kualitas wood pellet dari kayu merbau (intsia bijuga) … · dan rata rata kadar kalor sebesar 4471...

KUALITAS WOOD PELLET DARI KAYU MERBAU (Intsia

bijuga) DAN KAYU PULAI (Alstonia scholaris)

RADEN RIFQI DANUWIPUTRA

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2017

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kualitas Wood Pellet dari Kayu Merbau

(Intsia bijuga) dan Kayu Pulai (Alstonia scholaris) adalah benar karya saya dengan

arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada

perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya

yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam

teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Maret 2017

Raden Rifqi Danuwiputra

NIM E24120090

ABSTRAK

RADEN RIFQI DANUWIPUTRA. Kualitas Biopellet Kayu Pulai (Alstonia

scholaris) dan Kayu Merbau (Intsia bijuga). Dibimbing oleh DEDE HERMAWAN.

Wood pellet sebagai bahan bakar biomassa berbentuk pelet pada umumnya

memiliki keseragaman ukuran, bentuk, kelembaban, densitas, dan kandungan

energi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kualitas wood pellet

Kayu Merbau dan Kayu Pulai dengan ukuran diameter yang berbeda. Wood pellet

dibuat dengan metode konvensional memiliki ukuran diameter wood pellet Kayu

Merbau besar sebesar 1.04 cm, Merbau kecil sebesar 0.63 cm, Pulai besar sebesar

0.84 cm, dan Pulai kecil sebesar 0.63 cm. Pengujian karakteristik kualitas wood

pellet berdasarkan standar SNI 8021-2014. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

nilai wood pellet Kayu Merbau besar, Merbau kecil, Pulai besar, dan Pulai Kecil

secara berurutan yaitu rata rata kerapatan sebesar 1.3 g/cm3, 1.3 g/cm3, 1.2 g/cm3,

1.4 g/cm3, rata rata keteguhan tekan sebesar 15.3 kgf/cm2, 6.0 kgf/cm2, 8.2 kgf/cm2,

7.0 kgf/cm2, rata rata kadar air sebesar 9.2%, 9.4 %, 9.5%, 7.5%, rata rata kadar zat

terbang sebesar 65.5%, 65.2%, 71.7%, 72.1%, rata rata kadar zat abu sebesar 0.84%,

0.82%, 1.5%, 2.2%, rata rata kadar karbon terikat sebesar 25%, 25%, 17%, 18%,

dan rata rata kadar kalor sebesar 4471 Kkal/kg, 4387 Kkal/kg, 4123 Kkal/kg, 4206

Kkal/kg. Penelitian ini menunjukkan bahwa wood pellet yang berkualitas paling

baik yaitu Merbau besar.

Kata kunci : biomassa, biopellet, kualitas, SNI, wood pellet

ABSTRACT

RADEN RIFQI DANUWIPUTRA. Quality of Wood Pellet from Merbau (Intsia

bijuga) and Pulai (Alstonia scholaris). Supervised by DEDE HERMAWAN.

Wood pellet as fuel for biomass generally had a uniformity size, shape,

moisture, density, and energy content. The purpose of this study is to determine the

quality of wood pellets from merbau and pulai with different diameter size. Wood

pellets are made by conventional methods, which have a diameter of wood pellet

Merbau with large diameter has a size of 1,04 cm, Merbau with small diameter has

a size of 0.63 cm, Pulai with large diameters has a size of 0.84 cm, and Pulai with

small diameter has a size of 0.63 cm. Testing the quality characteristics of wood

pellet based on standard SNI 8021-2014. The results of wood pellet Merbau with

large diameter, Merbau with small diameter, Pulai with large diameter, and Pulai

with small diameter respectively had a average density 1.3 g/cm3, 1.3 g/cm3, 1.2

g/cm3, 1.4 g/cm3, the average strength pressure were 15.3 kgf/cm2, 6.0 kgf/cm2, 8.2

kgf/cm2, 7.0 kgf/cm2, the average moisture content were 9.2%, 9.4 %, 9.5%, 7.5%,

the average volatile meter content were 65.5%, 65.2%, 71.7%, 72.1%, the average

substance ash content were 0.84%, 0.82%, 1.5%, 2.2%, the average carbon bonded

content were 25%, 25%, 17%, 18%, and the average calorivic value were 4471

Kkal/kg, 4387 Kkal/kg, 4123 Kkal/kg, 4206 Kkal/kg. The result of this study

showed that the best quality of wood pellets was a merbau with a large diameter.

Keywords : biomass, biopellet, quality, SNI, wood pellet.

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Kehutanan

pada

Departemen Hasil Hutan

KUALITAS WOOD PELLET DARI KAYU MERBAU (Intsia

bijuga) DAN KAYU PULAI (Alstonia scholaris)

RADEN RIFQI DANUWIPUTRA

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2017

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas

segala karunia-Nya, sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang

dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2016 adalah

Kualitas Wood Pellet dari Kayu Merbau (Intsia bijuga) dan Kayu Pulai (Alstonia

scholaris)

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Dede Hermawan, MSc

selaku pembimbing, Bapak Dr Ir Jajang Suryana, MSc yang telah banyak memberi

arahan dan saran, serta kepada staf Laboratorium Divisi Biokomposit, dan staf

Laboratorium yang berada dibawah Divisi Rekayasa Desain Bangunan Kayu

(RDBK), Drs Gustanpari serta staf Laboratorium terpadu Pusat Penelitian dan

Pengembangan Hasil Hutan Bogor atas bantuan dan kerjasamanya selama

penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayah saya Usman

Dasuki, Ibu saya Nunung Yayu Kartini, dan adik saya Nabil Usnutriputra, sahabat

di Departemen Hasil Hutan 49, dan Cut Vira Anisa Shabrina, atas dukungan, doa,

dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Maret 2017

Raden Rifqi Danuwiputra

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR LAMPIRAN vi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan 1

