ANALISIS KUALITAS BRIKET ARANG DARI CAMPURAN KAYU AKASIA DAUN LEBAR (Acacia mangium Wild) DENGAN BATUBARA Oleh/By NOOR MIRAD SARI, ROSIDAH R. RADAM & RANIFA DWINA Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Universitas Lambung Mangkurat Jl. A. Yani KM 36, Banjarbaru, Kalimantan Selatan ABSTRACT Waste charcoal can be used for the manufacture of charcoal briquettes, charcoal is a kind of modification, size and density into a product that is more efficient in its use as fuel. The purpose of this study was to determine the quality of the raw material mix of wood charcoal, charcoal briquettes with coal Acacia Mangium. Differences composition of each treatment to produce the value of water content, ash content, volatile matter, carbon residue, density and calorific value are different. Carbon residue value generated 61.25% - 73.54% of all treated to meet standards of quality Japanesemade charcoal briquettes in the range of 60-80%. Value of volatile matter produced only treatment A1 (24.54%) and A2 (27.67%), only the Japanese standard in the range of 15-30%. Caloric value resulting from 6243.8778 to 7679.0393 is found to comply with briquettes made in Japan, Britain and America. The value of water content, ash content and density of all treatments there is a mixture of charcoal briquettes that do not meet good standards of Japan, Britain and America. Based on research, we recommend carrying out further research on the water content, ash, residual coal, density, content of volatile matter content and calorific power of adhesive material of others and different pressures on the percentage use of the same composition feedstock in the manufacture of coal briquettes in charcoal briquettes Keywords : charcoal briquettes, Acacia mangium Wild, coal Penulis untuk korespondensi: +628125169095 PENDAHULUAN Limbah arang dapat dimanfaatkan untuk pembuatan briket arang, yaitu arang yang diubah bentuk, ukuran dan kerapatannya menjadi produk yang lebih efisien dalam penggunaannya sebagai bahan bakar. Di Indonesia produksi briket arang mempunyai prospek yang cukup baik untuk dikembangkan karena cukup tersedianya bahan baku berupa limbah logging, limbah industri kayu dan kayu bakar di luar Jawa, sedangkan di Pulau Jawa banyak terdapat limbah hasil pertanian seperti sekam padi dan jerami (Sudrajat, 1982). Salah satu jenis kayu yang dapat dijadikan untuk bahan baku briket arang adalah kayu Akasia Daun Lebar (Acacia mangium Wild). Jenis kayu tersebut termasuk kelas kuat III dan kelas awet IV. Batubara adalah bahan galian yang berasal dari perut bumi yang kegunaannya bermacam-macam. Di Kalsel saat ini batubara digali atau dimanfaatkan dan dipasok ke pembangkit tenaga uap untuk industriindustri dan pembangkit yang menghasilkan tenaga listrik. Manfaat utama yang dapat diharapkan dari penggunaan batubara untuk pembangkit tenaga adalah nilai kalor. Sehubungan dengan uraian di atas, Penulis ingin mencoba meneliti dengan memanfaatkan kayu Akasia Daun Lebar (Acacia mangium Wild) yang dicampur dengan batubara untuk briket arang untuk mengetahui apakah campuran kedua bahan baku tersebut menghasilkan kualitas briket arang yang memenuhi standar atau tidak. Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 29, Edisi Maret 2010 71
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kualitas briket arang campuran bahan baku arang kayu Akasia Daun Lebar dengan batubara. Manfaat penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dan masukan kepada pemerintah dan masyarakat bahwa kayu Akasia Daun Lebar dengan campuran batubara dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan briket arang. BAHAN DAN METODE PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan selama 3 bulan yakni dari bulan Juli sampai Oktober 2009 di Laboratorium Dinas Pertambangan dan Energi Banjarbaru. Peralatan yang digunakan adalah Bomb kalorimeter, ayakan 30 mesh, cetakan besi, kempa hidrolik, desikator, Crusher (lumpung besi dan penumbuknya), gelas ukur, oven tanur dna pengering, timbangan elektrik, cawan porselin, cawan nikel tertutup, kalkulator