I.PENDAHULUAN
http://4e03d306.linkbucks.com
A. Latar Belakang
Salah satu masalah utama yang dihadapi oleh bangsa indonesia saat ini adalah masalah energi. Pasokan energi dalam negeri mengalami kendala yaitu tingkat produksi energi yang cenderung lebih rendah dibanding dengan tingkat konsumsi oleh masyarakat. Oleh karena itu harus dilakukan sebuah gagasan untuk melakukan balancing antara permintaan dan produksi energi oleh negara, salah satunya dengan mencari sumber energi alternatif lain yang lebih ekonomis, ramah lingkungan dan bersifat renewable. Hal ini mengingatkan kita akan ketersediaan sumber tanaman penghasil minyak nabati yang banyak ditemukan di Indonesia dan dapat dimanfaatkan sebagai sumber bahan baku pembuatan biodesel. Salah satu tanaman yang berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku alternatif pembuatan biodiesel adalah tanaman jarak pagar (jatropha curcas).
Rumusan masalah
1. Untuk mengetahui nilai kalor bio masa jarak pagar per tahun
Tujuan Penulisan
• Untuk mengetahui pemanfaatan jarak pagar sebagai bioenergi alternative
• Untuk menghitung nilai kalor jarak pagar
• Untuk mengetahui pengertian dari bio massa
• Untuk mengetahui jenis – jenis bio massa
B. Manfaat Penulisan
1. Dapat memahami definisi bioenergi dan macam macamnya
2. Dapat mengetahui bagaimana proses pembuatan biodiesel
3. Dapat mengetahui bagaimana proses pembuatan biobriket
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Jarak Pagar
Pengertian Jarak Pagar
Jarak pagar (Jatropha curcas L., Euphorbiaceae) merupakan tumbuhan semak berkayu yang banyak ditemukan di daerah tropik. Tumbuhan ini dikenal sangat tahan kekeringan dan mudah diperbanyak dengan stek. Walaupun telah lama dikenal sebagai bahan pengobatan dan racun, saat ini ia makin mendapat perhatian sebagai sumber bahan bakar hayati untuk mesin diesel karena kandungan minyak bijinya. Peran yang agak serupa sudah lama dimainkan oleh kerabatnya, jarak pohon (Ricinus communis), yang bijinya menghasilkan minyak campuran untuk pelumas.
Jarak pagar (Jatropha curcas)
Tumbuhan ini dikenal dengan berbagai nama di Indonesia: jarak kosta, jarak budeg (Sunda); jarak gundul, jarak pager (Jawa); kalekhe paghar (Madura); jarak pager (Bali); lulu mau, paku kase, jarak pageh (Nusa Tenggara); kuman nema (Alor); jarak kosta, jarak wolanda, bindalo, bintalo, tondo utomene (Sulawesi); ai huwa kamala, balacai, kadoto (Maluku).(Akbar, dkk, 2009, Jatropha Curcas Plantation, www.wikipedia.com, 26 April 2010).
Tanaman jarak diyakini berasal dari Amerika Tengah. Dulu sering ditanam di halaman rumah sebagai pagar atau pembatas halaman sehingga sering disebut Jarak Pagar. Jarak pagar adalah tumbuhan semak berkayu dengan tinggi 1-7 meter. Batangnya berbentuk silinder, jika terluka akan mengeluarkan getah yang banyak. Daun jarak adalah daun tunggal, memiliki lekuk, bersudut 3 atau 5, tulang daun menjari dengan warna hijau. Bunga-bunga majemuk berwarna kuning kehijauan. Buah berbentuk bulat telur yang terbagi menjadi 3 ruang. Biji jarak bentuknya bulat lonjong berwarna coklat kehitaman.
