i
LAPORAN TUGAS AKHIR
PEMBUATAN BRIKET BIOARANG DARI TEMPURUNG KELAPA SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKAR DAN
KARBON AKTIF HALAMAN JUDUL
Disusun Oleh :
Muhammad Muadz Setianto I8318016 Nadiya Rizki Safitri I8318017
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA SEKOLAH VOKASI
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2021
commit to user
ii LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN TUGAS AKHIR
Nama : 1. Muhammad Muadz Setianto (I8318016) 2. Nadiya Rizki Safitri (I8318017)
Judul Tugas Akhir : Pembuatan Briket Bioarang dari Tempurung Kelapa Sebagai Alternatif Bahan Bakar dan Karbon Aktif
Dosen Pembimbing : Dr. Joko Waluyo, S.T., M.T.
Telah Ujian Pendadaran pada Hari dan Tanggal : Senin, 14 Juni 2021
Surakarta, Juni 2021 KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SEKOLAH VOKASI
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JL. Ir. Sutami 36 A Kentingan Surakarta 57126.
Telp. (0271)-632112. Web: http//che.ft.uns.ac.id
Mengetahui Kepala Program Studi
Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T.
NIP. 19740509 200003 2 002
Menyetujui, Dosen Pembimbing
Dr. Joko Waluyo, S.T., M.T.
NIP. 19860216 201404 1 001 Menyetujui,
Dosen Penguji 1
Dr. Sunu Herwi Pranolo, S.T., M.Sc.
NIP. 19690316 199802 1 001
Menyetujui, Dosen Penguji 2
Ir. Mujtahid Kaavesina, S.T., M.T., Ph.D.
NIP. 19790924 200312 1 002 commit to user
iii LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN TUGAS AKHIR
Nama : 1. Muhammad Muadz Setianto (I8318016) 2. Nadiya Rizki Safitri (I8318017)
Judul Tugas Akhir : Pembuatan Briket Bioarang dari Tempurung Kelapa Sebagai Alternatif Bahan Bakar dan Karbon Aktif
Dosen Pembimbing : Dr. Joko Waluyo, S.T., M.T.
Telah Ujian Pendadaran pada Hari dan Tanggal : Senin, 14 Juni 2021
Surakarta, Juni 2021
Mengetahui
Dekan Sekolah Vokasi UNS
Drs. Santoso Tri Hananto, M.Si., Ak NIP. 196909241994021001
commit to user
iv
LEMBAR KONSULTASI TUGAS AKHIR
Nama : Muhammad Muadz Setianto I8318016
Nadiya Rizki Safitri I8318017
Judul Tugas Akhir : Pembuatan Briket Bioarang dari Tempurung Kelapa Sebagai Alternatif Bahan Bakar dan Karbon Aktif
Tanggal Mulai Bimbingan : 03 Maret 2021
Pembimbing : Dr. Joko Waluyo, S.T., M.T.
No Tanggal Konsultasi Paraf
Mahasiswa Dosen
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
27 Februari 2021
03 Maret 2021
19 Maret 2021
27 Maret 2021
3 April 2021
10 April 2021
17 April 2021
- Pengajuan ide Tugas Akhir.
- Diskusi ide tentang alat pirolisis
sederhana.
- Konsultasi metode pirolisis sederhana.
- Konsultasi laporan Bab 1, Bab 2, Bab 3 - Diskusi hasil karbonisasi - Diskusi hasil
penghalusan dan pengayakan - Diskusi mengenai
pencetakan briket commit to user
v 8.
9.
10.
11.
.
19 Mei 2021
24 Mei 2021
28 Mei 2021
31 Mei 2021
- Diskusi tentang metode
pembuatan briket - Diskusi tentang
komposisi perekat yang digunakan.
- Diskusi tentang pengujian briket.
- Diskusi tentang pembuatan karbon aktif.
- Diskusi
pengujian lama pembakaran - Diskusi
pengujian kadar air
- Diskusi
pengujian kadar abu
- Diskusi
pengujian karbon aktif
- Diskusi
pengujian karbon aktif daya jerap - Konsultasi
datahasil
pengujian briket commit to user
vi 12.
