Teknik Pembuatan Arang - Badan Litbang Kehutanan

TEKNOLOGI PEMBUATAN ARANG, BRIKET ARANG DAN ARANG
AKTIF SERTA PEMANFAATANNYA
I. PENDAHULUAN
Oleh:
Gustan Pari, Mahfudin & Jajuli
Keterbatasan pengadaan bahan bakar minyak dan gas yang harganya makin mahal dan
sifatnya yang tak dapat dipulihkan (non renewable), akan mendorong pemakaian kearah bahan
bakar lain dan pengembangan bahan bakar yang dapat diperbarui seperti kayu, limbah
pembalakan, limbah perkebunan dan pertanian serta biomassa lainnya. Sampai saat ini untuk
memenuhi kebutuhan bahan bakar sehari-hari dari ± 70% masyarakat Indonesia yang tinggal
didaerah pedesaan masih menggunakan kayu bakar. Kayu bakar tersebut diperoleh dari berbagai
tempat disekitarnya dimana tempat mereka tinggal seperti pekarangan rumah, kebun, kawasan
hutan atau tanaman pertanian dan perkebunan. Di beberapa daerah di Indonesia masyarakatnya
sudah ada yang menggunakan arang sebagai keperluan sehari-hari karena lebih panas dan tidak
memerlukan tempat yang khusus
Limbah-limbah seperti limbah pembalakan, limbah industri pengolahan kayu, dan limbah
perkebunan/pertanian seperti tempurung kelapa, tempurung kemiri, sabut kelapa, batang dan
bonggol jagung, batang dan kulit kacang tanah, jerami, sekam padi, dll dapat menjadi sumber
energi dipedesaan. Nilai kalor bakar cukup tinggi yaitu bekisar 3000-5000 kal/gram, dan bila
dimanfaatkan sebanyak 4 kg nilainnya kurang lebih sama dengan panas yang dihasilkan dari 1,3
kg minyak bakar (minyak tanah). Pemakaian limbah sebagai bahan bakar ini masih
menggunakan peralatan secara sederhana/tradisional yang mempunyai kelemahan dengan
ditunjukan oleh sifat pembakaran yang kurang menguntungkan antara lain banyak timbul asap,
abu, dan efesiensinya sangat rendah.
Dengan keterbatasan sumber energi dipedesaan dan harga energi yang berasal dari posil
cukup tinggi masyarakat cenderung memanpaatkan sumber energi dari kayu bakar meskipun
terdapat beberapa kelemahan oleh karena itu perlu dilakukan pembaharuan dan modifikasi
peralatan dan sumber energi seperti dengan memperluas tanaman hutan tanaman energi
memperbaharui/memodifikasi alat penghasil energi, penyempurnaan bentuk bahan baku,
perbaikan sistim pengangkutan dan penyimpanan, sehingga akan diperoleh bahan bakar yang
telah dikembangkan dengan teknologi yang sederhana dan praktis seperti arang briket,
penyempurnaan tungku pembakaran dengan menghasilkan energi panas yang tinggi.
Arang merupakan suatu produk yang dihasilkan dari proses karbonisasi dari bahan yang
mengandung karbon terutama biomass kayu. Produk ini utamanya banyak digunakan sebagai
sumber energi. Proses pembuatan arang sesungguhnyah dapat dihasilkan berbagai arang yang
mempunyai kegunaan berbeda misalnya arang biasa hasil dari pembakaran hanya dapat
dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk menghasilkan panas. Sedangkan arang dengan
memlalui proses pengaktifan fungsinya dapat berubah untuk kesehatan, pertanian, kecantikan,
elektronik, dll.
