PEMANFAATAN LIMBAH INDUSTRI PENGOLAHAN K (1)

TESIS OLEH SAMSUL BAHRI 057004019/PSL SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

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

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 : PEMANFAATAN LIMBAH INDUSTRI

MENGURANGI PENCEMARAN LINGKUNGAN DI NANGGROE

ACEH DARUSSALAM

Nama

: SAMSUL BAHRI

Nomor Pokok

Program Studi : PENGELOLAAN SUMBERDAYA ALAM DAN

LINGKUNGAN

Menyetujui : Komisi Pembimbing

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

(Dr. Retno Widhiastuti, MS) (Drs. Chairuddin, M.Sc)

Anggota

Anggota

Ketua Program Studi,

Direktur,

(Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH, MS) (Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B. M.Sc) NIP. 131 694 639

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 CO 2 akibat pembakaran limbah sudah bisa ditekan.

Kata kunci : Pemanfaatan limbah industri pengolahan kayu, Briket arang,

Pencemaran lingkungan

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 CO 2 resulted from burning can be minimized.

Key words : Waste of Timber Processing Industry, Charcoal Briquette,

Environmental Pollution.

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.

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Halaman

1. Kerangka Berpikir ...................................................................................

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

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 perusahaan- perusahaan 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 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

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).

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 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

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 sumber- sumber 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.

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.

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

SKEMA (FLOW CHART) KERANGKA BERFIKIR

Kebijaksanaan Penghematan Konsumsi SDA Pemerintah

(BBM)

Izin Ops HPH/IPK & Krisis Energi (BBM/gas) BUMN

Energi Alternatif

Industri Pengolahan Kayu (Plywood & Saw mill)

Batubara, panas bumi, angin, limbah biomassa, sinar surya &

pasang surut air laut

Produk kayu

Limbah kayu

olahan & jadi

(pot. Kayu, serbuk

Limbah biomassa (limbah kayu,

gergaji, dll)

sekam padi, tandan sawit)

(Briket Arang) layak sebagai

subsitusi minyak tanah

Limbah kayu

(industri penggergajian)

sbgn. sdh

limbah dibuang kesungai

dimanfaatkan

& dibakar (pencemaran

(industri plywood

lingk. UU No 23 Th.

& pulp)

Gambar 1. Kerangka Berfikir

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.

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 :

Penebangan

Cabang, ranting, tunggak atau tajuk pohon

Pengkulitan

Kulit

Pemotongan dolok

Potongan dolok + Serbuk

Pembelahan pertama

Sebetan + Serbuk

Pembelahan ulang

Sebetan + Serbuk

Perataan sisi Sebetan + Serbuk

Pemotongan

Potongan + Serbuk

(DEPHUTBUN, 2000) Penumpukan limbah atau pembangkit energi

Gambar 2. Proses Produksi Limbah Kayu

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 17,6 Sisa kupasan veneer

11,0 Serbuk gergaji

2,7 Serbuk pengamplasan

3,2 Sisa veneer

23,4 Potongan tepi kayu lapis

4,3 Jumlah

62,2 Sumber

: Dinas Kehutanan NAD, 2006

Tabel 2. Komposisi Limbah Kayu Industri Penggergajian

Komponen

Dalam Persen (%)

Serbuk gergaji 10,4 Sebetan

25,9 Potongan ujung

14,3 Jumlah

50,6 Sumber

: Dinas Kehutanan NAD, 2006

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 Apabila hanya limbah industri penggergajian yang dihitung maka dihasilkan limbah sebanyak 1,4 juta m³ per tahun. Angka ini cukup besar karena mencapai

Tabel. 3 Produksi Kayu Gergajian dan Perkiraan Jumlah Limbah

Produksi

Potongan Tahun

Sumber : 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

Jumlah Tahun

Produksi Kayu

Produksi Kayu

Bulat (m )

Olahan (m )

Limbah (m )

2005 38.909,11 22.512,389 16.396.721 50,8 Sumber : 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.

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 H 3 PO 4 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

Zn, Fe, Mn, Cl, PO 4 dan SO 4 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 NH 4 HCO 3 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 H 2 = 5,6%, CO = 11,77%, CH 4 = 4,34%, C 2 H 6 = 0,21%,

N 2 = 57, 69 %, O 2 = 0,40% dan CO 2 =15,71%.

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 CO 2 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%.

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 CO 2 sebanyak 3,5 juta ton sedangkan untuk dunia karena kebutuhan kayu bakar dan arang untuk tahun 2000 saja diperkirakan 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 CO 2 sebanyak 3,5 juta ton sedangkan untuk dunia karena kebutuhan kayu bakar dan arang untuk tahun 2000 saja diperkirakan

6,07 x 109 ton CO 2 /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 Menurut Oey Djoen Seng (1964) dalam Holil (1980) pada kondisi pengarangan yang sama, kayu dengan berat jenis lebih tinggi akan menghasilkan

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 CO 2 dalam jumlah kecil. Bahan baku kayu baru mengandung 50% karbon. - 200 ºC sampai 300 ºC

: Pembentukan gas CO dan CO 2 serta penyulingan terhadap asam asetat, asam format, dan methanol dimulai. Arang mulai berwarna coklat tua dan kandungan karbon mencapai 70%.

