BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Briket

Arang adalah hasil pembakaran bahan yang mengandung karbon yang

berbentuk padat dan berpori. Sebagian besar porinya masih tertutup oleh hidrogen,

ter, dan senyawa organik lain yang komponennya terdiri dari abu, air,nitrogen, dan

sulfur. Proses pembuatan arang sangat menentukan kualitas arang yang dihasilkan

(Sudrajat & Soleh 1994).

Briket arang serbuk gergaji dapat digunakan sebagai sumber energy

alternatif pengganti minyak tanah dan kayu bakar yang harganya semakin naik,

sehingga dapat menghemat pengeluaran biaya bulanan. Penggunaan briket arang

serbuk gergaji dapat menekan penggunaan kayu bakar, sehingga dapat mencegah

kerusakan hutan secara fisik serta dapat mengurangi pelepasan CO2 ke atmosfir.

Pada tahun 2000 kebutuhan kayu bakar dunia mencapai 1,70 x 109 m3,

seandainya briket arang serbuk gergaji kayu digunakan sebagai pengganti kayu

bakar, maka sekitar 6,07 x 109 m3 ton penambahan CO2/ tahun ke atmosfir dapat

dicegah Moreira et al.(1997) dalam Gusmailina et al. (2003).

Proses Pengarangan

Menurut Djatmiko et al. (1985) secara garis besar proses karbonisasi kayu dibagi

dalam 4 tahap yaitu:

a. Pada permulaan panas (1000C-1200C), air dalam kayu menguap. Kemudian

dilanjutkan dengan penguraian selulosa sampai suhu 2600C. Destilat yang

terjadi sebagian besar mengandung asam-asam dan sedikit methanol. Asam

cuka dan asam-asam lainnya terutama dihasilkan pada suhu 2000C-2600C.

b. Pada suhu 2600C-3100C sebagian selulosa terurai intensif. Pada tingkat ini

banyak dihasilkan cairan piroglinat, gas, serta sedikit ter yang dapat

dimanfaatkan sebagai bahan pengawet. Cairan piroglinat berwarna

kecoklatan dan mengandung persenyawaan organik yang mempunyai titik

didih rendah seperti cuka, methanol, dan ter larut. Gas kayu yang dihasilkan

terdiri dari CO2 dan CO yang berjumlah kurang lebih 50 liter tiap kilogram

kayu kering tanur.

c. Pada suhu 3100C-5000C lignin terurai dan dihasilkan lebih banyak ter,

sedangkan cairan piroglinat dan gas menurun. Ter tersebut sebagian besar

berasal dari pemurnian lignin. Dengan meningkatkan suhu dan lamanya

waktu, maka gas CO2 semakin berkurang sedangkan gas CO, CH4 danH2

semakin bertambah.

d. Pada suhu 5000C-10000C diperoleh gas kayu yang tidak dapat diembunkan

terutama terdiri dari gas hidrogen. Tahap ini merupakan proses pemurnian

arang.

Pembuatan Briket Arang

Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan briket arang umumnya kayu

yang berukuran kecil yang diperoleh dari limbah penggergajian atau dari limbah

pertanian. Berbeda dengan pembuatan arang yang memerlukan kayu dengan

diameter sedikitnya 5 cm, briket arang dapat dibuat dari kayu atau limbah pertanian

(bahan-bahan yang mengandung lignoselulosa) dari berbagai bentuk dan ukuran

arang yaitu pembuatan serbuk arang, pencampuran serbuk arang dengan perekat,

pengempaan,dan pengeringan (Hartoyo 1983).

1. Pembuatan Serbuk Arang

Arang yang akan digunakan harus cukup halus untuk dapat

membentuk briket yang baik. Ukuran serbuk arang dapat berpengaruh

terhadap keteguhan tekan dan kecepatan pembakaran, selain itu ukuran

partikel arang yang terlalu besar akan sukar pada waktu dilakukan perekatan,

sehingga mengurangi keteguhan tekan briket arang yang dihasilkan.