Manfaat 1

METODE 1

Waktu dan Tempat 1

Bahan 1

Alat 1

Prosedur Penelitian 2

Prosedur Pengujian 2

HASIL DAN PEMBAHASAN 5

Kerapatan 5

Keteguhan Tekan 6

Kadar Air 7

Kadar Zat Terbang 8

Kadar Zat Abu 9

Kadar Karbon Terikat 10

Kadar Kalor 10

SIMPULAN DAN SARAN 11

Simpulan 11

Saran 11

DAFTAR PUSTAKA 12

LAMPIRAN 14

RIWAYAT HIDUP 20

DAFTAR GAMBAR

1 Wood pellet Kayu Merbau besar (a), Merbau kecil (b), Pulai besar (c),

Pulai kecil 2 2 Nilai kerapatan wood pellet 6 3 Nilai keteguhan tekan wood pellet 7 4 Nilai kadar air wood pellet 8 5 Nilai kadar zat terbang wood pellet 8 6 Nilai kadar zat abu wood pellet 9 7 Nilai kadar karbon terikat wood pellet 10 8 Nilai kadar kalor wood pellet 11

DAFTAR TABEL

1 Hasil Pengujian Kualitas Wood Pellet Kayu Merbau dan Kayu Pulai 12

DAFTAR LAMPIRAN 1 Hasil analisis data ragam nilai kerapatan 14 2 Hasil analisis data ragam nilai keteguhan tekan 14 3 Hasil analisis data ragam nilai kadar air 14 4 Hasil analisis data ragam nilai kadar zat terbang 15 5 Hasil analisis data ragam nilai kadar abu 15 6 Hasil analisis data ragam nilai kadar karbon terikat 15 7 Hasil analisis data ragam nilai kadar kalor 16

8 Hasil pengujian duncan nilai kerapatan 16 9 Hasil pengujian duncan nilai kadar kalor 17

10 Hasil pengujian duncan nilai karbon terikat 17 11 Hasil pengujian duncan nilai kadar zat terbang 17 12 Hasil pengujian duncan nilai kadar abu 18 13 Hasil pengujian duncan nilai keteguhan tekan 18 14 Hasil pengujian duncan nilai kadar air 19

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pertumbuhan masyarakat Indonesia mempengaruhi peningkatan kebutuhan

energi. Peningkatan ini berkaitan dengan kelangkaan bahan bakar minyak bumi

disebabkan oleh menipisnya ketersediaan di alam. Ketersediaan bahan bakar

minyak bumi yang rendah sebagai non-renewable resource mempengaruhi kondisi

ekonomi masyarakat sebagai pengguna energi. Hal ini mendorong pencarian

sumber energi terbarukan yang dapat digunakan untuk menggantikan sumber bahan

bakar minyak bumi. Bahan bakar minyak bumi bukan sebagai salah satu sumber

energi yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat, tetapi terdapat sumber energi lain

sebagai pengganti yaitu biomassa.

Menurut El Bassam dan Maegaard (2004), biomassa meliputi semua bahan

organik baik dari semua makhluk hidup ataupun yang mengalami pertumbuhan

beserta residunya. Biomassa dapat bersumber dari limbah pengolahan kayu. Kayu

sebagai sumber energi diharapkan dapat menggantikan sumber bahan bakar minyak,

namun harus melalui proses pengelolaan terlebih dahulu karena memiliki sifat yang

kurang menguntungkan (Zam et al 2011). Bahan baku kayu umumnya digunakan

dari limbah hasil pengolahan kayu dengan proses lanjutan berupa pengeringan dan

pengempaan menjadi wood pellet. Kayu Merbau dan Kayu Pulai dapat dipilih

sebagai bahan baku wood pellet dikarenakan adanya perbedaan kualitas dari segi

kelas kuat. Kayu Merbau merupakan jenis kayu dari kelas kuat I-II dengan berat

jenis 0.63 – 1.04, sedangkan Kayu Pulai merupakan jenis kayu kelas kuat IV-V

dengan berat jenis 0.27 – 0.49.

Rusdianto et al. (2014) menyatakan bahwa wood pellet merupakan bahan

bakar padat terbuat dari biomassa yang diproses pada suhu dan tekanan tinggi

dengan ukuran lebih kecil dari briket. Wood pellet memiliki banyak keuntungan

dengan konsistensi dan efisiensi bakar yang dapat menghasilkan emisi yang lebih

rendah dari kayu (Wang et al. 2013). Wood pellet dirancang untuk bersaing dengan

bahan bakar fosil pada tingkat kenyamanan, kinerja, dan harga (Jenskins 2010).

Wood pellet dapat dijadikan perhatian utama karena memiliki karakteristik ramah

lingkungan (Passalacua dan Zaetta 2004). Pengolahan limbah kayu menjadi wood

pellet dapat menjadi upaya untuk mengoptimalkan pemanfaatan limbah kayu,

sehingga adanya peningkatan kualitas energi.

Wood pellet sebagai bahan bakar biomassa berbentuk pelet pada umumnya

memiliki keseragaman ukuran, bentuk, kelembaban, densitas, dan kandungan

energi (Abelloncleanenergy 2009). Salah satu hasil pengolahan limbah kayu di

Industri Biopellet memiliki beberapa jenis wood pellet yang dibedakan dari ukuran

diameternya. Perbedaan diameter ini dibuat karena memiliki perbedaan kualitas

wood pellet yang sesuai dengan jenis kayu. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini

dilakukan untuk mengetahui perbedaan kualitas wood pellet dengan diameter besar

dan kecil, berbahan dasar limbah Kayu Merbau dan Kayu Pulai berasal dari industri

biopellet. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai wood

pellet yang dapat digunakan sebagai energi bahan bakar alternatif yang ramah

lingkungan.

