Karakteristik Pelet Campuran Tandan Kosong Kelapa Sawit :(Elaeis guineensis jacq.) dan Arang
KARAKTERISTIK PELET CAMPURAN TANDAN KOSONG
KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.)
DAN ARANG
EKA AMRIAN NUGRAHA
E24070070
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakteristik Pelet Campuran
Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dan Arang adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi
ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2014
Eka Amrian Nugraha
E24070070
ABSTRAK
EKA AMRIAN NUGRAHA. Karakteristik Pelet Campuran Tandan Kosong Kelapa
Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dan Arang. Dibimbing oleh Wasrin Syafii
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan biomassa yang jumlahnya
melimpah di Indonesia. Biomassa ini memiliki potensi yang sangat besar untuk
dimanfaatkan sebagai bioenergi terbarukan. Penelitian ini mencoba untuk melakukan
kajian pemanfaatan biomasa TKKS untuk dijadikan biopelet sebagai bahan bakar
alternatif terbarukan. Pelet dibuat dengan pencampuran serbuk tandan kosong kelapa
sawit dan arang tandan kosong kelapa sawit dengan proporsi penambahan arang
masing-masing 0, 10, dan 20%. Biopelet dicetak dengan menggunakan alat peletmill
yang menghasilkan pelet berbentuk silinder dengan ukuran diameter 0,4 cm dan
panjang +4 cm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan arang dapat
meningkatkan nilai kalor pelet. Nilai kalor pelet dengan tambahan arang sebanyak 10
dan 20% menghasilkan pelet dengan nilai kalor masing-masing 17,21 MJ/kg dan
17,38 MJ/kg. Sementara itu nilai Kalor bahan baku tandan kosong kelapa sawit
kering dan peletnya masing-masing 16,21 MJ/kg dan 16,40 MJ/kg. Selain nilai kalor,
penambahan arang pada pembuatan pelet tandan kosong kelapa sawit juga
menurunkan kadar air dan abu serta meningkatkan densitas kamba pelet. Secara
umum, kualitas biopelet pencampuran 20% arang dapat memenuhi standar Negara
Perancis untuk parameter ukuran diameter, ukuran panjang, kadar air, dan nilai kalor,
sedangkan kadar abu, dan massa jenis belum memenuhi syarat pada semua jenis
biopelet yang dihasilkan.
Kata kunci:tandan kosong kelapa sawit, biopelet, nilai kalor, arang, energi alternatif
terbarukan.
ABSTRACT
EKA AMRIAN NUGRAHA. The Characteristics of Pellets Made from Empty Fruit
Bunches of Oil Palm (Elaeis guineensis Jacq.) and Charcoal. Supervised by Wasrin
Syafii
Oil palm empty fruit bunches (EFB) is very abundant in Indonesia. It has huge
potential to be used as renewable energy. This study tries to assess the use of EFB as
biopellet to be used as alternative renewable fuel. Pellets are made from mixing oil
palm empty fruit bunch powder and oil palm empty fruit bunch char at a ratio of 0,
10, and 20% respectively. Biopellet is molded using pellet mill machine that
produces cylindrical shaped pellets with a diameter of 0.4 cm and a length of + 4 cm.
The result of the study indicates that adding char could increase the calorific value of
pellets. The calorific value of pellets to which 10 and 20% of char has been added
will produce pellets that have a calorific value of 17,21 MJ/kg and 17,38 MJ/kg
respectively. Meanwhile the calorific value of dry empty palm oil bunch feedstock
and its pellets are 16,21 MJ/kg and 17,38 MJ/kg respectively. In addition to calorific
value, adding char to pellets made from oil palm empty fruit bunched will reduce the
moisture and ash contents and improve the bulk density of pellets. In general, the
quality of biopellets that have been mixed with 20% of char is capable of meeting the
French standard as regard to diameter size, length size, moisture content, and calorific
value parameters, on the other hand as regard to ash content, and bulk density, all
biopellet types still hasn’t been able to fulfill the requirements.
Keywords: oil palm empty fruit bunch, biopellet, calorific value, charcoal, alternative
renewable energy.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan
hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak
merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau
seluruh karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
KARAKTERISTIK PELET CAMPURAN TANDAN KOSONG KELAPA
SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.)
DAN ARANG
Skirpsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kehutanan pada
Departemen Hasil Hutan
EKA AMRIAN NUGRAHA
E24070070
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Karakteristik Pelet Campuran Tandan Kosong Kelapa
Sawit :(Elaeis guineensis jacq.) dan Arang
Nama
: Eka Amrian Nugraha
NIM
: E24070070
Disetujui oleh :
Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M. Agr
Pembimbing
Diketahui oleh :
Prof.Dr.Ir. Fauzi Febrianto, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-NYA
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penulis mengucapkan terimakasih
kepada Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M. Agr atas segala bimbingan, dukungan dan
saran yang telah diberikan selama penelitian maupun dalam penyelesaian karya
ilmiah yang berjudul Karakteristik Pelet Campuran Tandan Kosong Kelapa Sawit
(Elaeis guineensis jacq.) dan Arang.
Selama penelitian dan penyusunan laporan penulis banyak mendapatkan bimbingan,
bantuan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih
kepada Pak Wardi Staf laboran Pakan Ternak , Pak Hendra pekerja perkebunan
Jasinga yang telah membantu menyediakan bahan baku. Di samping itu, penghargaan
penulis sampaikan kepada Bapak Ir. Deded Sarip Nawawi, M.Sc, Pak Atin, Mas
Gunawan dari Lab.Kimia Hasil Hutan yang telah banyak memberi bantuan moral.
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada orang tua, adik-adik, dan temantemanku di THH 44 dan 45 atas dukungannya selama penulis melakukan penelitian
ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2014
Eka Amrian Nugraha
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ...………………………………………………………………..…….xi
DAFTAR TABEL……………………………………………………………….…..xii
DAFTAR GAMBAR……………………………….……………………….……….xii
PENDAHULUAN…………………………………………………………………….1
BAHAN DAN METODE…………………………………………………………..…2
HASIL DAN PEMBAHASAN.….…………………………………………….……..5
Kadar Komponen Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit..………...…………..5
Kualitas Bioellet Kelapa Sawit…………………………….…..………….…..6
KESIMPULAN.………………..…………....……………………..………………….9
DAFTAR PUSTAKA…………...………………………………………..………….10
RIWAYAT HIDUP………………………………………………………………….12
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komponen kimia tandan kosong kelapa sawit …..………………………..5
Tabel 2. Kualitas Biopelet hasil Pengujian dibandingkan dengan standar dari
beberapa Negara……………………………………………………….……………..6
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Biopelet tandan kosong kelapa sawit…………………………….………6
PENDAHULUAN
Semakin tingginya tingkat pertumbuhan penduduk, mengakibatkan konsumsi energi
juga semakin meningkat. Saat ini pemenuhan energi yang besar tersebut masih
ditopang oleh bahan bakar fosil yang lama kelamaan akan habis. Hal ini mendorong
perlunya upaya untuk mencari energi alternatif terbarukan, mudah didapat dan murah.
