SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007

PEMANFAATAN LIMBAH INDUSTRI PENGOLAHAN KAYU UNTUK PEMBUATAN BRIKET ARANG DALAM MENGURANGI PENCEMARAN LINGKUNGAN DI NANGGROE ACEH DARUSSALAM

TESIS

OLEH

SAMSUL BAHRI 057004019/PSL

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007

Samsul Bahri : Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan Kayu Untuk Pembuatan Briket Arang dalam Mengurangi Pencemaran Lingkungan di Nanggroe Aceh Darussalam. USU e-Repository © 2008.


TESIS Untuk memperoleh Gelar Magister Sains Dalam Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

SAMSUL BAHRI 057004019/PSL

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007


Telah diuji pada Tanggal : 23 Juli 2007

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua

: Prof. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc, Ph.D

Anggota

: 1. Dr. Retno Widhiastuti, MS 2. Drs. Chairuddin, M.Sc 3. Drs. M. Syukur, MS 4. Ir. Syamsinar Yusuf, MS


Judul Penelitian :


Nama

:

SAMSUL BAHRI

Nomor Pokok

:

057004019

Program Studi

:

PENGELOLAAN LINGKUNGAN

SUMBERDAYA

ALAM

DAN

Menyetujui : Komisi Pembimbing

(Prof. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc, Ph.D) Ketua

(Dr. Retno Widhiastuti, MS) Anggota

(Drs. Chairuddin, M.Sc) Anggota

Ketua Program Studi,

Direktur,

(Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH, MS) NIP. 131 694 639

(Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B. M.Sc) NIP. 130 535 852

Tanggal Lulus : 23 Juli 2007


ABSTRAK Hutan merupakan anugerah Allah SWT sebagai salah satu sumber kekayaan alam penghasil kayu dan non kayu yang sangat dibutuhkan manusia dalam bentuk papan dan hasil ikutan lainnya. Seiring dengan berkembangnya zaman dan bertambahnya jumlah penduduk kebutuhan akan kayu makin meningkat Peranan industri kehutanan dalam memenuhi kebutuhan akan kayu memegang peran penting. Namun dengan bertambahnya jumlah industri pengolahan kayu di ikuti dengan meningkatnya volume limbah kayu setiap tahunnya mulai menimbulkan permasalahan karena mulai mencemari lingkungan dan mengganggu kenyamanan masyarakat sekitar pabrik. Potensi limbah kayu yang begitu besar sangat cocok untuk dimanfaatkan menjadi energi alternatif biomassa dalam bentuk briket arang dalam upaya mengurangi ketergantungan akan minyak tanah dan kayu bakar. Limbah serbuk gergajian kayu dan limbah potongan kayu BJ (berat jenis) tinggi dilakukan pengarangan untuk mendapatkan arang selanjutnya dilakukan pencampuran dengan 5 perbandingan yaitu 100%, 70+30%, 50%+50%, 30%+70% dan 10%+90%. Konsentrasi perekat tapioka 5% dari bahan baku dengan Tekanan kempa sebesar 5 ton. Briket arang yang berasal dari limbah kayu yang beragam jenis tersebut perlu dilakukan uji sifat fisis dan kimia agar dapat memberikan nilai tambah terutama dari segi nilai kalor (panas). Hasil uji laboratorium menunjukkan bahwa briket yang berasal dari limbah industri penggergajian sangat cocok untuk dijadikan sebagai energi biomassa alternatif dan hampir memenuhi kriteria briket arang buatan Jepang, Inggris dan Amerika. Briket arang sangat layak untuk dikembangkan sebagai energi alternatif dimana dengan adanya dukungan bahan baku yang sangat berlimpah. Dengan pemanfaatan limbah dari industri pengolahan kayu tersebut diharapkan pencemaran sungai akibat pembuangan limbah ke badan sungai serta pelepasan gas CO2 akibat pembakaran limbah sudah bisa ditekan. Kata kunci : Pemanfaatan limbah industri Pencemaran lingkungan

pengolahan

kayu,

Briket

arang,

i


ABSTRACT

Forest, a gift of Allah SWT, is one of the natural resources producing wood and non-wood materials needed by human beings hi the form of wood plank and the other downstream product. In line with the increasing number of population, the need for wood is also increasing. Forestry industry plays an important role hi meeting the need for wood. But, the increasing number of timber processing industries and the volume of timber waste every year begin to create problems because they begin to pollute their environment and disturb the comfort of community living around the factories. The big potential of timber waste is very appropriate to be used as alternative biomass energy in the form charcoal briquette as an attempt to minimize our dependence on kerosene and firewood. Sawdust and the small unused sawn timber high gravity were carbonized to make charcoal and then the mixing was done with 5 (five) kinds of proportions namely 100%, 70% + 30%, 50% + 50%, 30% + 70% and 10% + 90%. The concentration of tapioca glue is 5% of the raw material used with the pressure of 5 tons. Charcoal briquette made of the waste of various timber processed needs to undergo physical and chemical tests so it can give a value-added especially of its heat value. The result of the laboratory test done reveals that the charcoal briquette made of sawdust is very appropriate as alternative biomass energy and almost meets the criteria of the charcoal briquette made in Japan, the UK and the USA. With an abundant raw material support, charcoal briquette is suitable to be developed as alternative energy. With the use of the waste of timber processing industry, it is expected that the impact of waste disposal into rivers and the dismissal of CO2 resulted from burning can be minimized. Key words : Waste of Timber Processing Environmental Pollution.

Industry,

Charcoal

Briquette,

ii


KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim,

Puji syukur penulis panjatkan kehadhirat Allah SWT, atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis ini. Selanjutnya shalawat beriring salam penulis sampaikan keharibaan junjungan alam kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa dan menuntun umat manusia dari alam kebodohan kepada alam yang penuh peradaban dan berilmu pengetahuan. Adapun penelitian ini dengan judul “Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan Kayu untuk pembuatan Briket Arang dalam mengurangi Pencemaran Lingkungan di Nanggroe Aceh Darussalam”, disusun dalam rangka untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Magister Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Medan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : •

Bapak Prof. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc, Ph.D ; Ibu Dr. Retno Widhiastuti, MS dan Bapak Drs. Chairuddin M.Sc selaku komisi pembimbing. Kepada Bapak Drs. M. Syukur MS dan Ibu Ir. Syamsinar Yusuf, MS selaku dosen penguji yang telah membimbing penulis dalam penyusunan tesis.

•

Bapak Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH, MS selaku Ketua Program Studi Magister dan Doktor Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan dan Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc selaku Sekretaris Program Magister Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan yang telah mengarahkan penulis bagi kesempurnaan penulisan tesis ini.

•

Bapak Amir Fuadi S.TP selaku yang mewakili Kepala Baristand Industri Banda Aceh, Bapak M. Yusuf Affan, Bapak Darmansyah dan Ibu Nurlela selaku staff teknis laboratorium yang telah membimbing dan membantu penulis dalam melakukan penelitian di laboratorium Balai Riset dan Standardisasi Industri Banda Aceh. iii


•

Bapak Drs. T. Hermawan, M.Si selaku mantan Sekretaris Daerah Kabupaten Aceh Utara yang telah mendukung dan menugaskan penulis untuk melanjutkan pendidikan jenjang S2 pada Program Studi PSL Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Medan

•

Bapak Ir. Eddy Sofyan selaku Kepala dinas dan Bapak Ir. Basri Husen selaku mantan Kepala Dinas Perkebunan dan Kehutanan Kabupaten Aceh Utara yang telah memberi dukungan kepada penulis

•

Bapak Prof Dr. H. M. Hasballah Thaeb M.A dan Bapak Drs. H. Kertasih Suherman M.Ag yang telah memberi dukungan moril kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan S2 program Magister Sains PSL Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Medan.

•

H. Mohammad Hasan, Hj. Cut Hasanah selaku Mertua, kepada kakanda Rosnani, Yati Herawati S.Sos, abangnda Iskandar SE, M.Si. dan Mohammad Hanafiah serta Cut Rosnita A.md selaku istri tercinta yang telah memberikan dukungan, semangat moril dan materil kepada penulis serta anak-anakku Mohammad Al-Farizi dan Mauliza Nabila sebagai tempat curahan hati dan pelipur lara dikala susah dan senang.

•

T. Feldiazi Hanafiah SH; Maya Afriani SH dan Johan Agustian SH selaku staf administrasi Program Studi PSL, serta rekan-rekan Program Magister PSL Angkatan ’04, ’05 dan ’06 Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Medan.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tesis ini masih terdapat kekurangan disana-sini, oleh karena itu kritikan dan saran yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan tesis ini. Akhirnya penulis berharap semoga hasil penelitian ini bisa bermanfaat bagi masyarakat yang sangat membutuhkan energi yang murah dan ramah lingkungan. Wassalamu’alaikum Wr.Wb. Medan, 23 Juli 2007 Penulis, iv


RIWAYAT HIDUP

Nama

: Samsul Bahri

Tempat/Tgl. Lahir : Medan, 16 Mei 1969 Alamat

: Jl. Cilacap III No. 73 Komplek Perumahan PT. Arun NGL Lhokseumawe - NAD

Pendidikan

:

a.)

SD

: SD Negeri 060802 (84) Medan. Tamat tahun 1982

b.)

SMP

: SMP Negeri 11 Medan. Tamat tahun 1985

c.)

SMA

: SMA Negeri 1 Samalanga Kabupaten Aceh Utara Tamat tahun 1988

d.)

Strata-1

: Sekolah Tinggi Ilmu Kehutanan Yayasan Tgk. Chik Pante Kulu Darussalam-Banda Aceh. Tamat tahun 1998.

Pekerjaan

: -

Asisten Jagawana Muda (1998) pada Dinas Kehutanan Cabang I

-

Kabupaten Aceh Besar.

Asisten Jagawana Tk.I

(2000) pada Dinas Kehutanan

Cabang I Kabupaten Aceh Besar. -

Ajun Polhut Muda (2003) pada Dinas Perkebunan dan Kehutanan Kabupaten Aceh Utara.

-

Ajun Polhut Muda Tk. I (2005) pada Dinas Perkebunan dan Kehutanan Kabupaten Aceh Utara.

v


DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK ........................................................................................................

i

ABSTRACT ......................................................................................................

ii

KATA PENGANTAR......................................................................................

iii

RIWAYAT HIDUP ..........................................................................................

v

DAFTAR ISI ....................................................................................................

vi

DAFTAR TABEL ...........................................................................................

ix

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................

x

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................

xi

I.

PENDAHULUAN ................................................................................

1

1. 2. 3. 4. 5.

Latar Belakang ................................................................................ Perumusan Masalah ........................................................................ Tujuan Penelitian ............................................................................ Hipotesis .......................................................................................... Manfaat Penelitian ..........................................................................

1 6 6 6 6

TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................

9

1. Pengertian Limbah dan Limbah Kayu ............................................ 2. Berbagai Macam Limbah Kayu ...................................................... 3. Jenis dan Komposisi Limbah Kayu pada Industri Kayu Lapis dan Industri Penggergajian .............................................................. 4. Potensi Limbah Kayu ...................................................................... 5. Alternatif Pemanfaatan ................................................................... a. Arang Serbuk dan Arang Bongkah ........................................... b. Arang Aktif ............................................................................... c. Energi ........................................................................................ d. Soil Conditioning ...................................................................... e. Kompos dan Arang Kompos ..................................................... f. Briket Arang .............................................................................. 6. Gambaran Umum Kualitas Arang Limbah Kayu ............................

9 9

II.

12 13 15 15 15 16 17 18 18 19

vi


7. 8. 9. 10. III.

IV.

Proses Pembuatan Arang Kayu (Karbonisasi) ................................ Perekat Tapioka ............................................................................... Pengertian Briket Arang dan Proses Pembuatannya ....................... Standar Kualitas ..............................................................................

19 23 24 25

METODE PENELITIAN ..................................................................

27

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................... 3.2 Bahan dan Alat .............................................................................. a. Bahan ........................................................................................ b. Alat ........................................................................................... 3.3 Metode Penelitian .......................................................................... 3.4 Pelaksanaan Penelitian .................................................................. a. Pengeringan bahan baku ........................................................... b. Persiapan klin drum ................................................................. c. Pengarangan ............................................................................. d. Pendinginan dan Penyortiran ................................................... e. Penggilingan dan Penyaringan ................................................. f. Persiapan Perekat ..................................................................... g. Pencampuran Perekat ............................................................... h. Percetakan dan Pengempaan .................................................... i. Pengeringan .............................................................................. 3.5 Analisis Laboratorium………………………………………... ..... A. Analisis Rendemen Arang yang dihasilkan ............................. B. Pengujian dan Pengukuran ....................................................... 1. Sifat Fisis ............................................................................. a. Kerapatan ..................................................................... b. Keteguhan Tekan ………………………………… ..... c. Analisis Nilai Kalor Bakar ………………………....... 2. Sifat Kimia .......................................................................... a. Kadar Air ........................................................................ b. Analisis Kadar Zat Mudah Menguap ............................. c. Kadar Abu ...................................................................... d. Kadar Karbon Terikat .................................................... 3.6 Analisis Data………………………………………………… .......

27 27 27 27 28 29 30 30 30 30 31 31 31 32 32 32 32 32 33 33 33 34 34 34 35 35 36 36

HASIL DAN PEMBAHASAN ...........................................................

37

A. Hasil ................................................................................................ 1. Analisis Rendemen Arang ........................................................ 2. Analisis Sifat Fisis dan Kimia ................................................... B. Pembahasan ..................................................................................... 1. Proses Pengarangan ................................................................... 2. Briket Arang ..............................................................................

37 37 38 39 39 42

vii


a. Sifat Fisis ............................................................................. 1. Kerapatan ...................................................................... 2. Keteguhan Tekan .......................................................... 3. Nilai Kalor .....................................................................

43 43 47 52

b. Sifat Kimia .......................................................................... 1. Kadar Air ....................................................................... 2. Kadar Zat Menguap ....................................................... 3. Kadar Abu ..................................................................... 4. Kadar Karbon Terikat ...................................................

58 58 62 65 68

c. Aspek Analisis Ekonomi .....................................................

71

KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................

74

5.1 Kesimpulan .................................................................................... 5.2 Saran – Saran ..................................................................................

74 75

DAFTAR KEPUSTAKAAN ..........................................................................

76

LAMPIRAN .....................................................................................................

80

V.

viii


DAFTAR TABEL No.

Judul

Halaman

1.

Komposisi Limbah Kayu Industri Kayu Lapis ..................................... ..

12

2.

Komposisi Limbah Kayu Industri Penggergajian ....................................

12

3.

Produksi Kayu Gergajian dan Perkiraan Jumlah Limbah ........................

14

4.

Produksi Kayu Bulat, Kayu Olahan dan Jumlah Limbah…………… .....

14

5.

Pengelompokkan Jenis Kayu Berdasarkan Berat Jenis sebagai Bahan Baku Briket Arang ........................................................................

22

6.

Komposisi Kimia Pati ..............................................................................

24

7.

Hasil Analisa Sifat Fisis dan Kimia Briket Arang buatan Inggris, Jepang, Amerika dan Indonesia ...............................................................

8.

26

Perbandingan Penambahan Arang Serbuk Gergajian Kayu dengan Serbuk Arang Limbah Potongan Kayu BJ tinggi dalampembuatan Briket Arang .............................................................................................

31

9.

Data Rendemen Arang proses Karbonisasi .............................................

37

10.

Persentase Rendemen Bersih serbuk arang proses penumbukan dan Penyaringan .............................................................................................

11.

Sifat Kimia arang serbuk gergajian kayu dan arang Limbah Potongan kayu BJ Tinggi .........................................................................

12.

37

37

Sifat Fisis dan Kimia Briket Arang dari campuran arang serbuk Gergajian kayu dengan arang serbuk potongan kayu BJ Tinggi .............

39

13.

Analisis Uji Duncan terhadap Kerapatan …………………………... .....

45

14.

Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Keteguhan Tekan ………………....

49

15.

Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kalor ………………………….......

57

16.

Analisis Uji Duncan terhadap Kadar Air …………………………….....

60

17.

Analisis Uji Duncan terhadap Kadar Zat Menguap ………………….....

64

18.

Analisis Uji Duncan terhadap Kadar Abu ………………………….. .....

67

19.

Analisis Uji Duncan terhadap Kadar Karbon Terikat ………………......

70

ix


DAFTAR GAMBAR

No.

Judul

Halaman

1.

Kerangka Berpikir ...................................................................................

8

2.

Proses Terjadinya Limbah Kayu .............................................................

11

3.

Grafik Nilai Kerapatan pada setiap Perlakuan .........................................

43

4.

Grafik Nilai Keteguhan Tekan pada setiap Perlakuan .............................

48

5.