2

Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian tersebut, dapat dirumuskan menjadi permasalahn sebagai

berikut:

1. Apakah wood pellet Kayu Merbau dan Kayu Pulai memiliki perbedaan

kualitas?

2. Bagaimana pengaruh perbedaan diameter terhadap kualitas wood pellet dari

kedua jenis kayu yang digunakan sebagai bahan baku?

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kualitas wood pellet

dari limbah pengolahan Kayu Merbau dan Kayu Pulai dengan perbedaan ukuran

diameter sebagai energi bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan.

Manfaat

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada masyarakat

mengenai Kualitas Biopellet Kayu Merbau dan Kayu Pulai sebagai energi alternatif

bahan bakar berupa biopelet dan dapat berkontribusi dalam pengambangan ilmu

pengetahuan mengenai bahan bakar ramah lingkungan.

METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dari bulan September 2016 sampai dengan bulan

Januari 2017 di Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Kimia Hasil Hutan,

Laboratorium Rekayasa Desain Bangunan Kayu Departmenen Hasil Hutan, dan

Laboratorium Terpadu Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu wood pellet berbahan

dasar limbah Kayu Merbau dan Kayu Pulai berasal dari Industri Biopelet. Ukuran

diameter wood pellet Kayu Merbau besar (a) sebesar 1.04 cm, Merbau kecil (b)

sebesar 0.63 cm, Pulai besar (c) sebesar 0.84 cm, dan Pulai kecil (d) sebesar 0.63

cm. Bahan yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1 Wood pellet Kayu Merbau besar (a), Merbau kecil (b), Pulai

besar (c), Pulai kecil

(a) (b) (c) (d)

3

Alat

Alat yang digunakan yaitu oven, desikator, timbangan analitik, kaliper

digital, tanur, cawan porselen, penjepit, kamera, alat tulis, kuas, stopwatch, kertas

label, dan alat uji Universal Testing Machine (UTM) merk Instron.

Prosedur Penelitian

Penelitian ini dilakukan berdasarkan prosedur standar SNI 8021-2014 yaitu

persiapan contoh uji (wood pellet), pengukuran contoh uji, pengujian kerapatan,

pengujian keteguhan tekan, pengujian kadar air, pengujian kadar zat terbang,

pengujian kadar abu, pengujian karbon terikat, dan pengujian kadar kalor.

Prosedur Pengujian

Kerapatan (SNI 8021-2014)

Penetapan kerapatan dinyatakan dalam hasil perbandingan antara berat dan

volume wood pellet yang diukur pada kondisi yang sama. Kerapatan sampel

dihitung dengan menggunakan rumus berikut.

Kerapatan =B

V

Keterangan :

B = Berat contoh uji (g)

V = Volume contoh uji (cm3)

Keteguhan Tekan

Keteguhan tekan merupakan kekuatan yang dihasilkan suatu wood pellet

untuk menahan beban yang diterima sampai wood pellet pecah. Pengujian

dilakukan dengan menggunakan UTM (Universal Testing Machine) dengan

dihitung menggunakan rumus berikut.

P = Mb

A

Keterangan :

P = Keteguhan tekan wood pellet (kgf/cm2)

Mb = Beban yang diterima wood pellet hingga pecah (kgf)

A = Luas permukaan wood pellet (cm2)

Kadar Air (SNI 8021-2014)

Penetapan nilai kadar air dilakukan dengan 2 gram sampel diletakkan pada

cawan porselin yang bobotnya sudah diketahui. Kemudian dimasukkan ke dalam

oven suhu 103 ± 2 oC selama 3 jam sampai kadar air konstan. Kemudian

didinginkan dalam desikator sampai kondisi stabil dan ditimbang. Kadar air sampel

dihitung dengan rumus berikut.

Kadar air =BB - BKT

BKT X 100%

4

Keterangan :

BB = Berat sebelum dikeringkan dalam oven (g)

BKT = Berat setelah dikeringkan dalam oven (g)

Kadar Zat Terbang (SNI 8021-2014) Kadar zat terbang adalah presentase berat yang hilang bila wood pellet

dipanaskan tanpa udara luar serta dikoreksi dari jumlah kadar air percontoh.

Penetapan nilai zat terbang dilakukan dengan 2 gram sampel diletakkan pada cawan

porselin yang bobotnya sudah diketahui. Kemudian masukkan dalam oven suhu

9500C selama 10 menit. Kemudian didinginkan dalam desikator sampai kondisi

stabil dan ditimbang. Zat mudah menguap sampel dihitung dengan menggunakan

rumus berikut.

Kadar Zat Terbang =B - C

W X 100%

Keterangan :

B = Berat sampel setelah dikeringkan dari uji kadar air (g)

C = Berat sampel setelah dipanaskan dalam tanur (g)

W = Berat sampel awal sebelum pengujian kadar air (g)

Kadar Zat Abu (SNI 8021-2014)

Penetapan nilai kadar abu dilakukan dengan satu gram sampel diletakkan

pada cawan porselin yang bobotnya sudah diketahui. Kemudian dimasukkan dalam

oven suhu 650 oC selama 5 jam. Kemudian didinginkan dalam desikator sampai

kondisi stabil dan ditimbang. Kadar abu sampel dihitung dengan menggunakan

rumus berikut.

Kadar Abu =Berat abu

Berat sampel kering tanur X 100%

Kadar Karbon Terikat (SNI 8021-2014)

Kadar karbon terikat merupakan kadar fraksi karbon yang terikat dalam bahan

tidak termasuk fraksi air, zat mudah menguap, dan abu. Kadar karbon terikat

dihitung dengan rumus:

Karbon Terikat = 100% – (kadar air + kadar zat terbang + kadar abu)%

Kadar Kalor (SNI 8021-2014)

Nilai kalor adalah jumlah panas yang dihasilkan oleh pembakaran lengkap

dari sebuah kuantitas unit bahan bakar. Penetapan nilai kalori dengan contoh uji

sebanyak ± 2 gram diletakkan dalam cawan silika dan diikat dengan kawat nikel,

kemudian dimasukkan ke dalam tabung dan ditutup rapat. Tabung tersebut dialiri

oksigen selama 30 detik. Tabung dimasukkan dalam Oxygen Bomb Calorimeter.