Jarak pagar dapat ditemukan di daerah-daerah tropis dan sangat tahan kering. Perbanyakan melalui stek batang. Kandungan kimia yang dapat ditemukan adalah minyak nabati, asam oleat, asam linuleat, asam lemak tak jenuh berupa asam strealat dan asam palmitat. Dari biji jarak yang diolah dihasilkan minyak jarak yang bermanfaat sebagai bahan baku industri hingga sebagai bahan bakar kendaraan bermotor
Jarak pagar (Jatropha curcas Linn) atau juga disebut juga physic nut merupakan tanaman yang sudah tidak asing lagi bagi masyarakat, saat zaman penjajahan jepang. Minyak jarak pagar dipergunakan sebagai bahan pelumas dan bahan bakar pesawat terbang. Sesuai dengan namanya, tanaman ini memang dimanfaatkan masyarakat sebagai tanaman pagar serta sebagai obat tradisional, disamping sebagai bahan bakar dan minyak peluas. Perkembangan jarak pagar sangat luas, awalnya dari amerika tengah, kemudian menyebar ke Afrika dan Asia. Luasnya perkembangan jarak pagar disebabkan oleh kemudahan dalam pertumbuhannya. Menurut Hambali. E, dkk (2007), Jarak pagar dapat hidup dan berkembang dari dataran rendah sampai dataran tinggi, curah hujan yang rendah maupun tinggi (300 – 2.380 ml/tahun), rentang suhu 20 – 26 oC. Karena sifat tersebut tanaman jarak pagar mampu tumbuh pada tanah berpasir, bebatu, lempung ataupun tanah liat, sehingga jarak pagar dapat dikembangkan pada lahan kritis .
Jarak pagar memiliki buah yang terdiri dari daging buah, cangkang biji dan inti biji. Inti merupakan sumber bagian yang menghasilkan minyak sebagai bahan bakar biodiesel dengan proses awal ekstraksi. Kandungan minyak yang terdapat dalam biji baik cangkang maupun buah berkisar 25-35 % berat kering biji Prihandana, R(2007), jarak pagar mampu menghasilkan 7,5 – 10 ton /ha/tahun tergantung dari kualitas benih, agroklimat, tingkat kesuburan tanah dan pemeliharaan, (Hambali. E, 2007). Sebagai perhitungan kasar produksi minyak jarak mentah, cruide jatropha oil (CJO), dari 25 % /biji kering maka dapat diperoleh minyak hasil ekstraksi sebesar 1,875 – 2,5 ton minyak /ha/tahun
Proses ekstraksi jarak pagar menjadi minyak dilakukan secara mekanik menggunakan mesin press, baik sederhana dengan skala kecil maupun skala produksi industri. Jenis alat pres dibedakan menjadi dua macam yaitu press hidrolik dan press ulir masing masing memiliki kelemahan dan keungulan masing masing, biasanya disesuaikan dengan tingkat produksi minyak. Setelah biji jarak di keringkan dan disortir berdasarkan kualitas, biji jarak pagar dimasukan kedalam mesin press mekanik. Hasil pengepresan diperoleh minyak mentah atau cruide jatropha oil (CJO) dan bungkil berupa sisa ampas. Untuk memurnikan Cruide jatropha oil (CJO) selanjutnya dilakukan penyaringan dan diperoleh limbah berupa sludge. Minyak jarak pagar mentah ini bias dijadikan bahan bakar pengganti minyak tanah. Pemakaiannya dapat diterapkan langsung pada kompor modifikasi atau dicampur dengan minyak tanah. Untuk memperoleh bahan bakar biodiesel, minyak mentah hasil penyaringan dilakukan proses transesterifikasi dan esterifikasi. Proses transesterifikasi adalah proses penurunan kandungan asam lemak bebas. Bila kadar lemak bebas terlalu tinggi maka perlu dilakukan
B. Manfaat Jarak Pagar
1. Jarak pagar mempunyai banyak manfaat diantaranya:Sebagai obat tradisional:
a. Obat bengkak akibat terkilir.
b. Obat kembung pada bayi.
c. Obat gatal karena alergi akut.
d. Obat luka kering (koreng).
e. Obat rematik.
f. Obat sembelit (susah buang air besar)
g. Sebagai bahan utama pengganti bioenergi alternatif.
h. Sebagai tanaman pagar dan pembatas halaman.
i. Sebagai penyelamat lahan kering.
j. Sebagai sumber penghasilan bagi petani dan pengrajin jarak.
