## KARAKTERISTIK BIOCHAR BERDASARKAN JENIS BIOMASSA DAN PARAMETER PROSES PYROLISIS
Taufik Iskandar 1* , Umi Rofiatin 2
1 PS. Teknik Kimia, Fak. Teknik,Universitas Tribhuwana Tunggadewi, Malang.
2 PS. Agribisnis, Fak. Pertanian,Universitas Tribhuwana Tunggadewi, Malang. *E-mail. taufikisr9@gmail.com

## Abstrak
Penggunaan  biochar  sudah  semakin  meluas  baik  sebagai  bahan  bakar  alternatif,  industri pertanian,  industri  kimia  maupun  farmasi.  Dan  sampai  saat  ini  sifat  fungsional  biochar  belum teridentifikasi  berkaitan  dengan  biomasa  yang  digunakan  sebagai  bahan  bakunya.  Padahal kandungan senyawa kimia selulosa (C 6 H 10 O 5 )n, hemiselulosa (C 5 H 8 O 4 )n dan lignin [(C 9 H 10 O 3 )(CH 3 O)]n dalam biomasa berbeda komposisinya. Perbedaan ini tentu akan mempengaruhi produk biochar yang dihasilkan. Sehingga perlu diperhatikan karakteristik biochar sesuai fungsi dan sifat-sifat peruntukannya agar efektivitas produk menjadi lebih optimal. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui karakterisasi dan spesifikasi biochar menggunakan teknologi Pyrolisis dengan variabel ; jenis  biomasa (tempurung  kelapa, bambu,  tongkol  jagung,  sekam padi  dan  jerami  padi), temperatur proses  (300 0 C,  400 0 C,  500 0 C,  600 0 C,  700 0 C)  dan  waktu  proses  (30  menit,  45  menit,  60  menit). Produk  biochar  yang  dihasilkan  akan  di  analisa  proximate  dan  uji  nilai  kalor.  Kesimpulan  dari penelitian  ini  adalah  zat  reaktif  dalam  biomasa  sangat  menentukan  sifat  fungsional  dan  karakter biochar.  Sedang  kandungan  kimia  lainnya  seperti  selulosa,  hemiselulosa  dan  lignin  berpengaruh pada nilai kalor biochar.
Kata kunci : analisa proximate, bio-char, biomasa, nilai kalor, proses pyrolisis.

## BIOCHAR CHARACTERISTICS BASED ON BIOMASS TYPES AND PYROLYSIS PROCESS PARAMETERS

## Abstract
The use of biochar is  widespread both as an alternative fuel, agricultural industry, chemical and pharmaceutical  industries. And to  date the functional  nature of  biochar has not  been identified  with respect  to  the  biomass  used  as  its  raw  material.  Whereas  the  chemical  content  of  cellulose (C6H10O5) n, hemicellulose (C5H8O4) n and lignin [(C9H10O3) (CH3O)] n in biomass is different in composition. This difference will certainly affect the resulting biochar product. So it is necessary to note  the  characteristics  of  biochar  according  to  function  and  nature  of  the  designation  for  the effectiveness  of  the  product  becomes  more  optimal.  The  purpose  of  this  research  is  to  know  the characterization  and  specification  of  biochar  using  pyrolisis  technology  with  variable;  type  of biomass (coconut shell, bamboo, corn cask, rice  husk and  rice  straw), temperature process (300 0 C, 400 0 C,  500 0 C,  600 0 C,  700 0 C)  and  processing  time  (30  minutes,  45  minutes,  60  minutes).  The resulting biochar product will be in proximate analysis and calorific value test. The conclusion of this research  is  that  the  reactive  substances  in  biomass  greatly  determine  the  functional  properties  and character of biochar. Other chemical content such as cellulose, hemiselulosa and lignin have an effect on biochar calorific value.
Keywords : bio-char, biomass, calorific value, proximate analysis, pyrolisis process.

## PENDAHULUAN
Biomassa  dikenal  sebagai  bahan-bahan  organik yang  berasal  dari  jasad  hidup  baik  hewan  maupun tumbuh-tumbuhan.  Biomasa  banyak  digunakan sebagai  bahan  baku  industri  pertanian,  peternakan, konstruksi  dan  sebagainya  yang  pada  proses akhirnya akan menghasilkan produk limbah. Limbah biomasa  ini  akan  menjadi  masalah  jika  tidak dimanfaatkan  dengan  baik,  dan  pada  akhirnya  akan menjadi  limbah  yang  tidak  berguna  dan  berpotensi mencemari lingkungan.
