KARAKTERISTIK ASAP CAIR HASIL PIROLISIS
SERBUK PELEPAH KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh
FENI SARI PUTRI
120405032
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
KARAKTERISTIK ASAP CAIR HASIL PIROLISIS
SERBUK PELEPAH KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh
FENI SARI PUTRI
120405032
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
KARAKTERISTIK ASAP CAIR HASIL PIROLISIS
SERBUK PELEPAH KELAPA SAWIT
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 2017
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
KARAKTERISTIK ASAP CAIR HASIL PIROLISIS
SERBUK PELEPAH KELAPA SAWIT
Dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diajukan pada sidang ujian skripsi tanggal 20 April 2017 dan dinyatakan memenuhi persyaratan/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Koordinator Skripsi
Ir. Bambang Trisakti, M.T. NIP. 19660925 199103 1 003
Medan, April 2017 Dosen Pembimbing
Ir. Seri Maulina, M.Si., Ph.D NIP. 19610104 19881 1 2001
Dosen Penguji I
Erni Misran, ST., MT., Ph.D NIP. 19730913 200003 2 001
Dosen Penguji II
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Karakteristik Asap Cair Hasil Pirolisis Serbuk Pelepah Kelapa Sawit,” 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. Ibu Ir. Seri Maulina, M.Si., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan dukungannya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.T. selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Ir. Maya Sarah, S.T., M.T., Ph.D., IPM selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Erni Misran, ST., MT., Ph.D dan Bapak Bode Haryanto, ST., MT., Ph.D selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
5. Frist Silia, selaku partner penelitian penulis yang telah memberikan bantuan dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
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 2017 Penulis
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini untuk keluarga besar penulis
atas dukungan dan kasih sayang mereka, terutama
kedua orang tua yang sekarang sudah di surga
H. Amir dan Hj. Syamsini
Kepada uni-uni luar biasa
dr. Elvianti, Zuladritati, S.Pd.I., M.Pd.,
Asna Nofarita, S.Pd., M.Pd., Asni Nofalia, S.Pd., M.Pd.
Kepada ponakan manis yang ikut-ikutan rajin bertanya kapan
wisuda
Tasya, Yovan, Fauziyyah, Rahmi, Radit, Khanaya, Alif, Arif
Kepada sahabat satu-dekade-plus
Jumeili, Jenery, Rani, Rafico, Wulan, Egy, Tommy, Rais
Teman-teman yang telah membantu hingga skripsi ini dapat
diselesaikan dengan baik : M. Alfikri Ridhatullah,
Apriyani, Rima, Dandri, Aulia, Rian, Putri, Lara, Eny
Serta ibu kos yang telah menyemangati dan merawat penulis
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Feni Sari Putri NIM : 120405032
Tempat/tgl lahir : Koto Anau, 03 Januari 1991 Nama orang tua : Amir dan Syamsini
Alamat orang tua :
Koto Anau, Kabupaten Solok, Sumatera Barat
Asal sekolah
1. SD N 23 Tigo Lurah 1997 – 2003 2. SMP N 2 Kota Solok 2003 – 2006
3. Sekolah Menengah Analis Kimia Padang 2006 – 2010 Pengalaman organisasi/kerja:
1. Asisten Laboratorium Proses Industri Kimia tahun 2014 – 2016 2. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara III tahun 2016. 3. Himatek FT USU Periode 2012-2016 sebagai Anggota
4. CSG Teknik Kimia USU Periode 2014-2015 sebagai Anggota Bidang Keuangan dan Logistik
ABSTRAK
