BAB I. PENDAHULUAN. Saat ini, bahan bakar fosil seperti minyak, batubara dan gas alam merupakan

Transkripsi

1 BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Saat ini, bahan bakar fosil seperti minyak, batubara dan gas alam merupakan sumber energi utama di dunia (sekitar 80% dari penggunaan total lebih dari 400 EJ per tahun). Diperkirakan bahwa sumber-sumber energi tersebut akan habis dalam waktu tahun ke depan (Saidur, R. 2011). Berdasarkan pada hal inilah Ilmuwan di seluruh belahan dunia sedang berlomba lomba untuk melakukan penelitian tentang energi alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti minyak dan gas alam tersebut. Metode yang telah dilakukan adalah dengan memanfaatkan berbagai jenis sumber energi terbarukan yang ada seperti angin, matahari, air, biomassa dan lain sebagainya. Salah satu sumber energi terbarukan yang paling menjanjikan untuk dijadikan sebagai pengganti minyak dan gas tersebut adalah jenis sumber energi yang berasal dari biomassa. Mengingat ketersediaan sumber biomassa di bumi ini cukup melimpah dan mudah untuk mendapatkannya. Biomassa telah menjadi sumber energi utama, sebelum penemuan bahan bakar fosil seperti batu bara dan minyak bumi. Meskipun perannya saat ini berkurang di negara maju, masih banyak digunakan di masyarakat pedesaan dari negara-negara berkembang untuk kebutuhan energi mereka dalam hal memasak dan keperluan industri terbatas. Umumnya biomassa yang digunakan sebagai bahan bakar tersebut langsung dibakar dalam bentuk padat pada sebuah tungku tradisional untuk menghasilkan panas. Energi panas inilah yang dimanfaatkan oleh masyarakat pedesaan untuk kebutuhan energi mereka. Namun sebenarnya biomassa, selain dapat 1

2 2 digunakan dalam bentuk padat, dapat juga diubah menjadi bentuk gas melalui proses gasifikasi (Reed, TB. 1988). Berbagai macam jenis reaktor gasifikasi, telah dibuat oleh beberapa ilmuwan terkemuka di dunia baik itu dalam skala industri yang besar maupun pada skala rumah tangga yang kecil. Aplikasi reaktor gasifikasi ini tidak hanya terbatas pada unit turbin penghasil listrik tetapi juga pada pemanfaatan gas hasil gasifikasi tersebut untuk dapat dipakai pada unit kendaraan untuk transportasi (Kumar, A. 2011). Di Indonesia sendiri, aplikasi reaktor gasifikasi yang dibuat, masih terbatas penggunaannya untuk skala kecil (rumah tangga dan industri kecil) dalam bentuk tungku / kompor gasifikasi. Prinsip kompor gasifikasi biomassa ini merupakan pengembangan dari tungku tradisional yang sudah lama ada dan digunakan di masyarakat pedesaan. Kompor gasifikasi ini memiliki nilai efisiensi termal yang lebih baik daripada tungku tradisional, dimana tungku tradisional masih memiliki efisiensi yang sangat rendah yaitu berkisar 5 20 % sedangkan kompor gasifikasi memiliki nilai efisiensi rata rata diatas 30% dan bebas dari emisi gas buang yang mengganggu (Winata, R. 2012). Salah satu penggunaan tungku tradisional untuk skala industri kecil yang sampai sekarang masih digunakan adalah penggunaan tungku tradisional sebagai penghasil uap panas (boiler) pada proses pemanasan kumbung jamur merang pada temperatur o C. Menurut pengamatan salah satu petani jamur merang yang ada di Indramayu Jawa Barat, temperatur kumbung sebesar o C tersebut dicapai dalam waktu 4 jam dengan menggunakan tungku tradisional dan kemudian temperatur tersebut dipertahankan selama 4 jam lagi (sehingga total waktunya adalah 8 jam) agar proses pemanasan kumbung mendapatkan hasil yang optimal. Proses pemanasan kumbung tersebut bertujuan untuk membunuh mikroba yang ada di

3 3 dalam kumbung jamur sehingga kumbung jamur menjadi steril (disebut proses sterilisasi) dan pertumbuhan jamurnya pun tidak terganggu serta dapat menghasilkan jamur merang dengan hasil yang memuaskan. Gambar 1.1 Kumbung jamur merang dan proses sterilisasinya dengan menggunakan tungku tradisional Penggunaan tungku tradisional pada aplikasi proses sterilisasi kumbung jamur tersebut dinilai kurang efisien karena efisiensi pembakaran yang masih sangat rendah dan emisi gas buang yang mengganggu lingkungan sekitar. Berdasarkan hasil pengamatan petani jamur di lapangan, dalam setiap kali proses sterilisasi untuk kumbung jamur berukuran 7x5x4 m tersebut, biasanya petani jamur menghabiskan ± 3 m 3 kayu bakar dan minyak tanah sebagai bahan bakar tambahan sebanyak ± 30 liter, serta 300 liter air sebagai penghasil uap panasnya. Biaya yang dikeluarkan untuk sekali proses sterilisasi tersebut adalah sekitar ribu rupiah. Boiler dengan sistem gasifikasi telah dibuat dan diuji pada penelitian sebelumnya di IPB Bogor. Bahan bakar yang digunakan pada boiler tersebut menggunakan sekam padi, dimana untuk memanaskan air sebanyak 150 liter hanya menghabiskan sekitar kg sekam dengan biaya yang dikeluarkan relatif kecil yaitu sebesar Rp 9.000,- (Nawafi F., 2010). Biaya tersebut lebih murah bila

