PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG
TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR DALAM
PEMBUATAN BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU
PELEPAH AREN (
Arenga pinnata
)
SKRIPSI
Oleh
100405002
JULHAM PRASETYA PANE
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG
TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR DALAM
PEMBUATAN BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU
PELEPAH AREN (
Arenga pinnata
)
SKRIPSI
Oleh
100405002
JULHAM PRASETYA PANE
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG
TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR DALAM
PEMBUATAN BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU
PELEPAH AREN (
Arenga pinnata
)
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 kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku
Medan, April 2015
ii
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG
TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR DALAM
PEMBUATAN BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU
PELEPAH AREN (
Arenga pinnata
)
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 15 April 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Koordinator Skripsi
NIP :19681214 199702 2 002 Ir. Renita Manurung, MT
Medan, April 2015 Dosen Pembimbing
NIP : 19680425 199903 2 004 Ir. Netti Herlina, MT
Dosen Penguji II
iii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan Penambahan Kapur Dalam Pembuatan Briket Arang Berbahan Baku Pelepah Aren (Arenga pinnata)”, 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.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ir. Netti Herlina, MT, selaku Dosen Pembimbing Penelitian yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis dalam penentuan judul penelitian, proses penelitian, dan penyusunan laporan hasil penelitian.
2. Prof. Dr. Ir.Rosdanelli Hasibuan, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah membimbing penulis dalam hal akademik selama penulis kuliah di Teknik Kimia USU.
3. Ir. Renita Manurung, MT, selaku Koordinator Penelitian dan Skripsi. 4. Dr. Eng. Irvan, ST, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia USU. 5. Dr. Fatimah, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia USU. 6. Pegawai Departemen Teknik Kimia USU, yang telah membantu penulis dalam
hal administrasi selama kuliah.
7. Rekan mahasiswa Teknik Kimia USU stambuk 2010, terutamaJekky Bahagia dan Sari Wahyu, yang telah mendukung dan membantu penulis mulai dari awal berjumpa di hari pertama kuliah di kampus hingga akhirnya penulis bisa menyelesaikan skripsi.
iv
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, April 2015
Penulis,
v
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada
keluarga besar penulisatas dukungan dan
kasih sayang mereka, terutama kepada
ayahandaMhd. Nurdin Pane
vi
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Julham Prasetya Pane NIM: 100405002
Tempat/tgl lahir: Medan, 07Juli 1992 Nama orang tua: Mhd. Nurdin Pane Alamat orang tua:
Jalan Binjai Km. 14,5 No. 140 Sei Semayang, Deli Serdang, Sumatera Utara
Asal sekolah
• SD Swasta Tamansiswa Cabang Diskitahun 1998 – 2004
• SMP Negeri 1 Sunggal tahun 2004 – 2007
• SMA Negeri 5 Binjai 2007-2010 Pengalaman organisasi/kerja
1. HIMATEK USU periode 2013-2014 sebagai anggota LITBANG
2. Kerja Praktek di PTPN III Pabrik Kelapa Sawit Sei Baruhur Labuhan Batu tahun 2014
Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah Jurnal Teknik Kimia USU Vol.4 No. 1 (2015) :
• Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan Penambahan Kapur Dalam Pembuatan Briket Arang Berbahan Baku Pelepah Aren (Arenga pinnata)
vii
ABSTRAK
Kebutuhan terhadap sumber energi yang dapat diperbaharui sedang meningkat. Briket merupakan salah satu sumber energi alternatif yang dapat diperoleh dari pemanfaatan biomassa. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan briket dengan bahan baku pelepah aren, serta untuk mengetahui pengaruh konsentrasi perekat tepung tapioka dan penambahan kapur terhadap kualitas briket yang dihasilkan. Penelitian dilakukan secara batch. Variabel penelitian yaitu konsentrasi perekat tepung tapioka 0%, 10%, 20% dan 30% (w/w) dan penambahan kapur 0%, 1%, 3% dan 5% (w/w) terhadap berat serbuk arang. Bahan utama yang digunakan adalah pelepah aren (Arenga pinnata), tepung tapioka, kapur dan air, sedangkan peralatan utama yang digunakan adalah furnace,
alat pencetak briket, oven, moisture analyzer, universal testing machine dan kalorimeter bom. Proses pembuatan briketdimulai dengan persiapan pelepah aren, lalu proses karbonisasi pada suhu 350 oC selama 2 jam.Hasil karbonisasi berupa arang yang selanjutnya ditambahkan dengan perekat tepung tapioka lalu dicetak dan dikeringkan sebagai briket.Analisa yang digunakan adalah analisa proksimat dengan parameter uji kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap,kadar karbon, nilai kalor dan keteguhan tekan.Briket pelepah aren terbaik yaitu pada konsentrasi perekat tepung tapioka 0% dan penambahan kapur 5% dengan nilai kalor 6502,379 kal/g, kadar karbon 45,56%, kadar air 6,44%, kadar abu 18,00%, kadarbahan volatil 30,00% dan keteguhan tekan 59,141 kg/cm2.
