4 BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Energi
Energi adalah tenaga atau gaya untuk menggerakkan sesuatu. Definisi energi tersebut merupakan pengertian yang luas daripada pengertian energi yang biasa dianut dalam ilmu pengetahuan. Energi merupakan faktor paling diperhatikan dimasa sekarang maupun masa depan, baik dalam sektor penyediaan tenaga kerja, devisa negara, pelestarian sumber daya energi maupun pembangunan sarana dan pra sarana di Indonesia. Indonesia selalu terkait dengan situasi energi dunia, oleh sebab itu Indonesia harus mampu menciptakan energi alternatif untuk masa depan sebab tingkat konsumsi energi dunia semakin pesat. Indonesia harus bisa menentukan sektor mana yang bisa dimanfaatkan dalam penciptaan energi alternatif. Seperti yang kita ketahui Indonesia merupakan negara yang sebagian energinya berasal dari energi minyak, sehingga masyarakat Indonesia harus mampu mengganti minyak dengan sumber daya lain seperti gas alam, panas bumi, batubara, listrik tenaga air, dan biomassa yang tersedia dalam jumlah besar (Nodali, 2009).
2.2 Bioenergi
Bioenergi merupakan bahan bakar alternatif yang diperbaharui dan dapat terus dikembangkan. Hal ini diciptakan bukan karena harga minyak yang meningkat namun ketersediaan produksi minyak di Indonesia yang terbatas. Melihat kondisi sekarang ini bionergi harus segera dilakukan karena ketersediaan energi fosil seperti yang kita ketahui tidak berlangsung lama lagi akan habis (Hambali dkk,2007). Kelebihan bionergi selain bisa
5
dikembangkan dan diperbaharui bioenergi juga ramah lingkungan, mudah terurai, dan bahan bakunya terjamin. Bioenergi merupakan turunan dari biomassa yakni material yang dihasilkan dari makhluk hidup (tanaman, hewan, manusia). Ketersediaan lahan yang cukup membuat masyarakat Indonesia berbudidaya tanaman penghasil bioenergi sebagai sumber energi alternatif di kemudian hari.
2.3 Biomassa
Biomassa merupakan material tanaman , tumbuh- tumbuhan atau sisa hasil pertanian yang digunakan sebagai bahan bakar atau sumber bahan bakar. Biomassa adalah material organik kompleks, biasanya terdiri dari karbohidrat, lemak, protein dan beberapa mineral lain seperti fospor, sodium, kalsium dan besi (Nodali,2009). Keuntungan penggunaan biomassa untuk sumber bahan bakar berkelanjutan. namun keterbatasan biomassa dalam penggunaan biomassa untuk bahan bakar kendaraan bermobil. Biomassa merupakan sisa dari hasil fotosintesis yang berbentuk butiran-butiran yang bekerja sebagai sel surya. Mengkonvensikan karbon dioksida menjadi suatu senyawa karbon, hidrogen, oksigen. Hasil konvensi tersebut dapat menjadi suatu produk di kemudian hari.
2.4 Tandan Kosong Kelapa Sawit
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah pabrik kelapa sawit yang berjumlah banyak. Setiap pengolahan 1 ton tandan buah segar (TBS) menghasilkan 22%-23% atau 220 kg – 230 kg TKKS. Selama ini tandan kosong kelapa sawit (TKKS) hanya menjadi kompos dalam pengolahan kelapa sawit. Pemanfaatan seperti itu hanya memberi nilai tambah yang terendah dalam pemanfaatannya. TKKS merupakan limbah yang sangat berpotensial dalam pembuatan energi alternatif ,TKKS juga mampu menjadi bahan bakar generator listrik. TKKS juga mampu dijadikan sebagai biogas namun sedikit sulit dibanding limbah cair. TKKS juga mengandung bahan kimia seperti lignin 22,60%, pentosan 25,90%, abu 1,6%, pectin 12,85%,
6
holeselulosa 71,88%, kelarutan dalam seperti 1% NaOH sebanyak 19,50%, air dingin 13,89%, air panas 2,50%, alkohol 4,20%, dan benzene (Eka, 2000). 2.5 Ampas Tebu
Tanaman tebu (Saccharum officinarum L) merupakan anggota familia rumput-rumputan (Graminae) yang merupakan tanaman tropika basah, namun masih bisa bertumbuh baik di subtropika. Di Indonesia tanaman ini paling banyak di daerah Jawa dan Sumatera. Ampas yang dihasilkan tebu ini kebanyakan dibuang oleh masyarakat yang membuat ampas tebu masuk dalam kategori sampah kota yang jarang dilirik atau dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Berdasarkan data dari pusat penelitian perkebunan gula Indonesia (P3GI) ampas tebu yang dihasilkan 32% dari berat tebu giling (Husin,2007). Pada musim giling tahun 2006 lalu melalui Ikatan Ahli Gula Indonesia (IKAGI) menunjukkan bahwa jumlah tebu digiling oleh 57 pabrik gula di Indonesia mencapai sekitar 30 juta ton (Anonim,2007b), sehingga ampas tebu yang dihasilkan sebanyak 9.640.000 ton. Sebagian dari ampas tebu tersebut di ambil alih oleh pabrik gula sebagai bahan bakar, bahan baku kertas, bahan baku kanvas, industri jamur dan lain lain. Adapun komposisi bahan kimia yg terkandung dari ampas tebu adalah seperti di bawah ini.
