1 BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sampah di Indonesia saat ini menjadi permasalahan yang sangat rumit karena setiap tahun sampah yang dihasilkan semakin meningkat. Pada tahun 2016 sampah di Indonesia mencapai 65.200.000 ton per tahun yang penduduknya sebesar 261.115.456 jiwa, hal ini disampaikan oleh Badan Statistik Lingkungan Hidup Indonesia pada tahun 2018. Terjadinya peningkatan sampah setiap tahunnya ditimbulkan dari peningkatan jumlah penduduk dan perubahan pola konsumsi masyarakat yang dapat menimbulkan peningkatan volume, jenis, dan karakteristik sampah. Sampah memiliki beberapa tipe karakteristik diantaranya yaitu sampah organik dan sampah anorganik. Sampah organik biasanya disebut dengan sampah yang mudah diurai oleh tanah contohnya daun, kertas, ranting, dan lain sebagainya. Sedangkan sampah anorganik merupakan sampah yang tidak dapat atau sulit diurai dengan tanah contohnya plastik, dan gelas kaca. Sampah tersebut akan terus meningkat sesuai laju peningkatan penduduk, dengan demikian dapat meyebabkan tingkat kebutuhan energi setiap tahunnya akan mengalami peningkatan sesuai aktivitas manusia yang menggunakan bahan bakar sebagai energi.
Energi di Indonesia saat ini memegang peran penting dalam pembangunan suatu negara. Hal ini dikarenakan dampak dari industrialisasi dan kebutuhan masyarakat akan energi semakin meningkat. Dengan demikian setiap orang akan menggunkaan bahan bakar sebagai kebutuhannya, dimana bahan bakar tersebut berasal dari bahan bakar fosil. Semakin meningkat jumlah penduduknya maka semakin meningkat akan kebutuhan bahan bakar yang menyebabkan bahan bakar fosil akan mengalami penurunan. Jika terjadi penurunan bahan bakar fosil maka salah satu dampak yang terjadi adalah cadangan minyak bumi akan menurun. Dari hasil survei data (BPPT Outlook Energi Indonesia, 2018) menyatakan bahwa cadangan minyak bumi di Indonesia pada tahun 2016 sebesar 7.251,11 MMSTB (Million Stock Tank Barrels) atau bisa disebut mengalami penurunan 0,74% terhadap tahun 2015. Untuk
2
saat ini cadangan minyak bumi sebesar 338 juta barel, dimana cadangan minyak tersebut akan habis dalam kurun waktu 9 tahun. Hal ini akan menimbulkan ancaman serius bagi masyarakat maupun industri jika tidak dikelola dengan baik. Energi alternatif merupakan salah satu cara untuk menanggulangi akan terjadinya kekurangan bahan bakar fosil. Dimana sumber energi yang berasal dari alam seperti biomassa yang berasal dari limbah sekam padi, tempurung kelapa, tempurung siwalan, sampah organik, dan limbah organik lainnya. Limbah tersebut dapat dihasilkan dari limbah rumah tangga, limbah pertanian, dan limbah perkebunan.
Biomassa adalah bahan bakar yang berasal dari sampah organik, seperti daun dan ranting. Kampus C UISI banyak ditumbuhi berbagai pohon rindang dan tanaman lain yang dapat meghasilkan banyak sampah organik. Sehingga kampus C tersebut memiliki banyak potensi sampah organik seperti daun, ranting pohon, rumput, kulit pohon, buah – buahan dan lain sebagainya yang dapat dijadikan sebagai biomassa. Di kampus A UISI memiliki potensi biomassa yang cukup banyak seperti daun, ranting, bunga, dan hasil sampah lain dari tumbuhan – tumbuhan. Siwalan merupakan salah satu tumbuhan yang cukup banyak tumbuh di sekitar lingkungan kampus A UISI. Di kampus A UISI terdapat 16 pohon siwalan yang tersebar dilingkungan kampus, dengan potensi 1 pohon siwalan menghasilkan ±260 butir buah siwalan pada saat musim panen di bulan Februari hingga Juni. Buah – buah siwalan yang telah masak berserakan di atas tanah karena telah matang umur buah siwalan sehingga buah tersebut berjatuhan.
