4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Energi

Energi adalah tenaga atau gaya untuk menggerakkan sesuatu. Definisi energi

tersebut merupakan pengertian yang luas daripada pengertian energi yang

biasa dianut dalam ilmu pengetahuan. Energi merupakan faktor paling

diperhatikan dimasa sekarang maupun masa depan, baik dalam sektor

penyediaan tenaga kerja, devisa negara, pelestarian sumber daya energi

maupun pembangunan sarana dan pra sarana di Indonesia. Indonesia selalu

terkait dengan situasi energi dunia, oleh sebab itu Indonesia harus mampu

menciptakan energi alternatif untuk masa depan sebab tingkat konsumsi

energi dunia semakin pesat. Indonesia harus bisa menentukan sektor mana

yang bisa dimanfaatkan dalam penciptaan energi alternatif. Seperti yang kita

ketahui Indonesia merupakan negara yang sebagian energinya berasal dari

energi minyak, sehingga masyarakat Indonesia harus mampu mengganti

minyak dengan sumber daya lain seperti gas alam, panas bumi, batubara,

listrik tenaga air, dan biomassa yang tersedia dalam jumlah besar (Nodali,

2009).

2.2 Bioenergi

Bioenergi merupakan bahan bakar alternatif yang diperbaharui dan dapat terus

dikembangkan. Hal ini diciptakan bukan karena harga minyak yang

meningkat namun ketersediaan produksi minyak di Indonesia yang terbatas.

Melihat kondisi sekarang ini bionergi harus segera dilakukan karena

ketersediaan energi fosil seperti yang kita ketahui tidak berlangsung lama lagi

akan habis (Hambali dkk,2007). Kelebihan bionergi selain bisa

5

dikembangkan dan diperbaharui bioenergi juga ramah lingkungan, mudah

terurai, dan bahan bakunya terjamin. Bioenergi merupakan turunan dari

biomassa yakni material yang dihasilkan dari makhluk hidup (tanaman,

hewan, manusia). Ketersediaan lahan yang cukup membuat masyarakat

Indonesia berbudidaya tanaman penghasil bioenergi sebagai sumber energi

alternatif di kemudian hari.

2.3 Biomassa

Biomassa merupakan material tanaman , tumbuh- tumbuhan atau sisa hasil

pertanian yang digunakan sebagai bahan bakar atau sumber bahan bakar.

Biomassa adalah material organik kompleks, biasanya terdiri dari karbohidrat,

lemak, protein dan beberapa mineral lain seperti fospor, sodium, kalsium dan

besi (Nodali,2009). Keuntungan penggunaan biomassa untuk sumber bahan

bakar berkelanjutan. namun keterbatasan biomassa dalam penggunaan

biomassa untuk bahan bakar kendaraan bermobil. Biomassa merupakan sisa

dari hasil fotosintesis yang berbentuk butiran-butiran yang bekerja sebagai sel

surya. Mengkonvensikan karbon dioksida menjadi suatu senyawa karbon,

hidrogen, oksigen. Hasil konvensi tersebut dapat menjadi suatu produk di

kemudian hari.

2.4 Tandan Kosong Kelapa Sawit

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah pabrik kelapa sawit

yang berjumlah banyak. Setiap pengolahan 1 ton tandan buah segar (TBS)

menghasilkan 22%-23% atau 220 kg – 230 kg TKKS. Selama ini tandan

kosong kelapa sawit (TKKS) hanya menjadi kompos dalam pengolahan

kelapa sawit. Pemanfaatan seperti itu hanya memberi nilai tambah yang

terendah dalam pemanfaatannya. TKKS merupakan limbah yang sangat

berpotensial dalam pembuatan energi alternatif ,TKKS juga mampu menjadi

bahan bakar generator listrik. TKKS juga mampu dijadikan sebagai biogas

namun sedikit sulit dibanding limbah cair. TKKS juga mengandung bahan

kimia seperti lignin 22,60%, pentosan 25,90%, abu 1,6%, pectin 12,85%,

6

holeselulosa 71,88%, kelarutan dalam seperti 1% NaOH sebanyak 19,50%,

air dingin 13,89%, air panas 2,50%, alkohol 4,20%, dan benzene (Eka, 2000).