Limbah biomassa mempunyai kandungan senyawa  kimia  yang  berbeda  karena  adanya  proses fotosintesa  yang  dilakukan  oleh  tumbuhan  dalam rangka  menghasilkan nutrisi saat  masih  hidup.  Pada proses  ini  terjadi  absorbsi  energi  radiasi  matahari sehingga menyebabkan karbon bebas dari CO 2 akan diikat (di-fiksasi) sehingga menjadi gula:
6 CO 2 + 6 H 2 O         C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 (1)
Glukosa ini yang kemudian membentuk senyawa organik  menjadi  selulosa  (C 6 H 10 O 5 )n,  hemiselulosa (C 5 H 8 O 4 )n dan lignin [(C 9 H 10 O 3 )(CH 3 O)]n. Senyawa-senyawa tersebut kemudian dikenal sebagai  komponen  makromolekul.  Selain  itu  juga terdapat komponen mikromolekul yang mempunyai berat  molekul  rendah  seperti  zat  ekstraktif  yang terdiri dari zat-zat organik dan bahan anorganik dan biasa disebut sebagai abu. Kedua komponen tersebut didalam  biomasa  mempunyai  komposisi  yang berbeda  dan  menjadi  penentu  utama  dalam klasifikasi  dan  identifikasi  kesesuaian  biomassa dalam  pemanfaatan  sebagai  sumber  energi,  industri pertanian atau industri lainnya.
Pemanfaatan  limbah  biomassa  secara  langsung dinilai  kurang  efisien  dan  perlu  diubah  menjadi biochar  terlebih  dulu  (Bridgwater,  A.  2003).  Salah satu  cara  untuk  meningkatkan  efektifitas  dan effisiensi  limbah  biomassa  tersebut adalah  dengan cara  karbonisasi  menggunakan  teknologi  pyrolisis. Menurut  James  G.  Speight,  1994,  Pyrolisis  adalah peristiwa kompleks, dimana senyawa organik dalam biomassa  didekomposisi  melalui  pemanasan  tanpa kehadiran  oksigen.  Sehingga  yang  terlepas  hanya bagian volatile matter ,  sedangkan  karbonnya  tetap tinggal  di  dalamnya.  Pada  penelitian  sebelumnya, (Oguntunde et   al. , 2004) menyatakan  bahwa  bahan baku  dan  kondisi  pyrolisis  (suhu,  waktu,  dan  lain lain)  dapat  mempengaruhi  stabilitas  dan  kandungan unsur  hara.  Peningkatan  phospor  total  yang  tinggi (151%) menunjukkan bahwa phospor tidak menguap pada  suhu  tinggi  yang  dihasilkan  selama  produksi arang.  Sedang  untuk  penggunaan  sebagai  bahan bakar  alternative  Tobing,  dkk  (2007)  menyatakan bahwa temperatur akan sangat berpengaruh terhadap arang yang dihasilkan sehingga penentuan temperatur  yang  tepat  akan  menentukan  kualitas
arang.  Selain  itu,  Debdoubi  dkk  (2005)  dalam penelitiannya  menyimpulkan  bahwa  semakin tinggi  temperatur  karbonisasi  akan  meningkatkan nilai kalor arang yang dihasilkan.
Berdasarkan  pernyataan  tersebut  diatas  maka pemilihan  jenis  biomassa  sebagai  bahan  baku biochar  saat  ini  belum  menjadi  perhatian.  Padahal setiap  biomasa  mempunyai  kandungan  senyawa kimia  yang  berbeda  yang  tentu  perlu  pertimbangan pemilihan proses konversi dan teknologi pengolahannya  sehingga  akan  dihasilkan  produk yang optimal sesuai dengan peruntukannya.
Oleh  karena  itu,  peneliti  merasa  perlu  untuk mengetahui  hubungan  antara  keduanya  dengan tujuan  memastikan  bagaimana  pengaruh  kandungan senyawa  kimia  biomassa  dan  temperatur  proses pyrolisis terhadap  hasil produksi  biochar  baik untuk kepentingan  bahan  bakar  alternative  maupun  untuk keperluan perbaikan tanah pertanian yang terdegradasi  dan  industri  kimia  lainnya.  Hasil  yang diharapkan adalah: adanya karakterisasi dan spesifikasi  biochar  dari  berbagai  jenis  biomassa terhadap  sifat-sifat  fungsionalnya  atau  peruntukan- nya,  dan  adanya  standard  parameter  proses produksinya.  Sedang  manfaat  penelitian  ini  dapat memberikan pilihan kepada masyarakat menyangkut pemenuhan  kebutuhan  bahan  baku  produksi  yang ekonomis  dan  menguntungkan  baik  sebagai  sumber energi  bersih  yang  baru  terbarukan,  berkesinam- bungan, relatif ramah  lingkungan,  sekaligus  sebagai bahan  amandemen  tanah  pertanian  dan  industri kimia lainnya.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  metode Experimen- tal  Laboratories dan  dilakukan  di  Laboratorium Bioenergy  Universitas  Tribhuwana  Tunggadewi, Malang,  dengan  pengamatan:  Kandungan  kimia biomassa,  kualitas  biochar  yang  meliputi  kadar  air, kadar  abu,  volatile  matter,  karbon  terikat (Fixed Carbon) dan  nilai  kalor.  Variabel  yang  dijalankan adalah  jenis  biomassa  (tempurung  kelapa,  bambu, tongkol  jagung,  sekam  padi  dan  jerami  padi). Temperatur  pyrolisis  (300 0 C,  400 0 C,  500 0 C,  600 0 C, 700 0 C).  Waktu  proses  (30menit,  45menit  dan 60menit).