Pembakaran dimulai disaat suhu air sudah tetap. Pengukuran dilakukan sampai

suhu optimum. Pengujian nilai kalor ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Pusat

Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor. Besarnya nilai kalor suatu bahan

sesuai dengan persamaan sebagai berikut.

5

NK =∆t x W

MBB− 𝐵

Keterangan :

NK = Nilai kalor bahan (kal g-1)

∆t = Perbedaan suhu rata- rata (oC)

W = Nilai air kalorimeter (Kal/oC)

MBB = Massa bahan bakar (g)

B = Koreksi panas pada kawat besi (kal g-1)

Prosedur Analisis Data

Pengolahan data penelitian ini menggunakan Microsoft excel 2013 dan

SPSS 21.0 yaitu dengan motode Rancangan Acak Lengkap Sederhana. Kombinasi

yang digunakan yaitu jenis wood pallet Kayu Merbau dan Kayu Pulai dengan

perbedaan diameter besar dan kecil. Apabila hasil ragam yang didapat berbeda

nyata dengan pengaruh signifikan, maka dilanjutkan dengan uji lanjut wilayah

berganda Duncan (Duncan Multiple Rang Test).

Yijk = µ + αi + Ɛijk

Keterangan :

Yijk = Nilai pengamatan pada faktor ukuran diameter pada ke –i dan faktor

suhu kempa pada ke -j dengan ulangan -k

µ = Nilai rata – rata umum

αi = Pengaruh faktor ukuran diameter pada tarif ke -i

Ɛijk = Kesalahan perlakuan

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kerapatan

Kerapatan merupakan parameter kualitas wood pellet. Nilai kerapatan

sebagai salah satu sifat mekanis pellet yaitu besaran nilai perbandingan antara

massa dan volume (SNI 2014). Nilai kerapatan tersebut dipengaruhi oleh berat jenis

bahan yang digunakan dalam pengujian kerapatan. Hasil penelitian menunjukkan

bahwa nilai kerapatan wood pellet Kayu Merbau diameter besar (MB) bernilai sama

dengan diameter kecil (MK) yaitu sebesar 1.3 g/cm3, sedangkan wood pellet Kayu

Pulai diameter besar (PB) bernilai lebih kecil dari pada diameter kecil (PK) yaitu

sebesar 1.2 g/cm3 dan 1.4 g/cm3. Nilai pengujian kerapatan tersebut memenuhi

standar SNI 8021-2014 dengan kriteria nilai kerapatan lebih besar dari 0.8 g/cm3.

Nilai kerapatan yang besar menyebabkan bahan bakar wood pellet sulit terbakar,

namun nilai kalor dan keteguhan tekannya akan meningkat (Hendra 2012). Hasil

penelitian kerapatan dapat dilihat pada Gambar 2.

6

Gambar 2 Nilai kerapatan wood pellet

Hasil analisa ragam wood pellet pada penelitian ini menunjukkan bahwa

perlakuan bahan baku memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap hasil

kerapatan wood pellet. Hasil dari pengujian lanjut yaitu Duncan menunjukan bahwa

(PB) diameter 1.04 cm dan (PK) diameter 0.63 cm memiliki perbedaan yang

signifikan atau berbeda nyata, sedangkan (MB) diameter 0.84 cm dan (MK)

diameter 0.63 cm tidak memiliki perbedaan yang signifikan terhadap kerapatan

wood pellet. Nilai kerapatan pellet ini berkaitan dengan penanganan pada proses

pembuatannya, semakin tinggi kerapatannya maka semakin mempermudah proses

pengepakan, transportasi dan penyimpanan (Adapa et al. 2009).

Keteguhan Tekan

Keteguhan tekan merupakan daya tahan yang dihasilkan suatu bahan

terhadap tekanan luar yang menyebabkan bahan menjadi pecah atau hancur

sehingga terjadi penurunan tebal yang signifikan (Nurwigha 2012). Kayu Merbau

mendapatkan hasil nilai keteguhan tekan lebih tinggi dibandingkan Kayu Pulai,

Kayu Merbau memiliki perbedaan nilai yang signifikan, sehingga ukuran diameter

berpengaruh terhadap keteguhan rekat wood pellet Kayu Merbau. Semakin tinggi

nilai keteguhan tekan maka daya tahan terhadap pecah akan semakin baik. Hal

tersebut dikarenakan ikatan partikel pada bahan baku yang seragam akan

menghasilkan keteguhan tekan yang tinggi (Hendra 2012).

Standar SNI tidak mensyaratkan kriteria keteguhan tekan pada wood pellet.

Hasil dari analisa ragam wood pellet menunjukan bahwa perlakuan bahan baku

memberikan pengaruh sangat nyata terhadap nilai keteguhan tekan. Hasil dari

pengujian lanjut yaitu Duncan menunjukan bahwa seluruh contoh uji memiliki

perbedaan yang signifikan atau berbeda nyata terhadap keteguhan tekan wood pellet.

Berdasarkan hasil pengujian keteguhan tekan, menunjukkan bahwa semakin besar

ukuran diameter akan semakin besar nilai keteguhan tekannya dengan jenis kayu

yang berbeda. Hasil penelitian kerapatan dapat dilihat pada Gambar 3.

