Kaji eksperimental karakteristik pembakaran briket biomassa dari limbah cangkang kakao

SYAMSIRO, Mochamad, Dr.Ing.Ir. Harwin Saptoadi, MSE

2007 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Kebutuhan energi nasional akan terus meningkat, sedangkan cadangan energi nasional semakin menipis sehingga perlu dilakukan berbagai terobosan untuk mencegah terjadinya krisis energi termasuk pengembangan energi berbasiskan biomassa. Sebagai negara agraris, Indonesia mempunyai potensi energi biomassa yang cukup besar termasuk limbah pertanian dan perkebunan sehingga perlu pemanfaatan yang lebih optimal. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkaji pengaruh laju aliran udara, temperatur dinding ruang bakar, temperatur udara preheat, dimensi dan komposisi briket terhadap laju pembakaran dan emisi CO yang dihasilkan dari briket biomassa limbah cangkang kakao. Penelitian dilakukan dengan terlebih dahulu mengeringkan limbah cangkang kakao selama kurang lebih 3 hari. Arang cangkang kakao yang digunakan adalah hasil karbonisasi pada temperatur 400°C selama 2 jam. Biomassa dihancurkan sampai ukuran partikel kurang dari 1 mm. Kemudian dilakukan pembuatan briket dalam cetakan berbentuk silinder dari 5 gram campuran biomassa dan bahan pengikat (gel dari tepung kanji) dengan perbandingan 70%:30%. Setelah dibriket kemudian dikeringkan dengan oven pada suhu 50°C selama 5 jam. Pengujian pembakaran dilakukan untuk variabel laju aliran udara, temperatur dinding ruang bakar, temperatur udara preheat, dimensi dan komposisi briket. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik pembakaran briket dipengaruhi beberapa parameter di atas. Kenaikan temperatur dinding ruang bakar, temperatur udara preheat, rasio luas permukaan per massa briket akan meningkatkan laju pembakaran. Sedangkan pada variasi laju aliran udara akan diperoleh nilai optimal yang memberikan laju pembakaran maksimum yaitu 0,2 m/s dan pada komposisi briket diperoleh laju pelepasan kalor maksimum pada komposisi 75% cangkang kakao-25% arang cangkang kakao. Pada pengujian emisi CO terjadi penurunan seiring dengan kenaikan temperatur dinding ruang bakar dan rasio luas permukaan per massa briket. Sebaliknya terjadi kenaikan emisi CO seiring dengan kenaikan laju aliran udara. Komposisi 75% cangkang kakao-25% arang cangkang kakao memberikan emisi CO paling rendah dibandingkan dengan lainnya.

National energy demands will rise but availability of energy resources decrease, so that it need to be done the action to prevent energy crisis including the development of energy based on biomass. Abundant biomass resources are available in Indonesia based on agricultural product. Several agricultural residue such as rice husk, coconut shell, bagasse and cocoa shell are potential renewable energy resources. The objective of this research is to study the effect of air flow rate, wall temperature, preheat air temperature, dimension and composition on burning rate and CO emission of biomass briquette from cocoa shell waste. Biomass materials dried for 3 days in a sunshine. Cocoa shell charcoal was obtained from carbonization process at 400°C for 2 hours. Biomass materials were crushed until particle size of less than 1 mm were obtained. Five grams mixture of biomass and binder with composition of 70%:30% were briquetted in cylindrical mould and dried in an oven at 50°C for 5 hours. Combustion tests were conducted in a combustion chamber at various wall temperature, preheat air temperature, air flow rate, dimension and composition of briquettes. The results show that the combustion characteristic of briquettes to be influenced by several parameter. The increase of wall temperature, preheat air temperature, and rasio of surface area per unit mass will increase combustion rate. While air flow rate of 0,2 m/s will give maximum burning rate. The increase of wall temperature and rasio of surface area per unit mass will decrease CO emission. The increase of air flow rate will increase CO emission. Composition 75% cocoa shell – 25% cocoa shell charcoal will give maximum heat release rate and minimum CO emission.

Kata Kunci : Biomassa,Briket,Cangkang Kakao, biomass, briquette, cocoa shell, combustion