## Bahan dan Alat
Jenis  limbah  biomassa  yang  digunakan  sebagai bahan  penelitian  adalah  tempurung  kelapa,  bambu, tongkol  jagung,  sekam padi  dan  jerami padi  dengan kadar  air  tidak  lebih  dari  15%  berat.  Sedang peralatan yang digunakan adalah Unit Pyrolisis.

## Prosedur Penelitian
Proses  pembuatan  biochar  dimulai  dengan pengumpulan  bahan  baku  dengan  klasifikasi tanaman  berkayu  antara  lain  tempurung  kelapa,
bambu,  tongkol  jagung  dan  tanaman  rerumputan sekam  padi  dan  jerami  padi.  Selanjutnya  bahan dipotong  5-10cm  dan  dikeringkan  hingga  kadar airnya  mencapai  10-15%  berat.  Proses  berikutnya adalah  proses  pengarangan  bahan  secara  bergantian dalam  reaktor  pyrolisis  dengan  temperatur  dan waktu  sesuai  variabel.  Selanjutnya  arang  yang merupakan biochar dikeluarkan dari reaktor pyrolisis kemudian ditumbuk sehingga menjadi bubuk dengan kehalusan  35mesh.  Setelah  itu  dilakukan  analisa proximate yang meliputi uji kadar abu, kadar air, zat mudah  menguap  ( Volatile  Matter) ,  kandungan karbon terikat (Fix Carbon) dan nilai kalor.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data kandungan kimia Biomassa.
Prosentasi  kandungan  kimia  biomassa,  dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data kandungan kimia Biomassa(%) Kandungan Kimia Jenis Biomasa Tempurung Kelapa Bambu Tongkol Jagung Sekam Padi Jerami Padi Selulosa 29.6 44.96 41 58.85 39.1 Hemiselulosa 19.27 - 36 18.03 27.5 Lignin 36.51 26.5 16 20.90 12.5 Abu 0.62 1.24 1.17 2.16 11.5
Terlihat  bahwa  masing-masing  jenis  biomassa memiliki  kandungan  selulosa,  hemiselulosa,  dan lignin  yang  berbeda.  Kondisi  demikian  adalah  sifat yang melekat pada biomassa untuk dapat menentukan  apakah  biomasa  termasuk  dalam kategori tanaman berkayu, rerumputan, atau tanaman  air.  Tabel  1.  menunjukkan  bahwa tempurung kelapa dan bambu mempunyai kandungan  lignin  masing  36.51%  dan  26.5%  lebih besar  dibanding  selulosa  dan  hemiselulosa.  Dengan demikian  tempurung  kelapa  dan  bambu  dapat dikategorikan kedalam tanaman berkayu. Sebaliknya,  sekam  padi  dan  jerami  semuanya mempunyai kandungan selulosa antara 39.1–58.85% lebih  besar  dibanding  ligninnya,  sehingga  jenis biomasa  ini  dapat  dikategorikan  kedalam  tanaman rerumputan.

