Karakteristik Dan Kinetika Pembakaran Biobriket Dari Limbah Kulit Kopi Dan Kulit Singkong Sebagai Sumber Energi Ramah Lingkungan

YULIZA NURYANTI, Ir. Ahmad Tawfiequrrahman Yuliansyah, S.T., M.T., D.Eng., IPM; Dr. Joko Wintoko, S.T., M. Sc

2026 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Pemanfaatan limbah biomassa sebagai sumber energi alternatif memiliki potensi yang signifikan dalam mendukung ketahanan energi di tingkat nasional serta pengelolaan limbah pertanian yang berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisik, kimia, dan kinetika pembakaran biobriket yang terbuat dari limbah kulit kopi dan kulit singkong dengan berbagai variasi komposisi. Proses pembuatan biobriket meliputi tahap karbonisasi, penghalusan, pencampuran dengan perekat tapioka, pencetakan, dan pengeringan. Parameter kualitas biobriket yang dianalisis meliputi kadar udara, kadar abu, zat mudah penguapan, karbon ikatan, nilai kalor, dan karakteristik termal serta kinetika pembakaran yang dianalisis menggunakan Analisis Termogravimetri (TGA) pada laju pemanasan 15?/menit dalam atmosfer udara dengan menggunakan metode Coats–Redfern melalui pendekatan optimasi numerik dengan meminimalkan nilai Sum of Squared Errors (SSE).

Hasil analisis menunjukkan bahwa biobriket yang dihasilkan memiliki kadar udara 5,43?6,58%, kadar abu 10,23?12,47%, zat mudah menguap 27,47?30,67%, dan karbon terikat 52,51?54,96%, yang secara umum memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia (SNI 01-6235-2000). Nilai kalor biobriket berada pada kisaran 5944,68?6415,41 kal/g, dengan tren meningkat seiring dengan peningkatan fraksi sekam kopi dalam campuran bahan baku. Hasil analisis FTIR mengidentifikasi keberadaan gugus fungsional utama seperti O?H, C?H, C=O, dan C?O, yang menunjukkan karakteristik biomassa lignoselulosa dan perubahan struktur kimia akibat proses karbonisasi. Analisis kinetika pembakaran menunjukkan bahwa nilai energi aktivasi (Ea) meningkat seiring dengan peningkatan tingkat konversi (?), dengan nilai Ea dalam kisaran 16,89 ? 54,39 kJ/mol, terutama pada komposisi campuran 60:40?n 40:60% (kulit kopi : kulit singkong), sedangkan faktor pra-eksponensial (A) berada pada kisaran 1.01E+01?9.85E+02 (?????????????1). Secara keseluruhan, biobriket yang terbuat dari limbah kulit kopi dan kulit singkong menunjukkan potensi yang baik untuk dikembangkan sebagai sumber energi alternatif yang ramah lingkungan dan berkelanjutan.

The utilization of biomass waste as an alternative energy source has significant potential to support national energy security and sustainable agricultural waste management. This study aims to investigate the physical, chemical, and combustion kinetic properties of biobriquettes produced from coffee husk and cassava peel waste with various composition ratios. The biobriquette production process consists of carbonization, grinding, mixing with tapioca starch as a binder, molding, and drying. The quality parameters analyzed included moisture content, ash content, volatile matter, fixed carbon, and calorific value. Thermal characteristics and combustion kinetics were evaluated using Thermogravimetric Analysis (TGA) at a heating rate of 15 °C/min under an air atmosphere. The combustion kinetics were determined using the Coats–Redfern method through a numerical optimization approach by minimizing the Sum of Squared Errors (SSE).

The results showed that the produced biobriquettes had moisture contents of 5.43–6.58%, ash contents of 10.23–12.47%, volatile matter of 27.47–30.67%, and fixed carbon of 52.51–54.96%, which generally met the requirements of the Indonesian National Standard (SNI 01-6235-2000). The calorific value ranges from 5944.68 to 6415.41 cal/g and tends to increase with a higher proportion of coffee husk in the raw material mixture. FTIR analysis identified the presence of major functional groups such as O–H, C–H, C=O, and C–O, indicating the lignocellulosic characteristics of the biomass and chemical structural changes induced by the carbonization process. Combustion kinetic analysis revealed that the activation energy (Ea) increased with increasing conversion degree (?), with Ea values ??ranging from 16.89 to 54.39 kJ/mol, particularly for the 60:40% and 40:60% (coffee husk: cassava peel) composition. The pre-exponential factor (A) ranges from 1.01E10+1 to 9.85E10+2 min?¹. Overall, biobriquettes produced from coffee husk and cassava peel waste demonstrate strong potential for development as an environmentally friendly and sustainable alternative energy source.

Kata Kunci : biobriket, kulit kopi, kulit singkong, kinetika pembakaran, TGA.