bab 2 - login
TRANSCRIPT
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Energi
Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), dalam bidang fisika energi
ialah kemampuan untuk mengerjakan kerja (misalnya guna energi listrik dan
mekanika). Energi ialah daya (kekuatan) yang dapat dipakai untuk melakukan
sekian banyak proses kegiatan. Misalnya bisa adalah bagian sebuah bahan atau
tidak terbelenggu pada bahan (seperti sinar matahari). Energi pun dapat
ditafsirkan sebagai tenaga ( kompas.com 2012 ).
Energi adalah salah satu kebutuhan masyarakat yang tidak bisa lepas dari
kehidupan sehari-hari, tidak hanya secara pribadi tapi juga dalam kehidupan
berbangsa dan bernegara. Gangguan pasokan energi secara langsung akan
mempengaruhi pertumbuhan ekonomi dan pembangunan suatu negara. Oleh
karena itu, masing-masing negara memiliki strategi energi khusus untuk
mengamankan pembangunan nasionalnya. Dalam kasus Indonesia, strategi
energinya dituangkan dalam bentuk Undang-Undang pada tahun 2007, yaitu
Undang-Undang No. 30 Tahun 2007 tentang Energi. Dalam pasal 2
UndangUndang tersebut secara jelas tercantum strategi pengelolaan energi
yang pada prinsipnya didasarkan pada asas-asas manfaat, nasionalitas, efisiensi
yang setara, nilai tambah ekonomi, keberlanjutan, kesejahteraan masyarakat,
pelestarian lingkungan, keamanan nasional, dan integritas. Prinsip-prinsip ini
mengarah pada keberlanjutan pembangunan nasional dan keamanan energi
(Erkata Yandri,dkk 2018).
2.2 Biomassa
Biomassa adalah bahan bakar yang dapat diperbaharui dan secara umum
berasal dari makhluk hidup (non-fosil) yang didalamnya tersimpan energi atau
dalam definisi lain, biomassa merupakan keseluruhan materi yang berasal dari
makhluk hidup, termasuk bahan organik yang hidup maupun yang mati, baik
6
di atas permukaan tanah maupun yang ada di bawah permukaan tanah.
Biomassa merupakan produk fotosintesa dimana energi yang diserap
digunakan untuk mengkonversi karbon dioksida dengan air menjadi senyawa
karbon, hidrogen, dan oksigen. Biomasa bersifat mudah didapatkan, ramah
lingkungan dan terbarukan. Secara umum potensi energi biomassa berasal dari
limbah tujuh komoditif yang berasal dari sektor kehutanan, perkebunan dan
pertanian. Potensi limbah biomassa terbesar adalah dari limbah kayu hutan,
kemudian diikuti oleh limbah padi, jagung, ubi kayu, kelapa, kelapa sawit dan
tebu. Secara keseluruhan potensi energi limbah biomassa Indonesia
diperkirakan sebesar 49.807,43 MW. Dari jumlah tersebut, kapasitas terpasang
hanya sekitar 178 MW atau 0,36% dari potensi yang ada (Hendrison, 2003;
Agustina, 2004).
Kelangkaan bahan bakar minyak, yang disebabkan oleh kenaikan harga
minyak dunia yang signifikan, telah mendorong pemerintah untuk mengajak
masyarakat mengatasi masalah energi bersama-sama. Penghematan ini
terhadap bahan bakar fosil sebetulnya harus telah kita gerakkan sejak dahulu
karena pasokan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi adalah sumber
energi fosil yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable), sedangkan
permintaan naik terus, demikian pula harganya sehingga tidak ada stabilitas
keseimbangan permintaan dan penawaran. Salah satu jalan untuk menghemat
bahan bakar minyak (BBM) adalah mencari sumber energi alternatif yang
dapat diperbaharui (renewable), salah satunya dengan pemanfaatan energi
biomassa (Nurmawati, 2006).
2.3 Briket
Mendengar kata briket, kebanyakan orang akan langsung berfikir kepada batu
bara. Sebenarnya briket tidaklah identik dengan batu bara karena definisi
briket adalah sebuah blok bahan yang dapat dibakar yang digunakan sebagai
bahan bakar untuk memulai dan mempertahankan nyala api. Briket yang
paling umum digunakan adalah briket batu bara, briket arang, briket gambut,
7
dan briket biomassa. Antara tahun 2008-2012, briket menjadi salah satu
agenda riset energi Institut Pertanian Bogor. Bahan baku briket diketahui
dekat dengan masyarakat pertanian karena biomassa limbah hasil pertanian
dapat dijadikan briket. Penggunaan briket, terutama briket yang dihasilkan
dari biomassa, dapat menggantikan penggunaan bahan bakar fosil (Definisi
briket, Wikipedia 2011).