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Ampas Tebu
Kandungan ampas tebu Kadar(%)
Lignin 22,09 Selulosa 37,65 Abu 3,82 Sari 1,81 Pentose 27,97 Sumber Husin, 2007
Kelebihan dari ampas ini adalah mudah terbakar karena didalamnya terkandung air, gula, serat, dan mikroba. Sehingga bila tertumpuk bisa
7
melepaskan panas (Pandaleke Ronny, 2014). Dalam bentuk briket ampas tebu ini juga dapat di renewable (mudah diperbaharui).
2.6 Tepung Gaplek
Gaplek (Euphorbiaceae) merupakan bahan komoditi pangan yang banyak dijumpai didaerah pedesaan dengan harga relatif murah. Di Pulau Jawa daerah penghasil gaplek terbesar adalah provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta terutama didaerah Gunung Kidul dan Bantul (Lies, 2002).
Kelebihan dari gaplek adalah bahan lokal ini mudah diolah menjadi tepung gaplek, karena gaplek mempunyai kandungan pati yang cukup tinggi. Kelemahan dari gaplek salah satunya adalah kerusakan yang sering terjadi pada gaplek pasca panen ditandai dengan adanya perubahan dalam gaplek yang mengakibatkan warna coklat kebiruan (Lies, 2002). Gaplek adalah bahan pangan yang mudah di dapat dengan harga relatif murah dan tidak mengenal musim. Gaplek dapat dimanfaatkan secara luas melalui diversifikasi pangan, selain itu juga dapat dimanfaatkan sebagai prekat lem salah satu caranya dengan mengolah gaplek menjadi tepung gaplek dan diolah kembali menjadi produk baru. Tepung gaplek merupakan bahan baku setengah jadi yang mempunyai potensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku industri makanan (Lies, 2002).
2.7 Briket
Briket (briquette) adalah bahan bakar yang berwujud padat dan dibuat dari berbagai bahan dasar. Briket merupakan bahan bakar yang potensial untuk rumah tangga. Briket dibedakan menjadi 2 yaitu biobriket dan briket batubara. Biobriket adalah bahan bakar yang berwujud padat dan berasal dari sisa–sisa bahan organik yang telah mengalami proses pemampatan dengan daya tekan tertentu. Pemilihan biobriket sebagai bahan bakar alternatif merupakan pilihan yang tepat karena penggunaaan kayu bakar yang meningkat dan membuat ekologi hutan menjadi rusak. Pembuatan briket juga tergolong mudah dengan menggunakan teknologi yang sederhana
8
meliputi 4 tahap yaitu pengeringan, penggerusan, pencampuran, pembentuk campuran briket (Hambali, 2007). Selain pembuatannya yang sederhana harga biobriket relatif murah dan terjangkau bagi masyarakat.
Pemanfaatan limbah agriindusti berdampak positif bagi perusahaan maupun masyarakat. Apabila pemanfaatan limbah yang kurang memiliki nilai ekonomi akan berdampak bagi biaya produksi perusahaan. Pembuatan arang briket dari limbah agroindustri dapat dilakukan dengan penambahan perekat. Melakukan pengarangan terhadap bahan baku, kemudian ditumbuk, kemudian ditambah perekat, dicetak dengan sistem hidrolik lalu dikeringkan adalah tahapan dalam melakukan penelitian pembuatan briket (Hartoyo, 1983 dikutip oleh Nodali, 2009).
