Post on 21-Mar-2019
20/05/2013
1
PRODUKSI ARANG TERPADU
Oleh:
Gustan Pari, dan Sri Komarayati
Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan
Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan Bogor
2013
LIMBAH KAYU/
SERBUK GERGAJI,
TEMPURUNG -SEKAM
TUNGKU
3 in 1
CUKA KAYU ARANG BONGKAH
LIMBAH ARANG
KOMPOS
ENERGI, ARANG AKTIF,
BIOSENSOR-BIOENRGI
20/05/2013
2
CHARCOAL
RESEARCH IN
INDONESIA
1911 – destilate
1950 – Ishikawa kiln
2004 – Seki kiln
A combination of some of man’s oldest technologies
The productivity of
Amazonian dark
earth soils –
created by early
agriculturalists
using charcoal –
first stimulated
interest in biochar
as both a
sequestering agent
and as an agent to
promote
agricultural
productivity
20/05/2013
3
1s2 2s2 2p2
1s2 2s1 2p3
1s2 2sp3
BIO SENSOR DAN BIO ENERGI
I
Sistem kubah tradisional Tungku Arang Modern
Sistem timbun Bakar langsung
20 May 2013 6
Pertamakali
ditemukan
dilembah
Amazon 8.000
tahun yang
lalu
20/05/2013
4
ENERGI
KENAIKAN BBM------ DAYA BELI MASYARAKAT
PERPRES RI No 5 TAHUN 2006: KEBIJAKAN ENERGI NASIONAL
1. PEMBERDAYAAN MASYARAKAT
2. PENGEMBANGAN LITBANG, PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
KEPUTUSAN MENKO EKUIN: TIM KOORDINASI AKSI PENYEDIAAN DAN
PEMANFAATAN ENERGI ALTERNATIF ----- BRIKET BATUBARA
SK MENTERI KEHUTANAN NO: SK.345/Menhut-II/2006 MENGENAI:
TIM PENEGMBANGAN BIOMASSA DALAM MENUNJANG KEBUTUHAN
ENERGI NASIONAL
20/05/2013
5
1. OPTIMALISASI DAN SOSIALISASI PEMANFAATAN LIMBAH
KEHUTANAN SBG SUMBER ENERGI TERBAHARUI
2. MENGEMBANGKAN JENIS POHON ENERGI CEPAT TUMBUH
3. MEMBUAT PUSAT PELATIHAN ARANG TERPADU
60 % MASYARAKAT : KAYU BAKAR ------- 0,5 M3/BULAN
(24 pohon/thn 120 pohon/5 thn 500 m2)
100 JUTA PENDUDUK (5 ORANG/KK) ----- 20 JUTA (2 Ltr minyak)
40 JUTA LITER/HARI X Rp 3.000 = Rp. 120.000 Juta
5-7 Hari elpiji 3 kg Rp 16.500 (Rp 720 milyar/minggu)
(10.000 juta m2 1 juta hektar
IBI- STANDRAD BIOCHAR USED IN SOIL - ABI
10
II
Biochar basic utility properties
Electrical conductivity = 7,3 dS/m
H : C org = 0,6
Total N = 5,4%
Moisture = 20%
Total ash = 40%
Organic carbon = 42% (klas 2)
Biochar advance and soil enhancement
Total surface area = 790 m2/g
External surface area = 160 m2/g
N (NH4 & NO3) = 21 mg/kg
Total P & K = 3,1 & 4,4%
20/05/2013
6
Toxicant assessment
• PAH = 6 mg/kg • Fioxin/furan = 0,02 mg/kg • PCB = 0,2 mg/kg • As = 10 mg/kg • Cr = 60 mg/kg • Cl = 90 mg/kg • Cu = 143 mg/kg • Zn = 320 mg/kg • Methyl Hg = 0,5 mg/kg
TUNGKU TRADISIONAL
20/05/2013
7
Tungku datar untuk serbuk gergaji
2~3days for carbonization
254.6kg of charcoal powder
(176kg of carbon)
