi yaitu
pada saat pengarangan 2,5 jam dan
perbandingan 1:5 yaitu sebesar 5250,347
kal/kg (Hidayat, 2007).
Briket yang baik harus memenuhi
standar yang telah ditentukan agar dapat
dipakai sesuai dengan keperluan. Umumnya
penentuan kualitas briket arang dilakukan
terhadap komposisi kimia seperti kadar abu,
kadar zat yang mudah menguap, kadar air
dan sifat karbon, berat jenis, nilai kalor.
Kualitas briket yang ada dipasaran dapat
dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2.1. Standar Kualitas Briket Arang
Sifat sifat briket arang
Jepang
Inggris
USA
Indonesia
Kadar air (%)
6-8
3-4
6
7,57
Kadar mudah menguap (%)
15 - 30
16
19
16,14
Kadar abu (% )
3-6
8 - 10
18
5,51
Kadar karbon terikat (% )
60 - 80
75
58
78,35
Nilai kalor (kal/gr)
6000 - 7000
7300
6500
6814,11
1-2
0,84
1
0,4407
60
12,7
62
0,46
3
Kerapatan (gr/cm )
2
Kemampuan menahan tekan (kg/cm )
Perekat
Bahan pengikat partikel-partikel zat
dalam pembuatan briket, sehingga dihasilkan
briket dalam bentuk yang padat dan keras.
Sifat dari perekat yang digunakan pada
pembuatan briket harus memiliki sifat mudah
terbakar, mudah didapatkan dalam jumlah
yang banyak, tidak beracun atau berbahaya.
Berdasarkan jenis bahan baku yang umum
dipakai sebagai perekat pembuatan briket
yaitu :
a. Pengikat anorganik
Pengikat
anorganik
dapat
menjaga
ketahanan
briket
selama
proses
pembakaran berlangsung sehingga bahan
bakar tidak terganggu. Pengikat anorganik
ini mempunyai kelemahan yaitu adanya
tambahan bau yang berasal dari pengikat.
Pengikat
anorganik
ini
seperti
semen,lempung dan nutrium silikat.
b. Pengikat organik.
Pengikat organik menghasilkan abu yang
relatif sedikit setelah pembakaran briket
dan umumnya merupakan bahan perekat
yang efektif. Contoh dari pengikat organik
antara lain: kanji (amilum), tar, dan molesa
(Suardana, 2009).
Limbah/Sampah
Limbah kotoran ayam dan limbah
pertanian dapat dimanfaatkan untuk dijadikan
bahan bakar alternatif pengganti minyak tanah.
124
Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 2 Juli 2015
ISSN: 2088-088X
Syahrul, Yesung, Nisfu : Pengaruh kombinasi limbah
kotoran ternak ayam dengan limbah sekam padi
Dengan
meningkatnya
limbah
ternak
membuat peternak kurang memperhatikan
kegunaan dari kotoran ternak tersebut. Di
daerah sasaran kotoran ternak hanya
digunakan sebagai pupuk untuk tanaman
padahal jumlah kotoran ternak di desa
tersebut sangat banyak. Yang digunakan
sebagai pupuk hanya 80% dari jumlah pupuk
yang diproduksi setiap hari, jadi masih ada
20%
kotoran
ternak
yang
belum
termanfaatkan. Padahal jika kotoran ternak
tersebut dimanfaatkan secara maksimal
kotoran ternak dapat menjadi sumber energi
yang dapat digunakan sebagai bahan bakar
alternatif.
Namun
sampai
saat
ini
pemanfaatan
kotoran
ternak
belum
optimal,sisa kotoran ternak banyak yang
tertumpuk di sekitar kandang dan belum
banyak yang dimanfaatkan sebagai sumber
energi (Umi, 2012).:
Kotoran Ayam
Kotoran
ternak
adalah
hasil
pembuangan limbah padat dan cair seperti
fases, urine, sisa makanan, lemak, dan lain
lain. Kotoran ayam terdiri dari pakan yang
tidak tercerna dengan baik seperti selulosa
(karbohidrat), lemak, protein dan unsur
organik. Protein yang terkandung di dalam
kotoran merupakan sumber nitrogen yang
digunakan sebagai bahan utama bahan bakar.