1,3 1,31,2

1,4

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

MB MK PB PK

Ker

apat

an (

g/c

m3)

Diameter (cm)

Merbau

Pulai

SNI 8021-2014 ≥ 0.8 %

7

Gambar 3. Besaran nilai keteguhan tekan

Kadar Air

Kadar air digunakan sebagai parameter dalam penentu kualitas wood pellet

yang berkaitan dengan nilai kalor pembakaran, daya pembakaran, dan jumlah asap

yang dihasilkan selama pembakaran (Rahman 2011). Hasil penelitian menunjukkan

bahwa nilai kadar air wood pellet MB bernilai lebih kecil dari pada MK yaitu 9.2%

dan 9.4%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kadar air wood pellet PB

bernilai lebih besar dari pada PK yaitu 9.5% dan 7.5%. Nilai tersebut memiliki

perbedaan yang cukup signifikan, sehingga perbedaan ukuran diameter

berpengaruh terhadap kadar air wood pallet Kayu Pulai. Pengujian kadar air pada

kedua jenis kayu tersebut memenuhi standar SNI 8021-2014 dengan kriteria nilai

kadar air lebih kecil dari 12%. Tingginya kadar air dapat menurunkan nilai kalor,

memperlambat proses pembakaran, dan meningkatkan polusi udara karena

menimbulkan asap pada saat pembakaran (Nurwigha 2012).

Kadar air pellet dipengaruhi oleh kadar air bahan dan suhu densifikasi yang

digunakan (Kaliyan dan Morey 2009). Menurut Prawirohatmodjo (2001) kerapatan

memiliki hubungan negatif yang kuat dengan kadar air, yaitu semakin besar nilai

kadar air akan semakin kecil nilai kerapatanya. Hal tersebut sesuai dengan hasil

pengujian kerapatan, yaitu wood pallet Kayu Pulai berdiameter besar memiliki

kerapatan yang kecil. Hasil dari analisa ragam wood pellet menunjukan bahwa

perlakuan bahan baku memberikan pengaruh nyata terhadap nilai kadar air. Hasil

dari pengujian lanjut yaitu Duncan menunjukan bahwa PK memiliki perbedaan

yang signifikan lebih rendah atau berbeda nyata dengan PB, MB serta MK terhadap

Kadar air wood pellet. Hasil penelitian kadar air dapat dilihat pada Gambar 4.

15,3

6,0

8,27,0

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

MB MK PB PK

Ket

eguhan

Tek

an (

kgf/

cm2)

Diameter (cm)

Merbau

Pulai

8

Kadar Zat Terbang

Kadar zat terbang dapat digunakan sebagai parameter banyaknya asap yang

dihasilkan pada proses pembakaran. Zat terbang adalah zat yang menguap dari hasil

dekomposisi senyawa dalam suatu bahan selain air disebabkan oleh pemanasan

tanpa ada udara luar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kadar zat terbang

wood pellet MB bernilai lebih besar dari pada MK yaitu 65.5% dan 65.2%. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa nilai kadar zat terbang wood pellet PB bernilai lebih

kecil dari pada PK yaitu 71.7% dan 72.1%. Nilai pengujian kadar zat terbang

tersebut memenuhi standar SNI 8021-2014 dengan kriteria nilai kadar zat terbang

lebih kecil dari 80%. Hasil penelitian kadar zat terbang wood pellet dapat dilihat

pada Gambar 5.

Gambar 5. Besaran nilai kadar zat terbang

Hasil dari analisa ragam wood pellet menunjukan perlakuan bahan baku

memberikan pengaruh nyata terhadap nilai kadar zat terbang. Hasil dari pengujian

lanjut yaitu Duncan menunjukan bahwa wood pellet Kayu Merbau memiliki

perbedaan yang signifikan atau berbeda nyata dengan wood pellet Kayu Pulai

terhadap kadar zat terbang. Wood pellet Kayu Pulai memiliki sekitar 7% lebih tinggi

9,2 9,4 9,5

7,5

0

2

4

6

8

10

12

MB MK PB PK

Kad

ar A

ir (

%)

Diameter (cm)

Merbau

Pulai

65,5 65,2

71,7 72,1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

MB MK PB PK

Kad

ar Z

at T

erb

ang (

%)

Diameter (cm)

Merbau

Pulai

Gambar 4. Besaran nilai kadar air

SNI 8021-2014 ≤ 12 %

SNI 8021-2014 ≤ 80 %

9

kadar zat terbang dibandingkan dengan wood pellet Kayu Merbau. Nurwigha

(2012) menyatakan bahwa semakin tinggi kadar zat terbang suatu bahan bakar,

maka efisiensi pembakaran bahan bakar akan menurun dan asap yang dihasilkan

semakin banyak.

Kadar Zat Abu

Kadar zat abu adalah persentase dari sisa pembakaran yang tidak terdapat

unsur karbon dalam prosesnya berkaitan dengan nilai kalor pellet yang dihasilkan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kadar zat abu wood pellet MB bernilai

lebih besar dari pada MK yaitu 0.84% dan 0,82%. Berbeda dengan hasil pengujian

wood pellet Kayu Merbau, nilai kadar zat abu PB bernilai lebih kecil dari pada PK

yaitu 1.5% dan 2.2% dengan selisih yang cukup signifikan. Nilai pengujian kadar

zat abu tersebut memenuhi standar SNI 8021-2014 dengan kriteria nilai kadar zat

terbang lebih kecil dari 1.5%, kecuali nilai kadar zat abu PK berdiameter kecil.

Abu yang terdapat pada kayu memiliki kalium yang tinggi, yang juga

berperan sebagai pupuk, dan pengembalian kembali abu ke hutan yang bertujuan

untuk keberlanjutan sistem (Yokohama 2008). Nilai yang tinggi pada kadar abu

pellet sangat dihindari karena dapat menganggu sistem pembakaran, dan

mengakibatkan terbentuknya slag, endapan sehingga perlu adanya pemeliharaan

secara rutin pada tungku pembakaran (Obernberger dan Thek 2004). Hasil dari

pengujian lanjut yaitu Duncan menunjukan bahwa wood pellet PK memiliki

perbedaan yang signifikan lebih tinggi atau berbeda nyata dengan PB, MB, dan MK

terhadap kadar zat abu. Hasil penelitian kadar zat abu wood pellet dapat dilihat pada

Gambar 6.