Sebaiknya serbuk arang yang akan digunakan digiling dan disaring untuk

memperoleh ukuran 20-40 mesh. Pencampuran serbuk arang yang lebih halus

dari 40 mesh dapat dilakukan asal proporsinya tidak lebih dari 30 persen

volume. Perbedaan serbuk arang berpengaruh terhadap keteguhan tekan dan

kerapatan briket arang. Dalam hal penggunaan ukuran serbuk arang diperoleh

kecenderungan bahwa makin tinggi ukuran serbuk makin tinggi pula

kerapatan dan keteguhan tekan briket arang (Nurhayati 1983)

2. Pencampuran Serbuk Arang dengan Perekat

Pencampuran serbuk arang dengan perekat mempunyai tujuan untuk

memberikan lapisan tipis dari perekat pada permukaan partikel arang.

Tahapan ini merupakan tahapan penting untuk menentukan mutu briket yang

dihasilkan. Campuran yang dibuat tergantung pada ukuran serbuk arang,

macam perekat, jumlah perekat, dan tekanan pengempaan yang dilakukan

(Karch & Boutette 1983, diacu dalam Suryani 1986).

Ada beberapa bahan yang dapat digunakan sebagai perekat yaitu pati,

“Clay”, molase, resin tumbuhan, pupuk hewan, dan ter. Perekat yang

digunakan sebaiknya yang mempunyai bau yang baik bila dibakar,

kemampuan merekat yang baik, harganya murah, dan mudah didapat (Karch

& Boutette 1983, diacu dalam Suryani 1986).

Menurut Hartoyo dan Roliadi (1978) ditinjau dari macam perekat

yang digunakan maka produk yang dihasilkan dapat dibedakan antara briket

arang yang tidak berasap atau kurang berasap dan yang berasap. Pemakaian

ter, pitch, dan molase sebagai bahan perekat menghasilkan briket yang tinggi

kekuatannya, tetapi memberikan banyak asap jika dibakar. Bahan perekat

pati , dekstrin dan tepung beras akan menghasilkan briket arang yang tidak

berasap dan tahan lama, tetapi nilai kalornya tidak setinggi nilai arang kayu.

3. Pengempaan

Menurut Suryani (1986) pengempaan dalam pembuatan briket dapat

dilakukan dengan alat pengepres type compression atau extrussion. Tekanan

yang diberikan untuk pembentukan briket arang dibedakan menjadi dua cara

yaitu melampau batas elastisitas bahan baku sehingga struktur sel akan

runtuh dan belum melampau batas elastisitas bahan baku.

Menurut Pari et al. (1990) pada umumnya, semakin tinggi tekanan

yang diberikan akan memberikan kecenderungan menghasilkan briket arang

dengan kerapatan dan keteguhan tekan yang semakin tinggi pula.

4. Pengeringan

Menurut Suryani (1986) briket yang dihasilkan setelah pengempaan

masih mengandung air yang cukup tinggi (sekitar 50%) oleh karena itu perlu

dilakukan pengeringan yang dapat dilakukan dengan berbagai macam alat

pengeringan seperti Kiln, oven, atau dengan penjemuran secara alami (sinar

matahari). Suhu pengeringan yang umum dilakukan adalah sebesar 600C

selama 24 jam dengan menggunakan oven. Tujuan dari pengeringan adalah

agar mendapatkan arang yang kering dengan kadar air yang dapat

disesuaikan dengan briket yang berlaku.

Kegunaan Arang dan Briket Arang

Arang merupakan salah satu komoditi ekspor non migas yang cukup

potensial bagi beberapa daerah di Indonesia. Dalam kehidupan sehari-hari arang

banyak dipergunakan sebagai bahan bakar baik dalam keperluan rumah tangga dan

sektor industri.

