PEMANFAATAN LIMBAH ARANG HASIL SAMPING PEMBUATAN ASAP CAIR DARI CANGKANG KELAPA SAWIT SEBAGAI BRIKET ARANG UTILIZATION OF WASTE CHARCOAL SIDE OF MAKING LIQUID SMOKE FROM SHELL OIL PALM AS BRIQUETTE CHARCOAL
Yulius Koni Tama 1), KGS Ahmadi, Pramono Sasongko. 2) Fakultas Pertanian Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang
[email protected] ABSTRAK Penelitian sumber energi terbarukan menjadi penting saat ini karena bahan bakar minyak bumi, gas alam, dan batu bara yang selama ini merupakan sumber utama energi jumlahnya semakin menipis. Cangkang kelapa sawit memiliki potensi yang sangat besar untuk menjadi sumber energi terbarukan sebagai bahan baku pembuatan briket arang. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan komposisi perekat dan ukuran butiran arang yang paling baik untuk pembuatan briket arang, sifat dari briket arang yang dibuat dari cangkang kelapa sawit dan mengetahui kelayakan usaha dari pembuatan briket arang dari cangkang kelapa sawit. Penelitian ini dilaksanakan memakai Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang disusun secara 2 faktorial, yaitu Faktor I : Perbandingan perlakuan arang, Faktor II : Konsentrasi Perekat (K). Karakteristik briket arang dari cangkang kelapa sawit yang terbaik adalah dengan nilai kalor sebesar 7,41kalor/gram, kadar air sebesar 2,63%, dan waktu nyala selama 7,41 menit. Kata Kunci : Briket Arang, Perekat, Cangkang Kelapa Sawit ABSTRACT At present time, renewable energy sources researches were important since major source of energy such as petroleum, natural gas and coal stock were depleted. A palm kernel shell has a tremendous potential to be a source of renewable energy as a raw material for charcoal briquettes. This study was to determine the optimum adhesive composition and charcoal grain size in order to produce charcoal briquettes, characterized the palm kernel shells charcoal briquettes, and calculate the feasibility study of palm kernel shells charcoal briquettes production. The study was conducted by Complete Randomized Design with 2 factors, which were comparison and concentration of adhesive. 7,41 calor/gram of calorific value; 2,63% of water content, and 7,41 minutes burning time were the characteristic of the best treatment in this study. Keywords : Charcoal Briquettes , Adhesives, Palm Kernell Shells
PENDAHULUAN Cadangan bahan bakar fosil berupa minyak bumi, gas alam, dan batu bara yang selama ini merupakan sumber utama energi jumlahnya semakin menipis. Hal ini dikhawatirkan akan menyebabkan terjadinya kelangkaan bahan bakar dimasayang akan dating.Berdasarkan Statistik Energi Indonesia disebutkan bahwa potensi energi biomassa di Indonesia cukup besar mencapai 434.008 GWh(DESDM, 2004). Cangkang kelapa sawit merupakan salah satu limbah pengolahan minyak kelapa sawit yang cukup besar, yaitu mencapai 60% dari produksi minyak. Kelapa sawit adalah salah satu komoditi andalan Indonesia yang perkembangannya demikian pesat. Selain produksi minyak kelapa sawit yang tinggi, produk samping atau limbah pabrik kelapa sawit juga tinggi (Darnoko dan Guritno, 2003). Biomasa umumnya mengandung sejumlah air (moisture), memiliki densitas yang rendah dan berserat. Hal ini menimbulkan berbagai masalah antara lain dalam hal transportasi dan penyimpanan. Sedangkan pembakaran biomasa secara langsung menghasilkan efisiensi yang rendah. Pembriketan pada biomasa dapat meningkatkan nilai kalor volumetrik, mengurangi biaya transportasi, pengumpulan/pengepakan, dan penyimpanan (storage). Parameter – parameter yang menentukan dalam pembuatan briket biomasa antara lain adalah tekanan pembriketan, waktu penahanan (holding time), ukuran butir serbuk, jenis bahan pengikat, temperatur pembriketan, dan