Komposisi serta jumlah kotoran ayam yang
dihasilkan bervariasi dan dipengaruhi oleh
umur, jenis pakan dan ras. Seekor ayam
broiler diperkirakan menghasilkan kotoran
sebanyak 0,15 kg dan mengandung nitrogen
17%, forforus 16% dan kalsium 0,58%
(Charles dan Hariono,1991).
Rata rata produksi kotoran ternak ayam
potong per ekornya sebesar 0,06 kg/hari, dan
kandungan bahan kering sebanyak 26%
sedangkan dari ayam pedaging kotoran yang
dikeluarkan oleh per ekornya sebanyak 0,1
kg/hari dan kandungan bahan kering nya
sebanyak 25%. Rata rata komposisi kotoran
ayam pedagung berdasarkan bobot basah
dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel 2.2. Kandungan unsur pada kotoran ayam
Nama Unsur
Kandungan unsur kotoran/bobot basah
Minimum
Maksimum
Rata-rata
Total Padatan (%)
38,00
92,00
75,80
Total N (%)
0,89
5,80
2,94
NH4-N
0,08
1,48
0,75
P2O5
1,09
6,14
3,22
K2O (%)
0,63
4,26
2,03
Ca (ppm)
0,51
6,22
1,79
Mg (ppm)
0,12
1,37
0,52
Sulfide (ppm)
0,07
1,05
0,52
Mn (ppm)
66,00
579,00
266,00
Zn (ppm)
48,00
583,00
256,00
Cu (ppm)
16,00
634,00
283,00
Sumber : Nova, 2011.
Sekam Padi
Sekam padi merupakan lapisan keras
yang menyelimuti isi dari padi dan yang
berbentuk keras. Pada proses penggilingan
beras sekam akan terpisah dari butir beras
dan menjadi bahan sisa atau limbah yang
dapat digunakan sebagai energi alternatif.
Sekam padi merupakan hasil dari produksi
pertanian yang cukup banyak di Indonesia.
Automatic Bomb Calorimeter
Automatic bomb calorimeter adalah alat
untuk mengukur bahan pembakaran atau
daya kalori dari suatu material. Proses
pembakaran diaktifkan dalam suatu atmosfer
oksigen di dalam suatu kontainer volume
tetap. Bejana kalorimeter juga terbenam di
dalam air. Temperature air dan bejana
kalorimeter yang berada di sebelah luarnya
akan terlihat pada monitor.
125
Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 2 Juli 2015
ISSN: 2088-088X
Syahrul, Yesung, Nisfu : Pengaruh kombinasi limbah
kotoran ternak ayam dengan limbah sekam padi
Automatic bomb calorimeter bisa
digunakan untuk mengukur suhu dari
beberapa aplikasi yang telah dirancang
sehingga dicocokkan dengan standard ISO,
DIN dan standar internasional lainnya.
kalorimeter adalah suatu proses penetapan
jumlah nilai suhu panas yang dihasilkan oleh
bahan bakar. Satuan yang digunakan pada
automatic
bomb
calorimeter
adalah
kalori/gram (kal/gr), karena kalori adalah unit
untuk mengukur energi kimia, 1 kalori yang
dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air
sebanyak 1 derajat celcius pada tekanan
standard.
Analisa Nilai Kalor
Nilai kalor bahan bakar adalah jumlah
energi panas maksimum hasil reaksi
pembakaran bahan bakar secara sempurna
dari persatuan volume atau massa bahan
bakar tersebut. Analisa nilai kalor bahan bakar
dimaksudkan untuk memperoleh data tentang
energi kalor yang dapat dibebaskan oleh
suatu bahan bakar dengan terjadinya proses
pembakaran. Kalor merupakan energi maka
satuan yang digunakan untuk mengetahui nilai
kalor dari bahan bakar adalah joule, kalori,
dan british thermal unit (BTU) (Tjokrowisastro
dan Widodo, 1990).
