1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semakin tipisnya persediaan sumber energy fosil saat ini membuat manusia sadar akan kebutuhan sumber energi

yang semakin besar oleh karena itu kebutuhan energi yang

dapat diperbarui sangat dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan energi manusia itu sendiri. Pada tahun 1973

produksi minyak nasional masih berada pada angka 1,3 juta

barel per hari dengan kondisi jumlah penduduk 120 juta jiwa.

Saat ini, kita hanya mampu memproduksi sebesar 981 ribu barel perhari dengan kondisi jumlah penduduk 220 juta jiwa.

Pada Agustus 2004 menunjukkan setiap hari Indonesia

mengekspor rata-rata 400.000 barel (1 barel = 159 liter) minyak mentah, tetapi impor minyak lebih besar, yaitu sekitar

500.000 barrel. Kalau kita misalkan kapasitas produksi

Indonesia akan tetap sebesar 0,5 milyar barrel per tahun, maka

cadangan minyak negeri ini akan habis dalam jangka waktu 10 tahun [6]. Oleh karena itu dibutuhkan pengembangan energi

alternatif yang dapat mengganti bahan bakar fosil yang selama

ini menjadi sumber energi utama. Indonesia memiliki sumber daya lahan yang sangat

luas untuk pengembangan berbagai komoditas pertanian. Luas

daratan Indonesia mencapai 188,20 juta ha, yang terdiri atas 148 juta ha lahan kering dan 40,20 juta ha lahan basah, dengan

jenis tanah, iklim, fisiografi, bahan induk (volkan yang subur),

dan elevasi yang beragam [7]. Kondisi ini memungkinkan

untuk pengusahaan berbagai jenis tanaman, termasuk komoditas penghasil biomassa.

Biomasa adalah istilah untuk semua jenis material

organik yang dihasilkan dari proses fotosintesis. Biomasa sebagai salah satu sumber energi terbarukan banyak mendapat

2

perhatian para peneliti karena biomasa memiliki kandungan

energi yang cukup tinggi dan banyak tersedia di alam.

Beberapa tanaman yang potensial yang bisa dijadikan biomassa adalah kelapa sawit, kelapa, jarak pagar, kapas,

kanola, dan rapeseed untuk biodiesel, serta ubi kayu, ubi jalar,

tebu, sorgum, sagu, aren, nipah, dan lontar untuk bioetanol (Sumaryono 2006). Selain potensial sebagai penghasil

bioenergi, beberapa komoditas tersebut, seperti kelapa sawit,

kelapa, kapas, ubi kayu, tebu, dan sagu, juga merupakan

komoditas sumber bahan pangan dan pakan. Material biomasa yang dipilih sebagai objek penelitian

ini adalah tandan kosong kelapa sawit. Tandan kosong

merupakan salah satu jenis limbah kelapa sawit yang dihasilkan dalam industri minyak kelapa sawit. Jumlah tandan

kosong cukup besar karena hampir sama dengan jumlah

produksi minyak sawit mentah, namun limbah tersebut belum dimanfaatkan secara optimal dan hanya menjadi limbah yang

tak terpakai.

Kelemahan dari biomassa adalah tidak dapat

dimanfaatkan secara langsung karena masih memiliki kandungan air yang tinggi, dan nilai kalor per satuan volume

yang rendah. Teknologi untuk mengatasi kelemahan ini adalah

dengan melakukan pengarangan atau proses pirolisis untuk menaikkan kualitas dari briket tersebut, dimana melalui proses

pirolisis dapat menaikkan nilai kalor dan menurunkan kadar air

(moisture content) kemudian dilakukan proses pembriketan agar memudahkan proses pengepakan, serta mengurangi biaya

transportasi dan penyimpanan. Parameter-parameter yang

menentukan dalam pembuatan briket biomasa antara lain

adalah tekanan pembriketan, waktu penahanan (holding time), ukuran partikel serbuk, jenis bahan pengikat, temperatur

pembriketan, dan kandungan air.

Berdasarkan uraian diatas, kami ingin meneliti lebih lanjut mengenai pembuatan briket tandan kosong kelapa sawit,

jika tandan kosong diproses pirolisis dengan heating rate

3

5oC/menit, 10

oC/menit dan 20

oC/menit hingga suhu 350

oC

terlebih dahulu dan dilakukan pengujian proximate untuk

mendapatkan nilai kandungan moisture content, volatile matter, ash content, dan fixed carbon agar dapat

membandingkan perbedaan kandungan setelah dilakukan

proses pirolisis dan sebelum dilakukan proses pirolisis kemudian dilakukan uji thermogravimetry sebagai sasaran

akhir yaitu untuk mendapatkan bahan bakar dengan energy

aktivasi rendah dan nilai kalor yang tinggi.

