Pemanfaatan Tongkol Jagung Dan Limbah Teh Sebagai Bahan Briket Arang
6
TINJAUAN PUSTAKA
Energi
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), energi adalah tenaga
atau gaya untuk berbuat sesuatu, defenisi ini merupakan perumusan yang lebih
luas daripada pengertian-pengertian energi pada umumnya dianut di dunia ilmu
pengetahuan. Dalam pengertian sehari-hari energi dapat didefenisikan sebagai
kemampuan untuk melakukan kerja (Kadir, 1995).
Energi merupakan sektor utama dalam perekonomian Indonesia dewasa ini
dan akan mengambil peranan yang lebih besar di waktu yang akan datang baik
dalam rangka penyediaan devisa, penyerapan tenaga kerja, pelestarian sumber
daya energi, pembangunan nasional serta pembangunan daerah.
Situasi
energi
di
Indonesia
tidak
terlepas
dari
situasi
energi
dunia.Konsumsi energi dunia yang semakin meningkat menimbulkan kesempatan
bagi Indonesia untuk mencari sumber energi alternatif untuk memenuhi
kebutuhannya sendiri.Untuk itu perlu mengidentifikasi sektor mana yang dapat
dimanfaatkan sebagai sumber daya energi terbarukan.
Seperti diketahui Indonesia sangat berkepentingan untuk menggantikan
sumber daya energi minyak dengan sumber daya energi lainnya karena minyak
merupakan sumber daya energi yang menghasilkan devisa selain gas alam. Oleh
karena itu, sektor perekonomian yang memanfaatkan minyak sebisa mungkin
menggantikannya dengan sumber daya lain seperti gas alam, batubara, panas
bumi,
tenaga
air
dan
biomassa
yang
(Reksohadiprojo, 1998).
6
tersedia
dalam
jumlah
besar
7
Biomassa
Biomassa didefenisikan sebagai material tanaman, tumbuh-tumbuhan, atau
sisa hasil pertanian yang digunakan sebagai bahan bakar atau sumber bahan bakar.
Secara umum sumber-sumber biomassa antara lain tongkol jagung, jerami, dan
lain sebagainya; material kayu seperti kayu atau kulit kayu, potongan kayu dan
lain sebagainya; sampah kota misalnya sampah kertas dan tanaman sumber energi
seperti minyak kedelai, alfalfa, poplars, dan lain sebagainya.
Biomassa adalah campuran material organik yang kompleks, biasanya
terdiri dari karbohidrat, lemak, protein dan mineral lain yang jumlahnya sedikit
seperti sodium, fosfor, kalsium dan besi.Komponen utama tanaman biomassa
adalah karbohidrat (berat kering lebih kurang 75 %), lignin (lebih kurang 25%)
dimana pada beberapa tanaman komposisinya berbeda-beda (Silalahi, 2000).
Energi biomassa menjadi sumber energi alternatif pengganti bahan bakar
fosil (minyak bumi) karena beberapa sifatnya yang menguntungkan yaitu, dapat
dimanfaatkan secara lestari karena sifatnya yang dapat diperbaharui, relatif tidak
mengandung unsur sulfur sehingga tidak menyebabkan polusi udara juga dapat
meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumber daya hutan dan pertanian
(Widarto dan Suryanta, 1995).
Indonesia sebagai Negara agraris mempunyai potensi biomassa yang
relatif besar yang bersal dari limbah pertanian, perkebunan, kehutanan, limbah
ternak, dan limbah kota (sampah). Energi biomassa ini dipakai baik sebagai
pembangkit listrik, energi panas atau energi mekanik (penggerak). Dengan
melihat potensi besar ini, maka pemanfaatannya untuk energi akan memberi
kontribusi yang cukup berarti dalam pemenuhan kebutuhan energi masyarakat.
8
Pada kenyataannya meskipun potensi energi biomassa relatif besar namun
pemanfaatannya sampai saat ini belum optimal (Daryanto, 1994).Potensi energi
biomassa di Indonesia tercantum pada Tabel 1.
Tabel 1. Potensi biomassa Indonesia
Sumber energi
Kayu
Sekam padi
Jenggal jagung
Tempurung kelapa
Potensial total
Produksi
(106ton.Th-1)
25. 00
7. 55
1. 52
1. 25
35. 32
Energi
(109kkal.Th-1)
100. 0
27. 0
6. 8
5. 1
138. 9
Pangsa (%)
72. 0
19. 4
4. 9
3. 4
100
(Sumber: Kadir, 1995)
Bahan Bakar
Bahan bakar adalah istilah populer media untuk menyalakan api. Bahan
bakar dapat bersifat alami (ditemukan langsung dari alam), tetapi juga bersifat
buatan (diolah dengan teknologi maju).Bahan bakar alami misalnya kayu bakar,
batubara dan minyak bumi.Bahan bakar buatan misalnya gas alam cair dan
listrik.Sebenarnya, listrik tidak dapat disebut sebagai bahan bakar karena langsung
menghasilkan panas. Panas inilah yang sebenarnya yang dibutuhkan manusia dari
proses pembakaran, disamping cahaya akibat nyalanya (Ismun, 1993).
Konsumsi energi bagi manusia merupakan suatu masalah besar dimana
sumber energi banyak digunakan sekarang yaitu minyak bumi dan batubara yang
cadangannya semakin menipis. Oleh sebab itu, pemakaian sumber energi perlu
dilakukan penghematan guna penyelamatan akan kebutuhan hidup dimasa yang
akan datang. Hal ini yang sudah terjadi di negara berkembang seperti Indonesia
(Nusyirwan dan Nuryetty, 1983).
Sepanjang sejarah, berbagai jenis bahan telah digunakan sebagai bahan
bakar (bergantung pada ketersediannya di suatu wilayah tertentu).Berikut ini
9
adalah beberapa jenis bahan bakar yang kita gunakan, minyak jelanta, gas alam,
propane, etanol, methanol, biomassa (Walker, 2008).
Tongkol Jagung
Di Indonesia jagung merupakan tanaman pangan penting kedua setelah
padi dan terdapat hampir diseluruh kepulauan Indonesia.Tanaman relatif mudah
dibudidayakan dan dapat tumbuh di semua jenis tanah kecuali tanah liat dan pasir.
Kondisi tanah yang dibutukan adalah subur, gembur dan kaya humus sehingga
jagung mudah tumbuh didataran rendah sampai dataran tinggi (ketinggian 0-1300)
dari permukaan laut, didaerah beriklim sedang dan daerah beriklim tropis
basah.Curah hujan optimal untuk pertumbuhan adalah 85-100 mm/bulan merata
sepanjang tahun. Budidaya jagung dapat dilakukan secara monokultur atau
tumpang sari dengan tanaman lain, misalnya kacang tanah dan ubi kayu.
(Anomim, 2005).