1.PROCESS : 9 – 10 HOURS
2. YIELD : 20 – 24 %
3. FIXED CARBON 65,88 %
4. ONE DAY : 150 – 200 KG
5. COST : 250 US$
Tungku semi kontinyu
untuk sekam
20/05/2013
9
JCFA-FORDA : Tungku seki yang dilengkapi dengan bambu sbg pendingin
TUNGKU MARK V : 30 TON ARANG/HARI, LAMPUNG
20/05/2013
10
TUNGKU KUBAH DENGAN PENDINGIN BAMBU
Arang hitam 200 MT/ bulan
Arang putih 25 TON/bulan---500 TON
Cuka kayu 5000-10000 L/bulan
Kompos TKKS 1000 TON/DAYS
MARKET
5000 Ha tanaman bakau dan karet 22000 Ha
20/05/2013
13
MATARAM-LOMBOK- 4 genersasi
25
*CHO + * CH2OH CH3COOH
*CHO + *OH HCOOH
*OH + *H H2O
*H + *H H2
*C + *O CO
*C
CHO + * CH2OH + *OH + *H + *O + *C
Penataan atom karbon membentuk heksagonal
I
Graphene Graphite
20 May 2013 26
20/05/2013
14
Karbon dalam arang
400 700
Molecule structure
of graphite
Charcoal made
from cellulose
20/05/2013
16
Tabel 2. Py-GCMS Komponen kimia dari arang serbuk sengon
___ _______________________________________________________________
No Kontrol (O0C) 3000C 5000C
__________________________________________________________________
1. Benzene propanol Benzene dicarboxylic acid -
2. Trimethyl benzene Trimethyl benzene -
3. Methyl ethyl benzene Benzene Benzene
4. Phenyl propenal Pentanal Acetaldehyde
5. Methyl acetophenone - -
6.Methyl butadiene Methyl butadiene - -
7. Methyl furan - -
8. Acetic acid Acetic acid -
9. Toluene Toluene -
10. Methyl propenyl ketone Ethynyl toluene -
11.Cyclo pentanone - -
12. Xylene Xylene -
13. Styrene Styrene -
14. Dimethyl furan - -
15. Methyl ethyl benzene Methyl benzoic acid -
16. Methyl stryrene - -
17. Benzoic acid - -
18.Phenoxy ethyl isobutyrate - -
19. Butenyl benzene - -
20. Divinyl benzene - -
20/05/2013
17
21. Xylenol Xylenol -
22. Dimethyl benzofuran - -
23. Dimethyl phenol Phenol -
24. Methyl ethyl phenol Phenyl methoxy phenol -
25. Methyl naphthalene - -
26. Naphthalene acetic acid - -
27. Naphthalenol - -
28. Thymol - -
29. Coumaran - -
30. Allyl phenol - -
31. Dimethyl benzaldehide - -
32. Resorcinol Vanillin -
33. Methyl phenol Cresol -
34. Dimethyl naphthalene Dimethyl naphthalene -
35. Ethenyl naphthalene Methyl naphthalene
36. Pyrocatechol Napthalenol -
37. Naphthalene Naphthalene -
38. Hydroquinon - -
Dimethyl dihydroxy benzaldehide Dimethyl dihydroxy benzaldaBiphenyl
41. Naphthol Mathyl naphthol -
42. Dihydro penanthrene Dihydro penenthrene -
43. Galactopyranoside - -
44. Penenthrene Penanthrene -
45. Methyl penanthrene Methyl penanthrene
46. Phenyl napthalene - -
47. Methyl pyrene Methyl pyrene -
48. Pyrene Pyrene -
49. Benzo furan - -
50. Methyl chrysene - -
51. Benzo penanthrene - -
