Page 1
LAPORAN
TEKNOLOGI BATUBARA BERSIH
BRIKET BATUBARA TERKARBONISASI SEBAGAI BAHAN BAKAR
ALTERNATIF BAGI INDUSTRI KECIL/UKM
(Studi Kasus UKM Batu Bata, UKM Tegel, UKM Genteng)
Oleh:
Aditya Muhtadi (33979)
Veven Supraba W (33930)
Izzad Abidiy (34469)
Ainur Rofiq F (34098)
Leonardo Adi S (34200)
Dewantara Maulana (34012)
M. Ismail (34457)
PROGRAM STUDI FISIKA TEKNIK
JURUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2011
Page 2
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Batubara merupakan sedimen batuan organik yang mudah terbakar dengan
komposisi utama karbon, hidrogen, dan oksigen. Sebagai sumber energi, batubara dapat
direkayasa dalam berbagai bentuk atau penggunaan. Salah satu dari sekian banyak
komersialisasi batubara yang menggunakan teknologi sederhana adalah pengemasan
batubara, atau lebih dikenal dengan sebutan briket batubara.
Pemanfaatan briket batubara selama ini ditujukan untuk industri kecil atau rumah
tangga. Namun demikian, perkembangan briket batubara masih berfluktuatif, Oleh karena
itu, diperlukan sosialisasi secara akademik dan non-akademik bagi industri kecil/UKM
tersebut mengenai manfaat briket batubara. Karena bagaimana pun juga, peranan usaha
kecil dan menengah (UKM) dalam menunjang pembangunan daerah sangat besar. Untuk
itu, pemberdayaan UKM haruslah terus dilakukan, yaitu dengan cara penerapan teknologi
(teknologi bahan/material) , baik teknologi proses maupun desain produk, sehingga dapat
meningkatkan kuantitas, kualitas dan daya saingnya.
.
B. TUJUAN
1. Mengetahui manfaat briket batubara, khususnya briket batubara terkarbonisasi.
2. Memberikan gambaran tentang briket batubara terkarbonisasi yang dapat
dijadikan bahan bakar alternatif bagi industri kecil/UKM .
3. Sebagai sarana menumbuhkan ide dan inovasi baru.
C. MANFAAT
1. Mahasiswa mendapat pengetahuan lapangan tentang industri kecil /UKM.
2. Mahasiswa mendapat pengalaman riil di lapangan.
3. Mahasiswa dapat berkreasi dari ilmu yang diperoleh selama kuliah.
Page 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. KAYU BAKAR
Bahan bakar minyak merupakan sumber energi utama di dunia
saat ini. Sifat-sifat bahan bakar minyak seperti kalor yang dihasilkan,
dan kecepatan reaksinya menyebabkan bahan bakar ini memang
sangat ideal sebagai sumber energi, namun karena ketersediaannya
sangat terbatas maka bahan bakar ini menimbulkan potensi terjadinya
krisis energi. Kayu merupakan salah satu bahan bakar alternatif saat
ini, penggunan kayu sebagai bahan bakar sebenarnya sudah dimulai
sejak dahulu.
Kandungan zat di dalam kayu akan mempengaruhi karakteristik
sifat kayu sebagai bahan bakar. Karakter sifat itu meliputi nilai
pembakaran, komposisi kimia (elemen yang terkandung dalam kayu
seperti chlorine (Cl), carbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N),dan sulphur (S),
kandungan moisture, berat jenis, kekerasan, jumlah volatile matters, jumlah
karbon padat, kandungan abu dan komposisinya, sifat lebur abu, sifat
terak abu, jumlah kotoran, dan debu) (C. S. Aji, 2007).
Gambar 1. Kandungan kimia rata-rata pada kayu (C. S. Aji, 2007)
Menurut Cahyanto Sulistyo Aji (2007), komponen kimia kayu
terdiri dari 3 unsur:
1. Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa
2. Unsur non-karbohidrat terdiri dari lignin
Page 4
3. Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses
pertumbuhan dinamakan zat ekstraktif.
