ABU SEKAM PADI INDONESIA

ABU SEKAM PADI INDONESIA

Negara Indonesia yang mayoritas penduduknya adalah petani dimana kebanyakan penduduknya menjadikan beras sebagai makanan pokok.  Sehingga sumber bahan pokok yang satu ini ada dimana-mana khususnya daerah perkampungan. Berdasarkan angka perkiraan III Badan Pusat Statistik (BPS) produksi gabah nasional tahun ini diperkirakan mencapai 57,05 juta ton gabah kering giling (GKG). Dengan produksi ini terjadi peningkatan 2,59 juta ton (4,76%) jika dibandingkan dengan angka tetap (Atap) produksi 2006. Kenaikan produksi ini didorong perluasan lahan panen seluas 379,18 ribu Ha (3,22%). Dengan pertumbuhan produksi sebesar 5%, tahun depan target produksi padi nasional akan mencapai 59,9 juta ton. Angka ini dicapai dengan peningkatan produksi sebesar 2,85 juta ton GKG. (Affendi, 2008).

Negara Indonesia sendiri mempunyai sekitar 60.000 mesin penggiling padi yang tersebar di seluruh daerah yang menghasilkan limbah berupa sekam padi 15 juta ton per tahun. Dalam jumlah besar, beberapa mesin penggiling padi dapat menghasilkan limbah 10-20 ton sekam padi per hari. Sekam padi yang sering dikatakan sebagai limbah pengolahan padi ini sering diartikan sebagai bahan buangan/bahan sisa dari proses pengolahan hasil pertanian. Proses penghancuran limbah ini pun secara alami berlangsung lambat, sehingga limbah tidak saja mengganggu lingkungan sekitarnya tetapi juga mengganggu kesehatan manusia. Pada saat penggilingan padi selalu kita lihat tumpukan bahkan gunungan sekam yang semakin lama semakin tinggi. Namun pemanfaatan sekam padi tersebut masih sangat sedikit, sehingga sekam tetap menjadi bahan limbah yang mengganggu lingkungan. Alternatif pengolahan sekam sangatlah terbatas karena massa jenisnya yang rendah, dekomposisi secara alami sangat lambat, dapat menimbulkan penyakit pada tanaman padi maupun tanaman lain, kandungan mineral yang tinggi. Hal yang paling sering dilakukan petani terhadap sekam padi adalah dengan pembakaran., akan tetapi aktivitas ini dapat meningkatkan jumlah polutan dalam udara dan dapat mengganggu kesehatan masyarakat.

Namun berdasarkan  kerapatan jenis (bulk densil)1125 kg/m3, dengan nilai kalori 1 kg sekam sebesar 3300 k. kalori, serta memiliki bulk density 0,100 g/ ml, nilai kalori antara 3300 -3600 kkalori/kg sekam dengan konduktivitas panas 0,271 BTU (Houston, 1972) pada sekam padi ini . sekam padi dapat digunakan untuk biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai hal seperti bahan baku industri, pakan ternak dan energi atau bahan bakar ataupun sebagai adsorpsi pada logam-logam berat. Sekam tersusun dari jaringan serat-serat selulosa yang mengandung banyak silika dalam bentuk serabut-serabut yang sangat keras. Pada keadaan normal, sekam berperan penting melindungi biji beras dari kerusakan yang disebabkan oleh serangan jamur, dapat mencegah reaksi ketengikan karena dapat melindungi lapisan tipis yang kaya minyak terhadap kerusakan mekanis selama pemanenan, penggilingan dan pengangkutan. ( Haryadi. 2006).