Indonesia memiliki potensi energi baik dari sumber-sumber baru hingga yang
terbarukan, antara lain panas bumi, tenaga air, biomassa, tenaga surya dan angin.
(Ditjen Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi 2011).
Diantara sumber energi alternatif tersebut, energi biomassa memiliki potensi sangat
besar untuk dikembangkan karena ketersediaanya melimpah, mudah didapat dan
dapat diperbaharui secara cepat. Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan
melalui proses fotosintesis, biomassa untuk bahan energi dapat memanfaatkan bahan
yang nilai ekonomisnya rendah atau limbah setelah diambil produk primernya.
Biomasa dapat dimanfaatkan secara pembakaran langsung atau diubah dalam bentuk
produk lainnya antara lain pelet, briket, atau gas.
Salah satu sumber energi dari biomassa yang belum dimanfaatkan secara optimal
yaitu limbah kelapa sawit yang berupa tandan kosong kelapa sawit. Tandan kosong
kelapa sawit merupakan limbah utama berligniselulosa yang belum termanfaatkan
secara optimal dari industri pengolahan kelapa sawit. Dari satu ton tandan buah segar
akan dihasilkan Crude Palm Oil (CPO) sebanyak 21%, minyak inti sawit sebanyak
0,5% dan sisanya merupakan limbah dalam bentuk tandan kosong sebanyak 23%,
serat 13,5% dan cangkang biji 5,5% (Darnoko 1995). Pada tahun 2011 luas kebun
kelapa sawit di Indonesia mencapai 8,99 juta ha dan produksi mencapai 23,10 juta ton
tandan buah segar per tahun dan menghasil tandan kosong kelapa sawit sebanyak
5,17 juta ton (Dirjen perkebunan, 2011).
Tandan kosong kelapa sawit memiliki potensi besar untuk dijadikan sumber energi
terbarukan karena hasil pembakaran tandan kosong dapat menghasilkan 9,6 MJ/kg
(Prasertsan 1996). Nilai kalor pembakaran tandan kosong tersebut masih tergolong
rendah dibandingkan dengan bahan bakar lainnya yang digunakan untuk pembangkit
listrik seperti batu bara 11,3-17,58 MJ/kg dan cangkang kelapa sawit 16,98 MJ/kg
(Muluk 2011). Oleh sebab itu dalam rangka pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit
sebagai bahan energi perlu dilakukan penelitian untuk meningkatkan nilai kalornya,
sehingga berguna untuk memenuhi kebutuhan energi rumah tangga maupun industri.
Salah satu cara yang dapat digunakan untuk meningkatkan nilai kalor yang dihasilkan
yaitu dengan mengubahanya dalam bentuk pelet atau dengan penambahan bahan
energi biomassa lainnya yang memiliki nilai kalor tinggi.
Penelitian ini bertujuan untuk menguji sifat-sifat pelet tandan kosong kelapa sawit
dan campuran antara tandan kosong kelapa sawit dan arang tandan kosong kelapa
sawit. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan alternatif pemanfaatan tandan
kosong kelapa sawit sebagai bahan baku energi biomassa berupa pelet. Produk ini
diharapkan menjadi alternatif bahan bakar yang menghasilkan energi pembakaran
yang baik untuk memenuhi kebutuhan energi rumah tangga ataupun industri. Selain
itu penelitian ini juga dapat berkontribusi pada upaya pemanfaatan limbah tandan
kosong kelapa sawit menjadi sumber energi terbarukan.
BAHAN DAN METODE
Bahan
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah tandan kosong kelapa sawit
(Elaeis guineensis jacq.) yang berasal dari daerah Jasinga Bogor dan arang tandan
kosong kelapa sawit. Bahan kimia yang digunakan n-hexana, ethanol-benzena (1:2),
H2SO4, NaOH, Hipoklorit, CH3COOH, HNO3, Na2SO4, HCl dan air destilata.
Peralatan yang digunakan antara lain oven, hammermill, saringan bertingkat, kiln
pembakaran, ring die peletmill dan perlengkapan pengujian seperti :desikator,
timbangan elektrik, pemanas air, pengaduk, cawan abu, corong, cawan porselen,
gelas, gelas ukur, geles piala, caliper, elemeyer, dan bom calorimeter.
Metode
Persiapan Serbuk. Sebelum pengujian kimia tandan kosong kelapa sawit dipotong
menjadi ukuran kecil dan dioven dengan suhu 40 oC selama satu minggu hingga
kering udara. Sampel tandan kosong kelapa sawit dicacah menggunakan hammermill
hingga menjadi lebih kecil, dan kemudian digiling menggunakan willey mill hingga
menjadi serbuk. Partikel atau serbuk disaring dengan saringan bertingkat hingga
diperoleh serbuk berukuran 40-60 mesh. Selanjutnya 2 g serbuk tandan kosong
kelapa sawit dioven selama 1 hari pada suhu 103±2 oC untuk mengetahui kadar air
serbuk. Pengovenan dilakukan hingga serbuk memiliki berat yang konstan (TAPPI
T264 om-88).
Pengujian Kadar Komponen Kimia. Pengujian kimia tandan kosong kelapa sawit
antara lain kelarutan zat ekstraktif dalam air panas dan air dingin, kelarutan zat
ekstraktif dalam NaOH 1%, kelarutan dalam pelarut etanol-benzena (1:2), kadar abu,
kadar holoselulosa, selulosa, lignin.
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam Air Dingin. Serbuk (2 g) dimasukkan ke dalam
erlenmeyer kemudian diekstraksikan dengan 300 ml air destilata selama 1 hari.
Setelah itu serbuk disaring dan dicuci dengan air destilata. Serbuk dioven pada suhu
103±2 0C hingga memiki berat konstan (TAPPI T207 om-88).
