1

LAPPORAN

PENELITIAN DPP

TAHUN ANGGARAN 2013

KONVERSI LIMBAH SERBUK GERGAJI KAYU AKASIA

(Acacia mangium Willd) KE BRIKET ARANG DAN ARANG

AKTIF

Tim Peneliti : Dr. Ir. J. P. Gentur Sutapa, M.Sc.

Dr. Deny Irawati,S.Hut, M.Si. Prihono Hadi, S.Hut

Aji Nur Rakhmat, S.Hut. Ahmad Harun Hidayatullah

LABORATORITUM ENERGI BIOMASSA

BAGIAN TEKNOLOGI HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2013

2

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN SAMPUL ...................................................................... 1

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................... 2

DAFTAR ISI ..................................................................................... 3

ABSTRAK ........................................................................................ 4

I. PENDAHULUAN ....................................................................... 5

II. STUDI PUSTAKA .................................................................... 7

III. METODE PENELITIAN .......................................................... 11

IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ........................... 14

V. KESIMPULANDAN SARAN .................................................... 18

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................ 19

3

ABSTRAK

Potensi pemanfaatan limbah Acacia mangium sebagai sumber energi biomasa

sebagai energi terbarukan belum digunakan secara optimal. Sumber energi terbarukan

merupakan salah satu alternatif dalam mengatasi krisis energi. Pada saat ini cadangan

sumber energi fosil semakin menipis. Melihat kenyataan ini banyak orang beralih

menggunakan sumber energi yang dapat diperbaharui. Manusia mulai menggunakan

sumber energi yang berasal dari kayu maupun bagian tumbuhan. Penelitian ini dilakukan

untuk mengungkap potensi pemanfaatan limbah biomasa dari A. mangium sebagai

alternatif pengembangan energi terbarukan serta kemungkinan pemanfaatan lain sebagai

arang aktif.

4

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Menurut Syafii (1996), di antara biomas yang terdapat di muka bumi, persentase

terbesar adalah biomas dalam bentuk kayu atau hutan, dimana biomas yang dihasilkan

sekitar 90 milyar ton per tahun. Pada saat ini cadangan sumber energi fosil yang paling

banyak dimanfaatkan manusia semakin menipis. Melihat kenyataan ini manusia mulai

menggunakan sumber energi yang berasal dari kayu maupun bagian tumbuhan lain,

termasuk limbah di hutan sebagai salah satu sumber energi yang digunakan untuk

berbagai keperluan hidup.

Seiring dengan waktu maka di masyarakat telah dikembangkan tanaman A.

mangium sebagai sumber pemenuhan kebutuhan kayu perkakas serta pulp. Di dalam

pemanfaatan kayu acacia mangium maka terdapat limbah yang cukup banyak dalam

berbagai bentuk. Di dalam industri pengolahan kayu maka limbah yang paling dominan

ialah serbuk gergajian kayu A. mangium. Studi ini diharapkan dapat mengungkap

potensi limbah biomasa sehingga dapat dikembangkan alkternatif pemanfaatan limbah

biomasa tersebut serta kemungkinan pengembangannya di masa depan.

Sebagai sumber energi, karbon dalam biomasa adalah unsur utama yang

memberikan nilai pembakaran yang tinggi. Proses karbonisasi dapat meningkatkan nilai

kalor dari biomasa serta menurunkan keruahan dari biomasa dalam bentuk serbuk seperti

limbah serbuk gergaji A. mangium. Konversi limbah serbuk gergajian A. mangium ke

briket arang dapat meningkatkan kualitasnya untuk bahan bakar serta memudahkannya

dalam pengangkutan. Selain itu pemanfaatan karbon selain untuk bahan bakar dapat juga

digunakan sebagai absorben berbagai polutan.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Mengetahui kualitas limbah A. mangium sebagai sumber energi terbarukan serta

konversi menjadi arang sebagai sumber energi.

2. Mengetahui kualitas limbah A. mangium sebagai bahan baku arang aktif sebagai

absorben

5

C. Urgensi Penelitian

Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mendiskripsikan jenis pemanfaatan limbah A. mangium pada saat ini

2. Memberikan informasi tentang alternativ cara pemanfaatan limbah A. mangium

sebagai sumber energi.

3. Memberikan bahan pertimbangan pengembangan limbah biomasa sebagai sumber

energi dan bahan baku arang aktif.

