5 BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Limbah Padat Pabrik Kelapa Sawit
Pabrik kelapa sawit menghasilkan CPO dan kernel sebagai produk utamanya, namun selain itu PKS juga menghasilkan limbah padat sebagai sisa dari proses pengolahannya. Limbah-limbah itu berupa tandan kosong kelapa sawit, serat dan cangkang. Namun yang masih belum bisa di optimalkan pengelolaannya hingga saat ini adalah tandan kosong kelapa sawit. Sehingga di penelitian ini lah tandan kosong itu di optimalkan menjadi briket arang dengan pencampuran bahan kedua yaitu kulit durian. Limbah padat yang dihasilkan oleh pabrik pengolah kelapa sawit ialah tandan kosong, solid, serat dan tempurung. Limbah padat tandan kosong kadang-kadang mengandung buah tidak lepas di antara celah-celah di bagian dalam. Kejadian ini timbul, bila perebusan dan bantingan yang tidak sempurna sehingga pelepasan buah sangat sulit (Naibaho, 2003).
Serat yang merupakan hasil pemisahan dari fibre cyclone mempunyai kandungan cangkang, minyak dan inti. Kandungan tersebut tergantung pada proses ekstaksi di screw press dan pemisahan pada fibre cyclone. Tempurung yang dihasilkan dari kernel plant yaitu shell separator masih mengandung biji bulat dan inti kelapa sawit (Naibaho, 2003).
Limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah padat yang dihasilkan dalam jumlah cukup besar yaitu sekitar 126.317,54 ton/tahun namun pemanfaatannya masih terbatas, sementara ini hanya dibakar dan sebagian dihamparkan pada lahan kosong sebagai mulsa/pupuk, di kawasan sekitar pabrik (Mandiri, 2012).
6
Tabel 1 Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit
Komposisi Kadar (%) Abu Selulosa Lignin Hemiselulosa 14 40 22 24 (Sumber: Azemi, dkk. 1994) 2.2 Kulit Durian
Durian (Durio zibethinus) termasuk buah terpopuler di negara-negara anggota ASEAN, terutama di Thailand, Malaysia, dan Indonesia. Masyarakat sudah akrab dengan aroma, rasa, dan bentuk buah yang berduri. Buah khas daerah tropis ini termasuk ordo Malvaceae, family bombacaceae, dan genus durio. Durian bisa disebut buah termahal, karena bagian yang bisa dimakan hanya 19-32% dari total bobot buah keseluruhannya, selain kulit dan biji yang juga dimanfaatkan sebagai kompos dan olahan lainnya (Untung, 2008).
Tanaman durian merupakan buah asli Indonesia yang menempati posisi ke-4 buah nasional dengan produksi yang tidak merata sepanjang tahun, lebih kurang 700 ribu ton per tahun. Bagian buah yang dapat dimakan (persentase bobot daging buah) tergolong rendah yaitu hanya 20,52%. Hal ini berarti ada sekitar 79,48% yang merupakan bagian yang tidak termanfaatkan untuk dikonsumsi seperti kulit dan biji durian (Novita, 2013).
Sehingga, dapat diperkirakan limbah yang dihasilkan sekitar 556.360 ton per tahun. Dan kulit durian mempunyai komposisi kimia sebagai berikut:
7
Tabel 2 Komposisi Kimia Kulit Durian
Senyawa Persentase (%) Hemiselulosa Selulosa Lignin Abu 13.09 60.45 15.45 4.35 (Sumber: Jana L. dkk., 2010) 2.3 Biomassa
Salah satu yang berpeluang sebagai sumber energi alternatif, khususnya bagi energi yang dapat diperbaharui (renewable energy) adalah biomassa. Biomassa merupakan bahan alami yang biasanya dianggap sebagai sampah dan sering dimusnahkan dengan cara dibakar. Biomassa termasuk salah satu jenis bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintesis, baik berupa produk maupun sisa atau buangan termasuk dalam jenis biomassa diantaranya berupa, tanaman, pepohonan, rumput, umbi-umbian, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer seperti bahan pangan, pakan ternak, miyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai sumber energi atau bahan bakar. Biomassa merupakan sumber energi primer yang sangat potensial di Indonesia. Umumnya biomassa yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau limbah biomassa setelah diambil produk primernya yang sangat besar jumlahnya pada saat ini (Wijayanti, 2009).