Tongkol jagung merupakan salah satu limbah bagian tanaman yang belum
banyak dimanfaatkan. Dengan demikian, limbah tongkol jagung akan terus
meningkat jumlahnya. Cara yang paling mudah yang dilakukan petani untuk
menangani limbah tersebut adalah dengan membakarnya. Tentu saja ini akan
menjadi masalah baru bagi lingkungan, terutama karena pembakaran itu akan
menimbulkan polusi. Tongkol Jagung memiliki kandungan serat kasar yang cukup
tinggi, yakni 33%. Kandungan selulosa sekitar 44,9% dan kandungan lignin
sekitar 33,33% memungkinkan tongkol jagung dijadikan briket arang sebagai
energi alternatif (Lestari, dkk., 2010)
Kualitas pembakaran biomassa limbah tongkol jagung dapat ditingkatkan
dengan proses karbonisasi. Pada temperatur karbonisasi yang semakin tinggi akan
10
diperoleh kadar karbon terikat dan nilai kalor yang semakin tinggi. Pada
penelitian Surono (2010), Kadar karbon terikat dan nilai kalor tertinggi diperoleh
pada temperatur karbonisasi 3800C selama 2 jam yaitu 7128,38 kal/g.
Gambar 1.Tongkol jagung
Ditinjau dari komposisi kimiawinya, tongkol jagung mengandung
beberapa unsur penting yang tercantum pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi Kimia Tongkol Jagung
Komponen
Kadar air
Abu
Pati
Pektin
Hemiselulosa
Sellulosa
Lignin
Kandungan (%)
9.6
1.5
0.014
3.0
36. 0
41.0
6.0
(Sumber:Lorenz dan Kulp, 1991).
Limbah Teh
Indonesia sebagai negara agraris, mempunyai sumber energi biomassa
yang melimpah. Berbagai sumber energi biomassa di Indonesia yang potensial
antara lain kayu dan limbah pertanian/perkebunan. Sumber energi biomassa
tersebut meliputi limbah hasil hutan, seperti: gergajian kayu, cabang, ranting dan
11
batang yang berukuran kecil, limbah perkebunan seperti: cangkang dan sabut
kelapa sawit, cangkang dan sabut kelapa, ampas teh, serta limbah pertanian
seperti: sekam padi, jerami, ampas tebu, batang dan tongkol jagung dan limbahlimbah yang lain.
Indonesia adalah salah satu dari Negara penghasil teh terbesar di dunia
dengan penduduknya yang mengkonsumsi minuman teh cukup besar sehingga
banyak menghasilkan limbah ampas teh yang merupakan sisa proses produksi
minuman teh. Limbah ampas teh tersebut sangat banyak dihasilkan oleh pabrik
industri minuman teh yang tersebar di Indonesia, yang selama ini hanya
digunakan sebagai pupuk kompos.
Pengolah limbah ampas teh tersebut menjadi bahan bakar alternatif berupa
biobriket yaitu dengan membakar ampas teh kering secara pirolisis (dengan
sedikit udara) untuk dijadikan arang yang kemudian dicetak menjadi briket.
Sebagai penguat briket tersebut dicampur dengan biomassa sekam padi
(Putro., 2011).
Nilai Kalor briket yang dihasilkan dipengaruhi oleh nilai kalor atau energi
yang dimiliki oleh bahan penyusunnya. Dimana nilai kalor sangat menentukan
kualitas briket arang. Pada penelitian Siregar (2015), dengan komposisi bahan
pembuat briket yaitu ampas teh dan sekam padi (100% : 0%) memiliki nilai kalor
tertinggi yaitu 5661.41 kal/gr dimana telah memenuhi Standar Nasional Indonesia
(SNI) dengan nilai minimal 5000 kal/gr.
12
Gambar 2. Limbah Ampas Teh
Komposisi kimia ampas teh dan rata-rata Bahan Kering(BK),Natural
Detergent Fibre(NDF) dan Acid Detergent Fibre (ADF) ampas teh yang
difermentasi dengan Aspergillus nigerselama 0, 2, 4 dan 6 minggu disajikan pada
Tabel 3.
Tabel 3. Komposisi kimia ampas teh
Zat gizi
Bahan kering
Abu
Lemak kasar
Protein kasar
Serat kasar
Beban Ekstrak Tanpa Nitrogen
Tanin *
Nautral Detergent Fibre
Acid Detergent Fiber
Hemiselulosa
Selulosa
Lignin
Silika
(Sumber: Nurcahyani, dkk., 2006).
Kandungan (%)
90.24
5.00
0.42
18.40
21.73
54.45
2.98
52.26
43.56
8.70
33.54
8.41
1.61
13
Briket Arang
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), briket merupakan gumpalan
arang yang terbuat dari bahan lunak yang dikeraskan. Faktor-faktor yang
mempengaruhi sifat briket arang adalah berat jenis bahan atau berat jenis serbuk
arang, kehalusan serbuk suhu karbonisasi, tekanan pengempaan dan pencamuran
formula bahan baku briket. Proses pemberiketan adalah proses pengolahan yang
mengalami perlakuan penumbukan, pencampuran bahan baku, pencetakan dengan
sistem hidrolik dan pengeringan pada kondisi tertentu, sehingga diperoleh briket
yang mempunyai bentuk, ukuran fisik dan sifat kimia terentu.
Briket adalah bahan bakar padat yang dapat digunakan sebagai sumber
energi alternatif yang mempunyai bentuk tertentu. Pemilihan proses pembriketan
tentunya harus mengacu pada segmen pasar agar dicapai nilai ekonomi, teknis dan
lingkungan yang optimal. Pembriketan bertujuan untuk memperoleh suatu bahan
bakar yang berkualitas yang dapat digunakan untuk semua sektor sebagai sumber
energi pengganti (Himawanto, 2003).
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan di dalam pembuatan briket antara
lain adalah :
1. Bahan Baku
Briket dapat di buat bermacam-macam bahan baku, seperti ampas tebu,
sekam padi, serbuk gergaji dan lain-lain. Bahan utama yang harus terdapat di
dalam bahan baku adalah selulosa. Semakin tinggi kandungan selulosa maka
semakin baik kualitas briket. Briket yang mengandung zat terbang yang
terlalu tinggi cenderung mengeluarkan asap dan bau tidak sedap.
14
2. Bahan Perekat
Untuk merekatkan partikel-partikel zat dalam bahan baku pada proses
pembuatan briket, maka diperlukan zat perekat sehingga dihasilkan briket
yang kompak.
Bioarang merupakan sumber energi biomassa yang ramah lingkungan dan
biodegradable. Briket arang berfungsi sebagai pengganti bahan bakar minyak,
baik itu minyak tanah, maupun gas LPG. Biomassa ini merupakan sumber energi
masa depan yang tidak akan pernah habis, bahkan jumlahnya bertambah, sehingga
sangat cocok sebagai sumber bahan bakar rumah tangga (Basrianta, 2007).
Ada beberapa tahap yang penting yang perlu dilalui dalam pembuatan
arang briket yaitu, pembuatan serbuk arang, pencampuran serbuk arang dengan
perekat, pengempaan dan penegeringan (Rustini, 2004).
1. Pembuatan serbuk arang
Arang harus cukup halus untuk dapat membuat briket yang baik. Ukuran
partikel arang yang terlalu besar akan sukar pada waktu dilakukan perekatan,
sehingga mengurangi keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan. Sebaiknya
partikel arang mempunyai ukuran 40-60 mesh.Dalam penggunaan ukuran
serbuk arang diperoleh kecenderungan bahwa makin kecil ukuran serbuk
serbuk makin tinggi pula kerapatan dan keteguhan tekan briket arang.
