PRODUKSI ARANG TERPADU. Oleh: Gustan Pari, dan Sri Komarayati

(1)

PRODUKSI ARANG TERPADU

Oleh:

Gustan Pari, dan Sri Komarayati

Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan

Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan Bogor

2013

LIMBAH KAYU/ SERBUK GERGAJI, TEMPURUNG -SEKAM TUNGKU 3 in 1 CUKA KAYU ARANG BONGKAH

LIMBAH ARANG

KOMPOS ENERGI, ARANG AKTIF,

(2)

2 CHARCOAL

RESEARCH IN

INDONESIA

1911 – destilate

1950 – Ishikawa kiln

2004 – Seki kiln

A combination of some of

man’s oldest technologies

The productivity of

Amazonian dark

earth soils –

created by early

agriculturalists

using charcoal –

first stimulated

interest in biochar

as both a

sequestering agent

and as an agent to

promote

agricultural

productivity

(3)

1s

2

_2s

2

_2p

2

1s2 2s

1

_2p

3

1s

2

_2sp

3

BIO SENSOR DAN BIO ENERGI

I

Sistem kubah tradisional Tungku Arang Modern

Sistem timbun Bakar langsung 20 May 2013 6 Pertamakali ditemukan dilembah Amazon 8.000 tahun yang lalu

(4)

4 ENERGI

KENAIKAN BBM--- DAYA BELI MASYARAKAT

PERPRES RI No 5 TAHUN 2006: KEBIJAKAN ENERGI NASIONAL

1. PEMBERDAYAAN MASYARAKAT

2. PENGEMBANGAN LITBANG, PENDIDIKAN DAN PELATIHAN

KEPUTUSAN MENKO EKUIN: TIM KOORDINASI AKSI PENYEDIAAN DAN

PEMANFAATAN ENERGI ALTERNATIF ---



BRIKET BATUBARA

SK MENTERI KEHUTANAN NO: SK.345/Menhut-II/2006 MENGENAI:

TIM PENEGMBANGAN BIOMASSA DALAM MENUNJANG KEBUTUHAN

ENERGI NASIONAL

(5)

KEHUTANAN SBG SUMBER ENERGI TERBAHARUI

2. MENGEMBANGKAN JENIS POHON ENERGI CEPAT TUMBUH

3. MEMBUAT PUSAT PELATIHAN ARANG TERPADU

60 % MASYARAKAT : KAYU BAKAR ---



0,5 M

3

_/BULAN

(24 pohon/thn 120 pohon/5 thn 500 m

2

₎

100 JUTA PENDUDUK (5 ORANG/KK) ---



20 JUTA (2 Ltr minyak)

40 JUTA LITER/HARI X Rp 3.000 = Rp. 120.000 Juta

5-7 Hari elpiji 3 kg Rp 16.500 (Rp 720 milyar/minggu)

(10.000 juta m

2

_{1 juta hektar}

IBI- STANDRAD BIOCHAR USED IN

SOIL - ABI

10

II

Biochar basic utility properties

Electrical conductivity

= 7,3 dS/m

H : C org

= 0,6

Total N

= 5,4%

Moisture

= 20%

Total ash

= 40%

Organic carbon

= 42% (klas 2)

Biochar advance and soil enhancement

Total surface area

= 790 m2/g

External surface area

= 160 m2/g

N (NH4 & NO3)

= 21 mg/kg

(6)

6

Toxicant assessment

• PAH

= 6 mg/kg

• Fioxin/furan

= 0,02 mg/kg

• PCB

= 0,2 mg/kg

• As

= 10 mg/kg

• Cr

= 60 mg/kg

• Cl

= 90 mg/kg

• Cu

= 143 mg/kg

• Zn

= 320 mg/kg

• Methyl Hg

= 0,5 mg/kg

TUNGKU TRADISIONAL

(7)

