BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang...

15
3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Tebu Tebu adalah tanaman yang menghasilkan gula dan hanya tumbuh di daerah dengan iklim tropis. Tebu termasuk dalam keluarga Graminae. Umur tanaman dari perkebunan hingga panen bisa mencapai sekitar 1 tahun. Di Indonesia, Pulau Jawa dan Sumatra adalah pulau dengan budidaya tebu terbesar. Gambar 2.1 Tanaman Tebu Terdapat lima spesies tebu, yaitu Saccharum spontaneum (glagah), Saccharum sinensis (tebu Cina), Saccharum barberry (tebu India), Saccharum robustum (tebu Irian) dan Saccharum officinarum (tebu kunyah). Karakteristik morfologis tebu meliputi bentuk kerucut batang, susunan segmen paruh, bagian agak datar, warna hijau kekuningan, batang memiliki lapisan lilin tipis, bentuk kerucut pada tulang belakang. terbalik dengan 3-4 baris akar mata, warna daun hijau kekuning-kuningan, lebar daun 4-6 cm, daun melengkung kurang dari ½ panjang daun [5]. 2.1.1 Deskripsi Tanaman Tebu 1. Batang Tanaman tebu memiliki batang tegak tanpa cabang. Batang tebu bisa mencapai ketinggian 3 hingga 5 meter atau lebih. Tanaman tebu memiliki warna hijau, merah tua, ungu atau kombinasi dari warna-warna ini. Pada batang ada lapisan lilin putih agak keabu-abuan. Lapisan lilin biasanya ditemukan pada tanaman muda.

Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang...

Page 1: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Tebu

Tebu adalah tanaman yang menghasilkan gula dan hanya tumbuh di

daerah dengan iklim tropis. Tebu termasuk dalam keluarga Graminae. Umur

tanaman dari perkebunan hingga panen bisa mencapai sekitar 1 tahun. Di

Indonesia, Pulau Jawa dan Sumatra adalah pulau dengan budidaya tebu

terbesar.

Gambar 2.1 Tanaman Tebu

Terdapat lima spesies tebu, yaitu Saccharum spontaneum (glagah),

Saccharum sinensis (tebu Cina), Saccharum barberry (tebu India), Saccharum

robustum (tebu Irian) dan Saccharum officinarum (tebu kunyah). Karakteristik

morfologis tebu meliputi bentuk kerucut batang, susunan segmen paruh, bagian

agak datar, warna hijau kekuningan, batang memiliki lapisan lilin tipis, bentuk

kerucut pada tulang belakang. terbalik dengan 3-4 baris akar mata, warna daun

hijau kekuning-kuningan, lebar daun 4-6 cm, daun melengkung kurang dari ½

panjang daun [5].

2.1.1 Deskripsi Tanaman Tebu

1. Batang

Tanaman tebu memiliki batang tegak tanpa cabang. Batang tebu bisa

mencapai ketinggian 3 hingga 5 meter atau lebih. Tanaman tebu memiliki

warna hijau, merah tua, ungu atau kombinasi dari warna-warna ini. Pada batang

ada lapisan lilin putih agak keabu-abuan. Lapisan lilin biasanya ditemukan

pada tanaman muda.

Page 2: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

4

2. Akar

Tanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga

1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih dalam bentuk biji atau ketika

tebu masih muda, termasuk pucuk dan stek. Akar pucuk, seperti namanya,

berasal dari pucuk memiliki umur simpan yang panjang dan tetap selama tebu

terus tumbuh. Meskipun stek akar berasal dari stek batang tebu, stek akar tidak

bisa berumur panjang dan hanya ada saat tebu masih muda.

3. Daun

Daun tebu adalah daun yang tidak lengkap, hanya terdiri dari daun dan

pelepah, tanpa tangkai daun. Daun tanaman tebu berasal dari buku batang

tanaman tebu dalam posisi bergantian. Pelepah daun tanaman tebu akan

menjadi semakin sempit jika pelepah yang memeluk batang semakin tinggi.

Pada pelepah memiliki telinga daun, rambut dan penulangan bulu daun sejajar.