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam Air Panas. Serbuk (2 g) dimasukkan ke dalam
erlenmeyer kemudian ditambah 100 ml air destilata dan dipanaskan dalam waterbath
selama 3 jam. Setelah itu serbuk disaring dan dicuci dengan air destilata panas.
Serbuk dioven pada suhu 103±2 0C hingga memiliki berat konstan (TAPPI T207 om88).
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam NaOH 1%. Serbuk (2 g) dimasukkan ke dalam
gelas piala dan ditambahkan 100 ml larutan NaOH 1% sambil diaduk. Gelas piala
dipanaskan di dalam waterbath padah suhu 100 oC selama 1 jam dan diaduk 3x pada
menit 10, 15 dan 20. Setelah itu serbuk disaring dan dicuci dengan air panas, asam
asetat dan air panas sampe filtrate tidak berwarna. Serbuk dioven pada suhu 103±2 0C
hingga memiki berat konstan (TAPPI T4 om-59).
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam Etanol-benzena (1:2). Sebanyak 10 g serbuk
dimasukkan kedalam kertas saring yang bebentuk timbel. Timbel kemudian
dimasukkan kedalam soxhlet dan diekstraksi. Timbel dicuci dengan etanol hingga
larutan menjadi bening dan dioven pada suhu 103±2 oC hingga beratnya konstan
(TAPPI T204 om-88).
Kadar Abu. Sebanyak 2 g Serbuk dimasukkan ke cawan porselen yang telah dioven.
dan dimasukkan ke dalam tanur pada suhu 575±25 oC selama 6 jam. Abu dimasukkan
ke desikator dan ditimbang (TAPPI T211 om-85).
Kadar Holoselulosa. Serbuk (1 g) dimasukkan dalam elenmeyer berukuran 500 ml
kemudian ditambah 100 ml air destilata, 3 ml hipoklorit , dan 1 ml CH3COOH.
Larutan dipanaskan pada waterbath dengan suhu 80-90 oC selama 5 jam dan setiap
jam ditambahkan 3 ml hipoklorit dan 0,2 ml CH3COOH. Setelah itu larutan tersebut
disaring dan dicuci dengan air destilata. Sebanyak 50 ml asam asetat ditambahkan
pada kertas saring yang berisi holoselulosa. Kertas saring dan serbuk kemudian di
oven pada suhu 103±2 oC dan ditimbang beratnya hingga konstan (TAPPI T211m).
Kadar Selulosa. Sebanyak 2 g serbuk bebas zat ekstraktif dimasukkan ke dalam
erlenmeyer kemudian diberi 125 ml larutan HNO3 3,5%. Larutan tersebut dipanaskan
pada waterbath dengan suhu 80 oC selama 12 jam, dan disaring. Serbuk kemudian
dimasukkan kedalam erlenmeyer dan ditambah campuran NaOH dan Na2SO3
sebanyak 125 ml dengan perbandingan 20:20 g dalam 1 liter air. Larutan tersebut
dipanaskan pada waterbath dengan suhu 50 oC selama 2 jam. Larutan selanjutnya
disaring menggunakan kertas saring hingga airnya bening. Sebanyak 50 ml hipoklorit
10% ditambahkan dan dicuci dengan air destilata panas hingga bewarna bening,
Serbuk selulosa kemudian dibilas dengan 100 ml CH3COOH 10%. Filtrat dicuci
hingga bebas asam dengan menggunakan air destilata panas. Kertas saring yang berisi
selulosa dioven pada suhu 103±2 oC dan ditimbang (TAPPI T203 om-93).
Kadar Hemiselulosa. Holoselulosa merupakan gabungan antara selulosa dan
hemiselulosa, sehingga hemiselulosa dapat dihitung dari holoselulosa dikurangi kadar
selulosa yang didapat dari pengujian.
Kadar Lignin. Sebanyak 1 g serbuk dimasukkan ke dalam gelas piala 100 ml dan
ditambahkan 15 ml H2SO4 72% sambil diaduk setiap 15 menit. Larutan direaksikan
selama 2 jam dan suhu larutan dijaga agar tetap konstan dengan mendinginkan bagian
luar dengan es. Sebanyak 300 ml air destilata panas dimasukkan ke dalam gelas piala
dan dipindahkan dalam erlenmeyer 1000 ml yang sebelumnya telah ditandai pada 575
ml. Air destilata ditambah hingga mencapai tera 575 ml (konsentrasi 3%). Lautan
dipanaskan pada waterbath dengan suhu 100 oC selama 4 jam. Larutan diendapkan
dan disaring serta dicuci dengan air panas hingga serbuk bebas asam. Kertas saring
berisi lignin dioven pada suhu 103±2 0C dan ditimbang beratnya hingga diperoleh
berat konstan (TAPPI T13 os-54).
Pembuatan Pelet. Proses pembuatan pelet dimulai dari proses karbonisasi. Proses
karbonisasi bertujuan memperoleh arang. Sebanyak 1 kg bahan baku tandan kosong
kelapa sawit dengan ukuran >50 mesh dipanaskan dalam kiln pembakaran tanpa
kontak dengan oksigen pada suhu 500-800 ˚ C hingga terbentuk arang. Pelet dibuat
dari bahan tandan kosong kelapa sawit dan campuran arang dan tandan kosong kelapa
sawit. Proses pembuatan pelet tandan kosong kelapa sawit menggunakan serbuk
tandan kosong dan arang yang telah digiling dengan ukuran 20-40 mesh. Pelet
berbahan campuran dibuat dengan penambahan serbuk arang 10% dan 20%. Pelet
tandan kosong kelapa sawit 100% akan digunakan sebagai control. Proses pencetakan
pelet tandan kosong kelapa sawit menggunakan peletmill yang dilakukan di
laboraturium pakan ternak IPB. Sebanyak 1 kg serbuk tandan kosong, 1 kg tandan
kosong yang telah yang dicampur arang 10% dan 1kg serbuk tandan kosong yang
dicampur dengan arang sebanyak 20% dicetak dengan peletmill menghasilkan pelet
tandan kosong 100% dan 10% dan 20% campuran arang. Pelet yang dihasilkan
berdiameter 4 mm dan panjangnya 5 hingga 40 mm.
Pengujian Pelet. Pengujian Karakteristik pelet dilakukan pada parameter kadar air,
nilai kalor, diameter, panjang, densitas dan kadar abu. Pada pengukuran kadar air, 2 g
pelet dioven selama 1 hari pada suhu 103±2 ˚ C untuk mengetahui kadar air serbuk.