Distribusi komponen kimia tersebut dalam dinding sel kayu tidak
merata. Kadar selulosa dan hemiselulosa banyak terdapat dalam
dinding sekunder, sedangkan lignin banyak terdapat dalam dinding
primer dan lamella tengah. Zat ekstraktif terdapat di luar dinding sel
kayu. Menurut Cahyanto Sulistyo Aji (2007), komposisi unsur – unsur
kimia dalam kayu adalah:
1. Karbon 50%
2. Hidrogen 6%
3. Nitrogen 0,04 – 0,10%
4. Abu 0,20 – 0,50%
5. Sisanya adalah oksigen.
Komponen kimia kayu sangat bervariasi karena dipengaruhi oleh
faktor tempat tumbuh, iklim dan letaknya di dalam batang atau
cabang.
Tabel 1. Komponen kimia pada kayu (J.F. Damandauw, 1982)
(Sumber: C. S. Aji, 2007)
Nilai kalor tertinggi kayu dicapai ketika kondisi kering tanur, yaitu sekitar 4.500
kkal/kg. Dalam penggunaan praktis, mengeringkan kayu sampai kondisi kering tanur
tidak ekonomis dari segi biaya. Untuk mendapatkan nilai kalor optimum, kayu digunakan
pada kondisi kering udara (kadar air 12%) dengan nilai kalor berkisar 4.000 kkal/kg.
Tabel 2. Nilai kalor dan kadar abu tanaman yang ditanam di sekitar lokasi
tambang dibandingkan dengan batubara
Page 5
(Sumber: T. D. Cahyono et al, 2008)
B. OLI BEKAS
Oli adalah minyak pelumas mesin kendaraan maupun mesin produksi. Oli bekas
dapat diperoleh dari pabrik-pabrik maupun dari bengkel kendaraan bermotor. Oli bekas,
dari bengkel-bengkel kendaraan bermotor, dapat dipakai menjadi alternatif bahan bakar
mengingat karakteristiknya setelah dilakukan proses pembersihan dari kotoran mirip
dengan LDO (light diesel oil). Apabila oli bekas ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan
bakar maka biaya bahan bakar dapat ditekan (harga oli bekas Rp 500,- per liter). Selama
ini oli bekas hanya dimanfaatkan untuk membakar batu kapur (W. P. Raharjo, 2007).
Secara umum terdapat 2 macam oli bekas, yaitu oli bekas industri (light industrial
oil) dan oli hitam (black oil). Oli bekas industri relatif lebih bersih dan mudah dibersihkan
dengan perlakuan sederhana, seperti penyaringan dan pemanasan. Oli hitam berasal dari
pelumasan otomotif. Oli ini dalam pemakaiannya mendapat beban termal dan mekanis
yang lebih tinggi. Dalam oli hitam terkandung partikel logam dan sisa pembakaran.
Setelah pemakaian beberapa lama sifat-sifat fisik dan kimia oli akan mengalami
perubahan karena temperatur yang tinggi dan tekanan sehingga tidak memenuhi
persyaratan lagi sebagai pelumas, terutama viskositasnya yang terlalu rendah. Sesudah
dilakukan proses pembersihan dari kotoran, oli bekas diharapkan mempunyai
karakteristik yang mirip dengan bahan bakar diesel (LDO = light diesel oil) (W. P.
Raharjo, 2007).
Tabel 3. Tabel Karakteristik Oli Bekas Tanpa Perlakuan dan Hasil Perlakuan
Page 6
(Sumber: W. P. Raharjo, 2007)
Tabel 4. Nilai Kalor Oli Bekas Tanpa Perlakuan dan Oli dengan Perlakuan
(Sumber: W. P. Raharjo, 2007)
C. BRIKET BATUBARA
Ada tiga jenis briket batubara yang berbeda-beda komposisinya, yaitu :
1. Briket batubara biasa, campuran berupa batu bara mentah dan zat perekat
(biasanya lempung). Sangat sederhana dan biasanya berkualitas rendah.
