bab ii tinjauan pustaka 2.1 energi secara...

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 ENERGI SECARA UMUM

Dalam kehidupan sehari-hari, kita tidak lepas dari kebutuhan akan bahan bakar. Bahan

bakar merupakan senyawa kimia yang dapat menghasilkan energi melalui perubahan

kimia. Dalam pengertian umum energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja.

Energi dihasilkan oleh sumber energi secara langsung maupun melalui proses

konversi. Energi yang berada di alam sangatlah banyak dan beraneka ragam serta

dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk menggerakkan peralatan mekanik

maupun elektronik. Salah satu fungsi energi adalah sebagai materi bahan bakar.

Bahan bakar adalah istilah populer media untuk menyalakan api. Bahan bakar

dapat bersifat alami atau ditemukan langsung dari alam, tetapi juga bersifat buatan

yaitu diolah manusia dengan teknologi. Bahan bakar adalah suatu zat atau materi yang

mengandung energi. Bahan bakar terdiri dari 4 jenis yaitu : bahan bakar padat, cair,

gas dan nuklir. Ada berbagai jenis bahan bakar padat seperti batu bara dan kayu.

Bahan bakar cair contohnya minyak, bensin, methanol, etanol, solar dan kerosin serta

bahan bakar gas, contohnya gas alam.

Energi akan tetap dibutuhkan dari masa ke masa. Pada saat ini di era

industrialisasi dan transportasi, energi digunakan sebagai bahan bakar utama

penggerak sektor tersebut. Energi yang umumnya sekarang digunakan berasal dari

bahan bakar fosil yaitu minyak bumi, gas alam dan batu bara. Ketiga bahan bakar

tersebut saat ini merupakan pensuplai energi terbesar di dunia. Bahan bakar fosil

memampu mendominas 81% energi primer dunia dan juga berkontribusi pada 66%

pembangkitan listrik global. Padahal bahan bakar tersebut termasuk sumber daya

Universitas Sumatera Utara

energi yang tidak dapat diperbaharui dan lama kelamaan keberadaannya akan langka

dan habis. Beberapa data menyebutkan bahwa sampai dengan taraf tertentu, krisis

energi kita hadapi dimasa akan datang.

Peranan energi sangat penting artinya bagi peningkatan kegiatan ekonomi,

sehingga penglolaan energi yang meliputi penyediaan, pemanfaatan dan

pengusahaannya harus dilaksanakan secara terpadu. Cadangan sumber daya energi

bahan bakar fosil keberadaannya sangat terbatas, maka perlu adanya kegiatan

diversifikasi sumber daya energi agar ketersediaan energi dimasa depan terjamin.

Bahan bakar fosil juga menghasilkan bahan pencemar yang mengganggu kesehatan,

dan menurunkan kualitas lingkungan, seperti Pb (timbal), CO (Carbon monoksida)

dan CO2 (Carbon dioksida).

Situasi energi di Indonesia tidak lepas dari situasi energi dunia. Konsumsi

energi dunia yang makin meningkat membuka kesempatan bagi Indonesia untuk

mencari sumber energi alternatif untuk memenuhi kebutuhannya sendiri.

Ketergantungan masyarakat Indonesia terhadap bahan bakar minyak sangatlah besar.

Berdasarkan data energi sumber daya mineral 2006, bahwa minyak bumi seperti solar,

premium, minyak tanah, minyak diesel, dan minyak bakar mendominasi 52,5%

pemakaian energi di Indonesia, gas bumi sebesar 19%, batu bara 21,5%, air 3,7%,

panar bumi 3% dan energi terbarukan renewable hanya sekitar 0,2% dari total

penggunaan energi. Padahal menurut data ESDM 2006, cadangan minyak bumi

Indonesia hanya sekitar 9M barel/tahun dan produksi Indonesia hanya sekitar 900 jt

barel/tahun. Jika terus dikonsumsi dan tidak ditemukan cadangan minyak baru atau

tidak ditemukan teknologi baru untuk meningkatkan recovery minyak bumi

diperkirakan cadangan minyak Indonesia habis dalam waktu 23 tahun mendatang.

(Banun, Muhammad Syariful. 2011)

Ditengah persoalan tersebut, pengembangan energi baru dan terbarukan

sebagai pengganti bahan bakar minyak menjadi solusi alternatif. Pemerintah Indonesia

telah mengeluarkan blue print pengelolaan energi nasional periode 2005-2025 yang

merupakan penjabaran dari kebijakan energi nasional ( peraturan presiden no 5 tahun


2006). Dalam cetak biru itu, peran energi baru dan terbarukan ditargetkan meningkat

pada tahun 2025 disusul inpres no 1/2006 tentang pemanfaatan bahan bakar nabati.

Kontinuitas penggunaan bahan bakar fosil memunculkan dua ancaman serius

yaitu :

1. Faktor ekonomi, berupa jaminan ketersediaan bahan bakar fosil untuk beberapa

dekade mendatang, masalah suplay, harga, dan fluktuasi nya.

2. Polusi akibat pembakaran bahan bakar fosil kelingkungan. Polusi yang ditimbukan

oleh pembakaran bahan bakar fosil memiliki dampak langsung maupun tidak

langsung bagi kesehatan manusia. Kesadaran terhadap ancaman serius tersebut

telah mengintensifkan berbagai riset yang bertujuan menghasilkan sumber-sumber

energi maupun pembawa energi yang terjamin keberlanjutannya dan lebih ramah

lingkungan. Salah satu solusi untuk menghadapi tantangan krisi energi dimasa

depan adalah mencari sumber energi alternatif. Energi alternatif adalah sumber

energi yang dapat digunakan untuk menggantinkan bahan bakar konvensional.