_____________________________________________________________________
20/05/2013
18
TEKNOLOGI TERPADU PRODUKSI ARANG DAN CUKA KAYU
Parameter Sampel
1 2
Kadar air kayu berat kering oven,% 16,52 37,64
Berat kayu basah, kg 52,00 50,00
Berat kayu kering, kg 44,63 36,32
Suhu pengarangan, oC 400 - 450 400- 450
Lama pengarangan, jam 17,00 24,00
Produksi arang, kg 8,00 7,00
Produksi cuka kayu, liter 17,00 25,00
Produksi arang dan cuka kayu
1 = Limbah potongan kayu puspa
2 = Limbah potongan kayu mindi
20/05/2013
19
Jenis analisis Sampel
1 2
Rendemen dari berat kering oven, % 17,92 19,27
Rendemen dari berat basah, % 15,38 14,00
Kadar air, % 8,28 5,49
Kadar abu, % 2,49 3,26
Kadar zat mudah menguap, % 21,32 15,65
Kadar karbon terikat, % 76,19 81,00
Nilai kalor, kal/g 6777 6813
Rendemen dan sifat arang
Keterangan : 1 = Limbah potongan kayu puspa
2 = Limbah potongan kayu mindi
Tabel 8. Kandungan C, N, P dan K dalam biomas sengon
NO
PERLAKUAN
Sengon
C org,% N total,% P
%
K
%
1 Kontrol 45,24 1,39 0,18 0,91
2 Arang 10% 43,50 1,46 0,23 1,85
3 Arang 20% 50,86 2,02 0,25 0,91
4 Arang 30% 47,62 2,09 0,27 0,62
5 Cuka kayu 1% 50,81 2,23 0,23 0,60
6 Cuka kayu 2% 52,50 1,46 0,21 0,59
7 Cuka kayu 3% 43,77 1,88 0,24 0,54
8 Cuka kayu 4% 52,59 2,16 0,21 0,52
20/05/2013
20
Hasil uji t pengaruh penambahan arang serbuk gergaji, arang kompos dan cuka kayu terhadap pertumbuhan tinggi dan diameter anakan jabon dan sengon.
Jenis Rataan tinggi (cm) Uji t
Jabon
Sengon
13,96
7,21
A
B
Jenis Rataan diameter
(cm) Uji t
Jabon
Sengon
0,74
0,20
A
B
20/05/2013
21
PROCESSING
75 kg
Carbonization ± 500 0C
Activation process
Charcoal Activated
charcoal
NUT
SHELL
Grewth
Diameter
Treatment Height Stem
(cm) (mm)
Controll (P0) 86,6 7,4
5% charcoal (P1) 87,9 8,0
10% charcoal (P2) 89,5 8,4
15 % charcoal (P3) 99,2 8,6
5% active charcoal (P4) 99,6 8,6
10% Active charcoal (P5) 103,0 9,4
15% Active charcoal (P6) 93,7 10,8
The effect of active charcoal on gmelina arborea after 70 days
20/05/2013
22
Dry weight biomass
Treatment Stem+leaf Root Total biomass
(gr) (gr) (gr)
Controll (P0) 15,5 3,2 18,7
5% charcoal (P1) 17,8 3,6 21,4
10% charcoal (P2) 20,3 3,7 24,0
15 % charcoal (P3) 17,0 5,1 22,1
5% Active char (P4) 24,5 4,7 29,2
10% Active char (P5) 27,0 5,0 32,0
15% Active char (P6) 23,8 5,9 29,7
TOTAL BIOMASS
Total height of gmelina after 70 days controll (P0), charcoal 10% (P2), and active charcoal 10% (P5).
Total diameter stem of gmelina after 70 days controll (P0), charcoal 10% (P2), and active charcoal 10% (P5).
Total root of gmelina after 70 days: controll (P0), charcoal 10% (P2), and active charcoal 10% (P5).