2. Pencampuran Serbuk Arang dengan Perekat
Tujuan pencampuran serbuk arang dengan perekat adalah untuk memberikan
lapisan tipis dari perekat pada permukaan partikel arang.Tahap ini merupakan
tahap penting dan menentukan mutu briket arang yang dihasilkan.Campuran
yang dibuat tergantung pada ukuran serbuk arang, jenis perekat, jumlah perekat
15
dan tekanan pengempaan yang diberikan. Proses perekatan yang baik
ditentukan oleh hasil pencampuran bahan perekat yang dipengaruhi oleh
bekerjanya alat pengaduk (mixer), komposisi perekat yang tepat dan ukuran
pencampuran.
3. Pengempaan
Pengempaan pembuatan briket arang dapat dilakukan dengan alat pengepres
tipe compression atau extrusion. Tekanan yang diberikan untuk pembuatan
briket arang dibedakan menjadi dua cara yaitu melampui batas elastisitas bahan
baku. Pada umumnya, semangkin tinggi tekanan yang diberikan akan
memberikan kecenderungan menghasilkan briket arang dengan kerapatan dan
keteguhan yang semangkin tinggi pula.
4. Pengeringan
Briket yang dihasilkan setelah pengempaan masih mengandung air yang cukup
tinggi (sekitar 50 %).Oleh sebab itu perlu dilakukan pengeringan yang dapat
dilakukan dengan berbagai macam alat pengering seperti kiln, oven atau
penjemuran dengan menggunakan sinar matahari. Suhu pengeringan yang
umum dilakukan adalah sebesar 60oC selama 24 jam dengan menggunakan
oven. Tujuan pengeringan adalah agar arang menjadi kering dan kadar airnya
dapat disesuaikan dengan ketentuan kadar air briket arang yang berlaku.
Syarat briket yang baik adalah briket yang permukaannya halus dan tidak
meninggalkan bekas hitam ditangan. Selain itu, sebagai bahan bakar briket juga
harus memenuhi kriteria : 1. mudah dinyalakan, 2. emisi gas hasil pembakaran
tidak mengandung racun, 3. kedap air dan tidak berjamur bila disimpan dalam
waktu yang lama dan 4. menunjukkan upaya laju pembakaran yang baik.
16
Briket yang baik juga harus memenuhi standar yang telah ditentukan,
kualitas briket yang dihasilkan menurut standar mutu yang sudah ada di beberapa
Negara seperti Inggris, Jepang, Amerika, dan Indonesia.Dimana kualiatas mutu
briket ini sebagai data pembanding, sehingga dapat diketahui kualitas briket yang
dihasilkan dalam penelitian ini.Kualitas mutu briket dapat di lihat pada Tabel 5.
Tabel 4. Kualitas mutu briket arang
Jenis analisa
Kadar air (%)
Kadar abu (%)
Kerapatan (gr.cm-2)
Nilai kalor (kal.gr-1)
Inggris
3. 59
5. 90
0. 48
7289
Briket arang
Jepang
Amerika
6–8
6. 2
3–6
8. 3
1–1,2
1
6000–7000
6230
Indonesia
7. 57
5. 51
0. 44
>5000
(Sumber : Departemen Kehutanan dan Perkebunan (1994) .
Beberapa bentuk pengembangan bahan bakar kayu menghasilkan nilai
kalor yang bervariasi.Nilai kalor bakar dari beberapa limbah pertanian dan kayu
bakar seperti pada Tabel 6.
Tabel 5. Kayu bakar dan bahan bakar minyak
Sumber energi biomassa
Sekam padi
Tempurung kelapa
Kayu bakar
Minyak tanah
Solar
Batubara
Arang kayu
Briket kayu
Briket arang
Nilai kalor bakar (kal.gram-1)
3.570
4.707
3.500
10.500 - 10.700
10.500 - 10.700
6.865 - 8.277
7.433
4.700 - 4.800
6.000 - 8.000
(Sumber: Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dalam Batubara,1994).
Nilai kalor merupakan ukuran panas atau energi yang dihasilkan, dan
diukur sebagai nilai kalor kotor/gross calorific value atau nilai kalor
netto/nettcalorific value. Perbedaannya ditentukan oleh panas laten kondensasi
dari uap air yang dihasilkan selama proses pembakaran. Nilai kalor kotor/gross
calorific value (GCV) mengasumsikan bahwa seluruh uap yang dihasilkan selama
17
proses pembakaran sepenuhnya terembunkan/terkondensasikan. Nilai kalor
netto/nettcalorific value (NCV) mengasumsikan bahwa air yang keluar dengan
produk pengembunan tidak seluruhnya terembunkan.Bahan bakar harus
dibandingkan berdasarkan nilai kalor netto.
Nilai kalor bahan bakar terdiri dari nilai kalor atas atau highest heating
value (HHV) dan nilai kalor bawah atau lowest heating halue (LHV). Nilaikalor
atas (HHV) adalah nilai kalor yang diperoleh dari pembakaran 1 kg bahanbakar
dengan memperhitungkan panas kondensasi uap (air yang dihasilkan dari
pembakaran berada dalam wujud cair). Nilai kalor bawah (LHV) adalah nilai
kalor
yang
diperoleh
dari
pembakaran
1
kg
bahan
bakar
tanpa
memperhitungkanpanas kondensasi uap (air yang dihasilkan dari pembakaran
berada dalam wujudgas atau uap) (Napitupulu, 2006).
Proses Pengarangan
Karbonisasi atau pengarangan adalah proses mengubah bahan organik
menjadi karbon bewarna hitam melalui pembakaran dalam ruang tertutup dengan
udara yang terbatas atau seminimal mungkin. Proses pembakaran dikatakan
sempurna jika hasil pembakaran berupa abu dan seluruh energi di dalam bahan
organik dibebaskan ke lingkungan dengan perlahan (Kurniawan dan Marsono,
2008).
Proses karbonisasi merupakan suatu proses pembakaran tidak sempurna
dari bahan-bahan organik dengan jumlah oksigen yang sangat terbatas, yang
menghasilkan arang serta menyebabkan penguraian senyawa organik yang
menyusun struktur bahan membentuk uap air, ethanol, uap-uap asam asetat dan
hidrokarbon (Hasani, 1996 dalam Fachry, dkk., 2010).
18
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), pelaksanaan karbonisasi
meliputi teknik yang paling sederhana hingga yang paling canggih. Metode
karbonisasi yang paling sederhana dilakukan adalah metode pengarangan dalam
drum. Arang yang dihasilkan lebih hitam jika dibandingkan dengan metode
pengarangan lainnya dan yang dicapai mendekati angka 50 – 60 % dari berat
semula. Drum bekas aspal atau oli yang masih baik digunakan untuk membuat
arang. Bagian alas drum dilubangi kecil-kecil dengan paku atau bor besi dengan
jarak 1 cm x 1 cm, sehingga selanjutnya bahan baku dimasukkan kedalam drum,
lalu api dinyalakan melalui bagian bawah drum yang berlubang. Apabila asap
mulai keluar, berarti pembakaran bahan baku sedang berlangsung.
Proses karbonisasi terdiri dari empat tahap yaitu :
1. Pada suhu 1000C – 1200C terjadi penguapan air dan sampai suhu 2700C
mulai terjadi penguraian selulosa. Distilat mengandung asam organik dan
sedikit ethanol. Asam cuka terbentuk pada suhu 2000C – 2700C.
