12
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium mutu TPHP Sekolah Tinggi Ilmu Pertanian Agrobisnis Perkebunan ( STIPAP ) Jalan Williem Iskandar – Medan. Tempat pengambilan sampel dan adsorben diperoleh dari Pabrik Kelapa Sawit PTPN II Pagar Merbau. Waktu penelitian selama 3 bulan dari bulan Mei sampai dengan Juli 2020
3.2 Desain Penelitian
3.2.1 Variabel Penelitian a. Variabel Bebas
• Ukuran ( Diameter ) 3 cm, tinggi 5 cm • Perekat ( Tepung gaplek 10%)
b. Variabel Terikat/Tetap
Komposisi pelepah kelapa sawit dan sekam padi
• PSSP 1 100% : 0%
• PSSP 2 75% : 25%
• PSSP 3 50% : 50%
• PSSP 4 25% : 75%
• PSSP 5 50% : 100%
13
3.2.2 Rancangan Penelitian
Tabel 3.1 Perlakuan pembuatan briket
Campuran Pelepah : Sekam Padi Diameter Perekat Jumlah ulangan PSSP 1 100% : 0% 3 cm T. Gaplek 2 PSSP 2 75% : 25% PSSP 3 50% : 50% PSSP 4 25% : 75% PSSP 5 0% : 100%
3.3 Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang di gunakan pada penelitian ini adalah :
a. Pelepah kelapa sawit yang berasal dari perkebunan kampus STIPAP medan Pelepah yang di gunakan adalah pelepah kering yang belum membusuk.
Gambar 3.1 Pelepah Sawit b. Sekam padi berasal dari kilang padi
Yang di gunakan sekam padi kering
14
Alat-alat yang di gunakan pada penelitian ini adalah : a. Alat pencacah di Laboraturium Mutu STIPAP
Alat ini di gunakan untuk mengecilkan ukuran serat pelepah sawit b. Timbangan analitik di Laboraturium Mutu STIPAP
Alat ini di gunakan untuk menimbang bahan pembuat briket c. Pipa pembentukan atau pencetak briket
Pipa ini di gunakan sebagai pencetak briket dengan ukuran 3 inch d. Saringan
Saringan ini di gunakan untuk mengayak atau menyeragamkan serat pelepah
e. Jangka sorong
Alat ini di gunakan untuk mengukur diameter cetakan
3.4 Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian meliputi :
3.4.1 Pembuatan briket arang
Pembuatan briket arang pada penelitian ini langkah awal yang dilakukan adalah penyediaan bahan baku pelepah sawit 4 kg, sekam padi 3 kg dan tepung gaplek sebagai perekatnya. Pelepah sawit dan sekam padi terlebih dahulu diambil sampelnya masing-masing 4 dan 3 kg.Proses pengeringan menggunakan sinar matahari selama 5 hari. Berikut adalah tabel hasil analisa proses pengeringan bahan baku:
Tabel 4.1 Proses Pengeringan Bahan Baku
No. Bahan Baku Berat Basah/ kg Berat Kering/kg
1 Pelepah Sawit 4 2.5
15
Proses yang dilakukan dalam pembuatan briket: a. Persiapan bahan baku
Bahan baku utama yang dipersiapkan adalah pelepah sawit, Sekam padi dan tepung gaplek sebagai perekat. Pelepah sawit dijemur dibawah sinar mata hari selama 5 (lima) hari yang bertujuan agar kadar air pada pelepah sawit agar mempermudah proses karbonisasi. b. Proses pengarangan
Pada proses karbonisasi bahan baku yang sudah dikeringkan akan dimasukkan kedalam drum pengarangan dan di bakar, proses ini berlangsung pada suhu 1500C. Setelah bahan baku terbakar merata lalu matikan api dengan cara menutup lubang udara disetiap sisi drum agar arang tidak menjadi abu.
c. Pengecilan ukuran
Pengecilan ukuran arang bahan baku tersebut dapat dilakukan dengan cara di tumbuk menggunakan lesung. Arang yang telah di haluskan kemudian di saring dengan menggunakan saringan 40
mesh.
d. Penimbangan bahan
Bahan baku yang telah selesai disaring dengan alat penyaringan ukuran 40 mesh akan dilakukan penimbangan dengan kombinasi komposisi yang bisa dilihat pada tabel berikut:
Tabel 4.2 Pencampuran Bahan Baku Komposisi Pelepah Sawit
(%) Sekam Padi (%) PSSP 1 100% 0% PSSP 2 75% 25% PSSP 3 50% 50% PSSP 4 25% 75% PSSP 5 0% 100%
16
Bahan baku yang sudah di timbang dan ditambah bahan perekat Tepung Gaplek dengan kadar 10% dan di adon dengan memakai hot plate 120°C air 60ml , tepung gaplek 10 gram skala bahan baku 100% = 100 gram.
e. Pencetakan
Bahan baku yang sudah di adon kemudian di masukkan ke pipa cetakan dengan diameter 3 cm dan panjang 5 cm kemudian bahan tersebut dipres menggunakan hydrolyc press dengan tekanan 500 kg.
f. Pengeringan
Briket hasil cetakan dikeringkan di dalam oven dengan suhu 150 0C selama 5 jam dan dijemur dibawah sinar matahari. Kemudian briket arang hasil pengeringan akan dilakukan pengamatan dan indikator yang meliputi nilai kalor, kadar air, kerapatan, kuat tekan, laju pembakaran dan lamanya mendidihkan air per liter untuk mengetahui hubungan komposisi bahan baku terhadap kualitas briket arang.