Gambar 6. Besaran nilai kadar zat abu.

Kadar Karbon Terikat

Kadar karbon terikat adalah karbon yang terikat selain air, zat terbang dan

abu. Kadar karbon terikat menjadi indikator jumlah material padat yang terbakar

setelah komponen zat terbang dihilangkan dari zat tersebut (Speight 2005). Hasil

0,84 0,82

1,5

2,2

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

MB MK PB PK

Kad

ar Z

at A

bu (

%)

Diameter (cm)

Merbau

Pulai

SNI 8021-2014 ≤ 1.5 %

10

penelitian menunjukkan bahwa nilai kadar karbon terikat wood pellet MB memiliki

nilai yang sama dengan MK yaitu 25%. Nilai kadar karbon terikat wood pellet PB

bernilai lebih kecil dari pada PK yaitu 17% dan 18%. Nilai kadar zat abu tersebut

memenuhi standar SNI 8021-2014 dengan kriteria nilai kadar karbon terikat lebih

besar dari 14%. Karbon terikat tersusun dari fraksi karbon (C) yang terdapat dalam

bahan selain abu, air, dan zat terbang sehingga nilai karbon terikat dipengaruhi

kadar air, kadar abu dan zat terbang. Faktor lain yang mempengaruhi kadar karbon

terikat dapat dipengaruhi komponen kimia (Selulosa, hemi selulosa, dan lignin)

atau unsur penyusunnya yaitu karbon, hidrogen, dan oksigen (Basu 2010). Hasil

penelitian kadar karbon wood pellet dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Besaran nilai kadar karbon terikat

Hasil dari pengujian lanjut yaitu Duncan menunjukan bahwa wood pellet

PB memiliki perbedaan yang signifikan atau berbeda nyata dengan MK terhadap

kadar karbon terikat. Semakin tinggi kadar karbon terikat, maka nilai kalor akan

semakin tinggi begitu pula sebaliknya (Onu et al. 2010). Besar kecilnya kadar

karbon terikat dapat dipengaruhi oleh tinggi rendahnya kadar zat terbang (Pari

2004).

Kadar Kalor

Kadar kalor adalah jumlah panas yang dihasilkan selama proses

pembakaran dan sebagai penentu kualitas wood pallet. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa nilai kadar kalor wood pellet MB bernilai lebih besar dari pada

MK yaitu 4471 Kkal/kg dan 4387 Kkal/kg, sedangkan wood pellet PB bernilai lebih

kecil dari pada PK yaitu sebesar 4123 Kkal/kg dan 4206 Kkal/kg. Nilai pengujian

kadar zat abu tersebut memenuhi standar SNI 8021-2014 dengan kriteria nilai kadar

kalorlebih besar dari 4000 Kkal/kg.Nilai pengujian kadar zat abu tersebut

memenuhi standar SNI 8021-2014 dengan kriteria nilai kadar kalor lebih besar dari

4000 Kkal/kg. Nilai kalor sangat berkaitan dengan kadar air dan kerapatan dari

pellet yang dihasilkan (Yanti 2013). Semakin rendah kadar air akan meningkatkan

nilai kerapatan pellet, dan semakin padat produk tersebut dihasilkan sejalan dengan

semakin meningkatnya nilai kalor.

25 25

17 18

0

5

10

15

20

25

30

MB MK PB PK

Kad

ar K

arb

on T

erik

at (

%)

Diameter (cm)

Merbau

Pulai

SNI 8021-2014 ≥ 14 %

11

Hasil dari pengujian lanjut yaitu Duncan menunjukan bahwa wood pellet

PB memiliki perbedaan yang signifikan atau berbeda nyata dengan MB terhadap

Nilai Kalor. Kadar air memberikan pengaruh negatif terhadap nilai kalor. Semakin

tinggi nilai kadar air maka menurunkan nilai kalor yang dihasilkan (Rahman 2011).

Hasil penelitian kadar kalor wood pellet dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8.Besaran nilai kalor

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Secara umum wood pellet memiliki perbedaan kualitas yang berbeda di

setiap jenis bahan baku kayu. Diameter wood pellet juga menunjukkan kualitas

yang berbeda. Penelitian ini menunjukkan bahwa wood pellet yang berkualitas

paling baik yaitu wood pellet Kayu Merbau diameter besar berukuran 1.04 cm dari

hasil pengujuian kualitas dan segi kualitas pembakaran. Penelitian ini dapat

memberikan informasi mengenai perbandingan kualitas wood pellet dari limbah

pengolahan Kayu Pulai dan Kayu Merbau. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

kerapatan, kadar air, kadar zat terbang, kadar karbon, dan kadar kalor memenuhi

standar SNI 8021-2014 dengan kriteria yang sesuai. Pada hasil pengujian kadar zat

abu wood pellet Kayu Pulai berdiameter kecil tidak memenuhi standar SNI 8021-

2014. Kualitas wood pelet pada kedua jenis bahan baku kayu berbeda. Hasil

pengujian kualitas wood pellet Kayu Merbau dan Kayu Pulai dapat dilihat pada

Tabel 1.