Indonesia telah lama diketahui sebagai produsen arang ekspor di pasar dunia, tercatat
Indonesia termasuk nomor satu dari lima negara pengekspor arang terbesar di dunia yaitu China,
Malaysia, Afrika Selatan dan Argentina. Tercatat tahun 2000, Indonesia mengekspor arang
sebanyak 29.867.000 kg yang terdiri dari arang tempurung kelapa (15,96%), arang mangrove
(22,31%) dan arang kayu (61,73%)

II. TEKNOLOGI PEMBUATAN
A. Teknologi Pembuatan Arang
Berbagai cara dapat ditempuh untuk merubah bahan bakar tradisional menjadi bahan
bakar konvesiona. Salah satu diantaranya adalah dengan cara menyempurnakan teknik
peralatan pembakaran, misalnya menggunakan tungku bakar yang dapat meningkatkan
efesiensi dan mutu pembakaran.cara lain dapat pula ditempuh dengan merubah sifat bahan
bakar tersebut sehingga menjadi lebih praktis dalam pemakaian.
1. Pembuatan arang dengan tungku drum hasil modifikasi.
- Limbah pembalakan, sebetan dan potongan ujung dari limbah industry pengolahan kayu
diarangkan dalam tungku drum hasil modifikasi yang terbuat dari drum bekas pakai
(gambar1)
- Tungku drum terdiri dari 4 bagian yaitu badan drum yang dibuka salah satu ujungnya,
tutup kiln atas, cerobong asap dan lubang-lubang udara pada bagian bawah drum, yang
berpungsi juga sebagai tempat pembakaran pertama.
- Limbah industri pengolahan kayu dipotong-potong dengan ukuran panjang maksimum 20
cm, lalu dimasukan kedalam tungku drum pada bagian atas dan ditata sedemikian rupa,
kemudian dinyalakan dengan cara membakar bagian lubang udara dengan umpan bakar
ranting-ranting ayu.
- Sesudah bahan baku menyala dan diperkirakan tidak akan padan maka kiln ditutup dan
cerobong asap dipasang.
- Pengarangan dianggap selesai apabila asap yang keluar dari cerobong menipis dan
berwarna kebiru-biruan. Selanjutnya tungku diturunkan sejajar dengan tanah dan
cerobong asap ditutup dengan kertas atau kain yang sebelumnya dibasahi dengan air.
Gambar 1. Proses pembuatan arang dengan tungku drum hasil modifikasi
2. Pembuatan arang dengan tungku tradisional dimodifikasi
Pembuatan arang secara sederhana dapat dilakukan dengan cara system timbun dengan
tanah (cara tradisional yang dimodifikasi):
- Tahap pertama pembuatan kotak tanah dengan ukuran 300x200 cm dengan kemiringan
tanah 10 dengan kedalaman tanah bagian depan 50 cm dan bagian belakang 20 cm.
- Dibagian tengah dibuat jalur berupa selokan yang berukuran 5x15 cm sebanyak tiga jalur
arahnya memanjang terhadap kotak tanah.
- Ketiga jalur tersebut saling berhubungan dibagian ujung kotak yang paling dangkal(bagian
belakang), yang kemudian dihubungkan dengan sebuah cerobong asap yang fungsinya

untuk menyalurkan asap. Jalur tengah digunakan untuk tempat pembakaran awal
sedangkan jalur bagian kiri dan kanan digunakan untuk sirkulasi udara.
- Untuk penataan kayu bagian samping bawah kiri dan kanan terlebih dahulu dipasang kayu
secara memanjang seukuran dengan panjang kotak tanah kayu bakar ditumpuk melebar
terhadap panjang kotak tanah, diatur serapat mungkin agar tidak ada celah diantaranya.
- Bagian pinggir tumpukan kayu semuanya dipasak dengan kayu untuk menahan dedaunan
dan tanah yang akan ditimbunkan dibagian atas tumpukan kayu bakar yang akan dibuat
arang.
- Tahapan selanjutnya yaitu memasukan umpan bakar berupa ranting atau kayu bakar kering
pada tempat pembakaran awal yang ada dibagian depan sejajar dengan jalur tengah dan
pembakaran selanjutnya dinyalakan lalu dibiarkan sampai membara dan sampai terlihat
asap keluar dari cerobong, kemudian lubang pembakaran dan lubang udara ditutup
sebagian.
