2

TINJAUAN PUSTAKA

Ampas Sagu

Tanaman sagu (Metroxylon sagu)

(Gambar 1) merupakan tanaman yang tersebar

di Indonesia, dan termasuk tumbuhan monokotil dari keluarga Palmae, marga

Metroxylon, dengan ordo Spadiciflorae. Sagu

memiliki kandungan pati yang lebih tinggi

dibandingkan dengan jenis Metroxylon

lainnya, sehingga sagu banyak dimanfaatkan

dalam berbagai industri pertanian. Saat ini,

pemanfaatan sagu hanya terfokus pada pati

yang terkandung di dalamnya.

Gambar 1 Tanaman sagu.

Perkembangan industri pengolahan pati

menyebabkan peningkatan hasil sampingan

berupa limbah sagu yang berupa kulit batang

dan limbah sagu. Limbah ikutan pengolahan

sagu berupa kulit batang sekitar 17-25% dari

serat batang, sedangkan ampas sagu75-83%.

Namun, limbah tersebut belum dimanfaatkan

secara optimal (McClatchey et al. 2006).

Limbah sagu merupakan limbah lignoselulosa yang kaya akan selulosa dan

pati, sehingga dapat dimanfaatkan secara

optimal sebagai sumber karbon. Limbah sagu

berupa ampas mengandung 65,7% pati dan

sisanya berupa serat kasar, protein kasar,

lemak, dan abu. Berdasarkan presentase

tersebut ampas mengandung residu lignin

sebesar 21%, sedangkan kandungan

selulosanya sebesar 20% dan sisanya

merupakan zat ekstraktif dan abu. Selain itu,

kulit batang sagu mengandung selulosa

(57%) dan lignin yang lebih banyak (38%) daripada ampas sagu (Kiat 2006) .Kandungan

dari ampas sagu (Tabel 1) dipengaruhi oleh

spesies, umur, tempat hidup, dan proses

pengolahannya.

Tabel 1 Kandungan ampas sagu

Jenis Jumlah (%)

Kadar air

Lemak

Protein

Karbohidrat

Serat kasar

78,34

0,20

1,31

6,67

13,48

Sumber : Haryanto dan Pangloli (1992)

Briket Biomassa

Biomassa adalah bahan hayati yang

dianggap sebagai sampah dan sering dimusnahkan dengan cara dibakar (Subroto

2007). Sedangkan menurut Silalahi (2000),

biomassa adalah campuran material organik

yang kompleks, biasanya terdiri dari

karbohidrat, lemak, protein, dan beberapa

mineral lain yang jumlahnya sedikit seperti

sodium, fosfor, kalsium, dan besi. Komponen

utama tanaman biomassa adalah karbohidrat

(berat kering kira-kira sampai 75%), lignin

(sampai dengan 25%), dimana dalam

beberapa tanaman komposisinya berbeda-

beda. Biomassa merupakan produk fotosintesis, dimana sel hijau daun menyerap

energi matahari dan mengkonversi karbon

dioksida dengan air menjadi suatu senyawa

karbon, hidrogen, dan oksigen. Senyawa

tersebut menyerap energi yang dapat

dikonversi menjadi produk lain. Hasil

konversi senyawa tersebut dapat berbentuk

arang atau karbon, alkohol kayu, ter, dan

sebagainya.

Biomassa tersebut dapat diolah menjadi

briket biomassa, yang merupakan bahan bakar yang memiliki nilai kalor yang cukup tinggi

dan dapat digunakan dalam kehidupan sehari-

hari. Biomassa yang dibuat briket pada

umumnya berbentuk serpihan atau serbuk-

serbuk kecil. Beberapa potensi limbah

biomassa yang dapat dimanfaatkan sebagai

sumber energi dalam rangka penyediaan

energi alternatif dapat dilihat pada Tabel 2.

Salah satu contoh potensi limbah

biomassa yang dijadikan briket adalah serbuk

gergaji. Serbuk gergaji merupakan hasil

samping dari kegiatan bahan biomassa kayu atau berserat lignoselulosa. Pada umumnya

serbuk gergaji memiliki nilai kalor

4018.25- 5975.58 kal/g. Selain itu, tempurung

kelapa juga berpotensi untuk dijadikan briket

biomassa. Nilai kalor yang terkandung dalam

tempurung kelapa berkisar antara 4347 kal/g

hingga 4619 kal/g (Palungkun 1999)