6

BAB II

STUDI PUSTAKA

Sumber energi terbarukan merupakan salah satu alternatif dalam mengatasi krisis

energi. Pada saat cadangan sumber energi fosil semakin menipis seperti sekarang

pengembangan teknologi dan penggunakan sumber energi yang dapat diperbaharui

merupakan kearifan yang sangat tepat. Dalam proses pemanfaatan kayu selalu terjadi

limbah kayu yang sebanding dengan jumlah biomasa yang diolah. Dengan asumsi

rendemen 60 % maka potensi limbah yang terjadi 40% dari jumlah bahan baku potensi

limbah biomasa sangat melimpah

Karakteristik tanaman Acacia mangium

Pohon Acacia mangium tampak selalu hijau, denghan tinggi bebas cabang hingga

30 m. Porsi tinggi batang bebas cabang dapat lebih dari setengah tinggi pohon; bentuk

batang silindris pada batang bawah dan diameter jarang lebih dari 50 cm. Permukaan

kulit kasar dan beralur, berwarna abu-abu atau coklat (Jeker, 2011).

Pada tempat tumbuh yang tandus atau tidak subur, pohon mangium bisa

menyerupai semak besar atau pohon kecil dengan tinggi rata-rata antara 7 sampai 10 m.

Batang pohonnya beralur memanjang. Pohon yang masih muda umumnya berkulit mulus

dan berwarna kehijauan; celah-celah pada kulit mulai terlihat pada umur 2–3 tahun.

Pohon yang tua biasanya berkulit kasar, keras, bercelah dekat pangkal, dan berwarna

coklat sampai coklat tua (Haruni dkk., 2011).

Warna kayu akasia mangium adalah berwarna coklat pucat sampai coklat tua,

coraknya polos atau berjalur-jalur berwarna gelap dan terang, teksturnya halus sampai

agak kasar, kayunya agak keras sampai keras. Kayu akasia berpori soliter dan berganda

radial 2-3 pori, parenkim tipe selubung, kadang-kadang berbentuk sayap pada pori

berukuran kecil, jari-jari sempit, pendek dan agak jarang. Berat jenis (BJ) rata-rata 0,61

(0,43-0,66) dengan Kelas Awet III dan Kelas Kuat II-III (Mandang dan Pandit, 1997).

Penyebaran dan Tempat Tumbuh Acacia mangium

Akasia mangium tumbuh secara alami di hutan tropis lembap di Australia bagian

timur laut, Papua Nugini dan Kepulauan Maluku kawasan timur Indonesia. Setelah

berhasil diintroduksikan ke Sabah, Malaysia, pada pertengahan tahun 1960-an, mangium

7

banyak diintroduksikan ke berbagai negara, termasuk Indonesia, Malaysia, Papua

Nugini, Bangladesh, Cina, India, Filipina, Sri Lanka, Thailand dan Vietnam. Di

Indonesia, jenis ini pertama kali diintroduksikan ke daerah lain selain Kepulauan Maluku

pada akhir tahun 1970-an sebagai jenis pohon untuk program reboisasi (Haruni dkk.,

2011).

Akasia tidak membutuhkan persyaratan tumbuh yang tinggi baik terhadap tanah

dan iklim. Jenis ini biasa tumbuh pada tanah yang kurang subur maupun iklim yang

kering pada dataran rendah ketinggian 600 m dpl. Jenis ini juga dapat tumbuh dengan

kondisi lembah, tropis dan tumbuh pada temperatur tahunan dari 26ºC sampai 30ºC.

Akasia Menyebar alami di Queensland utara Australia, Papua New Guinea hingga propinsi

Papua dan Maluku. Cepat tumbuh, pohon berumur pendek (30-50 tahun), beradaptasi

terhadap tanam asam (pH 4.5-6.5) di dataran rendah tropis yang lembab. Tidak toleran

terhadap musim dingin dan naungan. Tumbuh baik pada tanah subur yang baik drainasenya

tetapi tahan terhadap tanah yang tidak subur dan jelek drainasenya (Jeker, 2011).

Penggunaan Kayu Acacia mangium

Kayu akasia mangium dapat digunakan untuk pulp, kertas, papan partikel, krat

dan kepingan-kepingan kayu. Selain itu juga berpotensi untuk kayu gergajian, molding,

mebel dan vinir. Karena memiliki nilai kalori sebesar 4.800–4.900 kkal/kg, kayunya

dapat digunakan untuk kayu bakar dan arang. Daunnya dapat digunakan sebagai pakan

ternak. Cabang dan daun-daun kering yang berjatuhan dapat digunakan untuk bahan

bakar (Haruni dkk., 2011).

Menurut Jeker (2011), pemanfaatan kayu akasia mangium antara lain meliputi

kayu bakar, kayu konstruksi dan mebel, kayu tiang, pengendali erosi, naungan dan

perlindungan. Nilai lebih lain adalah kemampuan untuk bersaingi dengan alang-alang

(Imperata cylindrica).