Pertumbuhan perkebunan kelapa sawit di Indonesia terjadi cukup pesat. Pada tahun 2011, luas perkebunan kelapa sawit di Indonesia mencapai 8,91 juta ha. Perkebunan kelapa sawit menghasilkan limbah berupa pelepah kelapa sawit dalam jumlah yang cukup besar yaitu sekitar 6.400 – 7.500 pelepah/tahun untuk setiap 1 ha lahan perkebunan. Salah satu cara untuk menangani dan meningkatkan nilai limbah pelepah kelapa sawit yang dihasilkan ini adalah dengan proses pirolisis. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh waktu dan temperatur pirolisis terhadap karakteristik asap cair yang dihasilkan. Proses pirolisis serbuk pelepah kelapa sawit ini dilakukan pada temperatur proses 150 oC, 200 oC, dan 250 oC dengan variabel waktu proses 30 menit, 60 menit, dan 90 menit. Dari penelitian diketahui bahwa rendemen asap cair cenderung meningkat seiring naiknya suhu dan waktu pirolisis sampai pada kondisi dimana produksi gas yang sulit terkondensasi semakin banyak sehingga peningkatan suhu dan waktu pirolisis lebih lanjut akan menurunkan rendemen asap cair. Rendemen asap cair tertinggi diperoleh pada suhu pirolisis 250 oC selama 30 menit, yaitu sebesar 20,69%. Kualitas asap cair ditinjau dari parameter kadar asam, kadar fenol total, dan pH. Kualitas asap cair terbaik didapatkan pada pirolisis suhu 250 oC dengan waktu 90 menit dengan kadar asam 16,29%, kadar fenol total 4,57% dan pH 2,6.
ABSTRACT
Palm oil plantation is growing rapidly in Indonesia. In 2011, palm oil plantations in Indonesia have reached 8,91 million ha area. It is produce waste in form of palm midribs in large number around 6.400-7.500/year per 1 ha plantation. One of the way to handle and increase the value of palm midrib waste is by pyrolysis process. This study is aim to analyze the effect of pyrolysis temperature and time to liquid smoke characteristic. Pyrolysis of palm midrib powder was processed at 150 oC, 200 oC, and 250 oC for 30, 60, 90 minutes. The study found that the yield of liquid smoke tends to increase with rising pyrolysis temperature and time until the condition when un-condensable gas production more so that the increase of pyrolysis temperature and time will further decrease the yield. The highest yield of liquid smoke obtained at 250 oC for 30 minutes, is 20,69%. The best quality of liquid smoke obtained in the pyrolysis 250 oC for 90 minutes which contain 16,29% acid, 4,57% phenol, and pH 2,6.
DAFTAR ISI
Halamanan
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DEDIKASI iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS v
ABSTRAK vi
2.1.1 Perkembangan Tanaman Kelapa Sawit 8
2.1.2 Limbah yang Dihasilkan Perkebunan Kelapa Sawit 8
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 16
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian 16
3.2 Bahan dan Peralatan 17
3.2.1 Bahan Penelitian 17
3.2.2 Peralatan Penelitian 17
3.3 Pelaksanaan Penelitian 18
3.4 Rancangan Percobaan 19
3.5 Prosedur Penelitian 20
3.5.1 Persiapan Bahan Baku 20
3.5.2 Pembuatan Asap Cair 20
3.5.3 Prosedur Analisis 20
3.5.3.1 Analisis Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Bahan Baku 20
3.5.3.2 Analisis Kadar Air Bahan Baku 21
3.5.3.3 Analisis Rendemen Asap Cair 22
3.5.3.4 Analisis Kadar Asam Asap Cair 22
3.5.3.5 Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair 22
3.5.3.6 Pengukuran pH Asap Cair 23
3.5.3.7 Analisis Komponen Dalam Asap Cair 23
3.6 Rangkaian Peralatan 24
3.7 Flowchart Penelitian 25
3.7.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku 25
3.7.2 Flowchart Pembuatan Asap Cair 26
3.7.3 Flowchart Analisis 27
3.7.3.1 Flowchart Analisis Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Bahan Baku Bahan Baku