3

Tabel 2 Potensi limbah biomassa sebagai

sumber energi

Jenis

Biomassa

Penggunaan saat

ini

Promosi sebagai

sumber energi

Sekam Padi

Ampas Tebu

Bonggol

Jagung

Tempurung

Kelapa

Pelepah kelapa

Serbuk Gergaji

Kotoran

Ternak

Media tanam,

bahan kemasan,

bahan bakar

tungku

Bahan bakar boiler

Bahan bakar

tungku

Arang, arang aktif,

bahan bakar

tungku, alat rumah

tangga

Bahan bakar

tungku

Bahan bakar

tungku

Pupuk Organik

Briket arang

sekam

Briket, pupuk

Bahan bakar

padat

Briket arang

Bahan bakar

padat

Briket arang

Biogas, briket

Sumber : Agustina dan Syafrian (2005)

Briket merupakan bahan bakar padat

dengan dimensi tertentu yang seragam,

diperoleh dari hasil pembentukan bahan

berbentuk curah, serbuk, berukuran relatif

kecil atau tidak beraturan sehingga sulit

digunakan sebagai bahan bakar dalam bentuk

aslinya (Agustina 2006). Kriteria sederhana

suatu bahan dapat menjadi bahan bakar, yaitu

memiliki nilai kalor tinggi yang mencukupi

standar, jumlah ketersediaan bahan yang cukup, mudah terbakar, laju pembakarannya

rendah, dan nyaman dalam penggunaan.

Standar mutu briket menurut SNI 01-6235-

2000 dapat dilihat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3 Standar mutu briket arang kayu di

Indonesia Parameter Uji Nilai*

Kadar air (%)

Kadar abu (%)

Bagian yang hilang pada

pemanasan 950 °C (%)

Nilai kalor (Kal/g)

Maks 8

Maks 15

Maks 8

Min 5000

*Sumber : SNI 01-6235-2000

Briket dikatakan memiliki mutu yang

baik apabila memiliki ciri-ciri seperti api yang dihasilkan berwarna kebiru-biruan, tidak

berasap atau mengeluarkan sedikit asap, tidak

memercikan api, tidak berbau, tidak terlalu

cepat terbakar, dan menghasilkan kalor panas

yang tinggi (Sudrajat dan Soleh 1993). Mutu

briket umumnya ditentukan dari sifat fisik dan

kimia seperti kadar air, kadar abu, nilai kalor,

dan bagian yang hilang pada suhu 950 °C.

Perekat

Perekat adalah suatu zat atau bahan yang

memiliki kemampuan untuk mengikat dua

benda melalui ikatan permukaan. Salah satu

istilah dari perekat adalah pasta. Pasta

merupakan perekat pati yang dibuat melalui

pemanasan campuran pati dan air.

Penggunaan perekat akan mengakibatkan

ikatan antar partikel semakin kuat, butir-

butiran arang akan saling mengikat yang

menyebabkan air terikat dalam pori-pori arang (Josep dan Hislop 1981)

Perekat yang umum digunakan, yaitu

pati, clay, molase, resin tumbuhan, pupuk

hewan, tanin, dan ter. Perekat yang baik

mempunyai bau yang baik bila dibakar,

kemampuan merekat yang baik, harga yang

murah, dan mudah didapatkan (Karch dan

Boutette 1983). Menurut Hartoyo et al.

(1983), bahan perekat seperti pati, dekstrin,

dan tepung beras akan menghasilkan briket

yang tidak berasap tetapi mempunyai nilai kalor yang rendah dibandingkan dengan arang

kayu.

Kanji adalah perekat tapioka dicampur

air dalam jumlah tidak melebihi 70% dari

berat serbuk arang dan kemudian dipanaskan

sampai berbentuk gel. Pencampuran kanji

dengan serbuk arang diusahakan merata

(Sudrajat dan Soleh 1993). Hasil penelitian

menunjukkan bahwa briket arang dengan

tepung kanji sebagai bahan perekatnya akan

menurunkan sedikit nilai kalornya bila dibandingkan dengan nilai kalor kayu dalam

bentuk aslinya.

Penggunaan perekat pati memiliki

beberapa keuntungan, yaitu harga murah,

mudah pemakaiannya, dapat menghasilkan

kekuatan rekat kering yang tinggi. Namun

perekat ini memiliki kelemahan, yaitu

ketahanan terhadap air rendah, hal ini

disebabkan karena tapioka mempunyai sifat

dapat menyerap air dari udara, sehingga

memungkinkan mudah diserang jamur,bakteri,

dan binatang pemakan pati (Hartoyo et al. 1983)

Pencampuran serbuk arang dengan

perekat bertujuan memberikan lapisan tipis

dari perekat pada permukaan partikel arang.

Selain itu, penggunaan bahan perekat dengan

adanya perekat maka susunan partikel akan

semakin baik, teratur, dan lebih padat

sehingga dalam proses pengempaan pada

briket akan semakin baik (Silalahi 2000).

