20/05/2013
PRODUKSI ARANG TERPADU
Oleh: Gustan Pari, dan Sri Komarayati
Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan Bogor 2013
LIMBAH KAYU/ SERBUK GERGAJI, TEMPURUNG -SEKAM
TUNGKU LIMBAH ARANG CUKA KAYU
ARANG BONGKAH
3 in 1 ENERGI, ARANG AKTIF, BIOSENSOR-BIOENRGI KOMPOS
1
20/05/2013
CHARCOAL RESEARCH IN INDONESIA 1911 – destilate 1950 – Ishikawa kiln 2004 – Seki kiln
A combination of some of man’s oldest technologies The productivity of Amazonian dark earth soils – created by early agriculturalists using charcoal – first stimulated interest in biochar as both a sequestering agent and as an agent to promote agricultural productivity
2
20/05/2013
1s2
1s2
1s2
2s2
2p2
2s1
2p3
2sp3
BIO SENSOR DAN BIO ENERGI
I
Pertamakali ditemukan dilembah
Bakar langsung
Sistem timbun
Tungku Arang Modern
Sistem kubah tradisional 20 May 2013
Amazon 8.000 tahun yang lalu
6
3
20/05/2013
ENERGI KENAIKAN BBM------ DAYA BELI MASYARAKAT
PERPRES RI No 5 TAHUN 2006: KEBIJAKAN ENERGI NASIONAL 1. PEMBERDAYAAN MASYARAKAT 2. PENGEMBANGAN LITBANG, PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
KEPUTUSAN MENKO EKUIN: TIM KOORDINASI AKSI PENYEDIAAN DAN PEMANFAATAN ENERGI ALTERNATIF ----- BRIKET BATUBARA
SK MENTERI KEHUTANAN NO: SK.345/Menhut-II/2006 MENGENAI: TIM PENEGMBANGAN BIOMASSA DALAM MENUNJANG KEBUTUHAN ENERGI NASIONAL
4
20/05/2013
1.
OPTIMALISASI DAN SOSIALISASI PEMANFAATAN LIMBAH KEHUTANAN SBG SUMBER ENERGI TERBAHARUI
2.
MENGEMBANGKAN JENIS POHON ENERGI CEPAT TUMBUH
3.
MEMBUAT PUSAT PELATIHAN ARANG TERPADU
60 % MASYARAKAT : KAYU BAKAR ------- 0,5 M3/BULAN (24 pohon/thn
500 m2)
120 pohon/5 thn
100 JUTA PENDUDUK (5 ORANG/KK) ----- 20 JUTA (2 Ltr minyak) 40 JUTA LITER/HARI X Rp 3.000 = Rp. 120.000 Juta 5-7 Hari elpiji 3 kg Rp 16.500 (Rp 720 milyar/minggu) (10.000 juta m2
1 juta hektar
II
IBI- STANDRAD BIOCHAR USED IN SOIL - ABI Biochar basic utility properties Electrical conductivity
= 7,3 dS/m
H : C org
= 0,6
Total N
= 5,4%
Moisture
= 20%
Total ash
= 40%
Organic carbon
= 42% (klas 2)
Biochar advance and soil enhancement Total surface area
= 790 m2/g
External surface area
= 160 m2/g
N (NH4 & NO3)
= 21 mg/kg
Total P & K
= 3,1 & 4,4%
10
5
20/05/2013
Toxicant assessment • • • • • • • • •
PAH Fioxin/furan PCB As Cr Cl Cu Zn Methyl Hg
= 6 mg/kg = 0,02 mg/kg = 0,2 mg/kg = 10 mg/kg = 60 mg/kg = 90 mg/kg = 143 mg/kg = 320 mg/kg = 0,5 mg/kg
TUNGKU TRADISIONAL
6
20/05/2013
Tungku datar untuk serbuk gergaji
2~3days for carbonization 254.6kg of charcoal powder (176kg of carbon)
Tungku semi kontinyu untuk sekam
1.PROCESS : 9 – 10 HOURS 2. YIELD : 20 – 24 % 3. FIXED CARBON 65,88 % 4. ONE DAY : 150 – 200 KG 5. COST : 250 US$
7
20/05/2013
Tungku drum
Tungku drum yang dilengkapi pendingin
Tungku tempurung kelapa sawit
8
20/05/2013
JCFA-FORDA : Tungku seki yang dilengkapi dengan bambu sbg pendingin
TUNGKU MARK V : 30 TON ARANG/HARI, LAMPUNG
9
20/05/2013
TUNGKU KUBAH DENGAN PENDINGIN BAMBU Arang hitam 200 MT/ bulan Arang putih 25 TON/bulan---500 TON Cuka kayu 5000-10000 L/bulan Kompos TKKS 1000 TON/DAYS MARKET
5000 Ha tanaman bakau dan karet 22000 Ha
10
20/05/2013
Kompos (BIOPELLET) 10 TON/DAY Lokasi: MALIMPING (BANTEN)
11
20/05/2013
12
20/05/2013
MATARAM-LOMBOK- 4 genersasi
25
I
CHO + * CH2OH + *OH + *H + *O + *C *CHO + * CH2OH *CHO + *OH *OH + *H