Tungku datar untuk serbuk gergaji

2~3days for carbonization

 254.6kg of charcoal powder (176kg of carbon) 1.PROCESS : 9 – 10 HOURS 2. YIELD : 20 – 24 % 3. FIXED CARBON 65,88 % 4. ONE DAY : 150 – 200 KG 5. COST : 250 US$

Tungku semi kontinyu untuk sekam

(8)

8 Tungku drum

Tungku tempurung kelapa sawit

Tungku drum yang dilengkapi pendingin

(9)

(10)

10

TUNGKU KUBAH DENGAN PENDINGIN BAMBU Arang hitam 200 MT/ bulan

Arang putih 25 TON/bulan---500 TON

Cuka kayu 5000-10000 L/bulan Kompos TKKS 1000 TON/DAYS MARKET

(11)

Kompos (BIOPELLET) 10 TON/DAY

Lokasi: MALIMPING (BANTEN)

(12)

(13)

MATARAM-LOMBOK- 4 genersasi

25

*CHO + * CH2OH CH3COOH

*CHO + *OH HCOOH *OH + *H H2O

*H + *H H2

*C + *O CO *C

CHO + * CH2OH + *OH + *H + *O + *C

Penataan atom karbon membentuk heksagonal

I

Graphene _Graphite

(14)

14 Karbon dalam arang

400 700 Molecule structure of graphite

Charcoal made from cellulose

(15)

(16)

16

Tabel 2. Py-GCMS Komponen kimia dari arang serbuk sengon

___ _______________________________________________________________ No Kontrol (O0_C) ₃₀₀0_C ₅₀₀0_C

__________________________________________________________________ 1. Benzene propanol Benzene dicarboxylic acid -

2. Trimethyl benzene Trimethyl benzene - 3. Methyl ethyl benzene Benzene Benzene 4. Phenyl propenal Pentanal Acetaldehyde

5. Methyl acetophenone - -

6.Methyl butadiene Methyl butadiene - -

7. Methyl furan - -

8. Acetic acid Acetic acid -

9. Toluene Toluene -

10. Methyl propenyl ketone Ethynyl toluene -

11.Cyclo pentanone - -

12. Xylene Xylene -

13. Styrene Styrene -

14. Dimethyl furan - -

15. Methyl ethyl benzene Methyl benzoic acid -

16. Methyl stryrene - -

17. Benzoic acid - -

18.Phenoxy ethyl isobutyrate - -

19. Butenyl benzene - -

(17)

23. Dimethyl phenol Phenol -

24. Methyl ethyl phenol Phenyl methoxy phenol -

25. Methyl naphthalene - -

26. Naphthalene acetic acid - -

27. Naphthalenol - - 28. Thymol - - 29. Coumaran - - 30. Allyl phenol - - 31. Dimethyl benzaldehide - - 32. Resorcinol Vanillin -

33. Methyl phenol Cresol -

34. Dimethyl naphthalene Dimethyl naphthalene -

35. Ethenyl naphthalene Methyl naphthalene

36. Pyrocatechol Napthalenol -

37. Naphthalene Naphthalene -

38. Hydroquinon - -

Dimethyl dihydroxy benzaldehide Dimethyl dihydroxy benzaldaBiphenyl

41. Naphthol Mathyl naphthol -

42. Dihydro penanthrene Dihydro penenthrene -

43. Galactopyranoside - -

44. Penenthrene Penanthrene -

45. Methyl penanthrene Methyl penanthrene

46. Phenyl napthalene - -

47. Methyl pyrene Methyl pyrene -

48. Pyrene Pyrene -

49. Benzo furan - -

50. Methyl chrysene - -

51. Benzo penanthrene - -

(18)

18

TEKNOLOGI TERPADU PRODUKSI ARANG DAN CUKA KAYU

Parameter Sampel

1 2

Kadar air kayu berat kering oven,% 16,52 37,64 Berat kayu basah, kg 52,00 50,00 Berat kayu kering, kg 44,63 36,32 Suhu pengarangan, o_C _{400 - 450} _{400- 450}