Ditinjau dari komposisi kimiawinya, sekam mengandung beberapa unsur penting sebagai yang tercantum pada tabel  berikut :

Komposisi Kimia Sekam Padi (% berat) Komponen	% Berat
Kadar air	32,40 – 11,35
Protein kasar	1,70 – 7,26
Lemak	0,38 – 2,98
Ekstrak nitrogen bebas	24,70 – 38,79
Serat	31,37 – 49,92
Abu	13,16 – 29,04
Pentosa	16,94 – 21,95
Sellulosa	34,34 – 43,80
Lignin	21,40 – 46,97

Sedangkan kandungan kimia dari abu hasil pembakaran sekam padi adalah seperti yang tercantum pada tabel berikut:

Komposisi Abu Sekam Padi Komponen	% Berat
SiO2	86,90 – 97,30
K2O	0,58 – 2,50
Na2O	0,00 – 1,75
CaO	0,20 – 1,50
MgO	0,12 – 1,96
Fe2O3	0,00 – 0,54
P2O5	0,20 – 2,84
SO3	0,10 – 1,13
Cl	0,00 – 0,42

(http://digilib.unimed.ac.id/public/UNIMED-Undergraduate-22546-5.%20BAB%20II.pdf)

Dengan komposisi kandungan kimia seperti di atas, sekam dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan di antaranya:

• sebagai bahan baku pada industri kimia, terutama kandungan zat kimia furfural yang dapat digunakan sebagai bahan baku dalam berbagai industri kimia,
• sebagai bahan baku pada industri bahan bangunan, terutama kandungan silika (SiO2) yang dapat digunakan untuk campuran pada pembuatan semen portland, bahan isolasi, husk-board dan campuran pada industri bata merah, (c) sebagai sumber energi panas pada berbagai keperluan manusia, kadar selulosa yang cukup tinggi dapat memberikan pembakaran yang merata dan stabil.

Beberapa manfaat sekam padi adalah :

Sekam padi merupakan lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri dari dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling bertautan. Pada proses penggilingan beras sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan. Sekam dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku industri, pakan ternak dan energi atau bahan bakar.

a. Sumber Silika

Sekitar 20% silika dalam sekam padi merupakan suatu sumber silika yang cukup tinggi, silika dari sekam merupakan saingan dari sumber silika lain seperti pasir, bentonit dan tanah diatomae tetapi biasanya silika dari sekam padi mempunyai keuntungan karena jumlah elemen lain (pengotor) yang tidak diinginkan adalah sangat sedikit dibandingkan jumlah silikanya. Silika diperoleh dari pembakaran sekam untuk menghasilkan abu atau secara ekstraksi sebagai natrium – silikat dengan larutan alkali.

b. Pemurnian Air 

Pemanfaatan sekam antara lain sebagai sumber energi, abu gosok yaitu untuk keperluan rumah tangga, bahan pencampur untuk pembuatan semen portland dalam bidang industri, selain itu untuk menjernihkan air. Pemanfaatan sekam padi untuk menjernihkan air yaitu melalui proses filtrasi/penyaringan partikel, koagulasi dan adsorpsi. Akan tetapi karbon yang terkandung didalamsekam padi berfungsi sebagai koagulan pembantu dengan menyerap atau menurunkan logam – logam pada air yang tercemar.

c. Bahan Bakar

Pembakaran merupakan satu metode yang umum dan sering digunakan dalam proses akhir pengolahan sekam padi. Sekam padi yang dibakar secara langsung untuk meneruskan aliran uapnya atau digunakan di dalam generator untuk menghasilkan tenaga penguat dengan minyak yang memiliki nilai bahan bakar.

d. Bahan Bangunan

Manfaat sekam padi adalah sebagai bahan bangunan yang berhubungan dengan pengerasan balok, batu bata, ubin, batu tulis dan sifat lunak. Yang dapat dimanfaatkan sesuai dengan fungsinya.