kandungan air (moisture content) (Tamami, 2005). Pembuatan briket arang dapat dilakukan dengan cara penambahan perekat tapioka, dimana bahan baku diarangkan terlebih dahulu kemudian ditumbuk, dicampur perekat dan dicetak (kempa dingin) dengan sistim hidrolik manual dan selanjutnya dikeringkan (Pari, 2002). Tujuan dari penelitian ini di lakukan yaitu untuk mempelajari sifat dari briket arang yang dibuat dari cangkang kelapa sawit, mendapatkan perlakuan komposisi perekat dan ukuran butiran arang yang paling baik untuk pembuatan briket arang dan mengetahui kelayakan usaha dari pembuatan briket arang dari cangkang kelapa sawit. METODE PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang disusun secara 2 faktor, yaitu : Faktor I : Perbandingan perlakuan arang , yang terdiri dari 3 taraf : P1 = Arang yang sudah di tumbuk, diayak dengan menggunakan ayakan 30 mesh. P2= Arang yang sudah ditumbuk, diayak dengan menggunakan ayakan 50 mesh. P3= Arang yang sudah ditumbuk, diayak dengan menggunakan ayakan 70 mesh. Faktor II : Konsentrasi Perekat (K), yang terdiri dari 4 taraf, yaitu : K0 = 5 % K1 = 10 % K2 = 15 % K3 = 20 %
K4 = 25% Perekat terbuat dari campuran air dan tepung tapioka atau kanji yang di buat dalam bentuk adonan. Analisa varian (Anova) digunakan untuk mengetahui pengaruh dari komposisi bahan dan komposisi perekat terhadap karakteristik dasar briket yang dihasilkan secara statistik. Dimana untuk nilai F tabel. Apabila F hit > F table 5% maka akan dilanjutkan dengan uji lanjut menggunakan DNMRT 5% (Mattjik & Sumertajaya 2006). HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Kadar Air Kadar air untuk briket arang dari hasil samping pembuatan asap cair dari cangkang kelapa sawit dapat dilihat pada Tabel 1. Dari hasil analisa kadar air briket arang dari hasil samping pembuatan asap cair dari cangkang kelapa sawit diperoleh data sebagai berikut. Tabel 1. Kadar Air hasil limbah dari pembuatan asap cair dari cangkang kelapa sawit Perlakuan Partikel Perekat 5% 10% 30 mesh 15% 20% 25% 5% 10% 50 mesh 15% 20% 25% 5% 10% 70 mesh 15% 20% 25%
Total Kadar air
Notasi
4,89 4,58 4,54 4,53 4,29 3,80 3,72 3,59 3,38 3,38 3,16 3,13 3,08 2,63 4,36
E DE D D D C C C BC BC B B B A D
Dari Tabel 1 diatas menunjukkan bahwa kadar air briket arang dari cangkang kelapa sawit dengan konsentrasi perekat dari tepung tapioka memiliki rata-rata nialai kandungan kadar airnya 2,63% sampai 4,89%, berdasarkan data diatas maka kadar air tertinggi adalah 4,89% diperoleh dari briket arang ukuran partikel 30 mesh dengan konsentrasi perekat 25% sedangkan kadar air terendah adalah 2,63% yang diperoleh dari briket arang ukuran partikel 50 mesh dengan konsentrasi perekat 5%. Kadar air pada briket diharapkan serendah mungkin agar dapat menghasilkan nilai kalor yang tinggi dan menghasilkan briket yang mudah dalam proses penyalaan. Ukuran partikel yang besar dan konsentrasi perekat yang sedikit merupakan briket dengan tingkat kadar air yang rendah karena luas permukaannya semakin besar dan memudahkan air untuk menguap, sedangkan ukuran partikel yang kecil dengan konsentrasi perekat yang sedikit tingkat kadar airnya semakin tinggi karena luas permukaan briket semakin kecil dan air didalamnya sulit untuk keluar saat di keringkan. Faktor penyebab rendahnya kadar air suatu briket adalah lamanya waktu pengeringan briket itu sendiri, semakin lama briket arang dikeringkan maka semakin banyak air yang terbuang sehingga kadar air briket arang yang dihasilkan semakin rendah (Sunyata,2004).