2. Bioenergi
a. Pengertian Bioenergi
Bioenergi adalah energi / bahan bakar alternatif yang berasal dari bahan organik dan sangat beragam jenisnya. Sumber Bioenergi dapat berasal dari tanaman perkebunan atau pertanian, hutan, peternakan, atau bahkan sampah. Bioenergi prospektif untuk dikembangkan, tidak hanya karena harga minyak bumi dunia melonjak naik seperti sekarang ini, tetapi juga karena terbatasnya produksi minyak bumi Indonesia. Terlebih lagi dengan kondisi perenergian Indonesia saat ini, sehingga pengembangan bioenergi semakin mendesak untuk segera dilaksanakan. Ketersediaan energi fosil yang diramalkan tidak akan berlangsung lama lagi memerlukan solusi yang tepat, yakni dengan mencari sumber energi alternatif. Sekarang ini tersedia beberapa jenis energi pengganti minyak bumi yang ditawarkan, antara lain tenaga baterai (fuel cells), panas bumi (geo-thermal), tenaga laut (ocean power), tenaga matahari (solar power), tenaga angin (wind power), batu bara, nuklir, gas, fusi dan biofuel. Di antara jenis-jenis energi alternative
b. Kelebihan Bioenergi
a) Ramah lingkungan.
b) Dapat terurai.
c) Mampu mengeliminasi efek rumah kaca.
d) Komunitas bahan bakunya terjamin.
e) Dapat diperoleh dengan cara cukup sederhana.
3. Jenis-jenis bioenergi
Bioenergi terbagi menjadi 6 macam, yaitu:
a. Biodiesel
Biodiesel adalah bioenergi atau bahan bakar nabati yang dibuat dari minyak nabati, baik minyak baru maupun bekas penggorengan dan melalui proses transesterifikasi, esterifikasi, atau proses esterifikasi-transesterifikasi.
b. Bioetanol
Bioetanol adalah etanol yang dibuat dari biomassa yang mengandung komponen pati atau, seperti singkong dan tetes tebu.
c. Biogas
Biogas didefinisikan sebagai gas yang dilepaskan jika bahan-bahan organik (seperti kotoran ternak, kotoran manusia, jerami, sekam dan daun-daun hasil sortiran sayur) difermentasi atau mengalami proses metanisasi.
d. Pure Plant Oil (PPO)
PPO didefinisikan sebagai minyak yang diperoleh secara langsung baik dari pemerahan atau pengempaan biji sumber minyak, minyak yang telah dimurnikan, maupun minyak kasar tanpa melibatkan modifikasi secara kimia.
e. Biobriket
Biobriket adalah bahan bakar yang potensial dan dapat diandalkan untuk rumah tangga yang mampu menyuplai energi dalam jangka panjang sebagai bahan bakar yang berwujud padat dan berasal dari sisa-sisa bahan organik yang telah mengalami proses pemampatan dengan daya tekan tertentu.
f. Bio-oil
Bio-oil adalah bahan bakar cair berwarna gelap, beraroma seperti asap, dan diproduksi dari biomassa seperti kayu, kulit kayu, kertas, atau biomassa lainnya melalui teknologi pirolisa atau pirolisa cepat.
C. Jarak pagar sebagai bioenergi
Jarak pagar sebagai bioenergi dapat digunakan dalam berbagai macam:
1. Biodiesel
Biodiesel melalui proses pengepresan biji jarak dan mengambil minyak jarak.