Pengovenan dilakukan hingga serbuk memiliki berat yang konstan (TAPPI T264 om88). Nilai kalor dihitung dengan cara menghitung banyaknya energi yang dihasilkan
per massa yang digunakan . Sebanyak 1 gram serbuk tandan kosong dibakar dalam
bom kalori meter. Perhitungan panjang dan diameter Pelet dihitung secara manual
menggunakan caliper. Densitas pelet dihitung sebagai pebandingan antara massa
dan volume pelet. Kadar abu diukur dengan mengabukan sebanyak 2 g pelet dalam
tanur pada suhu 575±25 oC selama 6 jam (TAPPI T211 om-85). Kualitas bioplet
kemudian dibandingkan dengan standar yang berlaku di beberapa negara antara lain
Austria, Jerman, Amerika, dan Prancis.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Komponen Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit
Pengujian tandan kosong kelapa sawit diperlukan untuk mengetahui kualitas tandan
kosong yang akan digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan pelet. Kadar
komponen kimia penyusun tandan kosong kelapa sawit dapat mempengaruhi kualitas
pelet yang akan dihasilkan. Kadar komponen kimia tandan kosong kelapa sawit
disajikan pada Table 1.
Tabel 1 Komponen kimia tandan kosong kelapa sawit
Parameter
Kadar air (%)
Kelarutan dalam air dingin (%)
Kelarutan dalam air panas (%)
Kelarutan dalam NaOH 1% (%)
Kelarutan dalam Etanol benzena (1:2) (%)
Kadar abu (%)
Holoselulosa (%)
Selulosa (%)
Hemiselulosa (%)
Lignin (%)
Kalor jenis (MJ/kg)
Sampel 1
15,4
8,4
11,25
10,05
4,25
7,15
65,7
36,78
28,91
25
16,23
Sampel 2
15,2
8,3
8,15
11,75
3,75
6,85
62,3
34,17
28,12
24
16,18
Rata-rata
15,3
8,35
9,7
10,9
4
7
64
35,48
28,51
24,5
16,21
Dari hasil pengujian diperoleh kadar air pelet rata-rata 15,3%, dan ini lebih tinggi
dibandingkan dengan hasil penelitian Nurwigha (2012) yang menghasilkan pelet
dengan kadar air sebesar 11,52%. Menurut Seng (1994) besarnya kadar air kering
udara bahan sangat bergantung atas kondisi lingkungan setempat dan Indonesia
berkisar 12-20% dan di Bogor sekitar 15%. Tabil (2011) mengatakan bahwa kualitas
pelet yang paling baik akan dihasilkan apabila kadar air didalam bahan baku yang
digunakan 8-12%. Pembentukan pelet dengan kadar air diatas 12% dapat menurunkan
kualitas pelet yang dihasilkan.
Zat ekstraktif merupakan komponen kayu yang tidak termasuk dalam komponen kayu
struktural penyusun dinding sel kayu. Pada tabel diatas menujukkan bahwa kelarutan
dalam air panas (9,70%), lebih tinggi dibandingkan dengan kelarutan di dalam air
dingin (8,35%). Sementara itu, kelarutan dalam NaOH 1% sebesar 10,90% dan dalam
pelarut ethanol-benzena(1:2) sebesar 4,00%. Kadar zat ekstraktif dapat berpengaruh
terhadap nilai kalor bahan biomassa. Biomassa yang memiliki kadar zat ekstraktif
tinggi cenderung menghasilkan nilai kalor pembakaran yang lebih tinggi pula.
Kadar abu merupakan faktor dalam biomassa yang berkorelasi negatif terhadap nilai
kalor. Semakin tinggi kadar abu bahan biomassa akan menyebabkan semakin rendah
nilai kalornya. Hasil penelitian ini memperoleh kadar abu rata-rata tandan kosong
kelapa sawit 7% dan hampir sama dengan hasil penelitian Darnoko (1995) yang
memperoleh kadar abu tandan kosong kelapa sawit 6,59%.
Komponen kimia penyusun dinding sel tandan kosong kelapa sawit terdiri atas
holoselulosa sebesar 64%, kadar selulosa 35,48%, kadar hemiselulosa 28,51%, dan
kadar lignin 24,5%. Hasil penelitian yang dilakukan beberapa peneliti sebelumnya
menemukan kadar selulosa 35,81-40% (Irawadi 1991, Azemi et al 1994, Darnoko et
al 1995), kadar hemiselulosa 27,01 % (Irawadi 1991) dan 24 %, Azemi et al. (1994)
dalam Fauzi (2002), kadar lignin menurut Irawadi (1991) sebesar 15,81%, dan
menurut Azemi et al. (1994) dalam Fauzi (2002) sebesar 21% dan menurut Darnoko
et al (1995) 22,23%, kadar abu menurut Irawadi (1991) sebesar 6,04%, Azemi et al
(1994) dalam Fauzi (2002) 15% dan Darnoko et al (1995) sebesar 6,59%.
Tillman (1976) menyatakan bahwa komponen kimia penyususn biomassa, contohnya
kayu, berkontribusi terhadap nilai kalor yang berbeda-beda. Holoselulosa
menghasilkan nilai kalor sekitar 17,6 MJ/kg, sedangkan lignin menghasilkan nilai
kalor sekitar 26,7 MJ/kg. Sementara itu, zat ekstraktif memiliki nilai kalor sekitar
26,8 MJ/kg. Hal yang sama disampaikan juga oleh Prawirohatmodjo (2004), bahwa
pengaruh lignin yang memiliki nilai kalor lebih tinggi (±6100 kkal/kg) lebih besar
dibandingkan dengan selulosa (4.150 – 4.350 kkal/kg) terhadap nilai kalor biomassa.
Kualitas Pelet Tandan Kosong Kelapa Sawit
Karakteristik pelet tandan kosong kelapa sawit dan arang beragam bergantung pada
proporsi penambahan arang. Penambahan proporsi arang semakin tinggi
mengakibatkan kualitas pelet lebih baik. Kualitas pelet yang diuji dibandingkan
dengan beberapa standar disajikan pada Table 2.
Tabel 2 Kualitas pelet hasil pengujian dibandingkan dengan standar dari beberapa
negara
Parameter
Penambahan arang
Standar
0%
10% 20% Austria Jerman
Amerika
Prancis
(a)
(a)
(b)
(c)
Diameter (mm)
Panjang (mm)
Densitas
(kg/dm3)
Kadar air (%)
Kadar abu (%)
4
28,7
0,37
4
33
0,4
4
40,1
0,4
4-10
5xd
>1,2
4-10
1,15
8,42
10,64
6,95
10,26
7,58
8,91
KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.)