- Pengarangan dianggap selesai apabila asap yang keluar dari cerobong sudah menipis dan
berwarna kebiru-biruan. Semua lubang udara ditutup dan cerobong diangkat, kemudian
dilakukan pendinginan selama 2 hari
3. Pembuatan arang dari serbuk gergajian kayu dengan tungku semi kontinyu
- Serbuk kayu gergajian diarangkan dalam tungku semi kontinyu yang terbuat dari logam
- Serbuk kayu gergajian dimasukan ke dalam tungku yang bagian bawahnya dilengkapi
dengan rak yang terbuat dari besi behel ukuran 10 dan 12 mm yang berbentuk persegi
panjang.
- Proses pengarangan dilakukan di bagian bawah tungku dengan cara mengaduk serbuk yang
turun pada bagian atasnya.
- Arang yang dihasilkan dimatikan dengan cara melewatkan arang membara kedalam bak
yang berisi air.
- Dalam satu hari kerja (8 Jam kerja) dapat diarangkan sebanyak 500-1000 kg serbuk
gergajian kayu kering udara.
Gambar 3. Alat dan proses pembuatan arang dari serbuk gergajian
dengan tungku semi kontinyu dan produknya
4. Pengarangan serbuk gergajian kayu dengan tungku model bak (datar) skala industri
- Serbuk kayu gergajian diarangkan dengan tungku yang terbuat dari bata merah yang
dilengkapi dengan sirkulasi udara, cerobong asap dan ruang penarik asap.
- Pada Tahap pertama diberi amparan ranting-ranting kayu kering 2-3,5 cm kemudian serbuk
kayu gergajian ditaburkan ke dalam bak secara merata dengan ketebalan 5 – 10 cm.

- Pada bagian depan tungku dibuat lobang untuk pembakaran awal sebanyak 6 buah dengan
10 cm, kemudian diberi minyak tanah secukupnya dan dibakar sampai membara dan
keluar asap dari cerobong asap.
- Untuk membantu menarik asap kecerobong pada bagian bawah cerobong dipanaskan
dengan cara dibakar dan selanjutnya dilakukan penambahan serbuk gergajian kayu jika
sudah terlihat warna serbuk menjadi hitam kecoklatan setiap 2 jam sekali.
Gambar 4 Pengarangan serbuk gergajian kayu dengan tungku model bak
Tabel kualitas arang dari limbah kayu
No Jenis limbah
1 Limbah pembalakan hutan tanaman produksi
dari kayu campuran (tungku drum)
2 Limbah pembalakan hutan tanaman produksi
dari kayu puspa (tungku drum)
3 Limbah pembalakan hutan tanaman produksi
dari kayu jati (tungku kubah)
4 Limbah sebetan kayu, potongan ujung dan
limbah pada pembuatan komponen meubel
kayu campuran (tungku tradisional
air abu
Kadar (%)
Zat
terbang
karbon
Nilai kalor
(kal/g)
Rendemen
rata-rata
(%)
6,53 2,64 19,56 77,80 6621 26,50
4,01 2,94 17,31 79,77 6925 25,42
4,06 3,75 8,64 87,61 6805 28,35
5,21 3,42 16,56 84,81 6651 27,73
5 Serbuk gergajian kayu campuran (tungku) 15,85 18,57 19,82 68,29 - 26,15
6 Serbuk gergajian dari kayu campuran (tungku
bak)
2,71 1,19 22,25 75,70 - -
7 Standar Nasional Indonesia (SNI) 6 4 30 - - -
B. Teknologi Pembuatan Briket Arang
Briket arang merupakan bahan bakar alternatif yang terbuat dari hasil proses pembakaran
bahan yang memiliki ukuran/ diameter kecil (ranting, serbuk, serpih, sebetan, tempurung
kelapa, tempurung kemiri dll). Limbah dari pengarangan yang berupa bongkah arang yang
berukuran kecil atau serbuk dapat diubah menjadi bentuk briket arang yang akan dapat
memperbaiki sifat fisiknya terutama kerapatan, kebersihan dan ketahanan tekan serta
memperlambat kecepatan pembakaran sehingga bentuk produk tersebut akan mempunyai
ukuran yang sama dan lebih disenangi konsumen.