## Hubungan  Jenis  Biomassa  dan  Temperatur Proses Pyrolisis terhadap Kualitas Biochar.
Hasil  analisa  kualitas  biochar  dibandingkan dengan  jenis  biomasa  dan  temperatur  proses pyrolisis dapat dijelaskan sebagai berikut :

## Kadar Abu
Kadar  abu  adalah  bahan  anorganik  yang  tidak terbakar pada proses pyrolisis dan tidak mengandung unsur karbon, dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data hasil analisa kadar abu(%) Jenis Bahan Lama (mnt) Temperatur Proses( 0 C)
300 400 500 600 700
Tempurung Kelapa 30 3.83 3.43 2.65 2.43 1.81
45 3.54 4.45 3.87 4.13 3.90
60 5.45 7.46 6.56 10.9 6.49 Bambu 30 6.35 6.75 5.74 5.86 4.52
45 5.51 6.19 5.00 7.88 7.96
60 8.06 8.21 8.27 8.77 8.65 Tongkol Jagung 30 1.86 2.77 3.12 2.75 2.04 45 3.75 3.56 4.03 4.23 3.89 60 5.87 5.75 4.55 4.50 4.25 Sekam Padi 30 22.9 22.7 23.1 24.3 25.0 45 32.0 35.5 38.5 35.0 35.3 60 38.4 41.0 44.5 48.3 41.7 Jerami Padi 30 9.55 12.0 18.6 21.4 27.8 45 31.0 31.2 33.6 33.7 35.1 60 29.9 29.4 31.2 37.9 46.7
Kadar abu pada biochar berbeda baik berdasarkan  jenis  biomassa  maupun  pada  perlakuan perbedaan  temperatur  dan  waktu  proses.  Tabel  2. menunjukkan bahwa kadar abu biochar untuk semua jenis  biomassa  pada  temperatur  300 0 C-700 0 C dengan  waktu  proses  30  menit  nilainya  tidak  stabil dan  baru  terlihat  kecenderungannya  pada  waktu proses  45-60  menit.  Untuk  semua  jenis  biomassa yang diteliti kecuali tongkol jagung, pada temperatur proses antara 300 0 C-700 0 C dan waktu proses 45-60 menit  nilai  kadar  abu  cenderung  naik  sedang  untuk tongkol  jagung  menurun.  Besaran  nilai  kadar  abu diketahui berbeda ; untuk tempurung kelapa, bambu dan  tongkol  jagung  nilainya  <  10%  sedang  sekam padi  dan  jerami  padi  >  10%  tetapi  <  50%  .  Secara rinci data dijelaskan  bahwa kadar abu pada  biomasa tempurung  kelapa  0.62%  setelah  menjadi  biochar didapat  rata-rata  kadar  abunya  4.73%,  bambu  kadar abu  biomasanya  1.24%  rata-rata  kadar  abu biocharnya  6.91%  dan  tongkol  jagung  dari  1.17% menjadi  3.79%,  sedang  sekam  padi  kadar  abu biomasanya  2.16%  setelah  diproses  didapat  nilai kadar  abu  biocharnya  22.88-25.04%  begitu  pula dengan  jerami  padi  dari  11.5%  menjadi  29.85- 46.7%.  Hasil  ini  sudah  dapat  menunjukkan  adanya hubungan keterkaitan antara kandungan abu biomassa  dengan  kadar  abu  biochar  terhadap perlakuan  perbedaan  parameter  proses  pyrolisis yaitu  pada  perubahan  temperatur  maupun  waktu proses.  Diketahui  bahwa  kadar abu dalam  biomassa adalah  unsur  kimia  yang  terdiri  dari  garam karbohidrat,  sulfat,  fosfat  dan  silikat  dari  kalium, kalsium,  magnesium  maka  jika  kandungan  kimia dalam  biomasa  ini  dipanaskan  hingga  berat  konstan akan  menghasilkan  kandungan  abu  dalam  biochar
sebanding  dengan  kandungan  abu  dalam  biomassa. Abu  dalam  biochar  adalah  oksida-oksida  logam yang  terdiri  dari  mineral-mineral  yang  tidak  dapat menguap,  mempunyai  sifat  tidak  mudah  terbakar. Oleh karena itu kadar abu dalam biochar  ini banyak mempengaruhi mutu biochar karena dapat menyebabkan  terjadinya  penyumbatan  pori-pori pada  biochar  sehingga  luas  permukaannya  akan menjadi  berkurang  (Scroder  Eliabeth,  2006).  Selain itu  juga  akan  berpengaruh  terhadap  nilai  kadar karbon terikat nya (Fixed Carbon) dan nilai kalornya (Caloric Value) . Dengan demikian, akan berpengaruh  terhadap  sifat  fungsional  biochar  baik untuk  digunakan  sebagai  bahan  perbaikan  tanah maupun untuk keperluan energy alternatif.

## Kadar Air
Hasil  analisa  biochar  terhadap  kadar  air  dapat dilihat pada Tabel 3
Tabel 3. Data hasil analisa kadar air(%) Jenis Bahan Lama (mnt) Temperatur Proses( 0 C) 300 400 500 600 700 Tempurung Kelapa 30 5.61 4.25 4.46 4.46 4.11 45 4.01 3.54 3.65 3.44 2.99 60 3.85 3.33 2.74 3.05 2.47 Bambu 30 6.61 5.58 6.22 5.14 4.38 45 6.82 6.38 5.96 5.38 5.12 60 5.25 4.10 3.75 2.87 2.85 Tongkol Jagung 30 3.72 1.55 1.48 1.45 1.38 45 1.50 2.00 1.47 1.43 1.43 60 0.98 0.73 0.67 1.81 0.73 Sekam Padi 30 8.65 6.65 5.40 5.95 6.20