Sampah organik merupakan sampah yang bisa di daur ulang dan mudah membusuk, sampah organik ini biasanya berasal dari lingkungan alam yang meliputi daun, kayu, dan lain – lain. Menurut dokumen informasi kinerja pengelolaan lingkungan hidup daerah Jawa Timur, pada tahun 2017 potensi sampah organik berkisar 60%. Sampah organik dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif salah satunya adalah briket. Sampah organik yang belum dimanfaatkan secara maksimal di lingkungan kampus UISI dapat dimanfaatkan untuk mengurangi sampah di kampus UISI. Menurut pengamatan penulis sampah organik di kampus UISI dilakukan pengolahan dengan cara dibakar dan dibuang secara langsung ke tempat pembuangan sampah. Oleh karena itu, sampah organik tersebut belum termanfaatkan secara optimal. Pemanfaatan sampah organik di UISI ini terfokus pada daun-daunan, ranting, bunga, buah, dan sampah organik lainnya. Penelitian pada pemanfaatan sampah
3
organik ini bertujuan untuk menambah nilai pada sampah dan mengurangi volume sampah.
Briket merupakan bahan bakar alternatif berasal dari limbah organik berbentuk padat, mempunyai ukuran tertentu dan mempunyai nilai kalor yang berbeda tergantung bahan baku yang digunakan. Pembuatan briket ini dilakukan dengan menggunakan proses yaitu, melakukan pengarangan bahan baku, penumbukan, pencampuran bahan baku dengan perekat, pencetakan, dan pengeringan. Sehingga hasil dari pembriketan tersebut dapat menghasilkan berbagai macam bentuk, ukuran, dan sifat kimia briket.
Bedasarkan penelitian sebelumnya, tentang pembuatan briket sudah banyak dilakukan salah satunya oleh Qistina, dkk (2016) berjudul “kajian kualitas briket biomassa dari sekam padi dan tempurung kelapa”. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkaji proses semi-karbonisasi pada temperatur antara 50 - 125°C dengan durasi waktu proses 50 – 120 menit. Penelitian tersebut menunjukan hasil kadar air bahan baku briket sekam padi lebih baik dari pada tempurung kelapa masing – masing kadar air sebesar 3.65% dan 4,24%. Nilai kalor briket sekam padi maupun tempurung kelapa masing – masing sebesar 4324.42 kal/gram dan 4925.96 kal/gram.
Penelitian tentang pemanfaatan buah pohon siwalan pernah dilakukan oleh Chumsang C dan Upan P (2014) dengan memanfaatkan buah pohon siwalan sebagai bahan bakar alternatif. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa limbah dari pohon siwalan berupa tempurung, kelopak dan batang buah siwalan. Dari percobaan tersebut briket dari tempurung siwalan yang telah melalui proses pengarangan didapatkan hasil nilai kalor 7.500 kal/gr, sedangkan briket dari tempurung siwalan tanpa melalui proses pengarangan didapatkan hasil yaitu 4.400 kal/gr.
Untuk pemanfaatan sampah organik juga pernah dilakukan penelitian oleh Supriyatno dan Merry Crishna B (2010) yang berjudul “Studi Kasus Energi Alternatif Briket Sampah Lingkungan Kampus POLBAN Bandung”. Tujuan dari penelitian ini adalah mengurangi permasalahan sampah di berbagai lokasi. Peneliti melakukan pengamatan pembuatan briket dengan cara penggerusan dan pengayakan untuk ukuran butiran 40 mesh, sedangkan cara pencampuran dan pembentukan digunakan alat cetak briket, dengan menggunakan perekat tepung kanji. Proses pengeringan hasil cetak briket menggunakan panas sinar matahari. Hasil penelitian dengan kualitas baik mepunyai nilai kalor 20055,96 joule/kg. Agus Wendi dkk (2015) telah melakukan
4
penelitian yang berjudul “Pemanfaatan Limbah Daun Kering Menjadi Briket Untuk Bahan Bakar Tungku”. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik briket dan mengetahui bahan dasar pembuatan briket yang baik agar bisa merebus air sebesar 1 kg lebih cepat. Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa briket yang menghasilkan nilai kalor tertinggi sebesar 145320 J dan cepat untuk mendidihkan air sebanyak 1 kg adalah briket dengan perbandingan 40 gr : 20 gr.
