5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Briket dan Biobriket

Briket merupakan konversi dari sumber energi padat berupa

batubara yang dibentuk dan dicampur bahan baku lain sehingga memiliki

nilai kalor yang lebih rendah daripada nilai kalor batubara itu sendiri.

Batubara dan campuran lain yang digunakan untuk membuat briket akan

melalui proses pembakaran tidak sempurna sehingga tidak sampai menjadi

abu atau biasa disebut dengan proses pengarangan (karbonisasi).

Selanjutnya arang tersebut dicampur dengan perekat, dipadatkan dan

dikeringkan kemudian disebut sebagai briket. Kualitas briket yang baik

adalah yang memiliki kandungan karbon yang besar dan kandungan sedikit

abu. Sementara Briket kualitas rendah adalah yang berbau menyengat saat

dibakar, sulit dinyalakan dan tidak tahan lama. Jumlah kalori yang baik

dalam briket adalah 5000 kalori dan kandungan abunya hanya sekitar 8%.

(Yusuf, 2013)

Biobriket adalah bahan bakar yang potensial dan dapat diandalkan

untuk rumah tangga maupun industri. Biobriket mampu menyuplai energi

dalam jangka panjang. Biobriket didefiniskan sebagai bahan bakar yang

berwujud padat dan berasal dari sisa-sisa bahan organik yang mengalami

proses pemampatan dengan daya tekan tertentu. Biobriket dapat

menggantikan penggunaan kayu bakar yang mulai meningkat konsumsinya

dan berpotensi merusak ekologi hutan. Biobriket dapat dibuat dari

6

campuran bermacam-macam sisa bahan organik antara lain sekam padi,

tempurung biji jarakm serbuk gergaji, sabut kelapa, tempurung kelapa

(sudah diarangkan), jerami, bottom ash, bungkil jarak pagar, eceng gondok,

kulit kacang, kulit kayu dan lain-lain. Dalam pembuatan biobriket

memerlukan bahan pengikat. Bahan pengikat organik yang bisa digunakan

antara lain kanji, aspal, mollases, parafin dan lain-lain. (Sri, 2009)

Pada proses pembuatan, briket mampu menghasilkan kepadatan

diatas 1000 kg/m³, briket akan tenggelam dalam air (Merupakan tes

kualitas briket yang baik). Kepadatan briket diatur oleh sifat fisik dari

setiap bahan baku yang digunakan, untuk bahan mengandung lignin sekitar

1500 kg / m³. Kepadatan tiap briket tergantung pada proses tekanan tinggi

seperti menekan piston mekanik, menekan pelet dan beberapa sekrup

extruders membuat briket berada di kisaran kepadatan 1200 - 1400 kg/m³.

Bila menekan piston hidrolik kurang padat, kadang-kadang kepadatan

berada di bawah 1000 kg/m³. (Eriksson, 1990)

Sifat fisik dan kimia beberapa bahan briket dapat dilihat pada tabel

berikut :

Tabel 2.1 : Tabel sifat fisik dan kimia briket

Bahan

baku

Sifat briket arang

K.air (%)

K.abu (%)

K.zm (%)

K.kt (%)

Krpt (g/cm3)

Kt (kg/cm2)

Nkb (kal/g)

K 4,19 2,66 18,62 74,51 0,34 9,51 6648 B 5,61 5,59 17,33 71,45 0,58 13,11 6356 S 6,07 10,47 16,27 67,17 0,32 8,77 5953 T 5,55 1,75 16,93 75,75 0,71 17,78 6894 CKB 7,33 4,16 16,13 72,37 0,45 12,01 6694 CKS 9,20 6,11 16,24 68,44 0,38 6,57 6709 CKT 2,59 2,48 19,89 75,02 0,49 15,86 6735 CBS 9,31 7,52 13,45 69,71 0,45 8,37 6043 CBT 5,56 3,66 15,85 74,95 0,59 18,19 6906

7

CST 7,05 5,88 16,00 71,05 0,50 12,95 6314 CKBST 4,05 4,62 19,69 71,63 0,46 9,55 6338

(sumber : Hendra, 2003)