PPO (Pure Plant Oil)
Jarak pagar sebagai PPO dengan cara yang hampir mirip dengan biodiesel yaitu dengan pengempaan atau pemerahn biji sumber minyak tetapi tidak melibatkan modifikasi secara kimia. Selain itu prosesnya ada 2, yaitu:
a. Proses ekstrasi mekanis:
1) Pengempresan hidrolik:
Metode ini merupakan proses ekstraksi dengan memanfaatkan tekanan yang umum digunakan pada pengempresan hidrolik sekitar 130 atm. Biji yang mengandung minyak dimasak terlebih dahulu sebelum akhirnya dipres. Kemudian dilanjutkan dengan penyaringan (filtrasi).
2) Pengempresan berulir
Teknik ekstrasi bahan berminyak dengan menggunakan pengempres berulir memliki beberapa kelebihan dibandingkan pengempresan hidrolik.
3) Proses ekstraksi dengan pelarut
Metode ekstraksi dengan pelarut mampu menghasilkan minyak dengan rendeman yang tinggi.
2. Keuntungan dan Kerugian Pemakaian Biodiesel
a. Keuntungan Pemakaian Biodiesel
1) Dihasilkan dari sumber daya energi terbarukan dan ketersediaan bahan bakunya terjamin
2) Cetane number tinggi (bilangan yang menunjukkan ukuran baik tidaknya kualitas solar berdasar sifat kecepatan bakar dalam ruang bakar mesin)
3) Viskositas tinggi sehingga mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik daripada solar sehingga memperpanjang umur pakai mesin
4) . Dapat diproduksi secara local
5) Mempunyai kandungan sulfur yang rendah
6) Menurunkan tingkat opasiti asap
7) Menurunkan emisi gas buang
8) Pencampuran biodiesel dengan petroleum diesel dapat meningkatkan biodegradibility petroleum diesel sampai 500 %
b. Kekurangan Biodiesel
1) Lebih mahal daripada bahan bakar diesel biasa.
2) Cenderung mengurangi keekonomian bahan bakar.
3) Kurang cocok untuk digunakan dalam suhu rendah.
4) Tidak dapat dipindahkan/diangkut melalui pipa.
5) Menghasilkan lebih banyak emisi nitrogen oksida (NOx)
6) Hanya dapat digunakan untuk mesin bertenaga diesel.
7) Menyebabkan tabung bahan bakar kendaraan tua menurun keawetannya (tambah korosi)
8) Lebih banyak mengikat uap air, yang dapat menyebabkan masalah dalam cuaca dingin (misalnya: bahan bakar beku, deposit air di sistem penyaluran bahan bakar kendaraan, aliran bahan bakar dingin, pengkabutan, dan peningkatan korosi).
c. Kelebihan Bahan Bakar Bio Diesel
1) Sejauh ini, keuntungan terbesar didapatkan dengan penggunaan Bio Deisel adalah sifatnya yang bisa diperbaharui dan tidak beracun. Hal ini menjadikannya sebagai bahan bakar alternatif pembangkit listrik paling ramah yang tersedia saat ini. Dalam sebuah penelitian di Departemen Energi Amerika Serikat mengungkapkan bahwa penggunaan bahan bakar Bio Diesel dapat mengurangi emisi karbon dioksida disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil sebesar 75 persen.
2) Manfaat lainnya, bahan bakar Bio Diesel ini tidak mengandung bahan kimia beracun, seperti belerang, yang bertanggung jawab atas terjadinya emisi berbahaya. Bahkan, jika digunakan setiap hari menggantikan bahan bakar fosil bahaya seperti hujan asam bisa dihilangkan selamanya.
3) Selain itu, Anda tidak perlu merubah atau memodifikasi mobil diesel yang dimiliki untuk menggunakan bahan bakar Bio Diesel. Bahan bakar ini dapat dengan mudah dioperasikan pada mesin diesel standar.
d. Kelemahan Bahan Bakar Bio Diesel
1) Kandungan energi bio diesel diketahui 11 persen lebih kecil dari bahan bakar diesel yang berbasis minyak bumi. Ini berarti kapasitas pembangkit listrik dari mesin yang Anda gunakan akan menurun jauh ketika menggunakan Bio Diesel.