4 dibandingkan dengan menggunakan tungku tradisional yang dengan bahan bakar berupa kayu bakar. 4 Selain itu dalam setiap proses budidaya jamur merang, akan selalu menghasilkan limbah biomassa dalam jumlah yang melimpah. Setiap kali selesai panen (± 40 hari), kumbung jamur merang dengan ukuran 7x5x4 m tersebut akan menghasilkan limbah biomassa sebanyak 1200 kg (1,2 ton) limbah yang dibuang begitu saja tanpa dimanfaatkan terlebih dahulu. Jenis limbah biomassa ini tergantung dari media tanam jamur merang yang digunakan oleh petani jamur. Umumnya petani jamur menggunakan media tanamnya berupa kapas, jerami, dan atau kardus. Ketiga limbah biomassa tersebut sebenarnya masih dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Berdasarkan masalah tersebut diatas, maka penelitian ini dilakukan untuk menguji sistem kompor gasifikasi biomassa yang digunakan sebagai pengganti tungku tradisional dalam boiler pada proses sterilisasi kumbung jamur merang. Kompor gasifikasi yang dipakai, menggunakan 3 jenis bahan bakar limbah media tanam jamur merang (kapas, jerami, dan kardus) yang berjumlah melimpah tersebut. Uji performa kompor gasifikasi dengan bahan bakar yang berbeda dilakukan dengan menggunakan ketiga jenis limbah biomassa tersebut sebagai bahan bakarnya. Ketiga jenis limbah tersebut tidak dapat langsung dimanfaatkan sebagai bahan bakar pada reaktor gasifikasi karena massa jenisnya yang relatif rendah, sehingga perlu dibuat briket terlebih dahulu untuk meningkatkan massa jenisnya. Banyak keuntungan yang akan didapatkan oleh petani jamur merang jika limbah media tanam jamur tersebut dapat digunakan sebagai bahan bakar pada proses sterilisasi kumbung jamurnya.

5 5 1.2 Rumusan Masalah Sesuai dengan jenis limbah hasil budidaya jamur merang yang berupa jerami, atau kapas, atau kardus, maka yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah meliputi : Bagaimanakah perbandingan fuel consumption rate (FCR) dan laju pembakaran hasil gasifikasinya? Berapakah temperatur gasifikasi dan temperatur kumbung tertinggi yang dapat dicapai dari ketiga jenis limbah jamur merang tersebut? Berapakah efisiensi kompor gasifikasi yang diperoleh dari masing masing bahan bakar limbah jamur merang tersebut? Berapakah perbedaan energi kalor yang dihasilkan, jika proses gasifikasi pada kompor biomassa tersebut menggunakan aliran udara alamiah dan aliran udara konveksi paksa dengan bantuan blower mini 3 watt. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah meliputi beberapa hal seperti yang tertera di bawah ini, yaitu : Menguji performansi gasifikasi biomassa yang meliputi : FCR, laju pembakaran, efisiensi pembakaran, dan temperatur gasifikasi untuk ketiga jenis bahan bakar kardus, kapas, dan jerami. Membandingkan performansi gasifikasi dari ketiga jenis bahan bakar tersebut sehingga didapatkan performansi gasifikasi yang optimal diantara ketiga jenis bahan bakar tersebut.

6 6 Membandingkan performansi gasifikasi dengan sistem aliran udara yang berbeda, yaitu sistem aliran udara alamiah dan sistem aliran udara konveksi paksa. 1.4 Manfaat Penelitian Melalui penelitian ini, diharapkan dapat memberikan beberapa manfaat baik itu bagi masyarakat sebagai petani jamur maupun bagi diri pribadi mengingat penelitian ini berhubungan dengan pemanfaatan limbah media tanam jamur merang yang sudah tidak terpakai lagi dan dibuang begitu saja oleh para petani jamur pada umumnya. Apabila limbah tersebut dapat digunakan sebagai bahan bakar boiler untuk proses sterilisasinya, maka biaya sterilisasi jamur merang yang mahal pun dapat ditekan sehingga menambah profit yang lebih tinggi bagi para petani jamur merang tersebut. Selain itu juga diharapkan dengan adanya boiler model baru ini, proses sterilisasi dapat diterapkan secara optimal mencapai temperatur kumbung sekitar 70 o C - 80 o C sehingga kondisi kumbung jamur menjadi bebar benar steril dari kuman dan tentu saja dapat meningkatkan produktifitas jamur merang itu sendiri.