DAN ARANG
EKA AMRIAN NUGRAHA
E24070070
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakteristik Pelet Campuran
Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dan Arang adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi
ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2014
Eka Amrian Nugraha
E24070070
ABSTRAK
EKA AMRIAN NUGRAHA. Karakteristik Pelet Campuran Tandan Kosong Kelapa
Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dan Arang. Dibimbing oleh Wasrin Syafii
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan biomassa yang jumlahnya
melimpah di Indonesia. Biomassa ini memiliki potensi yang sangat besar untuk
dimanfaatkan sebagai bioenergi terbarukan. Penelitian ini mencoba untuk melakukan
kajian pemanfaatan biomasa TKKS untuk dijadikan biopelet sebagai bahan bakar
alternatif terbarukan. Pelet dibuat dengan pencampuran serbuk tandan kosong kelapa
sawit dan arang tandan kosong kelapa sawit dengan proporsi penambahan arang
masing-masing 0, 10, dan 20%. Biopelet dicetak dengan menggunakan alat peletmill
yang menghasilkan pelet berbentuk silinder dengan ukuran diameter 0,4 cm dan
panjang +4 cm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan arang dapat
meningkatkan nilai kalor pelet. Nilai kalor pelet dengan tambahan arang sebanyak 10
dan 20% menghasilkan pelet dengan nilai kalor masing-masing 17,21 MJ/kg dan
17,38 MJ/kg. Sementara itu nilai Kalor bahan baku tandan kosong kelapa sawit
kering dan peletnya masing-masing 16,21 MJ/kg dan 16,40 MJ/kg. Selain nilai kalor,
penambahan arang pada pembuatan pelet tandan kosong kelapa sawit juga
menurunkan kadar air dan abu serta meningkatkan densitas kamba pelet. Secara
umum, kualitas biopelet pencampuran 20% arang dapat memenuhi standar Negara
Perancis untuk parameter ukuran diameter, ukuran panjang, kadar air, dan nilai kalor,
sedangkan kadar abu, dan massa jenis belum memenuhi syarat pada semua jenis
biopelet yang dihasilkan.
Kata kunci:tandan kosong kelapa sawit, biopelet, nilai kalor, arang, energi alternatif
terbarukan.
ABSTRACT
EKA AMRIAN NUGRAHA. The Characteristics of Pellets Made from Empty Fruit
Bunches of Oil Palm (Elaeis guineensis Jacq.) and Charcoal. Supervised by Wasrin
Syafii
Oil palm empty fruit bunches (EFB) is very abundant in Indonesia. It has huge
potential to be used as renewable energy. This study tries to assess the use of EFB as
biopellet to be used as alternative renewable fuel. Pellets are made from mixing oil
palm empty fruit bunch powder and oil palm empty fruit bunch char at a ratio of 0,
10, and 20% respectively. Biopellet is molded using pellet mill machine that
produces cylindrical shaped pellets with a diameter of 0.4 cm and a length of + 4 cm.
The result of the study indicates that adding char could increase the calorific value of
pellets. The calorific value of pellets to which 10 and 20% of char has been added
will produce pellets that have a calorific value of 17,21 MJ/kg and 17,38 MJ/kg
respectively. Meanwhile the calorific value of dry empty palm oil bunch feedstock
and its pellets are 16,21 MJ/kg and 17,38 MJ/kg respectively. In addition to calorific
value, adding char to pellets made from oil palm empty fruit bunched will reduce the
moisture and ash contents and improve the bulk density of pellets. In general, the
quality of biopellets that have been mixed with 20% of char is capable of meeting the
French standard as regard to diameter size, length size, moisture content, and calorific
value parameters, on the other hand as regard to ash content, and bulk density, all
biopellet types still hasn’t been able to fulfill the requirements.
Keywords: oil palm empty fruit bunch, biopellet, calorific value, charcoal, alternative
renewable energy.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan
hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak
merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau
seluruh karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
KARAKTERISTIK PELET CAMPURAN TANDAN KOSONG KELAPA
SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.)
DAN ARANG
Skirpsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kehutanan pada
Departemen Hasil Hutan
EKA AMRIAN NUGRAHA
E24070070
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Karakteristik Pelet Campuran Tandan Kosong Kelapa
Sawit :(Elaeis guineensis jacq.) dan Arang
Nama
: Eka Amrian Nugraha
NIM
: E24070070
Disetujui oleh :
Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M. Agr
Pembimbing
Diketahui oleh :
Prof.Dr.Ir. Fauzi Febrianto, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-NYA
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penulis mengucapkan terimakasih
kepada Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M. Agr atas segala bimbingan, dukungan dan
saran yang telah diberikan selama penelitian maupun dalam penyelesaian karya
ilmiah yang berjudul Karakteristik Pelet Campuran Tandan Kosong Kelapa Sawit
(Elaeis guineensis jacq.) dan Arang.
Selama penelitian dan penyusunan laporan penulis banyak mendapatkan bimbingan,
bantuan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih
kepada Pak Wardi Staf laboran Pakan Ternak , Pak Hendra pekerja perkebunan
Jasinga yang telah membantu menyediakan bahan baku. Di samping itu, penghargaan
penulis sampaikan kepada Bapak Ir. Deded Sarip Nawawi, M.Sc, Pak Atin, Mas
Gunawan dari Lab.Kimia Hasil Hutan yang telah banyak memberi bantuan moral.
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada orang tua, adik-adik, dan temantemanku di THH 44 dan 45 atas dukungannya selama penulis melakukan penelitian
ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2014
Eka Amrian Nugraha
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ...………………………………………………………………..…….xi
DAFTAR TABEL……………………………………………………………….…..xii
DAFTAR GAMBAR……………………………….……………………….……….xii
PENDAHULUAN…………………………………………………………………….1
BAHAN DAN METODE…………………………………………………………..…2
HASIL DAN PEMBAHASAN.….…………………………………………….……..5
Kadar Komponen Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit..………...…………..5
Kualitas Bioellet Kelapa Sawit…………………………….…..………….…..6
KESIMPULAN.………………..…………....……………………..………………….9
DAFTAR PUSTAKA…………...………………………………………..………….10
RIWAYAT HIDUP………………………………………………………………….12
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komponen kimia tandan kosong kelapa sawit …..………………………..5
Tabel 2. Kualitas Biopelet hasil Pengujian dibandingkan dengan standar dari
beberapa Negara……………………………………………………….……………..6
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Biopelet tandan kosong kelapa sawit…………………………….………6
PENDAHULUAN
Semakin tingginya tingkat pertumbuhan penduduk, mengakibatkan konsumsi energi
juga semakin meningkat. Saat ini pemenuhan energi yang besar tersebut masih
ditopang oleh bahan bakar fosil yang lama kelamaan akan habis. Hal ini mendorong
perlunya upaya untuk mencari energi alternatif terbarukan, mudah didapat dan murah.
