PERSENTASI FISIKA

Energi, Usaha dan Daya

Abstraksi Pendahuluan Isi Penutup

Abstraksi Sumber energi merupakan satu hal yang penting dalam semua bidang kehidupan manusia, namun yang menjadi permasalahan adalah sumber energi fosil sebagai sumber energi utama cadangannya semakin menipis. Oleh karena itu, perlunya segera mencari bahan bakar alternatif sebagai pengganti kayu bakar dan minyak bumi dengan spesifikasi mendekati kayu bakar baik dari sisi karakteristik pembakaran dan karakteristik mekanik. Potensi sumberdaya mineral yang terkandung dalam perut bumi Kabupaten Pacitan sangat besar, salah satu potensi bahan galian non logam adalah adanya deposit batubara muda di Desa Ketepung kecamatan Kebonagung.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi deposit batubara di Desa Ketepung sebagai bahan alternatif, usaha pengembangannya serta mencari teknologi pembriketan yang efektif dan tepat. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, perlu ditindaklanjuti dengan sosialisasi dan diseminasi hasil penelitian yang telah dilakukan, guna meningkatkan pemahaman masyarakat akan sumber energi alternatif dan meminta masukan dari masyarakat guna penyempurnaan penelitian ini. Perlunya rekayasa mesin pembriket secara mass production dengan harga terjangkau untuk kemudian dibantukan kepada masyarakat guna mendukung diversifikasi dan konservasi energi

Pendahuluan Pemberlakuan UU No. 22 Tahun 1999 tentang Otonomi Pemerintahan Daerah dan UU No. 25 Tahun 1999 tentang Perimbangan Keuangan antara Pusat dan Daerah berpengaruh luas terhadap sistem perencanaan pembangunan di tingkat daerah, terutama otonomi pembangunan berada di tingkat daerah (kabupaten/kota). Dengan demikian pemerintah daerah akan memiliki kewenangan yang sangat besar dalam menentukan arah pembangunan daerahnya sesuai dengan potensi yang dimiliki. Potensi sumberdaya mineral yang terkandung sangat besar, salah satu potensi bahan galian non logam adalah adanya deposit batubara muda di Desa Ketepung kecamatan Kebonagung.

METODOLOGI PENELITIAN HASIL DAN PEMBAHASAN PERCOBAAN ISI METODOLOGI PENELITIAN HASIL DAN PEMBAHASAN PERCOBAAN

METODOLOGI PENELITIAN Lokasi kegiatan penelitian ini di Desa Ketepung Kecamatan Kebonagung Kabupaten Pacitan. Kegiatan penelitian ini dimulai pada bulan NOPEMBER 2008 sampai dengan Desember 2008 (2 bulan). Pelaksanaan penelitian terdiri dari beberapa tahap sebagai berikut : Survey lapangan untuk melihat potensi deposit batubara di desa Ketepung, kecamatan Kebonagung, kabupaten Pacitan. Tahap pengumpulan dan pengeringan bahan baku Bahan baku:batubara, yang diambil dari Desa Ketepung, jenis binder (perekat) yaitu lem kanji (cassava starch), lem kayu, tanah liat, semen,dan limestone (batu kapur) sebagai bahan pengikat polutan. Uji Ultimate dan Proximate bahan baku Pencacahan/sizing bahan baku : Batubara akan dicacah dengan ukuran yang homogen, dengan ukuran 20 mesh

Pembuatan briket batubara : briket batubara dengan variasi jenis dan kadar binder, beban pengepresan serta besar temperatur Briket batubara dibuat dengan menggunakan alat pengepres yang terbuat dari dongkrak berkapasitas 10 ton yang dilengkapi dengan pressure gauge. Briket batubara yang dibuat bentuk silindris dwngan berat 5 gram. Variasi penelitian perbandingan batu bara, jenis dan kadar binder. Komposisi briket adalah: batubara, lem kanji, lem kayu, tanah liat dan semen, dengan perbadingan berat 5%, 10% dan 20 % terhadap berat batubara. Briket-briket yang telah dibuat kemudian dikeringkan dalam sebuah oven pengering dengan variabel penelitian temperatur pengeringan sebesar 100 0C, 110 0C dan 120 0C yang dikeringkan selama 90 menit. Uji karakteristik pembakaran dan mekanik briket batubara. Dalam penelitian ini, temperatur ruang bakar akan diatur pada 300 0C, dan kecepatan blower akan diatur pada 0 m/s, 0,2 m/s, 0,4 m/s, 0,6 m/s , 0,8 m/s dan 1 m/s.

