Pengaruh Variasi Perbandingan Eceng Gondok dan Tempurung Kelapa serta Variasi Kadar Perekat Tapioka Terhadap Karakteristik Briket

(1)

PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN

ECENG GONDOK DAN TEMPURUNG KELAPA

SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA

TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET

SKRIPSI

Oleh

MELIZA

130425001

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

(2)

PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN

ECENG GONDOK DAN TEMPURUNG KELAPA

SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA

TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET

SKRIPSI

Oleh

MELIZA

130425001

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

(3)

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN ECENG GONDOK DAN

TEMPURUNG KELAPA SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA

TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET

dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.

Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai aturan yang berlaku.

Medan, 07 Oktober 2015

(4)

PENGESAHAN

Skripsi dengan judul :

PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN ECENG GONDOK DAN

TEMPURUNG KELAPA SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA

TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET

(5)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Variasi Perbandingan Eceng Gondok dan Tempurung Kelapa serta Variasi Kadar Perekat Tapioka Terhadap Karakteristik Briket”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Politeknik Teknologi Kimia Industri.Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Penelitian ini memberikan informasi tambahan mengenai briket yang dibuat dari eceng gondok dan tempurung kelapa dengan menggunakan perekat tapioka untuk menghasilkan karakteristik briket yang terbaik serta meningkatkan nilai ekonomi eceng gondok dan tempurung kelapa untuk dimanfaatkan sebagai salah satu sumber energi alternatif.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Siselaku Dosen Pembimbing I yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik.

2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Siselaku Dosen Pembimbing II dan ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan masukan dalam penulisan skripsi ini.

3. Ibu Dr. Erni Misran, ST, MT dan Bapak Bode Haryanto, ST, MT, Ph.D selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.

(6)

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, 07 Oktober 2015

(7)

DEDIKASI

(8)

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Meliza NIM : 130425001

Tempat/tgl lahir : Medan, 23 Mei 1991 Nama orang tua : Ahmad

Alamat orang tua :

Jl.Letda Sujono Gg. Sepakat No. 06 Medan 20225 Asal Sekolah:

 SD Negeri 064974 Medan tahun 1997-2003

 SMP Negeri 17 Medan tahun 2003-2006

 SMA Prayatna Medan tahun 2006-2009

 Pendidikan Teknologi Kimia Industri 2009-2012 Beasiswa yang pernah diperoleh:

Beasiswa Pusdiklat Kementerian Perindustrian tahun 2013-2015 Pengalaman Organisasi :

 BKI PTKI periode 2009-2012

 BKM PTKI periode 2009-2012

 Asisten Lab PIK PTKI tahun 2013-2015 Artikel yang telah dipublikasikan:

 Pengaruh Konsentrasi Kalsium Nitrat Terhadap Berat Sarung Tangan Pada Unit Coagulant Tank di PT. Medisafe Technologies Tanjung Morawa.

 Jurnal Teknik Kimia Usu, dengan judul “Pengaruh Variasi

(9)

ABSTRAK

Ketersediaan sumber energi tak terbarukan yang mulai terbatas menjadi masalah yang cukup serius bagi masyarakat.Untuk itu perlu diupayakan penggunaan sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui diantaranya berasal dari biomassa.Salah satu bahan bakar yang berasal dari biomassa adalah briket.Pada penelitian ini biomassa yang digunakan adalah eceng gondok dan tempurung kelapa. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui karakteristik dari briket yang meliputi nilai kalor, kadar abu, kadar air, kadar zat volatil, kerapatan, laju pembakaran, kuat tekan serta untuk mengetahui perbandingan yang sesuai dari campuran eceng gondok dan tempurung kelapa dengan variasi perekat tapioka. Perbandingan antara eceng gondok dan tempurung kelapa pada penelitian ini yaitu : 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 dengan variasi perekat tapioka sebesar 5%, 10% dan 15% dari bahan baku. Hasil pengukuran pada penelitian ini dibandingkan dengan parameter mutu berdasarkan SNI, Standar Jepang, Inggris, dan Amerika. Dari hasil penelitian ini diketahui bahwa komposisi briket yang ideal diperoleh pada campuran eceng gondok dan tempurung kelapa pada perbandingan 1:4 dengan kadar perekat tapioka 10% yaitu dengan nilai kalor 6.879,5965 kal/gr, kadar abu 9,7181%, kadar air 1,3745%, kadar zat volatil 14,8141%, nilai kerapatan 0,9836 gr/cm3, laju pembakaran 3,08x10-3 gr/detik dan kuat tekan 18,4006 gr/cm2. Hasil ini telah memenuhi SNI, Standar Jepang, Inggris, dan Amerika, sedangkan untuk kuat tekan briket hanya memenuhi standar Inggris.