Briket dapat digunakan sebagai alternatif energi menggantikan minyak dan
LPG untuk memasak. Briket memiliki nilai kalori lebih tinggi dari kayu bakar
biasa. Nilai kalori kayu bakar biasa sebesar 4491.2 kal/g. Dalam skala besar
briket juga berpotensi menggantikan peran batubara pada PLTU. Suatu briket
dikatakan baik jika memiliki nilai kalori yang tinggi, di atas kadar SNI untuk
briket yaitu sebesar 5000 kal/g (Ridwan, 2013).
Beranjak dari kondisi tersebut peneliti berupaya membuat briket dengan
kombinasi tandan kosong kelapa sawit dan limbah kelapa muda, tujuan dari
pembriketan adalah menaikan densitas energi biomassa, memudahkan dalam
penyimpanan, pengangkutan, lebih padat, dan praktis serta ramah lingkungan.
2.3.1 Pembuatan Briket
Menurut Kurniawan et al. (2008) proses produksi briket melalui beberapa
tahap langkah. Adapun langkah-langkah pembuatan briket sebagai berikut :
1) Penyiapan bahan baku yang disiapkan dan dibersihkan dari material-
material tidak berguna, seperti batu dan sebagainya. Kemudian bahan baku
dikeringkan sebelum dikarbonisasi.
2) Proses karbonisasi proses pengarangan atau karbonisasi ini dapat dilakukan
dengan menggunakan drum bekas yang telah bersih. Drum atau kiln tersebut
terlebih dahulu diberi lubang-lubang kecil dengan paku pada bagian dasar
agar tetap ada udara yang masuk ke dalam drum.
3) Pengecilan ukuran bahan baku hingga halus bertujuan untuk mendapatkan
bahan briket yang bagus. Hasil pengecilan bahan kemudian diayak,
pengayakan bermaksud untuk menghasilkan serbuk yang halus.
8
4) Pencampuran bahan perekat dicampur dengan arang yang telah halus
sampai membentuk semacam adonan. Bahan perekat ini dimaksudkan agar
briket tidak mudah pecah ketika dibakar.
5) Pencetakan bahan-bahan yang telah tercampur secara merata kemudian
dilakukan pencetakan adonan. Bentuk cetakan yang akan dibuat bisa
disesuaikan dengan kebutuhan. Caranya adalah adonan dimasukkan ke dalam
cetakan, kemudian ditekan atau dikempa hingga mampat.
6) Pengeringan briket yang telah dicetak langsung dikeringkan, agar briket
cepat menyala dan tidak berasap. Pengeringan dapat dilakukan di bawah sinar
matahari atau dengan sarana pengeringan buatan menggunakan oven.
2.3.2 Proses Perekatan
Untuk merekatkan partikel-partikel zat dalam bahan baku pada proses
pembriketan maka diperlukan zat perekat sehingga dihasilkan briket yang
kompak. Berdasarkan fungsi dari perekat dan kualitas perekat itu sendiri,
pemilihan bahan perekat dapat dibagi sebagai berikut (Oswan Kurniawan et
al, 2008 dalam Ade Kurniawan, 2013).
Penambahan perekat dalam pembuatan briket arang dimaksudkan agar
partikel arang saling berikatan dan tidak mudah hancur. Perekat organik
menghasilkan abu yang relatif sedikit setelah pembakaran briket dan
umumnya bahan perekat yang efektif, misalnya tepung tapioka (kanji).
Penggunaan perekat kanji memiliki beberapa keuntungan, yaitu: harga murah,
mudah pemakaiannya, dan dapat menghasilkan kekuatan rekat yang kering
tinggi (lestari et al, 2010: 93). Akan tetapi penelitian Gandhi B (2009) yang
menyatakan bahwa “penambahan perekat juga menyebabkan nilai kalor briket
arang tongkol jagung semakin berkurang karena bahan perekat mempunyai
sifat thermoplastik serta sulit terbakar dan membawa banyak air sehingga
panas yang dihasilkan terlebih dahulu digunakan menguapkan air dalam
briket.
9
2.4 Tandan Kosong Kelapa Sawit
Tandan kosong kelapa sawit merupakan limbah terbesar yang dihasilkan oleh
perkebunan kelapa sawit. Jumlah tandan kosong mencapai 30-35 % dari berat
tandan buah segar setiap pemanenan. Namun hingga saat ini, pemanfaatan
limbah tandan kosong kelapa sawit belum digunakan secara optimal
(Hambali, dkk. 2007). Di Jorong Koto Sawah masyarakat memiliki akses
yang cukup dekat dengan paprik PT. BNC Pasaman Plantation sehingga
masyarakat bisa dengan mudah dapat memanfaatkan limbah tandan kosong
kelapa sawit, tapi pada kenyataanya masyarakat Koto Sawah tidak menyadari
akan pentingnya pemanfaatan limbah tandan kosong kelapa sawit.