Indonesia memiliki potensi energi baik dari sumber-sumber baru hingga yang
terbarukan, antara lain panas bumi, tenaga air, biomassa, tenaga surya dan angin.
(Ditjen Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi 2011).
Diantara sumber energi alternatif tersebut, energi biomassa memiliki potensi sangat
besar untuk dikembangkan karena ketersediaanya melimpah, mudah didapat dan
dapat diperbaharui secara cepat. Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan
melalui proses fotosintesis, biomassa untuk bahan energi dapat memanfaatkan bahan
yang nilai ekonomisnya rendah atau limbah setelah diambil produk primernya.
Biomasa dapat dimanfaatkan secara pembakaran langsung atau diubah dalam bentuk
produk lainnya antara lain pelet, briket, atau gas.
Salah satu sumber energi dari biomassa yang belum dimanfaatkan secara optimal
yaitu limbah kelapa sawit yang berupa tandan kosong kelapa sawit. Tandan kosong
kelapa sawit merupakan limbah utama berligniselulosa yang belum termanfaatkan
secara optimal dari industri pengolahan kelapa sawit. Dari satu ton tandan buah segar
akan dihasilkan Crude Palm Oil (CPO) sebanyak 21%, minyak inti sawit sebanyak
0,5% dan sisanya merupakan limbah dalam bentuk tandan kosong sebanyak 23%,
serat 13,5% dan cangkang biji 5,5% (Darnoko 1995). Pada tahun 2011 luas kebun
kelapa sawit di Indonesia mencapai 8,99 juta ha dan produksi mencapai 23,10 juta ton
tandan buah segar per tahun dan menghasil tandan kosong kelapa sawit sebanyak
5,17 juta ton (Dirjen perkebunan, 2011).
Tandan kosong kelapa sawit memiliki potensi besar untuk dijadikan sumber energi
terbarukan karena hasil pembakaran tandan kosong dapat menghasilkan 9,6 MJ/kg
(Prasertsan 1996). Nilai kalor pembakaran tandan kosong tersebut masih tergolong
rendah dibandingkan dengan bahan bakar lainnya yang digunakan untuk pembangkit
listrik seperti batu bara 11,3-17,58 MJ/kg dan cangkang kelapa sawit 16,98 MJ/kg
(Muluk 2011). Oleh sebab itu dalam rangka pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit
sebagai bahan energi perlu dilakukan penelitian untuk meningkatkan nilai kalornya,
sehingga berguna untuk memenuhi kebutuhan energi rumah tangga maupun industri.
Salah satu cara yang dapat digunakan untuk meningkatkan nilai kalor yang dihasilkan
yaitu dengan mengubahanya dalam bentuk pelet atau dengan penambahan bahan
energi biomassa lainnya yang memiliki nilai kalor tinggi.
Penelitian ini bertujuan untuk menguji sifat-sifat pelet tandan kosong kelapa sawit
dan campuran antara tandan kosong kelapa sawit dan arang tandan kosong kelapa
sawit. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan alternatif pemanfaatan tandan
kosong kelapa sawit sebagai bahan baku energi biomassa berupa pelet. Produk ini
diharapkan menjadi alternatif bahan bakar yang menghasilkan energi pembakaran
yang baik untuk memenuhi kebutuhan energi rumah tangga ataupun industri. Selain
itu penelitian ini juga dapat berkontribusi pada upaya pemanfaatan limbah tandan
kosong kelapa sawit menjadi sumber energi terbarukan.
BAHAN DAN METODE
Bahan
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah tandan kosong kelapa sawit
(Elaeis guineensis jacq.) yang berasal dari daerah Jasinga Bogor dan arang tandan
kosong kelapa sawit. Bahan kimia yang digunakan n-hexana, ethanol-benzena (1:2),
H2SO4, NaOH, Hipoklorit, CH3COOH, HNO3, Na2SO4, HCl dan air destilata.
Peralatan yang digunakan antara lain oven, hammermill, saringan bertingkat, kiln
pembakaran, ring die peletmill dan perlengkapan pengujian seperti :desikator,
timbangan elektrik, pemanas air, pengaduk, cawan abu, corong, cawan porselen,
gelas, gelas ukur, geles piala, caliper, elemeyer, dan bom calorimeter.
Metode
Persiapan Serbuk. Sebelum pengujian kimia tandan kosong kelapa sawit dipotong
menjadi ukuran kecil dan dioven dengan suhu 40 oC selama satu minggu hingga
kering udara. Sampel tandan kosong kelapa sawit dicacah menggunakan hammermill
hingga menjadi lebih kecil, dan kemudian digiling menggunakan willey mill hingga
menjadi serbuk. Partikel atau serbuk disaring dengan saringan bertingkat hingga
diperoleh serbuk berukuran 40-60 mesh. Selanjutnya 2 g serbuk tandan kosong
kelapa sawit dioven selama 1 hari pada suhu 103±2 oC untuk mengetahui kadar air
serbuk. Pengovenan dilakukan hingga serbuk memiliki berat yang konstan (TAPPI
T264 om-88).
Pengujian Kadar Komponen Kimia. Pengujian kimia tandan kosong kelapa sawit
antara lain kelarutan zat ekstraktif dalam air panas dan air dingin, kelarutan zat
ekstraktif dalam NaOH 1%, kelarutan dalam pelarut etanol-benzena (1:2), kadar abu,
kadar holoselulosa, selulosa, lignin.
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam Air Dingin. Serbuk (2 g) dimasukkan ke dalam
erlenmeyer kemudian diekstraksikan dengan 300 ml air destilata selama 1 hari.
Setelah itu serbuk disaring dan dicuci dengan air destilata. Serbuk dioven pada suhu
103±2 0C hingga memiki berat konstan (TAPPI T207 om-88).
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam Air Panas. Serbuk (2 g) dimasukkan ke dalam
erlenmeyer kemudian ditambah 100 ml air destilata dan dipanaskan dalam waterbath
selama 3 jam. Setelah itu serbuk disaring dan dicuci dengan air destilata panas.
