Pengaruh Komposisi serta Ukuran Partikel Sekam Padi dan Ketaman Kayu dalam Pembuatan Briket dengan Perekat Daun Jambu Mete

(1)

PENGARUH KOMPOSISI SERTA UKURAN PARTIKEL

SEKAM PADI DAN KETAMAN KAYU DALAM

PEMBUATAN BRIKET DENGAN PEREKAT

DAUN JAMBU METE

SKRIPSI

Oleh

MUTIARA MENDOPA

110405027

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PENGARUH KOMPOSISI SERTA UKURAN PARTIKEL

SEKAM PADI DAN KETAMAN KAYU DALAM

PEMBUATAN BRIKET DENGAN PEREKAT

DAUN JAMBU METE

SKRIPSI

Oleh

MUTIARA MENDOPA

110405027

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

OKTOBER 2016

(3)

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

PENGARUH KOMPOSISI SERTA UKURAN PARTIKEL

SEKAM PADI DAN KETAMAN KAYU DALAM

PEMBUATAN BRIKET DENGAN PEREKAT

DAUN JAMBU METE

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 dengan aturan yang berlaku.

Medan, September 2016

(4)

iv

(5)

v

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 Komposisi serta Ukuran Partikel Sekam Padi dan Ketaman Kayu dalam Pembuatan Briket dengan Perekat Daun Jambu Mete”,

berdasarkan hasil penelitian yang Penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu

syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Penelitian ini memberikan informasi mengenai penggunaan perekat daun jambu

mete dalam mempengaruhi kualitas briket dan memanfaatkan limbah pertanian

dan limbah kayu menjadi produk yang berguna sehingga menambah nilai limbah

itu sendiri serta mengurangi jumlah limbah. Penelitian ini diharapkan dapat

memberikan sumbangan ilmu pengetahuan mengenai pembuatan briket sebagai

sumber energi.

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. Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, MT selaku Pembimbing

2. Dr. Ir. Fatimah, MTselaku Penguji 3. Dr. Erni Misran, ST., MT selaku Penguji

4. Ir. Renita Manurung, MT selaku Koordinator Skripsi

5. Dr. Ir. Iriany, M.Si selaku Kepala Laboratorium Operasi Teknik Kimia 6. Ir. Bambang Trisakti, MT selaku Kepala Laboratorium Proses Industri

Kimia

7. Muhammad Hendra Sahputra Ginting, ST., MT selaku Dosen Pembimbing Akademik

8. Dr. Eng. Ir. Irvan, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia USU

(6)

vi

10. Widya Gema Bestari selaku partner dalam penyelesian skripsi

11. Keluarga khususnya Tante Crisna Karmila dan seseorang yang sangat spesial selalu mendukung, mengingatkan, dan berbagi cerita Dito

Anggriawan Prasetyo.

12. Sahabat-sahabat di Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara stambuk 2011 khususnya Azzah Muna Izdiharo, Ermi Yusmida Sormin, Intan Afrilia, Lulu Ika Wirani, Muhammad Amri Prayogo, Rina Windayani, dan

Rio Agung Prakoso.

Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian 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, September 2016

Penulis

Mutiara Mendopa

(7)

vii

DEDIKASI

Skripsi ini didedikasikan kepada orang tua,

Ayahanda Armen Pane dan Ibunda Rosnelli

Terimakasih atas Pengorbanan, kasih sayang,

kesabaran, dan,

do’anya

kepada Kakakku, Laura Mendopa dan Sonya Mendopa

Terimakasih atas bantuan, dukungan, dan masukannya

serta Adikku, Farhan Alfarisi, Gema Ramadhani, dan

Gunawan Alyarsih, terimakasih atas

(8)

viii

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Mutiara Mendopa NIM : 110405027

Tempat, tanggal lahir : Padang, 28 Mei 1993 Nama Orang Tua : Armen Pane

Alamat Orang Tua:

Jl. Manggis I no. 117 Perumnas Belimbing, Kuranji, Padang, Sumatera Barat.

Asal Sekolah :

 TK Darul Ulum PGAI Padang tahun 1998–1999

 SD Negeri 05 Padang tahun 1999-2002

 SD Negeri 26 Padang tahun 2002-2005

 SMP Pertiwi 1 Padang tahun 2005–2008

 SM Teknologi Industri Padang tahun 2008–2011

Pengalaman Organisasi/Kerja:

1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2014/2015 sebagai anggota Hubungan Masyarakat.

2. Covalen Study Group (CSG) periode 2013/2014 sebagai anggota Hubungan Masyarakat.

3. Kerja Praktek di PT Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina, Perbaungan, Sumatera Utara periode 2015/2016.

