Sekam Sebagai Sumber Energi

Sekam Padi

Sekam adalah nama yang diberikan untuk bagian terluar bulir padi yang sudah terpisah dari isinya. Sekam merupakan hasil samping yang diperoleh dari proses pemberasan. Pemberasan ialah proses mengupas gabah dengan hasil berupa beras pecah kulit dan sekam yang sudah terpisah sendiri-sendiri. Dalam praktek istilah sekam meliputi kulit gabah yang berasal dari pengupasan bulir gabah isi maupun yang berasal dari gabah hampa yang sejak semula tidak ada isinya.

Komponen utama pembentuk sekam adalah selulosa. Pengukuran komposisi kimia sekam oleh Kim dan Eom (2001) memberikan hasil berupa air 5%, lignin 21,6%, holoselulosa 60,8% dan abu 12,6%. Nilai energi sekam sekitar 3000 kcal per kilogramnya. Untuk menghasilkan pembakaran sempurna sekam, tiap kg sekam membutuhkan kira-kira 4.7 kg udara.

Sekam memiliki beberapa kegunaan antara lain untuk media tanam, untuk hamparan pada peternakan ayam, untuk campuran pembuatan kompos dan tentu saja untuk dijadikan bahan bakar. Arang sekam dimanfaatkan antara lain untuk pengaya tanah pertanian, dijadikan briket untuk bahan bakar, serta untuk penyaring pada penjernihan air. Sedangkan abu sekam digunakan untuk abu gosok pencuci perabotan makan. Beberapa penelitian juga menunjukkan kemungkinan penggunaan abu sekam untuk campuran bahan bangunan.

Sekam Sebagai Sumber Energi

Salah satu pemanfaatan sekam adalah sebagai bahan bakar. Berbagai teknologi pemanfaatan sekam sebagai sumber energi antara lain dengan dibakar langsung atau diubah terlebih dulu secara fisika atau secara kimia. Sekam dibakar langsung melalui beberapa macam cara antara lain sebagai campuran bahan bakar pada tungku kayu biasa, dibakar pada tungku yang diberi sarangan miring yang dirancang untuk pembakaran sekam, atau dibakar pada kompor dengan bentuk rancangan khusus untuk sekam. Pengubahan sekam secara fisika dilakukan dengan membuat briket sekam dengan maksud untuk memperbesar nilai energi per satuan volumenya. Pengubahan secara kimia dilakukan dengan cara pembuatan arang, pirolisa dan gasifikasi. Selain itu secara biokimia, sekam juga bisa diubah menjadi ethanol.
Dalam kaitannya sebagai sumber energi, bahan biomas biasanya diukur kualitas kandungan atau keluaran energinya menggunakan analisis proximat dan ultimat. Berikut ini hasil pengukuran terhadap sekam yang diperoleh dari beberapa pustaka.
Tabel 6. Analisis proximat dan ultimat pada sekam dari beberapa pustaka.

Parameter	P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7	P8
Moisture	9.0	9.3		9.45	6.37	10.1	11.0	10.3
Proximate analysis (wt% d.b.)
Combustible					81.93
Volatile matter	63.7	57.7	66.40	70.6	-	64.1		55.6
Fixed carbon	10.5	15.4	13.60	2.97	-	11.1		20.1
Ash	25.8	17.6	20.00	17.09	11.70	14.7	14.16	14.0
Ultimate analysis (wt% d.b.)
Carbon	45.9	36.6	37.60	50.45	45.28	37.8	44.99	38.0
Hydrogen	6.2	5.81	5.42	6.58	5.51	5.0	6.39	4.55
Oxygen	47.3	36.65	36.56	41.46		40.3	50.48	32.4
Nitrogen	0.6	3.31	0.38	1.49	0.67	0.6	0.19	0.69
Sulphur			0.03	0.23	0.29	trace	0.07	0.06
Chlorine			0.01		0.19
HHV (MJ.kg-1)	15.7				4012 kcal/kg			14.98
LHV (MJ.kg-1)	14.4		14.22				12.34
Bulk density (kg.m-3)	120