Berbagai energi alternatif yang dikenal selama ini untuk pegganti bahan bakar

fosil adalah : panas bumi (geo termal) tenaga matahari, tenaga angin, gelombang laut,

arus, dan pasang surut. Namun keberadaan sumber daya tersebut terkendala oleh

beberapa faktor seperti kondisi alam, musim, dan lamanya paparan. Karna itu

beberapa negara mulai mengambil kebijakan untuk mencari sumber energi lain yang

terbarukan, yang tidak terpengaruh musim, salah satunya adalah menggunakan bahan

bakar hayati. Jadi disimpulkan perlu adanya sumber energi terbarukan disebabkan

beberapa hal diantara adalah :

1. konsumsi energi yang semakin meningkat

2. Bahan bakar fosil akan habis karena termasuk bahan bakar tak terbarukan

3. Kebutuhan bahan bakar yang tak seimbang dengan produksi sehingga masih

mengimpor bahan bakar minyak.

4. Potensi biomasa Indonesia yang besar karena keanekaragaman tumbuhan yang

sangat tinggi serta dapat dimanfaatkan untuk bahan bakar.

5. Adanya kebijakan internasional maupun nasional mengenai energi

6. Potensi lahan-lahan kosong dan tandus yang dapat digunakan untuk menanam

tanaman yang dapat dikonversikan menjadi bahan bakar


7. Potensi sumber daya manusia untuk mengolah, memanfaatkan dan menghasikan

bahan bakar alternatif untuk kebutuhan dimasa depan.

8. Penyerapan tenaga kerja dalam pengelolaan lahan pertanian dan perkebunan

9. Untuk mengurangi efek-efek buruk dari pembakaran bahan bakar fosil maka

diperlukan sumber energi yang lebih ramah lingkungan

10. Bahan bakar minyak juga mengandung polutan berbahaya bagi kesehatan

manusia seperti hidro karbon, Pb dan CO.

Berdasarkan peraturan presiden no 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi

nasional Indonesia memiliki target energi terbarukan sampai 15%, terutama bahan

bakar hayati sampai 5%. Oleh karena itu perlu dicari sumber bahan bakar hayati

terutama produk biomassa untuk di konversikan menjadi energi.

2.2 BAHAN BAKAR HAYATI

Menurut data di Indonesia memiliki potensi energi terbarukan sebesar 311.232 MW

namun kurang lebih hanya 22% yang mampu dimanfaatkan . Hal ini karena

keberadaan bahan bakar fosil masih tersedia, dan harganya murah, sehingga tidak

memikirkan, memanfaatkan dan mengembangkan sumber energi alternatif yang dapat

di perbaharui.

Potensi energi terbarukan yang besar dan belum banyak dimanfaatkan adalah

energi dari bio massa. Potensi biomassa sebesar 5000 MW. Dari potensi itu hanya 320

MW yang sudah dimanfaatkan atau hanya 0.64% dari seluruh potensi yang ada.

Potensi biomassa di Indonesia bersumber dari produk samping kelapa sawit, sisa

panen tebu, sekam, jerami, kayu, sisa daun kakao, dan limbah industri pertanian

lainnya.

Berdasarkan laporan International Energy Agency (IEQ) diprediksikan bahwa

pada tahun 2050 bahan bakar hayati dapat menurunkan kebutuhan bahan bakar

minyak bumi sebanyak 20-40%. Bahan bakar hayati adalah bahan bakar organik yang

di hasilkan oleh makhluk hidup, berupa bahan padat, cair, atau gas. Bahan bakar


hayati dalam bentuk padatan dapat berupa kayu dan briket arang. Bahan bakar padat

merupakan bahan bakar zaman dahulu, karena masyarakat memanfaatkan langsung

dari sisa-sisa tumbuhan seperti kayu, ranting, dahan dan dedaunan yang jatuh kering

dapat dibakar secara langsung untuk bahan bakar memasak. Selain itu bagian tanaman

tersebut dapat dijadikan arang, misalkan arang kayu, arang tempurung kelapa, dan

akhir-akhir ini ada juga dikenal briket bioarang yang berasal dari sampah organik.

2.3 BIOMASSA UNTUK BAHAN BAKAR

Biomassa adalah bahan bakar organik yang dihasilkan melalui proses fotosintesis baik

berupa produk maupun buangan. Istilah biomassa adalah bahan organik baik dari

tumbuhan ataupun hewan yang kaya akan cadangan energi. Sehingga setelah diubah

menjadi energi tersebut dengan bioenergi. Selanjutnya bioenergi tersebut dapat

digunakan sesuai kebutuhan manusia. Untuk menghasilkan panas, gerak, atau untuk

menghasilkan listrik.

Energi biomasssa dapat menjadi sumber energi alternatif pengganti bahan

bakar fosil 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 dan juga dapat meningkatkan

efisiensi pemanfaatan sumber daya hutan dan pertanian.

Biomassa dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu biomassa basah dan

biomassa kering. Contoh biomassa basah adalah sisa sayuran, sampah organik rumah

tangga, sampah pasar tradisional, kotoran ternak. Sedangkan contoh biomassa kering

contohnya adalah jerami, sekam, ranting, rumput, kayu dan limbah pertanian

dedaunan dan lain sebagainya.

Pemanfaatan biomassa menjadi solusi yang sangat menjanjikan untuk

permasalahan sampah di berbagai daerah baik kota maupun desa. Energi yang

dihasilkan dari biomassa diperoleh dengan berbagai proses teknologi. Menurut data

hasil laporan Uni Eropa mengungkapkan bahwa biomassa berpotensi besar untuk


dikonversikan menjadi energi. Dan diperkirakan tahun 2020 nanti 19 juta ton minyak

tersedia dari biomassa, 46% dari limbah yang dihasilkan makhluk hidup seperti

limbah pasar, sisa pertanian, dan limbah perternakan.

