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

8

Tungku drum

Tungku

tempurung

kelapa sawit

Tungku drum yang

dilengkapi pendingin

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

11

Kompos (BIOPELLET) 10 TON/DAY

Lokasi: MALIMPING (BANTEN)

20/05/2013

12

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

15

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

25

CILOTO 2012

Aplikasi arang kompos di

Garut

Perlu Regulasi Harga

20/05/2013

26

Aplikasi arang kompos di Menes, Banten

Aplikasi arang kompos di sukabumi

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

28

Berbagai produk dari arang

20/05/2013

29

20/05/2013

30

APPLICATION WOOD VINEGAR IN RICE PLANTATION AND

BEEE/HONEY

LOCATION: MENES (BANTEN)

20/05/2013

31

AUSTRALIA

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

35

SOSIALISASI

20/05/2013

36

Sosialisasi drum + pendingin bambu

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