45 4.89 5.23 5.36 5.03 4.19 60 3.79 3.59 3.43 3.25 3.68 Jerami Padi 30 6.11 6.24 5.72 5.41 3.86
45 5.17 5.82 5.74 5.03 3.45 60 5.11 6.22 5.51 4.99 3.69
Tabel  3  menunjukkan  bahwa  pada  temperatur  dan waktu  proses  semakin  tinggi  maka  nilai  kadar  air menjadi  lebih  rendah.  Biochar  tempurung  kelapa nilai  kadar  airnya  2.47-5.61%,  bambu  2.85-6.82%, tongkol jagung 0.67-3.72%, sekam padi 3.25-8.65% dan  jerami  padi  3.45-6.24%.  Kadar  air  yang  rendah ada pada tongkol jagung dan yang tertinggi ada pada jerami  padi.  Rentang  kadar  air  yang  lebar  terjadi pada  biomassa  bambu,  sekam  padi  dan  jerami  padi yaitu  tumbuhan  dari  golongan  rumput-rumputan. Biomassa  dari  golongan  rumput-rumputan  mempu- nyai kemampuan daya hisap daunnya lebih kuat agar bisa  tetap  hidup  sehingga  kadar  airnya  menjadi banyak.  Selanjutnya  pada  temperatur  proses  rendah (300 0 C)  dan  waktu  proses  singkat  (30  menit) menghasilkan  nilai kadar air  banyak.  Hal  ini  karena pada saat proses pyrolisis berlangsung, energy untuk
menguapkan air tidak cukup pada kondisi temperatur  dan  waktu  yang  rendah  sehingga kandungan  air  pada  biochar  yang  dihasilkan  masih cukup  banyak.  Selain  dari  itu,  nilai  kadar  air  pada produk  biochar  juga  dapat  dipengaruhi  oleh terjadinya  kontak  langsung  antara  biochar  yang bersifat  higroskopis  sebagai  akibat  temperatur  yang tinggi  dengan udara  sekitar dan  biochar pun  banyak menyerap uap air  (Hartanto dkk, 2010). Nilai kadar air  pada  biochar  yang  tinggi  akan  bermasalah  pada penggunaannya  sebagai  energy  karena  panas  yang tersimpan  dalam  biochar  akan  digunakan  terlebih dahulu  untuk  mengeluarkan  air  yang  ada  sebelum kemudian menghasilkan panas yang dapat digunakan  sebagai  panas  pembakaran.  Oleh  karena itu kadar air dalam biochar merupakan  faktor utama yang  harus  dipertimbangkan  jika  akan  digunakan sebagai bahan baku energi karena akan mempengaruhi  sifat  fungsional  biochar  secara keseluruhan . Sehingga untuk tujuan pemilihan bahan baku energi alternative, biomassa  yang dipilih harus mempunyai  kadar  air  yang  rendah  sehingga  tidak banyak  berpengaruh  terhadap  penurunan  nilai  kalor dan  kualitas  biochar  lainnya.  Tidak  berbeda  dengan biochar  sebagai  bahan  baku  energi,  biochar  untuk keperluan  industri  pertanian  juga  harus  mempunyai kadar  air  yang  rendah  karena  dapat  membantu mempercepat penyerapan unsur hara dan atau air.
Kadar zat mudah menguap (Volatile Matter=VM) Volatile  Matter  adalah  bahan  yang  mudah menguap.  Dalam  biomassa  bahan  yang  mudah menguap  adalah  metan,  hidrokarbon,  hidrogen, karbon  monoksida  dan  gas-gas  yang  tidak  mudah terbakar  seperti  karbon  dioksida  dan  nitrogen. Kandungan  VM    berkisar  antara  20-35%.  Hasil analisa VM dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Data hasil analisa kadar zat mudah menguap (Volatile Matter)(%)
Jenis Bahan Lama (mnt) Temperatur Proses( 0 C) 300 400 500 600 700 Tempurung Kelapa 30 20.16  20.36  20.36  19.90  20.00 45 20.98  21.74  21.99  21.67  23.56 60 21.79  22.44  22.89  22.07  23.62 Bambu 30 23.75  24.68  24.00  22.79  21.57 45 24.27  24.74  23.00  22.05  21.00 60 24.44  23.82  22.86  22.21  20.99 Tongkol Jagung 30 23.58  21.76  22.14  22.63  23.06 45 17.59  19.52  21.99  23.19  23.41 60 20.02  22.31  22.29  23.11  23.91 Sekam Padi 30 24.89  25.68  24.00  21.01  19.95 45 25.00  25.87  22.97  20.00  20.98 60 25.58  26.40  20.45  19.41  21.11 Jerami Padi 30 33.02  32.08  30.27  29.86  27.70
45 31.07  31.78  29.98  27.69  28.39
60 29.76  30.68  30.17  26.79  27.71