4. Bunga

Bunga-bunga yang terkandung dalam tebu adalah bunga tersusun atau

majemuk. Bunga tebu terdiri dari malai dengan pertumbuhan terbatas. Panjang

bunga majemuk bervariasi dari 70 hingga 90 cm. Setiap bunga di tanaman tebu

memiliki tiga daun kelopak, tiga benang sari, dua kepala putik dan satu

kelopak.

2.1.2 Klasifikasi Tanaman Tebu (Saccharum officinarum)

Tanaman tebu (Saccharum officinarum) memiliki klasifikasi sebagai

berikut:

Kingdom : Plantae (Tumbuhan)

Sub Kingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)

Super Divisi : Spermatophytina (Menghasilkan biji)

Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)

Kelas : Liliopsida (Berkeping satu)

Sub Kelas : Commelinidae

Ordo : Poales

Famili : Poaceae (Suku rumput-rumputan)

Genus : Saccharum

Spesies : Saccharum offinarum L.

Page 3: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

5

2.2 Proses Pengolahan Tebu

Gambar 2.2 Proses Pengolahan Tebu [6]

a. Proses Pengolahan Awal

Setelah tebu dipanen, kemudian tebu dikirim ke pabrik sesegera

mungkin untuk menjaga kualitas tebu. Apabila truk pengangkut tebu telah

sampai di area pabrik, truk beserta tebu akan ditimbang terlebih dahulu. Tebu

dari truk pengangkut akan dipindahkan ke dalam cane carrier, dari cane

carrier tebu dibawa masuk ke dalam cane leveller. Lalu setelah dari cane

leveller tebu akan masuk ke cane cutter yang akan dipotong dan dicacah lebih

halus lagi.

Pada bagian ini, kualitas tebu yang akan digiling akan disiapkan.

Kualitas tebu meliputi tebu fisik, tingkat kebersihan dan kandungan gula yang

dikandungnya. Dari segi kuantitas, bisa dilihat saat penimbangan yang bisa

menentukan jumlah gula yang akan diproduksi.

b. Proses Penggilingan

Dalam proses ini, pemerasan tebu dilakukan untuk mendapatkan nira

sebanyak mungkin. Kompresi dilakukan dengan 5 set dari tiga pabrik rolling,

unit I ke V, setiap unit rolling memiliki 3 rol diatur pada sudut 120 ° dan

masing-masing kompresi terjadi dua kali. Memerah gula tebu adalah langkah

pertama dalam proses pembuatan gula. Tebu yang dapat digiling saat mencapai

kematangan, hasil rendemen pucuk tebu dekat dengan hasil rendemen batang

bawah dan kebersihan tebu mencapai > 95%.

Page 4: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

6

Setelah tebu rusak, tebu berjalan ke penggilingan menggunakan lift

tebu, sebelum tebu masuk ke gilingan I, tebu harus melewati penangkap besi

yang berfungsi untuk menangkap besi dari bilah pisau yang mungkin terlibat

dalam serpihan tebu. Penggilingan dilakukan 10 kali menggunakan 5 unit

gilingan. Alat ini terdiri dari 3 rol yang terbuat dari besi yang memiliki

permukaan berbentuk V dengan sudut 300 yang digunakan untuk

memperlancar aliran nira dan mengurangi terjadinya slip dan disusun secara

seri dengan menggunakan tekanan hidrolik yang berbeda.

Tebu yang telah dicincang halus dibawa ke lift dan menuju ke gilingan

air pertama (getah) dari gilingan pertama ditampung dalam wadah I. Bubur dari

gilingan I dibawa oleh perantara I ke gilingan II kemudian digiling (diperah )

lagi. Air jus memasuki reservoir dan nira diperoleh dari wadah primary juice.

Ampas halus yang terdapat pada nira di gilingan I dan gilingan II akan

disaring pada juice stainer dan kemudian ampasnya dimasukkan pada gilingan

II. Lalu nira disaring dan ditampung dalam satu tangka dan siap dipompakan

ke stasiun pemurnian.