13.
4 Juni 2021
5 Juni 2021
- Konsultasi laporan Tugas Akhir - Konsultasi laporan
Tugas Akhir - ACC draft laporan
Tugas Akhir
commit to user
vii
KATA PENGANTAR
Alhamdulilah puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT. sehingga atas izin-Nya kami dapat menyelesaikan Tugas Akhir dan penyusunan Laporan Tugas Akhir ini tanpa suatu halangan apapun.
Kami sadar bahwa banyak pihak yang telah membantu, membimbing dan mendoakan kami sehingga kami terus bersemangat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Untuk itu kami menyampaikan ucapan terimakasih kepada:
1. Ibu, Bapak dan keluarga atas doa dan dukungannya baik secara moril dan materil yang diberikan selama ini, sehingga dari awal kuliah hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan lancar dan tanpa satu halangan apapun.
2. Bapak Dr. Joko Waluyo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang senantiasa memberikan pengarahan dan masukan dalam pelaksanaan maupun penyusunan Laporan Tugas Akhir ini sehingga kami dapat menyelesaikan studi di Program Studi Teknik Kimia dengan membawa ilmu yang bermanfaat dan hasil yang memuaskan.
3. Ibu Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi Diploma III Teknik Kimia, Sekolah Vokasi, Universitas Sebelas Maret Surakarta, yang selalu memotivasi kami untuk menyelesaikan studi dengan tepat waktu.
Kami menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kami mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak demi penyempurnaan laporan ini. Kami selaku penyusun meminta maaf kepada semua pihak, apabila dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini terdapat banyak kesalahan. Kami berharap laporan ini dapat bermaanfaat bagi semua pihak dan semoga Allah SWT, senantiasa memberikan anugrah-Nya pada kita, Aamiiin.
Surakarta, 7 Juni 2021
Penyusun commit to user
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR KONSULTASI ... iv
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xii
INTISARI ... xiii BAB I PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined.
I.1 Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined.
I.2 Rumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined.
I.3 Tujuan ... Error! Bookmark not defined.
I.4 Manfaat ... Error! Bookmark not defined.
BAB II LANDASAN TEORI ... Error! Bookmark not defined.
II.1 Tinjauan Pustaka ... Error! Bookmark not defined.
II.2 Kerangka Pemikiran ... Error! Bookmark not defined.
BAB III METODOLOGI ... Error! Bookmark not defined.
III.1 Bahan Percobaan ... Error! Bookmark not defined.
III.2 Skema Rangkaian Alat ... Error! Bookmark not defined.
III.3 Metoda ... Error! Bookmark not defined.
III.3.1 Pembuatan Bioarang Tempurung Kelapa ... Error! Bookmark not defined.
III.3.2 Penghalusan dan Pengayakan Bioarang Tempurung Kelapa .... Error!
Bookmark not defined.
III.3.3 Pengujian Mutu Bioarang Tempurung Kelapa . Error! Bookmark not defined.
III.3.4 Pembuatan Briket Bioarang ... Error! Bookmark not defined.
III.3.5 Pengujian Mutu Briket Bioarang ... Error! Bookmark not defined.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... Error! Bookmark not defined.
IV.1 Proses Penyiapan Umpan ... Error! Bookmark not defined.
IV.2 Proses Karbonisasi... Error! Bookmark not defined.
IV.3 Penentuan Mutu Arang ... Error! Bookmark not defined.commit to user
ix IV.4 Pembuatan Briket Bioarang ... Error! Bookmark not defined.
IV.5 Penentuan Mutu Briket ... Error! Bookmark not defined.
BAB V PENUTUP ... Error! Bookmark not defined.
V.1 Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined.
V.2 Saran ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined.
LAMPIRAN ... Error! Bookmark not defined.
Lampiran 1. Evaluasi Ekonomi Sederhana ...