*H + *H *C + *O
CH3COOH HCOOH
H2 O
H2 CO
*C
Penataan atom karbon membentuk heksagonal 20 May 2013
Graphene
Graphite 26
13
20/05/2013
Karbon dalam arang Molecule structure of graphite
Charcoal made from cellulose
400
700
14
20/05/2013
15
20/05/2013
Tabel 2. Py-GCMS Komponen kimia dari arang serbuk sengon _______________________________________________________________ No Kontrol (O0C) 3000C 5000C __________________________________________________________________ 1. Benzene propanol Benzene dicarboxylic acid 2. Trimethyl benzene Trimethyl benzene 3. Methyl ethyl benzene Benzene Benzene 4. Phenyl propenal Pentanal Acetaldehyde 5. Methyl acetophenone 6.Methyl butadiene Methyl butadiene 7. Methyl furan 8. Acetic acid Acetic acid 9. Toluene Toluene 10. Methyl propenyl ketone Ethynyl toluene 11.Cyclo pentanone 12. Xylene Xylene 13. Styrene Styrene 14. Dimethyl furan 15. Methyl ethyl benzene Methyl benzoic acid 16. Methyl stryrene 17. Benzoic acid 18.Phenoxy ethyl isobutyrate 19. Butenyl benzene 20. Divinyl benzene -
___
16
20/05/2013
21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38.
Xylenol Xylenol Dimethyl benzofuran Dimethyl phenol Phenol Methyl ethyl phenol Phenyl methoxy phenol Methyl naphthalene Naphthalene acetic acid Naphthalenol Thymol Coumaran Allyl phenol Dimethyl benzaldehide Resorcinol Vanillin Methyl phenol Cresol Dimethyl naphthalene Dimethyl naphthalene Ethenyl naphthalene Methyl naphthalene Pyrocatechol Napthalenol Naphthalene Naphthalene Hydroquinon Dimethyl dihydroxy benzaldehide Dimethyl dihydroxy benzaldaBiphenyl 41. Naphthol Mathyl naphthol 42. Dihydro penanthrene Dihydro penenthrene 43. Galactopyranoside 44. Penenthrene Penanthrene 45. Methyl penanthrene Methyl penanthrene 46. Phenyl napthalene 47. Methyl pyrene Methyl pyrene 48. Pyrene Pyrene 49. Benzo furan 50. Methyl chrysene 51. Benzo penanthrene _____________________________________________________________________
17
20/05/2013
TEKNOLOGI TERPADU PRODUKSI ARANG DAN CUKA KAYU
Produksi arang dan cuka kayu 1 = Limbah potongan kayu puspa 2 = Limbah potongan kayu mindi
Parameter
Sampel 1
2
Kadar air kayu berat kering oven,%
16,52
37,64
Berat kayu basah, kg
52,00
50,00
Berat kayu kering, kg
44,63
Suhu pengarangan, oC
400 - 450
400- 450
Lama pengarangan, jam
17,00
24,00
Produksi arang, kg
8,00
7,00
Produksi cuka kayu, liter
17,00
25,00
36,32
18
20/05/2013
Rendemen dan sifat arang Keterangan : 1 = Limbah potongan kayu puspa 2 = Limbah potongan kayu mindi
Jenis analisis
Sampel 1
Rendemen dari berat kering oven, %
17,92
Rendemen dari berat basah, %
15,38
Kadar air, %
2 19,27 14,00
8,28
Kadar abu, %
5,49
2,49
3,26
Kadar zat mudah menguap, %
21,32
15,65
Kadar karbon terikat, %
76,19
81,00
Nilai kalor, kal/g
6777
6813
Tabel 8. Kandungan C, N, P dan K dalam biomas sengon Sengon NO
PERLAKUAN
C org,%
N total,%
P %
K %
1
Kontrol
45,24
1,39
0,18
0,91
2
Arang 10%
43,50
1,46
0,23
1,85
3
Arang 20%
50,86
2,02
0,25
0,91
4
Arang 30%
47,62
2,09
0,27
0,62
5
Cuka kayu 1%
50,81
2,23
0,23
0,60
6
Cuka kayu 2%
52,50
1,46
0,21
0,59
7
Cuka kayu 3%
43,77
1,88
0,24
0,54
8
Cuka kayu 4%
52,59
2,16
0,21
0,52
19
20/05/2013
Hasil uji t pengaruh penambahan arang serbuk gergaji, arang kompos dan cuka kayu terhadap pertumbuhan tinggi dan diameter anakan jabon dan sengon.