Tujuan untuk mengetahui nilai kalor adalah:
1. Memilih bahan bakar sesuai untuk
kebutuhan
2. Menghitung efisiensi bahan bakar dengan
terlebih dahulu menghitung nilai energi
kalor yang dihasilkan dari proses
pembakaran bahan bakar.
3. Menentukan kualitas bahan bakar yang
sesuai dengan kebutuhan berdasarkan
besar kecilnya nilai kalor yang dimiliki.
Dalam analisa nilai kalor dengan
menggunakan automatic bomb calorimeter
untuk
briket
bioarang
yang
masih
mengandung air yaitu gross energy (GE) atau
nilai kalor bruto menggunakan persamaan :
NK =
(
)
........................
1
Analisa Laju Pembakaran
Analisa laju pembakaran yaitu analisa
untuk mengetahui laju bahan bakar dengan
cara membakar briket untuk mengetahui lama
nyala suatu bahan
bakar, kemudian
menimbang massa briket yang terbakar.
Persamaan yang digunakan untuk
mengetahui laju pembakaran adalah:
Laju pembakaran =
.................... 2
Analisa of varian
anova adalah suatu cara untuk
menganalisis atau menguraikan hasil total
variasi atas bagian – bagian yang mempunyai
makna untuk mencari kesimpulan. Analisis of
varian yang dipakai adalah analisa of varian
satu arah dimana analisa yang dipakai untuk
menganalisa data yang berbeda rata- rata
atau lebih dengan dua faktor yang
berpengaruh dan pengaruh interaksi antar
kedua faktor tersebut diperhitungkan.
Analisa Kadar Air
Air merupakan salah satu komponen
dari pembuatan bahan bakar padat (briket)
yang akan berpengaruh negatif terhadap
kualitas briket seperti nilai kalor. Kadar air
briket diharapkan serendah mungkin agar nilai
kalor yang dihasilkan tinggi dan mudah
dinyalakan. Sebaliknya jika nilai kalor tinggi
menyebabkan nilai kalor yang dihasilkan akan
menurun, karena energi yang dihasilkan
banyak terpakai untuk menguapkan air.
Analisa kadar air suatu bahan
dimaksudkan untuk memperoleh data tentang
kadar air yang dapat mempengaruhi besarnya
energi kalor pada bahan bakar tersebut.
Kadar air bahan bakar padat (briket) ialah
perbandingan berat air yang terkandung
dalam bahan bakar padat dengan berat kering
bahan
bakar
padat
tersebut.
Untuk
mengetahui kadar air dari suatu bahan bakar
padat dapat dilakukan pengeringan dengan
menggunakan oven listrik, kemudian dianalisis
dengan menggunakan persamaan berikut :
kadar air =
x 100%..............
3
METODE PENELITITAN
Metode penelitian pada dasarnya
merupakan cara ilmiah yang digunakan dalam
merancang
suatu
penelitian
untuk
mendapatka informasi atau data dengan
tujuan tertentu. Metode penelitian yang
digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Metode pustaka, yaitu untuk mencari dan
mempelajari
refrensi-refrensi
yang
berkaitan dengan penelitian ini baik berasal
dari buku maupun dari jurnal-jurnal
penelitian
2. Metode
eksperimen,
yaitu
dengan
melakukan pengujian langsung terhadap
spesimen yang menjadi objek penelitian.