Potensi biomassa di Indonesia cukup tinggi. Dengan hutan tropis Indonesia

yang sangat luas, setiap tahun diperkirakan terdapat limbah kayu sebanyak 25 tahun

ton yang terbuang dan belum dimanfaatkan . Jumlah energi yang terkandung dalam

kayu yaitu 100 milyar kkal dalam setahun. Demikian juga sekam padi, tongkol

jagung, cangkang kemiri, kulit durian dan tempurung kelapa yang merupakan limbah

pertanian dan perkebunan yang memiliki potensi yang besar sekali.

2.3.1 KONVERSI TERMAL BIOMASSA

Teknologi konversi termal biomassa meliputi pembakaran langsung, gasifikasi,

pirolisi atau karbonisasi. Dalam teknologi konversi termal biomassa, proses

pembakaran langsung adalah proses yang paling mudah dibandingkan dengan lainnya.

Biomassa langsung dibakar tanpa proses-proses lainnya.

Biomassa dapat dibakar dalam bentuk serbuk, briket, ataupun batangan yang

disesuaikan dengan penggunaan dan kondisi biomassa. Teknologi pembakaran

langsung relatif memiliki efisiensi cukup rendah, yaitu 20% – 25%.

Teknologi konversi termal berikutnya adalah pirolisis, yaitu pembakaran

biomassa pada kondisi tanpa oksigen. Tujuannya adalah melepaskan zat terbang

(volatile matter) yang terkandung pada biomassa. Secara umum kandungan zat

terbang dalam biomassa cukup tinggi. Produk padat pada proses ini berupa arang

(char) yang kemudian disebut karbonisasi. Karbonisasi biomassa atau yang lebih

dikenal dengan pengarangan adalah suatu proses untuk menaikkan nilai kalor

biomassa dan dihasilkan pembakaran yang bersih dengan sedikit asap.

Hasil karbonisasi adalah berupa arang yang tersusun atas karbon dan berwarna

hitam. Prinsip proses karbonisasi adalah pembakaran biomassa tanpa adanya


kehadiran oksigen. Sehingga yang terlepas hanya bagian volatile matter, sedangkan

karbonnya tetap tinggal di dalamnya. Temperatur karbonisasi akan sangat

berpengaruh terhadap arang yang dihasilkan sehingga penentuan temperatur yang

tepat akan menentukan kualitas arang. Sedikit banyaknya arang yang dihasilkan

bergantung pada komposisi awal biomassa. Semakin banyak kandungan valotile

matter maka semakin sedikit arang yang dihasilkan karena banyak bagian yang

terlepas keluar.

2.3.2 PEMANFAATAN LIMBAH PERTANIAN MENJADI BAHAN BAKAR

BIOMASSA

Energi dari sampah adalah energi yang dapat diperbaharui (renewable). Di daerah

pedesaan penggunaan bahan bakar masih banyak yang menggunakan bahan langsung

dari alam. Pemakaian energi dari kayu bakar yang selama ini dilakukan, akan

berakibat pada penggundulan hutan dan berakibat kerusakan hutan. Karena itu perlu

diversifikasi sumber energi. Salah satunya memanfaatkan sampah atau limpah

sebagai bahan bakar alternatif.

Bila kita membakar sampah ditempat terbuka dengan sempurna sampai api dan

baranya padam, maka yang tersisa adalah abu. Abu tidak dapat dibakar lagi, ada

perbedaan abu dengan arang. Abu adalah sisa pembakaran sempurna yang sudah tidak

dapat dibakar kembali, biasanya berwarna putih abu-abu. Sementara itu arang adalah

gumpalan padat sisa pembakaran yang belum sempurna yang masih dapat dibakar

kembali dan berwarna hitam.

Limbah pertanian terjadi pada pengelolaan apa yang dinamakan tanaman

pangan, seperti padi, jagung, ubi kayu, kacang tanah, dan kedelai. Sedangkan jenis

tanaman keras menghasilkan terutama kelapa dan kelapa sawit. Berikut ini adalah

Tabel potensi energi biomassa di Indonesia :


Tabel 2.1 Potensi energy biomassa di Indonesia

Sumber energy Produksi 106 ton/th Energy 109 kcal/th Pangsa (%)

Kayu 25,0 100,0 72,0

Sekam padi 7,55 27,0 19,4

Jenggal jagung 1,52 6,8 4,9

Tempurung kelapa 1,25 5,1 3,7

Potensi total 35,32 138,9 100%

(sumber : Abdul kadir, 1995)

Bahan buangan kegiatan pertanian lainnya dapat disebut ubi kayu (batang dan

daun), kacang tanah (batang, daun dan kulit polong) dan kedelai (batang, daun dan

kulit polong) pada umumnya dapat dimanfaatkan oleh masyarakat sendiri untuk

berbagai keperluan. (Abdul kadir, 1995).

2.4 TANAMAN KEMIRI

Kemiri (Aleurites Moluccana Willd), merupakan pohon yang sudah tidak asing lagi

bagi masyarakat di Indonesia. Kemiri menurut buku Ensiklopedia berasal dari

kepulauan Maluku, dan menurut Burkill (1935) berasal dari Malaysia. Tanaman

Kemiri (Aleurites moluccana) termasuk suku Euphorbiaceae. Ketinggian tanaman

dapat mencapai 40 meter dan diameter batang bagian bawah dapat mencapai 1,25

meter.