Ampas dari pabrik II dibawa oleh perantara II dan ditumbuk ke pabrik

III untuk diperah lagi. Ampas dari pabrik III dibawa oleh perantara III menjadi

tanah di pabrik IV. Nira yang diperoleh dari pabrik III dikumpulkan di bak III.

Nira digunakan untuk menyiram ampas yang keluar dari gilingan I untuk

ditumbuk di gilingan II.

Ampas dari pabrik IV dibawa oleh intermediate IV untuk digiling lagi

di pabrik V. Nira dari pabrik IV ditampung dalam bak IV dan digunakan untuk

menyiram ampas yang keluar dari gilingan I untuk ditumbuk di gilingan III.

Ampas yang keluar dari gilingan IV diberi air imbibisi sebelum dimasukkan ke

dalam gilingan V. Suhu air imbibisi adalah sekitar 60-70 0c dengan rasio 20-

25% dari kapasitas berat tebu per hari. Pemberian air imbibisi memiliki fungsi

untuk melarutkan nira yang masih tertinggal di ampas.

Nira dari pabrik III, IV, V masih mengandung ampas halus. Nira dan

ampas halus diangkut oleh conveyor melalui plat filter. Nira akan masuk ke

tabung setiap gilingan sementara ampas pergi ke gilingan II. Ampas tebu dari

penggilingan V kemudian diangkut dengan elevator ampas tebu melalui pelat

Page 5: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

7

gilingan. Semakin banyak ulangan ampas tebu, semakin sedikit kadar nira yang

dikandungnya. Nira yang telah bebas dari ampas dari stasiun penggilingan I

dan II akan dipompa ke stasiun pemurnian.

Gambar 2.3 Proses Penggilingan Tebu [7]

2.3 Ampas Tebu

Ampas tebu adalah zat padat yang diperoleh dari pengolahan tebu di

industri gula. Sebagian besar digunakan sebagai bahan bakar boiler yang

menghasilkan limbah pembakaran dalam bentuk abu ampas tebu. Di dalam

ampas tebu terkandung senyawa selulosa 52.7%, lignin 24.2% dan

hemiselulosa 20.0% . Dihasilkan gula 5%, ampas tebu 90%, dan sisanya berupa

tetes (molase) serta air dari pengolahan tebu [8].

Ampas tebu atau bagasse, adalah hasil samping dari proses ekstraksi

(pemerahan) cairan tebu. Pada satu pabrik dihasilkan ampas tebu sekitar 35–

40% dari berat tebu yang digiling. Berdasarkan data dari Pusat Penelitian

Perkebunan Gula Indonesia (P3GI) ampas tebu yang dihasilkan sebanyak 32%

dari berat tebu giling. Ampas tebu mengandung ligno-cellulose. Panjang

seratnya antara 1,7 sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro. Bagasse

mengandung air 48 - 52%, gula rata-rata 3,3 % dan serat rata-rata 47,7%. Serat

ampas tebu tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa,

pentosan dan lignin [9].

Ampas tebu memiliki sifat fisik kekuningan, berserat, lunak dan relatif.

Ampas tebu yang dihasilkan dari tanaman tebu tersusun atas penyusun-

penyusunnya antara lain air (kadar air 44,5%), serat yang berupa zat padat

(kadar serat 52,0 %) dan brix yaitu zat padat yang dapat larut, termasuk gula

yang larut (3,5 %) [10].

Page 6: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

8

Gambar 2.4 Ampas Tebu

Pada umumnya, pabrik gula di Indonesia memanfaatkan ampas tebu

sebagai bahan bakar pabrik. Selain digunakan untuk bahan bakar, ampas tebu

banyak digunakan sebagai pembuatan pulp, campuran dalam pembuatan

paving block, pembuatan silica gel, dan sebagai bahan pembuatan tisu.