2. Briket batubara terkarbonisasi, batu bara yang digunakan “dikarbonisasi”
(carbonised) terlebih dulu dengan cara membakarnya pada suhu tertentu sehingga
sebagian besar zat pengotor, terutama zat terbang (volatile matters) hilang.
Dengan bahan perekat yang baik, briket batu bara yang dihasilkan akan menjadi
sangat baik dan rendah emisinya.
3. Briket bio-batu bara, atau dikenal dengan bio-briket, selain kapur dan zat perekat,
ke dalam campuran ditambahkan bio-masa sebagai substansi untuk mengurangi
Page 7
emisi dan mempercepat pembakaran. Bio-masa yang biasanya digunakan berasal
dari ampas industri agro (seperti bagas tebu, ampas kelapa sawit, sekam padi, dan
lain-lain) atau serbuk gergaji.
Briket batubara terkarbonisasi adaiah jenis produk pembriketan yang
menggunakan bahan baku partikel batubara yang telah mengalami proses karbonisasi.
Bahan baku utama briket batubara terkarbonisasi adalah batubara dengan persentase
antara 80 - 90%, sisanya 5 - 15% merupakan bahan pengikat dan bahan imbuh. Bahan
pengikat adalah bahan pencampur pada pembuatan briket batubara yang terdiri dari bahan
pengikat organik dan bahan pengikat anorganik. Bahan pengikat organik adalah bahan
pencampur pada pembuatan briket batubara karbonisasi, tanpa karbonisasi, maupun briket
bio-batubara yang dapat merembes ke dalam permukaan dengan cara terabsorpsi sebagian
ke dalam pori-pori atau celah yang ada, antara lain seperti molasis, larutan kanji. Bahan
pengikat anorganik adalah bahan pencampur pada pembuatan briket batubara karbonisasi,
tanpa karbonisasi, maupun brikat bio-batubara yang berfungsi sebagai perekat antar
permukaan partikel-partikel batubara yang tidak reaktif (inert) dan berfungsi sebagai
stabilizer selama pembakaran, antara lain seperti tanah liat. Bahan lmbuh adalah bahan
pencampur pada pembuatan briket batubara yang digunakan untuk tujuan tertentu seperti
kapur untuk menangkap emisi gas SO2. Bahan imbuh yang biasa digunakan adalah kapur
dengan kadar maksimum 5% yang berfungsi sebagai adsorban untuk menangkap SO2
(Permen No. 047, 2006).
Tabel 5. Standar Kualitas Briket Batubara
Page 8
(Sumber: Permen No. 047, 2006).
BAB III
DATA DAN PEMBAHASAN
A. DATA UKM
UKM Batu Bata
Lokasi: Dusun Senoboyo, Desa Sidoagung, Kec. Godean
Bahan bakar berupa kayu bakar, sebanyak 1 truk/produksi 5000 batu bata, dengan
biaya Rp 800.000,- .
Page 9
Ukuran tungku 3x3x3 m.
Lama pembakaran 12 jam, dengan temperatur 300C.
Harga jual batu bata Rp 600 – 700 per biji.
Aspek sosial: Produsen pernah mengganti bahan bakar menggunakan briket batu
bara, tetapi hasilnya mengecewakan, dikarenakan temperatur yang dihasilkan kurang
memenuhi sasaran (3000C) dan briket cepat habis, sehingga boros, dan mudah pecah
(asumsi: briket batubara biasa).
Pembahasan:
Perbandingan kayu bakar dengan briket batubara terkarbonisasi
Asumsi nilai kalor kayu bakar 4.000 kkal/kg. 1 truk kira-kira mampu mengangkut 5.000
kg kayu = 20.000.000 kkal. Berarti untuk memproduksi 5.000 batu bata menghabiskan
20.000.000 kkal kayu bakar. 20.000.000 kkal kayu bakar membutuhkan biaya Rp
800.000,-. Berarti 1 kkal kayu bakar dihargai Rp 0,04 atau Rp 0,04/kkal.