Buah kemiri termasuk buah batu, berbentuk bulat telur dan ada bagian yang

menonjol ke samping. Daging buahnya kaku dan mengandung 1-2 biji yang diselimuti

oleh kulit biji yang keras. Dimana, menurut Mody Lempang (2011) kulit biji yang

keras (cangkang kemiri) memiliki kandungan kimia sebagai berikut :


Tabel 2.2 Kandungan Kimia Cangkang Kemiri

No. Komponen (Component) Kadar (Content) %

1. Holoselulosa (Holosellulose) 49,22

2. Pentosa (Pentosan) 14,55

3. Lignin 54,46

4. Abu (Ash ) 8,73

Daerah yang paling banyak pertanaman kemirinya adalah Propinsi Nusa

Tenggara Timur (luas area 84.941 hektar dan produksi 1.390 ton) diikuti oleh propinsi

Sulawesi Selatan (luas area 52.722 hektar dan produksi 26.194 ton), Aceh (luas area

23.645 hektar dan memproduksi 16.671 ton), Sumatera Utara (luas area 15.680 hektar

dan produksi 8.177 ton) dan propinsi lainnya. (www.pusatbudidaya.com, 2011)

Kemiri sudah banyak ditanam oleh rakyat, meskipun masih banyak pula yang

tumbuh secara liar di hutan-hutan. Rakyat menanam kemiri umumnya bertujuan untuk

diambil buahnya, sedangkan dinas kehutanan menanamnya lebih untuk diambil

kayunya. Penanaman kemiri sebagai tanaman reboisasi atau penghijauan seperti

halnya yang dilakukan oleh dinas kehutanan ini menyebabkan penyebaran tanaman

kemiri jauh lebih cepat.

Tanaman kemiri merupakan tanaman industri, sebab produk yang

dihasilkannya dapat dipakai untuk bahan berbagai barang industri. Kayunya yang

ringan dapat digunakan untuk bahan pembuat perabot (peralatan) rumah tangga atau

bahan industri lain seperti batang korek api dan kotak korek api. Batang kemiri juga

dapat dimanfaatkan untuk pembuatan bahan pulp (bahan pembuat kertas).

Biji buah kemiri banyak digunakan oleh masyarakat untuk bumbu masak. Biji

buah kemiri juga dapat diambil minyaknya untuk berbagai keperluan bahan industri,

misalnya untuk bahan cat, pernis, sabun, obat-obatan dan kosmetik. Kulit bijinya

(cangkang atau batoknya) dapat dimanfaatkan untuk bahan obat nyamuk bakar atau

arang untuk bahan bakar. Ampas dari pengolahan minyak dapat digunakan untuk

pakan ternak dan pupuk tanaman sebab mengandung unsur NPK yang cukup tinggi.

(Sutanto, Ir. Hatta. 1994)


http://www.pusatbudidaya.com/�

Gambar 2.1 Cangkang Kemiri

Cangkang kemiri juga merupakan limbah pertanian yang dapat digunakan

sebagai bahan bakar alternatif, dengan cara mengubahnya menjadi briket. Dari

penelitian yang telah dilakukan oleh Junifa Layla Sihombing (2006) briket arang

cangkang kemiri dengan ukuran butir 60 Mesh dan konsentrasi bahan perekat tapioka

sebanyak 20%, menghasilkan nilai kalor sebesar 5916 kal/gr.

2.5 TANAMAN DURIAN

Durian adalah nama tumbuhan tropik yang berasal dari asia tenggara sekaligus nama

buahnya yang biasa dimakan. Nama ini diambil dari ciri khas kulit buahnya yang

keras dan berlekuk-lekuk tajam sehingga menyerupai duri. Varian namanya yang juga

populer adalah duren. Orang-orang menyebutnya kadu. Tanaman durian banyak

tumbuh di hutan-hutan yang memiliki ketinggian kurang dari 800 m diatas permukaan

laut, jenis tanah yang gembur, dan kedalaman lapisan tanah atas lebih dari 1 meter.

Tanaman durian banyak diperbanyak secara generatif (biji) atau secara vegetatif

(misalnya okulasi, sambung, dan susun). (AKK, 1996)

Para ahli berpendapat bahwa mulanya tanaman durian tumbuh liar di daerah

hutan Malaysia, Sumatera, dan kalimantan. Kemudian, tanaman durian tersebut


menyebar keseluruh Indonesia. Penyebaran tanaman durian ke arah barat adalah ke

Thailand, Birma, India, dan Pakistan. (Sari, Yuana Purnama. 2011)

Kulit durian mengandung unsur selulose yang tinggi (50-60 %) dan

kandungan lignin (5 %) serta kandungan pati yang rendah (5 %). Hasil utama tanaman

durian ialah buahnya. (Fadli, Ade. 2010)

Produksi buah durian terbanyak menurut provinsi per tahun adalah Provinsi

Sumatera Utara dengan jumlah produksi 128.803 ton, diikuti Provinsi Jawa Barat,

Provinsi Jawa Timur dan Provinsi Jawa Tengah masing-masing dengan jumlah

produksi 91.097 ton, 91.078 ton dan 65.019 ton, sementara total produksi buah durian

di Indonesia adalah 682.323 ton. Dalam hal ini dapat disimpulkan bahwa sebagai

daerah yang banyak memproduksi buah durian, berarti banyak pula sampah biji dan

kulit durian yang dihasilkan.

Tanaman durian memberikan beberapa manfaat dan hasil ikutan, antara lain

sebagai berikut.

1. Tanaman durian dapat dimanfaatkan sebagai pencegah erosi di lahan-lahan

miring, terutama tanah yang miring ke timur karena intensitas sinar matahari pagi

yang diterima akan lebih banyak. Perakaran durian akan mencengkram lapisan

tanah atas sehingga tanah tersebut terbebas dari erosi. Adapun sisa-sisa tanaman

akan tertahan oleh batang-batang durian sehingga dapat menyuburkan tanah.