Berdasarkan  Tabel  4.  hasil  uji  VM  nilainya dipengaruhi  oleh  temperatur  proses  dan  sedikit berpengaruh  terhadap  perubahan  waktu  proses. Besaran  nilainya  hampir  semua  sama  yaitu  antara 17.59-26.40%.  tetapi  pada  bahan  baku  jerami  padi besarnya  sedikit  lebih  banyak  yaitu  26.79-33.02%. Pada tempurung kelapa dan tongkol jagung nilai VM dipengaruhi oleh temperatur proses dimana semakin tinggi  temperatur,  nilai  VM  juga  naik  sedang  pada bambu,  sekam  padi  dan  jerami  padi  kebalikannya yaitu  semakin  tinggi  temperatur  nilai  VM  menjadi lebih  sedikit.  Hal  ini  terjadi  karena  VM  dalam biochar adalah senyawa-senyawa selain air, abu dan karbon, VM terdiri dari unsur hidrogen, hidrokarbon CO 2 -CH 4 ,  metana  dan  karbon  monoksida.  Oleh karena  itu,  tinggi  rendahnya  nilai  VM  pada  biochar adalah karena adanya komponen kimia zat ekstraktif dari  biomasanya.  Hal  ini  sejalan  dengan  pernyataan Earl  dalam  Yuwono  (2009)  yang  mendefinisikan bahwa  kadar  zat  mudah  menguap  adalah  sebagai kehilangan  berat  (selain  karena  hilangnya  air)  dari biochar  yang  terjadi  pada  saat  proses  pengarangan berlangsung. Selanjutnya  Fengel  dan  Wagener dalam Yuwono, 2009 menyebutkan bahwa penguapan  volatile  matter  ini  terjadi  sebelum berlangsungnya  oksidasi  karbon  dan  kandungan utamanya  yaitu  hidrokarbon  serta  sedikit  nitrogen. Kandungan  volatil  matters  ini  memegang  peranan penting  pada  penggunaan  biochar  sebagai  bahan baku energy karena kandungan zat mudah  menguap berhubungan dengan kemampuan menyala (ignitabi- lity) sedang  kemampuan  terbakar (combustibility) yang  disebabkan  karena  adanya  unsur  hidrokarbon (alifatik  dan  aromatik)  yang  sifatnya  mudah terbakar.
Kadar Karbon Terikat (Fixed Carbon=FC) Karbon terikat atau Total Carbon (Fixed Carbon) adalah  bahan  bakar  padat  yang  tertinggal  dalam reaktor  setelah  proses  pyrolisis.  Jadi  kandungan utama  dari  FC  adalah  karbon  dan  sedikit  ikutannya mengandung  hidrogen,  oksigen,  sulfur  dan  nitrogen yang  tidak  terbawa  gas.  Nilai  FC  didapat  dari  hasil pengurangan  antara  jumlah  karbon  murni  yang terkandung  didalam  biochar  dikurangi  dengan besarnya nilai kadar air, kadar abu dan FC nya. :
Fixed Carbon = 100%-(%Air+%Abu+%VM)
Hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.

## Tabel 5. Data hasil analisa Karbon Terikat
(Fixed Carbon)(%)
Jenis Bahan Lama (mnt) Temperatur Proses( 0 C)
300 400 500 600 700 Tempurung Kelapa 30 70.4  71.97  72.54  73.22  74.08 45 71.47  70.27  70.49  70.76  69.56 60 68.91  66.77  67.81  63.99  67.42 Bambu 30 63.29 63  64.04 66.2  69.53 45 63.4  62.69  66.04 64.7  65.92 60 62.24  63.87  65.12  66.16  67.51 Tongkol Jagung 30 70.84  73.92  73.26  73.17  73.52 45 77.16  74.93  72.51  71.15  71.26 60 73.13  71.21  72.49  70.58  71.11 Sekam Padi 30 43.56  44.97 47.5  48.74  48.86 45 38.14  33.42  33.18  39.97  39.59 60 32.27  29.02  31.59  28.99  33.46 Jerami Padi 30 51.32  49.68  45.43  43.33 40.6 45 32.76  31.18  30.72  33.61  33.01 60 35.22 33.7  33.13  30.32 21.9
Terlihat  dari  Tabel  5,  bahwa  hasil  analisa  FC biochar  tempurung  kelapa  adalah  63.99-74.08%, bambu 62.24-69.53%, tongkol jagung 70.58-77.16% dan  sekam  padi  28.99-48.86%,  pada  setiap perubahan  temperatur  yang  semakin  tinggi  didapat nilai  FC  nya  cenderung  semakin  tinggi.  Sebaliknya untuk  jerami  padi,  temperatur  semakin  tinggi,  nilai FC  semakin  rendah  (21.90-51.32%) . Sementara  itu, waktu  proses  juga  berpengaruh  terhadap  nilai  FC dimana  semakin  lama  waktu  proses  nilainya  akan menjadi  lebih kecil. Hal  ini disebabkan karena  nilai FC  berbanding  terbalik  dengan  besarnya  nilai kadar air, kadar abu dan VM nya. Jika diperhatikan dengan seksama,  maka  nilai  FC  tersebut  adalah  fraksi karbon  yang  terdapat  didalam  biochar  selain  kadar abu. Dengan demikian kandungan zat ekstraktif pada biomasa  akan  berpengaruh  terhadap  kadar  karbon dalam  biochar  dan  salah  satu  penentu  kualitas biochar  karena  berhubungan  dengan  besarnya  nilai kalor.