2) Kelemahan kedua yang terdapat pada Bio Diesel adalah memiliki kualitas oksidasi yang buruk sehingga Bio Diesel dapat menyebabkan beberapa masalah masalah serius ketika disimpan. Bila disimpan untuk waktu yang lebih lama, Bio Diesel cenderung berubah menjadi gel (lihat minyak goreng yang disimpan di kulkas), yang dapat menyebabkan penyumbatan berbagai komponen mesin. Bio Diesel ini juga dapat mengakibatkan pertumbuhan mikroba, sehingga menyebabkan beberapa kerusakan pada mesin.
3) Selain itu dampak paling serius yang dihadapi dengan penggunaan Bio Diesel adalah kelangkaan pangan akibat dialihkannya tanaman yang biasa dikonsumsi untuk dijadikan bahan bakar. Tanaman seperti tebu, jagung, kelapa sawit dan beberapa jenis komoditas lainnya cenderung mengalami kenaikan harga yang cukup signifikan akibat dijadikan Bio diesel.
2. Biobriket
Jarak pagar digunakan sebagai biobriket yaitu dengan memanfaatkan bungkil-bungkil biji jarak. Bungkil yang merupakan limbah dari pengepresan biji jarak pagar dapat digunakan sebagai bahan bakar, pupuk organik (kompos), biogas, dan juga berpeluang sebagai pakan ternak setelah dilakukan detoksifikasi (peng-hilangan racun) dari biji dan minyaknya. Bungkil jarak pagar merupakan bahan organik yang sangat baik dijadikan pupuk organik, karena mengandung nitrogen yang lebih tinggi dibandingkan beberapa jenis pupuk organik seperti pupuk kotoran sapi dan kotoran ayam. Bungkil biji jarak pagar yang merupakan limbah pengepresan biji jarak pagar dapat digunakan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah untuk kompor atau bahan bakar tungku. Dalam pengepresan biji jarak pagar akan diperoleh minyak dan bungkil, masing-masing sekitar 34 % dan 66 % dari bobot biji awal (Prastowo, 2008). Namun demikian kemampuan mesin pengepres hanya mampu memeras minyak maksimal 28 %. Jadi masih ada minyak yang tertinggal dalam bungkil minimal 6 % dari bobot biji awal. Oleh karena itu, bungkil masih dapat dibakar dengan baik dengan dibuat menjadi briket lebih dahulu agar mudah digunakan pada tungku sederhana. Sebenarnya jika sistem aerasi tungku baik, bentuk asli bungkil yang keluar dari pengepres dapat langsung masuk ke tungku dan dibakar. Hasil penelitian Umam (2007) melaporkan sifat fisiko kimia bungkil jarak pagar sebagai berikut (Tabel 1).
Dari hasil analisis sifat fisikokimia bungkil jarak pagar IP–1P ternyata bungkil jarak pagar masih banyak mengandung minyak 16,48% dengan nilai kalor 4473 kal/gram, sehingga sangat berpeluang untuk digunakan sebagai biobriket.