2.5 Ampas Tebu

Tanaman tebu (Saccharum officinarum L) merupakan anggota familia rumput-

rumputan (Graminae) yang merupakan tanaman tropika basah, namun masih

bisa bertumbuh baik di subtropika. Di Indonesia tanaman ini paling banyak di

daerah Jawa dan Sumatera. Ampas yang dihasilkan tebu ini kebanyakan

dibuang oleh masyarakat yang membuat ampas tebu masuk dalam kategori

sampah kota yang jarang dilirik atau dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

Berdasarkan data dari pusat penelitian perkebunan gula Indonesia (P3GI)

ampas tebu yang dihasilkan 32% dari berat tebu giling (Husin,2007). Pada

musim giling tahun 2006 lalu melalui Ikatan Ahli Gula Indonesia (IKAGI)

menunjukkan bahwa jumlah tebu digiling oleh 57 pabrik gula di Indonesia

mencapai sekitar 30 juta ton (Anonim,2007b), sehingga ampas tebu yang

dihasilkan sebanyak 9.640.000 ton. Sebagian dari ampas tebu tersebut di

ambil alih oleh pabrik gula sebagai bahan bakar, bahan baku kertas, bahan

baku kanvas, industri jamur dan lain lain. Adapun komposisi bahan kimia yg

terkandung dari ampas tebu adalah seperti di bawah ini.

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Ampas Tebu

Kandungan ampas tebu Kadar(%)

Lignin 22,09

Selulosa 37,65

Abu

3,82

Sari 1,81

Pentose 27,97

Sumber Husin, 2007

Kelebihan dari ampas ini adalah mudah terbakar karena didalamnya

terkandung air, gula, serat, dan mikroba. Sehingga bila tertumpuk bisa

7

melepaskan panas (Pandaleke Ronny, 2014). Dalam bentuk briket ampas tebu

ini juga dapat di renewable (mudah diperbaharui).

2.6 Tepung Gaplek

Gaplek (Euphorbiaceae) merupakan bahan komoditi pangan yang banyak

dijumpai didaerah pedesaan dengan harga relatif murah. Di Pulau Jawa daerah

penghasil gaplek terbesar adalah provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta

terutama didaerah Gunung Kidul dan Bantul (Lies, 2002).

Kelebihan dari gaplek adalah bahan lokal ini mudah diolah menjadi tepung

gaplek, karena gaplek mempunyai kandungan pati yang cukup tinggi.

Kelemahan dari gaplek salah satunya adalah kerusakan yang sering terjadi

pada gaplek pasca panen ditandai dengan adanya perubahan dalam gaplek

yang mengakibatkan warna coklat kebiruan (Lies, 2002). Gaplek adalah bahan

pangan yang mudah di dapat dengan harga relatif murah dan tidak mengenal

musim. Gaplek dapat dimanfaatkan secara luas melalui diversifikasi pangan,

selain itu juga dapat dimanfaatkan sebagai prekat lem salah satu caranya

dengan mengolah gaplek menjadi tepung gaplek dan diolah kembali menjadi

produk baru. Tepung gaplek merupakan bahan baku setengah jadi yang

mempunyai potensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku industri makanan

(Lies, 2002).

2.7 Briket

Briket (briquette) adalah bahan bakar yang berwujud padat dan dibuat dari

berbagai bahan dasar. Briket merupakan bahan bakar yang potensial untuk

rumah tangga. Briket dibedakan menjadi 2 yaitu biobriket dan briket

batubara. Biobriket adalah bahan bakar yang berwujud padat dan berasal dari

sisa–sisa bahan organik yang telah mengalami proses pemampatan dengan

daya tekan tertentu. Pemilihan biobriket sebagai bahan bakar alternatif

merupakan pilihan yang tepat karena penggunaaan kayu bakar yang

meningkat dan membuat ekologi hutan menjadi rusak. Pembuatan briket

juga tergolong mudah dengan menggunakan teknologi yang sederhana

8

meliputi 4 tahap yaitu pengeringan, penggerusan, pencampuran, pembentuk

campuran briket (Hambali, 2007). Selain pembuatannya yang sederhana

harga biobriket relatif murah dan terjangkau bagi masyarakat.

Pemanfaatan limbah agriindusti berdampak positif bagi perusahaan maupun

masyarakat. Apabila pemanfaatan limbah yang kurang memiliki nilai

ekonomi akan berdampak bagi biaya produksi perusahaan. Pembuatan arang

briket dari limbah agroindustri dapat dilakukan dengan penambahan perekat.