2.8 Karbonasi
Karbonasi adalah proses pengarangan bahan baku menjadi karbon berwarna hitam melalui pembakaran dalam ruang tertutup. Proses karbonasi dilakukan dengan memasukkan bahan organik ke dalam wadah atau ruang yang dindingnya tertutup seperti tangki atau plat baja yang dibakar dengan nyala api yang dikontrol. Dalam proses karbonasi tujuan yang dicari bukanlah abu melainkan seperti arang berwarna hitam yang mempunyai energi sehingga dapat menjadi bahan bakar, bahan organik yang sudah menjadi arang masi terdapat energi di dalamnya yang berguna sebagai bahan bakar, keperluan memasak, memanggang, dan mengeringkan. Durasi dalam melakukan proses ini tergantung volume bahan organik tingkat kekeringan bahan, ketebalan dan kerapatan jumlah oksigen yang masuk dan asap keluar dari ruang pembakaran (Kurniawan dkk, 2008 dikutip oleh Junaedi, 2013). 2.9 Pencetakan dan pengeringan
Dalam melakukan pencetakan harus dilkakukan penekanan supaya mudah terikat dan tidak mempunyai ruang yang renggang. Ukuran partikel yang tidak seragam adalah faktor dilakukannya penekanan. Penekanan dilakukan dengan
9
mesin press hidrolik dengan tekanan 2 ton. Selanjutnya briket yang sudah dicetak lalu dikeringkan (Mulia, 2007)
2.10 Metode Pengarangan
Pada proses pengarangan menggunakan sistem pembakaran tidak sempurna. Maksud pembakaran tidak sempurna adalah pembakaran dimana pasokan oksigen dibatasi. Pembakaran dilakukan di ruangan tertutup dengan adanya sedikit pemasukan oksigen. Dengan metode pembakaran seperti ini maka apabila suatu material telah berubah menjadi suatu karbon maka api akan mati dengan sendirinya. Berbeda dengan pembakaran sempurna yang dilakukan diruang terbuka, maka material yang dibakar akan habis menjadi abu. Untuk pembakaran tidak sempurna yang sederhana kita bisa menggunakan plat berbentuk kotak yang telah dimodifikasi dengan diberi sedikit ruang udara di sela penutupnya (Hasran, 2018).
Menurut Herlina (2018) ruang pengarangan adalah ruang atau tempat yang digunakan untuk pirolisis atau disebut dengan pembakaran tidak sempurna. Ruang pengarangan dapat berupa alat pengarangan.
1. Klin
Merupakan alat khusus untuk pirolisis. Klin sederhana terbuat dari plat yang ditempah atau dibuat dengan ketebalan plat 0.8 mm dan dengan ukuran p x l x t yaitu 100cm x 100cm x 30cm. Pirolisis berlangsung di dalam plat yang dimodifikasi dalam bentuk kotak dengan membatasi pasokan udara terhadap bahan yang sedang dibakar.
2. Kompor Pembakaran
Kompor pembakaran merupakan alat masak yang terbuat dari kaleng cat dengan menggunakan bahan bakar dari serbuk kayu yang sudah tidak terpakai atau tidak digunakan lagi. Kompor ini memiliki daya tahan waktu 5 jam pembakarannya. Bahan yang digunakan untuk membuat kompor berpengaruh terhadap kualitas kompor, baik dari sudut penampilan, daya tahan kompor, maupun mobilitas (mudah dipindahkan atau tidak).
10
Beberapa bahan dasar yang digunakan untuk membuat kompor pembakaran adalah :
1 Kaleng cat atau kaleng bekas (ukuran 25 kg) 2 Serbuk kayu
3 Pipa
Pada dasarnya, tahapan membuat kompor ini tidak jauh berbeda dengan membuat kompor biasa yang berbahan minyak tanah. Membuat kompor berbahan bakar serbuk kayu ini bisa jadi alternatif untuk memasak, mengingat sangat pentingnya energi panas bagi kehidupan kita terutama ketika memasak kita bisa mempergunakan limbah dari sisa pengolahan kayu (serbuk kayu) ataupun sisa-sisa barang yang tidak terpakai yang dapat kita manfaatkan kembali (Herlina, 2018).