Kayu atau limbah pertanian sebagai bahan bakar kurang menguntungkan

dilihat dari nilai pembakarannya, karena mempunyai kadar air yang tinggi, kotor,

berasap, kurang efisien, dan tidak praktis. Oleh karena itu masyarakat perkotaan dan

industri enggan untuk mempergunakan. Agar praktis sebagai bahan bakar, kayu atau

limbah pertanian diubah dalam bentuk arang dan briket arang.

Sampai saat ini arang masih digunakan sebagai bahan bakar dan bahan

reduktor pada pengolahan biji logam dan tanur. Berdasarkan kegunaannya arang

dikelompokan menjadi:

1. Keperluan rumah tangga dan bahan bakar khusus

Dalam hal ini arang banyak digunakan dalam pengawetan daging, ikan dan

tembakau. Selain itu juga digunakan dalam peleburan timah, timbal,

“inceneration” dan binatu.

2. Keperluan metalurgi

Digunakan dalam industri alumunium, pelat baja, “case hardening”, coblat,

tembaga, nikel, serbuk besi, baja, campuran logam khusus, foundry mold dan

pertambangan.

3. Keperluan industri pertanian

Digunakan dalam industri arang aktif, karbon monoksida, elektroda, gelas,

campuran resin, obat-obatan, makanan ternak, karet serbuk hitam, karbon

disulfida, katalisator, pupuk, perekat, magnesium, plastik, dan lain lain

(Suryani 1986).

Arang dapat dibedakan dalam tiga jenis yaitu arang hitam yang dibuat pada

suhu karbonisasi 400oC-7000C, arang putih pada suhu karbonisasi diatas 7000C dan

serbuk arang. Arang hitam digunakan dalam pengolahan bijih besi, silikon, titanium,

magnesium, karbon aktif, serbuk hitam, dan karbon disulfida. Arang putih digunakan

dalam pembuatan karbon bisulfida, natrium sulfida dan natrium cyanida. Serbuk

arang digunakan dalam pembuatan briket, karbon aktif dan bahan bakar (Djatmiko et

al. 1985).

Kualitas Briket Arang

Kualitas briket arang pada umumnya ditentukan berdasarkan sifat fisik dan

kimianya antara lain ditentukan oleh kadar air, kadar abu, kadar zat menguap, kadar

karbon terikat, kerapatan, keteguhan, tekan, dan niali kalor. Sedangkan standar

kualitas secara baku untuk briket arang Indonesia mengacu pada Standar Nasional

Indonesia (SNI) dan juga mengacu pada sifat briket arang buatan Jepang, Inggris,

dan USA seperti pada Tabel 2 berikut:

Wardi (1969) dalam Djatmiko et al. (1976) menyatakan bahwa arang yang

bermutu baik harus mempunyai persyaratan sebagai berikut:

1. Warna hitam dengan nyala kebiruan

2. Mengkilat pada pecahannya

3. Bersih tidak berdebu, kalau dipegang tidak memberi noda hitam

4. Mengeluarkan sedikit asap dan tidak berbau

5. Menyala terus tanpa dikipas dan tidak memercikan bara api

6. Abu sisa pembakaran sekecil mungkin

7. Tidak terlalu cepat terbakar

8. Berdenting seperti logam

9. Menghasilkan kalor panas tinggi dan konstan

Briket arang yang bersih dan memiliki kadar abu yang rendah tentunya dapat

mempengaruhi kebersihan lingkungan sekitarnya pada saat briket tersebut

digunakan. Briket arang juga harus mempunyai kekerasan yang merata sehingga

disamping untuk memudahkan pada saat briket arang akan dibakar, juga dapat

memberikan nyala api yang baik.

Briket arang ditinjau dari nilai kalornya (6000-8000 kal/kg) mempunyai nilai

kalor yang cukup baik dibandingkan dengan bahan bakar lainnya. Nilai kalor unit

dari berbagai jenis bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 3.