2.3.1 Karakteristik Ampas Tebu

a. Berdasarkan analisis proksimat

Kadar Air : 21.8%

Kadar Abu : 2.5%

Volatile : 72.7%

Campuran Karbon : 3.5%

b. Berdasarkan analisis ultimat

Karbon : 47.0%

Hidrogen : 6.5%

Sulfur : 0.1%

Nitrogen : 0.9%

Oksigen : 44.0%

Abu : 2.5%

Nilai Kalor : 3596.98 J/Kg

c. Berdasarkan sifat fisik

Rentang diameter : 0-10 mm

Equivalent Mean Diameter : 1.7-2 mm

Natural packing density : 122 kg/m3

(Sumber: [11])

Page 7: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

9

Tabel 2.1 Komponen Penyusun Serat Ampas Tebu [6]

Komponen Persentase (%)

Selulosa

Pentosan

Lignin

Komponen Lain

45

32

18

5

2.4 Biomassa

Biomassa adalah jenis bahan bakar padat selain batubara. Biomassa

mencakup beberapa komponen, yaitu kadar air, bahan mudah menguap, karbon

tetap dan abu. Parameter penting dalam biomassa adalah kandungan panas,

semakin tinggi kandungan karbon, semakin tinggi nilai kalor yang diperoleh.

[12].

Proses untuk meningkatkan nilai kalor diantaranya dengan densifikasi

dan torrefaksi. Proses densifikasi bertujuan untuk meningkatkan densitas dan

mengurangi masalah penanganan seperti penyimpanan dan transportasi. Secara

umum, pembriketan biomassa memiliki beberapa keuntungan:

Menaikkan nilai kalor per unit volume.

Mudah disimpan dan diangkut.

Memiliki ukuran dan kualitas yang seragam.

Terdapat beberapa metode yang digunakan untuk pembriketan biomassa.

Metode yang sering digunakan untuk skala kecil di negara berkembang adalah

metode menggunakan press ulir, karena pada metode ini menghasilkan briket

yang lebih padat dan kuat. Secara umum teknologi pembriketan dibagi menjadi

3 macam:

Pembriketan tingkat tinggi.

Pembriketan tekanan medium dengan pemanas.

Pembriketan tekanan rendah dengan bahan pengikat [12].

Proses pemanggangan atau torrefaksi adalah proses termokimia pada

suhu 200 hingga 300 ° C tanpa adanya oksigen, pada tekanan atmosfer dan

pada laju pemanasan partikel rendah (<50°C/mnt). Dengan metode ini,

bertujuan untuk meningkatkan karakteristik bahan bakar, seperti peningkatan

Page 8: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

10

nilai kalor, pengurangan kadar air, grindability dan peningkatan sifat

higroskopis. Parameter yang mempengaruhi proses torrefaksi diantaranya yaitu

tempetarur, waktu, dan tipe biomassa[12].

Tabel 2.2 Nilai Kalor Beberapa Jenis Biomassa [8]

Biomassa Nilai Kalor

(kj/kg)

Referensi

Sekam Padi

Jerami

Ampas Tebu

Tandan Kosong Sawit

Kayu (dry)

Cangkang Kakao

16.054

17.999

17.619

15.900

17.700

16.998

Kwong et al. (2004)

Jamradloedluk et al.

(2004)

Wahyudi (2002)

Pratoto (2004)

Bergman (2005)

Syamsiro et al. (2011)

2.4.1 Potensi Sumber Daya Biomassa di Indonesia

Potensi biomassa di Indonesia sangatlah melimpah karena Indonesia

memiliki iklim tropis dan lahan pertanian serta perkebunan yang sangat luas.

Berikut merupakan data potensi biomassa di Indonesia tahun 2013:

Tabel 2.3 Potensi Biomassa di Indonesia [8]

Jenis Biomassa Ketersediaan

Bahan Baku (ton)

Potensi Energi

(Gj)

Potensi

Umum

(MWe)

Kelapa Sawit

Serat (fiber)

Cangkang

Tandan Kosong

Pelepah

Tebu

Ampas Tebu

Kelapa

Sabut Kelapa

12.823.950

6.136.541

23.988.298

9.559.395

1.119.301

180.778.665

108.861.141

118.757.608

73.470.505

15.464.755

1.231

759

827

582

119

Page 9: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

11

Tempurung

Padi

Sekam

Jerami

Jagung

Tongkol

Batang dan Daun

383.760

13.016.712

90.370.365

4.263.116

14.920.906

13.262.898

180.592.857

1.056.602.982

62.470.849

156.177.123

59

1.432

8.376

495

1.238

2.5 Proses Densifikasi

Densifikasi adalah proses untuk meningkatkan sifat fisik suatu bahan

yang bertujuan untuk memudahkan penggunaan dan pemanfaatannya,

sehingga terjadi peningkatan efisiensi dari nilai bahan bakar yang digunakan.

[13]. Proses densifikasi memiliki tiga macam proses, yaitu extruding,

briquetting, dan pelleting.

a. Proses Extruding

Dalam proses ini, bahan dikompresi menggunakan sekrup (sekrup) atau

piston untuk melewati cetakan sehingga menghasilkan produk yang padat dan

padat..

b. Proses Briquetting

Proses ini membuat bahan yang berbentuk tabung dengan diameter dan

tinggi yang bermacam-macam sesuai dengan kebutuhan.

c. Proses Pelleting

Proses pelleting terjadi karena adanya aliran bahan dari roll yang

berputar disertai dengan tekanan menuju lubang-lubang pencetak biopelet.

Peletisasi adalah proses pengeringan dan pembentukan biomassa

menggunakan tekanan tinggi untuk menghasilkan biomassa silinder padat

berdiameter maksimum 25 mm. Tujuan peletisasi adalah untuk menghasilkan

bahan bakar biomassa dengan volume lebih kecil dan densitas energi lebih

tinggi, yang dimana memudahkan dalam proses penyimpanan, pengangkutan,

dan mengubah energi menjadi bentuk energi yang lain [13].

Alat pellet mill terdiri atas cetakan (die) dan roller tempat die berputar

dan bersentuhan dengan roller tersebut. Bahan baku pelet akan dipanaskan dan

ditekan secara bergesekan melalui lubang yang terdapat pada cetakan. Pada

Page 10: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

12

umumnya, pelet yang diproduksi mempunyai diameter 5-15 mm dan panjang

kurang dari 30 mm.

Keunggulan proses densifikasi dalam membuat pelet meliputi:

meningkatkan nilai kalor total per satuan volume, memudahkan transportasi

dan penyimpanan akhir produk, memiliki bentuk dan kualitas seragam. Di sisi

lain, kelemahan proses ini adalah tingginya biaya investasi dan kebutuhan

energi yang dibutuhkan, dan adanya karakteristik pembakaran yang tidak

diinginkan.

2.6 Biopelet

Biopelet merupakan bahan bakar padat hasil pengempaan biomassa

yang berbentuk silinder dan memiliki panjang 6–25 mm dengan diameter 12

mm dan dapat digunakan sebagai energi alternatif [14]. Di beberapa negara

seperti Jerman dan Austria, biopelet telah dikembangkan sebagai bahan bakar

alternatif yang berasal dari serpihan kayu. Pelet adalah hasil kompresi

biomassa dengan tekanan lebih tinggi dari briket, yaitu 650 kg/m3 berbanding

60 kg/m. Pelet yang memiliki kadar air rendah dapat meningkatkan efektivitas

pembakaran.

Biopelet memiliki karakteristik yang berbeda tergantung pada bahan

yang dibuat, sebagian besar biopelet untuk bahan bakar menggunakan zat

organik atau biomassa. Keuntungan utama menggunakan bahan bakar pelet

biomassa adalah penggunaan kembali bahan limbah yang baru saja dibuang.

Keuntungan dari biopelet adalah nilai kalori yang lebih tinggi dan proses

pemindahan (transportasi) yang lebih mudah dari satu tempat ke tempat lain

karena keseragaman ukurannya [11].

Tabel 2.4 Standar Kualitas Biopelet [12];[13]

Parameter Satuan Indonesia

(SNI 8021-

2014)

Prancis

(ITEBE)

USA

(PFI)

Densitas

Kadar Air

Kadar Abu

Zat Volatile

g/cm3

%

%

%

Min. 0.8

Maks. 12

Maks. 1.5

Maks. 80

Maks.15

Maks. 6

Min. 0.64

Min. 30

Page 11: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

13

Kadar Karbon

Nilai Kalor

%

Kal/gr

Min. 14

Min. 4000

Min. 60

2.6.1 Karakteristik Biopelet Ampas Tebu

a. Kadar Air (Moisture Content)

Kadar air adalah komponen penting yang dapat mempengaruhi kualitas

biopelet. Semakin kecil kadar air, nilai kalor yang dihasilkan akan semakin

besar, sehingga akan menghasilkan pelet yang mudah mengalami pembakaran.