Serbuk dioven pada suhu 103±2 0C hingga memiliki berat konstan (TAPPI T207 om88).
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam NaOH 1%. Serbuk (2 g) dimasukkan ke dalam
gelas piala dan ditambahkan 100 ml larutan NaOH 1% sambil diaduk. Gelas piala
dipanaskan di dalam waterbath padah suhu 100 oC selama 1 jam dan diaduk 3x pada
menit 10, 15 dan 20. Setelah itu serbuk disaring dan dicuci dengan air panas, asam
asetat dan air panas sampe filtrate tidak berwarna. Serbuk dioven pada suhu 103±2 0C
hingga memiki berat konstan (TAPPI T4 om-59).
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam Etanol-benzena (1:2). Sebanyak 10 g serbuk
dimasukkan kedalam kertas saring yang bebentuk timbel. Timbel kemudian
dimasukkan kedalam soxhlet dan diekstraksi. Timbel dicuci dengan etanol hingga
larutan menjadi bening dan dioven pada suhu 103±2 oC hingga beratnya konstan
(TAPPI T204 om-88).
Kadar Abu. Sebanyak 2 g Serbuk dimasukkan ke cawan porselen yang telah dioven.
dan dimasukkan ke dalam tanur pada suhu 575±25 oC selama 6 jam. Abu dimasukkan
ke desikator dan ditimbang (TAPPI T211 om-85).
Kadar Holoselulosa. Serbuk (1 g) dimasukkan dalam elenmeyer berukuran 500 ml
kemudian ditambah 100 ml air destilata, 3 ml hipoklorit , dan 1 ml CH3COOH.
Larutan dipanaskan pada waterbath dengan suhu 80-90 oC selama 5 jam dan setiap
jam ditambahkan 3 ml hipoklorit dan 0,2 ml CH3COOH. Setelah itu larutan tersebut
disaring dan dicuci dengan air destilata. Sebanyak 50 ml asam asetat ditambahkan
pada kertas saring yang berisi holoselulosa. Kertas saring dan serbuk kemudian di
oven pada suhu 103±2 oC dan ditimbang beratnya hingga konstan (TAPPI T211m).
Kadar Selulosa. Sebanyak 2 g serbuk bebas zat ekstraktif dimasukkan ke dalam
erlenmeyer kemudian diberi 125 ml larutan HNO3 3,5%. Larutan tersebut dipanaskan
pada waterbath dengan suhu 80 oC selama 12 jam, dan disaring. Serbuk kemudian
dimasukkan kedalam erlenmeyer dan ditambah campuran NaOH dan Na2SO3
sebanyak 125 ml dengan perbandingan 20:20 g dalam 1 liter air. Larutan tersebut
dipanaskan pada waterbath dengan suhu 50 oC selama 2 jam. Larutan selanjutnya
disaring menggunakan kertas saring hingga airnya bening. Sebanyak 50 ml hipoklorit
10% ditambahkan dan dicuci dengan air destilata panas hingga bewarna bening,
Serbuk selulosa kemudian dibilas dengan 100 ml CH3COOH 10%. Filtrat dicuci
hingga bebas asam dengan menggunakan air destilata panas. Kertas saring yang berisi
selulosa dioven pada suhu 103±2 oC dan ditimbang (TAPPI T203 om-93).
Kadar Hemiselulosa. Holoselulosa merupakan gabungan antara selulosa dan
hemiselulosa, sehingga hemiselulosa dapat dihitung dari holoselulosa dikurangi kadar
selulosa yang didapat dari pengujian.
Kadar Lignin. Sebanyak 1 g serbuk dimasukkan ke dalam gelas piala 100 ml dan
ditambahkan 15 ml H2SO4 72% sambil diaduk setiap 15 menit. Larutan direaksikan
selama 2 jam dan suhu larutan dijaga agar tetap konstan dengan mendinginkan bagian
luar dengan es. Sebanyak 300 ml air destilata panas dimasukkan ke dalam gelas piala
dan dipindahkan dalam erlenmeyer 1000 ml yang sebelumnya telah ditandai pada 575
ml. Air destilata ditambah hingga mencapai tera 575 ml (konsentrasi 3%). Lautan
dipanaskan pada waterbath dengan suhu 100 oC selama 4 jam. Larutan diendapkan
dan disaring serta dicuci dengan air panas hingga serbuk bebas asam. Kertas saring
berisi lignin dioven pada suhu 103±2 0C dan ditimbang beratnya hingga diperoleh
berat konstan (TAPPI T13 os-54).
Pembuatan Pelet. Proses pembuatan pelet dimulai dari proses karbonisasi. Proses
karbonisasi bertujuan memperoleh arang. Sebanyak 1 kg bahan baku tandan kosong
kelapa sawit dengan ukuran >50 mesh dipanaskan dalam kiln pembakaran tanpa
kontak dengan oksigen pada suhu 500-800 ˚ C hingga terbentuk arang. Pelet dibuat
dari bahan tandan kosong kelapa sawit dan campuran arang dan tandan kosong kelapa
sawit. Proses pembuatan pelet tandan kosong kelapa sawit menggunakan serbuk
tandan kosong dan arang yang telah digiling dengan ukuran 20-40 mesh. Pelet
berbahan campuran dibuat dengan penambahan serbuk arang 10% dan 20%. Pelet
tandan kosong kelapa sawit 100% akan digunakan sebagai control. Proses pencetakan
pelet tandan kosong kelapa sawit menggunakan peletmill yang dilakukan di
laboraturium pakan ternak IPB. Sebanyak 1 kg serbuk tandan kosong, 1 kg tandan
kosong yang telah yang dicampur arang 10% dan 1kg serbuk tandan kosong yang
dicampur dengan arang sebanyak 20% dicetak dengan peletmill menghasilkan pelet
tandan kosong 100% dan 10% dan 20% campuran arang. Pelet yang dihasilkan
berdiameter 4 mm dan panjangnya 5 hingga 40 mm.
Pengujian Pelet. Pengujian Karakteristik pelet dilakukan pada parameter kadar air,
nilai kalor, diameter, panjang, densitas dan kadar abu. Pada pengukuran kadar air, 2 g
pelet dioven selama 1 hari pada suhu 103±2 ˚ C untuk mengetahui kadar air serbuk.