Berikut ini merupakan tabel yang menunjukkan jumlah potensi energi dari beberapa jenis biomassa yang ada di Indonesia:
8
Tabel 3 Potensi Energi Biomassa di Indonesia Sumber Energi Produksi
(106ton/th) Energi (109kkal/th) Pangsa (%) Kayu Sekam Padi Jenggal Jagung Tempurung Kelapa 25.00 7.55 1.52 1.25 100.0 27.0 6.8 5.1 72.0 19.4 4.9 3.4 Potensi Total 35.32 138.9 100 (Sumber: Kadir, 1995) 2.4 Molases
Menurut Olbrich (1973) mendefinisikan molase sebagai produk akhir pembuatan gula yang tidak mengandung lagi gula yang dapat dikristalkan dengan cara konvensional. Molases (tetes tebu) merupakan hasil samping dari industri pengolahan gula yang masih mengandung gula cukup tinggi yakni sukrosa sebesar 48-55%. Tingginya kandungan gula pada molase membuat molase sering dijadikan sebagai tambahan sumber karbohidrat pada medium pertumbuhan mikroorganisme (Sebayang, 2006). Molases selain dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan biogas juga dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan etanol. Sampai saat ini pemanfaatan molases masih terbatas pada industri alkohol dan MSG (Mono Sodium Glutamat), meskipun beberapa peneliti memanfaatkan molases pada pembuatan gasohol, perlu dilakukan usaha pemanfaatan molases untuk dijadikan produk lain. Keuntungan dalam menambahkan molases didalam proses fermentasi adalah dapat meningkatkan pertumbuhan bakteri sehingga proses pemecahan senyawa organik menjadi senyawa sederhana terjadi dengan sempurna dan kualitas biogas meningkat. Selain itu, molases biasa digunakan karena harganya yang murah (Rahman, 1992).
9
Tabel 4 Komposisi Kandungan Nutrisi Molases
Kandungan Molases Kadar (%)
Protein Kasar Serat Kasar BETN Lemak Kasar Abu 3.1 0.6 83.5 0.9 11.9 (Sumber pond dkk, 1995) 2.5 Tepung Gaplek
Tepung Gaplek merupakan butiran kering dari hasil penggilingan dalam penghalusan gaplek. Tepung ini biasanya digunakan untuk makanan, pakan ternak dl tergantung kualitas dari gaplek itu sendiri. Selain itu tepung gaplek ini juga bisa dijadikan bahan pengental olahan makanan. Gaplek sangat populer didaerah jawa yang kekurangan air sebagai bahan makanan pokok. Berdasarkan bentuknya gaplek dapat dibagi menjadi 5 kelompok, yaitu gaplek gelondong, gaplek chips (irisan tipis), gaplek pelet, gaplek tepung, dan gaplek kubus. Pada umumnya gaplek gelondong dan pelet digunakan sebagai bahan baku pakan ternak, sedangkan gaplek dalam bentuk tepung digunakan sebagai bahan makanan. Gaplek dalam bentuk chips digunakan sebagai bahan industri pati, dekstrin, dan glukosa (Supriyadi, 2007).
10
Tabel 5 Komposisi Kandungan Gizi Tepung Gaplek
Komposisi Jumlah
Energi, kalori Kadar air, aw. Protein, gr. Lemak, gr. Karbohidrat, gr. Kalsium, mg Fosfor, mg. Besi, mg Vit. A Sl Vit. B1, mg 338 14.5 1.5 0.7 8.3 80 60 1.9 0 0.04 Sumber: Direktorat Gizi, Depkes RI (1989)
2.6 Karbonisasi
Karbonisasi adalah proses mengubah bahan menjadi karbon berwarna hitam melalui pembakaran dalam ruang tertutup dengan udara yang terbatas atau seminimal mungkin. Proses pembakaran dikatakan sempurna jika hasil pembakaran berupa abu dan seluruh energi di dalam bahan organik dibebaskan kelingkungan dengan perlahan (Lubis, 2011).
Karbonisasi biomassa merupakansuatu proses pembakaran pada suhu tinggi untuk menaikkan nilai kalor biomassa, sehingga diperoleh hasilberupa arangyang tersusun atas karbon dan berwarna hitam. Pada umumnya proses ini dilakukan pada temperatur 500-8000C, kandungan zat yang mudah menguap akan hilang sehingga akan terbentuk struktur pori awal (Widowati, 2003).