Grafik Nilai Kalor pada setiap Perlakuan ................................................

56

6.

Grafik Nilai Kadar Air pada setiap Perlakuan .........................................

59

7.

Grafik Nilai Kadar Zat Menguap pada setiap Perlakuan .........................

63

8.

Grafik Nilai Kadar Abu pada setiap Perlakuan .......................................

66

9.

Grafik Nilai Kadar Karbon Terikat pada setiap Perlakuan ......................

70

x


DAFTAR LAMPIRAN

No. 1.

Lampiran

Halaman

Data Hasil Pengujian Kerapatan dan Analisis Sidik Ragam Briket Arang dari Serbuk Gergajian Kayu dengan Penambahan Limbah Potongan Kayu BJ tinggi. ........................................................................................... 80

2.

Data Hasil Pengujian Keteguhan Tekan dan Analisis Sidik Ragam Briket Arang dari Serbuk Gergajian Kayu dengan Penambahan Limbah Potongan Kayu BJ tinggi. ........................................................................... 81

3.

Data Hasil Pengujian Nilai Kalor dan Analisis Sidik Ragam Briket Arang dari Serbuk Gergajian Kayu dengan Penambahan Limbah Potongan Kayu BJ tinggi. ........................................................................................... 82

4.

Data Hasil Pengujian Kadar Air dan Analisis Sidik Ragam Briket Arang dari Serbuk Gergajian Kayu dengan Penambahan Limbah Potongan Kayu BJ tinggi. ........................................................................................... 83

5.

Data Hasil Pengujian Kadar Zat Menguap dan Analisis Sidik Ragam Briket Arang dari Serbuk Gergajian Kayu dengan Penambahan Limbah Potongan Kayu BJ tinggi. ........................................................................... 84

6.

Data Hasil Pengujian Kadar Abu dan Analisis Sidik Ragam

Briket

Arang dari Serbuk Gergajian Kayu dengan Penambahan Limbah Potongan Kayu BJ tinggi. ........................................................................... 85 7.

Data Hasil Pengujian Kadar Karbon Terikat dan Analisis Sidik Ragam Briket Arang dari Serbuk Gergajian Kayu dengan Penambahan Limbah Potongan Kayu BJ tinggi. ........................................................................... 86

8.

Skema (Flow Chart) Proses Pembuatan Briket dari Limbah Kayu…. ...... 87

9.

Proses Pembuatan Briket Arang dan Uji Laboratorium…………… ......... 88

10.

Surat Keterangan Pemberitahuan Selesai Penelitian………………… ...... 91

11.

Hasil Uji Laboratorium Sifat Fisis dan Kimia……………………............ 92

12.

Rekapitulasi Produksi Kayu Bulat Tahun 2005 Dinas Kehutanan Nanggroe Aceh Darussalam…………………………………………. ...... 93

xi


13.

Rekapitulasi Realisasi Laporan Produksi Hasil Hutan Olahan Kayu Tahun 2005 Dinas Kehutanan Nanggroe Aceh Darussalam………… ...... 94

14.

Proses Produksi Limbah Kayu, Pembuangan Limbah ke Sungai Dan Krisis BBM ......................................................................................... 95

xii


1

BAB I PENDAHULUAN

1. Latar Belakang Hutan merupakan anugerah Allah SWT Tuhan Yang Maha Kuasa, dimana sebagai salah satu sumber kekayaan alam yang sangat potensial dan modal dasar bagi pembangunan nasional. Hutan juga berfungsi sebagai penyedia air, penyuplai oksigen, tempat tanaman obat dan tanaman hias dan habitat berbagai jenis flora dan fauna serta mengandung nilai estetika yang sangat tinggi. Oleh karena itu hutan harus dapat dimanfaatkan secara maksimal bagi kesejahteraan manusia dengan tetap menjaga kelangsungannya sebagaimana yang telah diamanatkan di dalam pasal 33 ayat 3 UUD 1945. Salah satu manfaat hutan adalah sebagai penghasil kayu yang dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat akan papan dan bahan baku industri perkayuan (wooding) serta merupakan komoditi ekspor non migas yang cukup strategis dalam menambah devisa bagi negara Indonesia. Dalam memanfaatkan hasil hutan berupa kayu, pemerintah telah memberikan izin konsesi kepada perusahaanperusahaan HPH, HPHTI, IPK dan BUMN kehutanan untuk mengeksploitasi dan mengelola secara profesional dengan tetap menjaga keseimbangan hutan itu sendiri. Keberadaan dan peran industri hasil hutan utamanya kayu di Indonesia dewasa ini menghadapi tantangan yang cukup berat berkaitan dengan adanya ketimpangan antara kebutuhan bahan baku industri dengan kemampuan produksi

1


2

kayu secara berkesinambungan. Bila memperhatikan kondisi hutan alam sekarang ini yang makin menurun baik kualitas maupun luasnya berarti makin rusaknya kondisi hutan dan langkanya bahan baku kayu serta besarnya tantangan berbagai aspek khususnya di sektor kehutanan (lingkungan, ekolabel dan perdagangan karbon) maka perlu dilakukan perubahan mendasar dalam kebijakan pembangunan kehutanan, salah satunya dengan mengedepankan peran inovasi teknologi yang lebih berpihak kepada masyarakat khususnya industri kecil, meningkatkan efisiensi pengolahan hasil hutan serta memaksimalkan pemanfaatan kayu dan limbah biomassa yang mengarah kepada zero waste (DEPHUTBUN, 2000). Adapun aspek yang merupakan dampak dari kegiatan eksploitasi hutan adalah meningkatnya jumlah volume limbah kayu. Limbah kayu hasil eksploitasi hutan terjadi di tempat penebangan, di sepanjang jalan angkutan, di tempat pengumpulan dan di log pond (tempat penimbunan) dengan perkiraan jumlah 30% dari total kayu yang di tebang. Sementara limbah dari industri penggergajian (saw mill) berupa sebetan, potongan kayu, bagian yang cacat dan serbuk gergaji, sedangkan limbah untuk industri kayu lapis (plywood) berupa kulit kayu, empulur, bagian yang cacat/pecah, serpihan kayu, potongan pinggir dan serbuk gergaji. Mengamati

potensi

limbah

industri

pengolahan

kayu

berdasarkan

perbandingan output dan input serta mengacu hasil penelitian Balai Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor, maka potensi limbah industri kayu lapis mencapai 60% sedangkan pada industri penggergajian berkisar 50,2% dari bahan baku yang diolah (DEPHUT. 1990).


3

Berdasarkan data tersebut diatas menunjukkan bahwa potensi limbah kayu cukup besar dan ternyata hanya sebahagian saja (35 - 49%) kayu yang dieksploitasi dapat digunakan secara maksimal dan selebihnya berupa limbah kayu. Melihat masih besarnya limbah yang dihasilkan dari industri pengolahan kayu setiap tahunnya dan apabila hal ini dibiarkan begitu saja tanpa ada pemanfaatan yang optimal dikhawatirkan limbah kayu tersebut dapat mencemari lingkungan sekitarnya. Meningkatnya jumlah penduduk yang mengkonsumsi energi dalam kehidupan sehari-hari serta makin mahal dan berkurangnya pasokan energi fosil (BBM dan Gas) menjadikan masalah energi dewasa ini harus dihadapi oleh semua negara baik negara maju maupun negara berkembang, termasuk Indonesia. Menurut Sartikasari (1995) dalam Masturin (2002) menjelaskan penggunaan energi yang paling dominan di Indonesia adalah sektor rumah tangga. Bahan bakar konvensional yang digunakan berupa bahan bakar minyak (BBM), kayu bakar, arang kayu dan gas. Sumber energi dari bahan-bahan yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable) seperti minyak bumi, batu bara dan gas alam keberadaannya sangat terbatas dan akan terus mengalami penurunan sementara upaya untuk menemukan sumber energi baru sebagai cadangan tidaklah mudah dimana memerlukan biaya yang besar dan waktu yang relatif lama. Keluarnya Peraturan Presiden No. 55 tahun 2005 yang mencabut sebahagian subsidi bahan bakar minyak mengakibatkan naiknya harga BBM mencapai 60 - 70% dan khusus untuk minyak tanah naik sampai 150%. Langkah pengurangan subsidi BBM ini disebabkan karena ketidakmampuan keuangan negara untuk menutupi


4

selisih harga BBM dipasaran internasional hingga menembus level US $ 70 per barrel (1 barrel = 159 liter). Kenaikan harga BBM dunia pada waktu itu diakibatkan dari tidak stabilnya suhu politik dunia khususnya di Timur Tengah sebagai kawasan penyumbang 51% pasokan minyak dunia (Ditjen Migas DESDM, 2006). Kenaikan harga BBM menimbulkan gejolak demonstrasi penolakan didalam negeri karena bisa mempengaruhi biaya produksi disemua sektor kehidupan, dimana meningkatnya harga kebutuhan pokok, naiknya biaya sektor transportasi umum dan jasa serta menurunnya daya beli masyarakat yang pada akhirnya berakibat meningkatnya angka kemiskinan. Langkah yang ditempuh oleh pemerintah dalam mengatasi problema ini dengan mensosialisasikan gerakan hemat energi untuk sektor rumah tangga , industri serta transportasi dan berusaha mengembangkan sumbersumber energi alternatif yang mudah diperoleh, murah dan ramah lingkungan untuk dapat menunjang kebutuhan energi yang semakin meningkat. Dengan semakin mahal

dan langkanya BBM menyebabkan masyarakat

berusaha mencari energi lain yang murah dan mudah didapat seperti kayu dan arang kayu. Menghadapi krisis bahan bakar saat ini, energi alternatif merupakan suatu solusi sebagai pengganti BBM yaitu dengan melakukan diversifikasi dan konservasi energi. Sejalan dengan upaya kita berusaha meningkatkan nilai tambah (value) hasil hutan dan menghemat penggunaan bahan baku kayu guna menjaga kelangsungan hutan serta mengurangi ketergantungan akan energi minyak tanah dan gas, maka perlu dipikirkan bagaimana memanfaatkan potensi limbah kayu sehingga menjadi barang yang mempunyai nilai jual ekonomis.


5

Berdasarkan permasalahan di atas penulis tertarik untuk melakukan penelitian dengan mengambil judul “Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan Kayu untuk pembuatan Briket Arang dalam mengurangi Pencemaran Lingkungan di Nanggroe Aceh Darussalam”. Pada penelitian ini penulis berkonsentrasi pada limbah serbuk gergajian dan potongan kayu yang berasal dari industri penggergajian. Alasan penulis memilih bahan ini karena di Nanggroe Aceh Darussalam memiliki ratusan industri penggergajian kayu dengan menghasilkan limbah yang begitu besar sehingga tidak sulit untuk mendapatkan bahan baku untuk produksi briket arang. Briket arang dari limbah industri penggergajian kayu merupakan salah satu energi biomassa alternatif yang dapat dikembangkan untuk mengatasi krisis energi khususnya sektor rumah tangga dan warung makanan. Haygreen dan Bowyer (1996) dalam Rustini (2004) mengemukakan bahwa sekarang ini dengan tingginya harga bahan bakar cair dan gas, kayu dan arang kayu merupakan sumber energi yang secara ekonomis menarik untuk industri produk-produk hutan. Apabila limbah kayu tersebut dibuat menjadi briket arang yang dalam proses pembuatannya tidak memerlukan teknologi tinggi dan diperkirakan pemasarannya cukup cerah baik untuk lokal dan eksport bukan mustahil dari limbah ini akan diperoleh dana jutaan rupiah sehingga menjadi sumber ekonomi serta membuka lapangan pekerjaan yang sangat potensial dimasa sekarang dan masa depan. Disamping itu dengan pemanfaatan limbah kayu tersebut lingkungan akan terkendali dari faktor pembuangan limbah ke sungai maupun akibat pembakarannya yang mengganggu kesehatan warga yang tinggal disekitar industri kayu tersebut.


6

2. Perumusan Masalah a. Meningkatnya jumlah volume limbah kayu industri penggergajian setiap tahunnya telah menimbulkan permasalahan di bidang lingkungan. b. Untuk mengetahui apakah limbah kayu industri penggergajian dapat dimanfaatkan menjadi energi biomassa.

3. Tujuan Penelitian Penelitian ini mempunyai tujuan sebagai berikut : a. Untuk mengetahui perlakuan briket arang terhadap sifat fisis dan kimia. b. Mengetahui karakteristik briket arang yang paling baik dari 5 perlakuan. c. Untuk mengetahui analisis ekonomi.

4. Hipotesis Untuk melakukan penelitian kearah tersebut dikemukakan hipotesis : a. Semakin tinggi komposisi serbuk arang potongan kayu Berat Jenis (BJ) tinggi akan meningkatkan nilai kalor bakar briket arang. b. Perbandingan komposisi bahan baku akan berpengaruh kepada kualitas briket arang.

5. Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan nantinya bisa memberikan manfaat bagi rumah tangga, industri makanan dan minuman (Home Industry), industri batu bata, warung-


7

warung kopi dan nasi sehingga ketergantungan terhadap energi minyak tanah dan kayu bakar sudah bisa di imbangi oleh briket arang serta ikut mendukung program pemerintah dalam menggalakkan pemakaian energi alternatif. Disamping itu pencemaran lingkungan akibat pembuangan limbah kayu ke badan sungai dan pembakaran sudah bisa ditekan sehingga lingkungan diharapkan bisa terjaga.


8

SKEMA (FLOW CHART) KERANGKA BERFIKIR

Kebijaksanaan Pemerintah

Penghematan Konsumsi SDA (BBM)

Izin Ops HPH/IPK & BUMN

Krisis Energi (BBM/gas)

Energi Alternatif

Industri Pengolahan Kayu (Plywood & Saw mill)

Batubara, panas bumi, angin, limbah biomassa, sinar surya & pasang surut air laut

Produk kayu olahan & jadi

Limbah kayu (pot. Kayu, serbuk gergaji, dll)

Limbah biomassa (limbah kayu, sekam padi, tandan sawit)

(Briket Arang) layak sebagai subsitusi minyak tanah

Limbah kayu sbgn. sdh dimanfaatkan (industri plywood & pulp)

(industri penggergajian) limbah dibuang kesungai & dibakar (pencemaran lingk. UU No 23 Th. 1997

Gambar 1. Kerangka Berfikir


9

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

1. Pengertian Limbah dan Limbah Kayu Berdasarkan Undang-Undang Pokok Lingkungan Hidup (UUPLH) RI No. 23 Tahun 1997, yang dimaksud dengan limbah adalah : sisa suatu usaha dan/atau kegiatan. Sementara itu pengertian limbah kayu adalah : kayu sisa potongan dalam berbagai bentuk dan ukuran yang terpaksa harus dikorbankan dalam proses produksinya karena tidak dapat menghasilkan produk (output) yang bernilai tinggi dari segi ekonomi dengan tingkat teknologi pengolahan tertentu yang digunakan (DEPTAN, 1970). Sunarso dan Simarmata (1980) dalam Iriawan (1993) menjelaskan bahwa limbah kayu adalah : sisa-sisa kayu atau bagian kayu yang dianggap tidak bernilai ekonomi lagi dalam proses tertentu, pada waktu tertentu dan tempat tertentu yang mungkin masih dimanfaatkan pada proses dan waktu yang berbeda.

2. Berbagai Macam Limbah Kayu Berdasarkan asalnya limbah kayu dapat digolongkan sebagai berikut : a. Limbah kayu yang berasal dari daerah pembukaan lahan untuk pertanian dan perkebunan antara lain berupa kayu yang tidak terbakar, akar, tunggak, dahan dan ranting.

9


10

b. Limbah kayu yang berasal dari daerah penebangan pada areal HPH dan IPK antara lain potongan kayu dengan berbagai bentuk dan ukuran, tunggak, kulit, ranting pohon yang berdiameter kecil dan tajuk dari pohon yang ditebang. c. Limbah hasil dari proses industri kayu lapis dan penggergajian berupa serbuk kayu, potongan pinggir, serbuk pengamplasan, log end (hati kayu) dan veneer (lembaran triplek). Simarmata dan Haryono (1986) dalam Iriawan (1993) menyatakan bahwa limbah kayu dapat dibedakan menjadi 2 golongan yaitu : 1. Limbah kayu yang terjadi pada kegiatan eksploitasi hutan berupa pohon yang ditebang terdiri dari batang sampai bebas cabang, tunggak dan bagian diatas cabang pertama. 2. Limbah kayu yang berasal dari industri pengolahan kayu antara lain berupa lembaran veneer rusak, log end atau kayu penghara yang tidak berkualitas, sisa kupasan, potongan log, potongan lembaran veneer, serbuk gergajian, serbuk pengamplasan, sebetan, potongan ujung dari kayu gergajian dan kulit.