(9)

ix

ABSTRAK

Pembuatan briket biasanya dibuat dengan bantuan perekat. Perekat berfungsi merekatkan arang satu sama lain sehingga terbentuk briket yang kuat dan kompak. Beberapa variabel yang mempengaruhi kualitas briket antara lain bahan baku dan proses pengarangan. Penelitian pembuatan briket ini menggunakan arang sekam padi dan ketaman kayu sebagai bahan baku dengan perekat daun jambu mete. Semua variabel secara tidak langsung mempengaruhi kandungan fixed carbon

briket yang sangat menentukan nilai kalor briket. Nilai kalor briket adalah faktor terpenting penentuan kualitas briket. Pada penelitian ini nilai kalor briket tertinggi sebesar 3.045,827 kal/g diperoleh dengan proses pengarangan sekam padi dan ketaman kayu menggunakan metode 1, perbandingan sekam padi dan ketaman kayu adalah 2:1 dengan ukuran partikel 100 mesh, tekanan pengempaan 85 kg/cm2, dan konsentrasi perekat 15%. Nilai kalor briket ini masih sangat rendah dan tidak sesuai dengan standar briket Indonesia. Daun jambu mete tidak baik digunakan sebagai perekat pada briket karena berdasarkan uji tekan, briket yang dihasilkan pada setiap variasi komposisi bahan baku, proses pengarangan, dan ukuran partikel bahan baku memiliki struktur yang lunak, tidak kuat, dan mudah hancur.

(10)

x

ABSTRACT

Briquette is usually made using binder. Binder can embed charcoal each other to form strong and compact briquettes. Some other variables beside binder that influence the quality of briquettes include raw material and carbonization process. This research used rice husk and shaving woods as raw material with cashew leaves as binder. All variables affect the content of fixed carbon of the briquettes that influence the caloric value of the briquettes. The caloric value is the most important factor for determining the quality of the briquettes. In this research, the highest caloric value of the briquettes was 3.045,827 cal/g. It was achieved when rice husk and shaving wood were carbonized by method 1 with the ratio of rice husks and wood shaving was 2:1 with particle size of 100 mesh, compaction pressure of 85 kg/cm2, and binder concentration of 15%. The caloric value of the briquettes was still very low and did not meet the qualification of Indonesian standard for briquettes. Based on the strength test, cashew leaves couldn’t be used

as briquette’s binder. The produced briquettes that used cashew leaves as binder had soft structure and easily destroyed.

Keywords : Briquettes, Rice Husk, Wood Shaving, Cashew Leaves, Carbonization Process, Caloric Value

(11)

xi

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i

PENGESAHAN ii

PRAKATA iii

DEDIKASI v

DAFTAR RIWAYAT HIDUP vi

ABSTRAK vii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

1.2 PERUMUSAN MASALAH

1.3 TUJUAN PENELITIAN

1.4 MANFAAT PENELITIAN

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

3.1 BIOMASSA

3.2 SEKAM PADI

2.3 KETAMAN KAYU

2.4 BRIKET

2.5 PEREKAT

2.6 KARBONISASI

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

(12)

xii 3.1LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN

3.2BAHAN DAN PERALATAN

3.2.1 Bahan Penelitian

3.2.2 Peralatan Penelitian

3.3 RANCANGAN PENELITIAN

3.4 PROSEDUR PENELITIAN

3.4.1 Persiapan Bahan Baku Proses Pengarangan 1

3.4.1.1 Persiapan Sekam Padi

3.4.1.2 Persiapan Ketaman Kayu

3.4.2 Persiapan Bahan Baku Proses Pengarangan 2

3.4.3 Persiapan Perekat Daun Jambu Mete

3.4.4 Proses Pembuatan Briket

3.5 PROSEDUR ANALISA

3.5.1 Analisa Kadar Air

3.5.2 Analisa Kadar Bahan Volatil

3.5.3 Analisa Kadar Abu

3.5.4 Analisa Fixed Carbon

3.5.5 Analisa Uji Kalor

3.5.6 Analisa Uji Tekan

15

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 ANALISIS KUALITAS BRIKET

4.1.1 Analisis Kadar Air

4.1.1.1 Analisis Pengaruh Rasio Sekam Padi dan

Ketaman Kayu terhadap Kadar Air

4.1.1.2 Analisis Pengaruh Ukuran Partikel terhadap

Kadar Air

4.1.1.3 Analisis Pengaruh Proses Pengarangan terhadap

Kadar Air

4.1.2 Analisis Kadar Senyawa Volatil

Ketaman Kayu terhadap Kadar Senyawa Volatil

(13)

xiii

Kadar Senyawa Volatil

4.1.3 Analisis Kadar Abu

Ketaman Kayu terhadap Kadar Abu

Kadar Abu

4.1.4 Analisis Kandungan Fixed Carbon

Ketaman Kayu terhadap Kandungan Fixed

Carbon

Kandungan Fixed Carbon

4.1.5 Analisis Nilai Kalor

4.2 ANALISIS SIFAT FISIK BRIKET

31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

5.2 SARAN

46

(14)

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 4.1 Hubungan Rasio Sekam Padi dan Ketaman Kayu

terhadap Kadar Air Briket

Gambar 4.2 Kurva Pengeringan

Gambar 4.3 Hubungan Ukuran Partikel terhadap Kadar Air Briket

terhadap Kadar Senyawa Volatil Briket

Gambar 4.5 Hubungan Ukuran Partikel terhadap Kadar Senyawa

Volatil Briket

terhadap Kadar Abu Briket

Gambar 4.7 Hubungan Ukuran Partikel terhadap Kadar Abu Briket

terhadap Kandungan Fixed Carbon Briket

Gambar 4.9 Hubungan Tekanan Pengempaan terhadap Kandungan

Fixed Carbon Briket

Gambar 4.10 Hubungan Kandungan Fixed Carbon terhadap Nilai

Kalor Briket

Gambar L1.1 Flowchart Persiapan Sekam Padi (Proses Pengarangan

1)

