2.1 Biomassa BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Biomassa meliputi semua bahan yang bersifat organik ( semua makhluk yang hidup atau mengalami pertumbuhan dan juga residunya ) (Elbassan dan Megard, 2004). Biomassa merupakan sumber energi yang bersih dan dapat di perbaharui namun biomassa mempunyai kekurangan yaitu tidak dapat di bakar langsung karena sifat fisiknya yang buruk, seperti kerapatan energi yang rendah dan permasalahan penanganan (Saptoadi, 2006). Silalahi (2000), menyatakan biomassa adalah campuran material organik yang kompleks, biasanya terdiri dari karbohidrat lemak, protein dan mineral lain yang jumlahnya sedikit seperti sodium, fosfor, kalsium dan besi. Komponen utama tanaman biomassa adalah karbohidrat (berat kering ± 75%), lignin (± 25%) dimana dalam beberapa tanaman komposisinya bisa berbeda-beda. Energi biomassa dapat menjadi sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil (minyak bumi) karena beberapa sifatnya yang menguntungkan yaitu, dapat dimanfaatkan secara lestari karena sifatnya yang dapat diperbaharui (renewable resources), relatif tidak mengandung unsur sulfur sehingga tidak menyebabkan polusi udara dan juga dapat meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumber daya hutan dan pertanian (Widarto dan Suryanta,1995). Potensi energi biomassa sebesar 50.000 MW antara lain bersumber dari produk samping hasil pengolahan beberapa tanaman perkebunan dan pertanian, seperti : kelapa sawit, penggilingan padi, kayu, polywood, pabrik gula, kakao, dll. Saat ini, jumlah energy biomassa yang telah di manfaatkan hanya sebesar 302 MW dari total potensi energi biomassa yang ada atau setara dengan 0,604%. Contoh biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer serat, bahan pangan, pakan ternak, minyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Yang digunakan adalah bahan bakar biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produknya (Pari dan Hartoyo, 1983).
Tabel 2.1 Potensi Energi Terbarukan di Indonesia Sumber Potensi (MW) Kapasitas terpasang (MW) Pemanfaatan (%) Large Hydro 75,000 4200 5,6 Biomassa 50,000 302 0,604 Geothermal 20,000 812 4,06 Mini/micro hydro 459 54 11,764 Energy cahaya/solar 156,487 5 3,19 x 0,001 Energi angin 9,286 0,5 5,38 x 0,001 Total 311,232 5373,5 22,03 Sumber : Prihandana dan Hendroko (2007) 2.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit Tandan kosong sawit merupakan salah satu limbah industri minyak sawit yang jumlahnya cukup banyak dan mengandung serat yang cukup banyak serta sampai saat ini belum dimanfaatkan secara optimal. Selama ini TKKS yang tidak tertangani menyebabkan bau busuk, tempat bersarangnya serangga lalat dan potensial menghasilkan air lindi. Produksi puncak kelapa sawit per hektar sebesar 20-24 ton TBS per tahun, dengan asumsi setelah TBS ini diolah akan menghasilkan sisa TKKS 20% hingga 23% maka dihasilkan 4 hingga 5 ton/tahun TKKS setiap hektar kebun kelapa sawit. Pemanfaatan tandan kosong sawit sebagai sumber energi berupa briket di samping memberikan keuntungan secara finansial, juga akan membantu di dalam pelestarian lingkungan. Energi panas dari tandan kosong sawit sebesar 18.795 Kj/kg potensial digunakan sebagai sumber energi alternatif. Tandan kosong kelapa sawit sebagai bahan organik memiliki suatu karakteristik dasar berupa sifat fisika daan kimia. Sifat fisika dan kimia dari tandan kosong kelapa sawit dapat dilihat pada tabel 2 dan tabel 3 berikut :
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit No Komponen Kimia Komposisi (%) 1 Lignin 22,60 2 Pentosan 25,90 3 ά-selulosa 45,80 4 Holoselulosa 71,88 5 Abu 1,6 6 Pektin 12,85 7 Kelarutan dalam : - 1% NaOh - 19,50 - Air dingin - 13,89 - Air panas - 2,50 - Alkoholbenzen - 4,20 Sumber : Eka (2000) Tabel 2.3 Sifat Fisik Tandan Kosong Kelapa Sawit No Parameter TKS Bagian Pangkal 1 Panjang serat -minimum, mm 0,63 -maksimum, mm 1,81 TKS Bagian Ujung 0,46 0,27
-rata-rata (L), mm 1,20 0,76 2 Diameter serat (D),μm 15,01 14,34 3 Diameter lumen (l),μm 8,04 6,99 4 Tebal dinding (w),μm 3,49 3,68 5 Bilangan Runkel (2w/l) 0,87 1,05 6 Kelangsingan (L/D) 79,95 53,00 7 Kelemasan (l/d) 0,54 0,49 8 Kadar Serat 5 72,67 62,47 9 Bukan Serat, % 27,33 37,53 10 Rapat masa tumpukan 177,98 serpih (campuran), kg/m 3 (Eka,2000) 2.3 Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Limbah cair pabrik kelapa sawit adalah salah satu produk samping dari pabrik minyak kelapa sawit yang berasal dari kondensat dari proses sterilisasi, air dari proses klarifikasi, air hydrocyclone (claybath), dan air pencucian pabrik. LCPKS mengandung berbagai senyawa terlarut termasuk, serat-serat pendek, hemiselulosa dan turunannya, protein, asam organik bebas dan campuran mineral-mineral. Limbah cair dari pabrik minyak kelapa sawit ini umumnya bersuhu tinggi 70-80 0 C, berwarna kecoklatan, mengandung padatan terlarut dan tersuspensi berupa koloid dan residu minyak dengan BOD (biological oxygen demand) dan COD (chemical oxygen demand) yang tinggi. 2.4 Briket Briket adalah sebuah blok bahan yang dapat di bakar yang digunakan sebagai bahan bakar untuk memulai dan mempertahankan nyala api. Briket yang paling umum digunakan adalah briket batu bara, briket arang, briket ganbut, dan briket biomassa.