Proses terjadinya limbah kayu mulai dari penebangan di hutan sampai pada industri penggergajian kayu dapat di lihat pada gambar 2 berikut ini :


11

Penebangan

Cabang, ranting, tunggak atau tajuk pohon

Pengkulitan

Pemotongan dolok

Pembelahan pertama

Pembelahan ulang

Perataan sisi

Kulit

Potongan dolok + Serbuk

Sebetan + Serbuk

Sebetan + Serbuk

Sebetan + Serbuk

Pemotongan Potongan + Serbuk

(DEPHUTBUN, 2000)

Penumpukan limbah atau pembangkit energi

Gambar 2. Proses Produksi Limbah Kayu


12

3. Jenis dan Komposisi Limbah Kayu pada Industri Kayu Lapis dan Industri Penggergajian Sumadiwangsa dan Widarmana (1982) menyatakan bahwa jenis limbah kayu yang terjadi pada industri kayu lapis antara lain berupa dolok (log end), sisa kupasan (log core), sisa kupasan veneer, lembaran (veneer) yang rusak, sisa potongan pinggir kayu lapis, serbuk gergaji (saw dust)dan serbuk pengamplasan. Sementara itu Rachman dan Suparman (1978) dalam Iriawan (1993) menyatakan limbah kayu pada industri penggergajian terdiri dari : serbuk gergaji, sebetan (slabs) dan potongan ujung. Secara umum komposisi limbah kayu pada industri kayu lapis dan industri penggergajian diperlihatkan pada Tabel 1 dan Tabel 2. Tabel 1. Komposisi Limbah Kayu Industri Kayu Lapis Komponen

Dalam Persen (%)

Potongan dolok Sisa kupasan veneer Serbuk gergaji Serbuk pengamplasan Sisa veneer Potongan tepi kayu lapis Jumlah Sumber : Dinas Kehutanan NAD, 2006

17,6 11,0 2,7 3,2 23,4 4,3 62,2

Tabel 2. Komposisi Limbah Kayu Industri Penggergajian Komponen Serbuk gergaji Sebetan Potongan ujung Jumlah Sumber : Dinas Kehutanan NAD, 2006

Dalam Persen (%) 10,4 25,9 14,3 50,6


13

Dari tabel 1 dan 2 dapat disimpulkan ternyata kayu hasil (output) merupakan bagian kecil saja dari yang dieksploitasi dapat dipergunakan, sedangkan sisanya berupa limbah kayu.

4. Potensi Limbah Kayu Di Indonesia ada 3 macam industri yang secara dominan mengkonsumsi kayu alam dalam jumlah relatif besar, yaitu: Industri kayu lapis, industri penggergajian dan industri Pulp/kertas. Sebegitu jauh limbah biomassa dari industri tersebut sebahagian telah dimanfaatkan kembali dalam proses pengolahannya sebagai bahan bakar guna memenuhi kebutuhan energi industri kayu lapis dan Pulp/kertas. Hal yang menimbulkan permasalahan menurut Pari. G (2002) adalah limbah industri penggergajian yang kenyataannya dilapangan masih ada yang ditumpuk, sebagian besar dibuang ke aliran sungai mengakibatkan penyempitan alur dan pendangkalan sungai serta pencemaran air, bahkan ada yang dibakar secara langsung sehingga ikut menambah emisi gas karbon di atmosfir. Data dari Departemen Kehutanan dan Perkebunan untuk tahun 1999/2000 menunjukkan bahwa produksi kayu lapis Indonesia mencapai 4,61 juta m³, sedangkan kayu gergajian mencapai 2,6 juta m³ per tahun. Dengan asumsi bahwa jumlah limbah kayu yang dihasilkan mencapai 61%, maka diperkirakan limbah kayu yang dihasilkan mencapai lebih dari 4 juta m³ (BPS. 2000). Apabila hanya limbah industri penggergajian yang dihitung maka dihasilkan limbah sebanyak 1,4 juta m³ per tahun. Angka ini cukup besar karena mencapai


14

sekitar separuh dari produksi kayu gergajian. Produksi kayu gergajian dan perkiraan jumlah limbahnya dapat dilihat pada Tabel. 3 Tabel. 3 Produksi Kayu Gergajian dan Perkiraan Jumlah Limbah

Tahun 1994/1995 1995/1996 1996/1997 1997/1998 1998/1999

Sumber

Produksi Kayu Gergajian (m3) 1.729.839 2.014.193 3.565.475 2.613.452 2.707.221

Produksi Limbah 50 % (m3)

Serbuk Gergajian 15 % (m3)

Sebetan 25 % (m3)

Potongan Ujung, 10 % (m3)

864.919,5 1.007.096 1.782.737 1.306.726 1.353.610

129.737,9 151.064,5 267.410,9 196.008,9 203.041,6

216.229,9 251.774,1 445.684,4 326.681,5 338.402,6

89.492,0 100.709,7 178.273,8 130.672,6 135.361,1

: Departemen Kehutanan (1998 / 1999) dalam Pari. G (2002)

Sementara itu untuk skala provinsi Nanggroe Aceh Darussalam data produksi kayu bulat, produksi kayu olahan dan jumlah volume limbah kayu yang dihasilkan untuk tahun 2005 dapat dilihat pada Tabel 4 dan Lampiran 12 dan 13. Tabel. 4 Produksi Kayu Bulat, Kayu Olahan dan Jumlah Limbah Tahun 2005 Sumber

Produksi Kayu Bulat (m3) 38.909,11

Produksi Kayu Olahan (m3) 22.512,389

Jumlah Limbah (m3) 16.396.721

% 50,8

: Dinas Kehutanan NAD 2006

Dari data tersebut diatas menunjukkan bahwa potensi limbah kayu cukup besar dan ternyata hanya merupakan bagian prosentase kecil saja kayu yang dieksploitasi dapat digunakan secara maksimal dan selebihnya berupa limbah kayu. Melihat masih besarnya limbah yang dihasilkan dari industri penggergajian kayu tersebut setiap tahunnya dan apabila dibiarkan begitu saja tanpa ada pemanfaatan secara efisien, dikhawatirkan limbah kayu tersebut dapat mencemari lingkungan sekitarnya.


15

5. Alternatif Pemanfaatan Limbah kayu khususnya dari industri kayu lapis telah dimanfaatkan sebagai papan blok, papan partikel (particle board) maupun sebagai bahan bakar pemanas ketel uap. Adapun limbah dari industri penggergajian kayu pemanfaatannya belum optimal. Alternatif yang bisa dikembangkan untuk pemanfaatan limbah industri penggergajian kayu sebagai berikut : a. Arang Serbuk dan Arang Bongkah Khusus untuk pembuatan arang dari serbuk gergajian kayu, teknologi yang digunakan berbeda dengan cara pembuatan arang sistem timbun dan klin bata. Teknologi yang digunakan dengan konstruksi yang dibuat dari plat besi siku yang dapat dibongkar pasang (knock down) dan ditutup dengan seng lembar. Dalam 1 hari (9 jam) dapat mengarangkan serbuk sebanyak 150 – 200 kg yang menghasilkan rendemen arang antara 20-24%. Arang serbuk gergajian yang dihasilkan dapat dibuat atau diolah lebih lanjut menjadi briket arang, arang aktif dan sebagai media semai tanaman. b. Arang Aktif Arang aktif adalah arang yang diolah lebih lanjut pada suhu tinggi sehingga pori-porinya terbuka dan dapat digunakan sebagai bahan adsorben. Proses pembuatannya dengan cara oksidasi gas pada suhu tinggi dan kombinasi antara cara kimia dengan menggunakan H3PO4 sebagai bahan pengaktif dan oksidasi gas. Hasil penelitian Pari (1996) menyimpulkan bahwa arang aktif dari serbuk gergajian sengon yang dibuat secara kimia dapat digunakan untuk menarik logam


16

Zn, Fe, Mn, Cl, PO4 dan SO4 yang terdapat dalam air sumur yang terkontaminasi dan juga dapat digunakan untuk menjernihkan air limbah industri pulp/kertas. Arang aktif yang diaktivasi dengan bahan pengaktif NH4HCO3 menghasilkan arang aktif yang memenuhi standar Jepang dengan daya serap yodium lebih dari 1050 mg/g dan rendemen arang aktifnya sebesar 38,5% (Pari.1999). c. Energi Jenis limbah yang digunakan sebagai sumber energi dapat berupa potongan ujung, sisa pemotongan kupasan, serutan dan serbuk gergajian kayu yang kesemuanya digunakan untuk memanaskan ketel uap. Pada industri kayu lapis keperluan pemakaian bahan bakar untuk ketel uap sebesar 19,7% atau 40%. Dari total limbah yang dihasilkan. Untuk industri pengeringan papan skala kecil proses pengeringan dilakukan secara langsung dengan membakar limbah sebetan atau potongan ujung, panas yang dihasilkan dengan bantuan blower dialirkan kedalam suatu ruangan yang berisi papan yang akan dikeringkan. Hasil penelitian Nurhayati (1991) menyimpulkan bahwa untuk mengeringkan papan sengon sebanyak 10260 kg berat basah pada kadar air 161,04% menjadi 5220 kg papan pada kadar air 6,58% selama 6 hari menghabiskan limbah sebanyak 3433 kg. Teknologi lainnya adalah proses konversi kayu menjadi bahan bakar melalui proses glasifikasi fluidized bed yang menghasilkan nilai kalor gas sebesar 7,106 MJ/m³ dengan komposisi gas H2 = 5,6%, CO = 11,77%, CH4 = 4,34%, C2H6 = 0,21%, N2 = 57, 69 %, O2 = 0,40% dan CO2 =15,71%.


17

d. Soil Conditioning Penggunaan arang baik yang berasal dari limbah eksploitasi maupun yang berasal dari industri pengolahan kayu untuk soil conditioning merupakan salah satu alternatif pemanfaatan arang selain sebagai sumber energi. Secara morfologis arang memiliki pori-pori yang efektif untuk mengikat dan menyimpan hara tanah. Oleh sebab itu aplikasi arang pada lahan-lahan terutama lahan miskin hara dapat membangun dan meningkatkan kesuburan tanah, karena dapat menambah beberapa fungsi antara lain : sirkulasi udara dan air tanah, pH tanah, merangsang pembentukan spora endo dan ekto mikoriza dan menyerap kelebihan CO2 tanah, sehingga dapat meningkatkan produktifitas lahan dan hutan tanaman. Hasil penelitian Gusmalina et.al (1999), menunjukkan bahwa pemberian arang dan arang aktif bambu sebagai campuran media tanam dapat meningkatkan persentase pertumbuhan baik pada tingkat semai maupun anakan (seedling) dari Eucalyptus urophylla. Pemberian arang serbuk gergaji dan arang serasah dapat meningkatkan pertumbuhan anakan Acacia mangium dan Eucalyptus citriodora lebih dari 30% dibanding tanpa pemberian arang, begitu juga pemberian arang dilapangan dapat meningkatkan diameter batang tanaman E. urophylla, sedangkan untuk tanaman pertanian seperti cabe (Capsicum annum) penambahan arang bambu sebanyak 5% dan arang sekam sebanyak 10% dapat meningkatkan persentase pertumbuhan tinggi tanaman menjadi 11%.


18

e. Kompos dan Arang Kompos Serbuk gergaji merupakan salah satu limbah industri pengolahan kayu gergajian. Alternatif pemanfaatan dapat dijadikan kompos untuk pupuk tanaman. Hasil penelitian Komarayati (1996) menunjukkan bahwa pembuatan kompos serbuk gergaji kayu tusam (Pinus merkusii)

dan serbuk gergaji kayu karet (Havea

braziliensis) dengan menggunakan activator EM4 dan pupuk kandang menghasilkan kompos dengan nisbah C/N 19,94 dan rendemen 85% dalam waktu 4 bulan. Selain itu Pasaribu (1987) juga memanfaatkan serbuk gergaji sengon (Paraserianthes falcataria) sebagai bahan baku kompos. Kompos yang dihasilkan mempunyai nisbah C/N 46,91 dengan rendemen 90% dalam waktu

35 hari.

f. Briket Arang Briket arang adalah arang aktif hasil dari proses karbonisasi yang diolah lebih lanjut menjadi bentuk briket. Berdasarkan hasil penelitian Hartoyo et al (1978) menyimpulkan bahwa kualitas briket arang yang dihasilkan setaraf dengan briket arang buatan Inggris dan memenuhi persyaratan yang berlaku di Jepang karena menghasilkan kadar abu dan zat mudah menguap yang rendah serta tingginya kadar karbon terikat dan nilai kalor. Briket arang dari serbuk gergajian ini dapat digunakan sebagai salah satu sumber energi alternatif sebagai pengganti minyak tanah dan kayu bakar, dengan sendirinya Indonesia akan terselamatkan CO2 sebanyak 3,5 juta ton sedangkan untuk dunia karena kebutuhan kayu bakar dan arang untuk tahun 2000 saja diperkirakan


19

sebanyak 1,70 x 109 m³ maka jumlah CO2 yang dapat dicegah pelepasannya sebanyak 6,07 x 109 ton CO2/th (Moriera, 1997).

6. Gambaran Umum Kualitas Arang Limbah Kayu Kendatipun persyaratan kualitas arang berbeda menurut kegunaannya, secara umum menurut Ngindra (1983) dalam Marukan (1990) mengatakan bahwa arang kayu yang baik untuk bahan bakar mempunyai sifat-sifat sebagai berikut : a. Warna hitam dengan nyala kebiru-biruan b. Mengkilap pada pecahannya c. Tidak mengotori tangan d. Terbakar dengan tidak banyak asap e. Dapat menyala terus tanpa dikipasi f. Tidak terlalu cepat terbakar g. Berdenting seperti logam Penilaian kualitas arang kayu dilakukan berdasarkan ukuran dan sifat fisik, warna, bunyi nyala, kekerasan, berat jenis, nilai kalor, analisa kadar air, kadar abu, karbon terikat dan kadar zat mudah menguap.

7. Proses Pembuatan Arang Kayu (Karbonisasi) Menurut Oey Djoen Seng (1964) dalam Holil (1980) pada kondisi pengarangan yang sama, kayu dengan berat jenis lebih tinggi akan menghasilkan


20

arang kayu yang lebih keras dan lebih berat pada setiap satuan volume daripada kayu dengan berat jenis yang lebih rendah. Disamping itu dalam kondisi pengarangan yang sama kemampuan memberi panas dari kayu bakar kering udara tiap satuan volume sebanding dengan berat jenisnya, semakin berat kayu semakin tinggi pula nilai kalor bakarnya. Pada proses pembuatan arang kayu sebagai bahan baku untuk briket arang diperlukan kayu yang memenuhi persyaratan-persyaratan tertentu. Jenis kayu daun lebar yang mempunyai berat jenis, kepadatan dan kekerasan tinggi lebih disukai karena akan menghasilkan arang kayu yang lebih baik. Untuk proses pengarangan kayu biasa secara singkat oleh Griffioen (1950) digambarkan sebagai berikut : -

150 ºC sampai 200 ºC

: Air didalam bahan baku dilepaskan bersama dengan gas CO dan CO2 dalam jumlah kecil. Bahan baku kayu baru mengandung 50% karbon.

-


: Pembentukan gas CO dan CO2 serta penyulingan terhadap asam asetat, asam format, dan methanol dimulai. Arang mulai berwarna coklat tua dan kandungan karbon mencapai 70%.

-


: Disamping pembentukan gas, dijumpai sejumlah kecil senyawa dari hidro karbon reaksi berjalan secara exothermic. Penyulingan asam asetat dan methanol terus terjadi dan sudah mulai terpisah TER yang


21

berwarna coklat. Arang mulai keras dan berwarna hitam dengan kandungan karbon mencapai 80%. -


: Gas terbentuk dalam jumlah besar, terutama terdiri dari senyawa hidro karbon dengan molekul CO dan CO2, juga terpisah suatu TER yang berwarna gelap. Destilat lain hampir tidak terbentuk lagi. Kandungan karbon mencapai 85% dan arang sudah mulai berwarna hitam pekat agak keras.

-

Diatas 500 ºC

: Pembentukan TER diteruskan. Gas hidrogen semakin bertambah, terbentuknya kadar karbon mencapai 90%.

-

Diatas 700 ºC

: Secara praktis hanyalah terbentuk gas hidrogen.

Disamping itu pula pengaruh berat jenis, kekeringan (kadar air bahan) dan suhu akhir pengarangan dapat menentukan hasil dan kualitas arang yang diperoleh. Kayu yang mempunyai berat jenis tinggi memerlukan waktu pengarangan yang lebih lama dibandingkan dengan waktu pengarangan kayu yang mempunyai berat jenis lebih rendah. Adapun yang dimaksud dengan kayu yang mempunyai berat jenis tinggi yaitu kayu yang mempunyai berat jenis > 0,6 sedangkan kayu yang mempunyai berat jenis rendah yaitu kayu yang mempunyai berat jenis < 0,6. Pengelompokan jenis kayu tersebut dapat dilihat dalam Tabel 5 berikut ini.