Pengovenan dilakukan hingga serbuk memiliki berat yang konstan (TAPPI T264 om88). Nilai kalor dihitung dengan cara menghitung banyaknya energi yang dihasilkan
per massa yang digunakan . Sebanyak 1 gram serbuk tandan kosong dibakar dalam
bom kalori meter. Perhitungan panjang dan diameter Pelet dihitung secara manual
menggunakan caliper. Densitas pelet dihitung sebagai pebandingan antara massa
dan volume pelet. Kadar abu diukur dengan mengabukan sebanyak 2 g pelet dalam
tanur pada suhu 575±25 oC selama 6 jam (TAPPI T211 om-85). Kualitas bioplet
kemudian dibandingkan dengan standar yang berlaku di beberapa negara antara lain
Austria, Jerman, Amerika, dan Prancis.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Komponen Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit
Pengujian tandan kosong kelapa sawit diperlukan untuk mengetahui kualitas tandan
kosong yang akan digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan pelet. Kadar
komponen kimia penyusun tandan kosong kelapa sawit dapat mempengaruhi kualitas
pelet yang akan dihasilkan. Kadar komponen kimia tandan kosong kelapa sawit
disajikan pada Table 1.
Tabel 1 Komponen kimia tandan kosong kelapa sawit
Parameter
Kadar air (%)
Kelarutan dalam air dingin (%)
Kelarutan dalam air panas (%)
Kelarutan dalam NaOH 1% (%)
Kelarutan dalam Etanol benzena (1:2) (%)
Kadar abu (%)
Holoselulosa (%)
Selulosa (%)
Hemiselulosa (%)
Lignin (%)
Kalor jenis (MJ/kg)
Sampel 1
15,4
8,4
11,25
10,05
4,25
7,15
65,7
36,78
28,91
25
16,23
Sampel 2
15,2
8,3
8,15
11,75
3,75
6,85
62,3
34,17
28,12
24
16,18
Rata-rata
15,3
8,35
9,7
10,9
4
7
64
35,48
28,51
24,5
16,21
Dari hasil pengujian diperoleh kadar air pelet rata-rata 15,3%, dan ini lebih tinggi
dibandingkan dengan hasil penelitian Nurwigha (2012) yang menghasilkan pelet
dengan kadar air sebesar 11,52%. Menurut Seng (1994) besarnya kadar air kering
udara bahan sangat bergantung atas kondisi lingkungan setempat dan Indonesia
berkisar 12-20% dan di Bogor sekitar 15%. Tabil (2011) mengatakan bahwa kualitas
pelet yang paling baik akan dihasilkan apabila kadar air didalam bahan baku yang
digunakan 8-12%. Pembentukan pelet dengan kadar air diatas 12% dapat menurunkan
kualitas pelet yang dihasilkan.
Zat ekstraktif merupakan komponen kayu yang tidak termasuk dalam komponen kayu
struktural penyusun dinding sel kayu. Pada tabel diatas menujukkan bahwa kelarutan
dalam air panas (9,70%), lebih tinggi dibandingkan dengan kelarutan di dalam air
dingin (8,35%). Sementara itu, kelarutan dalam NaOH 1% sebesar 10,90% dan dalam
pelarut ethanol-benzena(1:2) sebesar 4,00%. Kadar zat ekstraktif dapat berpengaruh
terhadap nilai kalor bahan biomassa. Biomassa yang memiliki kadar zat ekstraktif
tinggi cenderung menghasilkan nilai kalor pembakaran yang lebih tinggi pula.
Kadar abu merupakan faktor dalam biomassa yang berkorelasi negatif terhadap nilai
kalor. Semakin tinggi kadar abu bahan biomassa akan menyebabkan semakin rendah
nilai kalornya. Hasil penelitian ini memperoleh kadar abu rata-rata tandan kosong
kelapa sawit 7% dan hampir sama dengan hasil penelitian Darnoko (1995) yang
memperoleh kadar abu tandan kosong kelapa sawit 6,59%.
Komponen kimia penyusun dinding sel tandan kosong kelapa sawit terdiri atas
holoselulosa sebesar 64%, kadar selulosa 35,48%, kadar hemiselulosa 28,51%, dan
kadar lignin 24,5%. Hasil penelitian yang dilakukan beberapa peneliti sebelumnya
menemukan kadar selulosa 35,81-40% (Irawadi 1991, Azemi et al 1994, Darnoko et
al 1995), kadar hemiselulosa 27,01 % (Irawadi 1991) dan 24 %, Azemi et al. (1994)
dalam Fauzi (2002), kadar lignin menurut Irawadi (1991) sebesar 15,81%, dan
menurut Azemi et al. (1994) dalam Fauzi (2002) sebesar 21% dan menurut Darnoko
et al (1995) 22,23%, kadar abu menurut Irawadi (1991) sebesar 6,04%, Azemi et al
(1994) dalam Fauzi (2002) 15% dan Darnoko et al (1995) sebesar 6,59%.
Tillman (1976) menyatakan bahwa komponen kimia penyususn biomassa, contohnya
kayu, berkontribusi terhadap nilai kalor yang berbeda-beda. Holoselulosa
menghasilkan nilai kalor sekitar 17,6 MJ/kg, sedangkan lignin menghasilkan nilai
kalor sekitar 26,7 MJ/kg. Sementara itu, zat ekstraktif memiliki nilai kalor sekitar
26,8 MJ/kg. Hal yang sama disampaikan juga oleh Prawirohatmodjo (2004), bahwa
pengaruh lignin yang memiliki nilai kalor lebih tinggi (±6100 kkal/kg) lebih besar
dibandingkan dengan selulosa (4.150 – 4.350 kkal/kg) terhadap nilai kalor biomassa.
Kualitas Pelet Tandan Kosong Kelapa Sawit
Karakteristik pelet tandan kosong kelapa sawit dan arang beragam bergantung pada
proporsi penambahan arang. Penambahan proporsi arang semakin tinggi
mengakibatkan kualitas pelet lebih baik. Kualitas pelet yang diuji dibandingkan
dengan beberapa standar disajikan pada Table 2.
Tabel 2 Kualitas pelet hasil pengujian dibandingkan dengan standar dari beberapa
negara
Parameter
Penambahan arang
Standar
0%
10% 20% Austria Jerman
Amerika
Prancis
(a)
(a)
(b)
(c)
Diameter (mm)
Panjang (mm)
Densitas
(kg/dm3)
Kadar air (%)
Kadar abu (%)
4
28,7
0,37
4
33
0,4
4
40,1
0,4
4-10
5xd
>1,2
4-10
1,15
8,42
10,64
6,95
10,26
7,58
8,91