Asumsi nilai kalor briket batubara terkarbonisasi 5.500 kkal/kg. Jumlah briket
batubara terkarbonisasi yang dibutuhkan 20.000.000 kkal/5.500 kkal/kg = 3636 kg.
Asumsi harga 1 kg briket batubara terkarbonisasi = Rp 1.300,-. Maka biaya yang
dibutuhkan untuk 3636 kg briket = Rp 4.726.800,-. Berarti 1 kkal briket batubara
terkarbonisasi dihargai Rp 0,24 atau Rp 0,24/kkal.
UKM Tegel
Lokasi: Dusun Senoboyo, Desa Sidoagung, Kec. Godean
Bahan bakar oli bekas sebanyak 5500 – 6000 liter/produksi 9000 tegel, dengan biaya
sekali pembakaran Rp 23 juta.
Desain tungku dibuat oleh orang Belgia dengan teknik pembakaran seperti oven.
Didesain khusus bahan bakar oli bekas. Ukuran tungku 3x6 m dengan tebal dinding 1
m. Alas tungku dibuat dengan bahan bata api, sedangkan bahan sisi dibuat dengan
campuran batu bata biasa dengan pasir.
Lama pembakaran 10 – 15 hari, dengan temperatur 10000C.
Harga jual tegel Rp 4000 per biji.
Page 10
Aspek sosial: Produsen sebenarnya lebih memilih menggunakan bahan bakar
batubara karena lebih murah, namun kekurangannya bahan bakar batubara tersebut
susah didapat dan lama pengirimannya.
Pembahasan:
Perbandingan oli bekas dengan briket batubara terkarbonisasi
Bahan bakar oli bekas sebanyak 5500 – 6000 liter/produksi = 30 barel.
1 barel = 158987,3144 ml 30 barel = 4.769.619,432 ml.
Asumsi densitas oli bekas 0,881 g/ml = 0,000881 kg/ml.
Maka 30 barel oli bekas = 4.769.619,432 ml x 0,00081 kg/ml = 3863,392 kg.
Asumsi nilai kalor oli bekas 10.700 kkal/kg. Berarti untuk memproduksi 9.000 tegel
membutuhkan oli bekas sebanyak = 3863,392 kg x 10.700 kkal/kg = 41.338.294,4 kkal.
41.338.294,4 kkal kayu bakar membutuhkan biaya Rp 23 juta,-. Berarti 1 kkal oli bekas
dihargai Rp 1,8 atau Rp 1,8/kkal.
Asumsi nilai kalor briket batubara terkarbonisasi 5.500 kkal/kg. Jumlah briket
batubara terkarbonisasi yang dibutuhkan 41.338.294,4 kkal/5.500 kkal/kg = 7516,05 kg.
Asumsi harga 1 kg briket batubara terkarbonisasi = Rp 1.300,-. Maka biaya yang
dibutuhkan untuk 7516,05 kg briket = Rp 9.770.865,-. Berarti 1 kkal briket batubara
terkarbonisasi dihargai Rp 0,24 atau Rp 0,24/kkal.
UKM Genteng
Bahan bakar kayu bakar 1 truk dengan harga Rp 1,3 juta menghasilkan 8000 genteng.
Komposisi genteng: tanah sawah (hitam), tegal (cokelat), gunung (kuning).
Ukuran tungku 2,5x2,5x3 m.
Proses pembuatan:
Page 11
Lama pembakaran 15 jam.
Harga jual Rp 2000/biji
Pembahasan:
Perbandingan kayu bakar dengan briket batubara terkarbonisasi
Asumsi nilai kalor kayu bakar 4.000 kkal/kg. 1 truk kira-kira mampu mengangkut 5.000
kg kayu = 20.000.000 kkal. Berarti untuk memproduksi 8.000 genteng menghabiskan
20.000.000 kkal kayu bakar. 20.000.000 kkal kayu bakar membutuhkan biaya Rp
1.300.000,-. Berarti 1 kkal kayu bakar dihargai Rp 0,065 atau Rp 0,065/kkal.