Melakukan pengarangan terhadap bahan baku, kemudian ditumbuk,

kemudian ditambah perekat, dicetak dengan sistem hidrolik lalu dikeringkan

adalah tahapan dalam melakukan penelitian pembuatan briket (Hartoyo,

1983 dikutip oleh Nodali, 2009).

2.8 Karbonasi

Karbonasi adalah proses pengarangan bahan baku menjadi karbon berwarna

hitam melalui pembakaran dalam ruang tertutup. Proses karbonasi

dilakukan dengan memasukkan bahan organik ke dalam wadah atau ruang

yang dindingnya tertutup seperti tangki atau plat baja yang dibakar dengan

nyala api yang dikontrol. Dalam proses karbonasi tujuan yang dicari

bukanlah abu melainkan seperti arang berwarna hitam yang mempunyai

energi sehingga dapat menjadi bahan bakar, bahan organik yang sudah

menjadi arang masi terdapat energi di dalamnya yang berguna sebagai bahan

bakar, keperluan memasak, memanggang, dan mengeringkan. Durasi dalam

melakukan proses ini tergantung volume bahan organik tingkat kekeringan

bahan, ketebalan dan kerapatan jumlah oksigen yang masuk dan asap keluar

dari ruang pembakaran (Kurniawan dkk, 2008 dikutip oleh Junaedi, 2013).

2.9 Pencetakan dan pengeringan

Dalam melakukan pencetakan harus dilkakukan penekanan supaya mudah

terikat dan tidak mempunyai ruang yang renggang. Ukuran partikel yang tidak

seragam adalah faktor dilakukannya penekanan. Penekanan dilakukan dengan

9

mesin press hidrolik dengan tekanan 2 ton. Selanjutnya briket yang sudah

dicetak lalu dikeringkan (Mulia, 2007)

2.10 Metode Pengarangan

Pada proses pengarangan menggunakan sistem pembakaran tidak sempurna.

Maksud pembakaran tidak sempurna adalah pembakaran dimana pasokan

oksigen dibatasi. Pembakaran dilakukan di ruangan tertutup dengan adanya

sedikit pemasukan oksigen. Dengan metode pembakaran seperti ini maka

apabila suatu material telah berubah menjadi suatu karbon maka api akan mati

dengan sendirinya. Berbeda dengan pembakaran sempurna yang dilakukan

diruang terbuka, maka material yang dibakar akan habis menjadi abu. Untuk

pembakaran tidak sempurna yang sederhana kita bisa menggunakan plat

berbentuk kotak yang telah dimodifikasi dengan diberi sedikit ruang udara di

sela penutupnya (Hasran, 2018).

Menurut Herlina (2018) ruang pengarangan adalah ruang atau tempat yang

digunakan untuk pirolisis atau disebut dengan pembakaran tidak sempurna.

Ruang pengarangan dapat berupa alat pengarangan.

1. Klin

Merupakan alat khusus untuk pirolisis. Klin sederhana terbuat dari plat

yang ditempah atau dibuat dengan ketebalan plat 0.8 mm dan dengan

ukuran p x l x t yaitu 100cm x 100cm x 30cm. Pirolisis berlangsung di

dalam plat yang dimodifikasi dalam bentuk kotak dengan membatasi

pasokan udara terhadap bahan yang sedang dibakar.

2. Kompor Pembakaran

Kompor pembakaran merupakan alat masak yang terbuat dari kaleng cat

dengan menggunakan bahan bakar dari serbuk kayu yang sudah tidak

terpakai atau tidak digunakan lagi. Kompor ini memiliki daya tahan waktu

5 jam pembakarannya. Bahan yang digunakan untuk membuat kompor

berpengaruh terhadap kualitas kompor, baik dari sudut penampilan, daya

tahan kompor, maupun mobilitas (mudah dipindahkan atau tidak).

10

Beberapa bahan dasar yang digunakan untuk membuat kompor pembakaran

adalah :

1 Kaleng cat atau kaleng bekas (ukuran 25 kg)

2 Serbuk kayu

3 Pipa

Pada dasarnya, tahapan membuat kompor ini tidak jauh berbeda dengan

membuat kompor biasa yang berbahan minyak tanah. Membuat kompor

berbahan bakar serbuk kayu ini bisa jadi alternatif untuk memasak, mengingat

sangat pentingnya energi panas bagi kehidupan kita terutama ketika memasak

kita bisa mempergunakan limbah dari sisa pengolahan kayu (serbuk kayu)

ataupun sisa-sisa barang yang tidak terpakai yang dapat kita manfaatkan

kembali (Herlina, 2018).