dan alat tulis menulis. Sedangkan bahan yang digunakan adalah serbuk arang dari kayu Akasia Daun Lebar dan serbuk Batubara serta tepung tapioka dan air. Prosedur penelitian diawali dengan pembuatan contoh uji yakni dengan menyediakan bahan baku berupa arang dari kayu Akasia dan batubara. Menghancurkan arang dengan Crusher sehingga menjadi serbuk arang. Serbuk arang tersebut kemudian disaring melalui saringan 30 mesh. Memanaskan air kemudian ditambah tepung tapioka sebanyak 10% dari berat serbuk arang yang dibuat contoh uji (30 gram), lalu diaduk supaya larutan semi solid. Mencampur serbuk arang dengan perekat, lalu memasukkan ke dalam cetakan sebanyak 10 gram dan dilakukan pengepresan dengan tekanan 100 kg/cm 2. Mengeringkan briket arang yang dihasilkan dengan menggunakan oven pengering pada suhu 100-120 0 C selama kurang lebih 4 jam. Setelah dikeringkan, briket arang tersebut diletakkan di udara terbuka selama 24 jam. Kemudian briket arang yang telah kering kemudian siap diuji. Pengujian yang dilakukan antara lain penetapan kadar air, kadar abu, zat terbang, karbon sisa, kerapatan dan nilai kalor yang dihasilkan. Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Acak Lengkap (RAL). Faktor penelitian hanya satu faktor (komposisi campuran arang kayu Akasia Daun Lebar dan Batubara; 5 level) dengan ulangan sebanyak 5 kali, sehingga jumlah satuan percobaan adalah sebanyak 1 x 5 x 5 = 25 buah. Faktornya yakni : A 1 = Arang kayu Akasia Daun Lebar 100% + Arang Batubara 0% A 2 = Arang kayu Akasia Daun Lebar 75% + Arang Batubara 25% A 3 = Arang kayu Akasia Daun Lebar 50% + Arang Batubara 50% A 4 = Arang kayu Akasia Daun Lebar 25% + Arang Batubara 75% A 5 = Arang kayu Akasia Daun Lebar 0% + Arang Batubara 100% HASIL DAN PEMBAHASAN Rekapitulasi hasil analisis sifat briket arang dari campuran kayu Akasia Daun Lebar dan Batubara dapat dilihat pada Tabel 1 dan standar kualitas pada Tabel 2. Hasil penelitian menunjukkan adanya penurunan kadar air jika pembuatan briket arang hanya dengan menggunakan komposisi campuran dari arang kayu Akasia Daun Lebar 100% (perlakuan A 1 ) dan campuran Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 29, Edisi Maret 2010 72
dari arang kayu Akasia Daun Lebar 75% dengan batubara 25% (perlakuan A 2 ). Hal ini diduga karena perlakuan A 1 dan A 2 tersebut terdiri dari komposisi arang kayu yang memiliki ukuran partikel yang kecil-kecil sehingga mampu membentuk suatu ikatan yang solid dan memiliki kemampuan menyerap air yang rendah. Keadaan demikian diduga menyebabkan pada saat dilakukan pemberian tekanan (kempa), air dan udara serta partikel perekat yang tidak mampu lagi diserap partikel tadi terdesak keluar sehingga kadar airnya menjadi lebih rendah. Kombinasi penggunaan komposisi campuran briket arang dari kayu Akasia Daun Lebar 50% dan Batubara 50% (perlakuan A 3 ) ternyata akan mengakibatkan kadar air briket arang yang semakin meningkat. Hal ini diduga karena kombinasi kedua bahan tersebut menyebabkan adanya volume bahan yang lebih besar sehingga air yang terserap lebih banyak dan ronggarongga yang dibuat oleh serbuk arang ditutupi oleh perekat sehingga susah untuk merembes keluar, adanya air bebas dan terikat yang terdapat di dalam briket, faktor lingkungan juga mempengaruhi seperti suhu dan kelembaban dapat menyebabkan tinggi rendahnya kadar air briket. Perbedaan kadar air antara masing-masing perlakukan ini juga disebabkan oleh proses karbonisasi, yaitu jumlah udara, suhu dan lamanya karbonisasi yang cepat akan menyebabkan kadar air yang terdapat di dalam bahan baku masih tinggi sehingga akan mempengaruhi kualitas arang maupun briket arang yang dihasilkan. Kadar abu yang tertinggi terjadi pada perlakuan briket arang dari kayu Akasia Daun Lebar 75% dan Batubara 25% (perlakuan A 2 ) yakni 2,5915% dan terendah pada perlakuan briket arang dari kayu Akasia Daun Lebar 100% (perlakuan A 1 ) yakni 1,9229%. Pada perlakuan A 5 (briket arang dari Batubara 100%) menghasilkan kadar abu sebesar 2,4284%. Hal ini diduga karena kandungan mineral, jumlah dan jenis perekat yang terdapat dalam arang batubara mudah menguap pada saat proses pengarangan/pengabuan sehingga kadar abunya tinggi. Selain persenyawaan-persenyawaan organik, yang disebut bagian-bagian abu (mineral pembentuk abu yang tertinggal selain lignin dan selulosa habis terbakar). Kadar zat ini bervariasi antara 0,2 1% dari berat kayu. Kualitas briket arang dari seluruh komposisi campuran briket arang dari seluruh komposisi campuran briket arang pada penelitian ini menghasilkan rata-rata kadar abu yang tidak memenuhi persyaratan kualitas untuk standar briket impor. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa terdapat perbedaan antara masing-masing perlakuan. Zat yang keluar dalam bentuk gas pada saat proses pembakaran briket. Kadar zat terbang tertinggi terjadi pada perlakuan briket arang dari Batubara 100% (perlakuan A 5 ) yakni 36,3220% dan terendah pada perlakuan briket arang dari kayu Akasia Daun Lebar 100% (perlakuan A 1 ) yakni 24,5374%. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa pembuatan briket arang dari persentase Batubara yang lebih banyak dan kayu Akasia Daun Lebar yang lebih sedikit akan menghasilkan kadar zat terbang yang lebih tinggi (36,3220%) jika dibandingkan dengan pembuatan briket arang dari persentase kayu Akasia Daun Lebar yang lebih banyak (24,5374%). Sudrajat (1982), mengatakan bahwa briket arang yang baik untuk dijadikan bahan bakar harus memenuhi persyaratan umum yaitu mempunyai kadar zat terbang yang berkisar antara 15 30 %, sedangkan briket arang dari hasil penelitian ini memiliki kadar zat terbang berkisar antara 24,5374 36,3220 %. Jadi semua komposisi campuran atau kombinasi dari kayu Akasia Daun Lebar dan Batubara pada penelitian ini kurang baik dipakai untuk pembuatan briket arang. Karena nilai kadar zat terbang yang dihasilkan ternyata tidak memenuhi standar kualitas briket arang buatan Jepang, Inggris maupun Amerika (diluar batas standar). Pengaruh perbedaan komposisi campuran terhadap kualitas karbon Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 29, Edisi Maret 2010 73
sisa briket arang. Semua perlakuan menunjukkan perbedaan yang sangat signifikan satu sama lain. Karbon sisa tertinggi terjadi pada perlakuan briket arang dari kayu Akasia Daun Lebar 100% (perlakuan A 1 ) yakni sebesar 73,5398% dan terendah pada perlakuan briket arang dari Batubara 100% (perlakuan A 5 ) yakni 61,2496%. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa pembuatan briket arang dari persentase Batubara yang lebih banyak dan kayu Akasia Daun Lebar yang lebih sedikit akan menghasilkan karbon sisa yang lebih rendah jika dibandingkan dengan pembuatan briket arang dari persentase kayu Akasia Daun Lebar yang lebih banyak. Dengan karbon sisa yang tinggi akan lebih lama terbakar dan menghasilkan nilai kalor yang tinggi (Suprianto, 2003). Hal ini sesuai dengan hasil penelitian pada perlakuan A 1 memiliki nilai karbon sisa tinggi maka nilai kalornya tinggi pula, dan pada perlakuan A 5 memiliki nilai karbon sisa rendah maka nilai kalor yang dihasilkan pun rendah. Kualitas briket arang dari seluruh komposisi campuran briket arang pada penelitian ini menghasilkan rata-rata karbon sisa sudah memenuhi persyaratan kualitas untuk standar briket impor. Kerapatan yang terendah terjadi pada perlakuan briket arang dari Akasia Daun Lebar 100% (perlakuan A 1 ) yakni 0,6438 gr/cm 3 dan tertinggi pada perlakuan briket arang dari kayu Batubara (perlakuan A 5 ) yakni 0,8720 gr/cm 3. Kerapatan briket arang pada perlakuan A 4 (briket arang dari kayu Akasia Daun Lebar 25% dan batubara 75%) serta pada perlakuan A 3 (briket arang dari kayu Akasia Daun Lebar 50% - Batubara 50%) secara berturutturut adalah 0,8720 gr/cm 3 ; 0,7628 gr/cm 3 dan 0,7082 gr/cm 3. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa akan terjadi peningkatan kerapatan jika pembuatan briket arang hanya dengan menggunakan komposisi campuran dari arang Batubara 100%. Sedangkan jika dilakukan penggabungan komposisi campuran pembuatan briket arang dari arang Akasia Daun Lebar akan menghasilkan penurunan kerapatan briket arang. Hal ini diduga karena adanya pengaruh tekanan dan ukuran serbuk serta pengaruh dari jenis perekat yang digunakan dalam pembuatan briket arang ini. Tekanan yang kurang akan menyebabkan rongga dalam briket arang akan semakin banyak dan rongga ini akan diisi oleh air atau udara. Akibatnya kadar air briket arang menjadi tinggi dan kerapatannya akan semakin kecil. Hal ini diperkuat pula oleh pernyataan dari Suprianto (2003), bahwa dengan tekanan yang besar akan menyebabkan masuknya perekat ke dalam pori-pori arang dan mengisi ruang-ruang kosong diantara serbuk arang sehingga akan menghasilkan kerapatan yang tinggi. Nilai kalor tertinggi terjadi pada perlakuan briket arang dari kayu Akasia Daun Lebar 100% (perlakuan A 1 ) yakni sebesar 7679,0393 kal/gr dan terendah pada perlakuan briket arang dari Batubara 100% (perlakuan A 5 ) yakni 6243,8778 kal/gr. Pada perlakuan A 5 (briket arang dari Batubara 100%) memiliki nilai kalor sebesar 6243,8778 kal/gr. Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 29, Edisi Maret 2010 74
Tabel 1. Hasil analisis sifat briket arang No. Sifat A 1 A 2 Perlakuan A 3 A 4 A 5 1 Kadar Air (%) 8,7746 13,9852 26,0586 22,9203 19,6905 2 Kadar Abu (%) 1,9229 2,5915 2,1934 2,3357 2,4284 3 Kadar Zat 24,5374 27,6669 30,8651 33,4897 36,3220 Terbang (%) 4 Karbon Sisa (%) 73,5398 69,7415 66,9145 64,1746 61,2496 5 Kerapatan (gr/cm 3 ) 0,6438 0,6721 0,7082 0,7628 0,8720 6 Nilai Kalor 7679,0393 7370,3045 7073,0097 6942,9486 6243,8778 (kal/gr) Tabel 2. Standar Penilaian Kualitas Briket Arang dari berbagai negara No. Sifat Standar Jepang Inggris USA 1 Kadar Air (%) 6-8 3-4 6 2 Kadar Abu (%) 3-6 8-10 18 3 Kadar Zat Terbang (%) 15-30 16 19 4 Karbon Sisa (%) 60-80 75 58 5 Kerapatan (gr/cm 3 ) 1-2 0,84 1 6 Nilai Kalor (kal/gr) 6000-7000 7300 6500 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Perbedaan komposisi masingmasing perlakuan menghasilkan nilai kadar air, kadar abu, zat terbang, karbon sisa, kerapatan dan nilai kalor yang berbeda pula Nilai karbon sisa yang dihasilkan 61,2496 73,5398 ternyata semua perlakuan memenuhi standar kualitas briket arang buatan Jepang yang berkisar 60 80 %. Nilai zat terbang yang dihasilkan ternyata hanya perlakuan A 1 (24,5374) dan A 2 (27,6669) ini saja yang memenuhi standar Jepang yang berkisar 15 30 %. Nilai kalor yang dihasilkan 6243,8778 7679,0393 ternyata memenuhi standar briket arang buatan Jepang, Inggris maupun Amerika. Nilai kadar air, kadar abu dan kerapatan dari seluruh perlakuan campuran briket arang yang ada tidak memenuhi standar baik Jepang, Inggris maupun Amerika. Saran Berdasarkan hasil penelitian, disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai kadar air, kadar abu, karbon sisa, kerapatan, kadar zat terbang dan nilai kalor briket arang dari bahan perekat yang lain dan tekanan yang berbeda dengan persentase penggunaan komposisi campuran yang sama sebagai bahan baku dalam pembuatan briket arang. Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 29, Edisi Maret 2010 75
DAFTAR PUSTAKA Direktorat Jenderal Kehutanan, 1976. Vademecum Kehutanan Indonesia. Direktorat Jenderal Kehutanan. Departemen Pertanian RI, Jakarta. Hartoyo, 1983. Pembuatan Arang dan Briket Arang secara Sederhana dari Serbuk Kayu Gergaji dan Limbah Perkayuan. Proseding Seminar Pemanfaatan Limbah Pertanian/Kehutanan sebagai Sumber Energi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor. Hartoyo dan Nurhayati, 1976. Rendemen dan Sifat Arang Beberapa Jenis Kayu Indonesia. Laporan No. 62. Lembaga Penelitian Hasil Hutan Bogor. Sudrajat, 1982. Produksi Arang dari Briket Arang serta Prospek Pengusahaannya. Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Departemen Pertanian, Bogor. Suprianto, 2003. Analisis Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang dari Campuran Kayu Galam (Melalueca leucadendron Linn) dan Tempurung Kemiri (Aleurites moluccana Wild). Skripsi S-1 Fakultas Kehutanan Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru (tidak dipublikasikan). Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 29, Edisi Maret 2010 76