1.2 Perumusan Masalah

Bagaimana mendapatkan bahan bakar padat dengan

kualitas terbaik dari tandan kosong kelapa sawit melalui proses

pirolisis dengan variasi heating rate 50C/menit, 10

0C/menit,

dan 200C/menit. Hasil bahan bakar padat kualitas terbaik harus

mempunyai spesifikasi nilai kalor yang tinggi dan energi

aktivasi yang rendah. Uji proximate pada tandan kosong yang

belum dan yang telah di proses pirolisis dengan variasi heating rate 5

0C/menit, 10

0C/menit, dan 20

0C/menit dilakukan untuk

mengetahui karakteristik bahan bakar. Dari uji proximate akan

didapatkan perbedaan besarnya nilai kalor dan nilai moisture content, volatile matter, ash content, dan fixed carbon yang

terkandung pada tandan kosong yang belum dan telah di proses

pirolisis dengan variasi heating rate yang berbeda - beda. Semua sampel hasil pirolisis dan tandan kosong dilakukan uji

thermogravimetry dan dihitung dengan persamaan Arhennius

untuk mengetahui energi aktivasinya. Dari hasil pengujian

tersebut maka dapat diketahui seberapa besar pengaruh variasi heating rate pada proses pirolisis terhadap kualitas arang yang

dihasilkan jika dilihat berdasarkan dari besarnya nilai kalor dan

energi aktivasi yang dimiliki. Selanjutnya bahan bakar padat yang mempunyai kwalitas terbaik dilakukan pembriketan.

Untuk melihat hasil visualisasi pembakaran, briket yang telah

4

dibuat dapat di bakar di tungku briket dan dihitung berapa

effisiensi yang bisa dihasilkan.

1.3 Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mendapatkan briket bahan bakar padat dari biomassa tandan kosong yang mempunyai spesifikasi Nilai kalor

tinggi dan Energi aktivasi rendah.

2. Memperoleh data-data karakteristik dan nilai kalor dengan melalui uji proximate dan uji

thermogravimetry untuk mengetahui energi aktivasi

pada tandan kosong yang belum dan telah di proses

pirolisis dengan variasi heating rate 50C/menit,

100C/menit, dan 20

0C/menit.

3. Mengetahui hasil visualisasi uji pembakaran briket

dengan bahan bakar padat kualitas terbaik.

1.4 Batasan Masalah

1. Bahan briket biomasa yang terdiri dari tandan kosong murni dan arang sekam padi yang telah melalui

tahapan pirolisis dengan ukuran partikel masing-

masing bahan adalah 50 mesh.

2. Uji kandungan bahan dengan Proximate dan uji karakteristik dengan metode Thermogravimetry untuk

mengetahui Energi Aktivasi dari masing – masing

sampel.

3. Bahan pengikat (binder) adalah tepung kanji dengan

komposisi 10% berat briket.

4. Mesin pembriketan adalah tipe piston die pressure yang digerakkan secara manual.

5. Cetakan briket (die) berbentuk silinder dengan

diameter dalam 55 mm dan poros penekan berdiameter 54,5 mm.

6. Briket biomassa berbentuk silinder dengan diameter 50

mm dan tinggi 70 mm.

5

7. Lama penahanan proses pembriketan (holding time)

sekitar 60 detik.

8. Pembriketan dilakukan terhadap material yang mempunyai Energi kalor tinggi dan Energi aktivasi

rendah.

9. Pembriketan dilakukan dengan tekanan 500psi dengan mesin pencetak briket.

10. Aplikasi uji pembakaran briket pada tungku briket dari

masing – masing komposisi.

1.5 Manfaat Penelitian

Dalam pelaksanaan tugas akhir ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:

1. Meningkatkan nilai ekonomis limbah kelapa sawit

dengan mengubahnya menjadi produk yang lebih

berguna dan bermanfaat. 2. Memberi alternatif bahan bakar biomasa dengan biaya

produksi yang murah dan sifat fisik yang optimum.

1.6 Sistematika Penulisan

Metode penulisan yang digunakan dalam mengerjakan

tugas akhir ini adalah studi pustaka, dimana dibutuhkan

beberapa referensi yang mendukung demi terselesaikannya

tugas akhir. Adapun sistematika dalam penulisan ini adalah sebagai berikut :

BAB I : Pendahuluan, menjelaskan tentang latar

belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat

penelitian, serta sistematika penulisan.

BAB II : Dasar teori, berisi tinjauan pustaka yang

berkaitan dengan pengujian sifat fisik dan sifat kinetika reaksi pembakaran briket

biomasa dengan dan tanpa menggunakan

pengikat (binder), teori tentang biomasa,

6

briket, serta teori tentang kinetika reaksi

pembakaran briket biomasa.

BAB III : Metodologi penelitian, menjelaskan peralatan yang digunakan, tempat dan

pelaksanaan penelitian, langkah-langkah

percobaan dan pengambilan data. BAB IV : Data dan analisa, menjelaskan data hasil

pengujian, perhitungan data hasil pengujian

serta analisa hasil dari perhitungan.

BAB V : Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran.