BIOBRIKET MAKING OF SOLID WASTE PAPER INDUSTRY AS AN ALTERNATIVE FUEL
METODA PENELITIAN
Penelitian pemanfaatan sludge sebagai bio- briket dilakukan pada skala laboratorium dengan tahapan kegiatan sebagai berikut :
Karakterisasi
Karakterisasi sludge dilakukan untuk melihat kemungkinannya untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Untuk keperluan tersebut param- eter yang dianalisa diantaranya adalah komposisi
sludge yang terdiri dari bahan organik, total selu-
losa, lignin, dan bahan anorganik terutama sen- yawa calsium, panjang serat, jumlah serat, persen
ines , serta parameter uji nilai kalor.
Pemanfaatan sebagai Bio Briket
Pemanfaatan sludge sebagai biobriket dilaku- kan dengan dua cara : yaitu dengan cara langsung dibuat briket , dan cara lain ada perlakuan terlebih dahulu terhadap sludge baru kemudian dijadikan biobriket, untuk melihat kelayakan serta keuntun- gan yang dapat diperoleh.
1. Penggunaan langsung sebagai biobriket
Penggunaan sludge sebagai biobriket dilaku- kan dengan perlakuan pencampuran langsung
sludge dengan sekam padi dan dengan batu
bara, dimana masing masing dengan variasi penambahan bahan pencampur 20%, 40%, dan 60 %
2. Perlakuan sludge sebelum dibuat briket
Perlakuan sebelum dibuat briket adalah di- lakukan pengarangan terlebih dahulu terha-
dap sludge maupun sekam secara terpisah.
Proses pembuatan briket selanjutnya sama adalah dengan variasi perlakuan pencampu- ran seperti pada poin 1 diatas. Perlakuan ini dimaksudkan agar briket yang dibuat pada saat pembakaran tidak menghasilkan asap, sehingga nyaman digunakan.
Pengujian Biobriket
Terhadap produk briket ya ng dihasilkan di- lakukan pengujian nilai kalor serta uji coba pembakaran untuk melihat kinerja proses pem- bakarannya serta sisa bakar yang dihasilkannya. Uji lain yang dilakukan terhadap bio briket yang dihasilkan adalah uji nilai kalor dari masing-ma- sing komposisi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakterisasi
Terhadap beberapa sludge yang diteliti dilaku- kan pengujian untuk mengetahui karakteristik masing-masing sludge yang terdiri dari kompo- sisi sludge, komposisi serat dan nilai kalor seperti terlihat pada Tabel 1 , Tabel 2, dan Tabel 3
Berdasarkan hasil karakterisasi komposisi sludge terlihat bahwa sludge A memiliki kand- ungan organik relatif rendah dengan kandungan anorganik yang ditunjukkan dengan senyawa
Calsium (CaCO3) cukup tinggi, hal ini menunjuk-
kan bahwa sludge kurang baik digunakan sebagai bahan bakar karena akan menyisakan abu cukup banyak.
Kemudian sludge B, C dan D memiliki kand- ungan organik cukup tinggi dengan kandungan anorganik cukup rendah, ini menunjukkan bahwa
sludge tersebut memiliki potensi bahan yang da-
pat dibakar dan memungkinkan dipergunakan se- bagai bahan biobriket.
Tabel 1. Komposisi Kimiawi Sludge
Sludge Parameter Nilai (%)
A Organik 34,51 Total Selulosa 9,18 Lignin 10,22 Ca (Sebagai CaO) 50,51 Ca (sebagai CaCO3) 65,49 B Organik 63,89 Total Selulosa 41,62 Lignin 14,31 Ca (Sebagai CaO) 36,56 Ca (sebagai CaCO3) 36,11 C Organik 76,68 Total Selulosa 53,30 Lignin 10,14 Ca (Sebagai CaO) 21,63 Ca (sebagai CaCO3) 24,32 D Organik 88,68 Total Selulosa 63,12 Lignin 3,65 Ca (Sebagai CaO) 11,24 Ca (sebagai CaCO3) 11,32
Tabel 2. Karakteristik Serat yang terkandung dalam Sludge
Sludge Parameter Nilai (%)
A
Panjang Serat rata-rata 0,823 mm
Jumlah serat 1270
Fines 19,45 %
B
Panjang Serat rata-rata 0,975 mm
Jumlah serat 10779
Fines 20,40 %
C
Panjang Serat rata-rata 1239 mm
Jumlah serat 20038
Fines 9,2 %
D
Panjang Serat rata-rata 0,872 mm
Jumlah serat 20117
Fines 13.90 %
Dari karakterisasi serat terlihat bahwa sludge
secara umum memiliki panjang serat dengan ukuran relatif sama, tetapi jumlahnya berbeda.