Lampiran 2. Spesifikasi Alat ...
Lampiran 3. Contoh Perhitungan ...
Lampiran 4. Dokumentasi Kegiatan Penelitian ...
commit to user
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1 Limbah Tempurung Kelapa ... 2
Gambar II.1 Skema Pembakaran Sempurna ... 6
Gambar II.2 Skema Pembakaran Tidak Sempurna ... 6
Gambar III.1 Rangkaian Alat Pirolisis Sederhana ... 16
Gambar III.2 Rangkaian Alat Press Hydraulic ... 17
Gambar III.3 Desain Cetakan Briket Tampak Samping ... 17
Gambar III.4 Desain Cetakan Briket Tampak Atas ... 17
Gambar III.5 Desain Penekan Briket Tampak Samping ... 18
Gambar III.6 Desain Penekan Briket Tampak Atas ... 18
Gambar III.7 Alur kerja Penelitian ... 24
Gambar IV.1 Tempurung Kelapa Sebelum dijemur (kiri) dan Sesudah dijemur (kanan)... 25
Gambar IV.2 Rangkaian Alat Cetak Briket ... 30
Gambar IV.3 Rangkaian Alat Penekan Briket ... 30
Gambar IV.4 Briket Bioarang Tempurung Kelapa Perekat Molases dengan Berbagai Konsentrasi ... 32
Gambar IV.5 Briket Bioarang Tempurung Kelapa Perekat Molases Konsentrasi 30% ... 32
Gambar IV.6 Briket Bioarang Tempurung Kelapa Perekat Molases Konsentrasi 28% ... 32
Gambar IV.7 Briket Bioarang Tempurung Kelapa Perekat Kotoran Sapi Konsentrasi 30% ... 32
Gambar IV.8 Briket Bioarang Tempurung Kelapa Perekat Kotoran Sapi Konsentrasi 28% ... 33
Gambar IV.9 Briket Bioarang Tempurung Kelapa Perekat Kotoran Kuda Konsentrasi 30% ... 33
Gambar IV.10 Briket Bioarang Tempurung Kelapa Perekat Kotoran Kuda Konsentrasi 28% ... 33
commit to user
xi Gambar IV.11 Histogram Rata-Rata Kadar Air Briket dengan Variasi
Konsentrasi Perekat ... 35 Gambar IV.12 Histogram Rata-Rata Densitas Briket dengan Variasi
Konsentrasi Perekat ... 36 Gambar IV.13 Histogram Uji Drop Test Briket dengan Perekat Molases
Konsentrasi Perekat Molases pada Ketinggian 1,8 Meter ... 38 Gambar IV.14 Histogram Laju Pembakaran Briket dengan Variasi Konsentrasi
Perekat ... 39 Gambar IV.15 Histogram Waktu Pendidihan Air dengan Variasi Konsentrasi
Perekat ... 41
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Analisa Komposisi Kimia Tempurung Kelapa, Kelapa Sawit Lampung, dan Batu Bara Indonesia ... 5 Tabel II.2 Sifat Briket Arang Buatan Jepang, Inggris, USA, dan Indonesia . 8 Tabel III.1 Alat- Alat Keperluan Pembuatan Bioarang Tempurung Kelapa
sebagai Briket Bioarang dan Karbon Aktif ... 12 Tabel III.2 Bahan-Bahan Keperluan Pembuatan Bioarang Tempurung
Kelapa sebagai Briket Bioarang dan Karbon Aktif ... 14 Tabel III.3 Perlakuan Proses Pencampuran dengan Variasi Konsentrasi
Perekat ... 21 Tabel IV.1 Data Hasil Pengamatan Suhu Pirolisis dengan Metode
Sederhana ... 26 Tabel IV.2 Data Hasil Yield yang dihasilkan ... 27 Tabel IV.3 Data Rata-Rata Kadar Air pada Arang... 28 Tabel IV.4 Hasil Konsentrasi Nilai Daya Serap Iod Arang Tempurung
Kelapa Penambahan Na2CO3 dan Tanpa Penambahan Na2CO3 ... 29 Tabel IV.5 Perlakuan Proses Pencampuran dengan Bahan Perekat ... 31 Tabel IV.6 Data Rata-Rata Kadar Air Briket pada Variasi Konsentrasi