Lama pengarangan, jam 17,00 24,00 Produksi arang, kg 8,00 7,00 Produksi cuka kayu, liter 17,00 25,00

Produksi arang dan cuka kayu

1 = Limbah potongan kayu puspa 2 = Limbah potongan kayu mindi

(19)

Jenis analisis Sampel

1 2

Rendemen dari berat kering oven, % 17,92 19,27 Rendemen dari berat basah, % 15,38 14,00 Kadar air, % 8,28 5,49 Kadar abu, % 2,49 3,26 Kadar zat mudah menguap, % 21,32 15,65 Kadar karbon terikat, % 76,19 81,00 Nilai kalor, kal/g 6777 6813

Rendemen dan sifat arang

Keterangan : 1 = Limbah potongan kayu puspa 2 = Limbah potongan kayu mindi

Tabel 8. Kandungan C, N, P dan K dalam biomas

sengon

NO PERLAKUAN Sengon C org,% N total,% P % K % 1 Kontrol 45,24 1,39 0,18 0,91 2 Arang 10% 43,50 1,46 0,23 1,85 3 Arang 20% 50,86 2,02 0,25 0,91 4 Arang 30% 47,62 2,09 0,27 0,62 5 Cuka kayu 1% 50,81 2,23 0,23 0,60 6 Cuka kayu 2% 52,50 1,46 0,21 0,59 7 Cuka kayu 3% 43,77 1,88 0,24 0,54 8 Cuka kayu 4% 52,59 2,16 0,21 0,52

(20)

20

Hasil uji t pengaruh penambahan arang serbuk gergaji, arang kompos dan cuka kayu terhadap pertumbuhan tinggi dan diameter anakan jabon dan sengon.

Jenis

Rataan tinggi (cm)

Uji t

Jabon

Sengon

13,96

7,21

A

B

Jenis

Rataan diameter

(cm)

Uji t

Jabon

Sengon

0,74

0,20

A

B

(21)

PROCESSING

75 kg Carbonization ± 500 0_C

Activation

process

Charcoal

Activated

charcoal

NUT

SHELL

Grewth Diameter

Treatment Height Stem

(cm) (mm) Controll (P0) 86,6 7,4 5% charcoal (P1) 87,9 8,0 10% charcoal (P2) 89,5 8,4 15 % charcoal (P3) 99,2 8,6 5% active charcoal (P4) 99,6 8,6 10% Active charcoal (P5) 103,0 9,4 15% Active charcoal (P6) 93,7 10,8

(22)

22 Dry weight biomass

Treatment

Stem+leaf

Root

Total biomass

(gr)

Controll (P0)

15,5

3,2

18,7

5% charcoal (P1)

17,8

3,6

21,4

10% charcoal (P2)

20,3

3,7

24,0

15 % charcoal (P3)

17,0

5,1

22,1

5% Active char (P4)

24,5

4,7

29,2

10% Active char (P5)

27,0

5,0

32,0

15% Active char (P6)

23,8

5,9

29,7

TOTAL BIOMASS

Total height of gmelina after 70 days controll (P0), charcoal 10% (P2), and active charcoal 10% (P5).

Total diameter stem of gmelina after 70 days controll (P0), charcoal 10% (P2), and active charcoal 10% (P5).

Total root of gmelina after 70 days:

controll (P0), charcoal 10% (P2), and active charcoal 10% (P5).