Mengubahan komponen kimia kayu menjadi bentuk karbon (arang) ternyata dapat
memperbaiki nilai pembakarannya ditinjau dari nilai kalor bakar, mutu pembakaran dan
kebersihan. Sifat pembakaran arang lebih menguntungkan dibandingkan dengan asalnya,
antara lain nilai kalor bakar lebih tinggi (6000-7000 kkal/kg) serta asap dan kotoran tersisa

lebih sedikit perubahan kayu menjadi arang akan lebih luas penggunaannya sebagai bahan
bakar untuk rumah tangga dan industri.
Teknologi pembuatan briket arang sudah dilakukan di PUSTEKOLAH dengan
menggunakan sistem kempa hidroaulik secara manual dan semi manual. Proses pembuatan
briket arang terdiri dari 4 tahap pengerjaan yaitu: pembuatan serbuk dan pengayakan,
pencampuran serbuk arang dengan zat pengikat, pengeringan dan pengemasan.
Proses pembuatan briket arang adalah sbb:
- Pengarangan (Limbah pembalakan, limbah sebetan dan potongan ujung, serbuk gergaji)
dengan kadar air 15 – 30%
- Arang yang berukuran kecil (tidak laku dijual), digiling kemudian diayak hingga didapat
serbuk arang berukuran 20-60 mesh.
- Arang serbuk dicampur dengan perekat kanji tapioka (2,5-5% berdasarkan berat) kemudian
diaduk sampai rata.
- Dimasukan kedalam lubang cetakan briket dan dikempa.
- Briket arang yang masih basah dikeringkan dalam open pada suhu 60c selama 24 jam, atau
dapat dilakukan dengan cara dijemur dibawah panas matahari selama 2-3 hari.
A B
Gambar 5. Mesin briket kempa manual (A) dan lubang pencetak briket arang kontinyu (B)
C. Pembuatan Arang Aktif
Arang aktif dapat dibuat dari semua bahan yang mengandung karbon, baik itu bahan
yang berasal dari bahan organic maupun dari bahan non organic seperti tulang, resin, kayu
serbuk gergaji, sekam padi, gambut, batu bara, tempurung kelapa dan tempurung biji-bijian
lainnya (Pari, 1995). Ada dua macam cara pembuatan arang aktif yaitu dengan bahan baku arang
dan bahan baku aslinya.
Tahapan kerja pembuatan arang aktif sbb:
1. Pembuatan granular
Arang yang dihasilkan dari proses pengarangan dibuat menjadi bentuk granural dengan
ukuran sebesar krikil (Ø 2-3 cm) dengan menggunakan alat pemukul. Untuk serbuk gergaji
tidak memerlukan penghalusan ukuran partikel, kegiatan memperkecil bentuk arang adalah
untuk memperbesar bidang kontak antara bahan baku dengan bahan pengaktif.
2. Perendaman dalam bahan kimia
Arang atau bahan baku lain dimasukan kedalam bak yang didalamnya sudah merisi larutan
kimia seperti: ZnCl2, CaCl2 , Mg Cl2, NaOH,H3PO4dalam konsentrasi yang berbeda-beda

tergantung dari jenis bahan. Lama perendaman sekitar 12-24 jam dan kemudian ditiriskan
dengan meletakan ditempat terbuka sambil sesekali dibalikan sampai air permukaan hilang.
Untuk menghemat larutan kimia dapat juga dengan melakukan meletakan bahan di atas
saringan yang bagian atasnya dilapisi kacanyamuk, sehingga larutan sisa dapat digunakan
kembali dengan menambah larutan baru.