2. Nilai Kalor Pengujian terhadap nilai kalor bertujuan untuk mengetahui nilai panas pembakaran yang dihasilkan oleh briket arang. Nilai kalor menjadi parameter mutu yang paling tinggi bagi briket arang sebagai bahan bakar sehingga nilai kalor akan menentukan kualitas briket arang. Semakin tinggi nilai kalor bahan bakar briket maka semakin baik juga kualitas briket arang yang dihasilkan. Hasil analisa nilai kalor dapat dilihat pada tabel sebagai berikut.Tabel 2. Nilai kalor hasil limbah dari pembuatan asap cair dari cangkang kelapa sawit Perlakuan Partikel perekat 5% 10% 30 15% mesh 20% 25% 5% 10% 50 15% mesh 20% 25% 5% 10% 70 15% mesh 20% 25%
Total Nilai Kalor (kalor/gram)
Notasi
6.83 6.92 7.19 7.14 7.21 7.27 7.29 7.30 7.36 7.33 7.32 7.34 7.36 7.39 7.41
D C C C C C C C B B B B B A A
Dari Tabel 2 diatas bahwa nilai kalor briket arang dari cangkang kelapa sawit dengan berbagai konsentrasi perekat dari tepung tapioka memiliki nilai rata-rata nilai kalor 6,83 kalor/gram sampai 7.41 kalor/gram dengan ukuran 70 mesh dan konsentrasi perekat 25% mendapatkan nilai kalor tertinggi
yaitu 7.41 kalor/gram sedangkan untuk nilai kalor terendah terjadi pada ukuran 30 mesh dengan konsentrasi perekat 5% yaitu 6.83 kalor/gram. Pada temperatur yang lebih rendah (<5000c) terjadi penurunan % kalor di ukuran partikel 30 dengan konsentrasi perekat 20% hal ini terjadi karenaadanya sensitifitas briket terhadap temperatur. Menurut Arganda (2007) bahwa semakin tinggi nilai kalor yang dihasilkan bahan bakar briket maka semakin baik pula kualitas briketnya. Nilai kalor akan meningkat dengan semakin bertambahnya nilai karbon terikat, akan tetapi nilai kalor akan menurun jika akan semakin meningkatnya kadar abu dan kadar air (Arif dkk ,2007). Nilai kalor menurut Syachri (1983) dalam (2009) adalah satuan panas yang di hasilkan persatuan bobot bahan yang mudah terbakar pada proses pembakaran yang cukup oksigen. 3. Waktu Uji Nyala Kecepatan dan waktu pembakaran untuk briket arang dari hasil samping pembuatan asap cair dari cangkang kelapa sawit dapat dilihat pada tabel 3. Dari analisa waktu uji nyala briket arang dari hasil samping pembuatan asap cair dari cangkang kelapa sawit diperoleh data sebagai berikut. Tabel 3.Waktu uji nyala briket arang dari hasil samping pembuatan asap cair dari cangkang kelapa sawit
Perlakuan Partikel Perekat 5% 10% 30 mesh 15% 20% 25% 5% 10% 50 mesh 15% 20% 25% 5% 10% 70 mesh 15% 20% 25%
Total Waktu Uji Nyala 7,34 7,14 7,41 7,31 7,21 7,36 7,11 6,91 7,38 7,27 7,32 6,83 7,28 7,32 7,32
Notasi A B A A A A B C A A A D A A A
Dari Tabel 3 diatas menunjukan bahwa waktu uji nyala briket arang dengan berbagai konsentrasi perekat dengan memiliki waktu uji nyala 6,83 menit sampai 7,41 menit. Gambar diatas menunjukan waktu uji nyala tertinggi pada ukuran partikel 30 mesh dan konsentrasi perekat 15% yaitu 7,41 menit sedangkan waktu uji nyala terendah terdapat pada ukuran partikel 70 mesh dan konsentrasi perekat 10% yaitu 6,83 menit. Perbandingan ukuran partikel dan konsentrasi perekat berpengaruh terhadap waktu uji nyala hal ini terjadi karena semakin kecil ukuran partikel dan konsentrasi perekat yang digunakan maka semakin tinggi juga kerapatan dari briket arang yang dihasilkan sehingga pembakaran dari briket arang semakin lama karena tidak ada rongga bagi udara untuk masuk (Riseanggara, 2008). Waktu uji nyala briket arang dipengaruhi oleh ukuran partikel dan luas