2. Pada suhu 2700C – 3100C reaksi ekstermic berlangsung dimana terjadi
peruraian selulosa secara intensif menjadi larutan piroligant gas kayu dan
sedikit tar. Asam merupakan asam organik dengan titik didih rendah
seperti asam cuka dan ethanol sedangkan gas kayu terdiri dari CO dan
CO2.
3. Pada suhu 3100C – 5000C terjadi peruraian lignin, dihasilkan lebih banyak
tar sedangkan larutan pirolighant menurun, gas CO2 menurun sedangkan
gas CO dan CH4 dan H2 meningkat.
4. Pada suhu 5000C -10000C merupakan tahapan dari pemurnian arang atau
kadar karbon (Sudrajat dan Soleh,1994).
19
Perekat
Perekat adalah suatu zat atau bahan yang memiliki kemampuan untuk
mengikat dua benda melalui ikatan permukaan. Beberapa istilah lain dari perekat
yang memiliki kekhususan meliputi glue, mucilage, paste, dan cement.Glue
merupakan perekat yang terbuat dari protein hewani, seperti kulit, kuku, urat, otot
dan tulang yang secara luas digunakan dalam industri pengerjaan kayu. Mucilage
adalah perekat yang dipersiapkan dari getah dan air, dan diperuntukkan terutama
untuk perekat kertas.Paste merupakan perekat pati (starch) yang dibuat melalui
pemanasan campuran pati dan air, dan dipertahankan berbentuk pasta. Cement
adalah istilah yang digunakan untuk perekat yang bahan dasarnya karet dan
mengeras melalui pelepasan pelarut (Ruhendi, dkk., 2007).
Berdasarkan sumber dan komposisi kimianya, perekat dibagi menjadi 3
bagian,yaitu :
1. Perekat yang berasal dari tumbuhan seperti kanji
2. Perekat yang berasal dari hewan seperti perekat kasein
3. Perekat sintetik yaitu yang dibuat dari bahan sintetis contohnya urea
formaldehid (Hartono, 1992).
Penggunaan bahan perekat untuk menarik air dan membentuk tekstur yang
padat atau mengikat dua substrat yang akan direkatkan. Dengan adanya bahan
perekat maka susunan partikel akan semakin baik, teratur dan lebih padat
sehingga dalam proses pengempaan keteguhan tekan dan arang briket akan
semakin baik (Silalahi, 2000).
Salah satu persyaratan yang perlu diperhatikan dalam memilih extender
perekat adalah bahan harus memiliki daya rekat yang kuat. Bahan yang memiliki
20
daya rekat yang cukup biasanya yang mengandung protein dan pati khususnya
amylopektin yang cukup tinggi seperti terigu, tapioka, maizena, dan sagu
(Haryanto, 1992).
Kanji adalah perekat yang dibuat dari tepung tapioka dicampur dengan air
dalam jumlah tidak melebihi 70 %
dari berat serbuk arang dan kemudian
dipanaskan sampai berbentuk jeli. Pencampuran kanji dengan serbuk arang
diupayakan merata. Dengan cara manual pencampuran dilakukan dengan
meremas-remas menggunakan tangan. Secara maksimal dilakukan oleh alat
mixer (Balitbang kehutanan, 1994).
Menurut Hartono (1992) keuntungan perekat kanji adalah perekat yang
serbaguna, cepat lekat, sedangkan kelemahannya adalah tidak tahan cuaca,
lembab atau perubahan suhu. Bila basah akan cepat rusak oleh organisme.
Menurut Lestari, dkk., (2010) semakin besar persentase bahan perekat,
maka semakin tinggi pula kadar air dan kadar abunya, sehingga nilai kalor akan
menurun.
Menurut Gandhi (2010) faktor campuran juga berpengaruh terhadap nilai
kalor dan kadar air, sehingga semakin banyak campuran perekat maka nilai kalor
semakin rendah sedangkan kadar air semakin tinggi, sedangkan pada pengujian
kimia lainnya campuran perekat tidak berpengaruh. Tapi sebenarnya baik itu
vollatil matter dan fixed carbon turut andil dalam perbedaan karakteristik tersebut
hanya saja itu dibutuhkan penelitian yang lebih mendalam serta metoda yang lebih
tepat.
21
Pengayakan
Pengayakan adalah yang paling terkenal dan paling banyak dilaksanakan
untuk memisahkan campuran padat. Sistem pemisahan, didasarkan atas perbedaan
dalam ukuran dari bagian-bagian yang akan dipisahkan. Ukuran besar lubang ayak
(dinamakan lebar lubang kasa) dari medium ayak dipilih sedemikian rupa,
sehingga bagian yang kasar tertinggal di atas ayakan dan bagian yang lebih halus
jatuh melalui lubang (Bergeiyk dan Liedekerken, 1981).
Ayakan biasanya berupa anyaman dengan mata jala (mesh) yang
berbentuk bujur sangkar atau empat persegi panjang, berupa pelat yang berlubang
bulat atau bulat panjang atau berupa kisi. Ayakan terbuat dari material yang dapat
berupa paduan baja, nikel, tembaga, kuningan, perunggu, sutera dan bahan-bahan
sintetik.Material ini harus dipilih agar ayakan tidak lekas rusak baik karena korosi
maupun karena gesekan. Selain selama proses pengayakan ukuran lubang ayakan
harus tetap konstan (Bernasconi, dkk., 1995).
Dua skala yang digunakan untuk mengklasfikasikan ukuran partikel adalah
US saringan seri dantyler ukuran mesh atau standard sieve series. Sistem nomor
mesh adalah ukuran dari berapa banyak lubang yang ada per inci(AGM, 2011).
Kegunaan Briket Bioarang
Briket Bioarang merupakan bahan bakar alternatif yang cukup berkualitas.
Bahan bakar ini dapat dimanfaatkan dengan teknologi yang sederhana, tetapi
panas (nyala api) yang dihasilkan cukup besar, cukup lama dan aman. Bahan
bakar ini cocok digunakan oleh para pedagang atau pengusaha yang memerlukan
pembakaran yang terus-menerus dalam jangka waktu yang cukup lama
(Pari, 2002).
22
Briket arang yang banyak digunakan oleh masyarakat antara lain untuk
membakar daging (berbeqeu di hotel, restoran atau konsumsi kelompok
masyarakat tertentu dalam selera eksklusif). Di Negara yang memiliki 4 musim,
briket arang dapat digunakan sebagai pemanas ruangan. Untuk industri kecil dan
menengah briket arang digunakan sebagai sumber energy, misalnya pada
pembuatan plat baja, keramik, kaca, pengrajin,pandai besi dan lain-lain
(Balitbang Kehutanan, 1994).
Keunggulan Briket Bioarang
Keuntungan yang diperoleh dari penggunaan briket bioarang antara lain
adalah biayanya amat murah, alat yang digunakan untuk pembuatan briket
bioarang cukup sederhana dan bahan bakunya pun sangat murah. Untuk bahan
briket bioarang bahkan tidak perlu dibeli karena berasal dari sampah, daun-daun
kering, limbah pertanian yang sudah berguna lagi. Bahan baku untuk arang
umumnya telah tersedia di sekitar kita, briket bioarang dalam penggunaannya
menggunakan tungku yang relatif kecil dibandingkan dengan tungku yang lainnya
(Andry, 2000).