22

Tabel. 5

Pengelompokan Jenis Kayu Berdasarkan Berat Jenis sebagai Bahan baku Briket Arang

No

Jenis Kayu

Nama Botani

Berat Jenis

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Meranti Batu Kruing Semantok Kapur Terentang Rengas burung Pulai Meranti Kunyit

(Parashorea aptera V. S1) BJ > 0,6 (Dipterocarpus convertus) BJ > 0,6 (Dipterocarpus sp) BJ > 0,6 (Dryobalanops Sp V. S1) BJ > 0,6 (Compnosperma macrophylla Hook. f) BJ < 0,6 (Melanorhoea wallichii Hook. f) BJ < 0,6 (Alstonia pneumatophora Back) BJ < 0,6 (Shorea macroptera Dyer) BJ < 0,6

Sumber : Departemen Kehutanan, 1992 Menurut Hicock dan Olson (1948) dalam Sudrajat (1982) mengemukakan bahwa pada garis besarnya ada 4 cara pembuatan arang kayu yaitu : 1. Proses karbonisasi dengan memasukkan udara dalam kayu 2. Proses karbonisasi dengan sirkulasi gas api terhadap massa kayu 3. Proses karbonisasi dengan pemanasan diluar tempat pembakaran arang kayu 4. Proses karbonisasi dalam tempat tertutup rapat dan kayu dimasukkan secara teratur ke dalam ruang pemanasan. Pembuatan arang kayu dengan cara pertama dan kedua umumnya disebut cara klin yang menghasilkan arang kayu sebagai hasil utamanya, sedangkan cara ketiga dan keempat umumnya disebut retort atau oven yang hasil utamanya berupa ter, alkohol, asam dan senyawa-senyawa organik lainnya, sedangkan arang kayu sebagai hasil sampingan. Untuk memproduksi arang kayu biasanya dipergunakan suhu akhir diatas 500 ºC.


23

Reynolds (1953) dalam Holil (1980) mengatakan bahwa perbandingan antara berat kayu yang dipergunakan sebagai bahan baku dan arang kayu yang dihasilkan bervariasi antara 4 : 1 sampai 8,5 : 1. Hal ini tergantung pada beberapa faktor yaitu : cara karbonisasi, kadar air kayu, tujuan penggunaan dari arang kayu serta persentase kulit yang terdapat dalam kayu.

8. Perekat Tapioka Perekat tapioka umum digunakan sebagai bahan perekat pada briket arang, karena banyak terdapat dipasaran dan harganya relatif murah. Perekat ini dalam penggunaannya menimbulkan asap yang relatif sedikit jika dibandingkan bahan yang lainnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa briket arang dengan tepung kanji sebagai bahan perekat akan sedikit menurunkan nilai kalornya bila dibandingkan dengan nilai kalor kayu dalam bentuk aslinya (Sudrajat et al. 1994) Kelemahan perekat tapioka ini yaitu mempunyai sifat tidak tahan terhadap kelembaban, hal ini disebabkan karena tapioka mempunyai sifat dapat menyerap air dari udara (Goutara dan Wijandi, 1975 dalam Rustini, 2004). Kadar perekat dalam briket tidak boleh terlalu tinggi karena dapat mengakibatkan penurunan mutu briket arang yang sering menimbulkan banyak asap. Kadar perekat yang digunakan umumnya tidak lebih dari 5%.


24

Tabel. 6 Komposisi Kimia Pati Komposisi

Jumlah (%)

Air 9 – 18 Proton 0,3 – 1,0 Lemak 0,1 – 0,4 Abu 0,1 – 0,8 Serat Kasar 81 – 89 Sumber : Kirk dan Othmer (1967) dalam Rustini (2004) Menurut Hartoyo et al. (1978), menyatakan bahwa apabila ditinjau dari jenis perekat dapat dibedakan antara briket yang tidak atau kurang berasap dan yang banyak asap. Dengan demikian jenis perekat ini dapat dibedakan menjadi 2 golongan yaitu : 1. Jenis perekat yang tidak atau kurang asap, seperti : pati, dekstrin dan kanji. 2. Jenis perekat yang banyak asap seperti : ter, pitch dan molase. Pemakaian jenis perekat seperti ter, pitch dan molase kurang cocok untuk pembuatan briket arang yang akan digunakan sebagai bahan bakar dalam

rumah

tangga.

9. Pengertian Briket Arang dan Proses Pembuatannya Briket arang adalah : Arang aktif hasil dari proses karbonisasi pada suhu tertentu yang dipadatkan setelah melalui proses penumbukan menjadi serbuk arang, pencampuran bahan perekat dan pencetakan.


25

Bahan baku yang dipergunakan untuk pembuatan briket arang umumnya adalah arang kayu atau serbuk kayu yang diperoleh dari limbah penggergajian atau limbah lain industri perkayuan (Hartoyo et al. 1978). Stamm dan Harris (1953) dalam Holil (1980), mengemukakan bahwa ada 4 cara pembuatan briket arang yaitu : 1. Pembuatan briket arang dari bagian-bagian kayu tanpa bahan perekat dengan diikuti proses karbonisasi dalam tekanan sedang 2. Pengempaan dan proses karbonisasi bagian-bagian kayu dilakukan secara serentak 3. Pengempaan campuran arang kayu dan bagian-bagian kayu disusul dengan proses karbonisasi 4. Pengempaan campuran arang kayu dan bahan perekat, disusul dengan pengeringan dan kadang-kadang dilakukan karbonisasi kembali Pada garis besarnya pengolahan briket arang meliputi 4 tahap yaitu : 1. Persediaan pembuatan serbuk arang 2. Pembuatan bahan perekat 3. Pencampuran serbuk arang dengan bahan perekat 4. Pengempaan dan pengeringan

10. Standar Kualitas Dalam rangka usaha mengembangkan pemakaian briket arang sebagai bahan bakar di Indonesia diperlukan suatu standar kualitas. Sebagai bahan perbandingan


26

digunakan briket arang buatan Inggris, Jepang dan Amerika. Standar kualitas arang dinegara tersebut berbeda-beda. Berikut ini merupakan hasil analisa sifat fisis, mekanis dan kimia briket arang dari ke 3 negara tersebut yang disajikan pada Tabel 7. Tabel. 7 Hasil Analisa Sifat Fisis dan Kimia Briket Arang buatan Inggris, Jepang, Amerika dan Indonesia Briket Arang Jenis Analisa Inggris Jepang Amerika Indonesia 3,59 6–8 6,2 7,57 Kadar Air (%) 8,26 Kadar Abu (%) 3–6 19 – 28 16,14 16,41 15 – 30 8,3 5,51 Kadar Zat Mudah Menguap (%) 75, 33 60 – 80 60 78,35 Kadar Karbon Terikat (%) 0, 84 1 – 1,2 1 0,4407 Kerapatan (gr / cm3) 2 Keteguhan Tekan (kg / cm ) 12,70 60 – 65 62 Nilai Kalor Bakar (kal / gr) 7289 6000-7000 6230 6814,11 Sumber : Departemen Kehutanan dan Perkebunan, 1994 Adapun sebagai bahan perbandingan dengan produk briket yang lain terhadap standar kualitas digunakan standarisasi dari produk briket batu bara yang telah ada diproduksi hasil kerja sama antara NEDO-METI (Jepang) dengan Departemen Energi Sumber Daya Mineral di Palimanan Jawa Barat tahun 2001. Karakteristik Briket Batu Bara Berat Bentuk Ukuran Kuat Tekan Nilai Kalor Kadar Air Kadar Abu Kadar Belerang Pembakaran Emisi

0,7 ton/m³ Silinder dan Kenari 38 x 26 x 16 mm > 60 kg/cm² 5500 kal/gr 9 – 10% 10 – 11% 0,6% Suhu 400 – 700 ºC selama ± 2 jam/kg CO 1000 ppm NOx 100 ppm SOx 250 ppm Sumber : Departemen ESDM, 2001.


27

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dan Uji analisis dilakukan di Laboratorium Balai Riset dan Standardisasi Industri Banda Aceh, Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam, dimulai tanggal 09 sampai dengan 20 April 2007.

3.2 Bahan dan Alat a. Bahan yang digunakan Sampel yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah limbah dari proses penggergajian pada CV. WADAH JAYA, desa Blang Panyang Kota LhokseumaweNAD terdiri dari serbuk gergajian, potongan kayu Meranti merah (Shorea leiprosula Miq), Kruing (Dipterocarpus convertus), dan Damar Laut (Dipterocarpus sp). Sementara sebagai bahan perekat digunakan perekat tepung kanji yang mudah diperoleh dipasar-pasar tradisional. b. Alat-alat yang digunakan 1. Gergaji 2. Timbangan digital 3. Drum pembakaran 4. Cawan Porselin 5. Saringan ukuran 35 Mesh

27


28

6. Gelas ukur 7. Kompor Listrik 8. Sarung tangan 9. Alat cetak briket diameter 8 cm 10. Mesin Tekan (Hidraulic Press) 11. Alat Pengering (Electric Oven) 12. Tanur Listrik (Bomb Calorimeter)

3.3 Metode Penelitian Metode Penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap Non Faktorial dengan perbedaan komposisi bahan persentase arang serbuk gergajian kayu dengan arang potongan kayu BJ tinggi pada 5 taraf perlakuan yaitu : 1. (TO) 100% arang serbuk gergajian kayu 2. (T1) 70%

arang serbuk gergajian kayu + 30% serbuk arang potongan kayu

BJ tinggi 3. (T2) 50%






BJ tinggi


29

Konsentrasi perekat yang digunakan 5% dari total berat bahan baku briket arang sebesar 500 gram. Banyaknya perlakuan adalah 5 dan masing-masing perlakuan dilakukan 3 kali ulangan. Model

yang digunakan adalah rancangan acak lengkap

pada searah

(Gomez, K and A. Gomez. 1995). Model matematika yang digunakan sebagai berikut : Yij = µ + αi + Єij Keterangan : Yij = Angka pengamatan percobaan µ

= Rata-rata pengamatan

αi = Efek perlakuan ke-i (i = 1,2,3,4,5 ) Єij = Efek kesalahan percobaan pada perlakuan ke-i (i = 1,2,3,4,5) dan Ulangan ke-j (1,2,3) Data diolah dengan sidik ragam yang bertujuan untuk melihat pengaruh perlakuan yang diberikan. Untuk mengetahui hubungan antara masing-masing perlakuan penambahan serbuk arang potongan kayu BJ tinggi dalam pembuatan briket arang dari arang serbuk gergajian kayu yang diberikan, maka dilakukan uji lanjut dengan menggunakan Uji Duncan.

3.4 Pelaksanaan Penelitian Tahapan prosedur kerja yang dilakukan dalam proses pembuatan briket arang ini adalah seperti dalam lampiran 8 dan lampiran 9, 9a dan 9b.


30

a. Pengeringan Bahan Baku Serbuk gergajian dan potongan kayu terlebih dahulu dijemur dibawah sinar matahari sampai kering udara (kadar air 15-20%) dengan tujuan agar bahan baku mudah terbakar dan tidak banyak menghasilkan asap. b. Persiapan klin drum (Hudaya et. al. 1990) Klin drum sudah disiapkan untuk bahan baku sebelum proses pembakaran c. Pengarangan Masing-masing bahan baku diarangkan secara terpisah dengan menggunakan klin drum. Selanjutnya bahan baku diatur hingga memenuhi drum, setelah penuh lalu disiram sedikit dengan minyak tanah sebagai pemancing untuk proses pembakaran. Apabila bahan baku sudah terbakar merata kemudian segera tutup drum tersebut rapat-rapat agar kayu atau serbuk tidak terbakar menjadi abu dan api yang ada didalam secara perlahan akan mati. d. Pendinginan dan Penyortiran Setelah lubang drum ditutup, biarkan klin drum menjadi dingin. Proses pendinginan berlangsung selama 6 jam. Lalu tutup klin drum dapat dibuka dan arang/serbuk arang dikeluarkan untuk dipisahkan dari abu. Arang/serbuk yang sudah dingin selanjutnya dikemas dalam karung plastik, kemudian dilakukan penimbangan untuk mendapatkan rendemen berat bersih.


31

e. Penggilingan dan Penyaringan Arang dan serbuk lalu ditumbuk dalam cawan kemudian disaring, arang serbuk gergajian disaring dengan ukuran 20 mesh sedangkan serbuk arang kayu disaring dengan ukuran lolos 35 mesh. f. Persiapan Perekat Tapioka ditimbang sebanyak 25 gram, lalu dicampur dengan air 250 ml dalam gelas bejana sambil dipanaskan diatas kompor (heater), aduk secara perlahan agar tidak terjadi penggumpalan. Perekat kanji ini disiapkan untuk dicampur dengan serbuk arang. Perbandingan konsentrasi kanji dan air 1 : 10. g. Pencampuran Perekat Arang hasil penyaringan seberat 500 gram kemudian dicampur dengan perekat kanji sebanyak 5% dari berat serbuk arang, pengadukan harus merata. Proses pembuatan briket arang dalam penelitian ini terdiri dari 5 perbandingan penambahan berat (dalam bentuk serbuk arang) dapat dilihat pada Tabel. 8. Tabel. 8 Perbandingan penambahan arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk potongan kayu BJ tinggi dalam pembuatan briket arang. Perlakuan

Komposisi Bahan

To T1

100 % (100 % arang serbuk gergajian kayu) 70 % + 30 % (70 % arang serbuk gergajian kayu + 30 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) 50 % + 50 % (50 % arang serbuk gergajian kayu + 50 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) 30 % + 70 % (30 % arang serbuk gergajian kayu + 70 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) 10 % + 90 % (10 % arang serbuk gergajian kayu + 90 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi)

T2 T3 T4


32

h. Pencetakan dan Pengempaan Hasil adonan tersebut selanjutnya dimasukkan dalam cetakan dan dilakukan pengempaan sistem hidraulik dengan besar tekanan 5 ton. i. Pengeringan Briket arang yang keluar dari cetakan masih basah kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 60 ºC selama 24 jam. Setelah keluar dari oven dilakukan pengemasan dalam kantong plastik dan ditutup rapat untuk menjaga agar briket tetap dalam keadaan kering. Kemudian briket diuji sifat fisis dan kimianya. Sifat fisis yang diuji meliputi kerapatan dan kuat tekan sedangkan sifat kimia terdiri dari : kadar air, kadar zat menguap, kadar abu, kadar karbon terikat dan nilai kalor.

3.5 Analisis Laboratorium A. Analisis Rendeman Arang yang dihasilkan (BPPHH. 1990) Arang yang telah kering dan bersih ditimbang hingga bobotnya tetap. Kemudian dihitung rendeman arangnya melalui persamaan sebagai berikut : Rendeman ( % ) =

Berat Arang x 100 % Berat Bahan

B. Pengujian dan Pengukuran Untuk menilai kualitas briket arang yang memenuhi standar yang diinginkan perlu dilakukan pengujian dan pengukuran secara fisis, mekanis dan kimia terhadap


33

briket arang yang meliputi : kerapatan, keteguhan tekan, analisa kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu, kadar karbon terikat dan analisa nilai kalor bakar. Pengujian dan pengukuran yang dilakukan disesuaikan dengan ASTM standar (ASTM, 1969) part 8 dan part 26 serta prosedur yang biasa dilakukan oleh Lembaga Penelitian Hasil Hutan Bogor.