Karakteristik Batubara Mentah HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Batubara Mentah Hasil Pengujian Karakteristik Briket Batubara

Karakteristik Batubara Mentah Pengujian karakteristik dasar batubara mentah yang meliputi uji ultimate dan uji proximate. Data hasil pengujian karakteristik dasar dari batubara mentah yang digunakan untuk penelitian ditunjukan pada Tabel 3.1. Tabel 3.1. Karakteristik Batubara Mentah No Karakteristik Nilai 1. Analisa ultimate : Kadar Air (%) 9,54 Kadar Abu (%) 41,91 Kadar zat terbang (%) 24,53 Kadar karbon (%) 24,02 2. Analisa proximate : Nilai Kalor (kal/gr) 4850

Dari data hasil pengujian karakteristik dasar batubara mentah (tanpa proses pemanasan) tersebut di atas, maka dengan mengacu pada standar ASTM D-388 dapat diketahui bahwa jenis batubara yang digunakan dalam penelitian ini adalah batubara jenis Subbituminous C.

Hasil Pengujian Karakteristik Briket Batubara A. Pengaruh Jenis dan Kadar Binder Terhadap Karakteristik Pembakaran Briket Batubara B. Pengaruh Temperatur Pengeringan Terhadap Karakteristik Pembakaran Briket Batubara C. Karakteristik Mekanik Briket Batubara yang Diteliti D. Karakteristik Pembakaran Briket Batubara Terbaik Hasil Penelitian Akibat Variasi Kecepatan Aliran Udara E. Briket Batubara Terbaik Hasil Penelitian

Pengaruh Jenis dan Kadar Binder Terhadap Karakteristik Pembakaran Briket Batubara Pengaruh jenis dan kadar binder (perekat) terhadap karakteristik pembakaran briker batubara yang diteliti terlihat dalam gambar 3.1 sampai dengan gambar 3.4. Dalam gambar tersebut, terlihat bahwa pemilihan jenis dan kadar binder (perekat) yang tepat akan mempengaruhi karakteristik pembakaran briket batubara yang diteliti. Pengaruh yang muncul akibat pemilihan jenis dan kadar perekat tersebut adalah tingginya temperatur pembakaran dan lamanya pembakaran. Perekat lem kanji dan lem kayu memberikan temperatur pembakaran yang lebih tinggi dengan waktu pembakaran yang lebih pendek, sebaliknya perekat berupa tanah liat dan semen memberikan temperatur pembakaran yang lebih rendah dengan waktu pembakaran lebih lama. Hal tersebut dapat dipahami, karena tanah liat dan semen bersifat penyimpan panas dan tidak terbakar, sehingga tanah liat dan semen akan menyerap panas yang muncul selama proses pembakaran dan menyimpannya sehingga waktu pembakaran lebih lama. Sebaliknya lem kanji dan lem kayu bukan penyerap panas sehingga kedua jenis perekat tersebut tidak menghalangi panas yang muncul sewaktu pembakaran sehingga temperatur yang dihasilkan lebih tinggi dengan waktu yang relatif lebih cepat.

Hal tersebut menunjukkan bahwa pemilihan jenis dan kadar binder yang tepat akan mempengaruhi karakteristik pembakaran briket batubara, terutama dalam hal ikatan antar partikel yang berimbas pada porositas briket, yang pada akhinya akan mempengaruhi proses diffusivitas udara kedalam briket (yang merupakan faktor penting dalam proses pembakaran). Gambar 3.1. Karakteristik Temperatur Pembakaran Briket Batubara Berperekat Lem Kanji Akibat Variasi Kadar Perekat (Binder) Pada Kecepatan Aliran Udara 0 m/s

Gambar 3. 2. Karakteristik Temperatur Pembakaran Gambar 3.2. Karakteristik Temperatur Pembakaran Briket Batubara Berperekat Lem Kayu Akibat Variasi Kadar Perekat (Binder) Pada Kecepatan Aliran Udara 0 m/s

Gambar 3. 3. Karakteristik Temperatur Pembakaran Gambar 3.3. Karakteristik Temperatur Pembakaran Briket Batubara Berperekat Tanah Liat Akibat Variasi Kadar Perekat (Binder) Pada Kecepatan Aliran Udara 0 m/s

Gambar 3. 4. Karakteristik Temperatur Pembakaran Gambar 3.4. Karakteristik Temperatur Pembakaran Briket Batubara Berperekat Semen Akibat Variasi Kadar Perekat (Binder) Pada Kecepatan Aliran Udara 0 m/s