4471 43874123 4206

0

1000

2000

3000

4000

5000

MB MK PB PK

Nil

ai K

alo

r (K

kal

/kg )

Diameter (cm)

Merbau

Pulai

SNI 8021-2014 ≥ 4000 Kkal/kg

12

Tabel 1. Hasil pengujian kualitas wood pellet kayu merbau dan kayu pulai

Pengujian SNI

(8021-2014)

MB

(1.04 cm)

MK

(0.63 cm)

PB

(0.84 cm)

PK

(0.63 cm)

Kerapatan ≥ 0.8 % 1.3 g/cm3 1.3 g/cm3 1.2 g/cm3 1.4 g/cm3

Keteguhan

Tekan -

15.3

kgf/cm2 6.0 kgf/cm2 8.2 kgf/cm2 7.0 kgf/cm2

Kadar Air ≤ 12 % 9.2% 9.4 % 9.5% 7.5%

Kadar Zat

Terbang ≤ 80 % 65.5% 65.2% 71.7% 72.1%

Kadar Zat Abu ≤ 1.5 % 0.84% 0.82% 1.5% 2.2%

Kadar Karbon

Terikat ≥ 14 % 25% 25% 17% 18%

Kadar Kalor ≥ 4000

Kkal/kg

4471

Kkal/kg

4387

Kkal/kg

4123

Kkal/kg

4206

Kkal/kg

Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai studi kelayakan ekonomi

produksi pellet yang berbanding dengan pengunaan energi dalam satu kali proses

produksi, dengan tujuan yang sama yaitu sebagai energi bahan bakar alternatif

ramah lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

Abelloncleanenergy. 2009. Cofiring with biopellets: An efficient way to reduce

greenhouse greenhouse gas emissions.

Adapa P, Tabil L, Schoenau G. 2009. Compression Characteristics of Selected

Ground Agricultural Biomass. Agricultural Engineering International: the

CIGR Ejournal.

Bahri, Saiful. 2014. Biopelet Kayu Agathis dengan Penguat Kulit Lepasnya.

[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

El Bassam N, Maegaard P. 2004. Integrated renewable energy on rural communities.

Planning guidelines, technologies and applications. Elsevier. Amsterdam.

Hendra D. 2012. Rekayasa pembuatan mesin pellet kayu dan pengujian hasilnya. J

Penelitian Hasil Hutan. 30(2):144-154.

13

Kaliyan N, Morey RV. 2009c. Densification characteristics of corn stover and

switchgrass. Trans. ASABE. 52(3):907-92.

Nurwigha R. 2012. Pembuatan Biopelet dari Cangkang Kelapa Sawit dengan

Penambahan Arang Cangkang Sawit dan Serabut Sawit sebagai Bahan

Bakar Alternatf Terbarukan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor

Obernberger I, Thek G. 2004. Physical characterisation and chemical composition

of densified biomass fuels with regard to their combustion behaviour.

Biomass Bioenergy 27:653-669.doi:10.1016/j.biombioe.2003.07.006

Onu F, Sudarja, Rahman MBN. 2010, Pengukuran nilai kalor bahan bakar briket

arang kombinasi cangkang pala (Myristica fragan Houtt) dan limbah sawit

(Elaeis guineensis). Seminar Nasional Teknik Mesin UMY 2010: 104-115.

Yogyakarta (ID): Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Pari. 2004. Kajian struktur arang aktif dari serbuk gergaji kayu sebagai adsorben

emisi formaldehida kayu lapis [disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian

Bogor.

Prawirohatmodjo S. 2001. Sifat Fisika Kayu. Yogyakarta (ID): Yayasan Universitas

Gadjah Mada Press.

Rahman. 2011. Uji keragaan pelet dari biomassa limbah sekam padi (Oryza sativa

Sp.) sebagai bahan bakar alternatif terbarukan. Fakultas Teknologi

Pertanian IPB, Bogor.

Rusdianto AS, Choiron M, Novijanto N. 2014. Karakterisasi limbah industri tapee

sebagai bahan baku pembuatan biopellet. J. Industria. 1(3): 27-32.

Speight JG. 2005. Handbook of Coal Analysis. New Jersey: John Wiley & Sons,

Inc.

Wang C, Zhang L, Liu J. 2013. Cost of non-renewable energy in production of

wood pellets in China. Education press and Springer-Verlag Berlin

Heidelberg. DOI 10.1007/s11707-013-0358-y

Yanti, RN. 2013. Pemanfaatan Limbah HTI (Akasia) Sebagai Bahan Baku Wood

Pellet. Penelitian Hibah Bersaing Dikti. Riau. Pekanbaru.

Yokoyama S. 2008. Buku Panduan Biomassa Asia Panduan untuk Produksi dan

Pemanfaatan Biomassa. Jakarta (ID): Assosiasi Biomassa Asia.

14

Zam HA, Syahidah, dan B. Putranto. (2009) Karakteristik Pellet Kayu Gmelina

( Roxb.) Fakultas Kehutanan Universitas Hasanudin Makassar.

15

LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil analisis data ragam nilai kerapatan

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model ,021a 3 ,007 21,425 ,000

Intercept 19,686 1 19,686 59059,225 ,000

Perlakuan ,021 3 ,007 21,425 ,000

Error ,003 8 ,000

Total 19,711 12

Corrected Total ,024 11

a. R Squared = ,889 (Adjusted R Squared = ,848)

Lampiran 2. Hasil analisis data ragam nilai keteguhan tekan

Source Type III Sum

of Squares df

Mean

Square F Sig.

Corrected Model 159,451a 3 53,150 505,551 ,000

Intercept 996,999 1 996,999 9483,184 ,000

Perlakuan 159,451 3 53,150 505,551 ,000

Error ,841 8 ,105

Total 1157,291 12

Corrected Total 160,292 11


Lampiran 3. Hasil analisis data ragam nilai kadar air

Source Type III Sum

of Squares df

Mean

Square F Sig.


Intercept 946,253 1 946,253 16430,377 ,000

Perlakuan 8,093 3 2,698 46,843 ,000

Error ,461 8 ,058

Total 954,807 12



Lampiran 4. Hasil analisis data ragam nilai kadar zat terbang

Source Type III Sum

of Squares df

Mean

Square F Sig.


Intercept 56482,497 1 56482,497 129144,667 ,000

Perlakuan 129,746 3 43,249 98,886 ,000

Error 3,499 8 ,437

16

Total 56615,741 12



Lampiran 5. Hasil analisis data ragam nilai kadar abu

Source Type III Sum

of Squares df

Mean

Square F Sig.