## Nilai kalor
Hasil  analisa  biochar  terhadap  nilai  kalor  dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Data hasil analisa biochar terhadap uji nilai kalor(kal/gr)
Jenis Bahan Lama (mnt)
Temperatur Proses( 0 C)
300 400 500 600 700
Tempurung Kelapa 30 6,145   6,415   6,841   7,011   6,999 45 6,459   6,922   7,084   7,345   7,122 60 7,111   7,678   7,885   8,143   7,345 Bambu 30 5,875   6,486   6,832   7,189   6,997 45 6,695   6,898   6,939   6,996   7,012 60 7,071   7,088   7,094   7,129   7,149 Tongkol Jagung 30 5,991   6,400   6,725   6,699   6,719 45 6,339   6,822   6,982   7,021   6,947 60 6,313   6,720   7,111   6,273   6,888 Sekam Padi 30 3,538   3,589   3,717   3,718   3,883 45 3,589   3,936   4,065   4,139   4,091 60 3,603   3,643   3,705   4,603   4,004 Jerami Padi 30 3,007   3,088   3,379   3,551   3,341 45 3,232   3,375   3,648   3,487   3,141 60 2,998   3,588   3,552   3,340   3,043
Berdasarkan  Tabel  6.  dapat  ditunjukkan  bahwa pada  temperatur  proses  pyrolisis  antara  300-700 0 C, tempurung  kelapa  menghasilkan  biochar  dengan nilai kalor 6,145-8,143kal/gr, bambu 5,875- 7,189kal/gr  dan  tongkol  jagung  5,991-7,111kal/gr. Biochar  dari  ketiga  jenis  biomassa  ini  mempunyai nilai  kalor  cukup  besar  dibanding  dengan  biochar dari  bahan baku sekam padi  yaitu 3,538-4,603kal/gr dan  jerami  padi  2,998-3,648kal/gr.  Semua  jenis biomassa  pada temperatur  proses  300 0 C  nilai  kalor biochar  yang  dihasilkan  rendah  kemudian  naik sampai  dengan  temperatur  600 0 C  kemudian  pada temperatur  700 0 C  turun  lagi.  Jadi  pada  temperatur 600 0 C nilai kalor menjadi optimal dan tidak banyak dipengaruhi  oleh  waktu  proses.  Hal  ini  dapat dijelaskan  bahwa  pada  temperatur  600 0 C  akan dihasilkan karbon yang banyak. Jumlah karbon yang banyak  akan  menghasilkan  nilai  kalor  yang  besar dan  biasanya  sedikit  asap.  Demikian  pula  kadar  air dan  kadar  abunya.  Semakin  rendah  kadar  air  dan kadar  abu  maka  semakin  tinggi  nilai  kalor  yang dihasilkan dan sebaliknya. Untuk pengaruh kandungan  kimia  biomassa  terhadap  biochar  yang dihasilkan  ternyata  selulosa,  lignin,  dan  zat ekstraktif memberikan kontribusi yang berbeda-beda terhadap nilai kalor, khususnya lignin dan ekstraktif memberikan  nilai  kalor  lebih  besar  daripada selulosa.  Hal  ini  sejalan  dengan  pernyataan Prawirohatmodjo  (2004),  yang  menyatakan  bahwa pengaruh  susunan  kimia  yang  berasal  dari  lignin memiliki  nilai  kalor  lebih  tinggi  dibanding  dengan selulosa. Sementara itu, adanya resin yang menyertai dalam  lignin  juga  dapat  mempengaruhi  nilai  kalor yang  dihasilkan  sebagai  akibat  adanya  kandungan
oleoresin  yang  memiliki  Nilai  Kalor  8.500kal/gr (Haygreen et al ., 2003).
Analisa Statistik .
Hasil  analisis  faktor  korelasi  antara  temperature dengan  5  parameter,  didapatkan  bahwa  temperature memiliki  hubungan  yang  signifikan  dengan  kadar air, kadar abu, dan VM. Hal ini karena pada nilai sig (p_value)  temperature  dengan  ketiga  parameter sebesar 0,004, 0,05, dan 0,001 dimana nilai ini lebih kecil dari 0,05 (5%).
Koefisien  korelasi  antara  temperature  dengan kadar  air  dan  VM  masing-masing  sebesar  -0,698, dan  -0.764.  Nilai  ini  memberi  informasi  bahwa kenaikan temperature akan berdampak pada penurunan  kadar  air  dan  VM.  Koefisien  korelasi antara  temperature  dengan  kadar  abu  pada  jerami padi  sebesar  0,502.  Nilai  koefisien  ini  memberi makna  bahwa  kenaikan  temperature  akan  diikuti kenaikan kadar abu pada jerami padi.
Hasil  analisis  korelasi  antara  waktu  dengan  5 parameter  didapatkan  hubungan  yang  signifikan antara  waktu  dengan  kadar  abu  dengan  FC  karena nilai  sig  (p_value)nya  lebih  kecil  dari  0,05. Koefisien  korelasi  antara  waktu  dengan  kadar  abu sebesar  0,68.  Nilai  ini  memberi  informasi  bahwa penambahan waktu akan diikuti kenaikan kadar abu pada  jerami  padi.  Koefisien  korelasi  antara  waktu dengan  FC  sebesar  -0,68 sehingga dapat  dinyatakan bahwa  penambahan  waktu  akan  diikuti  penurunan FC pada jerami padi.