3. Pengaktipan dengan uap air panas
Butiran arang yang selesai ditiriskan dimasukan ke dalam ruangan pengaktif melalui pintu,
kemudian pintu ditutup dan dibagian luar ditahan dengan bata merah. Setelah suhu ruang
pengaktif mencapai 900 o C selanjutnya diberi uap panas ± 36 jam sampai suhu terus
meningkat hingga mencapai 1100 o C. Apabila suhu menjadi turun, penyemprotan uap
dihentikan sampai suhu meningkat kembali. Pemberian uap secara periodic setiap selang 15-
20 menit agar suhu ruangan tetap konstan. Setelah penyemprotan selesai, pemanasan masih
terus dilakukan selama 12 jam untuk mengeringkan bahan dan kemudian dikeluarkan dari
tanur sambil langsung disemprot air agar tidak terbakar. Waktu yang dibutuhkan untuk
pengaktipan adalah 48-50 jam.
4. Pengemasan
Arang aktif yang sudah kering dikemas dikemas dalam karung plastic yang terlindung dari
udara masuk. Pengemasan dalam ukuran besar dapat menggunakan karung plastic pada
bagian dalamnya dilapisi lagi dengan lembaran plastic.
5. Kualitas arang aktif
Berdasarkan Standat Industri Indonesia kualitas arang aktif harus dapat memenuhi syarat sbb:
Uraian Syarat kualitas
Butiran Serbuk
Bagian yang hilang pada pemanasan 950oC (%) Maks. 15 Maks.25
Kadar air % Maks.4,5 Maks.15
Kadar Abu % Maks.2,5 Maks.10
Bagian yang tidak mengarang 0. 0.
Daya serap terhadap 12 (mg/g) Min 750. Min 750.
Karbon aktif murni (%) Min 80. Min 65.
Daya serap terhadap bezana (%) Min 25. -.
Daya serapp terhadap biru metilen (mg/g) Min 60. Min 120.
Berat jenis curah (g/ml) 0,45-0,55 0,30-0,35
Lolos mesh 325 (5) - Min 90
Jarak mesh (%) 90 -
Kekerasan (%) 80 -
D. Kelebihan dan manfaat Arang
1. Arang Biasa:
a Sebagai bahan bakar pengganti Minyak dan kayu bakar
b Praktis, mudah dan murah untuk diperoleh
c Mudah dipindah-pindah
d Memiliki daya bakar yang lebih baik dibanding kayu bakar

2. Arang Briket:
a. Bersih dan tidak berdebu.
b. Mengeluarkan sedikit asap dan tidak berdebu.
c. Abu sisa pembakaran kecil.
d. Menghasilkan kalor panas yang tinggi dan konstan.
e. Menyala terus tanpa dikipas
f. Ramah lingkungan
g. Bahan baku briket arang melimpah.
3. Arang Aktif:
a. Dapat berfungsi sebagai filter
b. Dapat mengurangi zat beracun
c. Dapat menyerap emisi gas formaldehida dari formalin
d. Dapat menetralisir dari keracunan
e. Dapat mengurangi pengaruh pembekuan cahaya
f. Dapat meningkatkan presentase pertumbuhan tanaman (semai, anakan)
g. Dapat digunakan sebagai pengawet bahan pangan
i. Dapat dibuat menjadi sabun, cat tembok, pakan ternak, norit
E. Nano Karbon
Nilai tambah yang paling besar dari pemanfaatan limbah kehutanan dan perkebunan ini
adalah pembuatan nano karbon untuk keperluan industri outomotive, elektronik, pesawat ruang
angkasa, biosensor dan kedokteran. Pada prinsipnya arang yang dibuat masuarakat dapat diolah
lebih lanjut dengan memanaskan kembali arang tersebut sampai suhu 800 0 C untuk mendapatkan
karbon dengan kemurnian tinggi yang selajutnya di aliri arus plasma dengan teknologi Spark
Plasma Sintering (SPS) pada suhu 900-1500 0 C. Hasil penelitian sementera menunjukkan arang
yang disintering pada suhu 900 o C dan 1300 o C, menunjukkan derajat kristalinitasnya meningkat
dari 15,42% menjadi 72,04% dan 79,18%. Hal ini menunjukkan adanya perubahan struktur dari
atom karbon yang semula bersifat amorf atau strukturnya tidak beraturan menjadi pola struktur
yang teratur dengan nilai tahanan sebesar 1,2 Ω.. Nanao karbon ini dapat digunakan sebagai
bahan baku untuk membuat biosensor, batere HP, elektroda, dll
Gambar 6. Tungku arang aktif dan sintering

III. KESIMPULAN
Tungku untuk proses pembuatan arang tergantung dari bahan baku yang digunakan.