TINJAUAN PUSTAKA
Energi
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), energi adalah tenaga
atau gaya untuk berbuat sesuatu, defenisi ini merupakan perumusan yang lebih
luas daripada pengertian-pengertian energi pada umumnya dianut di dunia ilmu
pengetahuan. Dalam pengertian sehari-hari energi dapat didefenisikan sebagai
kemampuan untuk melakukan kerja (Kadir, 1995).
Energi merupakan sektor utama dalam perekonomian Indonesia dewasa ini
dan akan mengambil peranan yang lebih besar di waktu yang akan datang baik
dalam rangka penyediaan devisa, penyerapan tenaga kerja, pelestarian sumber
daya energi, pembangunan nasional serta pembangunan daerah.
Situasi
energi
di
Indonesia
tidak
terlepas
dari
situasi
energi
dunia.Konsumsi energi dunia yang semakin meningkat menimbulkan kesempatan
bagi Indonesia untuk mencari sumber energi alternatif untuk memenuhi
kebutuhannya sendiri.Untuk itu perlu mengidentifikasi sektor mana yang dapat
dimanfaatkan sebagai sumber daya energi terbarukan.
Seperti diketahui Indonesia sangat berkepentingan untuk menggantikan
sumber daya energi minyak dengan sumber daya energi lainnya karena minyak
merupakan sumber daya energi yang menghasilkan devisa selain gas alam. Oleh
karena itu, sektor perekonomian yang memanfaatkan minyak sebisa mungkin
menggantikannya dengan sumber daya lain seperti gas alam, batubara, panas
bumi,
tenaga
air
dan
biomassa
yang
(Reksohadiprojo, 1998).
6
tersedia
dalam
jumlah
besar
7
Biomassa
Biomassa didefenisikan sebagai material tanaman, tumbuh-tumbuhan, atau
sisa hasil pertanian yang digunakan sebagai bahan bakar atau sumber bahan bakar.
Secara umum sumber-sumber biomassa antara lain tongkol jagung, jerami, dan
lain sebagainya; material kayu seperti kayu atau kulit kayu, potongan kayu dan
lain sebagainya; sampah kota misalnya sampah kertas dan tanaman sumber energi
seperti minyak kedelai, alfalfa, poplars, dan lain sebagainya.
Biomassa adalah campuran material organik yang kompleks, biasanya
terdiri dari karbohidrat, lemak, protein dan mineral lain yang jumlahnya sedikit
seperti sodium, fosfor, kalsium dan besi.Komponen utama tanaman biomassa
adalah karbohidrat (berat kering lebih kurang 75 %), lignin (lebih kurang 25%)
dimana pada beberapa tanaman komposisinya berbeda-beda (Silalahi, 2000).
Energi biomassa menjadi sumber energi alternatif pengganti bahan bakar
fosil (minyak bumi) karena beberapa sifatnya yang menguntungkan yaitu, dapat
dimanfaatkan secara lestari karena sifatnya yang dapat diperbaharui, relatif tidak
mengandung unsur sulfur sehingga tidak menyebabkan polusi udara juga dapat
meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumber daya hutan dan pertanian
(Widarto dan Suryanta, 1995).
Indonesia sebagai Negara agraris mempunyai potensi biomassa yang
relatif besar yang bersal dari limbah pertanian, perkebunan, kehutanan, limbah
ternak, dan limbah kota (sampah). Energi biomassa ini dipakai baik sebagai
pembangkit listrik, energi panas atau energi mekanik (penggerak). Dengan
melihat potensi besar ini, maka pemanfaatannya untuk energi akan memberi
kontribusi yang cukup berarti dalam pemenuhan kebutuhan energi masyarakat.
8
Pada kenyataannya meskipun potensi energi biomassa relatif besar namun
pemanfaatannya sampai saat ini belum optimal (Daryanto, 1994).Potensi energi
biomassa di Indonesia tercantum pada Tabel 1.
Tabel 1. Potensi biomassa Indonesia
Sumber energi
Kayu
Sekam padi
Jenggal jagung
Tempurung kelapa
Potensial total
Produksi
(106ton.Th-1)
25. 00
7. 55
1. 52
1. 25
35. 32
Energi
(109kkal.Th-1)
100. 0
27. 0
6. 8
5. 1
138. 9
Pangsa (%)
72. 0
19. 4
4. 9
3. 4
100
(Sumber: Kadir, 1995)
Bahan Bakar
Bahan bakar adalah istilah populer media untuk menyalakan api. Bahan
bakar dapat bersifat alami (ditemukan langsung dari alam), tetapi juga bersifat
buatan (diolah dengan teknologi maju).Bahan bakar alami misalnya kayu bakar,
batubara dan minyak bumi.Bahan bakar buatan misalnya gas alam cair dan
listrik.Sebenarnya, listrik tidak dapat disebut sebagai bahan bakar karena langsung
menghasilkan panas. Panas inilah yang sebenarnya yang dibutuhkan manusia dari
proses pembakaran, disamping cahaya akibat nyalanya (Ismun, 1993).
Konsumsi energi bagi manusia merupakan suatu masalah besar dimana
sumber energi banyak digunakan sekarang yaitu minyak bumi dan batubara yang
cadangannya semakin menipis. Oleh sebab itu, pemakaian sumber energi perlu
dilakukan penghematan guna penyelamatan akan kebutuhan hidup dimasa yang
akan datang. Hal ini yang sudah terjadi di negara berkembang seperti Indonesia
(Nusyirwan dan Nuryetty, 1983).
Sepanjang sejarah, berbagai jenis bahan telah digunakan sebagai bahan
bakar (bergantung pada ketersediannya di suatu wilayah tertentu).Berikut ini
9
adalah beberapa jenis bahan bakar yang kita gunakan, minyak jelanta, gas alam,
propane, etanol, methanol, biomassa (Walker, 2008).
Tongkol Jagung
Di Indonesia jagung merupakan tanaman pangan penting kedua setelah
padi dan terdapat hampir diseluruh kepulauan Indonesia.Tanaman relatif mudah
dibudidayakan dan dapat tumbuh di semua jenis tanah kecuali tanah liat dan pasir.
Kondisi tanah yang dibutukan adalah subur, gembur dan kaya humus sehingga
jagung mudah tumbuh didataran rendah sampai dataran tinggi (ketinggian 0-1300)
dari permukaan laut, didaerah beriklim sedang dan daerah beriklim tropis
basah.Curah hujan optimal untuk pertumbuhan adalah 85-100 mm/bulan merata
sepanjang tahun. Budidaya jagung dapat dilakukan secara monokultur atau
tumpang sari dengan tanaman lain, misalnya kacang tanah dan ubi kayu.
(Anomim, 2005).