Kegunaan kayu Acacia mangium untuk bahan konstruksi berupa ringan sampai

berat, rangka pintu dan jendela, perabot rumah tangga, lantai, papan dinding, tiang, tiang

pancang, gerobak dan rodanya, pemeras minyak, gagang alat, alat pertanian, kotak dan

batang korek api, papan partikel, papan serat, vener dan kayu lapis, pulp dan kertas,

selain itu baik juga untuk kayu bakar dan arang (Mandang dan Pandit, 1997).

8

Beberapa parameter kualitas biomasa

Beberapa parameter kualitas biomasa serta arang sebagai sember energi

merupakan kriteria yang banyak digunakan untuk menentukan nilai biomasa tersebut

parameter kualitas tersebut antara lain :

1. Kadar Air

Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan kadar air kayu sebagai berat air

yang dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tanur (BKT). Salah satu

cara yang paling lazim untuk menentukan kandungan air adalah dengan menimbang

sampel basah, mengeringkannya dalam tanur pada suhu 103 ± 2 oC untuk mengeluarkan

semua air kemudian ditimbang sampai konstan.

2. Berat jenis

Berat jenis didefinisikan sebagai perbandingan berat jenis bahan dengan berat

jenis air (Haygreen dan Bowyer, 1989). Berat jenis merupakan perbandingan antara

kerapatan kayu (atas dasar berat kering tanur dan volume pada kadar air yang telah

ditentukan) dengan kerapatan air pada suhu 4oC karena air memiliki kerapatan 1 gr/cm

3

atau 1000 kg/cm3 pada suhu standar tersebut.

3. Nilai Kalor

Nilai kalor didefinisikan sebagai jumlah satuan panas yang dihasilkan per satuan

bobot dari proses pembakaran yang cukup oksigen dari suatu bahan yang mudah

terebakar. Nilai kalor dinyatakan dalam satuan British Thermal Unit (BTU) atau kalori

dimana 1 BTU sama dengan 252 kalori. Komponen kimia kayu terdiri dari 50% karbon,

6% hydrogen, dan 43% oksigen yang sangat berpengaruh terhadap keragaman nilai

kalor. Besarnya nilai kalor setara dengan jumlah komponen yang terdapat dalam kayu.

Nilai kalor kayu terutama ditentukan oleh berat jenis dan kadar air kayu, tetapi berubah-

ubah juga karena kadar lignin dan ekstraktif, seperti resin dan tanin. Nilai kalor

ditentukan pula oleh kerapatan kayu, kadar air, kadar karbon, lignin dan kadar ekstraktif.

Nilai kalor yang dihasilkan oleh kayu akan membrikan nilai yang berbeda untuk masing-

masing jenis kayu. Umumnya kayu jarum lebih tinggi nilai kalornya daripada kayu daun

lebar. Hal ini disebabkan oleh kandungan resin yang terdapat pada kayu jarum dapat

meningkatkan nilai kalor tersebut.

4. Kadar Zat Mudah Menguap

Kadar zat mudah menguap merupakan komponen penyusun kayu. Sebagai bahan

bakar zat mudah menguap akan mempermudah terbakarnya kayu. Besarnya kadar zat

9

mudah menguap berbanding terbalik dengan besarnya kadar karbon terikat, dimana

semakin tinggi kadar zat mudah menguap maka semakin rendah kadar karbon terikat,

dan sebaliknya.

5. Kadar Abu

Abu adalah bahan yang tersisa apabila kayu dipanaskan hingga berat yang

konstan. Kadar abu ini sebanding dengan kandungan kadar bahan organik di dalam kayu.

Fengel dan Wagener (1984) mendefinisikan abu sebagai jumlah sisa setelah bahan

organik dibakar yang komponen utamanya berupa zat mineral Ca, Mg, K dan silika.

Kayu memiliki persentase kadar abu yang sangat rendah, misalnya untuk kayu dari

daerah sedang mengandung 0,1-1,0% sedangkan untuk daerah tropika sedikit lebih tinggi

yaitu 1-5%. Abu yang dikandung dalam bahan bakar padat adalah mineral yang tidak

dapat terbakar yang tertinggal setelah proses pembakaran dan perubahan-perubahan atau

reaksi-reaksi yang menyertainya selesai. Salah satu unsur utama abu adalah silika dan

pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor yang dihasilkan.