 

Abu sekam padi sebagai adsorben

Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan suatu zat, ion atau molekul yang melekat pada permukaan, dimana molekul dari suatu materi terkumpul pada bahan pengadsorpsi atau adsorben. Sifat adsorpsi partikel koloid banyak dimanfaatkan dalam proses penjernihan air atau pemurnian suatu bahan yang masih mengandung pengotor, partikel koloid mempunyai permukaan luas sehingga mempunyai daya serap adsorpsi yang besar. Terjadinya adsorpsi pada permukaan larutan disebabkan karena adanya kekuatan atau gaya tarik – menarik antara atom atau molekul pada permukaan larutan. Peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain disebut adsorpsi, zat yang diserap disebut fase terserap sedangkan zat yang menyerap disebut adsorben. Peristiwa adsorpsi disebabkan oleh gaya tarik molekul dipermukaan adsorben (Estein, 2005).

 

Jenis Adsorpsi

Dari daya tarik molekul adsorben dengan adsorbat, adsorpsi bisa dibedakan menjadi dua, yaitu:

a. Adsorpsi fisika

Adsorpsi ini disebabkan oleh gaya Van Der Wall pada permukaan adsorben, panas adsorpsinya rendah dan lapisan yang terjadi pada permukaan adsorben biasanya lebih kecil dari satu molekul.

b. Adsorpsi kimia

Adsorpsi yang terjadi karena adanya reaksi antara zat yang diserap dengan adsorben panas yang adsorpsinya tinggi sehingga lapisan molekul pada adsorben hanya satu lapis, terbentuk ikatan kimia. Peristiwa adsorpsi disebabkan oleh daya tarik molekul di permukaan adsorben. Adsorpsi menurunkan ketidakseimbangan daya tarik yang terjadi di permukaan (Alberty, 1992).

Beberapa gaya yang dapat menyebabkan terjadinya adsorpsi diantaranya adalah :

(1) interaksi non polar Van der Wall,

(2) pembentukan ikatan hidrogen,

(3) pertukaran ion dan

(4) pembentukan ikatan kovalen.

Adsorpsi fisika sering sekali menunjukkan adsorpsi dari adanya gaya Van der Wall, terjadi karena adanya gaya adhesi antara zat terlarut dengan adsorben. Gaya-gaya paling kuat yang ada dalam adsorpsi molekul-molekul kecil dari larutan cair yaitu pertukaran ion dan ikatan hidrogen. Adsorpsi zat terlarut oleh adsorben padat cenderung membentuk ikatan hidrogen jika salah satu mempunyai kelompok ikatan hidrogen sebagai donor dan yang lainnya sebagai akseptor (Yun dkk., 2001 dan Alberty dkk, 1992).

 

 

Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi secara umum yakni diantaranya :

a. Luas permukaan

Dimana semakin luas permukaan adsorben, maka makin banyak zat yang teradsorpsi. Luas permukaan adsorben ditentukan oleh ukuran partikel dan jumlah dari adsorben itu sendiri.

b. Jenis adsorbat

Peningkatan polarisabilitas adsorbat akan meningkatkan kemampuan adsorpsi molekul yang mempunyai polarisabilitas yang tinggi (polar) memiliki kemampuan tarik-menarik terhadap molekul lain dibandingkan molekul yang tidak dapat membentuk dipol (nonpolar). Peningkatan berat molekul adsorbat dapat meningkatkan kemampuan adsorpsi. Adsorbat dengan rantai yang bercabang biasanya lebih mudah diadsorp dibandingkan rantai yang lurus.

c. Struktur molekul adsorbat

Hidroksil dan amino mengakibatkan mengurangi kemampuan penyisihan sedangkan nitrogen meningkatkan kemampuan penyisihan.

d. Konsentrasi adsorbat

Semakin besar konsentrasi adsorbat dalam larutan maka semakin banyak jumlah substansi yang terkumpul pada permukaan adsorben.

e. Temperatur

Pemanasan atau pengaktifan adsorben akan meningkatkan daya serap adsorben terhadap adsorbat menyebabkan pori-pori adsorben lebih terbuka. Pemanasan yang terlalu tinggi menyebabkan rusaknya adsorben sehingga kemampuan penyerapannya menurun.