1. Sifat Fisis a. Kerapatan. Kerapatan dinyatakan dalam hasil perbandingan antara berat dan volume briket arang, dinyatakan dengan rumus menurut (ASTM. 1969) sebagai berikut : Kerapatan =

Berat ( gram) Volume (cm 3 )

b. Keteguhan Tekan Briket arang mempunyai keteguhan tekan terhadap beban yang diberikan. Pengukuran keteguhan ini dilakukan dengan alat tekan hidraulik. Keteguhan tekan dinyatakan dalam Kg /cm2 dengan rumus menurut (ASTM.1969) sebagai berikut : Keteguhan Tekan =

2. P 3,14 × D × L

P = Beban penekanan yang diberikan ( kg ) D = Garis tengah briket arang ( cm ) L =

Tinggi briket arang ( cm )


34

c. Analisis Nilai Kalor Bakar Nilai kalor bakar dihitung berdasarkan banyaknya kalor yang dilepaskan sama dengan banyaknya kalor yang diserap, dinyatakan dalam cal/ gram dengan rumus menurut (ASTM. 1969) sebagai berikut : Nilai Kalor Bakar (kal / gr) =

W (t 2 − t1 ) - B dimana : A

W

= Nilai air dari alat kalori meter (cal / oC)

t2

= Suhu setelah pembakaran ( oC )

t1

= Suhu mula-mula ( oC )

A

= Berat contoh yang terbakar (gram)

B

= Koreksi panas pada kawat besi (kal / gram)

2. Sifat Kimia a. Kadar Air Pada prinsipnya bahwa kadar air adalah menguapkan bagian air bebas yang terdapat dalam briket sampai tercapai keseimbangan kadar air dengan udara sekitarnya, caranya sebagai berikut : briket arang ditimbang

10 gram, lalu

dikeringkan dalam oven pada suhu 110ºC sekitar 2 jam. Kemudian didinginkan dan diperhitungkan kadar airnya. Menurut (ASTM. 1969) rumus kadar air : Kadar Air ( % ) =

a −b x 100 %, dimana : a

a = Berat briket mula-mula sebelum dikeringkan (gr) b = Berat briket setelah dikeringkan (gr)


35

b. Analisis kadar Zat Mudah Menguap Kadar zat mudah mengupa diperoleh dengan cara menguapkan seluruh zat mudah menguap (Volatile matter) dalam serbuk briket arang selain air. Cawan porselin yang berisi contoh briket arang dari penentuan kadar air ditimbang sebanyak 5 gram dan dipanaskan dalam tanur listrik pada suhu 800 – 900 oC selama 15 menit.Lalu briket didinginkan dalam eksikator, kemudian ditimbang. Kadar zat menguap dinyatakan dalam % dengan rumus menurut (ASTM. 1969) : Volatile matter ( % ) =

a −b x 100 % - c, dimana : a

a = Berat briket arang mula-mula (gr) b = Berat briket arang sesudah dipanaskan (gr) c = Kadar air ( % ).

c. Kadar Abu Abu dalam briket arang terdiri dari mineral-mineral yang tidak dapt hilang atau menguap pada proses pengabuan. Cawan porselin yang berisikan contoh briket arang 5 gram dari penentuan kadar zat mudah menguap ditempatkan dalam tanur listrik pada suhu 600 oC selama 6 jam sampai bobotnya tetap, kemudian didinginkan dalam eksikator dan selanjutnya ditimbang. Kadar abu dinyatakan dalam persen dengan rumus menurut (ASTM. 1969) sebagai berikut : Kadar Abu ( % ) =

Berat sisa contoh x 100 % Berat contoh briket kering tanur


36

d. Kadar Karbon Terikat Karbon terikat adalah fraksi karbon (C) dalam briket arang selain dari fraksi air, zat mudah menguap dan abu. Kadar karbon terikat dinyatakan dalam persen dengan rumus menurut (ASTM. 1969) sebagai berikut :

Fixed Carbon ( % ) = (100 – kadar zat mudah menguap – kadar abu) %

3.6 Analisis Data Analisis data dilakukan dengan menggunakan Anova dengan Uji Rancangan Acak Lengkap Non Faktorial


37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Dari hasil penelitian terhadap analisa rendemen arang, sifat fisis dan kimia proses pembuatan briket arang akan diuraikan dalam bab ini.

1. Analisis Rendemen Arang. Proses pengarangan serbuk gergajian kayu menggunakan kiln semi kontinyu dan proses pengarangan limbah potongan kayu menggunakan kiln drum. Data rendemen arang disajikan pada Tabel 9, dan hasil perhitungan persentase serbuk arang yang dihasilkan terhadap proses penumbukan dan penyaringan ditunjukkan pada Tabel 10.

Tabel. 9 Data Rendemen Arang proses karbonisasi No.

Bahan Baku

Rendemen (%)

1.

Limbah potongan kayu

34,37 - 39,20

2.

Serbuk gergajian kayu

24,75 - 30,16

37


38

Tabel. 10 Persentase Rendemen bersih serbuk arang proses penumbukan dan penyaringan No.

Bahan Baku

Rendemen (%)

1

Limbah potongan kayu

50,7

2

Serbuk gergajian kayu

44,5

2. Analisis Sifat Fisis dan Kimia Hasil pengujian terhadap sifat kimia dari arang limbah potongan kayu dan arang serbuk gergajian kayu disajikan pada Tabel. 11 sementara pada Tabel. 12 menunjukkan hasil pengujian dari sifat fisis dan kimia briket arang dari campuran serbuk arang limbah potongan kayu berat jenis tinggi dengan serbuk arang gergajian kayu dengan 3 (tiga) kali perulangan.

Tabel. 11

No.

Sifat kimia arang serbuk gergajian kayu dan arang limbah potongan kayu BJ tinggi

Sifat Kimia Arang

1

2

1.

Kadar Air (%)

18,03

28,79

2.

Kadar Zat Mudah Menguap (%)

16,87

33,72

3.

Kadar Abu (%)

3,72

6,95

4.

Kadar Karbon Terikat (%)

85,39

57,21

Keterangan : 1. Arang limbah potongan kayu 2. Arang serbuk gergajian kayu


39

Tabel. 12

Sifat Fisis dan Kimia briket arang dari campuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk potongan kayu BJ tinggi

Sifat Fisis dan Kimia

Perlakuan T0

Kerapatan (gr/cm³)

T1

T2

T3

T4

0,51

cC

0,53

cC

0,56

cC

0,70

bB

0,84

aA

Keteguhan Tekan (kg/cm²)

13,33

cC

16,94

cC

22,63

bB

27,87

ab

32,01

aA

Nilai Kalor Bakar (Kal/gr)

4259,78 cC

Kadar Air (%) Kadar Zat Menguap(%) Kadar Abu (%) Kadar Karbon Terikat (%)

Sumber

5074,68 cC

6892,18 bB

6980,93 bB

7349,85 aA

4,37

aA

3,95

bB

3,75

bB

3,11

bB

2,01

cC

32,48

aA

27,86

bB

23,85

bB

19,03

bc

13,21

cC

4,23

aA

4,07

ab

3,95

bB

3,03

cC

2,54

cC

65,82

aA

69,42

ab

74,72

bB

79,13

cC

84,13

cC

: Huruf yang sama dalam satu baris menunjukkan tidak berbeda nyata dalam taraf 5 %.

Keterangan : T0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi

B. Pembahasan 1. Proses Pengarangan Pembuatan arang limbah potongan kayu BJ tinggi dengan menggunakan kiln drum yang dimodifikasi menghasilkan arang dengan kualitas baik dengan rendemen berkisar antara 34,3 – 39,20% (Tabel 9).Proses karbonisasi ini berlangsung selama 3 jam untuk 70 kg bahan baku. Hasil analisis sifat kimia rendemen arang kayu dan serbuk gergajian diketahui bahwa :


40

a. Kadar air 17,89 – 18,21 % b. Kadar zat mudah menguap 15,96 – 17,24 % c. Kadar abu 3,69 – 4,05 % d. Kadar karbon terikat 84,79 – 85,86 %

Pembuatan arang limbah serbuk gergajian kayu dengan menggunakan kiln semi kontinyu yang dirancang secara khusus menghasilkan arang serbuk dengan rendemen 24,75 – 30,16 %. (Tabel. 9) Hasil analisis sifat kimia rendemen arang serbuk gergajian kayu diketahui bahwa : a. Kadar air 26,64 – 29,21 % b. Kadar zat mudah menguap 32,67 – 34,16 % c. Kadar abu 6,18 – 7,30 % d. Kadar karbon terikat 56,97 – 58,04 % Variasi nilai rendemen arang dan serbuk arang pada penelitian ini umumnya karena dipengaruhi oleh berat jenis bahan kayu, dimana jenis kayu yang menunjukkan berat jenis tinggi akan cenderung untuk menghasilkan arang dan serbuk arang yang mempunyai berat jenis tinggi pula. Namun hal itu tidak terlepas dari pengaruh jumlah udara pada saat karbonisasi sedang berlangsung. Disamping itu pengaruh kekeringan (kadar air bahan) dan suhu akhir pengarangan juga dapat menentukan hasil dan kualitas arang yang diperoleh.


41

Untuk dapat menghasilkan arang yang bermutu baik, bahan baku yang akan dikarbonisasi harus bersih kotoran yaitu berupa tanah, pasir dan benda-benda asing lainnya. Sebelum dilakukan proses pengarangan bahan baku terlebih dahulu dikeringkan dalam oven atau dijemur pada udara terbuka hingga mencapai kering udara optimum selama 3 hari agar proses pengarangan berjalan dengan cepat dan tidak banyak mengeluarkan asap. Besarnya kadar air bahan kayu untuk pengarangan dipakai kayu kering udara yang mempunyai kadar air berkisar 20 – 30 %. Sementara itu suhu akhir pengarangan juga ikut menentukan hasil yang diperoleh, apabila pada saat akhir pengarangan kondisi suhu dalam drum/tong pembakaran masih tinggi ini berarti proses karbonisasi tidak berjalan sebagaimana mestinya. Hal ini bisa jadi dikarenakan udara masih bisa masuk ke dalam tong pembakaran mungkin disebabkan penutup tidak rapat. Griffioen, (1950) mengatakan bahwa dalam menentukan hasil dan kualitas arang tidak hanya ditentukan suhu akhir pengarangan, tetapi juga kecepatan proses karbonisasi. Apabila arang diinginkan kadar arang (carbon) yang tinggi, maka perlu suhu akhir dan kecepatan yang tinggi. Berat jenis kayu mempunyai hubungan dengan kualitas arang yang dihasilkan. Kayu dengan kerapatan yang besar dan mempunyai berat jenis tinggi adalah paling baik untuk memperoleh arang pada tingkat tinggi, sedangkan kayu dengan berat jenis dan kerapatan rendah akan menghasilkan rendemen dan kualitas yang rendah pula.


42

Hal ini sesuai dengan Sudrajat (1983), yang menyatakan kayu dengan kerapatan tinggi cenderung menghasilkan arang dan briket dengan kerapatan yang tinggi pula, ini dikarenakan bahan baku kayu kerapatan tinggi mempunyai serat kayu yang lebih rapat dan komponen selulosa pada dinding sel yang lebih banyak. Hasil penelitian ini menunjukkan hampir sama dengan yang telah diteliti oleh Masturin (2002) baik itu rendemen maupun sifat fisis dan kimia arang dan serbuk arang dengan bahan baku sebetan kayu dan serbuk gergajian kayu.

2. Briket Arang Data hasil pengujian sifat fisis dan kimia briket arang campuran serbuk arang limbah kayu gergajian BJ tinggi dengan arang serbuk gergajian kayu disajikan pada Tabel. 12 .Data ini merupakan hasil rata-rata 3 (tiga) kali ulangan. Data hasil penelitian ini selanjutnya dibandingkan dengan standar kualitas briket arang buatan Jepang, Inggris, Amerika dan Indonesia untuk masing-masing sifat fisis dan kimia yang diuji. Selain itu juga dibandingkan dengan hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Masturin (2002) maupun perbandingan nilai kalor, kadar abu, dan kadar air pada briket batubara produksi NEDO-METI Jepang dengan Departemen ESDM (2001).


43

a. Sifat Fisis 1. Kerapatan Kerapatan menunjukkan perbandingan antara berat dan volume briket arang. Kerapatan berpengaruh terhadap kualitas briket arang, karena dengan kerapatan yang tinggi dapat meningkatkan nilai kalor briket arang. Besar kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan arang penyusun briket arang tersebut. Menurut Nurhayati (1983), semakin tinggi keseragaman ukuran serbuk arang maka akan menghasilkan briket arang dengan kerapatan dan keteguhan yang

Kerapatan (gr / cm3)

semakin tinggi pula. 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

0.84 0.7 0.56 0.51

100%

0.53

70 % + 30 %

50 % + 50 %

30 % + 70 %

10 % + 90 %

Perlakuan

Gambar 3 : Grafik Nilai Kerapatan pada Setiap Perlakuan



44

Hasil penelitian ini diperoleh nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan bervariasi antara 0,51 – 0,90 gr/cm³. (Lampiran 1a). Pada Tabel 12 terlihat bahwa kerapatan rata-rata terendah sebesar 0,51 gr/cm³ diperoleh pada briket arang dengan komposisi 100% arang serbuk gergajian, sedangkan kerapatan rata-rata tertinggi sebesar 0,84 gr/cm³ diperoleh pada komposisi 10% arang serbuk gergajian + 90% serbuk arang limbah potongan kayu BJ tinggi. Berdasarkan

hasil

analisis

sidik

ragam

terhadap

nilai

kerapatan

(Lampiran 1b), diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi berpengaruh sangat nyata (T < 0,01) terhadap nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan. Hal ini dapat terjadi karena arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi akan memberikan nilai kerapatan yang tinggi pula, dibandingkan dengan arang serbuk gergajian kayu yang merupakan campuran bahan baku serbuk gergajian kayu BJ tinggi dan BJ rendah. Disamping itu ukuran serbuk arang potongan kayu BJ tinggi hasil penyaringan lebih halus dan seragam bila dibandingkan dengan arang serbuk gergajian kayu, sehingga ikatan antar partikel arangnya lebih maksimal. Kecenderungan terdapatnya ruang-ruang kosong antar partikel sangat kecil. Tekanan pengempaan merapatkan dan memadatkan partikel-partikel arang, saling mengisi ruang-ruang kosong dan berikatan satu sama lainnya secara maksimal. Nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan meningkat dengan adanya penambahan persentase arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, walaupun


45

nilainya tidak begitu jauh. (Gambar 3). Meningkatnya nilai kerapatan briket arang dengan komposisi 100% serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, disebabkan karena partikel arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi ukurannya lebih halus dan seragam sehingga ikatan antar partikelnya lebih maksimal.

Tabel 13. Analisis Uji Duncan terhadap Kerapatan Perlakuan Rata-rata (gr/cm3)a UJGDb T0 0,51 c T1 0,53 c 0,56 c T2 T3 0,70 b T4 0,84 a Keterangan : aRata-rata dari tiga ulangan b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5% Berdasarkan hasil analisis uji lanjutan Duncan terhadap nilai kerapatan briket arang (Tabel 13) diketahui bahwa perlakuan 70% + 30%, 50% + 50% dan 100% arang serbuk gergajian kayu tidak

berbeda nyata pengaruhnya pada taraf 5%

terhadap nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan. Tetapi perlakuan ini berbeda nyata dengan perlakuan 30% + 70% dan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% serbuk arang limbah potongan kayu BJ tinggi. Kerapatan akan berpengaruh terhadap pengemasan, penyimpanan dan pengangkutan briket, jika semakin besar kerapatan maka volume atau ruang yang diperlukan akan lebih kecil untuk berat briket yang sama (Hendra dan Darmawan, 2000).


46

Nilai kerapatan briket arang tidak hanya ditentukan oleh penggunaan bahan baku yang mempunyai berat jenis tinggi, tetapi juga ditentukan oleh konsentrasi perekat dan tekanan pengempaan. Apabila konsentrasi perekat yang diberikan makin tinggi maka akan menghasilkan kerapatan briket arang yang tinggi pula. Hal ini disebabkan semakin tinggi jumlah perekat maka akan semakin banyak perekat yang mengisi pori-pori briket arang sehingga mengakibatkan ikatan antara perekat dengan serbuk arang akan semakin baik karena partikel-partikel arang dapat menyatu, solid dan lebih rapat satu sama lain. Adapun jenis perekat pati tapioka mengandung amilopektin yang dapat mempengaruhi kekuatan ikatan perekat dengan serbuk arang, dimana semakin tinggi kandungan amilopektin maka pati akan bersifat lekat dan lengket. Menurut Knight (1969) dalam Haryanto dan Pangloli (1992), menyatakan perekat tapioka mempunyai amilopektin yang cukup tinggi yaitu sekitar 83% sehingga semakin tinggi jumlah perekat maka semakin tinggi pula kandungan amilopektin yang akan mengikat serbuk arang sehingga daya rekatnya relatif tinggi dibandingkan dengan jumlah perekat yang lebih rendah. Hasil penelitian yang dilakukan dengan memakai konsentrasi perekat 5,0% bisa memberikan nilai kerapatan rata-rata yang lebih baik

(0,51 - 0,84 gr/cm³)

dibandingkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Rustini (2004) berkisar antara (0,5417 - 0,5996 gr/cm³) dengan konsentrasi perekat 2,5%.


47

Tekanan pengempaan yang diberikan juga ikut mempengaruhi kerapatan briket arang, semakin besar tekanan pengempaan yang diberikan maka semakin besar pula kerapatan yang dihasilkan dan sebaliknya. Nilai kerapatan briket arang yang dihasilkan berkisar 0,51 – 0,84% gr/cm³ (Lampiran 1a). Nilai ini masih rendah dari nilai kerapatan briket arang buatan Jepang (1 – 1,2 gr/cm³) dan briket buatan Amerika (1 gr/cm³), tetapi nilai ini cukup memenuhi syarat untuk briket arang buatan Inggris dan Indonesia. (Lihat Tabel.7).