2. Batang durian dapat digunakan untuk bahan bangunan atau perkakas rumah

tangga. Kendati tidak termasuk kelas istimewa kayu durian dapat digunakan

sebagai bahan bangunan. Kulit durian setaraf dengan kayu sengon sebab kayu

durian cenderung lurus. Disamping itu, kayu durian bisa diolah menjadi kayu

lapis olahan dan mudah dibubut serta dibentuk menjadi perkakas rumah tangga,

seperti rak gelas dan piring, sendok nasi, alu, lumpang, dan lain-lain.

3. Biji durian memiliki kandungan pati yang cukup tinggi sehingga berpotensi

sebagai alternatif pengganti bahan makanan. Biji durian sebagai bahan makanan

memang belum dimasyarakatkan di Indonesia. Di Thailand, biji duria sudah

cukup memasyarakat untuk dibuat bubur dengan cara diberi campuran daging


buahnya. Bubur biji durian ini menghasilkan kalori yang cukup potenisal bagi

manusia.

4. Kulit durian dapat dipakai sebagai bahan baku abu gosok dan briket yang bagus.

Caranya adalah dengan dijemur sampai kering, kemudian dibakar sampai hancur.

Lalu dibentuk menjadi briket. Untuk menjadi abu gosok, harus dibakar hingga

menjadi abu, kemudian abu itu dipakai untuk mencuci piring dan gelas. Abu ini

juga dapat digunakan sebagai media tanaman di dalam pot, baik tanaman indoor

maupun bunga-bungaan.

2.2 Kulit durian yang akan dijadikan briket

Sumber : http://engineeringforbetterlife.blogspot.com/2011/06/briket-kulit-durian-

salah-satu-pilihan.html

Kulit durian adalah salah satu limbah pertanian yang dapat dimanfaatkan

kembali, dengan membuatnya menjadi briket. Menurut penelitian Samsudin Anis

(2006) dapat diketahui bahwa briket kulit durian mempunyai nilai kalor diatas nilai

kalor briket arang kayu, yaitu 5.010 kal/gr.

Beberapa keunggulan briket kulit durian adalah nilai kalorinya relatif tinggi,

tak berbau, tidak bersifat polutan, tidak menghasilkan gas SO, dan bisa langsung

menyala. (Green Action, 2009)


2.6 BRIKET

Mendengar kata briket, kebanyakan orang akan langsung berfikir kepada batu bara.

Sebenarnya briket tidaklah identik dengan bahan bakar karena definisi briket itu

sendiri adalah suatu bahan yang berupa serbuk atau potongan – potongan kecil yang

dipadatkan dengan menggunakan mesin press dengan dicampur bahan perekat

sehingga menjadi bentuk yang solid.

Atau dengan kata lain briket adalah bahan bakar padat yang dapat digunakan

sebagai sumber energi alternatif. Ada 2 jenis briket, yaitu :

1. Briket Batubara, terbuat dari batu bara.

2. Briket Bioarang, terbuat dari limbah hutan, limbah pertanian, dan sebagainya.

2.7 BRIKET BIOARANG

Bioarang merupakan sumber energi biomassa yang ramah lingkungan dan

biodegradable. Briket arang berfungsi sebagai pengganti bahan bakar minyak, baik itu

minyak tanah, maupun elpiji. Biomassa ini merupakan sumber energi bagi masa depan

yang tidak akan pernah habis, bahkan jumlahnya akan bertambah, sehingga sangat

cocok sebagai sumber bahan bakar rumah tangga. (Basriyanta, 2007)

Bioarang adalah arang (salah satu jenis bahan bakar) yang dibuat dari aneka

macam bahan hayati atau biomassa, misalnya kayu, ranting, jerami, dan limbah

pertanian lainnya. Biasanya, bahan-bahan tersebut dianggap sampah yang tidak

berguna sehingga sering di musnahkan dengan cara di bakar. Namun, bahan-bahan

tersebut sebenarnya dapat diolah menjadi arang, yang selanjutnya disebut bioarang.

Bioarang ini dapat digunakan sebagai bahan bakar yang tidak kalah dari bahan bakar

sejenis yang lain. Akan tetapi, untuk memaksimalkan pemanfaatannya, bioarang ini

masih harus melalui sedikit proses pengolahan sehingga menjadi briket bioarang.

Adan, Ir. Ismun Uti, 1998)


Briket arang merupakan energi yang alternatif yang ditawarkan unuk

menggantikan bahan bakar minyak dan fungsinya seperti minyak tanah, yaitu sebagai

bahan bakar langsung untuk memasak. Bioarang adalah arang untuk bahan bakar yang

dibuat dari beraneka ragam biomassa (sampah daun kering, serasah, jerami, sekam,

ranting, dan kayu serta limbah pertanian lainnya). Bahan tersebut dianggap tidak

bermanfaat, tetapi jika diolah dengan teknologi akan dapat menjadi bahan bakar yang

disebut bioarang atau briket arang.

Pembuatan briket arang dengan menggunakan metode pembakaran pirolisis

dari sampah organik. Pirolisis merupakan proses dekomposisi bahan organik dengan

pemanasan tanpa oksigen. Proses ini sebenarnya bagian dari proses karbonisasi yaitu

proses untuk memperoleh karbon atau arang, tetapi sebagian menyebut pada proses

pirolisis merupakan high temperatur carbonization (HTC), lebih dari 500 oC.

Proses pirolisis menghasilkan produk berupa bahan bakar padat yaitu karbon,

cairan berupa tar dan beberapa zat lainnya. Bila oksigen ada pada suatu rektor pirolisis

maka akan bereaksi dengan material sehingga membentuk abu (ash). Untuk

menghilangkan oksigen, pada proses pirolisis biasanya menggunakan aliran gas linear

berfungsi untuk mengikat oksigen dan mengeluarkan oksigen dari reaktor. Produk dari

pirolisis berupa gas, fluida cair dan padat berupa karbon dan abu. Gas hasil pirolisis

dapat diolah menjadi bahan bakar gas. Sedangkan karbon dapat dimanfaatkan

menjadi bahan bakar padat.