Keterangan (Remarks) : K = Kayu (Wood), B = Bambu (Bamboo), S = Sabut

kelapa (Coconut husks), T = Tempurung kelapa (Coconut shell), C =

Campuran (Mixs), K.air (%) = Kadar air (Moisture content, %), K.abu (%) =

Kadar abu (Ash content, %), K.zm (%) = Kadar zat menguap (Volatile matter,

%), K.kt (%) = Kadar karbon terikat (Fixed carbon, %), Krpt (g/cm3) =

Kerapatan (Density, g/cm3), Kt (kg/cm2) = Kuat tekan (Compressive strenght,

kg/cm2), Nkb (kal/g) = Nilai kalor bakar (Calor value, cal/g). (Hendra, 2003)

Menurut Sukandarrumidi (1995) dalam J.F. Gulton (2011) dikenal 2

jenis briket yaitu:

1. Tipe Yontan (silinder berlubang), biasanya digunakan untuk

keperluan rumah tangga. Briket tipe ini berbentuk silinder dengan

garis tengah 150 mm, tinggi 142 mm, berat 3,5 kg dan mempunyai

lubang-lubang sebanyak ≤ 22 lubang.

(Sumber : Utami, 2013)

Gambar 2.1 : Briket Tipe Yontan

8

2. Tipe Mamentan (bantal/telur), biasanya untuk keperluan industri

dan rumah tangga. Jenis ini mempunyai lebar 32-40 mm, panjang

46-58 mm, dan tebal 20-24 mm.

(Sumber : Utami, 2013)

Gambar 2.2 : Briket Tipe Mametan

Selain itu, dikenal pula beberapa briket dengan bentuk

lainnya, seperti briket bentuk kenari, bentuk sarang tawon (honey

comb), bentuk hexagonal atau segi enam, bentuk kubus dan lain

sebagainya. Adapun keuntungan dari bentuk briket yang

bermacam-macam ini adalah sebagai berikut: (1) Ukuran dapat

disesuaikan dengan kebutuhan, (2) porositas dapat diatur untuk

memudahkan pembakaran, (3) mudah dipakai sebagai bahan bakar.

(Utami, 2013)

2.2 Sistem Hidrolik

Sistem hidrolik adalah sistem penerusan daya dengan menggunakan

fluida cair. Minyak mineral adalah jenis fluida yang sering dipakai. Prinsip

dasar dari sistem hidrolik adalah memanfaatkan sifat bahwa zat cair tidak

mempunyai bentuk yang tetap, namun menyesuaikan dengan yang

ditempatinya. Zat cair bersifat inkompresibel. Karena itu tekanan yang

diterima diteruskan ke segala arah secara merata.

9

Sistem hidrolik biasanya diaplikasikan untuk memperoleh gaya

yang lebih besar dari gaya awal yang dikeluarkan. Fluida penghantar ini

dinaikkan tekanannya oleh pompa yang kemudian diteruskan ke silinder

kerja melalui pipa- pipa saluran dan katup-katup. Gerakan translasi batang

piston dari silinder kerja yang diakibatkan oleh tekanan fluida pada ruang

silinder dimanfaatkan untuk gerak maju dan mundur maupun naik dan

turun sesuai dengan pemasangan silinder yaitu arah horizontal maupun

vertikal. (Mansur, 2013)

2.3 Dasar-Dasar Sistem Hidrolik

Prinsip dasar dari sistem hidrolik berasal dari hukum Pascal, pada

dasarnya menyatakan dalam suatu bejana tertutup yang ujungnya terdapat

beberapa lubang yang sama maka akan dipancarkan kesegala arah dengan

tekanan dan jumlah aliran yang sama. Dimana tekanan dalam fluida statis

harus mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

a. Tidak punya bentuk yang tetap, selalu berubah sesuai dengan tempatnya.

b. Tidak dapat dimampatkan.

c. Meneruskan tekanan ke semua arah dengan sama rata.