2.11 Bio arang

Suatu bahan akan murah jika bahan baku yang digunakan murah,

banyak tersedia, dan cara atau teknologi yang dipakai untuk

mengelolahnya sederhana. Itulah sebabnya diperkenalkan bioarang

(Hendra dkk, 2000 dikutip oleh Nodali,2009).

Bioarang adalah arang (salah satu jenis bahan bakar) yang dibuat dari

aneka macam bahan hayati atau biomassa, misalnya kayu, ranting,

daun-daunan, sekam padi dan limbah pertanian lainnya. Biasanya bahan

bakar tersebut dianggap sampah yang tidak berguna sehingga sering

dimusnahkan dengan cara dibakar. Namun, bahan-bahan tersebut

sebenarnya dapat diolah menjadi arang, yang selanjutnya disebut

bioarang (Bredes dkk, 2008 dikutip oleh Nodali, 2009)

11

2.12 Briket arang

Briket arang adalah arang yang berasal dari proses pembakaran bahan

organik yang kering dengan udara yang sedikit. Beberapa kelebihan briket

arang dibandingkan dengan arang konvensional adalah:

Bentuk ukurannya seragam, karena briket arang dibuat dengan alat

pencetak khusus bentuk besar kecilnya bisa diatur sesuai dengan yang

dikehendaki

Mempunyai panas pembakaran yang lebih tinggi dibandingkan dengan

arang biasa. Tidak berasap (jumlah asap kecil sekali) dibandingkan

dengan arang biasa yang banyak mengandung asap tebal. Tampak lebih

menarik, karena bentuk dan ukurannya bisa dibuat sesuai dengan

kehendak kita, disamping bentuk dan ukurannya menarik,

pengemasannya juga mudah. (Widarto dkk, 1995 dikutip oleh Arganda,

2007).

2.12.1 Analisa Briket Secara Fisik

Kualitas briket dapat dilihat secara fisik yakni tidak berasap tidak

meninggalkan warna hitam ditangan, mudah digenggam, mudah dibakar,

tidak mengandung racun, tidak berjamur bila disimpan pada waktu yang

lama (D.A Himawanto,2003). Hal hal yang mempengaruhi kualitas briket

adalah sebagai berikut:

Kerapatan Briket (Densitas)

Kerapatan merupakan perbandingan antara berat dengan volume. Bentuk

dari arang tersebut mempengaruhi tingkat kerapatan dalam briket

tersebut. Semakin tinggi kerapatan maka semakin sedikit rongga-rongga

yang memuat kualitas hasil bakaran maksimal.

12

Kuat tekan

Untuk mengetahui keteguhan alat briket terhadap tekanan dapat

dilakukan dengan alat uji tekan (force gauge). Tingkat kekuatan tersebut

dapat dilihat ketika briket tidak mampu menahan beban lagi

Laju pembakaran

Laju pembakaran dilakukan untuk mengetahui laju pembakaran briket

dari awal dibakar sampai selesai pembakaran dengan diketahui masa

briket serta lama waktu pembakaran.

2.12.2 Analisa Briket Secara Kimia

Nilai kalor

Prinsip penentuan nilai kalor adalah dengan mengukur energi yang

ditimbulkan pada pembakaran dalam satuan massa, biasanya dinyatakan

dalam satuan gram. Nilai kalor dinyatakan sebagai ukuran panas atau

energi yang dihasilkan, dan diukur sebagai nilai kalor kotor (gross

calorific value) atau nilai kalor netto (nett calorific value) (Jamilatun,

2011)

Nilai kalor sangat menentukan kualitas briket, karena dalam tingkat panas

yang tinggi bahan pun kering dan menghasilkan kualitas yang bagus.

Kadar air(moisture)

Kadar air ditentukan dari briket dipanaskan dengan temperatur 104 –

110oC di dalam oven selama satu jam (Purnama et al, 2012). Kadar air

yang tinggi pasti akan sulit dalam melakukan penyalaan api.

Kadar abu

Salah satu penyusun abu adalah silika, zat yang tinggal dalam

proses pembakaran adalah abu. Salah satu rendahnya kadar kalor pada

briket ialah abu yang banyak dapat mempersulit dalam proses

pembakaran. Briket dengan kandungan abu yang tinggi sangat tidak

menguntungkan karena akan membentuk kerak (Adi et al, 2008).