Tongkol jagung merupakan salah satu limbah bagian tanaman yang belum
banyak dimanfaatkan. Dengan demikian, limbah tongkol jagung akan terus
meningkat jumlahnya. Cara yang paling mudah yang dilakukan petani untuk
menangani limbah tersebut adalah dengan membakarnya. Tentu saja ini akan
menjadi masalah baru bagi lingkungan, terutama karena pembakaran itu akan
menimbulkan polusi. Tongkol Jagung memiliki kandungan serat kasar yang cukup
tinggi, yakni 33%. Kandungan selulosa sekitar 44,9% dan kandungan lignin
sekitar 33,33% memungkinkan tongkol jagung dijadikan briket arang sebagai
energi alternatif (Lestari, dkk., 2010)
Kualitas pembakaran biomassa limbah tongkol jagung dapat ditingkatkan
dengan proses karbonisasi. Pada temperatur karbonisasi yang semakin tinggi akan
10
diperoleh kadar karbon terikat dan nilai kalor yang semakin tinggi. Pada
penelitian Surono (2010), Kadar karbon terikat dan nilai kalor tertinggi diperoleh
pada temperatur karbonisasi 3800C selama 2 jam yaitu 7128,38 kal/g.
Gambar 1.Tongkol jagung
Ditinjau dari komposisi kimiawinya, tongkol jagung mengandung
beberapa unsur penting yang tercantum pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi Kimia Tongkol Jagung
Komponen
Kadar air
Abu
Pati
Pektin
Hemiselulosa
Sellulosa
Lignin
Kandungan (%)
9.6
1.5
0.014
3.0
36. 0
41.0
6.0
(Sumber:Lorenz dan Kulp, 1991).
Limbah Teh
Indonesia sebagai negara agraris, mempunyai sumber energi biomassa
yang melimpah. Berbagai sumber energi biomassa di Indonesia yang potensial
antara lain kayu dan limbah pertanian/perkebunan. Sumber energi biomassa
tersebut meliputi limbah hasil hutan, seperti: gergajian kayu, cabang, ranting dan
11
batang yang berukuran kecil, limbah perkebunan seperti: cangkang dan sabut
kelapa sawit, cangkang dan sabut kelapa, ampas teh, serta limbah pertanian
seperti: sekam padi, jerami, ampas tebu, batang dan tongkol jagung dan limbahlimbah yang lain.
Indonesia adalah salah satu dari Negara penghasil teh terbesar di dunia
dengan penduduknya yang mengkonsumsi minuman teh cukup besar sehingga
banyak menghasilkan limbah ampas teh yang merupakan sisa proses produksi
minuman teh. Limbah ampas teh tersebut sangat banyak dihasilkan oleh pabrik
industri minuman teh yang tersebar di Indonesia, yang selama ini hanya
digunakan sebagai pupuk kompos.
Pengolah limbah ampas teh tersebut menjadi bahan bakar alternatif berupa
biobriket yaitu dengan membakar ampas teh kering secara pirolisis (dengan
sedikit udara) untuk dijadikan arang yang kemudian dicetak menjadi briket.
Sebagai penguat briket tersebut dicampur dengan biomassa sekam padi
(Putro., 2011).
Nilai Kalor briket yang dihasilkan dipengaruhi oleh nilai kalor atau energi
yang dimiliki oleh bahan penyusunnya. Dimana nilai kalor sangat menentukan
kualitas briket arang. Pada penelitian Siregar (2015), dengan komposisi bahan
pembuat briket yaitu ampas teh dan sekam padi (100% : 0%) memiliki nilai kalor
tertinggi yaitu 5661.41 kal/gr dimana telah memenuhi Standar Nasional Indonesia
(SNI) dengan nilai minimal 5000 kal/gr.
12
Gambar 2. Limbah Ampas Teh
Komposisi kimia ampas teh dan rata-rata Bahan Kering(BK),Natural
Detergent Fibre(NDF) dan Acid Detergent Fibre (ADF) ampas teh yang
difermentasi dengan Aspergillus nigerselama 0, 2, 4 dan 6 minggu disajikan pada
Tabel 3.
Tabel 3. Komposisi kimia ampas teh
Zat gizi
Bahan kering
Abu
Lemak kasar
Protein kasar
Serat kasar
Beban Ekstrak Tanpa Nitrogen
Tanin *
Nautral Detergent Fibre
Acid Detergent Fiber
Hemiselulosa
Selulosa
Lignin
Silika
(Sumber: Nurcahyani, dkk., 2006).
Kandungan (%)
90.24
5.00
0.42
18.40
21.73
54.45
2.98
52.26
43.56
8.70
33.54
8.41
1.61
13
Briket Arang
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), briket merupakan gumpalan
arang yang terbuat dari bahan lunak yang dikeraskan. Faktor-faktor yang
mempengaruhi sifat briket arang adalah berat jenis bahan atau berat jenis serbuk
arang, kehalusan serbuk suhu karbonisasi, tekanan pengempaan dan pencamuran
formula bahan baku briket. Proses pemberiketan adalah proses pengolahan yang
mengalami perlakuan penumbukan, pencampuran bahan baku, pencetakan dengan
sistem hidrolik dan pengeringan pada kondisi tertentu, sehingga diperoleh briket
yang mempunyai bentuk, ukuran fisik dan sifat kimia terentu.
Briket adalah bahan bakar padat yang dapat digunakan sebagai sumber
energi alternatif yang mempunyai bentuk tertentu. Pemilihan proses pembriketan
tentunya harus mengacu pada segmen pasar agar dicapai nilai ekonomi, teknis dan
lingkungan yang optimal. Pembriketan bertujuan untuk memperoleh suatu bahan
bakar yang berkualitas yang dapat digunakan untuk semua sektor sebagai sumber
energi pengganti (Himawanto, 2003).
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan di dalam pembuatan briket antara
lain adalah :
1. Bahan Baku
Briket dapat di buat bermacam-macam bahan baku, seperti ampas tebu,
sekam padi, serbuk gergaji dan lain-lain. Bahan utama yang harus terdapat di
dalam bahan baku adalah selulosa. Semakin tinggi kandungan selulosa maka
semakin baik kualitas briket. Briket yang mengandung zat terbang yang
terlalu tinggi cenderung mengeluarkan asap dan bau tidak sedap.
14
2. Bahan Perekat
Untuk merekatkan partikel-partikel zat dalam bahan baku pada proses
pembuatan briket, maka diperlukan zat perekat sehingga dihasilkan briket
yang kompak.
Bioarang merupakan sumber energi biomassa yang ramah lingkungan dan
biodegradable. Briket arang berfungsi sebagai pengganti bahan bakar minyak,
baik itu minyak tanah, maupun gas LPG. Biomassa ini merupakan sumber energi
masa depan yang tidak akan pernah habis, bahkan jumlahnya bertambah, sehingga
sangat cocok sebagai sumber bahan bakar rumah tangga (Basrianta, 2007).
Ada beberapa tahap yang penting yang perlu dilalui dalam pembuatan
arang briket yaitu, pembuatan serbuk arang, pencampuran serbuk arang dengan
perekat, pengempaan dan penegeringan (Rustini, 2004).
1. Pembuatan serbuk arang
Arang harus cukup halus untuk dapat membuat briket yang baik. Ukuran
partikel arang yang terlalu besar akan sukar pada waktu dilakukan perekatan,
sehingga mengurangi keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan. Sebaiknya
partikel arang mempunyai ukuran 40-60 mesh.Dalam penggunaan ukuran
serbuk arang diperoleh kecenderungan bahwa makin kecil ukuran serbuk
serbuk makin tinggi pula kerapatan dan keteguhan tekan briket arang.