Gambar 2.3 memperlihatkan dua buah silinder berisi cairan yang

dihubungkan dan mempunyai diameter yang berbeda. Apabila beban F

diletakkan di silinder kecil, tekanan P yang dihasilkan akan diteruskan ke

silinder besar ( P = F/A, beban dibagi luas penampang silinder ) menurut

hukum ini, pertambahan tekanan dengan luas rasio penampang silinder

kecil dan silinder besar, atau F = P.A.

10

(sumber : Giles, 1986)

Gambar 2.3 : Fluida dalam pipa menurut hukum Pascal

Gambar diatas sesuai dengan hukum pascal, dapat diperoleh

persamaan sebagai berikut :

Dimana :

F1 = Gaya masuk

F2 = Gaya keluar

A1 = Diameter piston kecil

A2 = Diameter piston besar

Persamaan diatas dapat diketahui besarnya F2 dipengaruhi oleh

besar kecilnya luas penampang dari piston A2 dan A1. Dalam sistem

hidrolik, hal ini dimanfaatkan untuk merubah gaya tekan fluida yang

11

dihasilkan oleh pompa hidrolik untuk menggeserkan silinder kerja maju dan

mundur maupun naik/turun sesuai letak dari silinder. Daya yang dihasilkan

silinder kerja hidrolik, lebih besar dari daya yang dikeluarkan oleh pompa.

Besar kecilnya daya yang dihasilkan oleh silinder hidrolik dipengaruhi besar

kecilnya luas penampang silinder kerja hidrolik. (Giles, 1986)

2.4 Komponen-Komponen Penyusun Sistem Hidrolik

a. Pompa Hidrolik

Pompa hidrolik ini digerakkan secara mekanis. Pompa hidrolik

berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik

dengan cara menekan fluida hidrolik ke dalam sistem.

Dalam sistem hidrolik, pompa merupakan suatu alat untuk

menimbulkan atau membangkitkan aliran fluida (untuk memindahkan

sejumlah volume fluida) dan untuk memberikan daya sebagaimana

diperlukan.

Apabila pompa digerakkan pompa melakukan dua fungsi utama :

a. Pompa menciptakan kevakuman sebagian pada saluran masuk pompa.

Vakum ini memungkinkan tekanan atmospher untuk mendorong fluida

dari tangki (reservoir) ke dalam pompa.

b. Gerakan mekanik pompa menghisap fluida ke dalam rongga

pemompaan, dan membawanya melalui pompa, kemudian

mendorong dan menekannya ke dalam sistem hidrolik.

b. Katup (Valve)

Dalam sistem hidrolik, katup berfungsi sebagai pengatur tekanan

12

dan aliran fluida yang sampai ke silinder kerja.

c. Manometer (Pressure Gauge)

Biasanya pengatur tekanan dipasang dan dilengkapi dengan

sebuah alat yang dapat menunjukkan sebuah tekanan fluida yang

keluar. Prinsip kerja alat ini ditemukan oleh Bourdon. Oli masuk ke

pengatur tekanan lewat lubang saluran P. Tekanan didalam pipa

yang melengkung Bourdon (2) menyebabkan pipa memanjang.

Tekanan lebih besar akan mengakibatkan belokan radius lebih besar

pula. Gerakan perpanjangan pipa tersebut kemudian diubah ke suatu

jarum penunjuk (6) lewat tuas penghubung (3), tembereng roda gigi

(4), dan roda gigi pinion (5). Tekanan pada saluran masuk dapat

dibaca pada garis lengkung skala penunjuk (7). Jadi, prinsip

pembacaan pengukuran tekanan manometer ini adalah bekerja

berdasarkan atas dasar prinsip analog.

(sumber : Giles, 1986)

Gambar 2.4 : Pengukur tekanan (manometer) dengan prinsip kerja

Bourdon

13

d. Fluida Hidrolik

Fluida hidrolik adalah salah satu unsur yang penting dalam

peralatan hidrolik. Fluida hidrolik merupakan suatu bahan yang

mengantarkan energi dalam peralatan hidrolik dan melumasi setiap

peralatan serta sebagai media penghilang kalor yang timbul akibat

tekanan yang ditingkatkan dan meredam getaran dan suara.