- 300 ºC sampai 400 ºC : 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 - 300 ºC sampai 400 ºC : 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

- 400 ºC sampai 500 ºC : Gas terbentuk dalam jumlah besar, terutama terdiri dari senyawa hidro karbon dengan molekul CO dan CO 2 , 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.

Tabel. 5 Pengelompokan Jenis Kayu Berdasarkan Berat Jenis sebagai Bahan baku Briket Arang

No Jenis Kayu

Nama Botani

Berat Jenis

1. Meranti Batu (Parashorea aptera V. S1) BJ > 0,6

2. Kruing

(Dipterocarpus convertus)

BJ > 0,6

3. Semantok (Dipterocarpus sp) BJ > 0,6

4. Kapur (Dryobalanops Sp V. S1) BJ > 0,6

5. Terentang (Compnosperma macrophylla Hook. f) BJ < 0,6

6. Rengas burung (Melanorhoea wallichii Hook. f) BJ < 0,6

7. Pulai (Alstonia pneumatophora Back) BJ < 0,6

8. Meranti Kunyit (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.

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%.

Tabel. 6 Komposisi Kimia Pati

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.

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

Tabel. 7 Hasil Analisa Sifat Fisis dan Kimia Briket Arang buatan Inggris, Jepang, Amerika dan Indonesia

Briket Arang

Jenis Analisa Inggris Jepang Amerika Indonesia

Kadar Air (%)

7,57 Kadar Abu (%)

19 – 28 16,14 Kadar Zat Mudah Menguap (%) 16,41

5,51 Kadar Karbon Terikat (%)

60 78,35 Kerapatan (gr / cm 3 )

1 0,4407 Keteguhan Tekan (kg / cm 2 )

62 - Nilai Kalor Bakar (kal / gr)

6230 6814,11 Sumber : Departemen Kehutanan dan Perkebunan, 1994

6000-7000

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

0,7 ton/m³

Bentuk

Silinder dan Kenari

Ukuran

38 x 26 x 16 mm

Kuat Tekan

> 60 kg/cm²

Nilai Kalor

50 kal/gr

Kadar Air

Kadar Abu

Kadar Belerang

Pembakaran Suhu 400 – 700 ºC selama ± 2 jam/kg Emisi

CO 1000 ppm NOx 100 ppm SOx 250 ppm

Sumber : Departemen ESDM, 2001.

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 Lhokseumawe- NAD 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

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. (T O ) 100% arang serbuk gergajian kayu

2. (T 1 ) 70% arang serbuk gergajian kayu + 30% serbuk arang potongan kayu BJ tinggi

3. (T 2 ) 50% arang serbuk gergajian kayu + 50% serbuk arang potongan kayu BJ tinggi

4. (T 3 ) 30% arang serbuk gergajian kayu + 70% serbuk arang potongan kayu BJ tinggi

5. (T 4 ) 10% arang serbuk gergajian kayu + 90% serbuk arang potongan kayu BJ tinggi

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.

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.

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 100 % (100 % arang serbuk gergajian kayu) T 1 70 % + 30 % (70 % arang serbuk gergajian kayu + 30 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) T 2 50 % + 50 % (50 % arang serbuk gergajian kayu + 50 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) T 3 30 % + 70 % (30 % arang serbuk gergajian kayu + 70 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) T 4 10 % + 90 % (10 % arang serbuk gergajian kayu + 90 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) To 100 % (100 % arang serbuk gergajian kayu) T 1 70 % + 30 % (70 % arang serbuk gergajian kayu + 30 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) T 2 50 % + 50 % (50 % arang serbuk gergajian kayu + 50 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) T 3 30 % + 70 % (30 % arang serbuk gergajian kayu + 70 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi) T 4 10 % + 90 % (10 % arang serbuk gergajian kayu + 90 % arang serbuk limbah potongan kayu BJ tinggi)

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 :

Berat Arang

Rendeman ( % ) =

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

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 : Berat ( gram )

Kerapatan =

Volume ( cm )

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 /cm 2 dengan rumus menurut (ASTM.1969) sebagai berikut :

2. P

Keteguhan Tekan =

3,14 × D × L

P = Beban penekanan yang diberikan ( kg )

D = Garis tengah briket arang ( cm ) L = Tinggi briket arang ( cm ) D = Garis tengah briket arang ( cm ) L = Tinggi briket arang ( cm )