Jenis
Rataan tinggi (cm)
Jabon Sengon
13,96 7,21
Jenis Jabon Sengon
Rataan diameter (cm) 0,74 0,20
Uji t A B
Uji t A B
20
20/05/2013
PROCESSING
75 kg
NUT SHELL
Activated charcoal
Carbonization ± 500 0C
Charcoal Activation process
The effect of active charcoal on gmelina arborea after 70 days
Grewth Diameter Treatment
Height
Stem
(cm)
(mm)
(P0)
86,6
7,4
5% charcoal (P1)
87,9
8,0
10% charcoal (P2)
89,5
8,4
15 % charcoal (P3)
99,2
8,6
5% active charcoal (P4)
99,6
8,6
10% Active charcoal (P5)
103,0
9,4
15% Active charcoal (P6)
93,7
10,8
Controll
21
20/05/2013
TOTAL BIOMASS Dry weight biomass Treatment
Stem+leaf
Root
Total biomass
Controll
(P0)
(gr) 15,5
(gr) 3,2
(gr) 18,7
5% charcoal
(P1)
17,8
3,6
21,4
10% charcoal (P2)
20,3
3,7
24,0
15 % charcoal (P3)
17,0
5,1
22,1
5% Active char (P4) 10% Active char (P5)
24,5 27,0
4,7 5,0
29,2 32,0
15% Active char (P6)
23,8
5,9
29,7
Total diameter stem of gmelina after 70 days controll (P0), charcoal 10% (P2), and active charcoal 10% (P5).
Total height of gmelina after 70 days controll (P0), charcoal 10% (P2), and active charcoal 10% (P5).
Total root of gmelina after 70 days: controll (P0), charcoal 10% (P2), and active charcoal 10% (P5).
22
20/05/2013
Mineral content on gmelina leaf after 70 days grewth No.
miner al
Satuan
treatment P0
P2
(control)
(10% char)
P4 (5% active)
P5
P6
(10% active)
(15% active)
1.
N
%
2,87
3,21
3,40
2,97
2,95
2.
K
%
2,86
2,90
2,38
3,02
3,18
3.
Ca
%
1,20
1,36
1,47
1,92
1,71
4.
Mg
%
0,40
0,40
0,37
0,40
0,42
5.
P
0,26
0,30
0,29
0,34
0,37
6.
Na
mg/100g
411,56
398,62
545,40
440,30
478,20
7.
Fe
mg/kg
278,39
204,94
359,69
231,13
235,16
8.
Mn
mg/kg
82,19
76,18
65,54
67,44
87,16
9.
B
mg/kg
574,65
622,90
664,49
707,27
718,55
%
Soil mineral content after 70 days application No.