Untuk meningkatkan nilai kalor briket, salah satu upaya yang dilakukan adalah dengan menambahkan bahan lain yang memiliki nilai kalor tinggi. Setiap harinya, UISI menghasilkan limbah kertas bekas yang berasal dari aktivitas administrasi dan kegiatan belajar mengajar. Menurut Wiradaman, 2002 dalam jurnal Santoso (2014), nilai kalor yang dimiliki oleh kertas sebesar 1104,39 KJ/kg. Didalam kertas mengandung senyawa lignoselulosa dalam jumlah yang cukup banyak. Lignoselulosa adalah bagian dari sebuah tanaman yang tersusun dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Kertas secara umum mengandung lebih dari 90% kadar selulosa sehingga memungkinkan untuk dimanfaatkan menjadi bahan bakar alternatif (Kalpatari, dkk 2019). Penelitian terkait bubur kertas sebagai perekat juga pernah dilakukan oleh ilyas (2016), tentang Bubur Kertas Untuk Perekat Serbuk Gergaji Sebagai Sumber Energi Alternatif, dengan menggunakan metode eksperimen menghasilkan waktu pemanasan air sebanyak tiga liter sebesar 24 menit dan nayala api yang dihasilkan tidak menimbulkan asap yang menggunakan perbandingan komposisi sebesar 4:1 pada serbuk gergaji dan bubur kertas. Penelitian lain terkait pemanfaatan bubur kertas sebagai bahan perekat untuk briket juga pernah dilakukan oleh Allo, dkk (2018) tentang pemanfaatan sekam padi untuk pembuatan briket menggunakan perekat bubur kertas. Penelitian ini menghasilkan nilai kalor sebesar 3419 kal/g, dari perbandingan 1 : 0,5 dari sekam padi dan bubur kertas.
Penelitian sampah siwalan dan sampah organik juga pernah dilakukan di kampus UISI. Penelitian yang dilakukan oleh Rozy (2019) berjudul “Pengaruh penambahan tempurung siwalan terhadap karakteristik pembakaran briket sampah organik UISI”. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan siwalan terhadap karakteristik pembakaran briket sampah organik berdasarkan uji karakteristik pembakaran meliputi waktu peyalaan awal, lama waktu
5
pembakaran, dan laju pembakaran. Hasil nilai kalor yang terbaik dari penelitian ini adalah dengan perbandingan 70:30 dari perbandingan sampah organik dan tempurung siwalan menghasilkan nilai kalor sebesar 4.896 kal/gr.
Penelitian ini berfokus pada pemanfaatan sampah organik yang ada di kampus UISI Gresik dengan limbah kertas sebagai bahan perekat briket. Briket ini menggunakan variasi komposisi kulit siwalan dan sampah organik sebesar (10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50) dan perekat sebesar 10%, yang digunakan untuk menentukan hasil karakteristik briket dari pengujian proximate yang meliputi kadar abu, kadar air, volatile matter, dan fixed carbon. Sedangkan untuk mengetahui nilai kalor briket dapat diuji menggunakan bomb calorimeter, untuk mengetahui perfomansi dari briket, maka perlu melakukan uji pembakaran yang meliputi perubahan massa tiap satuan waktu, satuan waktu, waktu nyala, dan laju pembakaran. Hasil penelitian ini juga dapat menjadi ide terobosan baru sebagai pemanfaatan sampah organik untuk mengurangi volume sampah organik.
1.2 Rumusan Masalah
Bedasarkan latar belakang, perumusan masalah dapat diuraikan sebagai berikut:
1. Bagaimana hasil karakteristik briket terbaik dengan variasi komposisi sampah organik dan penambahan sampah tempurung siwalan dengan menggunakan limbah kertas sebagai perekat?
2. Bagaimana pengaruh variasi penambahan tempurung siwalan dan penggunaan bubur kertas sebagai perekat terhadap variasi komposisi sampah organik? 1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang dilakukan oleh peneliti adalah sebagai berikut:
1. Untuk menentukan hasil dari karakteristik briket terbaik dengan variasi komposisi sampah organik dan sampah tempurung siwalan dengan menggunakan limbah kertas sebagai perekat.
2. Untuk mengetahui pengaruh variasi penambahan tempurung siwalan dan penggunaan bubur kertas sebagai perekat terhadap variasi komposisi sampah organik.
6
Berikut adalah batasan dalam melakukan pelaksanaan dan penulisan kegiatan penelitian:
1. Sampah organik sebagai bahan baku hanya difokuskan pada sampah lingkungan kampus di lingkungan kampus UISI meliputi: daun gugur, ranting, bunga dan tempurung siwalan.
2. Penggunaan variasi ukuran partikel 50 – 100 mesh.
3. Penggunaan briket dengan diameter 3 cm dan tinggi 3,5 cm (disesuaikan dengan alat pencetak briket yaitu press hydraulic).
4. Komposis perekat kertas 10% dan bahan baku 90%. 1.5 Asumsi Penelitian
Berikut merupakan asumsi dalam melakukan pelaksanaan dan penulisan kegiatan penelitian:
1. Sampah lingkungan kampus UISI diasumsikan memiliki sifat homogen. 2. Temperung siwalan dianggap pada kondisi yang sama (ukuran, tekstur,
moisture, dan usia).