Alat Dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian:
1. Ayakan dengan ukuran 18 mesh
2. Emberdan wadah plastik
3. Stopwatch
126
Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 2 Juli 2015
ISSN: 2088-088X
Syahrul, Yesung, Nisfu : Pengaruh kombinasi limbah
kotoran ternak ayam dengan limbah sekam padi
4. Cetakan
specimen
dengan
ukuran
diameter 2,5 cm dan panjang 7 cm
5. Timbangan digital
6. Oven
7. Thermometer bs.791
8. Automatic bomb calorimeter
Bahan yang digunakan pada penelitian :
1. Kotoran ayam
2. Sekam padi
3. Tepung kanji
4. Air
Prosedur Penelitian
Pengujian Nilai Kalor
1. Mempersiapkan
briket
bioarang
sebelumnya kemudian membersihkan
cawan dan dikeringkan
2. Menyiapkan alat yang digunakan untuk
mengukur nilai kalor yang akan diuji pada
bahan bakar yaitu automatic bomb
calorimeter yaitu dengan langkah :
a. Silinder automatic bomb calorimeter
dan
penutupnya
dibersihkan
menggunakan air aquades.
b. Kawat pematik dipotong sepanjang 10
cm
kemudian
dipasang
pada
tempatnya.
c. Silinder automatic bomb calorimeter
dipasang dan dikeraskan dan diisi
dengan oksigen.
3. Briket ditimbang sebelum dimasukkan
dalam cawan.
4. Bucket diisi dengan air aquadest seberat 2
kg
5. Setelah melakukan persiapan diatas lalu
memulai
pembakaran
dengan
mempersiapkan :
a. Blanko pencatat data automatic bomb
calorimeter
b. Dinamo dihidupkan kemudian suhu air
dicatat
c. briket yang berada dalam automatic
bomb calorimeter dibakar dengan cara
menekan tombol merah
d. temperatur air di dalam bucket dicatat
untuk menunjukkan ada perubahan
temperatur dari awal.
6. Kemudian matikan dynamo
3. Menimbang briket yang akan diuji dan
menyemprotkan dengan minyak tanah
sebanyak 2 ml.
4. Setelah itu bahan yang sudah ditimbang
dan disemprotkan dengan minyak tanah
dimasukkan kedalam tungku.
5. Membakar briket yang sudah disiapkan
didalam tungku.
6. Setelah itu memulai menghitung waktu
mulai pada saat penyalaan api sampai
akhir dengan dianggap api sudah tidak
menyala lagi (abu)
7. Mencatat waktu tahan lama nyala api
briket.
8. Kemudian setelah mengambil data dan
selesai.
Pengujian Kadar Air.
1. Sampel yang sudah terbentuk atau setelah
dicetak
langsung ditimbang supaya
mengetahui massa awal.
2. Setelah itu sampel dimasukkan kedalam
0
oven untuk dikeringkan dengan suhu 70 C
selama 3 jam.
3. Sampel dikeluarkan dari oven langsung
ditimbang lagi untuk mengetahui massa
akhir.
4. Kemudian
mengolah
data
supaya
mengetahui pengurangan kadar air yang
terkandung di dalam briket.
Pembuatan Arang Sekam Padi
1. Sekam padi dikeringkan terlebih dahulu
2. Setelah itu sekam padi yang sudah
dikeringkan dimasukkan dalam satu wadah
3. Kemudian sekam padi dibakar
4. Setelah api sudah menyala dan berbentuk
arang langsung ditutup supaya tidak ada
udara yang masuk dan sampai tidak lagi
ada nyala api
5. Tutup wadah dibuka dan arang sekam padi
dikelurkan dari wadah
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembahasan Nilai Kalor Briket
Pengujian Laju Pembakaran
1. Menyiapkan bahan yang akan digunakan
yaitu bahan bakar padat
2. Menyiapkan alat atau tungku untuk
pembakaran briket serta bahan untuk
memancing pembakaran awal yaitu minyak
tanah.
Gambar 4.1. Nilai kalor briket campuran arang
sekam padi dengan kotoran ayam.
127
Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 2 Juli 2015
ISSN: 2088-088X
Syahrul, Yesung, Nisfu : Pengaruh kombinasi limbah
kotoran ternak ayam dengan limbah sekam padi
Analisa nilai kalor bahan bakar
dilakukan untuk mengetahui besarnya nilai
kalor yang dilepaskan oleh suatu bahan bakar
dengan terjadinya proses pembakaran. Dalam
penelitian ini didapatkan nilai kalor dari arang
sekam
padi
sebesar
2,6682
kkal/gr
sedangkan untuk nilai kalor tepung kanji
sebesar 2,4022 kkal/gr dan untuk nilai kalor
dari kotoran ayam sendiri sebesar 2,5336
kkal/gr.