f.  pH

pH larutan mempengaruhi kelarutan ion logam, aktivitas gugus fungsi pada biosorben dan kompetisi ion logam dalam proses adsorpsi.

g. Kecepatan pengadukan,

menentukan kecepatan waktu kontak adsorben dan adsorbat. Bila pengadukan terlalu lambat maka proses adsorpsi berlangsung lambat pula, tetapi bila pengadukan terlalu cepat kemungkinan struktur adsorben sepat rusak, sehingga proses adsorpsi kurang optimal.

h. Waktu kontak,

penentuan waktu kontak yang menghasilkan kapasitas adsorpsi maksimum terjadi pada waktu kesetimbangan. Waktu kesetimbangan dipengaruhi oleh tipe biomassa (aktif atau tidak aktif), ion yang terlibat dalam system biosorpsi, konsentrasi ion logam.  (http://www.newworldencyclopedia.org.entry/Adsorption.htm)

Hubungan antara jumlah adsorbat yang terserap dengan konsentrasi adsorbat dalam larutan pada keadaan kesetimbangan dan suhu tetap dapat dinyatakan dengan isoterm adsorpsi.

Dari proses penggilingan padi biasanya diperoleh sekam sekitar 20-30% dari bobot gabah. Penggunaan energi sekam bertujuan untuk menekan biaya pengeluaran untuk bahan bakar bagi rumah tangga petani. Penggunaan Bahan Bakar Minyak yang harganya terus meningkat akan berpengaruh terhadap biaya rumah tangga yang harus dikeluarkan setiap harinya. Sekam dengan persentase yang tinggi tersebut dapat menimbulkan problem lingkungan.

Untuk lebih memudahkan diversifikasi penggunaan sekam, maka sekam perlu dipadatkan menjadi bentuk yang lebih sederhana, praktis dan tidak voluminous. Bentuk tersebut adalah arang sekam maupun briket arang sekam. Arang sekam dapat dengan mudah untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar yang tidak berasap dengan nilai kalori yang cukup tinggi. Briket arang sekam mempunyai manfaat yang lebih luas lagi yaitu di samping sebagai bahan bakar ramah lingkungan, sebagai media tumbuh tanaman hortikultura khususnya tanaman bunga.

 

PROSES PEMBUATAN ARANG SEKAM

1. Sekam merupakan bahan dasar untuk membuat arang sekam dan briket arang sekar.
2. Membuat bara api dengan kayu kering untuk membuat arang sekam.
3. Setelah membuat bara api kemudian bara api ditutup dengan cerobong pembuat arang sekam.
4. Kemudian cerobong ditutup dengan sekam kering.
5. Sekam yang sudah sebagian menjadi arang sekam.
6. Arang sekam telah jadi dan siap digunakan untuk pembuatan briket arang sekam.

PROSES PEMBUATAN BRIKET ARANG SEKAM

1. Cara membuat adonan briket arang sekam, dengan ditambahkan air dan perekat (tanah liat/ tepung kanji).
2. Cara mencetak briket secara (a) manual dan (b) hidrolik.
3. Setelah briket jadi selanjutnya dikeringkan dengan sinar matahari.
4. Setelah briket kerina siap diaunakan untuk berbagai keperluan.
5. Penggunaan briket untuk tungku/kompor briket arang sekam.

Mahalnya harga briket dikarenakan sistem pencetakannya masih secara manual.

#sumber: Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian

DAFTAR PUSTAKA

 

Epstein, Gerald A. 2005.Finalization and the World Economy.Edward Elgar Publishing. USA

Alberty, R.A. 1992. Equilibrium Calculations on System of Biochemical Reaction. Chem.Biosphy.

http://www.newworldencyclopedia.org.entry/Adsorption.htm

http://digilib.unimed.ac.id/public/UNIMED-Undergraduate-22546-5.%20BAB%20II.pdf