(10)

ABSTRACT

The availability of unrenewableenergy sources is limited, that become a serious problems to community. It is necessary to use alternative sources of renewable energy from biomass. One of fuel derived from biomass is briquette. In this research the biomass use water hyacinth and coconut shell. The purpose of this research is to know the characteristics of briquettes which include ash content, moisture content, volatile matter content, heating value, density, burning rate and compression pressure. Furthermore is to know proper ratio to mix water hyacinth and coconut shell with variation tapioca gluten.The ratios of water hyacinth and coconut shell in this research are such as 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 with variation of tapioca gluten 5%, 10%, and 15% of the raw materials. The results of measurement in this research was compared to the quality parameters such as SNI, Japan standard, British, and America. From this research are known that the ideal composition of briquette obtained in a mixture of water hyacinth and coconut shell at a ratio of 1:4 with tapioca gluten 10% such as ash content 9,7181%, moisture content 1,3745%, volatile matter content 14,8141%, heating value 6.879,5965 cal/gr, density 0,9836 gr/cm3, burning rate 3,08x10-3 gr/second and compression pressure 18,4006 gr/cm2. The results are in accordance SNI, Japan standard, British, and America, while the compression pressure of briquette only accordance British standard.

(11)

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN KEASLIHAN SKRIPSI i

PENGESAHAN ii

PRAKATA iii

DEDIKASI v

RIWAYAT HIDUP PENULIS vi

ABSTRAK vii

ABSTRACT viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR TABEL xv

DAFTAR LAMPIRAN xvi

DAFTAR SINGKATAN xviii

DAFTAR SIMBOL xix

BABI PENDAHULUAN 1

1.1 LATAR BELAKANG 1

1.2 PERUMUSAN MASALAH 3

1.3 TUJUAN PENELITIAN 3

1.4 MANFAAT PENELITIAN 3

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6

(12)

2.7

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 23

3.1 LOKASI PENELITIAN 23

Prosedur Pembuatan Briket Prosedur Analisa Proximate 3.4.3.1 Pengujian Kadar Abu

3.4.3.2 Pengujian Kadar Air

3.4.3.3 Pengujian Kadar Zat Volatil

3.4.3.4 Pengujian Nilai Kalor

Prosedur Pengujian Kerapatan

Prosedur Analisa Uji Eksperimental Untuk Laju Pembakaran Prosedur Uji Tekan

25

Flowchart Pembuatan Arang Flowchart Pembuatan Briket Flowchart Analisa Proximate

3.5.3.1 Flowchart Pengujian Kadar Abu

3.5.3.2 Flowchart Pengujian Kadar Air

3.5.3.3 Flowchart Pengujian Kadar Zat Volatil

3.5.3.4 Flowchart Pengujian Nilai Kalor

Flowchart Uji Kerapatan

Flowchart Uji Eksperimental Untuk laju Pembakaran Flowchart Uji Tekan

(13)

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 39

KADAR ZAT VOLATIL NILAI KALOR

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 55

5.1 KESIMPULAN 55

5.2 SARAN 56

DAFTAR PUSTAKA 57

(14)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Eceng Gondok 9

Gambar 2.2 Tempurung Kelapa 11

Gambar 2.3 Briket 14

Gambar 2.4 Tepung Tapioka 20

Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Arang 30

Gambar 3.2 Flowchart Pembuatan Briket 30

Gambar 3.3 Flowchart Pengujian Kadar Abu 32

Gambar 3.4 Flowchart Pengujian Kadar Air 33

Gambar 3.5 Gambar 3.6

Flowchart Pengujian Kadar Zat Volatil Flowchart Pengujian Nilai kalor

34 35

Gambar 3.7 Flowchart Pengujian Kerapatan 35

Gambar 3.8 Flowchart Analisa Uji Eksperimental Untuk laju Pembakaran

36

Gambar 3.9 Flowchart Pengujian Tekanan Briket 37

Gambar 3.10 Flowchart Penelitian 38

Gambar 4.1 Gambar 4.1.a Gambar 4.1.b

Briket Hasil Penelitian Briket Dengan Perekat 5%

Briket Dengan Perekat 10% Dan 15%

39 39 39 Gambar 4.2 Pengaruh Variasi Perbandingan Eceng Gondok Dan

Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka

Terhadap Kadar Abu 40

Gambar 4.3 Pengaruh Variasi Perbandingan Eceng Gondok Dan Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka

Terhadap Kadar Air 42

(15)

Terhadap Kadar Nilai Kalor 45

Terhadap Kerapatan 47

Terhadap Laju Pembakaran 49

Terhadap Kuat Tekan 50

Gambar L3.1 Eceng Gondok Yang Telah Dikeringkan 68 Gambar L3.2 Tempurung Kelapa Yang Telah Dikeringkan 68