Briket merupakan gumpalan lunak yang dikeraskan dan dibuat dengan bentuk

tertentu. Manfaat pengolahaan ini adalah dapat membantu mengatasi permasalahan

sampah khususnya sampah organik. Sebenarnya dari pembakaran pirolisis bioarang

ini akan menghasilkan asap cair jika kita proses lebih lanjut. Asap hasil pembakaran

diproses melalui destilasi. Asap cair berguna untuk mengawetkan makanan sebagai

pengawet sintesis.

Beberapa bentuk dan tipe briket yang umum dikenal, antara lain : bantalan

(oval), sarang tawon (honey comb), silinder (cylinder), telur (egg), dan lain-lain. Ada

pun keuntungan dari bentuk briket adalah sebagai berikut:

1. Ukuran dapat disesuaikan dengan kebutuhan


2. Porositas dapat diatur untuk memudahkan pembakaran

3. Mudah dipakai sebagai bahan bakar.

Beberapa aspek di bawah ini dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan

dalam penggunaan energi biomassa menurut Gan Thay Kong (2010), yaitu :

1. Aspek ketersediaan biomassa dan nilai kalorinya.

2. Aspek kandungan kelembapannya, abu dan zat terbangnya.

3. Aspek kandungan unsur klorin

4. Aspek rantai suplai biomassa

2.7.1 SIFAT-SIFAT BRIKET BIOARANG

Sifat-sifat briket yang baik adalah sebagai berikut, yaitu :

1. Tidak berasap dan tidak berbau pada saat pembakaran.

2. Mempunyai kekuatan/daya tekan tertentu sehingga tidak mudah pecah sewaktu

diangkat dan dipindah-pindah. Dari pengalaman, briket dengan kekuatan tekan >

6 kg/cm2, cukup kuat dan tidak mudah pecah pada saat briket dibawa, diangkat

dan diangkut.

3. Mempunyai suhu pembakaran tetap, dengan jangka waktu nyala yang relatif lama

(8-10 jam).

4. Setelah pembakaran dan ada sisa, masih mempunyai kekuatan tekan sehingga

mudah dikeluarkan dari dalam tungku atau dipindahkan ke tempat lain. Hasil

pembakaran tidak mengandung gas karbon monoksida dengan kadar tinggi.

Syarat briket yang baik adalah briket permukaannya halus dan tidak

meninggalkan bekas hitam ditangan. Selain itu, sebagai bahan bakar, briket juga harus

memenuhi kriteria mudah dinyalakan, tidak mengeluarkan asap, emisi gas hasil

pembakaran tidak mengandung racun, tidak berjamur bila disimpan pada waktu lama,

menunjukkan laju pembakaran dan suhu pembakaran yang baik.


2.7.2 PARAMETER DALAM PEMBUATAN BRIKET BIOARANG

Beberapa parameter yang perlu diperhatikan dalam pembuatan briket adalah sebagai :

1. Ukuran butir. Makin kecil ukuran butir bahan baku pembuatan briket, makin kuat

daya rekat antar butir (apabila padanya telah ditambah bahan perekat).

2. Tekanan mesin pencetak. Diusahakan agar briket yang dihasilkan kompak, tidak

rapuh dan tidak mudah pecah apabila dipindah-pindah. Di samping itu diusahakan

padanya masih terdapat pori-pori yang memungkinkan udara (dalam hal ini

oksigen) masih ada di dalamnya. Keberadaan oksigen dalam briket sangat

penting, karena akan mempermudah proses pembakaran.

3. Kandungan air, akan berpengaruh ada nilai kalor/panas yang dihasilkan. Apabila

kandungan airnya tinggi, maka sebagian kalori/panas yang dihasilkan briket akan

dipergunakan terlebih dahulu untuk menguapkan air yang terdapat dalamnya.

Kalori sisa, baru dapat dimanfaatkan sebagai penghasil panas, baik dengan cara

pemanasan kontak langsung ataupun cara pemanasan kontak tidak langsung.

2.7.3 TAHAPAN PEMBUATAN BRIKET BIOARANG

Secara umum proses pembuatan briket melalui tahapan penggerusan, pencampuran,

pencetakan, pengeringan dan pengepakan.

1. Penggerusan adalah mengerus bahan baku briket untuk mendapatkan ukuran

butiran tertentu. Alat yang digunakan crusher atau blender.

2. Pencampuran adalah mencampurkan bahan baku briket pada komposisi tertentu

untuk mendapatkan adonan yang homogen. Alat yang digunakan adalah mixer,

combining blender.

3. Pencetakan adalah mencetak adonan briket untuk mendapatkan bentuk tertentu

sesuaikan yang diinginkan.

4. Pengeringan adalah proses mengeringkan briket menggunakan udara panas pada

temperatur tertentu untuk menurunkan kandungan air briket.

5. Pengepakan adalah pengemasan prosuk briket sesuai dengan spesifikasi kualitas

dan kuantitas yang telah ditentukan.


2.7.4 PRINSIP DASAR PEMBUATAN BRIKET BIORANG

Karbonisasi atau pengarangan adalah proses mengubah bahan baku asal menjadi

karbon berwarna hitam melalui pembakaran dalam ruang tertutup dengan udara yang

terbatas atau seminimal mungkin. Sebenarnya teknik pengarangan sudah dikenal dari

ratusan tahun yang lalu, tetapi yang diarangkan adalah kayu dan bukan limbah

pertanian.