6. Kadar Karbon Terikat

Kadar karbon terikat berhubungan dengan nilai kalor bahan dimana semakin

tinggi kadar karbon terikat, maka semakin tinggi nilai kalornya karena setiap ada reaksi

oksidasi akan menghasilkan kalor. Jenis kayu sangat mempengaruhi nilai karbon dalam

briket karena perbedaan kandungan kimia dalam jenis kayu. Kandungan selulosa dalam

kayu akan mempengaruhi besarnya kadar karbon terikat dalam bahan. Kadar selulosa

yang tinggi menyebabkan kadar karbon terikat juga tinggi sebab komponen penyusun

selulosa sebagian besar adalah karbon. Kadar karbon terikat yang tinggi menunjukkan

kualitas yang baik, sedangkan kadar karbon terikat yang rendah menunjukkan kualitas

bahan yang kurang baik.

Briket Arang

Arang adalah residu yang berbentuk padat dari pembakaran biomass atau limbah

biomass pada kondisi yang terkontrol. Pengontrolan ini dilakukan agar asap yang keluar

selama pembakaran tidak banyak dan biomass tidak menjadi abu (Soeparno, 1999).

Menurut Hartoyo dan Nurhayati (1976), arang adalah residu yang sebagian besar

komponennya adalah karbon dan terjadi karena peruraian biomass akibat perlakuan

10

panas. Peristiwa ini terjadi pada pemanasan langsung dan tidak langsung dalam kiln atau

retort baik dengan atau tanpa udara terbatas.

Briket didefinisikan sebagai suatu perubahan bentuk dari bentuk serbuk menjadi

bentuk padat yang dihasilkan dari pemampatan komponen penyusunnya yang disertai

dengan panas (Soeparno, 1995). Hartoyo dan Nurhayati (1978) menyatakan bahwa briket

arang adalah arang yang diubah bentuk, ukuran dan kerapatannya dengan cara

mengempa serbuk arang yang dicampur dengan perekat. Pembuatan briket arang ini

dapat memberikan beberapa keuntungan, antara lain: kerapatan arang dapat ditingkatkan,

bentuk dan ukuran arang dapat disesuaikan dengan kebutuhan, mudah dalam

penyimpanan, nilai kalor lebih tinggi dibandingkan dengan arang kayu, tidak kotor,

mudah dalam pengangkutan dan praktis untuk bahan bakar rumah tangga.

Arang Aktif

Arang aktif (mempunyai bentuk amorf) adalah arang yang telah diberi perlakuan

untuk mendapatkan kapasitas adsorpsi yang tinggi. Pada Encyclopedia of Chemistry

(Anonimus, 1966) arang aktif didefinisikan sebagai arang yang telah diaktivasi sehingga

memiliki permukaan yang luas dan mempunyai kemampuan menyerap yang lebih tinggi

terhadap uap, gas dan zat-zat yang berada dalam suatu larutan. Menurut kriteria SNI

(1995), arang aktif merupakan arang yang telah diaktifkan sehingga mempunyai daya

serap yang besar terhadap warna, bau, zat-zat beracun dan zat-zat kimia lainnya.

Mengolah arang menjadi arang aktif pada prinsipnya adalah membuka pori-pori arang

agar menjadi luas yaitu dari luas 2 m2/g pada arang yang sifatnya relatif inert menjadi

300-2000 m2/g pada arang aktif (Sudradjat dan Salim,1994).

Arang aktif dapat dibuat dari semua bahan yang mengandung karbon baik berasal

dari tumbuh-tumbuhan, binatang ataupun barang tambang. Bahan-bahan tersebut antara

lain berbagai jenis kayu, serbuk gergaji, sekam padi, tempurung kelapa, tulang binatang,

batubara dan lain-lain.

Menurut Sudradjat dan Salim (1994), ada dua cara mengaktifkan arang yaitu

melalui proses oksidasi lemah dengan menggunakan uap air pada suhu 900-1000ºC,

selain itu dapat juga dilakukan dengan proses dehidrasi dengan bahan kimia atau garam-

garam CaCl2, ZnCl2, H3PO4, NaOH dan Na2SO4. Banyak perusahaan arang aktif kini

menggabungkan kedua proses tadi. Perendaman dengan bahan kimia dapat dilakukan

11

sebelum proses karbonisasi yang dilanjutkan dengan pengaktifan menggunakan uap air

atau setelah proses karbonisasi bersamaan dengan pengaktivan. Kunci dari suksesnya

pembuatan arang aktif adalah penggunaan suhu karbonisasi serta suhu uap air yang

tinggi 900-1000ºC.

12

BAB III

METODE PENELITIAN

Penelitian dilakukan dengan bahan limbah Acacia mangium dari penggergajian di

Banjarmasin secara langsung sebagai sampel penelitian. Bahan kemudian dikeringkan

sampai kadar air seimbang (12%) untuk selanjutnya dibuat arang. Dari arang yang

diperoleh dikembangkan menjadi produk briket arang dan arang aktif.