Menurut Hasani (1996) proses karbonisasi merupakan suatu proses pembakaran tidak sempurna dari bahan-bahan organic dengan jumlah oksigen yang sangat terbatas,
11
yang menghasilkan arang serta menyebabkan penguraian senyawa organik yang menyusun struktur bahan membentuk uap air, methanol, uap-uap asam asetat dan hidrokarbon. Karbonisasi juga dapat dikatakan sebagai suatu proses untuk mengkonversi bahan organic menjadi arang. Pada proses karbonisasi akan terjadi proses pelepasan atau penguapan zat yang mudah terbakar seperti CO, CH4, H2formaldehid, formik danacetilacid serta zat yang tidak terbakar seperti sepertiCO2, H2O dan tar cair. Gas-gas yang dilepaskan pada proses ini dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan kalor pada proses karbonisasi. Proses pengarangan atau karbonisasi initerbagi menjadi empat tahap, yaitu:
1. Tahap penguapan air yang terjadi pada suhu 100-105ºC,
2. Tahap penguraian hemiselulosa dan selulosa, yang terjadi pada suhu 200- 240ºC, menjadi larutan piroglinat,
3. Tahap proses depolimerisasi dan pemutusan ikatan C–O dan C–Cpadasuhu 240-400ºC, selain itu lignin juga mulai terurai menghasil kanter, dan
4. Tahap pembentukan lapisan aromatik yangterjadi pada suhu lebih dari 400oC dan lignin masih terus terurai sampai suhu 500ºC, sedangkan pada suhulebih dari 600ºC terjadi prosespembesaran luas permukaan arang serta selanjutnya arang dapat dimurnikan atau dijadikan arang aktif pada suhu 500-1000ºC. 2.7 Bio Briket
Briket biomassa merupakan briket yang dibuat dari biomassa sebagai pengganti arang dan batu bara. Contoh limbah biomassa yang biasa digunakan diantaranya bagasse, tempurung kelapa, cangkang kelapa sawit, kulit kacang, dan sekam padi dan kali ini akan mencoba dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Briket adalah arang dengan bentuk tertentu yang dibuat dengan teknik pengepresan tertentu dan menggunakan bahan perekat tertentu sebagai bahan pengeras. Biobriket merupakan bahan bakar briket yang dibuat dari arang biomassa hasil pertanian (bagian tumbuhan), baik
12
berupa bagian yang memang sengaja dijadikan bahan baku briket maupun sisa atau limbah proses produksi/pengolahan agroindustri. Biomassa hasil pertanian, khususnya limbah agroindustri merupakan bahan yang seringkali dianggap kurang atau tidak bernilai ekonomis, sehingga murah dan bahkan pada taraf tertentu merupakan sumber pencemaran bagi lingkungan. Dengan demikian pemanfaatannya akan berdampak positif, baik bagi bisnis maupun bagi kualitas lingkungan secara keseluruhan. Biobriket yang berkualitas mempunyai ciri antara lain tekstur halus, tidak mudah pecah, keras, aman bagi manusia dan lingkungan, dan memiliki sifat-sifat penyalaan yang baik. Sifat penyalaan ini diantaranya mudah menyala, waktu nyala cukup lama, tidak menimbulkan jelaga, asap sedikit dan cepat hilang serta nilai kalor yang cukup tinggi (Jamilatun, 2008)
Tabel 6 Kualitas Mutu Briket Antar Negara Briket
Jenis Analisa Inggris Jepang Amerika Indonesia Kadar Air (%) 3.59 6 - 8 6.2 7.57 Kadar Abu (%) 5.9 3 – 6 8.3 5.51 Kerapatan (gr/cm 0.48 1 – 1.2 1 0.4407 Nilai kalor (cal/gr) 7289 6000 – 7000 62.30 6814.11 Sumber: Djeni (2011)
13 2.8 Energi
Energi mempunyai peran penting untuk meningkatkan kegiatan ekonomi di Indonesia, oleh karena itu energi harus dikelola berdasarkan prinsip-prinsip pembangunan yang berkelanjutan. Dalam rangka memberikan masukan untuk pengelolaan energi yang baik, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) secara berkala melakukan penelitian yang berkaitan dengan perencanaan energy untuk jangka panjang dengan mempertimbangkan pengembangan energi baru terbarukan. BPPT telah menerbitkan hasil penelitian ini dalam bentuk Buku Outlook Energi Indonesia (BPPT-OEI) secara berkala setiap tahun mulai tahun 2009 dengan tema-tema tertentu yang terkait dengan isu-isu energy yang berkembang saat itu. BPPT-OEI 2014 memberikan gambaran tentang masalah energi saat ini dan permintaan energi yang diproyeksikan dan penyediaan untuk periode 2012-2035. Tema spesifik untuk BPPT-OEI 2014 adalah pengembangan energi untuk mendukung program substitusi bahan bakar minyak (BBM) (Sugiyono, dkk., 2014). 2.9 Teknologi Pembriketan
Pembriketan adalah proses pengolahan karbon hasil karbonisasi yang mengalami perlakuan penggerusan, pencampuran bahan baku, pencetakan dan pengeringan pada kondisi tertentu, sehingga diperoleh briket yang mempunyai bentuk, ukuran fisik, dan sifat kimia tertentu (Sukandarrumidi, 2006).
Beberapa parameter yang perlu diperhatikan dalam pembuatan briket adalah sebagai berikut:
1. Ukuran butir, semakin kecil ukuran butir bahan yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan briket akan semakin kuat daya rekat antar butir apabila telah ditambahkan bahan perekat.
14
2. Tekanan mesin pencetak, diusahakan agar briket yang dihasilkan kompak, tidak rapuh dan tidak mudah pecah apabila dipindah-pindah. Di samping itu diusahakan masih terdapat pori-pori yang memungkinkan udara (oksigen) masih ada di dalamnya. Keberadaan oksigen dalam briket sangat pentingkarena akan mempermudah proses pembakaran.
3. Kandungan air, hal ini akan berpengaruh pada nilai kalor yang dihasilkan. Apabila kandungan airnya tinggi, maka kalori yang dihasilkan briket akan berkurang karena sebagian kalori akan dipergunakan lebih dahulu untuk menguapkan air yang terdapat dalam briket.