Perekat ... 34 Tabel IV.7 Data Rata-Rata Kerapatan (Density) Briket pada Variasi
Konsentrasi Perekat ... 36 Tabel IV.8 Data Pengamatan terhadap Uji Drop Test Briket dengan Variasi
Konsentrasi Perekat pada Ketinggian 1 Meter ... 37 Tabel IV.9 Data Pengamatan terhadap Uji Drop Test Briket dengan Variasi
Konsentrasi Perekat Molases pada Ketinggian 1,8 Meter ... 38 Tabel IV.10 Rata - Rata Laju Pembakaran pada Variasi Konsentrasi Perekat . 39 Tabel IV.11 Data Pengamatan terhadap Waktu Pendidihan Air pada Variasi
Konsentrasi Perekat ... 40 commit to user
xiii
INTISARI
Muhammad Muadz Setianto dan Nadiya Rizki Safitri. “Laporan Tugas Akhir Pembuatan Briket Bioarang dari Tempurung Kelapa Sebagai Alternatif Bahan Bakar dan Karbon Aktif.”, Program Studi DIII Teknik Kimia Sekolah Vokasi Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Ketersediaan bahan bakar mulai menipis dengan kebutuhan semakin meningkat. Inovasi pengembangan energi alternatif memanfaatkan limbah biomassa tempurung kelapa menjadi bioarang sebagai potensi karbon aktif dan bahan bakar.
Pembuatan bioarang tempurung kelapa menggunakan drum bekas diameter 35 cm dan tinggi 43 cm dengan proses autothermal slow pyrolysis pada rentang suhu 477 - 557oC selama 2 – 2,5 jam. Selanjutnya didiamkan dalam keadaan tertutup bebas oksigen selama 1 hari. Bioarang hasil pirolisis dihaluskan hingga lolos ukuran 50 mesh. Heating rate percobaan berada pada kisaran 0,57oC/menit hingga 1,14oC/menit, didapatkan jumlah bioarang 7,29 kg dari 33,87 kg tempurung kelapa. Pengujian bioarang sebagai karbon aktif dilakukan dengan daya serap iod, dan diperoleh hasil sebesar 4862,49 mg/g.
Bioarang dicetak menjadi briket dengan variasi perekat molases, kotoran sapi dan kotoran kuda di Kabupaten Magetan. Variasi perlakuan pada bioarang sebesar 70% dan perekat sebesar 30% dan 28% berbentuk kotak ukuran 4 cm x 4 cm dengan tekanan 3,5 ton selama 10 menit. Uji kelayakan briket menggunakan SNI 06-3730-1995 untuk kadar air briket, ASTM D2395-17 untuk pengujian nilai kerapatan (density), dan ASTM D440-49 untuk pengujian drop test. Uji laju pembakaran, dan uji waktu didih air sebanyak 1 liter. Konsentrasi kadar air briket masih melebihi batas maksimal pada SNI 06-3730-1995, dikarenakan kandungan kadar air pada perekat masih tinggi. Nilai kerapatan (density) briket paling baik pada perekat molases 30% sebesar 0,85 g/cm3. Nilai drop test briket paling baik pada perekat molases 30% sebesar 0,59% partikel yang hilang. Nilai uji laju pembakaran briket paling baik terdapat pada perekat kotoran kuda 30% sebesar 0,17 g/menit. Nilai uji waktu didih air paling cepat pada briket dengan perekat molases 30% dengan waktu 13 menit 3 detik. Hasil uji menunjukkan briket dengan perekat molases konsentrasi 30% memiliki karakteristik fisik lebih baik.
Kata Kunci: Briket, Bioarang, Perekat, Karbon aktif, Molases, Kotoran Kuda, Kotoran Sapi.
commit to user
14 commit to user