Gambar L3.3 Eceng Gondok Hasil Karonisasi 68

Gambar L3.4 Tempurung Kelapa Hasil Karbonisasi 68

Gambar L3.5 Penggilingan Tempurung Kelapa 69

Gambar L3.6 Screening Dengan Vibrator 69

Gambar L3.7 Arang Hasil Ayakan 69

Gambar L3.8 Perekat Tapioka 70

Gambar L3.9 Pencampuran Arang Dengan Perekat 70

Gambar L3.10 Pencetakan Briket 70

Gambar L3.11 Pengempaan Briket 70

Gambar L3.12 Penggeringan Briket 71

Gambar L3.13 Briket Yang Diperoleh 71

Gambar L3.14 Penimbangan Sampel 71

Gambar L3.15 Pemanasan Dengan Furnace 71

Gambar L3.16 Pendinginan Dalam Desikator 72

Gambar L3.17 Penimbangan Sampel Setelah Dipanaskan 72

Gambar L3.19 Pemanasan Dengan Oven 72

(16)

Gambar L3.21 Penimbangan Sampel yang Telah Dikeringkan 73

Gambar L3.23 Pemanasan Pada Furnace 73

Gambar L3.24 Pendinginan Dalam Desikator 74

Gambar L3.25 Gambar L3.26

Penimbangan sampel Setelah Dipanaskan Bomb Calorimeter

74 74

Gambar L3.27 Penimbangan Briket 75

Gambar L3.28 Pengukuran Dimensi 75

Gambar L3.30 Pembakaran Briket 75

Gambar L3.31 Penekanan Briket 76

Gambar L3.32 Hasil Penekanan 76

Gambar L4.1 Furnace 77

Gambar L4.2 Hammer Mill 77

Gambar L4.3 Screening 78

Gambar L4.4 Neraca Analitis 78

Gambar L4.5 Tensile Test 79

Gambar L4.6 Oven 79

(17)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1.1 Variasi Kadar Perekat Tapioka Dengan Perbandingan Bahan

Baku Eceng Gondok Dan Tempurung Kelapa 5

Table 2.1 Kandungan Kimia Eceng Gondok Segar 9

Table 2.2 Kandungan Kimia Eceng Gondok Kering 9

Tabel 2.3 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa 11

Tabel 2.4 Perbandingan Sifat Antara Tempurung Kelapa dan Arangnya 12

Table 2.5 Standar Mutu Briket 17

Table 2.6 Daftar Analisa Bahan Perekat 20

Tabel 2.7 Komposisi Kimia Tapioka 21

Tabel 3.1 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3

Rancangan Penelitian

Perhitungan Biaya Bahan Baku Waktu Karbonisasi

Perhitungan Kebutuhan Listrik

25 52 52 53 Tabel L1.1 Data Hasil Analisa Kadar Abu Briket 60 Tabel L1.2 Data Hasil Analisa Kadar Air Briket 60 Tabel L1.3

Tabel L1.4

Data Hasil Analisa Kadar Zat Volatil Briket Data Hasil Analisa Nilai Kalor Briket

(18)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN 60

L1.1 Kadar Abu 60

L1.2 Kadar Air 60

L1.3 L1.4

Kadar Zat Volatil Nilai Kalor

LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 64

L2.1 Perhitungan Uji Kadar Abu Briket 64 L2.2 Perhitungan Uji Kadar Air Briket 64 L2.3 Perhitungan Uji Kadar Zat Volatil Briket 65 L2.4 Perhitungan Uji Kerapatan Briket 66 L2.5 Perhitungan Uji Laju Pembakaran Briket 64 L2.6 Perhitungan Uji Kuat Tekan Briket 67

LAMPIRAN 3 GAMBAR PENELITIAN 68

L3.1 Penyiapan Dan Karbonisasi Bahan Baku 68

L3.2 Pembuatan Briket 70

L3.3 Analisis Karakteristik Kualitas Briket 71 L3.3.1 Pengujian Kadar Abu

L3.3.2 Pengujian Kadar Air

L3.3.3 Pengujian Kadar Zat Volatil L3.3.4 Pengujian Nilai Kalor L3.3.5 Pengujian Kerapatan

L3.3.6 Pengujian Laju Pembakaran L3.3.7 Pengujian Kuat Tekan

71

LAMPIRAN 4 SPESIFIKASI PERALATAN 77

L4.1 Furnace 77

(19)

L4.3 Screening 78

L4.4 Neraca Analitis 78

L4.5 Tensile Test 79

L4.6 Oven 79

(20)

DAFTAR SINGKATAN

KBBI pH PTKI SNI

Kamus Besar Bahasa Indonesia Power of Hdrogen

(21)

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Dimensi

A Berat Abu gram Berat Sampel Awal