Pengaruh Temperatur Pengeringan Terhadap Karakteristik Pembakaran Briket Batubara Pengaruh temperatur pengeringan briket batubara terhadap karakteristik pembakaran terlihat dalam gambar 3.5 sampai dengan gambar 3.8. Kenaikan temperatur pengeringan briket batubara memberikan dampak yang cukup nyata pada briket dengan binder lem kanji dan lem kayu, dimana kenaikan temperatur pengeringan briket menyebabkan naiknya temperatur pembakaran yang dihasilkan oleh briket batubara. Gambar 6.5. Karakteristik Temperatur Pembakaran Briket Batubara Berperekat Lem Kanji 10 % Akibat Variasi Temperatur Pengeringan Pada Kecepatan Aliran Udara 0 m/s

Gambar 6. 6. Karakteristik Temperatur Pembakaran Gambar 6.6. Karakteristik Temperatur Pembakaran Briket Batubara Berperekat Lem Kayu 10 % Akibat Variasi Temperatur Pengeringan P ada Kecepatan Aliran Udara 0 m/s

Gambar 6. 7. Karakteristik Temperatur Pembakaran Gambar 6.7. Karakteristik Temperatur Pembakaran Briket Batubara Berperekat Tanah Liat 10 % Akibat Variasi Temperatur Pengeringan Pada Kecepatan Aliran Udara 0 m/s

Gambar 6. 8. Karakteristik Temperatur Pembakaran Gambar 6.8. Karakteristik Temperatur Pembakaran Briket Batubara Berperekat Semen 10 % Akibat Variasi Temperatur Pengeringan Pada Kecepatan Aliran Udara 0 m/s

Karakteristik Mekanik Briket Batubara yang Diteliti Karakteristik mekanik briket batubara yang diteliti, meliputi kekuatan tekan briket dan ketahanan impak (kejut) briket batu bara. Dalam gambar 3.9 dan gambar 3.10 disajikan gambar perbandingan kekuatan tekan dan ketahanan impak briket batubara yang diteliti. Tampak bahwa dengan semakin bertambahnya kadar binder maka kekuatan tekan semakin besar, hal ini dapat dipahami karena dengan semakin banyaknya perekat, maka ikatan antar partikel akan semakin kuat sehingga menyebabkan ketahanan tekan briket semakin besar. Sementara dari jenis binder yang digunakan, terlihat bahwa briket dengan binder semen memiliki kekuatan tekan yang terbesar, diiukuti oleh tanah liat, lem kayu dan lem kanji. Sementara ketahanan impak briket batubara (yang dinyataka dengan massa tersisa setalah satu kali jatuhan), terlihat bahwa briket dengan perekat semen dan lem kayu memiliki ketahan impak yang relatif sama disusul oleh briket dengan binder tanah liat dan kanji, dengan satu kecederungan semakin besar kadar perekat maka semakin besar ketahanan impak yang dimiliki.

Gambar 6. 9. Perbandingan Kekuatan Tekan Briket Gambar 6.9. Perbandingan Kekuatan Tekan Briket Batubara Akibat Variasi Jenis dan Kadar Binder

Gambar 6. 10. Perbandingan Ketahanan Impak Briket Gambar 6.10. Perbandingan Ketahanan Impak Briket Batubara Akibat Variasi Jenis dan Kadar Binder

Karakteristik Pembakaran Briket Batubara Terbaik Hasil Penelitian Akibat Variasi Kecepatan Aliran Udara Berdasarkan pembahasan sebelumnya maka ditetapkan briket batubara terbaik hasil penelitian adalah briket batu bara dengan binder lem kayu sebesar 10 % yang dikeringkan pada temperatur 110 0C selama 90 menit. Hasil pengujian terhadap kecepatan aliran udara disajikan dalam gambar 3.11. Dalam gambar tersebut tampak bahwa karakteristik temperatur pembakaran briket batubara yang dipilih lebih tinggi dari pada temperatur pembakaran kayu bakar untuk semua variabel kecepatan aliran udara. Namun karakteristik pembakaran briket batubara yang terbaik didapatkan pada kecepatan aliran udara 0,2 m/s. Gambar 6.11. Perbandingan Karakteristik Pembakaran Briket Batubara Terbaik Dengan Kayu Bakar Pada Berbagai Variasi Kecepatan Aliran Udara