viii
ABSTRACT
The demand of renewable energy resources has been increasing in time by time. Briquette is one of the alternative energy resource which is produced from utilization of biomasses. This research aims to obtain a briquette from sugar palm frond, to obtain the effect of concentration of cassava starches as binder and limes as addictive on the quality of briquettes. This research usedthe batch method. Research variabels are the binder concentration of cassava starches in 0%, 10%, 20% and 30% (w/w) and the addiction of limes in 0%, 1%, 3% and 5% (w/w) based on the weight of char powder.Materials are sugar palm (Arenga pinnata) fronds, cassava starches and limes, and the general tools are furnace, briquette printer, oven, moisture analyzer, universal testing machine and bomb calorimeter. Briquetting process was started with sugar palm fronds preparation then they’re carbonized at 350oC for 2 hours. Product of carbonization as a char which was added by a cassava starch’s binder and limes then they’re printed or shaped to be a briquettes. Analysis used was the proximate analysis of the test parameters moisture content, ash content, volatile combustion matter content, carbon content, calorific value and compressive strength. The best briquette is with binder concentration in 0% and addiction of limes in 5% with the calorific value 6502,379 cal/g, 45,56% fixed carbon, 6,44% moisture, 18,00% ash, 30,00% volatile combustion matter and 59,141 kg/cm2compressive strength.
ix
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DEDIKASI v
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR LAMPIRAN xv
DAFTAR SINGKATAN xvi
DAFTAR SIMBOL
xviiBAB I PENDAHULUAN 1 1.1 LATAR BELAKANG 1 1.2 PERUMUSAN MASALAH 4 1.3 TUJUAN PENELITIAN 4 1.4 MANFAAT PENELITIAN 4 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1 BIOMASSA 6
2.2 AREN (ARENGA PINNATA) 7
2.3 BRIKET ARANG 8
x
3.2.1 Bahan Penelitian 15 3.2.2Peralatan Penelitian 15 3.3 METODE PENELITIAN 15 3.4 PROSEDUR PENELITIAN 16 3.4.1Persiapan Bahan Baku 16 3.4.2Tahap Pengarangan 16 3.4.3Tahap Pencetakan dan Pengeringan Briket 17 3.4.4Tahap Analisa 17
3.4.4.1Analisa Kadar Air 17
3.4.4.2Analisa Kadar Abu 17
3.4.4.3Analisa Kadar Bahan Volatil 17
3.4.4.4Analisa Kadar Karbon Terikat 18
3.4.4.5Analisa Nilai Kalor 18
3.4.4.6Analisa Keteguhan Tekan 19
3.5 FLOWCHART PENELITIAN 19 3.5.1Persiapan Bahan Baku 19 3.5.2Tahap Pengarangan 19 3.5.3 Tahap Pencetakan dan Pengeringan Briket 20 3.5.4 Tahap Analisa 20 3.5.4.1 Analisa Kadar Air 20 3.5.4.2 Analisa Kadar Abu 21 3.5.4.3Analisa Kadar Bahan Volatil 21 BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN 22 4.1 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA
DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP NILAI KALOR
BRIKET PELEPAH AREN 22 4.2 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA
DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KADAR AIR
BRIKET PELEPAH AREN 23 4.3 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA
DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KADAR ABU
xi
4.4 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KADAR BAHAN VOLATIL BRIKET PELEPAH AREN 26 4.5 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA
DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KADAR KARBON BRIKET PELEPAH AREN 28 4.6 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA
DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KETEGUHAN
TEKAN BRIKET PELEPAH AREN 29 BAB VKESIMPULAN DAN SARAN 31
5.1 KESIMPULAN 31
5.2 SARAN 31
DAFTAR PUSTAKA 32
xii Gambar 3.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku 18 Gambar 3.2 Flowchart Tahap Pengarangan 18 Gambar 3.3 Flowchart Tahap Pencetakan dan Pengeringan 19 Gambar 3.4 Flowchart Analisa Kadar Air 20 Gambar 3.5 Flowchart Analisa Kadar Abu 20 Gambar 3.6 Flowchart Analisa Kadar Bahan Volatil 21 Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan
Penambahan Kapur Terhadap Nilai Kalor Briket Pelepah Aren 22 Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan
Penambahan Kapur Terhadap Kadar Air Briket Pelepah Aren 23 Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan
Penambahan Kapur Terhadap Kadar Abu Briket Pelepah Aren 25 Gambar 4.4 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan
Penambahan Kapur Terhadap Kadar Bahan Volatil Briket
Pelepah Aren 26 Gambar 4.5 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan
Penambahan Kapur Terhadap Kadar Karbon Briket
Pelepah Aren 28 Gambar 4.6 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan
Penambahan Kapur Terhadap Keteguhan Tekan Briket
Pelepah Aren 29 Gambar L3.1 Pelepah Aren 41
xiii
Gambar L3.7 Furnace 43
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Data Percobaan 36
L1.1 Data Percobaan Nilai Kalor Briket Pelepah Aren 36 L1.2 Data Percobaan Kadar Air Briket Pelepah Aren 36 L1.3 Data Percobaan Kadar Abu Briket Pelepah Aren 37 L1.4 Data Percobaan Kadar Bahan Volatil Briket Pelepah Aren 37 L1.5 Data Percobaan Kadar Karbon Briket Pelepah Aren 38 L1.6 Data Percobaan Keteguhan Tekan Briket Pelepah Aren 38 Lampiran 2 Contoh Perhitungan 39
xvi
DAFTAR SINGKATAN
SNI Standar Nasional Indonesia VCM Volatile Combustion Matter
FC Fixed Carbon
xvii
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Dimensi
HHV Nilai kalor pembakaran briket kJ/kg T1 Suhu air pendingin sebelum dinyalakan oC
T2 Suhu air pendingin setelah dinyalakan oC
Tkp Kenaikan suhu kawat penyala oC