Asumsi nilai kalor briket batubara terkarbonisasi 5.500 kkal/kg. Jumlah briket
batubara terkarbonisasi yang dibutuhkan 20.000.000 kkal/5.500 kkal/kg = 3636 kg.
Asumsi harga 1 kg briket batubara terkarbonisasi = Rp 1.300,-. Maka biaya yang
dibutuhkan untuk 3636 kg briket = Rp 4.726.800,-. Berarti 1 kkal briket batubara
terkarbonisasi dihargai Rp 0,24 atau Rp 0,24/kkal.
B. REKAYASA DESAIN TUNGKU BRIKET BATUBARA
Cara penataan dan pembakaran bata dengan bahan bakar briket batubara:
1. Bata yang kering (siap bakar) disusun/ditata seperti gambar di bawah ini
Page 12
2. Bata diatur/disusun secara bertingkat setinggi 0,5 m dan lebar 0,4 m. Diantara
tumpukan bata dibuat lorong pembakar untuk menempatkan briket batubara dengan
lebar lorong 0,3. Lorong tersebut selanjutnya diisi briket batubara setinggi 0,4 m.
Diantara tumpukan bata ke arah belakang dibuat celah selebar 5 cm untuk
menempatkan briket.
3. Pada bagian atas briket di taruh tatalan kayu dan sekam padi.
4. Susunan bata yang telah dibuat sebagai dasar kemudian ditutup dengan susunan bata
lainnya. Bagian atas dari lorong dibuat berbentuk kubah.
5. Penataan bata selanjutnya ke atas dan ke belakang disesuaikan dengan susunan atau
yang sudah terbentuk seperti gambar.
6. Setelah susunan bata terbentuk dengan rapi celah tempat pemasakan briket
selanjutnya ditutup, kecuali untuk lorong pembakaran.
7. Pembakaran dapat dimulai dengan membakar tatalan kayu yang ada pada lorong
pembakaran.
8. Lamanya pembakaran sampai dibongkar sekitar 5-7 hari.
9. Untuk meningkatkan efisiensi pembakaran pada bagian paling atas tumpukan bata
ditutup dengan lapisan sekam padi setebal 5 cm, demikian pula pada bagian samping
kiri dan kanan susunan tumpukan bata.
10. Setelah 5 sampai 7 hari, hasil pembakaran dapat dibongkar, presentasi kematangan
bisa mencapai 90%.
(Sumber: DINAS PERINDAGKOP KABUPATEN BANTUL)
Page 13
BAB IV
KESIMPULAN
Bagi industri kecil/UKM yang memerlukan panas dalam waktu lama, penggunaan
briket batubara cukup ekonomis.
Page 14
DAFTAR PUSTAKA
.Briket Batubara Sebagai Energi Alternatif Pembakaran Bata. Dinas
PERINDAGKOP, Kabupaten Bantul.
Aji, C, S. 2007. Pengaruh Variasi Bahan Baku Dinding Dapur Oven Pengering Kayu
Berbahan Bakar Limbah Kayu Produksi Terhadap Efisiensi Kerja Dapur. Teknik Mesin,
Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.
Cahyono, T, D. Coto, Z. Febrianto, F. 2008. Analisis Nilai Kalor Dan Kelayakan
Ekonomis Kayu Sebagai Bahan Bakar Substitusi Batubara di Pabrik Semen. Forum
Pascasarjana Vol. 31 No. 2 April 2008: 105-116.
Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia. 2006. Pedoman
Pembuatan Dan Pemanfaatan Briket Batubara Dan Bahan Bakar Padat Berbasis Batubara.
Peraturan Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral No. 047 Tahun 2006.
Raharjo, W, P. 2007. Pemanfaatan Tea (Three Ethyl Amin) Dalam Proses
Penjernihan Oli Bekas Sebagai Bahan Bakar Pada Peleburan Aluminium. Jurnal
Penelitian Sains & Teknologi, Vol. 8, No. 2.
Page 15
LAMPIRAN
UKM Batu Bata
UKM Tegel
UKM Genteng