2.7.4.1 Proses karbonisasi

Proses karbonisasi atau pengarangan biasanya dilakukan dengan memasukkan bahan

organik kedalam lubang atau ruangan yang dindingnya tertutup seperti, di dalam tanah

atau tangki yang terbuat dari plat baja. Setelah dimasukkan, bahan disulut api hingga

terbakar. Nyala api tersebut dikontrol. Tujuan dari pengendalian tersebut, agar bahan

yang dibakar tidak menjadi abu, tetapi menjadi arang yang masih terdapat energi di

dalamnya sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

2.7.4.2 Prinsip Karbonisasi

Prinsip dari karbonisasi adalah energi pada bahan dibebaskan secara perlahan, dan

apabila proses pembakaran dihentikan secara tiba-tiba ketika bahan masih membara,

bahan tersebut akan menjadi arang berwarna kehitaman. Bahan tersebut masih

terdapat sisa energi yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, seperti

memasak, memanggang, dan mengeringkan. Bahan organik yang sudah menjadi arang

tersebut akan mengeluarkan sedikit asap.

Lamanya pengarangan ditentukan oleh jumlah atau volume bahan organik.

Ukuran parsial bahan, densitas bahan, tingkat kekeringan bahan, jumlah oksigen yang

masuk, dan asap yang keluar dari ruang pembakaran. Seperti pada bagan dibawah ini,

yaitu :


Pembakaran tidak sempurna

Oksigen bebas

Gambar 2.5 Bagan proses Karbonisasi

Sumber : Oswan Kurniawan dan Marsono, (2008)

2.7.4.3 Metode Karbonisasi

Pelaksanaan karbonisasi meliputi teknik yang paling sederhana hingga yang paling

canggih. Tentu saja metode pengarangan yang dipilh sesuaikan dengan kemampuan

dan kondisi keuangan. Berikut dijelaskan beberapa metode karbonisasi (pengarangan).

1. Pengarangan terbuka

Metode pengarangan terbuka artinya pengarangan tidak di dalam

ruangan sebagaimana mestinya. Resiko kegagalannya lebih besar karena udara

langsung kontak dengan bahan baku. Metode pengarangan ini paling murah

dan paling cepat, tetapi bagian yang menjadi abu juga paling banyak, terutama

jika selama proses pengarangan tidak ditunggu dan dijaga. Selain itu bahan

baku harus selalu dibolak-balik agar arang yang diperoleh seragan dan merata

warnanya.

2. Pengarangan di dalam drum

Drum bekas aspal atau oli yang masih baik bisa digunakan sebagai

tempat proses pengarangan. Metode pengarangan di dalam drum cukup praktis

karena bahan baku tidak perlu ditunggu terus-menerus sampai menjadi arang.

3. Pengarangan di dalam silo

Sistem pengarangan dalam silo diterapkan untuk produksi arang dalam

jumlah banyak. Dimana dinding dalam terbuat dari batu bata tahan api, dan

dinding luarnya disemen dan dipasang 4 buah tiang yang jaraknya disesuaikan

dengan keliling silo. Di sisi bawah silo diberi pintu yang berfungsi untuk

mempermudah pengeluaran arang yang sudah jadi. Hal yang penting dalam

metode ini adalah menyediakan air yang banyak untuk memadamkan bara.

4. Pengarangan semi modern

Sumber api pada pengarangan ini berasal dari plat yang dipanasi atau

batu bara yang dibakar. Akibatnya udara disekeliling bara menjadi panas dan

Bahan Organik Energi Parsial Arang +


memuai ke seluruh ruangan pembakaran. Panas yang ada kemudian

dihembuskan oleh kipas angin bertenaga listrik.

5. Pengarangan supercepat

Hanya membutuhkan waktu pengarangan hanya dalam hitungan menit.

Metode ini menggunakan penerapan roda berjalan. Bahan baku akan meleati

lorong besi yang panas dengan suhu mendekati 70oC.

2.7.4.4 Pengilingan Arang

Arang yang dihasilkan dari proses karbonisasi masih berbentuk aslinya. Oleh karena

itu agar bentuk dan ukuran arang seram, maka diperlukan alat atau mesin

penggilingan. Tipe mesin penggiling yang digunakan sama dengan penggilingan

tepung atau juga bisa digunakan blender, namun sebelumnya dihancurkan terlebih

dahulu dalam ukuran kecil tergantung dari ukuran dan tingkat kekerasan arang, setelah

itu disaring dengan menggunakan saringan.

2.7.4.5 Bahan Perekat

Untuk merekatkan partikel – partikel zat dalam bahan baku pada proses pembuatan

briket maka diperlukan zat pengikat sehingga menghasilkan briket yang kompak.

Berdasarkan fungsi dari pengikat dan kualitasnya, pemilihan bahan pengikat dapat

dibagi sebagai berikut :

1. Berdasarkan sifat / bahan baku perekatan briket

Adapun karakteristik bahan baku perekatan untuk pembuatan briket adalah

sebagai berikut :

a. Memiliki gaya kohesi yang baik bila dicampurkan dengan semikokas atau batu

bara.

b. Mudah terbakar dan tidak berasap.

c. Mudah didapat dalam jumlah banyak dan murah harganya.

d. Tidak mengeluarkan bau, tidak beracun dan tidak berbahaya.

2. Berdasarkan jenis


Jenis bahan baku yang umum dipakai sebagai pengikat untuk pembuatan briket,

yaitu :

a. Perekat anorganik

Pengikat anorganik dapat menjaga ketahanan briket selama proses

pembakaran sehingga dasar permeabilitas bahan bakar terganggu. Pengikat

anorganik ini mempunyai kelemahan yaitu adanya tambahan abu yang

berasal dari bahan pengikat sehingga dapat menghambat pembakaran dan

menurunkan nilai kalor. Contoh dari pengikat anorganik antara lain, semen

dan natrium silikat.

b. Perekat organik

Pengikat organik menghasilkan abu yang relatif sedikit setelah pembakaran

briket dan umumnya merupakan bahan perekat yang efektif. Contoh dari

pengikat organik diantaranya :

1) Clay (Lempung)

Clay (lempung) atau juga sering disebut tanah liat, umumnya banyak

digunakan sebagai bahan perekat briket. Jenis lempung yang dapat

dipakai untuk pembuatan briket terdiri dari jenis lempung warna

kemerah-merahan, kekuning-kuningan dan abu-abu. Perekat jenis ini

menyebabkan briket membutuhkan waktu yang lama untuk proses

pengeringannya dan briket menjadi agak sulit menyala ketika di bakar.