Dari gambar 4.1 dapat dilihat nilai kalor
dari briket campuran arang sekam padi
dengan kotoran ayam yang memiliki nilai kalor
paling tinggi terdapat pada perbandingan 3:1
sebesar 2,8779 kkal/gr. Sedangkan briket
yang memiliki nilai kalor paling rendah
terdapat pada briket campuran perbandingan
1:3 yaitu 2,5079 kkal/gr. Hal ini disebabkan
karena nilai kalor pada kotoran ayam yang
rendah yaitu 2,5336 kkal/gr.
Pengaruh yang menentukan naik
turunnya nilai kalor pada bahan bakar briket
kemungkinan disebabkan karena pengaruh
nilai kadar air yang tinggi serta pada saat
proses pembuatan briket yang kemungkinan
tidak tercampur merata, yang mengakibatkan
ada kemungkinan persentase arang pada
briket yang tinggi dan ada yang memiliki
persentase yang rendah. Serta pada saat
pengarangan sekam padi kemungkinan
memiliki kadar abu yang cukup tinggi.
Pembahasan Kadar Air
berat awal bahan bakar briket. Briket perlu
dikeringkan supaya kadar air yang terkandung
di
dalam
briket
berkurang
dengan
menggunakan oven atau sinar matahari
langsung, selama proses pengeringan briket
mengalami
kenaikan
temperatur
yang
mengakibatkan menguapnya air yang ada
pada permukaan briket melalui rongga udara
briket tersebut. Proses pengeringan ini juga
bertujuan supaya perekat dapat bekerja
secara optimal agar bahan bakar briket kuat
serta tidak membentuk jamur sehingga pada
saat penyimpanan briket lebih tahan lama.
Dari gambar 4.2 dapat dilihat bahwa
pengurangan kadar air dalam briket yang lebih
tinggi terdapat pada perbandingan 2:1 antara
arang sekam padi dengan campuran limbah
kotoran ayam yaitu sebesar 40,21%
sedangkan untuk pengurangan terendah
terdapat pada perbandingan 3:1 antara arang
sekam padi dengan campuran limbah kotoran
ayam yaitu sebesar 33,79%.
Kadar air yang tidak merata dari setiap
spesimen ini bisa disebabkan oleh beberapa
faktor yaitu pengaruh tidak meratanya
campuran kanji dengan bahan dasar
pembuatan bahan bakar briket, karena pada
saat pencampuran bahan dasar pembutan
briket dengan kanji menggunakan cara yang
manual atau tangan, sehingga kemungkinan
diperoleh sampel yang jumlah kanjinya tidak
merata ada yang lebih sedikit atau lebih
banyak.
Penguapan
air
pada
saat
pengeringan yang tidak bisa dikontrol
walaupun waktu dan suhu pengeringan untuk
masing-masing briket sama, tetapi tidak
menghasilkan pengurangan kadar air yang
sama. Hal ini juga disebabkan oleh
pencampuran briket dengan kanji yang tidak
merata.
Pembahasan Laju Pembakaran
Gambar 4.2. Kadar air briket campuran arang
sekam padi dengan kotoran ayam
Pengujian kadar air pada briket
dilakukan
untuk
mengetahui
besarnya
persentase kadar air yang terkandung di
dalam briket yang nantinya akan menentukan
kualitas dari briket tersebut. Sebelum
dilakukan pengujian kadar air, briket yang
sudah dicetak kondisinya masih basah dan
lunak, ini menandakan bahwa kadar air yang
terkandung di dalam briket tersebut masih
tinggi. Sampel briket yang sudah selesai
dicetak langsung ditimbang untuk mengetahui
Gambar 4.3. lama nyala briket campuran
arang sekam padi dengan kotoran ayam
Pengujian laju pembakaran bertujuan
untuk mengetahui lama nyala api dari tiap
bahan bakar briket. Perhitungan laju
128
Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 2 Juli 2015
ISSN: 2088-088X
Syahrul, Yesung, Nisfu : Pengaruh kombinasi limbah
kotoran ternak ayam dengan limbah sekam padi
pembakaran ini dilakukan dengan menghitung
waktu nyala briket sampai menjadi abu.