## SIMPULAN
Berdasar  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan maka  dapat  disimpulkan  bahwa  :  kualitas  biochar banyak  dipengaruhi  oleh  zat  ekstraktif  yang terkandung  dalam  biomassa  dan  temperatur  proses pyrolisis yang mana menentukan besaran nilai kadar air, kadar abu, VM, FC serta nilai kalor. Nilai  kalor biochar selain dipengaruhi oleh FC juga dipengaruhi oleh  kandungan  lignin  dalam  biomassa.  Jenis biomassa mempunyai hubungan keterkaitan terhadap produk biochar yang dihasilkan, tempurung kelapa,  bambu  dan  tongkol  jagung  baik  untuk direkomendasikan  sebagai  bahan  bakar  alternatif sedang sekam padi dan jerami padi dapat digunakan untuk industri pertanian atau industri kimia lainnya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti  mengucapkan  terima  kasih  kepada DRPM  DIKTI,  Kopertis  7,  Dekan  Fakultas  Teknik, dan  segenap  petugas  Laboratorium  Bioenergy, Universitas  Tribhuwana  Tunggadewi,  Malang  yang telah  memberi  bantuan  dengan  sungguh-sungguh, sehingga penelitian dapat berjalan dengan lancar dan selesai tepat waktu
Taufik  Iskandar 1* ,  Umi  Rofiatin 2 :  karakteristik  biochar  berdasarkan  jenis  biomassa  dan  parameter proses pyrolisis

## DAFTAR PUSTAKA
Arumaarifu.  2010.  Apa  Itu  Pirolisis?.  (online). http://arumaarifu.wordpress.com. Diakses 02 Mei 2010. Pukul 10.21.
Balai  Informasi  Pertanian  Departemen  Pertanian, Arang Tempurung. Departemen Pertanian, Propinsi Sulawesi Utara, Menado, 1987.
Bridgwater,  A,  2003.  Renewable  fuels  and chemicals  by  thermal  processing  of  biomass. Chem. Eng. J. (2003)
Debdoubi,  A., El amarti,  A., dan Colacio, E., 2005, Production  of  Fuel  Briquettes  from  Esparto Partially  Pyrolized,  Energy  Conversion  and Management Journal Vol. 46, pp. 1877-1884
Djatmiko,  B.,  S.  Ketaren  dan  S.  Setyahartini,
Pengolahan  Arang  dan  Kegunaannya. Agro Industri  Press,  Jurusan  Teknologi  Industri Pertanian,  Fakultas  Teknologi  Pertanian  IPB, Bogor, 1985.
Ensiklopedia  Nasional  Indonesia, Sifat  Fisika  dan Kimia  Arang ,  Jil.2.  Departemen  pandidikan Nasional, Jakarta, 1995.
Earl, D.E., 1974. A report on Corcoal, Andre Meyer Researc Fellow. FAO. Rome.
Haygreen  ,  J.  G.,  J.  L.  Bowyer,  and  R.  Schmulsky. 2003.  Forest  Product  and  Wood  Sciences  an Intoduction.  Ames  :  IOWA  State  University Press.
Hartanto,  Singgih  dan  Ratnawati, Pembuatan Karbon    aktif    dari  Tempurung  Kelapa  Sawit dengan  Metode  Aktivasi  Kimia, Jurnal  Sains Materi Indonesia Vol. 12,  No. 1,  hal : 12 – 16. ISSN : 1411-1098. Program  Studi  Teknik Kimia, FTI-ITI. Tangerang, 2010.
James  G  Speight,  1994."The  Chemistry  and Technology of Coal" 2 nd Edition, Macel Dekker, Inc. New York
Ogi, T., 2002. "Biomass Handbook", Japan Institute of  Ed.,  Ohm-sha,  PP.16-19  (dalam  Bahasa Jepang)
Ogutunde  et  al.,  2004.  “Effects  of  charcoal production  on  maize  yield,  chemical  properties and  texture  of  soil,  Biology  and  Fertility  of Soils” 39: 295-299
Prawirohatmodjo,  S  2004.  Sifat  -  sifat  Fisika  Kayu Bagian  Penerbitan  Fakultas  Kehutanan  UGM. Yogyakarta
Scroder Eliabeth, “ Experiment on the Generation of activated  carbon  from  Biomass ”,  Institute  for Nuclear  and  energy  Technologies  Forschungs Karlsruhe, hal 106-111, Germany, 2006.
Tobing dkk, 2007.
Tsoumis,  G.  1991.  Science  and  Technology  of Wood  –  Structure,  Properties  and  Utilization. New York: Van Nostrand Reinhold.