Sumber: P1 (Sarasuk and Sajjakulnukit 2011), P2 (Ramirez et al 2007), P3 (Mansaray et al 1999), P4 (Natarajan and Sundaram 2009), P5 (Tsai et al 2007), P6 (Rozainee et al 2010), P7 (Janvijitsakul et al 2004), P8 (Madhiyanon et al 2009).
Pada pembakaran dengan pasokan aliran udara secara konveksi alami, sekam cukup sulit terbakar secara sempurna karena bentuk curahnya kurang memberi ruang bagi pencampuran dengan udara untuk reaksi oksidasi. Penggunaan aliran paksa dengan kipas atau penghembus akan mengatasi masalah ini, namun debit udara yang besar menyebabkan lebih banyak panas yang terbuang bersama aliran gas pembuang asap, yang akibatnya akan menurunkan efisiensi pemanfaatan panas ke bahan yang dipanasi.
Pembakaran bertahap dengan teknologi gasifikasi agaknya merupakan pendekatan yang paling cocok untuk pemanfaatan energi panas dari sekam. Pada teknologi ini, aliran udara terbatas dengan ukuran kira-kira 1/3 volume stoikiometri pembakaran sempurna dialirkan melalui bidang pembakaran sekam dalam ruang terkendali. Pasokan udara terbatas tersebut akan menghasilkan pembakaran yang tidak sempurna. Asap yang terjadi yang merupakan campuran antara CO₂, uap tar, dispersi fraksi padat tar, gas bakar (terutama berupa CO dan H₂), dan beberapa senyawa lainnya, kemudian disalurkan ke pembakar dan direaksikan dengan udara sekunder. Karena pada saat disalurkan ke ruang bakar sudah dalam bentuk gas, maka pencampuran dengan udara berlangsung dengan mudah sehingga pembakaran berlangsung lebih sempurna.

Daftar Pustaka

Janvijitsakul, K., V.I. Kuprianov, W. Permchart; 2004; Co-firing of Rice Husk and Bagasse in a Conical Fluidized-bed Combustor; The Joint International Conference on “Sustainable Energy and Environment (SEE)” 1 – 3 December 2004, Hua Hin, Thailand.
Kim, H.J., and Y.G. Eom; 2001; Thermogravimetric Analysis of Rice Husk Flour for A New Raw Material of Lignocellulosic Fiber–Thermoplastic Polymer Composites; Journal of the Korean Wood Science and Technology Mokchae Konghak; 29(3) 2001. pp. 59−67.

Madhiyanon, T., P. Sathitruangsak, S. Soponronnarit; 2009; Co-combustion of Rice Husk with Coal in a Cyclonic Fluidized-Bed Combustor; Fuel 88 (2009) 132–138.

Mansaray, K.G., A.E. Ghaly, A.M. Al-Taweel, F. Hamdullahpur, V.I. Ugursal; 1999; Air Gasification of Rice Husk in a Dual Distributor Type Fluidized Bed Gasifier; Biomass and Bioenergy 17 (1999) 315 – 332.

Natarajan. E, and E.G. Sundaram; 2009; Pyrolysis of Rice Husk in a Fixed Bed Reactor; World Academy of Science, Engineering and Technology; 56 2009.

Ramírez, J.J., J.D. Martínez, S.L. Petro; Basic Design of a Fluidized Bed Gasifier for Rice Husk on a Pilot Scale; Latin American Applied Research; 37 : 299 – 306 (2007).

Rozainee, M., S.P. Ngo, A.A. Salema, K.G. Tan; 2010; Effect of Feeding Methods on the Rice Husk Ash Quality in a Fluidised Bed Combustor; Emirates Journal for Engineering Research 15 (1), 1 – 12 (2010).

Sarasuk, K., and B. Sajjakulnukit; 2011; Design of a Lab–Scale Two–Stage Rice Husk Gasifier ; Energy Procedia; 9 (2011) 178 – 185 .

Tsai, W.T., M.K. Lee, Y.M. Chang; 2007; Fast Pyrolysis of Rice Husk: Product Yields and Compositions; Bioresource Technology 98 (2007) 22–28.