Dari gambar 4.3 diatas dapat dilihat
bahwa yang memiliki lama nyala dari briket
campuran arang sekam dengan limbah
kotoran ayam terdapat pada perbandingan 1:3
yaitu sebesar 38,97 menit (2338 detik)
dibandingakan
dengan
perbandinganperbandingan yang lain. Sedangkan lama
nyala
yang
rendah
terdapat
pada
perbandingan 3:1 yaitu sebesar 32,28 menit
(1936 detik).
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari
data
hasil
penelitian
dan
pembahasan tentang nilai kalor bahan bakar,
kadar air serta laju pembakaran dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
1. Nilai kalor dari briket campuran arang
sekam padi dengan kotoran ayam yang
memiliki nilai kalor paling tinggi terdapat
pada perbandingan 3:1 sebesar 2,8779
kkal/gr. Sedangkan briket yang memiliki
nilai kalor paling rendah terdapat pada
briket campuran perbandingan 1:3 yaitu
2,5079 kkal/gr. Walaupun pada standar
untuk kualitas briket arang di indonesia
belum terpenuhi yaitu sebesar 6,8141
Kkal/gr
2. Pengurangan kadar air dalam briket yang
lebih tinggi terdapat pada perbandingan
2:1 antara arang sekam padi dengan
campuran limbah kotoran ayam yaitu
sebesar
40,21%
sedangkan
untuk
pengurangan terendah terdapat pada
perbandingan 3:1 antara arang sekam padi
dengan campuran limbah kotoran ayam
yaitu sebesar 33,79%. dimana yang paling
bagus yatu terdapat pada perbandingan
3:1 karna mempunyai kadar air terendah.
3. Laju pembakaran yang lebih lama yaitu
briket campuran arang sekam dengan
limbah kotoran ayam pada perbandingan
1:3 yaitu sebesar 38,97 menit atau 2338
detik dibandingakan dengan perbandinganperbandingan yang lain. Sedangkan yang
laju pembakaran yang rendah terdapat
pada perbandingan 3:1 yaitu sebesar
32,27 menit atau 1936 detik.
4. Pengaruh penambahan limbah kotoran
ternak ayam pada penelitian ini tidak ada
pengaruh
yang
signifikan
terhadap
penambahan nilai kalor, pengurangan
kadar air serta pada laju pembakaran.
Saran
Dari penelitian yang sudah dilakukan
peneliti ingin memberikan beberapa saran
yang nantinya mungkin akan bermanfaat bagi
peneliti selanjutnya sebagai berikut :
1. Perlu
diadakan
penelitian
dengan
campuran bahan dasar briket yang lain
seperti campuran jerami padi dan limbahlimbah yang lain.
2. Harus ada variasi perekat dan variasi
waktu pengeringan supaya idealnya
kebutuhan perekat kanji terhadap briket
lebih tepat
3. Pada saat pengadukan briket lebih baik
jangan menggunakan manual atau tangan
, sebaiknya menggunakan alat pengaduk
atau pencampur seperti mixer.
4. Perlu dibuat metode yang lebih baik pada
saat pembuatan arang supaya kandungan
kadar abu dapat diminimalisir dan nilai
kalor dapat meningkat.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Charles, R. T dan Hariono, B., 1991,
Pencemaran Lingkungan Oleh Limbah
Peternakan Dan Pengelolaannya. Bull.
FKH-UGM. X(2): 71-75.
[2]
Gianyar, I.B.G., 2012, Pengaruh
Persentase Arang Tempurung Kemiri
Terhadap Nilai Kalor Briket Campuran
Biomassa
Ampas
Kelapa-Arang
Tempurung Kemiri. Jurusan Mesin
Fakultas Teknik Universitas Mataram.