(23)

No. miner al Satuan treatment P0 (control) P2 (10% char) P4 (5% active) P5 (10% active) P6 (15% active) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. N K Ca Mg P Na Fe Mn B % % % % % mg/100g mg/kg mg/kg mg/kg 2,87 2,86 1,20 0,40 0,26 411,56 278,39 82,19 574,65 3,21 2,90 1,36 0,40 0,30 398,62 204,94 76,18 622,90 3,40 2,38 1,47 0,37 0,29 545,40 359,69 65,54 664,49 2,97 3,02 1,92 0,40 0,34 440,30 231,13 67,44 707,27 2,95 3,18 1,71 0,42 0,37 478,20 235,16 87,16 718,55

Mineral content on gmelina leaf after 70 days grewth

No. Soil mineral Satuan Treatment P0 (control) P2 (10% char) P4 (10% active) P5 (10% active) P6 (15% active) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. C-organik N K Ca Mg Na P Fe Mn Cu Zn pH KTK % % me/100g me/100g me/100g me/100g ppm ppm ppm ppm ppm - me/100g 3,76 0,39 2,00 12,05 8,50 1,87 770,60 0,92 19,20 2,88 1,40 5,80 27,93 4,07 0,38 2,72 16,36 11,33 2,09 856,20 0,76 6,64 1,64 0,32 6,00 31,73 3,92 0,41 2,41 13,37 9,83 1,74 813,40 0,76 11,28 1,40 0,76 6,10 29,69 4,20 0,37 2,67 15,90 11,17 2,43 941,80 0,62 7,92 0,68 0,56 6,30 31,16 4,63 0,33 3,00 16,43 12,17 2,61 984,60 0,48 8,16 0,88 0,60 6,50 34,39

(24)

24

CHARCOAL COMPOST APPLICATION OF BROCCOLI IN CILOTO 2002 CHARCOAL COMPOST APPLICATION OF POKCAY 1,2 KW/400M2_{IN 1 BLN}

(25)

CILOTO 2012

Aplikasi arang kompos di

Garut

(26)

26 Aplikasi arang kompos di Menes, Banten

(27)

1. COMPOST FOR TEAK NURSERY 5000 TON

2. ANIMAL COMPOST FOR TEAK

PLANTATION IN THE FIELD (20,000 ha)

= 52 BILLION TON

3. Charcoal 5% = 0,25 billion ton

4. Carbon trade ???

(28)

28

Berbagai produk dari arang

(29)

(30)

30 APPLICATION WOOD VINEGAR IN RICE PLANTATION AND

BEEE/HONEY

(31)

(32)

32 ARANG AKTIF

SEDERHANA

1. KIMIA : H

₃

PO

₄

2. FISIKA : H

₂

O

3. KOMBINASI

Daya serap iod :

* > 750 MG/G (SNI)

* Karbon: 78 – 82 %

* Hasil: 24 – 42 %

(33)

PENJERNIHAN AIR 1.Cation :Fe, Na, Ca, Mg 2. Anion : NO3, SO4, 3. Colour, Aroma, and Colifirm bacteria

DIVERSIFIKASI PRODUK ARANG AKTIF

(34)

34 Hutan Tanaman Industri

(35)

(36)

36

Sosialisasi drum + pendingin bambu

(37)

KADIPATEN- WEST JAVA

NANO TEKNOLOGI- NANO KARBON :

1. SUATU TEKNOLOGI YANG MEMANFAATKAN ATAU MEMANIPULASI

BAHAN YANG BERUKURAN NANO (10

-9

_{M) DENGAN SIFAT DAN}

FENOMENA YANG UNIK

2. PEMBENTUKAN MATERIAL BARU DAPAT DISUSUN DAN DIDISAIN

DALAM ORDE ATOM, MENGOPTIMALKAN KEMAMPUAN DIRINYA

SENDIRI

3. PEMBENTUKAN KRISTAL BARU YANG BERBEDA DENGAN

STRUKTUR AWAL

(38)

38

APLIKASI NANO KARBON

• BIO SENSOR

• BIO BATERE – BATERE HP

• KERTAS KARBON

• MEMBRAN KARBON

(39)

INTRODUCTION:

EKSPOR ARANG INDONEISA No 1 DI DUNIA

I

Indonesia 39% Cina 22% Malaysia 16% Afrika Selatan 12% Argentina 11% 78