2. Pencampuran Serbuk Arang dengan Perekat
Tujuan pencampuran serbuk arang dengan perekat adalah untuk memberikan
lapisan tipis dari perekat pada permukaan partikel arang.Tahap ini merupakan
tahap penting dan menentukan mutu briket arang yang dihasilkan.Campuran
yang dibuat tergantung pada ukuran serbuk arang, jenis perekat, jumlah perekat
15
dan tekanan pengempaan yang diberikan. Proses perekatan yang baik
ditentukan oleh hasil pencampuran bahan perekat yang dipengaruhi oleh
bekerjanya alat pengaduk (mixer), komposisi perekat yang tepat dan ukuran
pencampuran.
3. Pengempaan
Pengempaan pembuatan briket arang dapat dilakukan dengan alat pengepres
tipe compression atau extrusion. Tekanan yang diberikan untuk pembuatan
briket arang dibedakan menjadi dua cara yaitu melampui batas elastisitas bahan
baku. Pada umumnya, semangkin tinggi tekanan yang diberikan akan
memberikan kecenderungan menghasilkan briket arang dengan kerapatan dan
keteguhan yang semangkin tinggi pula.
4. Pengeringan
Briket yang dihasilkan setelah pengempaan masih mengandung air yang cukup
tinggi (sekitar 50 %).Oleh sebab itu perlu dilakukan pengeringan yang dapat
dilakukan dengan berbagai macam alat pengering seperti kiln, oven atau
penjemuran dengan menggunakan sinar matahari. Suhu pengeringan yang
umum dilakukan adalah sebesar 60oC selama 24 jam dengan menggunakan
oven. Tujuan pengeringan adalah agar arang menjadi kering dan kadar airnya
dapat disesuaikan dengan ketentuan kadar air briket arang yang berlaku.
Syarat briket yang baik adalah briket yang permukaannya halus dan tidak
meninggalkan bekas hitam ditangan. Selain itu, sebagai bahan bakar briket juga
harus memenuhi kriteria : 1. mudah dinyalakan, 2. emisi gas hasil pembakaran
tidak mengandung racun, 3. kedap air dan tidak berjamur bila disimpan dalam
waktu yang lama dan 4. menunjukkan upaya laju pembakaran yang baik.
16
Briket yang baik juga harus memenuhi standar yang telah ditentukan,
kualitas briket yang dihasilkan menurut standar mutu yang sudah ada di beberapa
Negara seperti Inggris, Jepang, Amerika, dan Indonesia.Dimana kualiatas mutu
briket ini sebagai data pembanding, sehingga dapat diketahui kualitas briket yang
dihasilkan dalam penelitian ini.Kualitas mutu briket dapat di lihat pada Tabel 5.
Tabel 4. Kualitas mutu briket arang
Jenis analisa
Kadar air (%)
Kadar abu (%)
Kerapatan (gr.cm-2)
Nilai kalor (kal.gr-1)
Inggris
3. 59
5. 90
0. 48
7289
Briket arang
Jepang
Amerika
6–8
6. 2
3–6
8. 3
1–1,2
1
6000–7000
6230
Indonesia
7. 57
5. 51
0. 44
>5000
(Sumber : Departemen Kehutanan dan Perkebunan (1994) .
Beberapa bentuk pengembangan bahan bakar kayu menghasilkan nilai
kalor yang bervariasi.Nilai kalor bakar dari beberapa limbah pertanian dan kayu
bakar seperti pada Tabel 6.
Tabel 5. Kayu bakar dan bahan bakar minyak
Sumber energi biomassa
Sekam padi
Tempurung kelapa
Kayu bakar
Minyak tanah
Solar
Batubara
Arang kayu
Briket kayu
Briket arang
Nilai kalor bakar (kal.gram-1)
3.570
4.707
3.500
10.500 - 10.700
10.500 - 10.700
6.865 - 8.277
7.433
4.700 - 4.800
6.000 - 8.000
(Sumber: Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dalam Batubara,1994).
Nilai kalor merupakan ukuran panas atau energi yang dihasilkan, dan
diukur sebagai nilai kalor kotor/gross calorific value atau nilai kalor
netto/nettcalorific value. Perbedaannya ditentukan oleh panas laten kondensasi
dari uap air yang dihasilkan selama proses pembakaran. Nilai kalor kotor/gross
calorific value (GCV) mengasumsikan bahwa seluruh uap yang dihasilkan selama
17
proses pembakaran sepenuhnya terembunkan/terkondensasikan. Nilai kalor
netto/nettcalorific value (NCV) mengasumsikan bahwa air yang keluar dengan
produk pengembunan tidak seluruhnya terembunkan.Bahan bakar harus
dibandingkan berdasarkan nilai kalor netto.
Nilai kalor bahan bakar terdiri dari nilai kalor atas atau highest heating
value (HHV) dan nilai kalor bawah atau lowest heating halue (LHV). Nilaikalor
atas (HHV) adalah nilai kalor yang diperoleh dari pembakaran 1 kg bahanbakar
dengan memperhitungkan panas kondensasi uap (air yang dihasilkan dari
pembakaran berada dalam wujud cair). Nilai kalor bawah (LHV) adalah nilai
kalor
yang
diperoleh
dari
pembakaran
1
kg
bahan
bakar
tanpa
memperhitungkanpanas kondensasi uap (air yang dihasilkan dari pembakaran
berada dalam wujudgas atau uap) (Napitupulu, 2006).
Proses Pengarangan
Karbonisasi atau pengarangan adalah proses mengubah bahan organik
menjadi karbon bewarna hitam melalui pembakaran dalam ruang tertutup dengan
udara yang terbatas atau seminimal mungkin. Proses pembakaran dikatakan
sempurna jika hasil pembakaran berupa abu dan seluruh energi di dalam bahan
organik dibebaskan ke lingkungan dengan perlahan (Kurniawan dan Marsono,
2008).
Proses karbonisasi merupakan suatu proses pembakaran tidak sempurna
dari bahan-bahan organik dengan jumlah oksigen yang sangat terbatas, yang
menghasilkan arang serta menyebabkan penguraian senyawa organik yang
menyusun struktur bahan membentuk uap air, ethanol, uap-uap asam asetat dan
hidrokarbon (Hasani, 1996 dalam Fachry, dkk., 2010).
18
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008), pelaksanaan karbonisasi
meliputi teknik yang paling sederhana hingga yang paling canggih. Metode
karbonisasi yang paling sederhana dilakukan adalah metode pengarangan dalam
drum. Arang yang dihasilkan lebih hitam jika dibandingkan dengan metode
pengarangan lainnya dan yang dicapai mendekati angka 50 – 60 % dari berat
semula. Drum bekas aspal atau oli yang masih baik digunakan untuk membuat
arang. Bagian alas drum dilubangi kecil-kecil dengan paku atau bor besi dengan
jarak 1 cm x 1 cm, sehingga selanjutnya bahan baku dimasukkan kedalam drum,
lalu api dinyalakan melalui bagian bawah drum yang berlubang. Apabila asap
mulai keluar, berarti pembakaran bahan baku sedang berlangsung.
Proses karbonisasi terdiri dari empat tahap yaitu :
1. Pada suhu 1000C – 1200C terjadi penguapan air dan sampai suhu 2700C
mulai terjadi penguraian selulosa. Distilat mengandung asam organik dan
sedikit ethanol. Asam cuka terbentuk pada suhu 2000C – 2700C.