Limbah tandan kosong kelapa sawit sangat baik untuk lahan pertanian warga
baik itu untuk perkebunan kelapa sawit, jeruk dan berbagai macam tanaman
lain. (Kepala Jorong Koto sawah, 2015). TKKS (Tandan Kosong Kelapa
Sawit) digunakan sebagai bahan organik bagi pertanaman kelapa sawit secara
langsung maupun tidak langsung. Pemanfaatan secara langsung ialah dengan
menjadikan TKKS (Tandan Kosong Kelapa Sawit) sebagai material penutup
budidaya untuk menjaga kelembaban tanah (mulsa) sedangkan secara tidak
langsung dengan mengomposkan terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai
pupuk organik. Bagaimanapun juga, pengembalian bahan organik kelapa
sawit ke tanah akan menjaga pelestarian kandungan bahan organik lahan
kelapa sawit demikian pula hara tanah. Selain itu, pengembalian bahan
organik ke tanah akan mempengaruhi populasi mikroba tanah yang secara
langsung dan tidak langsung akan mempengaruhi kesehatan dan kualitas
tanah. Aktivitas mikroba akan berperan dalam menjaga stabilitas dan
produktivitas ekosistem alami, demikian pula ekosistem pertanian. (Barea et
al 2005)
Di samping itu, pemanfaatan limbah padat kelapa sawit yang paling sederhana
untuk Indonesia adalah menjadikannya briket arang. Hal ini dapat dilakukan
dengan memperbaiki sifat tersebut dengan cara pemadatan melalui
pembriketan, pengeringan dan pengarangan. Pusat Penelitian Kelapa Sawit
10
(PPKS) telah merancang bangun paket teknologi untuk produksi briket arang
dari limbah sawit, baik tandan kosong maupun cangkang sawit. arang
merupakan suatu pilihan yang sangat realistis dan prospektif. Tandan Kosong
Kelapa Sawit (TKKS) sebagai bahan organik memiliki suatu karakteristik
dasar berupa sifat fisika dan kimia. Sifat fisika dan kimia dari Tandan Kosong
Kelapa Sawit (TKKS).
Tabel 2.1 Komposisi kimia serat kelapa sawit
Senyawa Persentase %
Lignin 17 – 20
Alfa Selulosa 43 – 44
Pentosan 27
Hemiselulosa 34
Abu 0.7 – 4
Silika 0.2
Sumber : Dian Anggraini dan Han Roliadai, 2011
2.5 Limbah Kelapa Muda
Kelapa (Cocos nucifera) adalah anggota tunggal dalam marga Cocos dari suku
aren-arenan atau Arecaceae. Arti kata kelapa (coconut) yang secara botani
adalah pohon berbuah, bukan pohon kacang-kacangan. Istilah ini berasal dari
kata Portugis dan Spanyol abad ke-16, coco yang berarti "kepala" atau
"tengkorak" setelah tiga lekukan pada tempurung kelapa yang menyerupai
fitur wajah. Tumbuhan ini dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh
manusia sehingga dianggap sebagai tumbuhan serbaguna, terutama bagi
masyarakat pesisir. Kelapa juga adalah sebutan untuk buah yang dihasilkan
tumbuhan ini. ( wikipedia. 2011 )
Hasil penelitian menunjukkan terdapat dua pendapat mengenai asal usul
kelapa. Amerika Selatan semula diperkirakan sebagai negara asal tanaman
kelapa.Sejak ribuan tahun Sebelum Masehi, kelapa sudah dibudidayakan
disekitar Lembah Andes di Kolumbia, Amerika Selatan (Perera et al., 2000).
11
Hasil kajian lebih lanjut menunjukan bahwa pemanfaatan arang tempurung
kelapa sebagai sumber energi alternatif biomassa, bersama dengan
pemanfaatannya sebagai karbon aktif, telah mampu mengurangi dampak
polusi dan pemanasan global yang cukup signifikan (Arena et al 2016).
Keuntungan lain dari pemanfaatan arang temurung kelapa adalah kemudahan
proses pembentukannya menjadi briket bahan bakar (Budi, 2011).
Pemanfaatan briket arang tempurung kelapa merupakan salah satu solusi
dalam usaha eksplorasi sumber energi alternatif maupun pengurangan polusi
lingkungan. Untuk itu perlu dilakukan usaha peningkatan pemahaman dan
kesadaran masyarakat pada pembentukan dan penggunaan briket arang
tempurung kelapa sebagai bahan bakar alternatif.
2.6 Karakteristik Briket
Menurut Bahri (2008) suatu briket dengan kualitas yang baik harus memiliki
karakteristik briket sebagai berikut:
1. Nilai kalornya tinggi
2. Mudah dinyalakan
3. Menghasilkan bara api yang baik
4. Tidak berasap
5. Tidak menimbulkan bau
6. Tidak mudah pecah
7. Kadar abu rendah
8. Kadar zat mudah menguap rendah
9. Kadar karbon terikat tinggi
10. Tidak cepat habis terbakar
11. Emisi gas COx, NOx, dan SOx rendah
12. Dapat disimpan dalam jangka waktu lama
12
2.7 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 bias 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 di tempah/dibuat dengan ketebalan plat 0.8mm 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).
Beberapa bahan dasar yang digunakan untuk membuat kompor
pembakaran adalah :
13
1. Kaleng cat / 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).