Tungku drum hasil modifikasi digunakan untuk pembuatan arang dari ranting, tempurung
(kelapa, sawi, kemiri) dan limbah industry pengolahan kayu ( sebetan, potongan ujung, serutan).
Tungku semi kontunyu dan tungku bak (datar)_ digunakan untuk pembuatan arang dari serbuk
gergajian kayu. Sedangkan tungku tradisional yang dimodifikasi dapat digunakan untuk
pembuatan arang dari limbah pembalakan. Penggunaan tungku tersebut sangat ramah lingkungan
karena asap yang terjadi dikondensasikan menjadi asap cair. Briket arang dapat dibuat dengan
cara kempa manual dan extruder . Cara kempa manual dapat dikembangkan untuk industry
briket arang skala kecil, sedang cara extruder untuk industri briket arang skala menengah
Arang aktif adalah arang yang sudah diproses lebih lanjut sehingga pori-porinya lebih
terbuka dan permukaannya lebih bertambah besar namun memiliki kadar karbon dan keaktifan
yang berpariasi tergantung pada saat aktifasi dan lamanya waktu aktifasi yang diberikan pada
saat pengaktifan. Arang aktif dapat digunakan untuk penjernihan air, norit, sabun, cat tembok,
kertas karbon untuk pengawet bahan pangan. Nano karbon dapat dibuat dari arang pada suhu
1300 0 C sehingga konduktivitasnya tinggi dan dapat digunakan sebagai bahan biosensor, bater
HP dan elektroda
IV. PENUTUP
Hasil penelitian tersebut tidak akan berarti tanpa disebarluaskan kepada masyarakat
pengguna. Untuk hal ini perlu dilakukan serangkaian ujicoba, maupun alih teknologi kepada
masyarakat dengan tujuan selain untuk mempertanggung jawabkan hasil penelitian kepada
masyarakat yang telah membiaya kegiatan penelitian ini melalui penerimaan pajak yang
disetorkan kepada negara juga untuk memberikan bekal ilmu pengetahuan dan teknologi yang
pada akhirnya masyarakat dapat membuat dan mengolah sendiri bahan-bahan yang belum
termanfaatkan, minimal untuk kebutuhan sendiri.
Hasil sosialisasi baik pada penyuluh maupun kelompok tani telah menghantarkan mereka
menjadi juara tingkat nasional dalam hala aplikasi arang kompos pada lahan gerhan dan cuka
kayu.
BAHAN BACAAN
1. Hendra, Dj. 2007. Teknologi tepat guna pembuatan arang, briket dan tungku hemat energi.
Puslitbang Hasil Hutan. Bogor
2. Sudrajat dan S. Soleh. Petunjuk teknis pembuatan arang aktif. Puslitbang hasil Hutan dan
Sosek klehutanan, Bogor.
3. Standar Nasional Indonesia. 1995. Arang aktif teknis. SNI 06-3730-1995. Badan
Standardisasi Nasional Indonesia, Jakarta.
4. BPS. 2002. Statistik perdagang dalam dan luar negeri. Jakarta

GELAR TEKNOLOGI TEPAT GUNA
Semarang, 2 Oktober 2012
TEKNOLOGI PEMBUATAN ARANG, BRIKET ARANG DAN ARANG
AKTIF SERTA PEMANFAATANNYA
Oleh:
Gustan Pari, Mahfudin & Jajuli
KEMENTERIAN KEHUTANAN
BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KEHUTANAN