Gambar L1.2 Flowchart Persiapan Ketaman Kayu (Proses

Pengarangan 1)

Gambar L1.3 Flowchart Persiapan Sekam Padi dan Ketaman Kayu

(Proses Pengarangan 2)

Gambar L1.4 Flowchart Persiapan Perekat Daun Jambu Mte

Gambar L1.5 Flowchart Proses Pembuatan Briket

Gambar L1.6 Flowchart Analisa Kadar Air

Gambar L1.7 Flowchart Analisa Kadar Bahan Volatil

Gambar L1.8 Flowchart Analisa Kadar Abu

(15)

xv Gambar L1.9 Flowchart Analisa Uji Kalor

Gambar L4.1 Foto Bahan Baku Sekam Padi

Gambar L4.2 Foto Bahan Baku Ketaman Kayu

Gambar L4.3 Foto Arang Sekam Padi dan Ketaman Kayu

Gambar L4.4 Foto Daun Jambu Mete

Gambar L4.5 Foto Pencetak Briket

Gambar L4.6 Foto Briket

60

69

70

71

(16)

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1.1 Rangkuman Hasil Penelitian terdahulu Mengenai

Pembuatan Briket

Tabel 2.1 Komposisi Sekam Padi

Tabel 2.2 Komposisi Unsur Kimia Kayu

Tabel 2.3 Standar Kualitas Briket di Beberapa Negara

Tabel 3.1 Jenis Kegiatan dan Jadwal Pelaksanaan Penelitian

Tabel 3.2 Rancangan Percobaan Penelitian

Tabel 4.1 Data Kadar Air Briket berbagai Perlakuan

Tabel 4.2 Data Kadar Senyawa Volatil Briket berbagai Perlakuan

Tabel 4.3 Data Kadar Abu Briket berbagai Perlakuan

Tabel 4.4 Data Kandungan Fixed Carbon Briket berbagai Perlakuan

Tabel 4.5 Data Kandungan Fixed Carbon dan Nilai Kalor Briket

Tabel L2.1 Hasil Analisis Kadar Air Briket

Tabel L2.2 Hasil Analisis Kadar Senyawa Volatil Briket

Tabel L2.3 Hasil Analisis Kadar Abu Briket

Tabel L2.4 Hasil Analisis Kadar Fixed Carbon Briket

Tabel L2.5 Hasil Uji Nilai Kalor Briket

(17)

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 FLOWCHART PENELITIAN

L1.1 FLOWCHART PERSIAPAN BAHAN BAKU PROSES

PENGARANGAN 1

L1.1.1 Flowchart Persiapan Sekam Padi

L1.1.2 Flowchart Persiapan Ketaman Kayu

L1.2 FLOWCHART PERSIAPAN BAHAN BAKU PROSES

PENGARANGAN 2

L1.3 FLOWCHART PERSIAPAN PEREKAT DAUN JAMBU

METE

L1.4 FLOWCHART PROSES PEMBUATAN BRIKET

L1.5 FLOWCHART ANALISA KADAR AIR

L1.6 FLOWCHART ANALISA KADAR BAHAN VOLATIL

L1.7 FLOWCHART ANALISA KADAR ABU

L1.8 FLOWCHART ANALISA UJI KALOR

52

LAMPIRAN 2 DATA PENELITIAN

L2.1 DATA KADAR AIR BRIKET

L2.2 DATA KADAR SENYAWA VOLATIL BRIKET

L2.3 DATA KADAR ABU BRIKET

L2.4 DATA KADAR FIXED CARBON BRIKET

L2.5 DATA NILAI KALOR BRIKET

62

LAMPIRAN 3 CONTOH PERHITUNGAN

L3.1 PERHITUNGAN KADAR AIR

L3.2 PERHITUNGAN KADAR SENYAWA VOLATIL

L3.3 PERHITUNGAN KADAR ABU

L3.4 PERHITUNGAN KANDUNGAN FIXED CARBON

67

68

LAMPIRAN D DOKUMENTASI PENELITIAN

L4.1 FOTO BAHAN BAKU SEKAM PADI

L4.2 FOTO BAHAN BAKU KETAMAN KAYU

69

(18)

xviii L4.3 FOTO ARANG KEDUA BAHAN BAKU

L4.4 FOTO DAUN JAMBU METE

L4.5 FOTO PENCETAK BRIKET

L4.6 FOTO PRODUK

70

71

(19)

xix

DAFTAR SINGKATAN

RSK

UP

PAC

PMC

PP1

PP2

PVM

Rasio Sekam Padi dan Ketaman Kayu

Ukuran Partikel

Percentage Ash Content

Percentage Moisture Content

Proses Pengarangan 1

Proses Pengarangan 2