Briket adalah bahan bakar padat yang dapat digunakan sebagai alternatif pengganti minyak tanah. Secara umum pembuatan briket adalah dengan pembakaran langsung dengan udara terkontrol. Tujuan dari pembriketan adalah untuk menaikkan densitas energi biomassa, memudahkan dalam penyimpanan, pengangkutan, lebih padat, dan praktis. Briket memiliki nilai kalor lebih tinggi dari kayu bakar biasa sebesar 4491,2 kal/g. dalam skala besar briket juga berpotensi menggantikan peran batubara pada PLTU. Limbah kelapa sawit yang memiliki nilai energi tertinggi adalah cangkang kelapa sawit. Berikut adalah nilai kalor dari limbah kelapa sawit : Tabel 2.4 Nilai Energi panas dari limbah kelapa sawit (berdasarkan berat kering) Bagian Rata-rata Energi Panas ( KJ/Kg) Kisaran ( KJ/Kg Tandan Kelapa Sawit 18795 18000-19920 Serat 19055 18800-19580 Cangkang 20093 19500-20750 Batang 17471 17000-17800 Pelepah 15719 15400-15680 Sumber : Goenadi et al(2005 ) 2.5 Parameter Mutu 2.5.1 Nilai Kalor Bahan Bakar Koesoemadinata (1980), menyatakan nilai kalor bahan bakar adalah jumlah panas yang dihasilkan atau ditimbulkan olehsuatu gram bahan bakar tersebut dengan meningkatkan temperatur 1gr air dari 3,5 0 C-4,5 0 C, dengan satuan kalori. Dengan kata lain nilai kalor adalah besarnya panas yang diperoleh dari pembakaran suatu jumlah tertentu bahan bakar. Semakin tinggi berat jenis bahan bakar, maka semakin tinggi nilai kalor yang diperolehnya.
Suatu bentuk energi yang menyebabkan materi mempunyai suhu disebut kalor. Kalor juga dapat menyebabkan perubahan wujud. Apabila suatu zat menyerap kalor, maka suhu zat itu akan naik sampai tingkat tertentu hingga zat itu akan mencair atau akan menguap. Sebaliknya jika kalor dilepaskan dari suatu zat, maka zat itu akan turun hingga tingkat tertentu hingga zat itu akan mengembun (jika zat gas) atau membeku (jika zat cair). Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram zat sebesar 1 0 C disebut kalor jenis. Sebagai contoh, kalor jenis air 4,18J/g 0 C ini berarti untuk menaikkan suhu 1gram air sebesar 1 0 C diperlukan 4,18 J. Adapun nilai kalor dari limbah pabrik kelapa sawit POME = 4695-8569 kkal/m3, cangkang = 4105-4802 kkal/kg, serat= 2637-4554 kkal/kg, tandan kosong = 4492 kkal/kg, batang = 4176 kkal/kg, dan pelepah =3757 kkal/kg. 2.5.2 Kadar Air Kadar air briket adalah perbandingan air yang terkandung dalam briket dengan berat kering briket tersebut setelah dikeringkan. Peralatan yang digunakan dalam pengujian ini antara lain oven, cawan kedap udara, timbangan dan desikator (Kardianto,2009). Hendra dan Darmawan (2000), menyatakan bahwa kadar air briket sangat mempengaruhi nilai kalor atau nilai panas yang dihasilkan. Tingginya kadar air akan menyebabkan penurunan nilai kalor. Hal ini disebabkan karena panas yang tersimpan dalam briket terlebih dahulu digunakan untuk mengeluarkan air yang ada sebelum kemudian mnghasilkan panas yang dapat dipergunakan sebagai panas pembakaran.