2.11 Bio arang
Suatu bahan akan murah jika bahan baku yang digunakan murah, banyak tersedia, dan cara atau teknologi yang dipakai untuk mengelolahnya sederhana. Itulah sebabnya diperkenalkan bioarang (Hendra dkk, 2000 dikutip oleh Nodali,2009).
Bioarang adalah arang (salah satu jenis bahan bakar) yang dibuat dari aneka macam bahan hayati atau biomassa, misalnya kayu, ranting, daun-daunan, sekam padi dan limbah pertanian lainnya. Biasanya bahan bakar tersebut dianggap sampah yang tidak berguna sehingga sering dimusnahkan dengan cara dibakar. Namun, bahan-bahan tersebut sebenarnya dapat diolah menjadi arang, yang selanjutnya disebut bioarang (Bredes dkk, 2008 dikutip oleh Nodali, 2009)
11 2.12 Briket arang
Briket arang adalah arang yang berasal dari proses pembakaran bahan organik yang kering dengan udara yang sedikit. Beberapa kelebihan briket arang dibandingkan dengan arang konvensional adalah:
Bentuk ukurannya seragam, karena briket arang dibuat dengan alat pencetak khusus bentuk besar kecilnya bisa diatur sesuai dengan yang dikehendaki
Mempunyai panas pembakaran yang lebih tinggi dibandingkan dengan arang biasa. Tidak berasap (jumlah asap kecil sekali) dibandingkan dengan arang biasa yang banyak mengandung asap tebal. Tampak lebih menarik, karena bentuk dan ukurannya bisa dibuat sesuai dengan kehendak kita, disamping bentuk dan ukurannya menarik, pengemasannya juga mudah. (Widarto dkk, 1995 dikutip oleh Arganda, 2007).
2.12.1 Analisa Briket Secara Fisik
Kualitas briket dapat dilihat secara fisik yakni tidak berasap tidak meninggalkan warna hitam ditangan, mudah digenggam, mudah dibakar, tidak mengandung racun, tidak berjamur bila disimpan pada waktu yang lama (D.A Himawanto,2003). Hal hal yang mempengaruhi kualitas briket adalah sebagai berikut:
Kerapatan Briket (Densitas)
Kerapatan merupakan perbandingan antara berat dengan volume. Bentuk dari arang tersebut mempengaruhi tingkat kerapatan dalam briket tersebut. Semakin tinggi kerapatan maka semakin sedikit rongga-rongga yang memuat kualitas hasil bakaran maksimal.
12 Kuat tekan
Untuk mengetahui keteguhan alat briket terhadap tekanan dapat dilakukan dengan alat uji tekan (force gauge). Tingkat kekuatan tersebut dapat dilihat ketika briket tidak mampu menahan beban lagi
Laju pembakaran
Laju pembakaran dilakukan untuk mengetahui laju pembakaran briket dari awal dibakar sampai selesai pembakaran dengan diketahui masa briket serta lama waktu pembakaran.
2.12.2 Analisa Briket Secara Kimia Nilai kalor
Prinsip penentuan nilai kalor adalah dengan mengukur energi yang ditimbulkan pada pembakaran dalam satuan massa, biasanya dinyatakan dalam satuan gram. Nilai kalor dinyatakan sebagai ukuran panas atau energi yang dihasilkan, dan diukur sebagai nilai kalor kotor (gross calorific value) atau nilai kalor netto (nett calorific value) (Jamilatun, 2011)
Nilai kalor sangat menentukan kualitas briket, karena dalam tingkat panas yang tinggi bahan pun kering dan menghasilkan kualitas yang bagus.
Kadar air(moisture)
Kadar air ditentukan dari briket dipanaskan dengan temperatur 104 – 110oC di dalam oven selama satu jam (Purnama et al, 2012). Kadar air yang tinggi pasti akan sulit dalam melakukan penyalaan api.
Kadar abu
Salah satu penyusun abu adalah silika, zat yang tinggal dalam proses pembakaran adalah abu. Salah satu rendahnya kadar kalor pada briket ialah abu yang banyak dapat mempersulit dalam proses pembakaran. Briket dengan kandungan abu yang tinggi sangat tidak menguntungkan karena akan membentuk kerak (Adi et al, 2008).