C. Alat dan Bahan

Alat yang diperlukan dalam penelitian ini di antaranya sebagai berikut :

1. Alat tulis

2. Tape recorder

3. Alat hitung/kalkulator

4. Parang/pisau besar

5. Plastik

6. Perangkat bom kalorimeter

7. Oven

8. Timbangan

9. Cawan porselin

10.Thermolin

Bahan dan peralatan yang diperlukan dalam penelitian ini di antaranya sebagai berikut :

1. Sampel limbah penggergajian A. mangium di Banjarmasin

2. Peralatan pembuatan dan pengujian kualitas arang di Lab. Energi Biomasa Fak.

Kehutanan UGM

D. Cara Penelitian

Metode penelitian dilakukan dengan pengambilan data sekunder dan data primer

tentang butir butir berikut berikut;

1. Pengambilan Data umum:

1.1. Jenis limbah A. mangium

1.2. Potensi limbah A. mangium

1.3. Pemanfaatan limbah A. mangium pada saat ini

13

2. Konversi Limbah A. mangium menjadi arang

Konversi dilakukan di Laboratorium Energi Biomasa sebagai bagian studi pemanfaatan

biomasa sebagai sumber energi. Pengujian nilai kalor dilakukan menggunakan alat

oksigen bom kalorimeter. Cara pengujian nilai kalor mengikuti metode ASTM 2015,

dengan prosedur pengujian sebagai berikut:

1. Tahap persiapan alat

a) Mengambil sebagian contoh uji dan menimbangnya dengan berat ± 1 gram,

kemudian cuplikan diletakkan di mangkok pembakaran dan ditimbang sebagai

berat m1

b) Memasang nikel sepanjang 10 cm pada elektrode dan disentuhkan pada cuplikan

tanpa menyinggung mangkok pembakaran

c) Mengisi silinder bom dengan air aquades setinggi 1 mm dan memasang kepala

bom pada silinder bom dan mengisi oksigen murni 99,5% hingga tekanannya,

mencapai 30 atm

d) Mengisi panci silinder dengan air sebanyak 2 liter dan dimasukkan dalam mantel

silinder

e) Memasukkan bom silinder ke dalam panci silinder dan memasang 2 chop beserta

kabelnya untuk aliran listrik AC 23 volt yang terangkai pada tutup mantel

silinder

f) Menutup mantel silinder dengan penutupnya sehingga pengaduk dapat berputar

secara bebas dan termometer (ketelitian 0,1 oC) menghadap ke depan pengukur

selain itu juga mempersiapkan stopwatch untuk mengukur waktu.

g) Mempersiapkan tabel pengukuran

2. Tahap pengukuran

a) Menjalankan pengaduk selama 5 menit, dimana selama waktu tersebut tiap satu

menit dicatat perubahan suhunya, untuk pengukuran nilai a, r1, ta

b) Pada saat waktu a tercapai, saklar (23 volt) dihidupkan sesaat (2 detik),

selanjutnya mulai mencatat t30”=a, t45” + a, t75” + a, t90” + a, t105” + a

(perubahan suhu tiap 15 detik). Pengukuran suhu pada selang waktu tersebut

untuk tujuan penentuan nilai 60% dari dt (total pembakaran) dan selanjutnya

nilai 60% dt tersebut tercapai pada titik suhu yang mana pada selang waktu t30”

hingga t105” sebagai nilai tb dan waktu b ditentukan dari hasil interpolasi tb

14

c) Selanjutnya setelah t105” + a, pengukuran suhu dilakukan tiap 1 menit. Jika titik

suhu tidak terjadi perubahan lagi maka setelah 5 menit dari titik tersebut proses

pengukuran dihentikan dengan cara menghentikan putaran pengaduk. Titik suhu

adalah nilai tc dan titik waktunya adalah nilai c.

3. Tahap pembongkaran

a) Melepas sabuk pemutar dan membuka mantel silinder serta mengeluarkan

silinder bom dari dalam panci silinder

b) Membebaskan tekanan gas yang ada dalam silinder bom dan membuka silinder

bom dengan memutar dan mengangkat kepala bom

c) Mengambil mangkok pembakaran dan menimbangnya sebagai berat m2

d) Mencuci dengan aquades semua permukaan baja yang ada dalam silinder bom

dan kepala bom bagian dalam. Kemudian airnya ditampung dalam gelas piala

(±50 ml). Hasil tampungan ini kemudian ditetesi dengan larutan indikator

methyl orange 3 tetes (warna cairan akan berubah menjadi merah muda) dan

dititrasi dengan larutan Na2CO3 (3,84 gr/l) yang terdapat pada buret (50 ml)