Makin besar kadar air yang dihasilkan maka kualitas pelet akan menurun begitu

pula dengan nilai kalornya. Hal ini disebabkan karena energi untuk melakukan

pembakaran akan banyak terserap oleh air. Besarnya kadar air dapat diperoleh

dengan persamaan:

𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 (%) =𝐴 − 𝐷

𝐴 − 𝐵 𝑥 100%

Keterangan: A = Berat sampel dengan cawan

B = Berat cawan

C = Berat sampel

D = Berat cawan dengan residu [14]

b. Kadar Abu

Kadar abu adalah sisa mineral yang tidak terbakar dalam proses

pembakaran. Semakin tinggi kadar abu maka kualitas pelet yang dihasilkan

semakin rendah. Nilai kadar abu dapat diperoleh dengan rumus:

𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑏𝑢(%) = 𝐸

𝐶 𝑥 100%

Keterangan: C = Berat sampel sebelum pengabuan (gr)

E = Berat abu/residu (gr)

c. Nilai Kalor

Nilai kalor adalah jumlah panas yang dihasilkan dari suatu gram bahan

bakar dengan menaikkan temperatur 1 gram air dari 3.5oC – 4.5oC, dengan

satuan kalori [19]. Nilai kalor terdiri dari HHV (Highest Heating Value) dan

LHV (Low Heating Value). HHV adalah nilai kalor ketika air berada dalam

fasa cair, sedangkan LHV nilai kalor ketika air berada dalam fase gas. Untuk

semua jenis biomassa, nilai HHV pada basis kering dan bebas abu adalah

Page 12: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

14

20.400 kJ/kg (± 15%) [1]. Nilai kalor adalah parameter penting dalam

menentukan kualitas biopelet. Makin tinggi nilai kalor maka kualitas pelet

tersebut akan semakin baik.

d. Kadar Karbon

Kadar karbon yaitu komponen yang apabila terbakar tidak membentuk

gas karbon tetap. Kandungan karbon tetap terdapat pada arang [18].

e. Kadar Zat Menguap (Volatile Matter)

Volatile matter merupakan salah satu karakteristik yang terkandung

dalam biobriket. Komponen pertama adalah uap air yang muncul pada saat

temperatur mencapai 100oC dan rentang suhu sampai 900oC [18]. Kadar zat

menguap yang tinggi akan menghasilkan asap lebih banyak karena adanya

reaksi CO dengan alkohol. Proses pirolisis dengan suhu yang tinggi dilakukan

untuk mengurangi kadar zat menguap. Kadar zat menguap yang tinggi akan

mengurangi kualitas pelet, karena kandungan karbon semakin kecil dan nilai

kalor yang dihasilkan semakin rendah.

2.6.2 Kualitas Pelet Biomassa

Kualitas pelet dapat dilihat melalui dua faktor:

a. Ketahanan Mekanis (densitas)

Pelet yang memiliki densitas lebih tinggi memiliki kelebihan diantaranya,

memiliki ketahanan pada saat proses transportasi dan kerja pelet lebih efisien

pada saat dilakukan pembakaran. Pelet dengan kualitas yang baik memiliki

ciri-ciri permukaan yang halus dan hampir tidak ada retakan pada saat keluar

dari proses penggilingan. Pengujian kualitas pelet dapat dilakukan dengan cara

menyentakkan pelet ke permukaan yang keras untuk melihat apakah pelet

tersebut mudah hancur dan kemudian terpisah [3].

b. Kadar Air (Moisture content)

Semakin rendah kadar air, maka semakin besar energi yang dihasilkan pada

pembakar pelet. Pelet yang baik memiliki nilai kadar dibawah 10%, sedangkan

pelet dengan kadar air diatas 10% akan tetap terbakar, namun memiliki

efisiensi yang rendah[3].