Briket Batubara Terbaik Hasil Penelitian Berdasarkan hasil penelitian, maka dapat direkomendasikan briket batubara terbaik hasil penelitian yaitu briket batubara dengan binder lem kayu sebesar 10 % yang dikeringkan pada temperatur 110 0C selama 90 menit. Adapun karakteristik briket batubara tersebut adalah memiliki kekuatan tekan sebesar 415 kg/cm2 dan memiliki massa tersisa 90 % dari massa awal setelah satu kali jatuhan. Temperatur pembakaran yang dihasilkan berkisar antara 320 0C sampai dengan 570 0C dengan kecepatan aliran udara yang menghasilkan karakteristik temperatur pembakaran terbaik sebesar 0,2 m/s. Dan mampu terbakar selama 40 menit-50 menit. (semua data pembakaran didasarkan atas massa briket batubara sebesar 5 gram). Sementara kayu memiliki karakteristik pembakaran yang terbaik pada kondisi aliran 0 m/s, dengan temperatur pembakaran yang dihasilkan oleh kayu bakar berada dalam kisaran 400 0C sampai dengan 440 0C selama 24 menit , sedangkan kekuatan tekan kayu bakar 352 kg/cm2 tanpa ada pengurangan massa setelah jatuhan pertama.

Kesimpulan Rekomendasi PENUTUP Kesimpulan Rekomendasi

KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa, A. deposit batu bara di Kabupaten Pacitan merupakan batubara jenis Subbituminous C dan prospektif untuk dikembangkan menjadi sumber energi alternatif melalui proses pembriketan dan varian prosesnya B. briket batubara terbaik hasil penelitian yaitu briket batubara dengan binder lem kayu sebesar 10 % yang dikeringkan pada temperatur 110 0C selama 90 menit. Adapun karakteristik briket batubara tersebut adalah memiliki kekuatan tekan sebesar 415 kg/cm2 dan memiliki massa tersisa 90 % dari massa awal setelah satu kali jatuhan. Temperatur pembakaran yang dihasilkan berkisar antara 320 0C sampai dengan 570 0C dengan kecepatan aliran udara yang menghasilkan karakteristik temperatur pembakaran terbaik sebesar 0,2 m/s. Dan mampu terbakar selama 40 menit-50 menit. (semua data pembakaran didasarkan atas massa briket batubara sebesar 5 gram).

REKOMENDASI Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, perlu ditindaklanjuti dengan sosialisasi dan diseminasi hasil penelitian yang telah dilakukan ini, guna meningkatkan pemahaman masyarakat akan sumber energi alternatif dan meminta masukan dari masyarakat guna penyempurnaan penelitian ini. Perlunya rekayasa mesin pembriket secara mass production dengan harga terjangkau untuk kemudian dibantukan kepada masyarakat guna mendukung diversifikasi dan konservasi energi

Alat: Mesin Cetak Briket

BAHAN : Bahan baku:batubara, yang diambil dari Desa Ketepung, jenis binder (perekat) yaitu lem kanji (cassava starch), lem kayu, tanah liat, semen,dan limestone (batu kapur) sebagai bahan pengikat polutan. Karakteristik Batubara yang di gunakan : No Karakteristik Nilai 1. Analisa ultimate : Kadar Air (%) 9,54 Kadar Abu (%) 41,91 Kadar zat terbang (%) 24,53 Kadar karbon (%) 24,02 2. Analisa proximate : Nilai Kalor (kal/gr) 4850 Cara Kerja

Briket batubara dibuat dengan menggunakan alat pengepres yang terbuat dari dongkrak berkapasitas 10 ton yang dilengkapi dengan pressure gauge. Briket batubara yang dibuat bentuk silindris dengan berat 5 gram. Komposisi briket adalah: batubara, lem kanji, lem kayu, tanah liat dan semen, dengan perbadingan berat 5%, 10% dan 20 % terhadap berat batubara. Briket-briket yang telah dibuat kemudian dikeringkan dalam sebuah oven pengering dengan variabel penelitian temperatur pengeringan sebesar 100 0C, 110 0C dan 120 0C yang dikeringkan selama 90 menit. Dalam penelitian ini, temperatur ruang bakar akan diatur pada 300 0C, dan kecepatan blower akan diatur pada 0 m/s, 0,2 m/s, 0,4 m/s, 0,6 m/s , 0,8 m/s dan 1 m/s. Jadi perubahan utama energi adalah dari sumber energi batubara – di bantu dengan energi kalor (panas) – berubah menjadi bentuk energi lain yaitu briket.

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui bahwa telah terjadi perubahan energi briket ( energi kimia) menjadi energi kalor (panas) yang dapat digunakan untuk memasak. Hasil

Terima Kasih Ade Maesyaputra Oktofiansyah Auliya Try Anggraeni Devy Destianty Heni M. Faris Mustaqim Nita Marethin Dwi Putri Yuke Agustin