Fluida hidrolik harus mempunyai sifat-sifat sebagai

berikut:

a. Mempunyai viskositas temperatur cukup yang tidak

berubah dengan perubahan temperatur.

b. Mempertahankan fluida pada temperatur rendah dan tidak

berubah buruk dengan mudah jika dipakai dibawah

temperatur.

c. Mempunyai stabilitas oksidasi yang baik.

d. Mempunyai kemampuan anti karat

e. Tidak merusak (karena reaksi kimia) karat dan cat.

f. Tidak kompresible (mampu merapat)

g. Mempunyai tendensi anti foatming (tidak menjadi busa) yang

baik.

h. Mempunyai kekentalan terhadap api.

14

e. Pipa Saluran Fluida

Pipa merupakan salah satu komponen penting dalam sebuah sistem

hidrolik yang berfungsi untuk meneruskan fluida kerja yang bertekanan

dari pompa pembangkit ke silinder kerja. Mengingat kapasitas yang

mampu dibangkitkan oleh silinder kerja, maka agar maksimal dalam

penerusan fluida kerja bertekanan, sifat-sifat pipa saluran fluida:

a. Mampu menahan tekanan yang tinggi dari fluida.

b. Koefisien gesek dari dinding bagian dalam harus sekecil

mungkin.

c. Dapat menyalurkan panas dengan baik.

d. Tahan terhadap perubahan suhu dan tekanan.

e. Tahan terhadap perubahan cuaca.

f. Berumur relatif panjang.

g. Tahan terhadap korosi.

pipa-pipa harus memenuhi persyaratan diatas. (Giles, 1986)

2.5 Statika

Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu

beban terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan

tersebut. Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi

sistem menjadi suatu obyek tinjauan utama. Sedangkan dalam perhitungan

kekuatan rangka, gaya-gaya yang diperhitungkan adalah gaya luar dan

gaya dalam.

15

Reaksi

Beban

Reaksi Reaksi

(sumber: Bayu, 2013)

Gambar 2.5 : Sketsa prinsip statika kesetimbangan

Pada gambar diatas terdapat sebuah batang, dimana pada ujung batang

terdapat tumpuan dan pada tengah batang mendapat gaya, maka untuk mengetahui

keamanan dari batang tersebut perlu diketahui nilai tegangan dan defleksi yang

terjadi pada batang tersebut. (Bayu, 2013)

2.5.1 Tegangan

Secara umum bila suatu benda yang memiliki bentuk, ukuran,

dan bahan tertentu dikenai beban luar (external force), yang bisa berupa

beban permukaan (surface force) seperti gaya tekanan suatu benda lain

yang berkontak dengannya atau dapat pula berupa beban body (body

force) yang berasal dari gaya gravitasi, gaya magnetik atau gaya

sentrifugal.

Dalam kasus seperti gambar 2.5, untuk mencari nilai tegangan

yang terjadi pada batang dapat digunakan persamaan berikut :

𝜎𝜎 =𝑀𝑀. 𝑐𝑐𝐼𝐼

Dimana : 𝜎𝜎 = Tegangan bending N/m2

M = Momen bending akibat gaya yang terjadi (Ncm)

16

c = Jarak antara titik pusat batang dengan bidang tekan luar(cm)

I = Momen inersia batang (cm4) (civorezan, 2012)

2.5.2 Defleksi

Defleksi adalah jarak lendutan suatu batang pada saat batang

tersebut menerima pembebanan dari luar. Untuk mencari besarnya defleksi

yang terjadi pada suatu batang dapat digunakan beberapa metode, salah satu

diantaranya ialah metode beban satuan (Unit Load). Persamaan yang

digunakan ialah sebagai berikut :

∆𝑖𝑖= � �𝑀𝑀.𝑚𝑚𝑖𝑖

𝐸𝐸. 𝐼𝐼� 𝑑𝑑𝑑𝑑

𝑥𝑥2

𝑥𝑥1

Dimana : ∆𝑖𝑖 = Defleksi yang dicari (m)

M = Momen akibat beban yang sesungguhnya (Nm)

mi = Momen akibat beban satuan (Nm)

E = Modulus elastisitas bahan (kN/m2)

I = Momen inertia luas (m4). (Soejadi, 2014)