Page 13: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

15

2.7 Pembuatan Biopelet

a. Penggilingan

Ukuran biopelet yang tepat sesuai dengan standar akan membantu sistem

pembakaran yang digunakan, lebih efisien dalam proses pembakaran, dan

mengurangi kadar abu yang dihasilkan. Ukuran biomass lalu diperkecil dengan

cara penggilingan. Sebelum digiling, pelet diayak terlebih dahulu sehingga

pelet yang memiliki ukuran yang lebih akan dipindahkan ke penggiling.

Tabel 2.5 Ukuran biomassa untuk berbagai jenis sistem pembakaran [3]

Jenis Sistem Pembakaran Ukuran (mm)

Hand Firing

a. Natural Draft

b. Forced Draft

Stoker Firing

a. Chain Grate

Natural Draft

Forced Draft

b. Spreader Stoker

Pulverized Fuel Fired

Fluidized Bed Boiler

25-75

25-40

25-40

15-25

15-25

75% dibawah 75 μ

<10

b. Pengeringan

Untik memproduksi pelet dengan kualitas yang baik, kelembaban bahan

baku harus berada pada rentang 10-20%. Bahan baku pelet yang memiliki

kelembaban diatas 20% maka harus dikeringkan terlebih dahulu.

c. Pencampuran

Proses pencampuran ini dilakukan jika pelet yang akan diproduksi terdiri

dari beberapa bahan baku. Fungsi dari pencampuran ini adalah untuk

meningkatkan sifat pengikat dari biopelet tersebut. Sifat pengikat yang rendah

akan bermasalah nanti pada proses densifikasi. Selain itu, nilai kadar air dapat

dikurangi dengan cara mencampurkan pelet kadar air yang tinggi dengan pelet

Page 14: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

16

kadar air rendah, sehingga apabila telah melakukan proses ini tidak

memerlukan pengeringan lagi.

d. Persiapan

Untuk menghasilkan pelet berkualitas tinggi, bahan baku yang digunakan

harus sesuai dengan beberapa kriteria. Penambahan beberapa zat aditif

dilakukan untuk meningkatkan kualitas biopelet yang akan dihasilkan, yaitu:

Kualitas pengikat

Pengikat berfungsi sebagai lem yang dapat menyatukan pelet dan

menghasilkan sinar yang lembut. Ada beberapa biomassa yang memiliki

kandungan lignin, sehingga lignin tersebut dapat dijadikan sebagai zat

pengikat. Namun, jika biomassa yang digunakan tidak memiliki zat

pengikat yang cukup, alternatif lain yang dapat digunakan sebagai zat

pengikat adalah minyak sayur.

Steam Conditioning

Proses ini hanya dilakukan untuk produksi dengan skala besar. Pada

proses ini bahan baku dikontakkan dengan uap kering dan air untuk

mendapatkan suhu yang sesuai sehingga kadar air yang terdapat dalam

biomassa dapat mengaktifkan lignin sebagai zat pengikat alami dan

untuk memperoleh kekuatan yang dimiliki pelet tersebut.

e. Pelletizing

Setelah proses persiapan, selanjutnya partikel dipindahkan ke sebuah

pelet mill, dengan menggunakan conveyor. Pada pelet mill, pelet akan dipotong

sesuai dengan panjang yang diinginkan.

Teknolgi pelletizing

Beberapa teknologi yang umum digunakan dalam proses pelletizing,

antara lain:

1. Piston Press

2. Screw Press

3. Hydraulic Piston Press

f. Pendinginan

Pada proses ini, pelet dibersihkan dan dipisahkan dari kotoran-kotoran.

Selanjutnya pelet didinginkan pada suhu kamar. Hal ini akan membuat lignin

Page 15: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/56150/3/BAB II.pdfTanaman tebu memiliki sistem akar yang terdiri dari akar berserat hingga 1 meter. Ada 2 jenis akar di tebu ketika tebu masih

17

sebagai perekat alami akan menambah kekuatan pelet dan untuk menjaga

kekuatan pelet selama penyimpanan dan pendistribusian.