2. Keteguhan Tekan Briket arang harus memiliki keteguhan tekan terhadap beban yang diberikan. Keteguhan tekan menunjukkan daya tahan atau kekompakan briket terhadap tekanan luar sehingga mengakibatkan briket itu pecah atau hancur. Jika semakin besar nilai kekuatan tekan briket arang, berarti daya tahan atau kekompakan partikel briket semakin baik. Kondisi tersebut akan sangat menguntungkan didalam pengemasan maupun distribusi/pengangkutan briket arang tersebut karena tidak mudah pecah (Hendra dan Darmawan, 2000). Berdasarkan

hasil

analisis

sidik

ragam

terhadap

keteguhan

tekan

(Lampiran 2b), diketahui bahwa semua perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi berpengaruh sangat nyata (T < 0,01) terhadap nilai keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan. Nilai keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan bervariasi antara 12,95 – 33,32 kg/cm² (Lampiran 2a). Keteguhan tekan tertinggi diperoleh pada briket arang dengan


48

komposisi 10% arang serbuk gergajian kayu +90% serbuk arang potongan kayu BJ tinggi, sedangkan keteguhan tekan terendah diperoleh pada briket arang dengan komposisi 100% arang serbuk gergajian kayu. Pada Tabel. 12 terlihat bahwa nilai keteguhan tekan rata-rata tertinggi sebesar 32,01 kg/cm², diperoleh pada briket arang dengan komposisi 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk potongan kayu BJ tinggi sedangkan keteguhan tekan rata-rata terendah sebesar 13,33 kg/cm². Nilainya berfluktuatif tidak membentuk suatu persamaan linier (Gambar 4).

32.01

Keteguhan Tekan (kg/cm2)

35 27.87

30

22.63

25 20

16.94

15 13.33 10 5 0 100%

70 % + 30 %

50 % + 50 % 30 % + 70 %

10 % + 90 %

Perlakuan

Gambar 4 : Grafik Nilai Keteguhan Tekan pada Setiap Perlakuan



49

Menurut Nurhayati (1983), ukuran serbuk arang yang semakin (seragam) akan mempengaruhi keteguhan tekan, dan kerapatan briket arang semakin tinggi. Tingginya nilai keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan disebabkan ukuran serbuk arang yang cenderung lebih seragam. Permukaan

yang

seragam

akan

memudahkan arang untuk menempel dan berikatan satu sama lainnya. Ditambah dengan tekanan tertentu membantu proses pengikatan dan pengisian ruang-ruang yang kosong. Ukuran partikel yang tidak seragam mengakibatkan penempelan dan pengikatan partikel serbuk arang kurang sempurna. Keteguhan tekan dipengaruhi juga oleh kadar abu, semakin tinggi kadar abu maka akan menghasilkan keteguhan tekan yang semakin rendah. Penyerapan perekat oleh abu tidak terlalu baik, sehingga perekatan atau ikatan antar partikel arang akan menurun dengan kandungan abu yang semakin tinggi. Tabel 14. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Keteguhan Tekan UJGDb Perlakuan Rata-rata (kg/cm2)a T0 13,33 c T1 16,94 c 22,63 b T2 27,87 ab T3 T4 32,01 a Keterangan : aRata-rata dari tiga ulangan b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%

Berdasarkan hasil uji lanjutan Duncan terhadap nilai keteguhan tekan (Tabel 14) diketahui bahwa pengaruh briket arang dengan perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk potongan kayu BJ tinggi (T4) berbeda nyata pada


50

taraf 5% dengan perlakuan lainnya. Begitu juga dengan perlakuan 30% arang serbuk gergajian kayu dengan 70% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi (T3) dan 50% + 50% (T2) berbeda nyata dengan perlakuan lainnya. Tetapi antara perlakuan 70% + 30% (T3) dan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi (T4) pengaruhnya tidak berbeda nyata satu sama lainnya pada taraf 5% terhadap nilai keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan, keduanya dianggap sama. Hasil penelitian ini terlihat nilai keteguhan tekan sangat bervariatif, hal ini disebabkan karena ukuran dan jumlah serbuk arang yang cenderung tidak seragam terutama pada perlakuan 70% + 30%, 50%+50% dan 30%+70%. Sementara pada komposisi briket arang 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk potongan kayu BJ tinggi memberikan nilai keteguhan tekan yang paling baik. Pada perlakuan (T0) 100% arang serbuk gergajian kayu memberikan nilai keteguhan tekan yang terendah dari 5 perlakuan lainnya. Rendahnya nilai keteguhan tekan briket arang perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu karena komponen penyusunnya yang beragam terdiri dari serbuk gergajian kayu BJ tinggi dan BJ rendah serta serbuk pengamplasan pada industri penggergajian. Menurut Sudrajat (1984) briket arang dengan bahan baku kayu yang berkerapatan rendah memberikan nilai yang rendah pula dalam keteguhan tekannya, sedangkan briket arang dengan bahan baku kayu berkerapatan tinggi memberikan nilai yang tinggi pula dalam keteguhan tekan.


51

Penggunaan perekat pati pada penelitian ini bisa juga menyebabkan rendahnya nilai keteguhan tekan briket arang. Hal ini dikarenakan perekat pati memiliki sifat tidak tahan lembab dan dapat menyerap air

udara sekitarnya.

Penggunaan konsentrasi perekat 5,0% berat bahan baku pada penelitian ini memberikan nilai kekuatan tekan yang tidak jauh berbeda hasil penelitian Masturin (2002) berkisar (16,43 – 38,13 kg/cm²) dengan konsentrasi perekat yang sama, tapi beda tekanan kempa yaitu 30 ton. Menurut Pari. (1996). penambahan kadar perekat akan menambah kuat ikatan antara perekat dengan serbuk arang pada briket, semakin tinggi konsentrasi perekat ada kecenderungan semakin tinggi kekuatan tekan pecahnya. Hal ini disebabkan dengan bertambahnya kadar perekat maka ikatan antara partikel arang akan semakin kuat. Disamping jenis bahan baku dan konsentrasi perekat, nilai keteguhan tekan juga dipengaruhi oleh ukuran partikel serbuk arang dan tekanan pengempaan. Hartoyo (1983) menjelaskan pengaruh ukuran partikel serbuk arang yang terlalu halus (lolos 80 mesh) menghasilkan briket arang yang keteguhan tekannya lebih rendah dibandingkan dengan briket arang yang terbuat dari serbuk arang yang lebih besar (lolos 25 mesh, tidak lolos 35 mesh). Selanjutnya pemberian tekanan pengempaan juga ikut mempengaruhi keteguhan briket arang, semakin besar tekanan pengempaan yang diberikan, maka semakin kuat briket arang dalam menahan beban tekan. Namun apabila tekanan pengempaan diberikan jauh melebihi diatas 7,0 ton, maka akan berdampak negatif yaitu lamanya pada saat proses pembakaran.


52

Nilai keteguhan tekan yang dihasilkan rata-rata berkisar antara (13,33-32,01 kg/cm²). Nilai ini lebih rendah dibandingkan dengan keteguhan tekan briket arang buatan Jepang (60-65 kg/cm²) dan Amerika (62 kg/cm²). Tetapi nilai ini cukup memenuhi syarat untuk briket arang buatan Inggris (12,7 kg/cm²).

3. Nilai Kalor Penetapan nilai kalor bertujuan untuk mengetahui sejauh mana nilai panas pembakaran yang dapat dihasilkan briket arang. Nilai kalor menjadi parameter mutu paling penting bagi briket arang sebagai bahan bakar, sehingga nilai kalor sangat menentukan kualitas briket arang. Apabila nilai kalor bakar briket arang semakin tinggi, maka akan semakin baik pula kualitas briket arang yang dihasilkan. Pemakaian bahan baku yang digunakan mempengaruhi nilai kalor briket arang. Bahan baku kayu yang mempunyai berat jenis tinggi akan memberikan nilai kalor bakar lebih baik dibandingkan bahan baku yang mempunyai berat jenis rendah. Hal ini menunjukkan bahwa kayu dengan berat jenis tinggi akan menghasilkan arang briket dengan kadar karbon terikat dan nilai kalor yang tinggi pula. Perbedaan nilai kalor yang dihasilkan disebabkan banyak faktor antara lain jenis kayu yang digunakan, seperti pernyataan Jatmika (1980), yang menyatakan perbedaan ini disebabkan adanya kandungan senyawa kimia yang berbeda antara jenis kayu terutama kandungan lignin dan zat ekstraktif akan memberikan nilai panas/kalor yang berbeda pula.


53

Hasil penelitian ini sesuai dengan pernyataan Jatmika (1980), bahwa nilai kalor briket arang dipengaruhi oleh berat jenis bahan baku dan didukung pula dengan pendapat Holil (1980), dimana dalam penelitiannya mengemukakan penggunaan bahan baku kayu dengan berat jenis tinggi akan mendapatkan nilai kalor briket arang yang tinggi pula. Nilai kalor juga dipengaruhi oleh kadar air dan kadar abu yang ada dalam briket arang, semakin rendah kadar air dan kadar abu dalam briket arang maka akan meningkatkan nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan. Nilai Kadar air briket arang penelitian ini berkisar antara 2,01 – 4,37% dan kadar abu briket arang berkisar 2,54 – 4,23%. Hasil penelitian ini lebih baik dibandingkan dengan standar kualitas kadar air briket arang buatan Jepang (6-8%), Amerika (6,2%), Indonesia (7,57%) dan hanya pada perlakuan T0, T1 dan T2 yang tidak memenuhi standar briket arang buatan Inggris (3,6%), sementara kualitas kadar abu briket arang penelitian ini sudah memenuhi standar dan lebih baik dari kualitas kadar abu briket arang buatan Jepang (3-4%), Indonesia (5,51%), Inggris (5,9%) dan Amerika (8,3%). (Lihat Tabel. 7). Pendapat ini sesuai dengan pernyataan Nurhayati (1974), bahwa nilai kalor dipengaruhi oleh kadar air dan kadar abu yang ada pada briket arang. Apabila semakin tinggi kadar air dan kadar abu maka akan menurunkan nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan. Selain itu nilai kalor erat hubungannya dengan kadar karbon terikat yang terkandung didalam briket, semakin tinggi kadar karbon terikat dalam briket arang maka semakin tinggi pula nilai kalor briket arang. Hal ini disebabkan didalam proses


54

pembakaran

membutuhkan

karbon

yang

bereaksi

dengan

oksigen

untuk

menghasilkan kalor. Pendapat ini juga didukung oleh pernyataan Sudrajat (1983), yang menyatakan tinggi rendahnya nilai kalor briket arang dipengaruhi oleh kadar karbon terikat briket arang. Nilai kadar karbon terikat penelitian ini tertinggi dihasilkan pada perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi dengan rata-rata sebesar 84,13% dan perlakuan ini juga menghasilkan nilai kalor ratarata tertinggi pula sebesar 7349,85 kal/gr. Penelitian ini menunjukkan semakin tinggi kadar karbon terikat dalam briket arang maka semakin tinggi pula nilai kalor briket arang Kerapatan briket arang juga berpengaruh terhadap nilai kalor. Jika semakin tinggi kerapatan maka cenderung akan meningkatkan nilai kalor karena ikatan antar partikel arang yang lebih kuat sehingga akan menghasilkan panas yang lebih baik, namun apabila terlalu tinggi kerapatannya akan menyulitkan pada proses pembakaran (Sudrajat, 1984). Menurut Sudrajat (1984), bahwa kemampuan memberikan panas kayu kering udara setiap satuan volume sebanding kerapatannya, semakin tinggi kerapatan maka mampu meningkatkan nilai kalor yang dihasilkan. Nilai kerapatan pada penelitian ini rata-rata terendah dihasilkan pada perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu sebesar 0,51 gr/cm³

dan perlakuan ini menghasilkan nilai kalor terendah sebesar

4259,78 kal/gr.


55

Sementara pada perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi kerapatan yang dihasilkan paling tinggi dengan ratarata sebesar 0,84 gr/cm³ dan perlakuan ini juga menghasilkan nilai kalor yang tinggi pula dengan rata-rata sebesar 7349,85 kal/gr. Disamping itu pemakaian perekat kanji (tapioka) juga ikut menentukan nilai kalor briket arang, dimana perekat kanji memberikan nilai kalor bakar yang agak tinggi karena mengandung kadar abu yang rendah dan mempunyai karbon yang lebih tinggi karena mengandung karbohidrat 88,2 gr / 100 gr. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap nilai kalor (Lampiran 3b) dapat diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh sangat nyata (T<0,01) terhadap nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan. Apabila komposisi arang limbah potongan kayu BJ tinggi semakin besar didalam briket arang dan arang serbuk gergajian kayu semakin berkurang, maka akan meningkatkan nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan, demikian sebaliknya. Nilai kalor briket arang yang dihasilkan bervariasi antara 4228,64 – 7389.11 kal/gr. (Lampiran 3a). Pada Tabel. 12 terlihat bahwa nilai kalor rata-rata terendah diperoleh pada briket arang dengan komposisi perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu sebesar 4259,78 kal/gr, sedangkan nilai kalor rata-rata tertinggi diperoleh

briket arang

dengan komposisi 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi sebesar 7349,85 kal/gr.


56

Rendahnya nilai kalor pada perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu karena tingginya kadar abu pada arang serbuk gergajian kayu tersebut. Kadar abu yang tinggi berarti kandungan silika pada arang tersebut tinggi. Silika dapat menurunkan atau mengurangi nilai kalor bakar briket arang. Nilai kalor bakar briket arang dapat ditingkatkan dengan cara menurunkan kadar abu didalam arang penyusun briket, yaitu dengan cara menambahkan komposisi arang limbah potongan kayu BJ tinggi yang memiliki kadar abu rendah. Penambahan komposisi limbah potongan kayu BJ tinggi yang semakin meningkat dengan kandungan abunya yang rendah mampu meningkatkan kembali nilai kalor

Nilai Kalor Bakar (Kal/gr)

bakar briket arang yang dihasilkan (Gambar 5). 8000 7000 6000 5000 4259.78 4000 3000 2000 1000 0 100%

6892.18

6980.93

7349.85

5074.68

70 % + 30 %

50 % + 50 %

30 % + 70 %

10 % + 90 %

Perlakuan

Gambar 5 : Grafik Nilai Kalor pada Setiap Perlakuan Keterangan : T0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi


57

Tabel 15. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kalor Perlakuan Rata-rata (kal/gr)a UJGDb T0 4259,78 c T1 5074,68 c T2 6892,18 b T3 6980,93 b T4 7349,85 a Keterangan : aRata-rata dari tiga ulangan b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%

Berdasarkan hasil uji lanjut Duncan terhadap nilai kalor (Tabel 15) diketahui bahwa perlakuan T4 memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5%, sementara perlakuan T0,T1, T2 danT3 mempunyai huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% terhadap nilai kalor briket arang yang dihasilkan. Hal ini menunjukkan bahwa setiap komposisi perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap perubahan nilai kalor briket arang yang dihasilkan. Penambahan komposisi arang limbah potongan kayu BJ tinggi dapat meningkatkan nilai kalor briket arang yang dihasilkan, hal ini sesuai dengan hasil penelitian

Masturin (2002) yang menyatakan bahwa penambahan arang limbah

sebetan kayu yang semakin meningkat dengan kerapatan tinggi mampu meningkatkan nilai kalor briket arang yang dihasilkan. Nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan 5 perlakuan rata-rata berkisar 4259,78 – 7349,85 kal/gr. Nilai ini masih rendah dibanding buatan Jepang (6000 –


58

7000 kal/gr) dan Inggris (7289 kal/gr) khususnya pada perlakuan (T0, T1, T2 dan T3), sementara untuk perlakuan T4 nilai kalornya (7349,85 kal/gr) melewati nilai kalor buatan Jepang dan Inggris. Akan tetapi nilai ini secara keseluruhan cukup memenuhi syarat untuk briket arang buatan Amerika dan Indonesia (Lihat Tabel 7) serta lebih baik dari hasil penelitian Masturin (2002) sebesar (4515–5834kal/gr) dan briket batubara buatan DESDM (2001) 5500kal/gr.