Tabel 3. Nilai Kalor beberapa Sludge Industri Kertas
No Bahan Nilai Kalor
1 Sludge A 1563 Cal / gram
2 Sludge B 3247 Cal / gram
3 Sludge C 3428 Cal / gram
Berdasarkan karakterisasi tersebut diatas yang terdiri dari komposisi sludge, komposisi serat serta nilai kalor, dapat disimpulkan bahwa sludge
A kurang baik digunakan sebagai bahan untuk biobriket, sedangkan sludge B, C dan D dapat digunakan sebagai bahan bakar, karena memiliki bahan yang dapat terbakar lebih dari 60%
Pembuatan Biobriket
1. Pembuatan Biobriket Langsung Tanpa
Perlakuan
Proses pembuatan biobriket secara lang- sung dilakukan dengan pembentukan briket tanpa dan dengan variasi penambahan batu bara 20 , 40 dan 60 % yang berfungsi men- ingkatkan nilai kalor. Pembentukan briket
sludge dilakukan dengan penambahan perekat
larutan kanji untuk mendapatkan bentuk yang kompak dan kuat sehingga tidak mudah han- cur dalam penyimpanannya.
Dari hasil percobaan pembakaran yang di- lakukan, briket yang terbuat dari sludge tanpa penambahan batu bara tidak dapat terbakar sempurna, selain itu pembakaran menghasil- kan asap yang cukup tebal. Dengan hasil ini disimpulkan bahwa sludge tidak dapat dibuat bio-briket secara langsung tanpa perlakuan sebelumnya.
2. Proses Pembuatan Arang Sludge
Upaya perbaikan kualitas sludge seba- gai bahan bio-briket dilakukan dengan cara pengarangan. Proses pengarangan dilakukan untuk menghasilkan bahan bakar yang tidak menghasilkan asap karena pembentukan asap telah dilakukan pada proses sebelumnya yai- tu pada proses pirolisis.
Berdasarkan ilmu kimia pembakaran da- pat diartikan bahwa bereaksinya antara bahan organik dengan oksigen akan menghasilkan panas (kalor), sedangkan dalam pengertian awam adalah bahwa pembakaran merupakan terbakarnya bahan organik oleh api sehingga menghasilkan panas. Panas yang dihasilkan dari pembakaran ini dimanfaatkan untuk me- menuhi kebutuhan aktivitas manusia seperti memasak dan lain sebagainya.
Dari pegertian tersebut diatas mengand- ung arti juga bahwa setiap bahan organik, terutama yang berupa padatan dapat dibakat untuk menghasilkan panas. Limbah padat in- dustri kertas berdasarkan hasil karakterisasi menunjukkan kandungan bahan organiknya berkisar 60–75 %, bahkan ada juga yang me- miliki kadar organiknya hingga 85 % , yang mendasari pemikiran pemanfaatan limbah
sludge sebagai bahan bakar.
Pemikiran ini lebih lanjut dikaitkan den- gan penanganan limbah padat industri kertas yang jumlahnya cukup banyak dan perlu pen- anganan melalui pemanfaatan yang memberi- kan nilai tambah dan tidak mencemari ling- kungan.
Proses Karbonisasi
Karbonisasi atau pengarangan adalah proses pembakaran bahan organik dalam keadaan tidak sempurna sehingga dihasil- kan energi dan arang, sedangkan pada proses
pembakaran sempurna dihasilkan energi dan abu.
Ada beberapa cara pembuatan arang teta- pi karena bahannya berupa sludge yang me- miliki karakteristik yang khas, proses yang sesuai adalah dengan cara penggarangan pada sebuah bejana panas. Hasil pengarangan menunjukkan bahwa arang sludge mengalami penurunan nilai kalor dari sekitar 3200-3400 menjadi 2880, seperti terlihat pada Tabel 4 berikut.