sampai warna merah muda berubah menjadi merah pucat/bening. Pada saat itu

dilihat skala buretnya menunjukkan berapa ml. Jumlah ml yang tercapai setara

dengan jumlah kalor (1 ml~1 kalori) sebagai koreksi asam (e1)

e) Mengambil kawat pembakar yang tidak ikut terbakar dan meletakkan pada skala

pengukuran kalor yang telah dikonversi dari panjang kawat (1cm~1 kalori),

sebagai koreksi dari panjang sisa kawat yang tidak terbakar (e2)

f) Dengan langkah yang sama dilakukan pembakaran asam benzoat untuk peneraan

kondisi alat bom kalorimeter sebagai nilai w.

Selanjutnya dilakukan pula pengujian lain terhadap sampel, berupa pengujian kadar air,

berat jenis, kadar abu, kadar zat mudah menguap dan kadar karbon terikat.

3. Konversi arang limbah A. mangium menjadi arang aktif

Dilakukan pengujian kualitas Arang aktif yang dihasilkan dan hasilnya dibandingkan

dengan standar kualitas arang aktif

Selanjutnya dari data yang diperoleh dilakukan :

1. Pengembangan alternatif pemanfaatan limbah biomasa A.mangium yang tepat

2. Pembuatan rekomendasi pengembangan limbah A. mangium di Banjarmasin

15

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Ragam Bentuk Limbah Acacia mangium

Limbah Acacia mangium berupa limbah penebangan dalam bentuk potongan

batang, tonggak, ranting serta cabang yang sebagian besar ditinggal di hutan. Pada

industri pengolahan maka limbah berupa sebetan potongan log serta paling dominan

adalah limbah dalam bentuk serbuk gergajian. Sampai saat ini pemanfaatan limbah

tersebut belum optimal. Pada beberapa industri penggergajian kayu di Kalimanatan

selatan limbah menjadi milik pekerja sehingga berfungsi sebagai insentif bagi pekerja

pada industri terebut. Pada akhirnya limbah dijual pada pedagang sebagai bahan bakar

ataudalam jumlah terbatas bahan pembuat obat nyamuk.

B. Potensi Limbah Serbuk Gergajian di Kalimantan Selatan

Kebijakan Kementerian Kehutanan berkaitan dengan pemanfaatan hasil hutan

khsusunya kayu adalah memanfaatkan kayu seoptimal mungkin dan menekan jumlah

limbah (zero waste). Namun demikian kenyataan di lapangan, umumnya pada industri

pengolahan kayu terutama industri penggergajian memiliki kendala dalam hal

peningkatan rendemen kayu olahan dan meminimalisir produksi limbah kayu. Rendemen

kayu gergajian di Indonesia rata-rata masih rendah yaitu berkisar antara 50-60%, dengan

jumlah limbah kayu gergajian berupa serbuk gergajian kayu adalah sebesar 15-20%

(Sudrajat dan Pari, 2011).

Menurut Sudrajat dan Pari (2011) kapasitas industri penggergajian kayu di

Indonesia adalah 360-1.800 ribu m3/tahun yang berasal dari 96 buah pabrik berkapasitas

antara 1.000-5.000 m3/tahun/pabrik. Kapasitas tersebut setiap tahunnya menghasilkan

limbah sekitar 180-900 ribu m3/tahun, dengan kontribusi limbah berupa serbuk gergaji

sebesar 15% (135 ribu m3), sebetan 10% (90 ribu m

3), dan potongan ujung 25% (225

ribu m3).

Di provinsi Kalimantan Selatan jumlah produksi kayu olahan khususnya kayu

gergajian untuk pemasaran dalam negeri pada tahun 2009 dan 2010 tercatat sebesar

10.638 M3 dan 17.228 M3 (Dishut, 2011). Dari jumlah tersebut, maka diperkirakan

16

jumlah serbuk gergajian yang dihasilkan dari produk olahan kayu gergajian di Provinsi

Kalimantan Selatan pada tahun 2009 dan 2010 adalah 4.307,0 M3 dan 2.659,5 M3.

Melihat dari kondisi tersebut, dan sejalan dengan kebijakan yang diterapkan

kementerian kehutanan, penanganan limbah gergajian kayu yang jumlahnya cukup besar

sangat penting untuk dilakukan dengan memanfaatkan limbah serbuk gergajian kayu

secara lebih optimal menjadi suatu produk yang lebih memiliki nilai dan bermanfaat.