2) Tapioka

Jenis tapioka beragam kualitasnya tergantung dari proses

pembuatannya terutama pencampuran airnya dan pada saat dimasak

sampai mendidih. Tapioka juga banyak digunakan sebagai bahan

pengenanya, bahan pengisi dan bahan pengikat dalam industri

makanan.

3) Getah karet

Daya lekat getah karet lebih kuat dibandingkan dengan tanah liat dan

tapioaka. Namun, ongkos produksinya lebih mahal dan agak sulit

mendapatkannya karena harus membeli. Briket dengan perekat jenis ini

kan menghasilkan asap tebal berwarna dan beraroma kurang sedap bila

di bakar.

4) Getah pinus


Keunggulan perekat ini terletak pada daya benturannya yang kuat,

meskipun dijatuhkan ditempat yang tinggi briket akan tepat utuh serta

mudah menyala jika dibayar. Namun, asap yang keluar cukup banyak

dan menyebabkan bau yang agak menusuk.

Jenis-jenis bahan perekat diatas, yang paling umum digunakan adalah bahan

perekat tapioka. Hal ini sebabkan karena faktor harga dan ketersediaannya dipasaran

yang cukup banyak.

Tabel 2.3 Daftar Analisa Bahan Perekat

Jenis tepung Air

(%)

Abu

(%)

Lemak

(%)

Protein

(%)

Serat

kasar (%)

Karbon

(%)

Tepung jagung 10,52 1,27 4,89 8,48 1,04 73,80

Tepung beras 7,85 0,68 4,53 9,89 0,84 76,90

Tepung terigu 10,70 0,86 2,0 11,50 0,64 74,20

Tepung tapioka 9,84 0,36 1,5 2,21 0,69 85,20

Tepung sagu 14,10 0,67 1,03 1,12 0,37 82,70

Sumber : Anonimous, 1989 di dalam Nodali Ndraha, 2010

2.7.5 KEUNGULAN BRIKET ARANG (BIOARANG)

Adapun keunggulan dari briket bioarang adalah sebagai berikut :

1. Menjadi alternatif bahan bakar karena tidak tergantung pada bahan bakar

minyak atau gas.

2. Murah, praktis, dan cara membuatnya mudah.

3. Memiliki bentuk seragam karena pembuatannya dicetak menggunakan alat, hal

berbeda dengan briket kayu yang memilki bentuk yang tidak seragam.

4. Penampilan arang yang lebih menarik

5. Daya panas yang dihasilkan dari pembakaran briket sampah tidak kalah

dibandingkan dengan bahan bakar minyak. Dari hasil percobaan untuk

memanaskan 1 liter air hanya memerlukan sekitas 300 gram briket dalam

waktu kurang lebih 12 menit.


6. Briket sampah daun memiliki kemampuan penyebaran bara api yang baik,

tidak mudah padam, dan tidak perlu mengeluarkan tenaga ekstra untuk

pengipasan. Tanpa dikipasi pun briket sampah organik mudah menyala

dengan stabil.

7. Briket bioarang menyala stabil dan tidak perlu tenaga ekstra untuk pengipasan.

8. Tidak berbahaya seperti gas elpiji yang dapat menimbulkan ledakan.

9. Volume asap yang dikeluarkan briket sampah tidak sebanyak yang dihasilkan

kayu atau minyak tanah.

10. Berkurangnya asap yang diproduksi disebabkan karbon dioksida, karbon

monoksida, dan kandungan air yang tersimpan dalam bahan briket telah

direduksi pada saat proses pengarangan.

11. Menghasilkan gas seperti CO dan CO2 hanya sedikit sehingga tidak banyak

menimbulkan pencemaran udara.

12. Peralatan tungku yang digunakan untuk keperluaan bahan bakar briket relatif

lebih murah dan lebih mudah dalam perawatannya. Jenis tungku yang

digunakan terbuat dari tanah liat yang dibentuk sedemikian rupa.

13. Briket arang tidak mengandung unsur belerang sehingga mengurangi efek

hujan asam.

14. Dari segi aroma, briket bioarang tidak jauh berbeda dengan bau khas arang

yang dibakar. Bahkan masyarakat daerah tertentu, seperti masyarakat

pedesaan lebih menyukai menggunakan bahan bakar nonminyak dengan

alasan perbedaan rasa dan aroma.

15. Pengolahan masakan yang menggunakan tungku briket bioarang, diperoleh

cita rasa yang berbeda.


2.7.6 BRIKET MENURUT STANDAR MUTU INDONESIA (SNI)

Briket arang kayu menurut SNI adalah serbuk arang kayu dan bahan penolong dicetak

dengan bentuk dan ukuran tertentu yang dikeraskan melalui proses pengepresan yang

digunakan untuk bahan bakar. Syarat mutu briket arang kayu menurut SNI 01-6235-

2000, yaitu :

Tabel 2.4 Syarat Mutu Briket Arang Kayu

No Jenis Uji Persyaratan

1. Kadar air Maksimum 8 %

2. Bagian yang hilang pada pemanasan 90o Maksimum 15 %

3. Kadar Abu Maksimum 8 %

4. Kalori Minimum 5000 kal/g

(Disalin Ulang dari Standar Nasional Indonesia)


bab ii tinjauan pustaka 2.1 energi secara...

Documents