permukaan dari briket. Secara teoritis apabila kandungan senyawa volatilnya tinggi maka briket arang akan mudah terbakar dengan kecepatan pembakaran yang tinggi (Syamsiro Dan Saptoadi, 2004). Kesimpulan 1. Briket arang terbaik adalah terdapat pada ukuran partikel 50 mesh dengan konsentrasi perekat 5% yang menghasilkan nilai kalor 7.41 kalor/gram dan kadar air 2.63% dan lama waktu uji nyala 7,41 menit. Daftar pustaka Ahsonul Anam & Taufik Sastrawinata, 1994.Pengujian Briket Batu Bara Sarang Tawon. Laporan Penelitian UPT-LSDE BPP Teknolog Serpong Anonim. 2003. Statistik Kelapa Sawit 1997 – 2003.Jakarta : Badan Pusat Statistik Republik Indonesia Anonim.2005. Pemanfaatan Limbah Tanaman Kelapa Sawit sebagai Bahan Baku Pulp dan Kertas.www.balitbangsumut.g o.id ( 2 Nopember 2005) Arganda ,M. 2007. Pemanfaatan Tandan Kosong Dan Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Briket Arang. Tesis Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Medan
Arif, helmi dan arnaldo. 2007. Pembuatan Briket Arang Dari Serbuk Gergaji Kayu Dan Tempurung Kelapa. Jurusan Teknik Kimia UNSRI. Inderalaya Darnoko dan Putboyo Guritno.1995.Pembuatan Briket Arang dari Limbah Padat Kelapa Sawit. Laporan Kegiatan Penelitian PPKS 1994/1995 Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (DESDM). (2004). Statistik Energi Indonesia Debby Shintya Dewi. 2005. Uji Karakteristik Dasar BioBriket dari Campuran Ilalang dan Cangkang Sawit sebagai bahan bakar Alternatif. Laporan akhir skripsi jurusan Teknik kimia Unsyiah 2005 Edwi Mahajoeno dan Isroi. 2005. Energi Alternatif Pengganti BBM : Potensi Limbah Biomassa Sawit sebagai Sumber Energi Terbarukan. www.ipard.com/art_perkebuna n/apr11-05-isr+dw.asp ( 22 Nopember 2005) Hendra D dan Pari G.2000.Penyempurnaan Teknologi Pengolahan Arang. Laporan Hasil Penelitian Hasil Hutan. Balai Penelitian Dan Pengembangan Kehutanan ,Bogor. Hendra dan Darmawan, 2000.Pengaruh Bahan Baku,
Jenis Perekat dan Tekanan Kempa Terhadap Kualitas Briket Arang.Puslitbang Hasil Hutan. Johannes, H . 1991. Menghemat kayu bakar dan arang kayu untuk memasak di Pedesaan dengan Briket Bio arang. Laporan Karya Ilmiah Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada .Yokyakarta. 1991 Kardianto,P. 2009. Pengaruh Variasi Jumlah Campuran Perekat Terhadap Karakteristik Arang Briket Batang Jagung.(online). Mattjik, A.A., M. Sumertajaya, (2006). Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab. Bogor: IPB Press. Pari, G.2002. Industri Pengolahan Kayu Teknologi Alterlatif Pemanfaatan Limbah[makalah filsafah sains]. Bogor.Institut Pertanian Bogor. Riseanggara RR. 2008. Optimasi Kadar Perekat Pada Briket Limbah Biomassa. Bogor : Perpustakan Institut Pertanian Bogor. Rustini, 2004.Pembutan Briket Arang Dari Serbuk Gergaji Kayu Pinus Dengan Penambahan Tempurung Kelapa.skripsi. Jurusan Teknologi Hasil Hutan.
Fakultas Kehutanan. Pertanian. Bogor.
Institu
Sunyata A. 2004. Pengaruh Kerapatan Dan Suhu Pirolisa Terhadap Kualitas Briket Arang Serbuk Kayu Sengon. Fakultas Kehutanan Institute Pertanian (INTAN) Yogyakarta. Syamsiro, M.Dan Harwin Saptoadi,2007. Pembakaran Briket Biomassa Cangkang Kakao: Pengaruh Temperature Udara Preheat, Seminar Nasional Teknologi 2007 (SNT 2007), Yogyakarta. Tamam, Tamami, T.C.S., 2005, Studi Eksperimental Karakteristik Kuat Tekan Dan Karakteristik Pembakaran Briket Daun Cengkeh Dan Jerami Padi,Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas MaretSurakarta.