C. Kualitas limbah gergajian A. mangium sebagai bahan baku energi terbarukan

Limbah serbuk gergajian yang ditemukan di industri dalam jumlah sangat

melimpah. Sampai saat ini tidak ada perlakuan pengeringan terhadap limbah sehingga

limbah akan mengering secara alami sampai kadar air kering angin 13,480% . Tidak

adanya perlakuan terhadap ini adalah cermin bahwa limbah belum dipandang sebagai

bahan yang bernilai ekonomis serta akibat pengembangan industri secara parsial. Kondisi

ideal ialah diupayakan pengembanghan industri terpadu sehingga limbah akan manjadi

bahan baku utama pada proses industri berikutnya. Tabel berikut adalah parameter

kualitas limbah yang ada dilapangan. Sebagai sumber energi limbah dengan nilai kalor

4138 kalori merupakan bahan baku yang baik untuk pengembanghan energi terbarukan.

Tabel 1. Parameter Kualitas serbuk Gergajian A. mangium

Kode

Kadar air

(%)

Kadar

Abu(%) Volatile(%)

Karbon

Terikat(%)

Nilai Kalor

( kalori)

Serbuk

Gergajian A 13,480 2,489 64,200 33,311

4138

Gambar Log sebagai bahan baku utama industri penggergajian

17

Gambar Limbah serbuk gergajian yang terjadi pada proses produksi

Gambar Produk gergajian kayu

D. Konversi Limbah Gergajian Menjadi Arang

Pengarangan limbah atau serbuk gergajian yang telah dilakukan menghasilkan

rendeman rata rata 26,79 %. Pengolahan serbuk menjadi arang merupakan langkah

strategis untuk mengurangi berat limbah sehingga mempermudah pengangkutan.

Tabel 2. Rendemen konversi serbuk kayu menjadi arang

Bahan Kode Waktu

Karbonisasi Rendemen

Arang

B1 3 Jam 28,070

B2 4 Jam 27,100

B3 5 Jam 25,210

Rata rata

26,793

18

Dari Pengarangan yang telah dilakukan maka didapatkan arang serbuk dengan

karakteristik sebagai berikut:

Tabel 3. Karakteristik Arang Serbuk

Kode

Perlakuan Kadar Air Kadar Abu Volatile

Karbon

Terikat

B1 6,585 13,406 41,553 45,041

B2 6,554 14,056 42,895 43,049

B3 7,502 13,263 42,830 43,907

Rata Rata 6,880 13,575 42,426 43,999

E. Nilai Kalor Serbuk Gergajian Kayu dan Briket Arang

Dengan bahan baku serbuk kayu maka arang yang dihasilkan berupa serbuk

arang. Dalam bentuk serbuk arang maka pengujian nilai kalor dilakukan dengan

membuat serbuk tersebut menjadi briket arang terlebih dahulu dengan penambahan

bahan perekat pati sebanyak 5% dari berat arang serta pengenceran dengan air menjadi

perekat dengan perbandingan perekat : air sebesar 1:16. Hasil pengujian nilai kalor

arang yang dilakukan dalam bentuk briket arang adalah sebagai berikut:

Tabel 4. Nilai kalor Serbuk Gergajian Kayu dan Briket Arang A. mangium

Bahan

Nilai Kalor (kalori/gram) Rata rata

Peningkatan

nilai kalor

(%)

Serbuk

kayu 4002 4271 4275

4006

4138

Briket

Arang 6927 7002 6987

7272

7047

70,29

Dari evaluasi nilai kalor arang serta briket arang maka didapatkan peninhkatan

nilai kalor dari 4138 menjadi 7047. Hal ini adalah keuntungan dari proses konversi

serbuk menjadi arang disamping pengurangan berat juga terjadi kenaikan nilai kalor

yang akan berdampak pada capaian suhu pembakaran.

F. Konversi Arang Menjadi Arang Aktif

Penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa arang yang didapatkan

dengan waktu pengharangan.karbonisasi 4 jam memberikan hasil paling optimal apabila

19

dilakukan suhu aktivasi 900°C dengan waktu aktivasi 60 menit. Hasil tersebut dapat

diihat pada tabel berikut:

Tabel 5. Kualitas Arang Aktif A. mangium

Suhu Aktivasi

Waktu Aktivasi

Rende-men

Kadar air

Kadar Abu

Volatile Karbon Terikat

Daya

serap

Benzena

Daya

serap

Iodine

Daya

serap Metilen

Biru

900°C

30 Menit

78,503 4,157 8,143 19,720 72,137 10,710 753,636 120,754

60

Menit 72,507 4,067 8,331 18,293 73,375 10,850 774,617 120,385

90 Menit

74,457 4,106 8,247 19,966 71,787 10,150 750,079 121,321

SNI

65 >25 750 120

Dari evaluasi kualitas arang aktif A. mangium maka dapat diketahui bahwa

kondisi terbaik pembuatan arang aktif dengan suhu 900°C serta waktu aktivasi 60 menit.