27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 32
4.1 Karakteristik Bahan Baku 32
4.2 Analisis Kadar Air Bahan Baku 33
4.3 Analisis Rendemen Asap Cair 34
4.4 Analisis Kadar Asam Asap Cair 36
4.5 Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair 39
4.6 Analisis pH Asap Cair 41
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 43
5.1 Kesimpulan 43
5.2 Saran 43
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan 24
Gambar 3.2 Flowchart Persiapan Bahan Baku 25
Gambar 3.3 Flowchart Pembuatan Asap Cair 26
Gambar 3.4 Flowchart Analisis Analisis Karakteristik Bahan Baku 28 Gambar 3.5 Flowchart Analisis Kadar Air Bahan Baku 28 Gambar 3.6 Flowchart Analisis Rendemen Asap Cair 29 Gambar 3.7 Flowchart Analisis Kadar Asam Asap Cair 29 Gambar 3.8 Flowchart Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair 30 Gambar 3.9 Flowchart Pengukuran pH Asap Cair 31 Gambar 4.1 Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis terhadap Rendemen
Asap Cair
34
Gambar 4.2 Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis Terhadap Kadar Asam Asap Cair
38
Gambar 4.3 Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis terhadap Kadar Fenol Asap Cair
39
Gambar 4.4 Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis terhadap pH asap Cair
41
Gambar L3.1 Asap Cair Hasil Pirolisis 60
Gambar L3.2a Penyaringan Asap Cair 60
Gambar L3.2b Asap Cair Setelah Disaring 60
Gambar L3.3 Analisis Kadar Air Bahan Baku 61
Gambar L3.4a Asap Cair Sebelum Dititrasi 61
Gambar L3.4b Asap Cair Setelah Dititrasi 61
Gambar L3.5a Sampel asap cair setelah di preparasi 62
Gambar L3.5b Spektrofotometer UV-Vis 62
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Rangkuman Penelitian Terdahulu 3
Tabel 2.1 Jenis, Potensi, dan Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit 9
Tabel 3.1 Rancangan Percobaan Penelitian 19
Tabel 4.1 Kandungan Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Pelepah Kelapa Sawit
32
Tabel 4.2 Kadar Air Serbuk Pelepah Kelapa Sawit Sebelum Pirolisis 33 Tabel 4.3 Senyawa Hasil Analisis Asap Cair dari Serbuk Pelepah Kelapa
Sawit Menggunakan GC-MS
37
Tabel L1.1 Data Analisis Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Bahan baku 50 Tabel L1.2 Data Penimbangan Cawan Kosong Hingga Konstan 50 Tabel L1.3 Data Analisis Kadar Air Bahan Baku Sebelum Pirolisis 51
Tabel L1.4 Data Analisis Rendemen Asap Cair 51
Tabel L1.5 Data Analisis Kadar Asam Asap Cair 52
Tabel L1.6 Data Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair 52
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN 50
L1.1 Data Analisis Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Bahan Baku 50
L1.2 Data Analisis Kadar Air Bahan Baku 50
L1.3 Data Analisis Rendemen Asap Cair 51
L1.4 Data Analisis Kadar Asam Asap Cair 52
L1.5 Data Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair 52
L1.6 Data Pengukuran pH Asap Cair 53
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 54
L2.1 Contoh Perhitungan Kadar Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Bahan Baku
54
L2.2 Contoh Perhitungan Kadar Air Bahan Baku 55
L2.3 Contoh Perhitungan Rendemen Asap Cair 56
L2.4 Contoh Perhitungan Kadar Asam Asap Cair 56
L2.5 Contoh Perhitungan Kadar Fenol Total Asap Cair 57
LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN 60
L3.1 Asap Cair Hasil Pirolisis 60
L3.2 Penyaringan Asap Cair 60
L3.3 Analisis Kadar Air Bahan Baku 61
L3.4 Analisis Kadar Asam Asap Cair 61
L3.5 Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair 62
L3.6 Pengukuran pH Asap Cair 62