b. Sifat Kimia 1. Kadar Air Kadar air berpengaruh terhadap kualitas briket arang, semakin rendah kadar air semakin tinggi nilai kalor dan daya pembakarannya. Arang sangat mudah menyerap air udara sekelilingnya atau bersifat higroskopis. Kemampuan menyerap air selain dipengaruhi oleh luas permukaan dan pori-pori arang, juga dapat dipengaruhi oleh kadar karbon terikat yang terdapat pada briket arang itu sendiri. Dengan demikian semakin besar kadar karbon terikat pada briket arang, kemampuan briket arang menyerap air udara sekelilingnya akan semakin besar pula (Earl, 1974 dalam Suryani, 1986). Oleh karena itu penetapan kadar air pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat higroskopis briket arang campuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap kadar air (Lampiran 4b) memperlihatkan bahwa perlakuan komposisi arang serbuk gergajian kayu dengan penambahan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi dapat menurunkan nilai


59

kadar air yang sangat nyata (T<0,01) terhadap briket arang. Pengaruh ini terlihat hasil pengujian semua perlakuan yang menunjukkan nilai kadar air yang bervariasi antara 1,57 – 4,75% (Lampiran 4a). Pada Tabel. 12 terlihat bahwa kadar air rata-rata terendah diperoleh pada briket arang dengan komposisi 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi

sebesar 2,01%, sedangkan kadar air tertinggi

diperoleh pada briket arang dengan komposisi 100% arang serbuk gergajian kayu berkisar 4,37%. Sudrajat (1984), menyatakan bahwa briket arang yang berasal bahan baku yang berkerapatan rendah (BJ rendah) memiliki kadar air yang lebih tinggi pada briket arang dengan bahan baku berkerapatan tinggi. Penambahan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi 0% menjadi 30%, 50%, 70% dan 90% ternyata berhasil menurunkan kadar air rata-rata 4,37 % menjadi 3,95%, 3,75% dan 3,11%

Kadar Air ( % )

atau sebesar 21,17%. Perbedaan kadar air ditunjukkan pada Gambar 6 berikut ini: 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

4.37 3.95

3.75 3.11 2.01

100%

70 % + 30 %

50 % + 50 %

30 % + 70 %

10 % + 90 %

Perlakuan

Gambar 6 : Grafik Nilai Kadar Air pada Setiap Perlakuan


60


Tabel 16. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kadar Air Perlakuan Rata-rata (%)a UJGDb T0 4,37 a T1 3,95 b T2 3,75 b T3 3,11 b T4 2,01 c a Keterangan : Rata-rata dari tiga ulangan b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%

Berdasarkan hasil uji lanjutan Duncan kadar air (Tabel 16) diketahui bahwa perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi (T4) dan perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu (T0) memberikan pengaruh berbeda

nyata dengan perlakuan-perlakuan yang lainnya

terhadap nilai kadar air briket arang. Sementara pada perlakuan yang lainnya (70%+30%, 50%+50% dan 30% + 70%) tidak memperlihatkan perbedaan yang nyata satu sama lainnya, besarnya perubahan kadar air dianggap sama. Tingginya kadar air pada briket arang yang sebahagian atau seluruh bahan bakunya berupa arang serbuk gergajian kayu diduga karena mempunyai ruang-ruang kosong yang lebih banyak dan pori-pori yang halus, hal ini yang menyebabkan air


61

yang terikat didalam pori-pori lebih banyak dan lebih sulit untuk dikeluarkan. Kemudian dengan semakin bertambahnya persentase komposisi arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi maka akan semakin menurunkan nilai kadar air briket arang penelitian ini. Pengurangan persentase arang serbuk gergajian kayu pada briket arang menyebabkan ukuran partikel serbuk arang semakin bervariasi dan jumlah poriporinya yang lebih sedikit sehingga mampu mengurangi daya serap air (Hendra dan Darmawan, 2000). Kadar air briket arang juga dapat dipengaruhi oleh kadar amilopektin pati tapioka dimana amilopektin bersifat menolak air. Knight (1969) dalam Haryanto dan Pangloli (1992) menyatakan pati tapioka mengandung 83% amilopektin. Didasarkan pada persentase ini maka semakin tinggi jumlah perekat semakin tinggi pula kandungan amilopektinnya sehingga kadar air briket arang akan semakin menurun. Pernyataan ini juga didukung oleh Waharyadi (1996) yang menyatakan amilopektin bersifat tidak menyerap air. Kadar air sangat erat kaitannya juga dengan kerapatan briket arang, dimana semakin tinggi kerapatan maka sifat higroskopis briket arang semakin berkurang sehingga daya serap terhadap air akan semakin kecil, demikian pula sebaliknya. Hal ini disebabkan semakin tinggi kerapatan maka rongga-rongga antar partikel arang akan semakin rapat karena padunya partikel-partikel tersebut sehingga tidak terdapat celah atau ruang kosong. Kadar air briket arang yang dihasilkan rata-rata berkisar (2,01% - 4,37%). Nilai ini lebih baik dan dapat memenuhi syarat briket arang buatan Jepang (6-8%),


62

Amerika (6,2%) dan Indonesia (7,57%). Sementara untuk standar briket arang Inggris (3,6%) hanya perlakuan briket arang T3 dan T4 yang memenuhi kriteria. Penetapan kadar air pada penelitian ini hampir sama dengan hasil penelitian Masturin(2002) berkisar (2,50 – 4,12%)dan lebih baik dari briket produksi DESDM (2001) berkisar 9-10%. Kadar air diharapkan serendah mungkin agar tidak menurunkan nilai kalor, tidak sulit dalam penyalaan dan tidak banyak mengeluarkan asap pada proses pembakaran.

2. Kadar Zat Menguap. Zat menguap adalah zat (volatile matter) yang dapat menguap sebagai hasil dekomposisi senyawa-senyawa didalam arang selain air. Kandungan kadar zat menguap yang tinggi didalam briket arang

akan menimbulkan asap yang lebih

banyak pada saat briket dinyalakan. Hal ini disebabkan oleh adanya reaksi antara karbon monoksida (CO) dengan turunan alkohol (Hendra dan Pari,2000). Berdasarkan hasil analisis sidik ragam pada kadar zat mudah menguap (Lampiran 5b) diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh sangat nyata (T<0,01) terhadap nilai kadar zat menguap briket arang yang dihasilkan. Nilai zat menguap bervariasi antara 13,16 – 33,93% (Lampiran 5a). Kadar zat menguap terendah diperoleh pada briket arang dengan perlakuan T4 (10 + 90%),sedangkan kadar zat menguap tertinggi diperoleh pada perlakuan T0 (100% arang serbuk gergajian kayu).


63

Pada Tabel 12 terlihat bahwa kadar zat menguap rata-rata terendah sebesar 13,21% diperoleh pada briket arang perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, sedangkan kadar zat menguap rata-rata tertinggi sebesar 32,48% diperoleh briket arang dengan perlakuan 100% arang serbuk gergajian kayu. Nilai kadar zat menguap briket arang menurun seiring dengan penambahan komposisi arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi (Gambar 7). Di dalam arang serbuk gergajian kayu kandungan zat menguap cenderung lebih tinggi, karena zat ini secara mudah dilepaskan oleh arang yang luas pori-porinya lebih dangkal.

Kadar Zat Mudah Menguap (%)

35 32.48 27.86

30

23.85

25

19.03

20

13.21

15 10 5 0 100%

70 % + 30 %

50 % + 50 %

30 % + 70 %

10 % + 90 %

Perlakuan

Gambar 7 : Grafik Nilai Kadar Zat Menguap pada Setiap Perlakuan Keterangan : T0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi


64

Kadar zat menguap ditentukan oleh kesempurnaan proses karbonisasi. Kadar zat menguap yang tinggi bisa disebabkan karena tidak sempurnanya proses karbonisasi. Disamping itu kadar zat menguap juga dipengaruhi oleh suhu dan waktu pengarangan, semakin besar suhu pada waktu pengarangan maka semakin banyak zat menguap yang terbuang selama proses pengarangan sehingga kandungan zat menguap akan semakin kecil. Pada briket arang diharapkan memiliki kadar zat menguap yang serendah mungkin. (Gafar et al, 1999 dalam Tampubolon 2001). Tabel 17. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kadar Zat Menguap Perlakuan Rata-rata (%)a UJGDb T0 32,48 a T1 27,86 b T2 23,85 b 19,03 b T3 T4 13,21 c a Keterangan : Rata-rata dari tiga ulangan b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5% Berdasarkan hasil uji lanjutan Duncan terhadap nilai kadar zat menguap (Tabel 17), diketahui bahwa perlakuan T0 dan T4 berbeda sangat nyata pada taraf 5%, sedangkan perlakuan T1, T2 dan T3 tidak berbeda nyata pada taraf 5% terhadap nilai kadar zat menguap briket arang yang dihasilkan. Dimana setiap penambahan persentase arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi pada briket arang pengaruhnya akan berbeda sangat nyata satu sama lainnya pada taraf 1%. Setiap penambahan persentase arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi terhadap briket arang, ternyata menaikkan nilai kadar zat menguap briket yang


65

dihasilkan. Hal ini sesuai dengan penelitian Hendra dan Pari (2000) yang menyatakan bahwa briket arang dengan komposisi campuran arang serbuk gergajian kayu yang lebih banyak cenderung akan menaikkan nilai kadar zat menguap briket yang dihasilkan. Nilai kadar zat menguap ini diharapkan serendah mungkin, karena kadar zat menguap yang tinggi akan menimbulkan asap yang lebih banyak akibat reaksi antara karbon monoksida dengan alkohol pada saat briket dinyalakan. Kadar zat menguap rata-rata briket arang yang dihasilkan berkisar 13,21 – 32,48%, apabila dibandingkan dengan briket arang buatan Jepang (15-30%) sudah bisa memenuhi syarat, begitu juga dengan briket arang buatan Amerika (19-28%), Inggris (16,4%) dan Indonesia (16,14%). (Lihat Tabel.7).

3. Kadar Abu. Abu merupakan bagian yang tersisa proses pembakaran yang sudah tidak memiliki unsur karbon lagi. Kadar abu briket arang dipengaruhi oleh kandungan abu, silika, bahan baku serbuk dan kadar perekat yang digunakan. Salah satu unsur utama penyusun abu adalah silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor briket arang yang dihasilkan. Apabila semakin tinggi kadar abu maka semakin rendah kualitas briket karena kandungan abu yang tinggi dapat menurunkan nilai kalor briket arang. Berdasarkan hasil analisa sidik ragam terhadap kadar abu (Lampiran 6b) dapat diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi berpengaruh sangat nyata (T<0,01) terhadap


66

nilai kadar abu briket arang yang dihasilkan. Nilainya bervariasi antara 2,43 - 4,27% (Lampiran 6a). Kadar abu terendah diperoleh pada perlakuan T4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, sedangkan kadar abu tertinggi diperoleh pada perlakuan T0 = 100% arang serbuk gergajian kayu. Pada Tabel. 12 terlihat bahwa kadar abu rata-rata terendah 2,54% diperoleh pada briket arang dengan perlakuan (T4) 10% + 90%, sedangkan kadar abu rata-rata tertinggi sebesar 4,23% diperoleh pada briket arang dengan perlakuan (T0) 100% arang serbuk gergajian kayu. Nilai kadar abu menurun seiring dengan penambahan komposisi arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi (Gambar 8), hal ini terjadi karena kandungan silika potongan kayu BJ tinggi lebih rendah dan pengaruhnya

Kadar Abu ( % )

sangat nyata. 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

4.23

4.07

3.95 3.03 2.54

100%

70 % + 30 %

50 % + 50 %

30 % + 70 %

10 % + 90 %

Perlakuan

Gambar 8 : Grafik Nilai Kadar Abu pada Setiap Perlakuan Keterangan : T0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi


67

Menurunnya nilai kadar abu seiring dengan penambahan komposisi arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi. (Gambar 8). Masih tingginya kadar abu didalam briket arang T0, T1 dan T2 disebabkan oleh kandungan abu yang tinggi pada saat proses pengarangan serbuk gergajian kayu, yaitu 6,95% (Tabel 11). Pernyataan ini sama hasil penelitian yang dilakukan oleh Hendra dan Pari (2000), bahwa komposisi arang serbuk gergajian kayu yang semakin tinggi menyebabkan nilai kadar abu briket arang meningkat. Tabel 18. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kadar Abu UJGDb Perlakuan Rata-rata (%)a T0 4,23 a T1 4,07 ab T2 3,95 b 3,03 c T3 T4 2,54 c a Keterangan : Rata-rata dari tiga ulangan b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5%

Berdasarkan hasil uji lanjut Duncan terhadap kadar abu (Tabel 18) diketahui bahwa perlakuan (T0, T1 dan T2) pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh berbeda nyata, sementara pada perlakuan T3 dan T4 memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata pada taraf 5% terhadap nilai kadar abu briket arang yang dihasilkan. Penambahan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi dapat menurunkan kadar abu pada briket arang karena kandungan abu didalam arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi kecil sekali sekitar 3,72% (Tabel. 11).


68

Kadar abu rata-rata briket arang berkisar 2,54 – 4,23%, nilai ini lebih baik jika dibandingkan dengan kadar abu briket arang buatan Jepang (3-6%), Inggris (5,9%), Amerika (8,3%) dan Indonesia (5,51%) (Lihat Tabel. 7). Kadar abu pada penelitian ini lebih baik bila dibandingkan dengan hasil penelitian Masturin (2002) sebesar 5,24 - 6,68% dan briket batubara produksi DESDM (2001) sebesar 10-11%. 4. Kadar Karbon Terikat. Karbon terikat (fixed carbon) yaitu fraksi karbon (C) yang terikat didalam arang selain fraksi air, zat menguap dan abu. Keberadaan karbon terikat didalam briket arang dipengaruhi oleh nilai kadar abu dan kadar zat menguap. Kadar karbon terikat akan bernilai tinggi apabila nilai kadar abu dan kadar zat menguap briket arang tersebut rendah. Briket arang yang baik diharapkan memiliki kadar karbon terikat yang tinggi. Kadar karbon terikat berpengaruh terhadap nilai kalor bakar briket arang. Nilai kalor briket akan tinggi apabila nilai karbon terikatnya tinggi pula. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian dimana rata-rata karbon terikat tertinggi 84,13% menghasilkan nilai kalor briket arang sebesar 7349,85 kal/gr, sedangkan nilai ratarata kadar karbon terikat terendah 65,82% menghasilkan nilai kalor briket arang yang rendah pula sebesar 4253,78 kal/gr. Apabila semakin tinggi kadar karbon terikat pada arang kayu menandakan arang tersebut adalah arang yang baik. Hal ini disebabkan didalam proses pembakaran

membutuhkan

karbon

yang

bereaksi

dengan

oksigen

untuk

menghasilkan kalor. (Abidin, 1973 dalam Masturin, 2002).


69

Berdasarkan hasil analisis sidik ragam terhadap nilai karbon terikat (Lampiran 7b) diketahui bahwa perlakuan pencampuran arang serbuk gergajian kayu dengan arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi memberikan pengaruh sangat nyata (T<0,01) terhadap nilai kadar karbon terikat briket arang yang dihasilkan. Nilainya bervariasi antara 63,56 – 85,12% (Lampiran 7a ). Nilai kadar karbon terikat tertinggi diperoleh pada briket arang dengan perlakuan (T4) = 10% arang serbuk gergajian kayu +90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, sedangkan nilai kadar karbon terikat terendah diperoleh pada briket arang dengan perlakuan (T0) = 100% arang serbuk gergajian kayu. Pada Tabel 12 terlihat bahwa kadar karbon terikat rata-rata tertinggi sebesar 84,13%, diperoleh briket arang dengan perlakuan (T4) =10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi, sementara nilai kadar karbon terikat terendah rata-rata sebesar 65,82% diperoleh briket arang perlakuan (T0) = 100% arang serbuk gergajian kayu. Kadar karbon terikat briket arang dipengaruhi oleh nilai kadar abu arang penyusunnya. Oleh karena itu semakin tinggi komposisi arang limbah potongan kayu BJ tinggi yang ditambahkan, maka semakin besar pula nilai kadar karbon terikat pada briket arang, demikian pula sebaliknya (Gambar 9). Hal ini terjadi karena nilai kadar abu arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi lebih rendah dibandingkan dengan kadar abu arang serbuk gergajian kayu. Begitu juga halnya dengan nilai kadar zat menguap arang penyusun briket arang tersebut.