2. Pada suhu 2700C – 3100C reaksi ekstermic berlangsung dimana terjadi
peruraian selulosa secara intensif menjadi larutan piroligant gas kayu dan
sedikit tar. Asam merupakan asam organik dengan titik didih rendah
seperti asam cuka dan ethanol sedangkan gas kayu terdiri dari CO dan
CO2.
3. Pada suhu 3100C – 5000C terjadi peruraian lignin, dihasilkan lebih banyak
tar sedangkan larutan pirolighant menurun, gas CO2 menurun sedangkan
gas CO dan CH4 dan H2 meningkat.
4. Pada suhu 5000C -10000C merupakan tahapan dari pemurnian arang atau
kadar karbon (Sudrajat dan Soleh,1994).
19
Perekat
Perekat adalah suatu zat atau bahan yang memiliki kemampuan untuk
mengikat dua benda melalui ikatan permukaan. Beberapa istilah lain dari perekat
yang memiliki kekhususan meliputi glue, mucilage, paste, dan cement.Glue
merupakan perekat yang terbuat dari protein hewani, seperti kulit, kuku, urat, otot
dan tulang yang secara luas digunakan dalam industri pengerjaan kayu. Mucilage
adalah perekat yang dipersiapkan dari getah dan air, dan diperuntukkan terutama
untuk perekat kertas.Paste merupakan perekat pati (starch) yang dibuat melalui
pemanasan campuran pati dan air, dan dipertahankan berbentuk pasta. Cement
adalah istilah yang digunakan untuk perekat yang bahan dasarnya karet dan
mengeras melalui pelepasan pelarut (Ruhendi, dkk., 2007).
Berdasarkan sumber dan komposisi kimianya, perekat dibagi menjadi 3
bagian,yaitu :
1. Perekat yang berasal dari tumbuhan seperti kanji
2. Perekat yang berasal dari hewan seperti perekat kasein
3. Perekat sintetik yaitu yang dibuat dari bahan sintetis contohnya urea
formaldehid (Hartono, 1992).
Penggunaan bahan perekat untuk menarik air dan membentuk tekstur yang
padat atau mengikat dua substrat yang akan direkatkan. Dengan adanya bahan
perekat maka susunan partikel akan semakin baik, teratur dan lebih padat
sehingga dalam proses pengempaan keteguhan tekan dan arang briket akan
semakin baik (Silalahi, 2000).
Salah satu persyaratan yang perlu diperhatikan dalam memilih extender
perekat adalah bahan harus memiliki daya rekat yang kuat. Bahan yang memiliki
20
daya rekat yang cukup biasanya yang mengandung protein dan pati khususnya
amylopektin yang cukup tinggi seperti terigu, tapioka, maizena, dan sagu
(Haryanto, 1992).
Kanji adalah perekat yang dibuat dari tepung tapioka dicampur dengan air
dalam jumlah tidak melebihi 70 %
dari berat serbuk arang dan kemudian
dipanaskan sampai berbentuk jeli. Pencampuran kanji dengan serbuk arang
diupayakan merata. Dengan cara manual pencampuran dilakukan dengan
meremas-remas menggunakan tangan. Secara maksimal dilakukan oleh alat
mixer (Balitbang kehutanan, 1994).
Menurut Hartono (1992) keuntungan perekat kanji adalah perekat yang
serbaguna, cepat lekat, sedangkan kelemahannya adalah tidak tahan cuaca,
lembab atau perubahan suhu. Bila basah akan cepat rusak oleh organisme.
Menurut Lestari, dkk., (2010) semakin besar persentase bahan perekat,
maka semakin tinggi pula kadar air dan kadar abunya, sehingga nilai kalor akan
menurun.
Menurut Gandhi (2010) faktor campuran juga berpengaruh terhadap nilai
kalor dan kadar air, sehingga semakin banyak campuran perekat maka nilai kalor
semakin rendah sedangkan kadar air semakin tinggi, sedangkan pada pengujian
kimia lainnya campuran perekat tidak berpengaruh. Tapi sebenarnya baik itu
vollatil matter dan fixed carbon turut andil dalam perbedaan karakteristik tersebut
hanya saja itu dibutuhkan penelitian yang lebih mendalam serta metoda yang lebih
tepat.
21
Pengayakan
Pengayakan adalah yang paling terkenal dan paling banyak dilaksanakan
untuk memisahkan campuran padat. Sistem pemisahan, didasarkan atas perbedaan
dalam ukuran dari bagian-bagian yang akan dipisahkan. Ukuran besar lubang ayak
(dinamakan lebar lubang kasa) dari medium ayak dipilih sedemikian rupa,
sehingga bagian yang kasar tertinggal di atas ayakan dan bagian yang lebih halus
jatuh melalui lubang (Bergeiyk dan Liedekerken, 1981).
Ayakan biasanya berupa anyaman dengan mata jala (mesh) yang
berbentuk bujur sangkar atau empat persegi panjang, berupa pelat yang berlubang
bulat atau bulat panjang atau berupa kisi. Ayakan terbuat dari material yang dapat
berupa paduan baja, nikel, tembaga, kuningan, perunggu, sutera dan bahan-bahan
sintetik.Material ini harus dipilih agar ayakan tidak lekas rusak baik karena korosi
maupun karena gesekan. Selain selama proses pengayakan ukuran lubang ayakan
harus tetap konstan (Bernasconi, dkk., 1995).
Dua skala yang digunakan untuk mengklasfikasikan ukuran partikel adalah
US saringan seri dantyler ukuran mesh atau standard sieve series. Sistem nomor
mesh adalah ukuran dari berapa banyak lubang yang ada per inci(AGM, 2011).
Kegunaan Briket Bioarang
Briket Bioarang merupakan bahan bakar alternatif yang cukup berkualitas.
Bahan bakar ini dapat dimanfaatkan dengan teknologi yang sederhana, tetapi
panas (nyala api) yang dihasilkan cukup besar, cukup lama dan aman. Bahan
bakar ini cocok digunakan oleh para pedagang atau pengusaha yang memerlukan
pembakaran yang terus-menerus dalam jangka waktu yang cukup lama
(Pari, 2002).
22
Briket arang yang banyak digunakan oleh masyarakat antara lain untuk
membakar daging (berbeqeu di hotel, restoran atau konsumsi kelompok
masyarakat tertentu dalam selera eksklusif). Di Negara yang memiliki 4 musim,
briket arang dapat digunakan sebagai pemanas ruangan. Untuk industri kecil dan
menengah briket arang digunakan sebagai sumber energy, misalnya pada
pembuatan plat baja, keramik, kaca, pengrajin,pandai besi dan lain-lain
(Balitbang Kehutanan, 1994).
Keunggulan Briket Bioarang
Keuntungan yang diperoleh dari penggunaan briket bioarang antara lain
adalah biayanya amat murah, alat yang digunakan untuk pembuatan briket
bioarang cukup sederhana dan bahan bakunya pun sangat murah. Untuk bahan
briket bioarang bahkan tidak perlu dibeli karena berasal dari sampah, daun-daun
kering, limbah pertanian yang sudah berguna lagi. Bahan baku untuk arang
umumnya telah tersedia di sekitar kita, briket bioarang dalam penggunaannya
menggunakan tungku yang relatif kecil dibandingkan dengan tungku yang lainnya
(Andry, 2000).