Soil mineral
Satuan
Treatment P0 (control)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
C-organik N K Ca Mg Na P Fe Mn Cu Zn pH KTK
% % me/100g me/100g me/100g me/100g ppm ppm ppm ppm ppm me/100g
3,76 0,39 2,00 12,05 8,50 1,87 770,60 0,92 19,20 2,88 1,40 5,80 27,93
P2
P4
P5
P6
(10% char)
(10% active)
(10% active)
(15% active)
4,07 0,38 2,72 16,36 11,33 2,09 856,20 0,76 6,64 1,64 0,32 6,00 31,73
3,92 0,41 2,41 13,37 9,83 1,74 813,40 0,76 11,28 1,40 0,76 6,10 29,69
4,20 0,37 2,67 15,90 11,17 2,43 941,80 0,62 7,92 0,68 0,56 6,30 31,16
4,63 0,33 3,00 16,43 12,17 2,61 984,60 0,48 8,16 0,88 0,60 6,50 34,39
23
20/05/2013
CHARCOAL COMPOST APPLICATION OF BROCCOLI IN CILOTO 2002
CHARCOAL COMPOST APPLICATION OF POKCAY 1,2 KW/400M2 IN 1 BLN
24
20/05/2013
CILOTO 2012
Aplikasi arang kompos di Garut Perlu Regulasi Harga
25
20/05/2013
Aplikasi arang kompos di Menes, Banten
Aplikasi arang kompos di sukabumi
26
20/05/2013
PERUM PERHUTANI: Planted 50,000 ha (2011) 1. COMPOST FOR TEAK NURSERY 5000 TON 2. ANIMAL COMPOST FOR TEAK PLANTATION IN THE FIELD (20,000 ha) = 52 BILLION TON 3. Charcoal 5% = 0,25 billion ton 4. Carbon trade ???
Arang kompos di Jepang
27
20/05/2013
Berbagai produk dari arang
28
20/05/2013
29
20/05/2013
APPLICATION WOOD VINEGAR IN RICE PLANTATION AND BEEE/HONEY LOCATION: MENES (BANTEN)
30
20/05/2013
AUSTRALIA
31
20/05/2013
ARANG AKTIF SEDERHANA 1. KIMIA : H3PO4 2. FISIKA : H2O 3. KOMBINASI Daya serap iod : * > 750 MG/G (SNI) * Karbon: 78 – 82 % * Hasil: 24 – 42 %
ARANG AKTIF SKALA 100 KG
32
20/05/2013
PENJERNIHAN AIR 1.Cation :Fe, Na, Ca, Mg 2. Anion : NO3, SO4, 3. Colour, Aroma, and Colifirm bacteria
DIVERSIFIKASI PRODUK ARANG AKTIF
33
20/05/2013
Hutan Tanaman Industri
Hutan Rakyat
68 Carbon for electrycity- Kayu bakar – Wood pellet
34
20/05/2013
SOSIALISASI
35
20/05/2013
Sosialisasi drum + pendingin bambu
36
20/05/2013
CHARCOAL TRAINING CENTER KADIPATEN- WEST JAVA
NANO TEKNOLOGI- NANO KARBON : 1. SUATU TEKNOLOGI YANG MEMANFAATKAN ATAU MEMANIPULASI BAHAN YANG BERUKURAN NANO (10-9 M) DENGAN SIFAT DAN FENOMENA YANG UNIK
2. PEMBENTUKAN MATERIAL BARU DAPAT DISUSUN DAN DIDISAIN DALAM ORDE ATOM, MENGOPTIMALKAN KEMAMPUAN DIRINYA SENDIRI
3. PEMBENTUKAN KRISTAL BARU YANG BERBEDA DENGAN STRUKTUR AWAL
37
20/05/2013
APLIKASI NANO KARBON • • • • •
BIO SENSOR BIO BATERE – BATERE HP KERTAS KARBON MEMBRAN KARBON SUPER KAPASITOR
38
20/05/2013
I
INTRODUCTION: EKSPOR ARANG INDONEISA No 1 DI DUNIA
Afrika Selatan 12%
Argentina 11% Indonesia 39%
Malaysia 16% Cina 22%
78
39
20/05/2013
Export arang Indonesia
Export 2008 = 180,000 ton Coconut Shell 16%
Japan korea Norwey Mangrove Hongkong 22% Taiwan etc
Wood 62%
20 May 2013
79
PENUTUP 1. Keputusan yang bijaksana memanfaatkan arang dan derivatnya baik di bidang kehutanan, pertanian dan industri 2. Industri arang dan turunannya dapat meningkatkan penghasilan masyarakat 3. Perlu kebijakan yang kuat, standar dan pasar 4. Sosialisasi
40