Kadar Karbon Terikat (%)

70

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

74.72 65.82

100%

84.13

79.13

69.42

70 % + 30 %

50 % + 50 %

30 % + 70 %

10 % + 90 %

Perlakuan

Gambar 9 : Grafik Nilai Kadar Karbon Terikat pada Setiap Perlakuan Keterangan : T0 = 100% arang serbuk gergajian kayu T1 = 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T2 = 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T3 = 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% arang limbah potongan kayu BJ tinggi T4 = 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% arang limbah potongan kayu BJ tinggi

Tabel 19. Analisis Uji Duncan terhadap Nilai Kadar Karbon Terikat Perlakuan Rata-rata (%)a UJGDb T0 65,82 c T1 69,42 c T2 74,72 b T3 79,13 ab T4 84,13 a a Keterangan : Rata-rata dari tiga ulangan b Setiap dua rataan yang mempunyai huruf yang sama dinyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 5% Berdasarkan hasil uji lanjutan Duncan (Tabel 19) diketahui bahwa perlakuan T4 memberikan pengaruh berbeda nyata dibandingkan dengan perlakuan T0, T1, T2, dan T3, sedangkan pada perlakuan T0 dan T1 mempunyai huruf yang sama dinyatakan


71

tidak berbeda nyata pada taraf 5 %. Pada perlakuan T3 nilainya bisa dikelompokkan pada huruf a = T4 dan b = T2. Setiap penambahan persentase arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi ternyata dapat menaikkan nilai kadar karbon terikat briket arang yang bergerak secara linier. Nilai kadar karbon terikat rata-rata berkisar 65,82 – 84,13%, jika dibandingkan dengan nilai briket arang buatan Jepang (60-80%) dan Amerika (60%), maka keseluruhan perlakuan memenuhi syarat. Akan tetapi untuk briket arang buatan Inggris (75,3%) dan buatan Indonesia (78,35%) hanya briket arang dengan perlakuan T3 danT4 yang dapat memenuhi persyaratan (Tabel.12), sementara untuk perlakuan 100% (T0), 70+30% (T1) dan 50+50% (T2) masih dibawah persyaratan, namun sudah hampir mendekati nilai yang dipersyaratkan. Menurut Forest Product Research and Industries dalam Sugiri (1981), menyatakan bahwa briket arang yang baik paling sedikit mengandung 75,0% nilai kadar karbon terikat. Masih rendahnya kadar karbon terikat yang dihasilkan terutama pada perlakuan 100%, 70 + 30% dan 50 + 50% dikarenakan penggunaan bahan baku arang serbuk gergajian kayu yang memiliki kadar abu dan kadar zat menguap yang masih tinggi.

c. Aspek Analisis Ekonomi Melihat potensi limbah industri penggergajian kayu khususnya di Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam yang cukup besar setiap tahunnya sementara pemanfaatannya belum optimal dan bahkan sudah mulai mencemari lingkungan,


72

perlu dipikirkan untuk memanfaatkan limbah kayu tersebut dengan mendirikan industri arang atau briket arang skala kecil, sehingga lingkungan dapat terjaga. Industri arang briket skala kecil merupakan salah satu alternatif yang perlu dikembangkan mengingat selama ini kurang diminati masyarakat, akibatnya kesulitan mencari industri arang briket skala kecil

yang ada sebagai tempat penelitian.

Langkah yang perlu dilakukan adalah mencari teknologi tepat guna yang dapat diterapkan oleh masyarakat dengan biaya terjangkau. Berdasarkan hasil penelitian antara Balai Riset dan Standardisasi Industri Banda Aceh dengan penulis dengan mengacu

laporan hasil penelitian Badan

Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor tahun 2004 dalam hal analisis ekonominya, maka dana yang harus dikeluarkan untuk pendirian pabrik briket arang berupa : 1. Penyediaan Lahan 2. Pondok kerja 3. Gudang penyimpanan bahan baku 4. Klin Drum tempat proses karbonisasi 5. Alat penghancur arang 6. Mesin pengayakan 7. Alat pengering (Oven) 8. Alat press briket 9. Alat pengemasan


73

Berikut ini hasil analisis biaya produksi briket arang untuk skala laboratorium. Biaya produksi setiap kg briket arang dengan beberapa parameter komponen biaya produksi sebagai pertimbangan : 1. Harga beli bahan baku : Rp.

500,00./kg (tidak termasuk biaya angkut)

2. Harga perekat tapioka : Rp. 5.500,00/kg (pemakaian perekat 5%) Rendemen yang dihasilkan berkisar 41,176% - 51,294% dengan rata-rata 46,235%, sehingga dalam setiap 1 kg briket membutuhkan (100/46,235) x 1 kg = 2,16 kg serbuk arang dan tapioka sebanyak 5% x 2,16 kg = 0,108 kg. Berdasarkan asumsi data tersebut maka perkiraan biaya per kg produk arang briket sebagai berikut : 1. Harga beli bahan baku 2,16 kg x Rp. 500,00 = Rp. 1.080,00,2. Harga tapioka 0,108 kg x Rp. 5.500,00

= Rp.

594,00,-

3. Transportasi/ongkos angkut

= Rp.

700,00,-/kg

Jumlah

= Rp. 2.374,00,-

Dengan demikian untuk dapat dijual dipasaran dengan harga terjangkau oleh daya beli masyarakat, untuk 1 kg briket arang bisa dijual dengan harga berkisar antara Rp. 2.500,00 - Rp. 2.700,00,-/kg.


74

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil suatu kesimpulan sebagai berikut : a. Limbah industri penggergajian kayu dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku energi biomassa dalam bentuk briket arang sebagai substitusi minyak tanah dan kayu bakar. b. Perbedaan perlakuan dalam pembuatan briket arang memberikan pengaruh beda nyata pada taraf 1% terhadap semua uji yang dilakukan. c. Dari 5 perlakuan yang diujikan, yang terbaik ditinjau segi nilai kalor bakar briket adalah pada T4 = perlakuan 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% serbuk arang limbah potongan kayu BJ tinggi. Nilai kalornya meningkat sampai 37% d. Penambahan persentase serbuk arang limbah potongan kayu BJ tinggi yang makin meningkat pada briket arang, dapat meningkatkan kerapatan, keteguhan tekan, kadar karbon terikat dan nilai kalor serta dapat menurunkan kadar air, kadar zat mudah menguap dan kadar abu e. Hasil analisis sifat fisis dan kimia menunjukkan hampir semua perlakuan pada briket arang memenuhi kriteria sifat fisis dan kimia briket arang buatan

74


75

Jepang, Inggris, Amerika dan Indonesia, terkecuali pada briket arang T0 dan T1 yang nilai kalornya agak rendah.

5.2 Saran-saran a. Penelitian mengenai briket arang ini perlu dikembangkan lebih jauh lagi, terutama menyangkut kualitas arang yang sifatnya sangat tergantung komposisi

bahan

bakunya,

sehingga

kesemua

limbah

kayu

dapat

dimanfaatkan tanpa ada yang terbuang percuma. b. Untuk dapat memanfaatkan limbah kayu secara maksimal, diharapkan para pengusaha industri pengolahan kayu agar lebih mengembangkan usahanya pada pengembangan industri secara terpadu (Integrated of Industry) seperti pendirian industri briket arang, sehingga dapat berdaya guna dan berhasil guna. c. Dalam rangka mendukung program pemerintah untuk hemat energi serta menggalakkan pemakaian energi alternatif seperti briket arang dikalangan masyarakat luas, diharapkan adanya kerjasama antara pihak Universitas, Instansi Pemerintah dan kalangan dunia usaha untuk bisa merealisasikan berdirinya pabrik briket arang d. Untuk mengaktualisasikan hasil penelitian ini kepada masyarakat, maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap studi analisis kelayakan usaha. e. Untuk pengembangan briket arang dalam industri skala kecil sudah layak untuk dikembangkan


76

DAFTAR PUSTAKA

[ASTM] American Society for Testing and Materials. 1969. Standard for paint, naval stores, coal, coke gas fuels, Industrial Aromatic hydrocarbons, engine antifreezes. Industrial Chemicals, Philadelphia. pp. 8-26 [BPS] Biro Pusat Statistik. 2000. Laporan Produksi Industri Kehutanan. Jakarta. [DEPHUT] Departemen Kehutanan. 1990. Balai Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Laporan Tahunan. Bogor. [DEPHUT] Departemen Kehutanan. 1992. Manual Kehutanan Indonesia. Jakarta [DEPHUTBUN] Departemen Kehutanan dan Perkebunan. 1994. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Pedoman Teknis Pembuatan Briket Arang. Bogor. [DEPHUTBUN] Departemen Kehutanan dan Perkebunan. 2000. Panduan Kehutanan Indonesia. Jakarta. [DEPHUTBUN] Departemen Kehutanan dan Perkebunan. 2000. Sambutan Menteri Kehutanan dan Perkebunan pada Seminar Nasional Kehutanan, Masa Depan Industri Hasil Hutan (Kayu) di Indonesia. Jakarta. [DEPHUTBUN] Departemen Kehutanan dan Perkebunan. 2004. Teknologi dan Analisis Pembuatan Arang Briket dari Tunggak dan Cabang Kayu Eucalyptus grandis pada Skala Kecil. Laporan Hasil Penelitian. Badan Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor. [DISHUT] Dinas Kehutanan. 2006. Dalam Angka. Nanggroe Aceh Darussalam. [DESDM] Departemen Energi Sumber Daya Mineral. 2001.Buletin Migas. Jakarta [DESDM] Departemen Energi Sumber Daya Mineral. 2006. Tim Sosialisasi Penghapusan Subsidi BBM. Direktorat Minyak dan Gas Bumi. Jakarta. [DEPTAN] Departemen Pertanian. 1970. Kamus Kehutanan Indonesia. Ed. Ke 2. Direktorat Jenderal Kehutanan. Jakarta. Gomez, K and A. Gomez. 1995. Prosedur Statistik untuk Penelitian Pertanian. Terjemahan Endang Sjamsuddin dan Justica S. Baharsjah. Penerbit Universitas Indonesia (UI - Press), Jakarta. 76 Samsul Bahri : Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan Kayu Untuk Pembuatan Briket Arang dalam Mengurangi Pencemaran Lingkungan di Nanggroe Aceh Darussalam. USU e-Repository © 2008.

77

Griffioen, 1950. Carbonization of some Indonesian Wood in an Electrical Laboratory. Pengumuman Balai Latihan Kehutanan, Bogor. Gusmailina, G. Pari dan S. Komarayati. 1999. Teknologi Penggunaan Arang dan Arang Aktif sebagai Soil Conditioning pada Tanaman Kehutanan. Laporan Proyek. Pusat Penelitian Hasil Hutan. Bogor (Bahan Publikasi). Hartoyo, J dan H. Roliadi, 1978. Pembuatan Briket Arang 5 Jenis Kayu Indonesia. Pusat Penelitian Hasil Hutan. Bogor. Report No. 103. Hartoyo, J. 1983. Pembuatan Arang dan Briket Arang secara sederhana serbuk gergaji dan limbah industri perkayuan. Seminar Pemanfaatan Limbah Pertanian dan Kehutanan sebagai Sumber Energi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor. Haryanto, B. dan P. Pangloli. 1992 Potensi dan Pemanfaatan Sagu. Penerbit Kanisius, Yogyakarta. Hendra, D. 1999. Teknologi Pembuatan Arang dan Tungku yang digunakan, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Bogor. Hendra, D dan G. Pari, 2000. Penyempurnaan Teknologi Pengolahan Arang. Laporan Hasil Penelitian. Pusat Penelitian Hasil Hutan. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Bogor. Hendra, D dan S. Darmawan, 2000. Pembuatan Briket Arang Serbuk Gergajian Kayu dengan Penambahan Tempurung Kelapa. Buletin Penelitian Hasil Hutan .Bogor.18 (1): pp. 1-9. Holil, H. 1980. Pengaruh Bahan Baku Jenis Perekat dan Tekanan Pengempaan terhadap Kualitas Briket Arang. Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Hudaya, N dan Hartoyo, 1990. Pembuatan Arang Rendemen Tinggi Tempurung Kelapa dengan Klin Drum. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Bogor. 7 (4) : pp. 134 – 138. Iriawan, B. 1993. Pemanfaatan Limbah Industri Kayu Lapis dan Industri Penggergajian sebagai Bahan Baku Papan Partikel. Makalah Seminar Mahasiswa Kehutanan Indonesia III, Samarinda.


78

Jatmika, H.J.1980. Pengaruh Bahan Baku, Jenis Perekat dan Tekanan Pengempaan terhadap Kualitas Briket Arang. Skripsi, Teknologi Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, (Tidak diterbitkan). Komarayati, S. 1993. Pemanfaatan Serbuk Gergaji, Tanah Latosol dan Residu Fermentasi sebagai Medium Tumbuh Bibit Sengon. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Bogor.11 (2): 74-79. Marukan, H. 1990. Kemungkinan Pemanfaatan Limbah Industri Kayu sebagai Bahan Baku Industri Pengolahan Arang di Kabupaten Kota Waringin Timur, Kalimantan Tengah. Makalah Sukarela. Kongres Kehutanan Indonesia, Jakarta. Masturin, A. 2002. Sifat Fisis dan Kimia Briket Arang Campuran Arang Limbah Gergajian Kayu. Skripsi, Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, (Tidak diterbitkan). [MENSEKNEG] Menteri Sekretariat Negara. 1997. Undang-Undang Republik Indonesia No. 23 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup. Lembaran Negara Republik Indonesia No. 3699. Moreira, J.S. 1997. Wood fuels and biomass energy ; from houshold to Industry. Proceedings of the XI World Forestry Congress, Antalya Nurhayati, T. 1974. Catatan Singkat tentang Kualitas Arang Kayu sehubungan dengan kegunaannya. Majalah Kehutanan Indonesia, Vol. 1 Jakarta. ___________, 1983. Sifat Arang, Briket Arang dan Alkohol yang dibuat Limbah Industri Kayu. Laporan PPPHH/FPRDC Report No. 165 pp 27-33, Bogor. ___________,1991. Study Pemanfaatan Tungku Pengering Limbah Kayu Sengon untuk Pengeringan Sengon.Jurnal Penelitian Hasil Hutan.Bogor.9 (4): 7-9. Pasaribu, R.A. 1987. Pemanfaatan Serbuk Gergaji Sengon sebagai Kompos untuk Pupuk Tanaman. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Bogor.4 (4): 15-21. Pari, G. 1996. Pembuatan Arang Aktif Serbuk Gergajian Tusam untuk Penjernih Air Sumur dan Limbah Cair Industri Pulp dan Kertas. Buletin Penelitian Hasil Hutan. Bogor. 14 (2): 69-75 ______, 1996. Pembuatan Arang Aktif Serbuk Gergajian Sengon dengan cara kimia. Buletin Penelitian Hasil Hutan. Forest Products Research Bulletin. Bogor.14 (8) : 308-320.


79

______, 1999. Karakteristik Arang Aktif Arang Serbuk Gergajian Sengon dengan NH4HCO3 sebagai Bahan Pengaktif. Buletin Penelitian Hasil Hutan. Bogor. 17 (2): 89-100. Pari, G. 2002. Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan Kayu. Makalah Falsafah Sains (PPs 702). Program Pasca Sarjana/S3. Institut Pertanian Bogor. Rustini, 2004. Pembuatan Briket Arang Serbuk Gergajian Kayu Pinus (Pinus merkusii Zungh. Et de Vr.j) dengan Penambahan Tempurung Kelapa. Skripsi Departemen Teknologi Hasil Hutan, Institut Pertanian Bogor. Sudrajat, R. 1982. Produksi Arang dan Briket Arang serta Prospek Pengusahaannya. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor. 2 (3) : 25-29 _____________1983. Pengaruh Bahan Baku, Jenis Perekat dan Tekanan Kempa terhadap Kualitas Briket Arang. Laporan No.165. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor. _____________,1984. Pengaruh Kerapatan Kayu, Tekanan Pengempaan dan Jenis Perekat terhadap Sifat Briket Kayu. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Bogor.1 (1) : 11-15 Sudrajat, R. dan S. Soleh 1994. Petunjuk Teknis Pembuatan Arang Aktif. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor. Sugiri, E. W. 1981. Penelitian Persentase Limbah Pembalakan Tegakan Meranti Berdasarkan Volume Total di Kesatuan Usaha PT. Inhutani II Kalimantan Selatan. Tesis, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. (Tidak diterbitkan). Sumadiwangsa dan Widarmana, 1982. Bahan Baku Kayu dan Perekat untuk Pembuatan Papan Partikel. Majalah Kehutanan Indonesia No.8 Tahun VII. Jakarta Tampubolon, D. 2001. Pembuatan Briket Arang Kotoran Sapi Perah dengan Penambahan Tempurung Kelapa. Skripsi Jurusan Ilmu Produksi Ternak. Fakultas Peternakan. Institut Pertanian Bogor. (Tidak diterbitkan). Waharyadi. 1996. Pengaruh Jenis Perekat terhadap Sifat Briket Arang Kayu Kelapa (Coco nucifera Linn.). Skripsi Sarjana Fakultas Kehutanan Universitas Mulawarman, Samarinda. (Tidak dipublikasikan).


SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007

Recommend Documents