20/05/2013
23
No. miner
al
Satuan treatment
P0 (control)
P2 (10% char)
P4 (5% active)
P5 (10% active)
P6 (15% active)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
N
K
Ca
Mg
P
Na
Fe
Mn
B
%
%
%
%
%
mg/100g
mg/kg
mg/kg
mg/kg
2,87
2,86
1,20
0,40
0,26
411,56
278,39
82,19
574,65
3,21
2,90
1,36
0,40
0,30
398,62
204,94
76,18
622,90
3,40
2,38
1,47
0,37
0,29
545,40
359,69
65,54
664,49
2,97
3,02
1,92
0,40
0,34
440,30
231,13
67,44
707,27
2,95
3,18
1,71
0,42
0,37
478,20
235,16
87,16
718,55
Mineral content on gmelina leaf after 70 days grewth
No. Soil
mineral
Satuan Treatment
P0 (control)
P2 (10% char)
P4 (10% active)
P5 (10% active)
P6 (15% active)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
C-organik
N
K
Ca
Mg
Na
P
Fe
Mn
Cu
Zn
pH
KTK
%
%
me/100g
me/100g
me/100g
me/100g
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
-
me/100g
3,76
0,39
2,00
12,05
8,50
1,87
770,60
0,92
19,20
2,88
1,40
5,80
27,93
4,07
0,38
2,72
16,36
11,33
2,09
856,20
0,76
6,64
1,64
0,32
6,00
31,73
3,92
0,41
2,41
13,37
9,83
1,74
813,40
0,76
11,28
1,40
0,76
6,10
29,69
4,20
0,37
2,67
15,90
11,17
2,43
941,80
0,62
7,92
0,68
0,56
6,30
31,16
4,63
0,33
3,00
16,43
12,17
2,61
984,60
0,48
8,16
0,88
0,60
6,50
34,39
Soil mineral content after 70 days application
20/05/2013
24
CHARCOAL COMPOST
APPLICATION OF BROCCOLI IN
CILOTO 2002
CHARCOAL COMPOST
APPLICATION OF POKCAY
1,2 KW/400M2 IN 1 BLN
20/05/2013
27
PERUM PERHUTANI: Planted 50,000 ha (2011)
1. COMPOST FOR TEAK NURSERY 5000 TON
2. ANIMAL COMPOST FOR TEAK
PLANTATION IN THE FIELD (20,000 ha)
= 52 BILLION TON
3. Charcoal 5% = 0,25 billion ton
4. Carbon trade ???
Arang kompos di Jepang
20/05/2013
32
ARANG AKTIF
SEDERHANA
1. KIMIA : H3PO4
2. FISIKA : H2O
3. KOMBINASI
Daya serap iod :
* > 750 MG/G (SNI)
* Karbon: 78 – 82 %
* Hasil: 24 – 42 %
ARANG AKTIF SKALA 100 KG
20/05/2013
33
PENJERNIHAN AIR
1.Cation :Fe, Na, Ca, Mg
2. Anion : NO3, SO4,
3. Colour, Aroma, and
Colifirm bacteria
DIVERSIFIKASI PRODUK
ARANG AKTIF
20/05/2013
34
Hutan Tanaman Industri
Hutan Rakyat Carbon for electrycity- Kayu bakar – Wood pellet 68
20/05/2013
37
CHARCOAL TRAINING CENTER
KADIPATEN- WEST JAVA
NANO TEKNOLOGI- NANO KARBON :
1. SUATU TEKNOLOGI YANG MEMANFAATKAN ATAU MEMANIPULASI
BAHAN YANG BERUKURAN NANO (10-9 M) DENGAN SIFAT DAN
FENOMENA YANG UNIK
2. PEMBENTUKAN MATERIAL BARU DAPAT DISUSUN DAN DIDISAIN
DALAM ORDE ATOM, MENGOPTIMALKAN KEMAMPUAN DIRINYA
SENDIRI
3. PEMBENTUKAN KRISTAL BARU YANG BERBEDA DENGAN
STRUKTUR AWAL
20/05/2013
38
APLIKASI NANO KARBON
• BIO SENSOR
• BIO BATERE – BATERE HP
• KERTAS KARBON
• MEMBRAN KARBON
• SUPER KAPASITOR
20/05/2013
39
INTRODUCTION: EKSPOR ARANG INDONEISA No 1 DI DUNIA
I
Indonesia
39%
Cina
22%
Malaysia
16%
Afrika
Selatan 12%
Argentina
11%
78
20/05/2013
40
Coconut Shell 16%
Mangrove 22%
Wood 62%
Japan korea Norwey Hongkong Taiwan etc
Export arang Indonesia Export 2008 = 180,000 ton
20 May 2013 79
PENUTUP
1. Keputusan yang bijaksana memanfaatkan arang dan derivatnya baik di bidang kehutanan, pertanian dan industri
2. Industri arang dan turunannya dapat meningkatkan penghasilan masyarakat
3. Perlu kebijakan yang kuat, standar dan pasar
4. Sosialisasi