Tabel 4. Nilai Kalor Arang Sludge, Arang Skam dan Serbuk Batu Bara
No Variasi Nilai Kalor
1 Arang sludge 2885 Cal / gram
2 Arang skam 3109 Cal / gram
3 Batu bara 3500–6000 Cal/gram
3. Pembuatan Biobriket dari Arang Sludge Pembuatan bio-briket dari arang sludge
dilakukan dengan menambahkan bahan pem- bantu pembakaran sekaligus meningkatkan nilai kalor berupa serbuk batu bara dan arang sekam dengan variasi 20, 40, 60%. Hasil per- cobaan menunjukkan bahwa penambahan arang sekam ataupun serbuk batu bara mam- pu meningkatkan nilai kalor biobriket arang
Tabel 5. Nilai Kalor Bio Briket
No Variasi Nilai Kalor
1 Arang sludge : arang
skam (80 :20)
2950 Cal / gram
2 Arang sludge : arang
skam (60 :40)
2958 Cal / gram
3 Arang sludge : arang
skam (40 :60)
3022 Cal / gram
1 Arang sludge : serbuk
batu bara (80 :20)
3467 Cal / gram
2 Arang sludge : serbuk
batu bara (60 :40)
3742 Cal / gram
3 Arang sludge : serbuk
batu bara (40 :60)
3926 Cal / gram
Uji kemampuan bakar telah dilakukan terha- dap semua perlakuan. Hasil pengamatan menun- jukkan bahwa bio-briket arang sludge terbakar membentuk bara, selain itu bio-briket bisa ter- bakar habis tanpa menimbulkan asap dan hanya menyisakan abu.
Berdasarkan nilai kalor serta persentase peng- gunaan arang sludge sebagai bahan utama, maka pembuatan briket dapat dilakukan pada kisaran penggunaan bahan pencampur arang sekam mini- mal sebanyak 60 % , sedangkan serbuk batubara hanya memerlukan minimal 20 %.
KESIMPULAN
Berdasarkan dari percobaan, analisa dan eva- luasi dapat disimpulkan bahwa :
1. Secara umum limbah sludge dapat diman- faatkan menjadi bio-briket sebagai bahan bakar alternative dengan penambahan bahan pencampur sekam atau batubara.
2. Pemanfaatan sludge untuk briket secara lang- sung tidak dapat terbakar sempurna karena porositas sludge yang kurang untuk bereaksi dengan oksigen, sehingga saat terbakar men- imbulkan banyak asap sehingga tidak cocok dimanfaatkan untuk bahan bakar rumah tangga
3. Proses pengarangan dapat digunakan sebagai perlakuan awal dalam menghasilkan bahan baku biobriket yang memiliki keunggulan tidak menimbulkan asap saat pembakarannya 4. Proses pengarangan dapat menurunkan nilai
kalor bahan , namun dapat ditingkatkan kem- bali dengan cara mensubstitusi dengan arang sekam atau serbuk batu bara.
SARAN
Mengingat proses pembuatan arang sludge
tidak dapat dilakukan dengan metoda konven- sional, perlu dicarikan metoda pirolisis yang
lebih eisien, agar memiliki nilai ekonomi cukup
tinggi.
Bio-briket yang dihasilkan pada penelitian kali ini masih jauh dari yang diharapkan, tetapi masih dapat ditingkatkan melalui teknologi pem- buatan serta menambahkan bahan pembantu pembakaran yang lebih baik lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Adi Asmara dan Igo, 2007 “ Kompor Briket Batu- bara”, Titian Ilmu, Bandung
Balai Besar Selulosa, 1996, “Karakteristik dan Kemungkinan Pemanfaatan Limbah Padat In-
dustri Pulp dan Kertas”, Laporan Kerjasama
BBS APKI
Haris Iskandar, Kresno Dwi Santoso, 2005, “Pan- duan Singkat Cara PembuatanArangKayu, Alternatif Pemanfaatan Limbah kayu oleh
Masyarakat, PT. Inti Prima Karya, Bogor.
Ismun Uti Adan, 2003 “ Membuat Briket Bio-
arang ”, Kanisius, Yogyakarta
Oswan Kurniawan Marsono, 2008,” UPER KAR- BON bahan bakar lternatif pengganti minyak
tanah dan gas”, Swadaya, Jakarta.
Syamsudin, Sri Purwati, Ike Rostika, 2007, “Pe- manfaatan Campuran Limbah Padat Dengan Lindi Hitam dari Industri Pulp dan Kertas