Tahap ini merupakan tahap terpenting dalam

menentukan mutu briket yang dihasilkan.

4

Campuran yang dibuat tergantung pada

ukuran serbuk, macam perekat, jumlah

perekat, dan tekanan pengempaan yang

dilakukan

Achmad (1991) menyatakan bahwa

untuk setiap 1 kg serbuk arang cukup

dicampurkan dengan perekat yang terdiri atas

30 gram tepung tapioka (3% dari berat serbuk

arang) dan air sebanyak 1liter. Kadar perekat

dalam briket tidak boleh terlalu tinggi karena

dapat mengakibatkan penurunan mutu briket arang yang sering menimbulkan banyak asap.

Pencirian Briket

Mutu briket yang baik adalah briket yang

memenuhi standar mutu agar dapat digunakan

sesuai dengan keperluannya. Sifat-sifat

penting dari briket yang mempengaruhi

kualitas bahan bakar adalah sifat fisik dan

kimia, seperti kadar air, kadar abu, bagian

yang hilang pada pemanasan 950 °C, dan nilai

kalor.

Kadar Air

Besarnya persentase nilai kadar air

berbanding terbalik dengan jumlah nilai kalor

yang dihasilkan. Semakin tinggi kadar air

semakin rendah nilai kalor dan daya

pembakarannya. Listiyanawati et al. (2008)

menjelaskan bahwa kadar air sangat

mempengaruhi nilai kalor dan efisiensi

pembakaran suatu briket karena panas yang

tersimpan dalam briket terlebih dahulu digunakan untuk mengeluarkan air yang ada

sebelum menghasilkan panas yang dapat

dipergunakan sebagai panas pembakaran

Kadar Abu

Merupakan ukuran kandungan material

dan berbagai material anorganik di dalam

benda uji. Kadar abu setiap arang berbeda-

beda tergantung jenis bahan baku arang.

Arang yang baik memiliki kadar abu sekitar

3% (Subadra 2005). Senyawa yang terdapat

dalam abu meliputi SiO2, Al2O3, P2O5, Fe2O3, dan lain-lain (Raharjo 2006). Senyawa yang

banyak terkandung dalam abu hasil

pembakaran briket adalah silikat. Kandungan

silikat yang tinggi menunjukkan kadar abu

yang tinggi dalam briket. Kadar abu yang

terkandung pada briket akan mempengaruhi

nilai kalornya. Semakin tinggi kadar abu yang

terkandung dalam briket maka semakin

rendah nilai kalornya (Listiyanawati et al.

2008).

Bagian yang hilang pada pemanasan 950°C Merupakan zat selain air, karbon terikat,

dan abu yang terdapat dalam arang, terdiri

dari cairan dan sisa ter yang tidak habis dalam

proses karbonisasi. Bagian yang hilang pada

pemanasan 950 °C dalam arang mempunyai

batas maksimum 40% dan batas minimum

5%, hal ini akan mempengaruhi

kesempurnaan pembakaran, laju pembakaran,

dan intensitas api (Raharjo 2006)

Nilai Kalor

Nilai kalor suatu bahan bakar biomassa

adalah jumlah energi panas (kJ) yang dapat

dilepaskan pada setiap satu satuan berat bahan

bakar (kg) tersebut apabila terbakar habis

dengan sempurna (SNI 01-6235-2000). Suatu

bahan bakar disebut terbakar habis dan

sempurna apabila seluruh kandungan unsur

karbon (C) dalam bahan bakar tersebut

bereaksi dengan oksigen menjadi karbon

dioksida (CO2). Energi panas (kalor) yang dilepaskan dapat dipindahkan ke lingkungan

dengan cara hantaran (konduksi), edaran

(konveksi), atau pancaran (radiasi). Salah satu jenis pengukur nilai kalor

adalah kalorimeter bom (Gambar 2). Bagian

utama alat ini adalah bejana reaksi yang

diletakkan dalam bejana yang lebih besar

sehingga terdapat rongga udara di antarakedua

bejana tersebut yang berfungsi sebagai

isolator perpindahan kalor. Prinsip yang

digunakan pada alat ini adalah perubahan suhu fluida pada volume tetap, dimana reaksi

pembakaran terjadi dalam bejana tertutup dan

disebut bom.

Gambar 2 Kalorimeter bom.

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan adalah cawan

porselin, desikator, oven, tanur, cetakan

briket, alat pengempa hidrolik manual,

kalorimeter bom adiabatis. Bahan-bahan yang

digunakan adalah ampas sagu dari industri