Dari evaluasi kualitas serbuk arang arang serta arang aktif maka penanganan limbah

serbuk gergajian A. mangium merupakan peluang besar untuk mendapatkan nilai tambah

serta perlu ada kebijakan penanganan limbah pada industri perkayuan.

20

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN :

Dari penelitian yang dilakukan maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.

1. Limbah gergajian acacia mangium merupakan bahan baku yang baik untuk

pembuatan arang sebagai sumber energi, dengan nilai kalor 7047 kalori

2. Pembuatan arang aktif dari arang acacia mangium akan menghasilkan arang aktif

dengan kualitas yang baik dengan kondisi aktivasi 900oC dan waktu aktivasi 60

menit.

SARAN :

1. Perlu kebijakan penanganan limbah serbuk gergajian sebagai sumber energi

terbarukan.

2. Perlu upaya rintisan pembuatan industri arang aktif dengan bahan baku serbuk

gergajiann acacia mangium

21

DAFTAR PUSTAKA

Anonimus, 1966. Activated Carbon In The Encyclopedia of Chemistry. Reinhold

Publishing Corporation. New York.

________, 1995. Mutu dan Cara Uji Arang Aktif Teknis. Standar Nasional Indonesia

(SNI) 06-3730-1995. Dewan Standarisasi. Jakarta.

Dinas Kehutanan. 2011. Statistik Dinas Kehutanan Provinsi Kehutanan Provinsi

Kalimantan Selatan Tahun 2010. Dinas Kehutanan Provinsi Kalimantan Selatan.

Fengel, D. dan G. Wegener. 1984. Kayu: Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-reaksi . Gadjah

Mada University Press, Yogyakarta.

Hartoyo dan Nurhayati, 1976. Rendemen dan Sifat Arang dari Beberapa Jenis Kayu

Indonesia. Laporan Penelitian No.62 Lembaga Penelitian Hasil Hutan. Bogor.

___________________, 1978. Percobaan Pembuatan Briket Arang dari Lima Jenis

Kayu. Laporan Penelitian No.103 Lembaga Penelitian Hasil Hutan. Bogor.

Haruni K., M. Kallio, dan M. Kanninen. 2011. Acacia mangium Willd. Ekologi,

Silvikultur dan Produktivitas. Center for International Forestry Research. Bogor.

Haygreen, J.G. dan J.L. Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar.

Diterjemahkan oleh Sutjipto A. Hadikusumo. Gadjah Mada University Press,

Yogyakarta.

Jeker, D. DFSC. 2011. Acacia mangium Willd. Direktorat Perbenihan Tanman Hutan.

Indonesia Forest Seed Project. Bandung.

Mandang, Y dan I.K.N. Pandit. 1997. Pedoman Identifikasi Jenis Kayu Di lapangan.

Yayasan Prosea Bogor dan Pusat Diklat Pegawai dan Sumber Daya Manusia

Kehutanan. Bogor

Soeparno, 1995. Pengolahan Arang Secara Sederhana dan Nilai Panas dari Setiap Arang

yang Dihasilkan. Laporan Penelitian. Fakultas Kehutanan UGM. Yogyakarta.

_______, 1999. Pengolahan Arang di Pedesaan Sebagai Usaha Meningkatkan Manfaat

Kayu dan Pendapatan Petani. Prosiding Seminar 70th Prof. Soenardi. Yogyakarta.

Sudradjat dan Salim, 1994. Petunjuk Teknis Pembuatan Arang Aktif. Badan Penelitian

dan Pengembangan Kehutanan. Bogor.

Sudrajat, R. dan Pari, G. 2011. Arang Aktif : Teknologi Pengolahan dan Masa

Depannya. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Jakarta.

Syafii, W. 1996. Tantangan Menghadapi Problema Kebutuhan Energi Masa Depan.

Jurnal Teknologi Hasil Hutan. Vol.IX.No.1.

22

Nilai Kalor Rata-Rata STD CV

1 4002

2 4271

3 4275

4 4006

1 7038

2 7110

3 7267

4 7331

1 6927

2 7002

3 6987

4 7272

1 7336

2 7469

3 7074

4 7318

Sampel

(A3B1)

Bahan Baku

(A3B2) 7047 153,3702

4138

7187

155,7534

135,7844

2,176474

(A3B3) 7299 164,7791 2,257479

1,889402

3,763541