Intercept 21,280 1 21,280 119,562 ,000

Perlakuan 3,827 3 1,276 7,168 ,012

Error 1,424 8 ,178

Total 26,531 12



Lampiran 6. Hasil analisis data ragam nilai kadar karbon terikat

Source Type III Sum

of Squares df

Mean

Square F Sig.


Intercept 5383,532 1 5383,532 32328,674 ,000

Perlakuan 138,535 3 46,178 277,307 ,000

Error 1,332 8 ,167

Total 5523,400 12



Lampiran 7. Hasil analisis data ragam nilai kadar kalor

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.


Intercept 221555468,7

55 1

221555468,7

55 23651,970 ,000

Perlakuan 230845,912 3 76948,637 8,215 ,008

Error 74938,526 8 9367,316

Total 221861253,1

93 12



17

Lampiran 8. Hasil pengujian duncan nilai kerapatan

Perlakuan N Subset

1 2 3

Pulai Besar 3 1,22

Merbau Kecil 3 1,28

Merbau Besar 3 1,30

Pulai Kecil 3 1,33

Sig. 1,000 ,217 1,000

Means for groups in homogeneous subsets are

displayed.

Based on observed means.

The error term is Mean Square(Error) = ,000.

a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000.

b. Alpha = ,05.

Lampiran 9. Hasil pengujian duncan nilai kadar kalor

Perlakuan N Subset

1 2 3

Pulai Besar 3 4123,06

Pulai Kecil 3 4206,28 4206,28

Merbau

Kecil

3 4386,64 4386,64

Merbau

Besar

3 4471,44

Sig. ,323 ,052 ,315


displayed.


The error term is Mean Square(Error) = 9367,316.


b. Alpha = ,05.

Lampiran 10. Hasil pengujian duncan nilai kadar karbon

Perlakuan N Subset

1 2 3

Pulai Besar 3 17,40

Pulai Kecil 3 18,19

Merbau

Besar 3 24,51

Merbau

Kecil 3 24,62

18

Sig. 1,000 1,000 ,757


displayed.




b. Alpha = ,05.

Lampiran 11. Hasil pengujian duncan nilai kadar zat terbang

Perlakuan N Subset

1 2

Merbau

Kecil 3 65,16

Merbau

Besar 3 65,49

Pulai Besar 3 71,65

Pulai Kecil 3 72,13

Sig. ,558 ,397

Means for groups in homogeneous subsets

are displayed.


The error term is Mean Square(Error)

= ,437.

a. Uses Harmonic Mean Sample Size =

3,000.

b. Alpha = ,05.

Lampiran 12. Hasil pengujian duncan nilai kadar abu

Perlakuan N Subset

1 2

Merbau

Kecil 3 ,82

Merbau

Besar 3 ,84

Pulai Besar 3 1,47 1,47

Pulai Kecil 3 2,20

Sig. ,109 ,066

19

Means for groups in homogeneous subsets

are displayed.


The error term is Mean Square(Error)

= ,178.

a. Uses Harmonic Mean Sample Size =

3,000.

b. Alpha = ,05.

Lampiran 13. Hasil pengujian duncan nilai keteguhan tekan

Perlakuan N Subset

1 2 3 4

Merbau

Kecil 3 5,97

Pulai Kecil 3 7,00

Pulai Besar 3 8,21

Merbau

Besar 3 15,28

Sig. 1,000 1,000 1,000 1,000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.




b. Alpha = ,05.

Lampiran 14. Hasil pengujian duncan nilai kadar air

Perlakuan N Subset

1 2

Pulai Kecil 3 7,47

Merbau Besar 3 9,16

Merbau Kecil 3 9,40

Pulai Besar 3 9,49

Sig. 1,000 ,141


displayed.




c. Alpha = ,05.

20

RIWAYAT HIDUP

Penulis yang dilahirkan di Bogor tanggal 7 Mei 1994 merupakan anak

pertama dari dua bersaudara dari pasangan bapak Usman Dasuki dan ibu Nunung

Yayu Kartini. Penulis lulus tahun 2012 dari SMA Negeri 7 Bogor dan pada tahun

yang sama lulus melalui jalur Ujian Talenta Mandiri (UTM) Institut Pertanian

Bogor dengan Mayor Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas

Kehutanan.

Selama menempuh pendidikan di Fakultas Kehutanan penulis mengikuti

beberapa kegiatan praktek lapang antara lain Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan

(PPEH) di Sancang Timur dan Telaga Bodas pada tahun 2014, Praktek Pengelolaan

Hutan (PPH) pada beberapa lokasi Hutan Pendidikan Gunung Walat, KPH Cianjur,

Taman Nasional Gunung Halimun Salak, dan Pabrik pengelolaan Gondorukem dan

Terpentin (PGT) Sindangwangi pada tahun 2014, dan Praktek Kerja Lapang (PKL)

pada tahun 2016 di PT Atishar Panel Citeureup, Bogor. Penulis aktif mengikuti

organisasi dan kepanitian antara lain pernah menjadi anggota Divisi Internal

Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan periode 2013/2014 dan Sekretaris

Kewirausahaan Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan pada tahun 2014/2015.

Kepanitiaan yang diikuti adalah The 5th Fortex dan The 6th Fortex (2014-2015),

KOMPAK (2014), dan Himasiltan Care (2015). Penulis juga pernah menjadi ketua

panitia Himasiltan Goes To Field Malaysia (2015).

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan dari

Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dan menyelesaikan

skripsi yang berjudul KUALITAS WOOD PELLET DARI KAYU MERBAU

(Intsia bijuga) DAN KAYU PULAI (Alstonia scholaris).

kualitas wood pellet dari kayu merbau (intsia bijuga) … · dan rata rata kadar kalor sebesar 4471...

Documents