[3]
Haryadi, D., 2009, Pengaruh Variasi
Temperature Pirolisis Terhadap Kadar
Air Dan Nilai Kalor Briket Bioarang
Campuran Jerami Padi-Kotoran Kuda.
Jurusan
Mesin
Fakultas
Teknik
Universitas Mataram.
[4]
Husain, Z., 2010, Populasi Ternak,
badan pusat statistic
[5]
Hidayat, K., 2007, Analisa Nilai Kalor
Limbah Kotoran Kuda Sebagai Bahan
Bakar Alternatif. Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Mataram.
[6]
Ismun, A.U., 1998, Membuat Briket
Bioarang, kanisius. Yogyakarta.
[7]
Jahiding, M., 2011, Analisa Priksimasi
Dan Nilai Kalor Bioarang Sekam Padi
Sebagai Bahan Baku Briket Hybrid.
Fakultas MIPA Unversitas Haluoleo.
[8]
Nova, P., 2011, Kadar H2S, NO2, Dan
Debu Pada Peternakan Ayam Broiler
Dengan Kondisi Lingkungan Yang
Berbede Di Kabupaten Bogor, Jawa
Barat. Departemen Ilmu Produksi Dan
Teknologi
Peternakan
Fakultas
Peternakan Institute Pertanian Bogor.
[9]
Patabang, D., 2012, Karakteristik
Termal Briket Arang Sekam Padi
Dengan
Variasi
Bahan
Perekat.
129
Dinamika Teknik Mesin, Volume 5 No. 2 Juli 2015
ISSN: 2088-088X
[10]
[11]
[12]
[13]
Syahrul, Yesung, Nisfu : Pengaruh kombinasi limbah
kotoran ternak ayam dengan limbah sekam padi
Jurusan
Mesin
Fakultas
Teknik
Universitas Tadulako, Palu.
Puji, F. H dan Fathul, A., 2011,
Optimalisasi Kondisi Operasi Pirolisis
Sekam Padi Untuk Menghasilkan
Bahan Bakar Briket Bioarang Sebagai
Bahan Bakar Alternatif. Jurusan Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas
Diponegoro.
Rachmawati,
S.,
2000,
Usaha
Pengelolaan
Lingkungan
Usaha
Peternak
Ayam.
balai
penelitian
veteriner.
Swara, P. A, Mislaini, R dan Santosa.,
2010, Studi Variasi Komposisi Bahan
Penyusun Briket Kotoran Sapi Dan
Limbah Pertanian. Jurusan Teknik
Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Andalas Kampus Limau
Manis, Padang.
Sanip., 2012, Pengaruh Holding Time
Dan Pemberian Intert Gas Nitrogen
Pada Proses Slow Pyrolysis Terhadap
[14]
[15]
[16]
[17]
130
Nilai Kalor Briket Campuran Jerami
Padi-Kotoran Kuda.
Jurusan Mesin
Fakultas Teknik Universitas Mataram.
Siswahyono.,
2008,
Dekomposisi
Jerami Secara Termo Kimia Dalam Air
Panas Bertekanan. http;lppm.uns.ac.id.
Suardana, I. N. 2009, Uji Karakteristik
Briket Bioarang Dari Sekam Padi
Dengan Kombinasi Biji Nyamplung.
Jurusan
Mesin
Fakultas
Teknik
Universitas Mataram.
Tjokrowisastro, E. H dan Widodo, K.B.,
1990, Teknik Pembakaran Dasar Bahan
Bakar. ITS. Surabaya.
Umi, N. U., 2013, Kandungan Nitrogen
Tersedia, Nitrogen Total Dan Bau
Pupuk Cair Hasil Fermentasi Kotoran
Berbagai Ternak Dengan Starter
Stardec. Program Studi Biologi Fakultas
Pendidikan Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan
Alam
IKIP
PGRI
Semarang.
Fly UP