17
3.5 Pengamatan dan Indokator
3.5.1 Nilai Kalor ( SNI 06-3730-1995 )
Contoh uji dibuat ± 0,15 gram lalu ditempatkan pada cawan silica dan diikat dengan kawat nikel. Contoh uji dimasukkan kedalam tabung dan ditutup rapat. Tabung yang berisi contoh uji dialiri oksigen selama ± 2 menit. Tabung dimasukkan kedalam Oxygen Bomb Calorimeter. Pembakaran dimulai pada saat temperatur air sudah tetap. Pengukuran dilakukan sampai temperatur mencapai maksimum. Nilai kalor
pembakaran dapat dihitung dengan persamaan:
HHV= (T1-T2-Tkp) x Cv (kj/kg)...(1)
LHV= HHV-3240 ( kj/kg )...(2)
Keterangan :
T1 : Suhu air pendingin sebelum dinyalakan (C) T2 : Suhu air pendingin sesudah dinyalakan (C) Tkp : Kenaikan suhu kawat penyala = 0,05 (C) Cv : panas alat jenis = 73.529,6 ( Kj/kg C )
3.5.2 Kadar Air ( SNI 06-3730-1995 )
Kadar air briket dapat ditentukan dengan cara menimbang cawan porselin kosong kemudian sampel briket dimasukkan kedalam cawan sebanyak 5 gram. Sampel diratakan dan dimasukkan kedalam oven yang telah diatur suhunya sebesar 1050C selama 3 jam. Cawan yang dikeluarkan dari oven dan didinginkan desikator kemudian ditimbang bobotnya. Penentuan kadar air dilakukan sebanyak dua kali pengulangan. Kadar air dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:
18
Kadar Air (%) =G0 G1G0 x100% = ⋯
Dimana :
G0 = berat contoh sebelum dikeringkan (gr) G1 = berat contoh setelah dikeringkan (gr)
3.5.3 Metode Kuat Tekan
Prinsip pengujian kuat tekan adalah mengukur kekuatan tekan briket dengan memberikan penekanan sampai briket pecah. Penentuan keteguhan tekan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
Kt = 𝐹 𝐴
Keterangan :
Kt = beban kuat tekan (N/cm2) F = gaya (N)
A = luas permukaan (cm2)
3.5.4 Metode Kerapatan
Kerapatan pada umumnya dinyatakan dengan perbandingan berat dan voume, yaitu dengan cara menimbang dan mengukur volume dalam keadaan kering udara. Kerapatan briket dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : Kerapatan = 𝑀 V Keterangan : K = kerapatan (g/ml) M = Massa (g) V = Volume (ml)
19
3.5.5 Laju Pembakaran
Laju pembakaran pada briket merupakan kemampuan briket dalam kemudahan penyalaan pada briket. Kemampuan penyalaan pada briket dipengaruhi oleh kecepatan pembakaran, nilai kalor, berat jenis, dan banyaknya polusi dan senyama volatil yang dihasilkan. Adapun persamaan untuk menentukan laju pembakaran sebagai berikut.
Lb(g/detik) = M (g)
tS
Dimana :
Lb = Laju pembakaran briket (g/detik) M = Berat briket (g)
20
3.6 Bagan Alur Penelitian
MULAI
PELEPAH SAWIT SEKAM PADI
Pencacahan dengan cara dibelah
Pengeringan dengan sinar matahari
Pengarangan selama 3 jam
Penghalusan dengan ditumbuk
Penyaringan dengan 40 mesh
Serbuk arang pelepah
Pemilihan sekam padi
Pengeringan dengan sinar matahari
Pengarangan selama 3 jam
Penghalusan dengan ditumbuk
Penyaringan dengan 40 mesh
Serbuk arang Sekam Padi
Pembuatan Briket arang dengan perlakuan: PSSP 1 (100%:0%)
PSSP 2 (75%:25%) PSSP 3 (50%:50%) PSSP 4 (25%:75%) PSSP 5 (0%:100%)
Perekat Tepung gaplek konsentrasi 10%
Pencetakan dengan ukuran 3 cm dan tinggi 5 cm
Pengeringan menggunakan oven dengan temperatur 1050C
Briket Kering
Uji mutu dan briket : 1. Nilai kalor 2. Kadar air 3. Kuat tekan 4. Kerapatan 5. Laju pembakaran
21
3.7 Jadwal Penelitian
NO Jenis Kegiatan Bulan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Mengambil sampel 2 Pencacahan pelepah sawit 3 Pembuatan briket 4 Analisa laboratorium 5 Analisa data 6 Penyusunan laporan penelitian