Arang briket merupakan salah satu sumber energi alternatif yang dapat digunakan untuk menggantikan se-bagian dari kegunaan minyak tanah. Biobriket merupakan bahan bakar yang berwujud padat dan berasal dari sisa-sisa bahan organik. Bahan baku pembuatan arang briket pada umumnya berasal dari batubara, tempurung kelapa, serbuk gergaji dan bungkil sisa pengepresan biji-bijian. Karakteristik briket yaitu mudah disulut karena mengandung biomassa yang dapat membantu dalam penyulutan awal. Briket dapat digunakan pada sembarang anglo, untuk menggantikan minyak tanah, kayu bakar dan gas. Disamping itu briket juga tidak berasap/berbau, efisiensi pembakaran tinggi, pembakaran stabil dan ramah terhadap lingkungan. Produk biobriket yang dihasilkan diharapkan dapat dipakai di rumah tangga maupun industri kecil dan menengah untuk menggantikan energi panas dari bahan bakar minyak dan kayu bakar. Energi panas yang dihasilkan pada pembakaran bio-briket dapat dipakai antara lain untuk memasak, pengeringan hasil pertanian, peternakan, pembakaran bata, genteng, keramik, gerabah dan industri lainnya yang membutuhkan panas. Biobriket dari jarak pagar ini juga memungkinkan untuk digunakan dalam pemenuhan energi panas pada boiler uap, industri makanan dan sebagainya.
Pembuatan biobriket bungkil jarak pagar yaitu dengan cara mencampur bungkil dengan perekat yang terbuat dari pati kanji. Kanji dari pati sagu lebih baik dibandingkan pati dari aci ubikayu. Harliana (2008) melaporkan pembuatan biobriket bungkil biji jarak pagar menggunakan campuran arang sekam dan tepung tapioka sebagai bahan perekat. Digunakannya arang sekam sebagai campuran karena sekam ber-potensi sebagai bahan baku energi alternatif yang murah bagi masyarakat. Digunakannya bahan perekat pati karena bahan perekat ini tidak berasap sehingga lebih cocok bila digunakan di rumah tangga. Keuntungan lainnya yaitu jumlah perekat yang dibutuhkan lebih sedikit dibandingkan dengan bahan perekat hidrokarbon, kelemahannya adalah briket yang dihasilkan kurang tahan terhadap kelembaban.
a. Proses pembuatan biobriket bungkil biji jarak pagar
1) Penyiapan bahan
Bahan–bahan yang diperlukan antara lain bungkil biji jarak pagar kering, sekam, dan tepung tapioka sebagai perekat.
2) Sekam dibakar dalam tempat tertutup di dalam tanah atau di dalam drum selama 20-30 menit kemudian ditutup, dihaluskan dan diayak menggunakan saringan berukuran 20 mesh. Dengan proses karbonisasi, sekam tidak akan langsung menjadi abu, tapi akan menjadi kristal berwarna hitam pekat yang mengandung unsur karbon (C) tinggi.
3) Bungkil jarak pagar dikeringkan, dihaluskan dan diayak mengguna-kan saringan berukuran 20 mesh sehingga diperoleh ukuran yang seragam.
4) Tapioka dilarutkan dalam air secukupnya kemudian dipanas-kan pada suhu ± 75ºC selama 30 menit. Selama pemanasan, larutan pati diaduk secara kontinyu agar panas yang diterima merata dan tidak terjadi penggumpalan di bagian bawah.
5) Pencampuran dan pencetakan bungkil biji jarak pagar dengan sekam yang sudah dibakar dengan perbandingan 90:10, kemudian ditambahkan larutan pati dan diaduk sampai rata selanjutnya dilakukan pencetakan. Pencetakan dilakukan secara sederhana dengan menggunakan pipa paralon (1,5 inch) yang dipotong-potong, tekan sampai padat kemudian dibuat ukuran sesuai keinginan dan dikeringkan.
6) Pengeringan dilakukan dengan menjemur di bawah sinar matahari langsung. Bila sinar matahari cerah pengeringan bisa dilakukan 2 hari sampai briket tersebut terasa ringan bila diangkat. Briket juga dapat dikeringkan dalam oven pada suhu 60ºC selama 24 jam. Setelah proses pengeringan selesai, biobriket siap digunakan. Dengan pembuatan biobriket ini petani dapat menghemat pemakaian bahan bakar minyak tanah, kayu bakar ataupun gas. Bahkan dapat memperoleh nilai tambah secara ekonomi apabila biobriket tersebut dikemas dengan baik dan dijual.
0 Komentar